Автомобиль батареясы технологиясы қалай жұмыс істейді?
Қорғасын және қышқыл - адамдардың көпшілігінің аулақ болу үшін жақсы білетін екі нәрсе. Қорғасын - ауыр металдар, ол денсаулықтың барлық проблемаларын тудырады, ал қышқыл - жақсы, қышқыл. Бұл сөз тек қана әлемнің үстемдік үстінде орналасқан жасыл сұйықтықтардың және пышақталған ғалымдардың суреттерін бейнелейді.
Бірақ шоколад және жержаңғақ сары май сияқты, қорғасын мен қышқыл бірге жүретін сияқты емес, бірақ олар жасайды. Қорғасынсыз және қышқылсыз біз автокөліктердің батареялары болмаған, ал аккумуляторлық батареясыз бізде қазіргі заманғы аксессуарлардың немесе негізгі қажеттіктердің болмауы сияқты фаралар - электр жүйесінің жұмыс істеуін қажет етеді. Мәселен, осы екі өлімге әкелетін заттар қалай бірігіп, автомобилді электронды жүйелердің қатты негізін қалыптастырды? Фразаның айналымын қарастыру үшін жауап қарапайым болып табылады.
Электр энергиясын сақтау туралы ғылым
Электрлік батарея - жай зарядтауға қабілетті сақтауға арналған ыдыстар, содан кейін оны жүктеуге. Кейбір аккумуляторлар құрастырылған сәтте олардың негізгі компоненттерінен электр тогын шығара алады. Бұл батареялар бастапқы батарея деп аталады және олар әдетте зарядталғаннан кейін жойылады. Автомобиль батареялары зарядталатын, зарядталатын және қайта зарядталатын электрлі батареяның басқа санатына сай келеді. Бұл қосалқы батареялар қайта зарядталатын батареяның бір түрінен басқасына айырмашылығы бар химиялық реакцияны пайдаланады.
Адамдардың көпшілігін түсінуге болады, дүкенде сатып алатын AA немесе AAA батареялары қашықтан басқару пультіне жабысып, содан кейін өлгенде тастаңыз. Олар, әдетте, мырыш-көміртекті немесе мырыш пен марганец диоксидінің жасушаларынан құрастырылған және олар зарядсыз зарядтауға қабілетті. Егер олар өлсе, сіз оларды лақтырып тастаңыз немесе оларды дұрыс түрде тастаңыз.
Әрине, сол AA немесе AAA аккумуляторларын сатып алуға болатын «қайта зарядталатын» пішінде сатып алуға болады. Бұл қайта зарядталатын батареялар әдетте никель-кадмий немесе никель-металл гидридті жасушаларды пайдаланады. Дәстүрлі «сілтілі» аккумуляторлардан айырмашылығы, NiCd және NiMH батареялары құрастыру кезінде жүктемені қамтамасыз ете алмайды. Оның орнына электр тогы батареяда химиялық реакция тудыратын жасушаларға қолданылады. Содан кейін батареяны қашықтан басқару пультіне жабыстырып, өлгенде, оны зарядтағышқа қойып, ағынды қолданғанда, ағып кету кезінде болған химиялық процессті ауыстырады.
Никель оксидкоксидінің орнына қорғасын мен күкірт қышқылын қолданатын және суда сіңіргіш қорытпаны қолданатын автомобиль батареялары NiMH батареяларына ұқсас. Батареяға электр тогы қолданылғанда, химиялық реакция жүреді және электр заряды сақталады. Аккумуляторға жүктеме қосылғанда, ол реакция кернеуіне ауысады және жүктеуге ток береді.
Қорғасын және қышқылмен энергияны сақтау
Егер электр зарядын сақтау үшін қорғасын мен қышқылды қолдансаңыз, ол архиканың дыбысы болып табылады. Алғашқы қорғасын-қышқылды аккумулятор 1850-жылдары ойлап тапты, ал сіздің автомобильіңіздің аккумуляторы бірдей негізгі принциптерді пайдаланады. Дизайндар мен материалдар бірнеше жылдар бойы дамыды, бірақ сол негізгі идея ойынға айналды.
Қорғасын-қышқылды аккумулятордың заряды таусылғанда, электролит күкірт қышқылының өте разбавленный ерітіндісіне айналады - бұл негізінен қарапайым ескі H20, онда H2SO4 айналасында жүзіп кетеді. Күкірт қышқылын жұтып қойған қорғасын плиталары негізінен қорғасын сульфатына айналады. Аккумуляторға электр тогы қолданылған кезде, бұл процесс қайта оралады. Бастапқы сульфат тақталар қорғасынға айналады (көбіне) және күкірт қышқылының разбавленный ерітіндісі шоғырланған болады.
Бұл электр энергиясын сақтаудың керемет тиімді тәсілі емес, олар жасушалардың қаншалықты ауыр және үлкен екенін сақтай отырып, олар энергия сақтайды, бірақ қорғасын-қышқыл батареялар бүгінгі күні екі себеп бойынша пайдаланылуда. Біріншісі - экономика мәселесі; қорғасын-қышқыл батареялар кез-келген басқа нұсқаға қарағанда әлдеқайда арзан. Басқа себебі - қорғасын-қышқыл батареялары бір уақытта сұранысқа ие үлкен көлемді қамтамасыз ете алады, бұл оларды бастапқы батарея ретінде пайдалану үшін қолайлы етеді.
Сіздің циклыңыз қаншалықты ашық?
Дәстүрлі автомобиль батареялары кейде SLI батареялары деп аталады, онда «SLI» іске қосу, жарықтандыру және тұтату болып табылады. Бұл аббревиатура автомобильдің батареясының негізгі мақсаттарын жақсы көрсетеді, себебі кез-келген автокөліктің негізгі жұмысы қозғалтқыш жұмыс істемей тұрып, қозғалтқышты, шамдарды және отты іске қосу болып табылады. Қозғалтқыш жұмыс істеп болғаннан кейін, баламалы барлық қажетті электр энергиясын қамтамасыз етеді, және батарея зарядталады.
Қолданудың бұл түрі - жұмыс циклінің қарапайым түрі, ол үлкен көлемдегі қысқа толқынды қамтамасыз етеді, бұл автомобиль батареялары нақты жасақтауға арналған. Осыны ескере отырып, заманауи автомобиль батареяларында электролиттің максималды мөлшерін азайтуға мүмкіндік беретін өте қысқа қорғасын тақталары бар және қысқа мерзімде ең мүмкін амперияны қамтамасыз етеді. Бұл дизайн стартерлік қозғалтқыштардың үлкен ток талаптарына байланысты қажет.
Батареяларды іске қосудан басқа, терең цикл батареялары «тереңірек» циклге арналған қорғасын-қышқыл батареяның тағы бір түрі. Пластиналардың конфигурациясы әртүрлі, сондықтан олар сұранысқа арналған үлкен көлемді қамтамасыз ету үшін қолайлы емес. Оның орнына олар ұзақ уақытқа аз қуат беруге арналған. Цикл «тереңірек», себебі ол жалпы ұзындығы үлкен болғандықтан емес, ұзын. Әрбір пайдаланудан кейін автоматты түрде зарядталатын бастапқы батареялардан айырмашылығы, терең циклдегі батареялар баяу зарядсыздандырылуы мүмкін - қауіпсіз деңгейге дейін - қайта зарядталмас бұрын. Батареяларды іске қосу сияқты терең қышқылдық қышқылды батареялар тұрақты зақымдануды болдырмау үшін ұсынылған деңгейден төмен төңкерілмеуі керек .
Әр түрлі пакет, бірдей технологиялар
Күрделі қышқыл батареяларының негізгі технологиясы бұрынғысынша бірдей болса да, материалдар мен техниканың жетістіктері бірқатар вариацияларға әкелді. Терең циклдағы батареялар, әрине, әртүрлі табақша конфигурациясын пайдаланып, терең жұмыс циклін қамтамасыз етеді. Басқа вариациялар тіпті одан да көп нәрселерді қабылдайды.
Қорғасын-қышқыл батареясы технологиясының ең үлкен жетістігі клапанды реттейтін қорғасын-қышқыл (VRLA) батареялары болуы мүмкін. Олар әлі қорғасын және күкірт қышқылын пайдаланады, бірақ оларда «су басқан», ылғал клеткалар жоқ. Оның орнына олар электролит үшін гелдік клеткаларды немесе сіңірілген шыны матты (AGM) пайдаланады. Химиялық процесс негізгі деңгейде бірдей, бірақ бұл аккумуляторлық батареялар судан шыққан батареялар сияқты газдан тыс газға ұшырамайды, немесе олар ағып кетсе, ағып кетпейді.
VRLA батареялары бірқатар артықшылықтарға ие болса да, олар дәстүрлі су тасқынынан зарядталған батареяларға қарағанда әлдеқайда қымбат. Технология кез-келген уақытта алға жылжуды жалғастыра берсе де, электр қуатымен жұмыс істемейінше әлі күнге дейін біраз уақыттан бері өз қақпағыңыздың астында 1860-шы жылдардағы ең озық технологиялармен айналысуыңыз мүмкін. Бірақ бұл аккумуляторлар бойынша мүлде басқа нәрсе.