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常見問題->汽車電池功能

汽車電池如何工作以及如何構建?
發動機艙中電池的傳統功能是眾所周知的:沒有電池,車輛就無法啟動。除起動電機外,火花塞,電熱塞,燈和電子應用都需要電能。但是如何構建電池以及它如何工作?
鉛酸電池:組件和結構
許多司機在購買新車時會意識到汽車電池的重量。重量從大約10.5千克到30千克是可能的。其原因是電池單元中的鉛板。
確保您的汽車始終啟動:如何防止電池放電
電池單元的組件和結構
正極:

1.正極板:在鉛酸蓄電池中,帶正電的極板(活性物質)由浸入電解液中的氧化鉛(PbO2)組成。

2正柵極:正柵極由鉛合金組成,用於固定活性材料和作為集電器。

負極:

1.負極板:帶負電的板(活性材料)由純鉛(Pb)組成,也浸入電解液中。

2.負極板:與正極板一樣,它也由鉛合金組成,起到同樣的作用。 br>
帶有不同電荷的電極用隔離袋隔開。

電解液是硫酸(H2SO4)和蒸餾水的混合物。這種電解質可以是液體形式(如傳統濕電池或增強型EFB技術中),凝膠形式或玻璃纖維氈(如AGM技術中用於較新的啟停應用)。


幾個正電極形成正極板組,多個負極形成負極板組。同時,負極板和正極板組形成板塊。板塊是電池單元。

傳統的起動器電池由6個串聯的電池組成,每個電池的額定電壓為2 V,當電池充滿電時,電壓正好為12.72 V 。電池的容量和冷啟動能力來自每個電池板的數量。

經驗法則:電池包含的板越多,因此形成更大的表面,冷啟動功率越大(CCA)電池可以提供。但是,如果電池中的空間用於較少但較厚的板,則循環穩定性增加。這意味著電池設計用於更高的充電吞吐量(連續充電和放電過程)。

電池包含在由耐酸塑料(聚丙烯)製成的外殼中。在傳統的SLI電池中,它採用帶迷宮系統的蓋子封閉,該系統可以防止電池液體逸出並將液體與氣體分離。

早期的電池有螺旋塞,可以用蒸餾器加滿液體水。現代電池完全免維護。水不需要,也不能加滿水。儘管AGM電池仍然具有“單向插頭”,但在任何情況下都不能打開。
汽車電池功能:化學能變成電能
汽車電池以化學形式存儲能量並將其轉換成電能。在這個電化學過程中,四種材料相互反應:

1.氫(H)

2.氧(O2)

3.鉛(Pb)

4.硫磺(S)

外部消費者的連接開始電池中的化學反應:

1.電解液,硫酸(H2SO4)的混合物蒸餾水分解成帶正電荷的氫離子(H +)和帶負電荷的硫酸根離子(SO42-)。

2.同時,電子(2e-)通過負電極從負電極傳播到正電極。外部消費者。

3.為了補償這種電子流動,硫酸根離子從電解質進入負極,在那裡它們與鉛(Pb)反應生成硫酸鉛(PbSO4)。

4.正極中也會產生硫酸鉛:氧化鉛(PbO2)中氧(O2)的鍵合被電子的轉移破壞,氧氣進入電解液。剩餘的鉛(Pb)與來自電解質的硫酸鹽(SO4)結合。

5.在那裡,氧與氫鍵合形成水(H2O)。當硫酸通過形成硫酸鉛而用完時,電解質溶液的濃度降低。當硫酸濃度低於一定水平時,電池必須重新充電。

6.在充電過程中,化學過程以相反的順序進行。最後,可以找到原始元素:正極由硫酸鉛(PbSO4)組成,負極由純鉛(Pb)組成,電解質由稀硫酸(H2SO4)組成。由於該轉換過程與損耗相關,因此電池只能承受有限數量的充電循環。因此它的使用壽命是有限的。
鉛酸電池存在的問題:硫酸化和酸性分層
如果電池的電壓過低,或者電池的電壓過低(低於80%),則會發生酸層,也稱為分層。電解質中的酸由於混合不良而分層。各種密度導致底部硫酸和電池頂部區域的水分層。因此,只有電解液的中間部分,即只有三分之一,可用於放電和充電過程。

酸性分層的可能原因主要是短途旅行,同時使用大型電解液電氣用戶數量。在這種情況下,交流發電機沒有足夠的時間為電池充電。
酸分層的結果是硫酸化。如果在電池中發生這種情況,或者電池沒有持續充電到足夠的水平,硫酸鉛(PbSO4)會在電極上結晶,隨著時間的推移形成更大的晶體結構。該過程稱為“硫酸化”。結晶可防止硫酸鉛重新轉化為原始成分鉛或氧化鉛,從而防止充電接受並降低冷啟動功率。

鋒利的晶體也可能損壞隔膜或導致電池短路。

為了抵消這種影響並防止電池過早失效,電池不應長時間承受低電量。為此,建議定期測試電池並在必要時對其充滿電。

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新電池技術:AGM和鋰離子
到目前為止,傳統的鉛酸電池在市場上佔有很高的份額。然而,市場正在迅速變化:用於AGM等啟停車輛的創新電池技術使用酸,這種酸結合在墊子中以提供更大的循環穩定性並保證在具有增加的能量需求的車輛中的可靠性能。 AGM的另一個優點:由於結合酸,不再可能進行酸性分層。

用於微混合動力汽車的新一代汽車電池在48V下運行,並使用鋰離子技術的電池。