Tradiční olověné autobaterie mohou být v dnešní době kvůli šílenství nad lithium-iontovými elektromobily přehlíženy baterie, ale tito malí kluci jsou neocenitelnými zázraky techniky, které pomohly pohánět vozidla dekády.
Bez složitých chemických reakcí uvnitř 12V baterie vašeho vozidla byste nebyli schopni ani zapnout auto a tím méně ztlumit elektricky ovládaná okna. Čtěte dále a prozkoumejte důmyslné způsoby, jak funguje vaše autobaterie a jak se spojuje s alternátorem automobilu, aby se vaše auto stalo lepším místem pro trávení času.
Jak funguje 12V autobaterie?
Autobaterie pracuje s chemickými reakcemi. Ve své nejzákladnější podobě přenáší elektrony mezi anodou (záporná svorka) tam, kde skutečně chtějí být: katodou (kladnou svorkou). Například olověná baterie, kterou většina vozidel používá, získala svůj název podle skutečnosti, že používá desky s oxidem olovnatým (a čistým olovem) ponořenými do směsi vody a kyseliny sírové.
Tyto baterie mají ve skutečnosti šest článků, z nichž každý produkuje přibližně 2 V, což je důvod, proč se autobaterie běžně označují jako 12V baterie, i když nejsou přesně 12V. Těchto šest článků se skládá z desek oxidu olovnatého (kladná katoda) a olověných desek (negativní anoda), které jsou ponořeny ve směsi kyselina sírová/voda za účelem vytvoření chemických reakcí, které nakonec pomohou baterii uvolnit elektřina.
Mějte na paměti, že baterie se skládá ze šesti článků a každý z nich má různé destičky. Ale jádrem tohoto procesu je interakce mezi kladnými a zápornými terminály. Když oxid olovnatý katody interaguje se síranem v kyselé směsi, kyslíkové ionty se uvolňují do směsi, kde interagují s vodíkem za vzniku vody. Mezitím na negativní straně síran reaguje s olovem v anodě, vytváří vrstvu síranu olovnatého na anodě a uvolňuje elektrony.
Tyto elektrony se hromadí na záporném pólu a rozhodně tam nechtějí být, ale nemohou skrz něj cestovat roztokem elektrolytu, takže jsou vyvedeny přes záporný pól a obvodem, dokud nakonec nedosáhnou kladného terminál. To je základní princip funkčnosti autobaterie, protože k tomuto obvodu se připojuje každé další přídavné zařízení ve vašem vozidle.
To však funguje pouze tehdy, když je vůz vypnutý; jinak to, co ve skutečnosti pohání elektroniku vašeho vozidla, je alternátor. Baterie je v podstatě ve vašem autě, aby napájela startér, když je vozidlo vypnuté, ale jakmile startér probudí motor k životu, převezme řízení alternátor. Alternátor také nabíjí baterii obrácením procesů, které vedly k jejímu vybití.
Co dělá alternátor?
Jak již bylo řečeno, alternátor v podstatě dělá práci, kterou si lidé myslí, že baterie neustále dělá. Pamatujte, že baterie by se sama rychle vybila, pokud by musela napájet všechna vaše okna a rádio a v podstatě jakékoli jiné elektronické zařízení ve vašem vozidle. Takže řešení je docela geniální.
Inženýři nainstalovali do vašeho vozidla generátor střídavého proudu poháněný motorem místo baterie. Vyrábí dostatek elektřiny pro napájení všech elektrických bitů vašeho vozidla. Skvělá věc na alternátoru je, že také dobíjí baterii, když je motor vozidla zapněte, protože baterie po vykonání své práce nastartováním zaznamená poměrně silné vybití motor.
Jediný problém alternátoru je, že vyrábí střídavý proud, který je potřeba převést na stejnosměrný. K vyřešení tohoto problému je střídavý proud zpracováván přes usměrňovač, který umožňuje alternátoru čerpat požadovaný stejnosměrný proud.
Když se alternátor pokazí, začnete si toho všímat. Například elektronika vašeho vozidla nebude fungovat správně a vaše světla se mohou náhle ztlumit. Za těchto podmínek může vaše vozidlo začít házet spoustu kódů, a to i v případě, že jej připojíte k aplikace OBD2, pravděpodobně neidentifikuje, že problém je ve skutečnosti v alternátoru nebo baterii.
Ještě horší je, že mnoho vozidel používá pokročilé moduly, které jsou kalibrovány pro práci s velmi malými tolerancemi. Pokud váš alternátor nebo baterie selže, celé auto se může začít chovat nevyzpytatelně a házet kódy zcela nesouvisející se skutečným problémem: vadnou baterií nebo alternátorem.
Je autobaterie stejná jako baterie EV?
Ne, nejsou stejné jako baterie ve vašem EV. Olověné baterie se výrazně liší od lithium-iontových baterií přítomných ve vašem elektromobilu. Za prvé, jak jste se již dozvěděli, složení olověných baterií se většinou skládá z olova a směsi vody a kyseliny sírové. Na druhou stranu lithium-iontové baterie jsou vyrobeny z materiálů, jako je lithium, kobalt a grafit.
Nejen to, ale lithium-iontové baterie mají lepší hustotu energie než olověné baterie, což je obzvláště ideální výkonnostní EV a elektronika, kde je prostor a hmotnost nanejvýš důležitá.
Olověné baterie mají také nižší životnost ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi. To znamená, že lithium-iontovou baterii můžete dobíjet a vybíjet mnohokrát více než olověnou baterii. To je samozřejmě obrovské plus pro použití v EV, kde baterie tvoří nejdůležitější a nejdražší součást a podprůměrný životní cyklus by ji učinil zbytečnou. Olověné baterie také vyžadují pravidelnou údržbu, aby mohly fungovat, zatímco lithium-iontové baterie jsou během své životnosti relativně bezúdržbové.
Je snadné pochopit, proč se v elektromobilech používají lithium-iontové baterie než tradiční olověné baterie. Pokud by elektrická vozidla používala olověné akumulátory, byly by šíleně těžké a bez energie.
Olověné baterie mají stále své místo
Bez ohledu na nevýhody spojené s olověnými bateriemi mají v automobilovém průmyslu své místo. Jejich relativně nízká cena ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi zajišťuje, že tomu tak bude i nadále používá se ve vozidlech s benzínovým pohonem a v dalších aplikacích, kde je důležitá počáteční cena faktor.
Tyto baterie pohánějí vozidla již mnoho let, a i když je lithium-iontová technologie zářnou novinkou, olověné baterie budou mít vždy své místo v automobilové historii.