Automobilio akumuliatoriaus pliusinio laido piropatronai: kas tai?

Automobilio akumuliatorius yra jūsų transporto priemonės elektros sistemos širdis, kaupianti cheminę energiją ir tiekianti elektros srovę starteriui bei visiems elektroniniams prietaisams. Jo viduje esančios švino plokštelės ir sieros rūgšties tirpalas sukelia cheminę reakciją, kuri gamina elektros energiją.

Nors tema apie piropatronus tiesiogiai nebuvo išsamiai aprašyta pateiktame tekste, iš konteksto galima daryti prielaidą, kad minimi „piropatronai“ galėtų būti susiję su akumuliatoriaus saugos elementais, kurie aktyvuojasi esant kritinėms situacijoms, pavyzdžiui, trumpam jungimui ar perkrovai, siekiant apsaugoti sistemą. Tai gali būti integruoti saugikliai arba kitokio pobūdžio apsauginiai mechanizmai, skirti išvengti akumuliatoriaus pažeidimų ar net sprogimo, kai įkrovimas tampa per stiprus ir išsiskiria deguonis bei vandenilis.

Akumuliatoriaus veikimo principas ir sandara

Automobilių akumuliatorių viduje yra elementai, sudaryti iš švino dioksido (PbO2) plokštės ir švino (Pb) plokštės, panardintos į sieros rūgštį. Ši cheminė reakcija generuoja elektros energiją, kuri siunčiama į akumuliatoriaus gnybtus.

Švino rūgštiniai automobilių akumuliatoriai sudaryti iš šešių sekcijų, kurių kiekviena lygi maždaug 2,1 V, o bendra įtampa yra apie 12,6 V. Techniniu požiūriu teisingiausia akumuliatorių vadinti baterija, nes tai yra kelios sekcijos, uždarytos į bendrą korpusą ir sujungtos nuosekliai.

Vienas iš šios sistemos trūkumų yra tas, kad akumuliatoriai pripildyti kaustiniu skysčiu, kuris gali ištekėti, jei akumuliatorius apvirsta arba įtrūksta.

Akumuliatorių tipai ir jų ypatumai

Akumuliatoriai dažniausiai skirstomi pagal elektrolito tipą.

Rūgštiniai akumuliatoriai

Tai seniausias ir labiausiai paplitęs akumuliatorių tipas, kuriame katodas ir anodas dedami į vandeninį rūgšties, dažniausiai sieros, tirpalą. Jų privalumai - prieinama kaina ir patikimumas. Vis dėlto, šlapio elemento akumuliatoriai reikalauja daugiau priežiūros: reikia tikrinti ir kartais papildyti elektrolitą. Be to, juos būtina montuoti vertikaliai, kad neišsilietų rūgštis.

Ilgainiui inžinieriai tobulino rūgštinių akumuliatorių dizainą, siekdami sumažinti dujų garavimą ir padidinti stabilumą. Ankstesnių tipų akumuliatoriams reikėjo reguliariai tikrinti elektrolito lygį ir papildyti distiliuotu vandeniu.

EFB akumuliatoriai yra patobulinta standartinių akumuliatorių versija. Jie yra sandarūs ir tarnauja dvigubai ilgiau nei paprasti rūgštiniai (apie 85 000 variklio užvedimų palyginus su 30 000).

Šiandien rinkoje dauguma baterijų yra „mažai stibio“ tipo, kurioms reikia mažiau priežiūros, tačiau vis tiek rekomenduojama reguliariai tikrinti lygį.

AGM akumuliatoriai

AGM (angl. „Absorbed Glass Mat“) akumuliatoriuose elektrolitas yra įsigėręs į specialias stiklo pluošto pertvaras. Tai leidžia jiems krautis penkis kartus greičiau ir atlaikyti net tris kartus daugiau įkrovimo-iškrovimo ciklų nei standartiniai akumuliatoriai.

AGM akumuliatoriai yra sandarūs ir atsparūs vibracijai, todėl yra ypač mėgstami naudoti važiuojant bekele ir motocikluose. Dėl ilgo tarnavimo laiko, puikių eksploatacinių savybių ir didesnio saugumo jie naudojami aukščiausios klasės šiuolaikinėse transporto priemonėse, ypač su automatine paleidimo ir sustabdymo sistema bei padidėjusiu energijos poreikiu. Net ir pažeidus korpusą, rūgštis lieka stiklo pluošte, todėl iš esmės nėra pavojaus, kad gali ištekėti akumuliatoriaus rūgštis.

Geliniai akumuliatoriai

Geliniai akumuliatoriai pasižymi tuo, kad elektrolitas juose yra sulaikomas silicio dioksido gelio sluoksnyje, todėl jie yra atsparūs nuotėkiui ir neišsilieja. Tai užtikrina didesnį atsparumą vibracijai ir transporto priemonės pasvirimui, o dėl uždaros konstrukcijos juos lengviau ir saugiau valdyti.

Dėl mažo elektrodų dėvėjimosi geliniai akumuliatoriai išsiskiria efektyvumu ir ilgesniu tarnavimo laiku. Tačiau dėl didesnės apvijų vidinės varžos šie akumuliatoriai per trumpą laiką negali sugeneruoti didelių šalto variklio paleidimo srovių. Antrasis jų trūkumas - jautrumas temperatūros svyravimams. Įprasti geliniai akumuliatoriai yra skirti naudoti kaip maitinimo elementai, o ne paleidimo akumuliatoriai, todėl netinka automobiliams su automatine paleidimo ir sustabdymo sistema ar daug elektros naudojančiais prietaisais.

Kiti akumuliatorių tipai

• Ca. akumuliatoriai: Visiškai nereikalaujantys priežiūros akumuliatoriai, pažymėti Ca, turi švino tinklelius, pagamintus pridedant kalcio. Ši technologija beveik pašalino vandens „perdegimą“, kelis kartus sumažino savaiminio išsikrovimo laipsnį, o įkrovimas tapo nekritiškas. Tačiau „kalcio“ akumuliatoriai labiau nei kiti kenčia nuo gilaus iškrovimo ir po kelių išsikrovimo ciklų gali prarasti talpą visam laikui.
• Hibridiniai akumuliatoriai (Ca/Sb arba Calcium plus): Šių baterijų konstrukcija yra dviejų ankstesnių baterijų derinys. Hibridiniuose akumuliatoriuose plokštės su kalciu yra ant neigiamo poliaus, o pridedant stibio - ant teigiamo. Jie tinka montuoti vietoj standartinių baterijų.
• FIAMM akumuliatoriai: Garsėja savo kokybe ir patikimumu, dažnai pritaikomi specifinėms reikmėms, pavyzdžiui, telekomunikacijoms, priešgaisrinėms ir apsaugos sistemoms bei avariniam apšvietimui, kur patikimumas ir našumas yra labai svarbūs.
• Helio baterijos (GEL): Šios baterijos išsiskiria storu elektrolito geliu. Jos gali veikti esant didelėms vibracijoms ir perkrovoms, tarnauti sportiniuose automobiliuose ir sureguliuotuose automobiliuose su kelių kilovatų garso sistemomis. Jos yra racionalus pasirinkimas tarp inovatyvių starterių akumuliatorių.
• Ličio baterijos: Naujausios tendencijos transporto pramonėje - ličio baterijos. Jos yra lengvesnės, greičiau kraunasi ir ilgiau tarnauja (kai kuriais atvejais iki 20 metų). Nors jos vis dar yra labai brangios, pagal sukauptos energijos kiekio santykį su akumuliatoriaus dydžiu ir svoriu joms nėra lygių. Štai kodėl jos naudojamos šiuolaikinėse elektrinėse transporto priemonėse kaip traukos akumuliatoriai.

Akumuliatoriaus eksploatacija ir priežiūra

Akumuliatoriaus ilgaamžiškumas priklauso nuo jo įkrovimo lygio. Automobiliams skirti švino rūgštiniai akumuliatoriai nėra atsparūs gilioms iškrovoms. Dėl fizinių-cheminių akumuliatoriaus savybių, esant gilioms iškrovoms, prasideda aktyviosios medžiagos, esančios švino plokštelėse, irimas. Šis procesas yra negrįžtamas, todėl iškrautas akumuliatorius greitai praranda talpumą ir galią. Nevažinėkite su pusiau įkrautu akumuliatoriumi ir kuo greičiau įkraukite iškrautą akumuliatorių.

Akumuliatoriaus perkrovimas (per aukšta krovimo įtampa) labiau pažeidžia akumuliatoriaus plokšteles, nei didelis iškrovimas. Kai akumuliatorius įkraunamas ir toliau kraunamas pasiekus pilną būseną, gali padidėti akumuliatoriaus vidinis slėgis, deformuotis, nutekėti skystis ir baterija bus žymiai sumažinta bei sugadinta.

Dažniausios akumuliatoriaus išsikrovimo priežastys:

• Ilgas automobilio nenaudojimas: Kai transporto priemonė stovi, akumuliatoriaus elektrolitas po truputį garuoja, o įkrova krenta. Rekomenduojama kartą per savaitę suplanuoti ilgesnę (apie 30-40 min.) kelionę.
• Palikti įjungti žibintai ar kiti elektros prietaisai: Prieš išeidami visada patikrinkite, ar visos lemputės išjungtos.
• Parazitinė srovė: Kai kurie elektroniniai komponentai (GPS, multimedija) gali naudoti elektros energiją net ir išjungus variklį. Tai lėtai, bet užtikrintai sekina akumuliatorių.
• Ekstremalios temperatūros: Didelis karštis skatina elektrolito garavimą, o šaltis sumažina akumuliatoriaus galią užvesti variklį. Jei įmanoma, žiemą laikykite automobilį garaže. Neįkrautas akumuliatorius, kurio įtampa yra 12,1V ir elektrolito tankis 1,18 kg/l, užšąla prie -19°C. Dar labiau iškrautas akumuliatorius gali užšalti esant -10°C šalčio. Susidarę ledo kristalai suardo švino plokštelių aktyviąją masę ir gadina separatorius.
• Korozija ant polių: Ant akumuliatoriaus polių susikaupęs baltas ar žalias apnašas rodo koroziją. Tai mažina kontaktą ir gali trukdyti generatoriui tinkamai įkrauti. Akumuliatoriaus išorė turi būti švari ir sausa.

Reguliari patikra ir priežiūra:

Net ir geriausiai prižiūrimas akumuliatorius tarnaus 3-5 metus. Akumuliatorių verta kartą per kelis mėnesius trumpai patikrinti patiems arba profilaktiškai autoservise.

• Nuolat patikrinkite elektrolito lygį akumuliatoriaus sekcijose ir, esant reikalui, papildykite distiliuotu vandeniu (tai netaikoma neaptarnaujamiems akumuliatoriams). Elektrolito lygis turi būti 10-15 mm virš švino elementų bloko.
• Eksploatuojant akumuliatorių sunkiomis sąlygomis (nuolat važinėjant mieste, naudojant žibintus ar daug elektros energiją vartojančios įrangos, esant dideliems karščiams ar šalčiams), būtina kas mėnesį patikrinti akumuliatoriaus būklę.
• Nenaudokite jokių papildomų chemikalų ar vadinamųjų "pagerintojų".
• Jeigu elektrolito tankis yra žemiau 1,24 kg/l, įkraukite akumuliatorių.
• Naudokite tik tam skirtus nuolatinės srovės įkroviklius.
• Jeigu automobilis ilgai nenaudojamas, akumuliatorių verta atjungti arba periodiškai įkrauti.

Akumuliatoriaus įkrovimas ir pagalbinis užvedimas

Įkrovimas:

Akumuliatorius pilnai įkrautas, kai elektrolito tankis ir įkrovimo įtampa dvi valandas daugiau nekyla. Akumuliatoriaus įkrovimo procesas (angl. charging) - tai elektros energijos iš išorinės grandinės pavertimas chemine energija ir jos kaupimas akumuliatoriuje. Reikalinga įkrovimo srovė ir įkrovimo įtampa turi būti parenkamos atidžiai, siekiant išvengti perkrovimo. Patalpos, kuriose įkraudinėjamas akumuliatorius, turi būti gerai vėdinamos, temperatūra ne žemesnė kaip +10°C. Neįkraudinėkite akumuliatoriaus gyvenamose patalpose ir arti galimų ugnies ir kibirkščių šaltinių.

Pagalbinis užvedimas nuo kito automobilio akumuliatoriaus:

Dažniausiai naudojamas ir paprasčiausias būdas užvesti automobilį su išsikrovusiu akumuliatoriumi - naudoti pagalbinius (užvedimo) laidus nuo kito automobilio akumuliatoriaus.

Svarbu: Jeigu jūsų automobilyje yra procesorinė degalų įpurškimo ir degimo valdymo sistema (vadinamas kompiuteris), niekada neužvedinėkite savo automobilio nuo kito, kai jame dirba variklis. Užsivedus jūsų automobilio varikliui ir dirbant padedančiojo automobilio varikliui, abiejų automobilių elektros sistemos kurį laiką lieka susijungusios tarpusavyje, o tai gali pažeisti kompiuterizuotą sistemą.

Kaip tinkamai užvesti automobilį su užvedimo laidais:

1. Naudokite tik tam specialiai skirtus laidus. Per ploni laidai gali nepajėgti perduoti reikiamo srovės stiprumo.
2. Abiejų automobilių elektros sistemos turi būti tos pačios įtampos.
3. Abiejų automobilių varikliai turi būti išjungti. Išjunkite abiejų automobilių variklius, priekinius žibintus ir visus elektros priedus. Pasirinkite sausą, lygų paviršių - niekada nedirbkite šalia degalų garų ar balų. Šis žingsnis padeda išvengti kibirkščių šalia akumuliatoriaus, kur gali užsidegti vandenilio dujos.
4. 1 žingsnis. Pirmiausia raudoną laidą prijunkite prie teigiamo (+) akumuliatoriaus poliaus automobilyje, kuris duos srovę (donoras).
5. 2 žingsnis. Kitas raudono laido galas prijungiamas prie teigiamo (+) išsikrovusio akumuliatoriaus poliaus.
6. 3 žingsnis. Vieną juodo laido galą prijunkite prie neigiamo (-) akumuliatoriaus poliaus donoro automobilyje.
7. 4 žingsnis. Kitą juodo laido galą prijunkite prie neužsivedančio automobilio kėbulo taip, kad liestųsi su pliku metalu ir kad prijungimo vieta būtų nutolusi nuo akumuliatoriaus. Minusinio laido geriau nejungti tiesiai prie išsikrovusio akumuliatoriaus neigiamo poliaus, nes jungimo metu gali susidaryti kibirkštis.
8. Palikite abu variklius veikti kelias minutes, kad generatorius galėtų įkrauti nusilpusį akumuliatorių. Po kelių minučių bandykite užvesti automobilį su išsikrovusiu akumuliatoriumi.
9. Užvedus automobilį atjunkite laidus atvirkštine tvarka. Pirmiausia atjunkite juodą laidą nuo automobilio kėbulo, tada nuo donoro akumuliatoriaus. Po to atjunkite raudoną laidą nuo išsikrovusio akumuliatoriaus, o tada nuo donoro.

Kiti pagalbos būdai: naudoti akumuliatoriaus įkroviklį, nešiojamus užvedimo įrenginius - boosteius, arba kreiptis į specializuotas pagalbos paslaugas.

Akumuliatoriaus pasirinkimas

Renkantis naują akumuliatorių, pirmas dalykas, į kurį reikėtų atsižvelgti, yra akumuliatorių grupė, dar vadinama BCI (Tarptautinės akumuliatorių tarybos) grupe. Ji nustato akumuliatoriaus matmenis, įtampą (6 V arba 12 V) ir gnybtų vietas. Perkant naują akumuliatorių, būtina atsižvelgti į automobilio gamintojo rekomendacijas arba pasitikrinti lenteles autodalių parduotuvėje.

Jei gyvenate šalto klimato zonoje, turėsite atsižvelgti į CCA (šalto užvedimo srovę). Šis skaičius yra susijęs su tuo, kaip gerai akumuliatorius gali veikti šaltoje temperatūroje. Kuo didesnis skaičius, tuo galingesnė akumuliatoriaus užvedimo galia. Akumuliatoriaus rezervinė talpa nurodo, kiek laiko akumuliatorius gali tiekti energiją jūsų transporto priemonei be įkrovimo sistemos pagalbos. Patikrinkite datą - net naujas akumuliatorius parduotuvėje gali būti stovėjęs sandėlyje ilgiau nei metus.

Pliusinio akumuliatoriaus gnybto šilimas

Keistas reiškinys, kai pliusinis akumuliatoriaus gnybtas po ilgesnio važinėjimo būna šiek tiek šiltas, o minusinis - šaltas, yra ganėtinai dažnas. Net jei gnybtai yra švarūs ir gerai užveržti, tai gali būti gamyklinio presavimo problema tarp laido ir klemos, sukelianti padidėjusią varžą ir šilumą. Taip pat į pliusinį gnybtą ateina du ar net trys laidai (iš generatoriaus, į starterį, į saugiklių bloką), o artumas šilumos šaltiniams (pvz., išmetimo kolektoriui) gali turėti įtakos.

Jei gnybtai kaista ne truputį, o gana gerai, ir akumuliatorius pavažinėjus išsikrauna, nors krovimas rodė normalų 14,4 V, tai gali reikšti, kad sujungus visus imtuvus įtampa krisdavo. Tokiu atveju, rekomenduojama nukirpti laidą, nuvalyti jį, uždėti naują gilzę ir prisukti naują žalvarinę klemą tiek pliusiniam, tiek minusiniam laidui, siekiant pašalinti prasto kontakto priežastį.

Svarbūs techniniai terminai

• Iškrovimas: Procesas, kurio metu baterija tiekia srovę į išorinę grandinę.
• Trumpas sujungimas: Teigiamo ir neigiamo akumuliatoriaus poliai yra tiesiogiai sujungti.
• Iškrovimo greitis (C-rate): Iškrovos greitis, dažnai išreiškiamas „laiko greičiu“ ir „daugiagrečiu greičiu“. C yra pirmoji talpos raidė, naudojama nurodyti esamą akumuliatoriaus vertę įkrovimo ir iškrovimo metu.
• DOD (iškrovos gylis): Iškrovos galios ir vardinės talpos santykio procentas. Tai akumuliatoriaus iškrovos talpos procentas, palyginti su jo vardine talpa akumuliatoriaus naudojimo metu. Kuo gilesnis antrinio akumuliatoriaus išsikrovimo gylis, tuo trumpesnis jo įkrovimo laikas.
• Įkrovimo greitis: Srovės vertė, reikalinga įkrauti akumuliatorių iki vardinės talpos per nurodytą laiką.
• Pastovi įtampos įkrova: Įkrovimo metodas, kai įtampa įkroviklio gale išlieka nepakitusi įkrovimo metu.
• Pastovi srovės įkrova: Įkrovimo metodas, kai įkrovimo srovė išlieka nepakitusi įkrovimo metu.
• Poliarizacija: Akumuliatoriaus įtampos ir elektrodo potencialo pokytis, kurį sukelia akumuliatorius, pereinantis iš statinės būsenos į darbinę. Tai atspindi energijos nuostolius iš statinės būsenos į darbinę būseną.
• Ominė poliarizacija: Poliarizacija, atsirandanti dėl akumuliatoriaus varžos.
• Koncentracijos poliarizacija: Elektrodo potencialo nuokrypis nuo pusiausvyros vertės, atsirandantis dėl medžiagos koncentracijos pasikeitimo elektrocheminės reakcijos metu.
• Elektrocheminė poliarizacija: Poliarizacija, sukelta elektronų priėmimo arba praradimo proceso.
• Atjungimo iškrovimo įtampa: Žemiausia darbinė įtampa, kurios akumuliatorius neturėtų toliau išsikrauti.
• Atviros grandinės įtampa (OCV): Potencialų skirtumas tarp dviejų akumuliatoriaus polių, kai akumuliatorius neišsikrovęs.
• Per didelis iškrovimas: Iškrovimas, kai akumuliatorius viršija galutinę išsikrovimo įtampą, galintis padidinti vidinį slėgį ir pažeisti akumuliatoriaus talpą.
• Perkrovimas: Tolesnis akumuliatoriaus įkrovimas pasiekus pilną būseną, galintis padidinti vidinį slėgį, deformuotis ir nutekėti skystis.
• Energijos tankis: Elektros energija, kurią išskiria vidutinis akumuliatoriaus tūrio arba masės vienetas.
• Savaiminis išsikrovimas: Reiškinys, kai akumuliatorius praranda energiją dėl įvairių priežasčių, nepriklausomai nuo to, ar jis naudojamas.
• Ciklo trukmė: Pakartotinai įkraunant ir iškraunant įkraunamos baterijos talpa palaipsniui sumažės iki 60-80 % pradinės talpos.
• Atminties efektas: Akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo metu ant akumuliatoriaus plokštės susidaro daug mažų burbuliukų.

tags: #masinos #akumuliatoriaus #pliusinio #laido #piropatronai