Още през 1859 г. оловно-киселинната батерия се е доказала като неразделна част от почти всеки тип автомобилни превозни средства, включително хибридни и електрически. Въпреки че хибридните и електрическите превозни средства използват литиево-йонни и никел-метални хидридни батерии за съхраняване на енергия и задвижване на превозното средство, надеждната 12-волтова батерия все още се използва за захранване на 12-волтовата електрическа система на автомобила.

Тук ще разгледаме 12-волтовата технология на батериите и бъдещите стратегии, които се изследват с технически експерти от Autodata.

Съставена без движещи се части, 12-волтовата оловно-киселинна батерия обхваща шест галванични клетки, индивидуално способни да поддържат 2,1 волта. Всяка клетка включва плоча с положително покритие с оловен диоксид и отрицателна оловна плоча, разделена с решетка, както и изолационен материал, наречен сепаратор. Цялата конструкция е капсулирана в корпус от твърда пластмаса, напълнен с течен разтвор, известен като електролит, съставен от сярна киселина и вода. След като към всяка клетка се приложи заряд по-голям от 2,1 волта, се задейства химическа реакция вътре в батерията, създавайки електрическа енергия, готова за употреба.

От изобретяването на оловно-киселинната батерия едва ли има забележителни подобрения в дизайна. Като се има предвид това, в средата на 70-те години беше направен напредък към “необслужваемата” или “запечатана” оловно-киселинна батерия. И все пак независимо от терминологията, батериите, които не се нуждаят от поддръжка, включват предпазни вентили, които освобождават вътрешното налягане при презареждане или повреда на клетките. Точно поради тази причина те се наричат ​​и оловно-киселинни батерии регулирани с клапани (VRLA).

Това, което прави освободена от поддръжка батерията VRLA – без да се изисква доливане на дестилирана вода – е химическата реакция, която се получава, когато кислородът, образуван върху положителната плоча, се комбинира с водорода, отделян от отрицателната плоча. Този синтез между двете съединения формулира вода, която се рециклира от батерията, като по този начин я прави необслужваема.

Така че, без да се отклоняваме твърде далеч от химията на VRLA батерията, същата концепция е усъвършенствана в батериите с гел и абсорбираща стъклена подложка (AGM). Геловите и AGM батериите все още се категоризират като запечатани и регулирани с клапани батерии; въпреки това съществените разлики между двете остават. Киселината на гел батерията се постига със силициев диоксид, за да се образува плътна течна маса, докато електролитът AGM е пропит в сепаратор, подобен на мрежа от фибростъкло.

Този иновативен скок в технологията има много предимства; и двете батерии практически не изискват поддръжка, устойчиви са на вибрации, нямат свободно плаваща течност, която може да изтече и е безопасно да бъдат разположени в ограничени вентилационни зони. Тъй като обаче акумулаторът AGM може да достави високи показатели в своя капацитет и се разрежда много бавно, това е предпочитаният избор на автомобилната индустрия и често се монтира на системите със стоп-старт.

Автомобилите, оборудвани със системи за наблюдение на батериите, ще изискват повторно калибриране всеки път, когато батерията се смени. Системите за наблюдение на батериите предоставят точна информация за състоянието на батерията, като същевременно вземат предвид ефектите от стареенето на батерията. Текущите стойности и данни за батерията трябва да бъдат нулирани с помощта на диагностично оборудване. Ако това се пренебрегне, може да възникне презареждане, което да доведе до преждевременно повреда на батерията.

Препоръчва се повишено внимание при използване на външни зарядни устройства, тъй като батериите VRLA са предназначени да се зареждат с ниска скорост и бавно темпо. Интелигентни зарядни устройства за батерии, способни автоматично да регулират напрежението и тока, трябва да се използват за предотвратяване на повреда на батерията. Ако има някакво съмнение относно съвместимостта и употребата, следвайте препоръките на производителя на продукта.

Бъдещето

Търсенето на автомобилната индустрия за следващата еволюция в технологията на батериите продължава. Окончателната цел е да се изобрети батерия, способна да съхранява големи количества електрическа енергия, като същевременно се изисква относително кратък период от време, за да се презареди напълно. Следващите примери предлагат бърз преглед на някои от новите стратегии и елементи, които се изследват:

• Твърдите батерии заменят електролита, намиращ се в настоящите батерии, с твърдо вещество, за да увеличат енергийната маса. Тъй като работните температури са ниски, рискът от пожар или експлозия е намален. Смята се, че тези батерии имат по-дълъг живот и също се считат за по-евтини за производство от съществуващите батерии.
• Батериите на силициева основа използват силиций в литиево-йонни батерии. По този начин капацитетът на зареждане се увеличава, което води до батерия, която издържа значително по-дълго между времето за презареждане. Силицият, като материал намиращ се в изобилие, също прави това много жизнеспособна опция.
• Технологията с флуорид-йонни батерии твърди, че съхранява до десет пъти повече енергия в сравнение с настоящите литиево-йонни батерии. В момента обаче флуорид-йонните батерии работят само при високи температури, така че това ограничение на температурата трябва да бъде решено, преди това да се превърне в реалистично решение.

Въпреки зрялата възраст на 12-волтовата батерия, все още има място за подобрение и опита от миналото сочи, че усъвършенстването на батерията може да бъде бавна прогресия. Значителен напредък в бъдещата технология на батериите едва ли ще бъде за една нощ и индустрията може да очаква това да продължи от няколко години до десетилетия.

Специалният модул за изключване и повторно свързване на батериите на Autodata предоставя на техниците цялата информация, необходима им за ефективна и успешна работа с днешните батерии. Характеристиките включват диаграми, които показват местата и процедурите за изключване на батериите; инструкции за подготовка на батерията за изключване; и списък на електрическите компоненти, които трябва да бъдат нулирани след повторното свързване на батерията.

Може да поръчате своя достъп до Autodata тук.