Tradicionalne olovne baterije za automobile danas bi mogle biti zanemarene zbog pomame za litij-ionskim električnim vozilima baterije, ali ovi su mališani neprocjenjiva čuda inženjerstva koja su pomogla u pogonu vozila za desetljeća.
Bez složenih kemijskih reakcija unutar 12 V akumulatora vašeg vozila, ne biste mogli čak ni upaliti svoj automobil ili još manje isključiti električne prozore. Čitajte dalje kako biste istražili genijalne načine na koje vaš automobilski akumulator radi i kako se udružuje s automobilskim alternatorom kako bi vaš automobil učinio boljim mjestom za provođenje vremena.
Kako radi automobilski akumulator od 12 V?
Akumulator automobila radi s kemijskim reakcijama. U svojoj najosnovnijoj formi, prenosi elektrone između anode (negativni terminal) do mjesta gdje zapravo žele biti: katode (pozitivni terminal). Na primjer, olovni akumulator koji koristi većina vozila dobio je ime po činjenici da koristi ploče od olovnog dioksida (i čistog olova) umočene u mješavinu vode i sumporne kiseline.
Ove baterije zapravo imaju šest ćelija od kojih svaka proizvodi oko 2 V, zbog čega se automobilske baterije obično nazivaju baterijama od 12 V, iako nisu točno od 12 V. Ovih šest ćelija sastoji se od ploča od olovnog dioksida (pozitivna katoda) i olovnih ploča (negativna anoda) koje su umočene u mješavini sumporne kiseline i vode kako bi se stvorile kemijske reakcije koje će na kraju pomoći otpuštanju baterije struja.
Imajte na umu da se baterija sastoji od šest ćelija, a svaka ima različite pločice. Ali, u srži ovog procesa je interakcija između pozitivnih i negativnih terminala. Kada olovni dioksid katode stupa u interakciju sa sulfatom u kiseloj smjesi, ioni kisika se otpuštaju u smjesu gdje stupaju u interakciju s vodikom i proizvode vodu. U međuvremenu, s negativne strane, sulfat reagira s olovom u anodi, stvarajući sloj olovnog sulfata u anodi i oslobađajući elektrone.
Ti se elektroni nakupljaju na negativnom terminalu i definitivno ne žele biti tamo, ali ne mogu putovati kroz otopina elektrolita, tako da se usmjeravaju van kroz negativni terminal i kroz krug dok na kraju ne dođu do pozitivnog terminal. Ovo je temeljni princip funkcionalnosti akumulatora automobila, budući da se svaki drugi pomoćni uređaj u vašem vozilu spaja na ovaj krug.
Ali ovo radi samo dok je auto ugašen; inače, ono što zapravo napaja elektroniku vašeg vozila je alternator. Akumulator je zapravo u vašem automobilu kako bi napajao starter kada je vozilo ugašeno, ali kada starter oživi motor, alternator preuzima. Alternator također puni bateriju obrnutim procesima koji su doveli do njenog pražnjenja.
Što radi alternator?
Kao što je prethodno rečeno, alternator u osnovi radi ono što bi ljudi mislili da baterija neprestano radi. Upamtite, baterija bi se brzo ispraznila kad bi morala napajati sve vaše prozore i radio i zapravo bilo koji drugi elektronički uređaj u vašem vozilu. Dakle, rješenje za ovo je prilično genijalno.
Inženjeri su u vaše vozilo ugradili generator izmjenične struje koji pokreće motor umjesto baterije. Proizvodi dovoljno električne energije za napajanje svih električnih dijelova vašeg vozila. Sjajna stvar kod alternatora je to što također puni bateriju dok motor vozila radi jer se baterija jako isprazni nakon što obavi svoj posao pokretanja motor.
Jedini problem s alternatorom je taj što proizvodi izmjeničnu struju koju treba pretvoriti u istosmjernu. Kako bi se riješio ovaj problem, izmjenična struja se obrađuje preko ispravljača, koji omogućuje alternatoru da pumpa potrebnu istosmjernu struju.
Kad se alternator pokvari, počet ćete primjećivati znakove toga posvuda. Na primjer, elektronika vašeg vozila neće raditi ispravno, a svjetla bi se mogla iznenada zatamniti. Pod tim uvjetima, vaše bi vozilo moglo početi izbacivati hrpu kodova, pa čak i ako ga spojite na OBD2 aplikacija, vjerojatno neće identificirati da je problem zapravo alternator ili baterija.
Što je još gore, mnoga vozila koriste napredne module koji su kalibrirani za rad s vrlo malim tolerancijama. Ako vam alternator ili baterija pokvare, cijeli bi automobil mogao početi raditi nepravilno i izbacivati kodove potpuno nevezane za stvarni problem: pokvarenu bateriju ili alternator.
Je li automobilska baterija isto što i električna baterija?
Ne, nisu isto što i baterija u vašem EV-u. Olovne baterije znatno se razlikuju od litij-ionskih baterija prisutnih u vašem EV-u. Kao prvo, kao što ste već naučili, sastav olovnih baterija uglavnom se sastoji od olova i mješavine vode i sumporne kiseline. S druge strane, litij-ionske baterije sastoje se od materijala poput litija, kobalta i grafita.
Ne samo to, već litij-ionske baterije imaju veću gustoću energije od olovnih baterija, što je posebno idealno u izvedbe EVs i elektronike, gdje su prostor i težina iznimno važni.
Olovne baterije također pate od inferiornih životnih ciklusa u usporedbi s litij-ionskim baterijama. To znači da litij-ionsku bateriju možete napuniti i isprazniti mnogo puta više nego olovnu bateriju. Ovo je očito veliki plus za korištenje u električnim vozilima, gdje baterija sadrži najvažniju i najskuplju komponentu, a životni ciklus koji je niži od standarda učinio bi je beskorisnom. Olovne baterije također zahtijevaju redovito održavanje kako bi održale rad, dok litij-ionske baterije relativno ne zahtijevaju održavanje tijekom svog životnog vijeka.
Lako je vidjeti zašto se litij-ionske baterije koriste u električnim vozilima umjesto tradicionalnih olovnih baterija. Kad bi električna vozila koristila olovne baterije, bila bi nevjerojatno teška i nedostajala bi im energije.
Olovne baterije još uvijek imaju svoje mjesto
Bez obzira na nedostatke povezane s olovnim baterijama, one imaju svoje mjesto u automobilskoj industriji. Njihova relativno niska cijena u usporedbi s litij-ionskim baterijama jamči da će tako i ostati koristi se u vozilima s benzinskim pogonom i drugim primjenama gdje je početni trošak važan faktor.
Ove baterije godinama pokreću vozila, a iako je litij-ionska tehnologija sjajna nova stvar, olovne baterije uvijek će imati svoje mjesto u povijesti automobila.
