Аккумуляторная батарея (АКБ). Устройство и принцип работы

Если две свинцовые пластины опустить в слабый раствор серной кислоты в воде (электролиз) и подсоединить их к зажимам источника тока, например генератора, то спустя некоторое время мы обнаружим, что через наш аккумулятор течет электрический ток. Между веществом пластин и кислотой произойдет химическая реакция. Вследствие этого аккумулятор зарядится, т.е. сам превратится в источник тока. Отсоединив теперь аккумулятор от генератора и подключив его к потребителю энергии, можно отбирать накопленную им электроэнергию, или разряжать аккумулятор. Обратимая химическая реакция, происходящая при разряде и заряде аккумулятора, записывается в виде:

Этот процесс можно повторять многократно: при работающем генераторе электрическая энергия накапливается (заряд), а при неработающем запасенная энергия расходуется на питание потребителей (разряд). Простейшие аккумуляторы, состоящие из двух пластин (положительной и отрицательной), объединяют в аккумуляторную батарею, соединяя пластины последовательно друг с другом.

Применяются аккумуляторные батареи, вырабатывающие постоянный ток напряжением 12 В (на карбюраторных машинах) или 24 В (на ТС с дизелем).

ПО ТЕМЕ:  Особенности выбора зарядного устройства для АКБ автомобиля

Полностью заряженный свинцово-кислотный аккумулятор имеет напряжение 2,0… 2,1 В. Поэтому для получения источника тока напряжением 12 В необходимо последовательно соединить 6 аккумуляторов, а для получения источника напряжением 24 В — 12 аккумуляторов. Такое сравнительно низкое напряжение используется потому, что оно малоопасно для человека в случае появления неисправности в электросистеме ТС.

Свинцово-кислотная стартерная аккумуляторная батарея, применяемая на ТС, позволяет получить силу тока разряда, в 3 — 5 раз превышающую номинальную. Отрицательные 1 и положительные 3 пластины выполняют в виде решетки, отлитой из свинцово-сурьмянистого сплава с небольшим содержанием сурьмы, повышающей стойкость материала против коррозии и твердость. Сепараторы 2 устанавливают между отрицательными и положительными пластинами, собранными в полублоки. Перемычки 4 и 6 связывают в один полублок параллельно включенные пластины одинакового знака. Для соединения аккумуляторов в батарею блоки 13 пластин чередуют таким образом, чтобы отрицательные штыри перемычек одного блока находились напротив положительных штырей перемычек соседних блоков. Аккумуляторный бак изготавливают из эбонита или термопласта в виде общего сосуда (моноблока 11), разделенного на отдельные ячейки перегородками. Бак имеет общую крышку 7 с пробками 9 наливных отверстий.

ПО ТЕМЕ:  Как проверить заряд аккумулятора мультиметром в домашних условиях

Решетка служит каркасом, на котором установлены пластины, выполненные из губчатого свинца (Рb) — для отрицательных пластин и диоксида свинца (Рb02) — для положительных. Вследствие пористости материала площадь активной поверхности возрастает в 600—800 раз по сравнению с действительной площадью, благодаря чему увеличивается емкость аккумулятора. Емкость аккумулятора и количество энергии, которое он может отдать при разряде, определяются количеством вещества в пластинах (их площадью), взаимодействующего с серной кислотой.

Емкость аккумуляторной батареи, измеряемая в амперчасах (А-ч), зависит от температуры электролита и силы разрядного тока. Чем ниже температура, тем меньшее количество энергии может отдать батарея. Так, при понижении температуры на 1 °С емкость уменьшается на 1 %. При определенной низкой температуре электролит аккумуляторной батареи может замерзнуть, что повлечет за собой разрушение аккумулятора и выход его из строя.

ПО ТЕМЕ:  Панели солнечных батарей

Под номинальной емкостью батареи С20 понимают ее емкость при 20-часовом разряде и силе разрядного тока 0,05 С20 А. Разряд осуществляется до конечного напряжения на выводных штырях, равного 10,5 В для 12-вольтной батареи.

Свинцово-кислотная стартерная аккумуляторная батарея

Рис. Свинцово-кислотная стартерная аккумуляторная батарея:
1, 3 — отрицательные и положительные пластины соответственно; 2 — сепаратор; 4, 6, 8 — перемычки; 5 — предохранительный щиток; 7 — крышка; 9 — пробка; 10 — полюсный вывод (штырь); 11 — Моноблок; 12 — призматические ребра; 13 — блок пластин

Все стартерные аккумуляторные батареи имеют определенную маркировку. Например, в обозначениях 6СТ-90-ЭМН и 6СТ-78- ЭМСЗ первая цифра (6) указывает число аккумуляторов в батарее (батареи 12-вольтовые). Буквы СТ определяют назначение батарей — стартерного типа (обеспечивают силу тока разряда до 500 А). Цифры после букв (90 и 78) характеризуют емкость батареи в ампер-часах при 20-часовом разряде. Последующие буквы означают материал корпуса батареи (Э — эбонит, Т — термопласт) и сепараторов (М — мипласт, С — стекловолокно, Р — мипор). Буква в конце определяет исполнение батареи (Н — несухозаряженная, 3 — сухозаряженная).

ПО ТЕМЕ:  Принципы построения системы зарядки

Сухозаряженные батареи в процессе изготовления на аккумуляторном заводе заряжают полностью, а затем сливают электролит и герметизируют батареи. Перед началом эксплуатации их заливают электролитом плотностью 1,25… 1,27 г/см3.

Температура замерзания электролита зависит от его плотности, а последняя, в свою очередь, от степени разряженности конкретной батареи. Плотность электролита у полностью заряженного аккумулятора при температуре 20 °С составляет 1,22… 1,39 г/см3, а у полностью разряженного — 1,15… 1,16 г/см3.

Электролит представляет собой раствор серной кислоты в воде. Если в 1 л электролита заряженного аккумулятора содержится 500 г чистой серной кислоты и около 800 г воды, то плотность электролита, г/см3, рассчитывается по формуле:

(500 + 800) / 1000 = 1,3

Нормальной плотностью электролита в полностью заряженной аккумуляторной батарее при температуре окружающего воздуха 15°С считается 1,27… 1,29 г/см3. Летом плотность понижают до значений 1,27… 1,24 г/см3, а зимой из-за опасности замерзания электролита повышают до 1,31 г/см3.

ПО ТЕМЕ:  Заряд автомобильных АКБ

Таблица. Взаимосвязь параметров электролита и аккумуляторной батареи

Степень разря­женности, %

Плотность электроли­та, приведенная к 15 °С, г/см3 Температура замерзания электролита, °С
1,28 -68
25 1,24 -42
50 1,21 -28
75 1,18 -20
100 1,15 -14

Аккумуляторные батареи, применяемые на ТС, при необходимости соединяют друг с другом, повышая их общую емкость или номинальное напряжение. При параллельном соединении батарей их общая емкость равна сумме емкостей отдельных батарей, а общее напряжение не изменяется. При последовательном соединении общее напряжение равно сумме напряжений отдельных батарей, а общая емкость остается неизменной.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (оцени первым)

Восстановление пассивированных аккумуляторных батарей

В результате неправильной эксплуатации аккумуляторных батарей пластины их пассивируются и выходят из строя. Тем не менее, известен способ восстановления таких батарей асимметричным током (при соотношении зарядной и разрядной составляющих тока 10:1 и отношении длительностей импульсов этих составляющи...

Как работает аккумуляторная батарея

В полностью заряженной кислотно-свинцовой аккумуляторной батарее положительный электрод, выполненный из диоксида (пероксида) свинца, и отрицательный электрод, выполненный из чистого (губчатого) свинца, погружены в раствор серной кислоты (электролит). В каждой ячейке аккумуляторной батареи разность п...

Можно ли заряжать аккумулятор, не снимая с машины

Можно ли заряжать аккумулятор не снимая его с машины и не скидывая клеммы. Скажем в холодную погоду на морозе. Что на это говорят специалисты

Проверка батареи нагрузочной вилкой

Кроме проверки плотности электролита, следует периодически проверять состояние батареи под нагрузкой током большой величины. Для этого используют нагрузочную вилку, снабженную сопротивлением и вольтметром. В инструкции, прилагаемой к нагрузочной вилке, приведена величина напряжения, которую долже...

Конструкция свинцовой кислотной аккумуляторной батареи

Рис. Конструкция свинцовой кислотной аккумуляторной батареи: корпус аккумуляторной батареи; крышка аккумуляторной батареи; положительная выводная клемма; баретка; отрицательная выводная клемма; пробка наливной горловины; индикатор для проверки уровня электролита; сепаратор; пол...
✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶