Batteria di avviamento: caratteristiche, dispositivo e scopo
Le batterie di avviamento sono utilizzate nelle automobili come fonte di alimentazione. L'elettricità è necessaria per avviare il motore a combustione interna e alimentare tutti i consumatori. Trattori e automobili utilizzano due tipi di fonti di energia. Questa è una batteria e un generatore. La batteria fornisce alimentazione al motorino di avviamento quando si avvia il motore e le utenze. La batteria compensa la mancanza di alimentazione quando il generatore non ha ancora iniziato a funzionare. Pertanto, la batteria è chiamata batteria di avviamento. Ci sono anche batterie di trazione, ma sono necessarie per altri compiti.
Dalla storia
La prima batteria completa fu creata nel 1859 dall'inventore francese Plante. Il dispositivo consisteva in due fogli di piombo avvolti a spirale separati da un distanziatore. Queste foglie furono immerse in una soluzione di acido solforico. La batteria aveva un'area totale degli elettrodi attivi di 10 m2. Dopo miglioramenti e aggiornamenti, la batteria fu messa in produzione in serie nel 1880. Successivamente, Volkmar ha creato piastre a rete da una lega di piombo e antimonio, inaugurando una nuova era di batterie. Tuttavia, per la prima volta, un sistema di avviamento elettrico nelle automobili iniziò ad essere utilizzato solo nel 1925.
Principio operativo
La batteria al piombo più semplice è un contenitore di plastica con un elettrolita all'interno. Ci sono due ciotole nel contenitore. Questi sono elettrodi della batteria. L'elettrolita è una soluzione di acido solforico altamente purificato e acqua distillata. I principi attivi durante il passaggio dei processi elettrochimici sono il biossido di piombo sulla piastra positiva, così come il piombo spugnoso sul negativo. L'elettrolito in una batteria carica ha una capacità maggiore.
La batteria funziona secondo il principio della doppia conversione: prima, l'elettricità proveniente da fonti di terzi viene convertita in energia chimica, quindi l'energia chimica viene convertita in energia elettrica. La batteria non è una fonte di energia indipendente, ma accumula e converte solo l'elettricità.
Sotto l'azione della corrente, l'acido solforico contenuto nell'elettrolita si decompone. Da esso viene rilasciato idrogeno, che successivamente si combina con l'ossigeno rilasciato sulla piastra positiva. La combinazione di idrogeno e ossigeno dà acqua. Il piombo si combina con i residui acidi per formare solfato di piombo.
Insieme alle trasformazioni chimiche sulla piastra positiva, quando la batteria è scarica, cambia anche la composizione chimica della piastra negativa. Il piombo spugnoso si combina quindi con il resto dell'acido per formare solfato di piombo.
Design
Una batteria al piombo, in quanto fonte reversibile di corrente elettrica, è strutturalmente costituita da un blocco di elettrodi di diversi potenziali posti in una cella riempita di elettrolita. A seconda della tensione richiesta, la batteria può contenere più blocchi collegati in serie. Ci sono 6 di questi blocchi di celle in una batteria da 12 V. A una tensione di 24 V, la batteria contiene 12 celle.
elettrodi
In una batteria al piombo, l'elettrodo è realizzato sotto forma di una piastra reticolare. Le cellule della placca sono piene di sostanze attive. La massa attiva ha pori in modo che il maggior numero possibile di sostanze attive possa partecipare alla reazione di generazione attuale. Ciò è particolarmente importante se le correnti di scarica sono elevate.
La griglia comprende un telaio, nervature verticali, fili orizzontali e un capocorda per la rimozione della corrente attraverso il quale gli elettrodi sono collegati al ponticello. Ci sono anche gambe di supporto con cui l'elettrodo appoggia contro la parte inferiore del blocco. La rete di piombo viene utilizzata anche come griglia nell'industria.
La griglia svolge il ruolo non solo di un telaio che garantisce la forza dell'elettrodo. Fornisce inoltre una ritenzione di massa attiva e la possibilità di collegare gli elettrodi in parallelo attraverso le orecchie. Lo spessore delle griglie degli elettrodi viene selezionato in base alla modalità di funzionamento e alle caratteristiche delle batterie di avviamento. La griglia con elettrodi negativi è generalmente più sottile, poiché gli elettrodi sono meno suscettibili alla corrosione e alla deformazione. Il peso della griglia negativa è il 50% del peso dell'elettrodo.
Se la batteria è esente da manutenzione, la griglia è realizzata con leghe di piombo-calcio-stagno o a basso contenuto di antimonio. Ciò consente di ridurre l'intensa formazione di gas. Calcio e cadmio forniscono una maggiore tensione di gassificazione.
Separatori
Continuiamo a considerare lo scopo e il design della batteria di avviamento. Cos'è un separatore? Serve per separare gli elettrodi nel blocco. Questa è una partizione polimerica porosa, progettata per prevenire cortocircuiti di elettrodi di diversa polarità. Il separatore fornisce anche l'alimentazione dell'elettrolita allo spazio tra gli elettrodi. In una batteria al piombo, può essere mipor, miplast o porvinyl.
Caratteristiche della batteria
Sul territorio ?, la batteria di avviamento deve essere conforme a GOST 959-2002. La batteria deve corrispondere alle dimensioni e alle caratteristiche del particolare veicolo.
La polarità della batteria determina la posizione dei terminali di corrente negativo e positivo. Se consideriamo la batteria dal lato a cui le conclusioni sono più vicine, allora distinguiamo tra polarità diretta e inversa. Una linea retta è quando il terminale positivo è a sinistra e il terminale negativo è a destra. Al contrario, quando il più è a destra e il meno è a sinistra.
La larghezza della batteria deve corrispondere alla larghezza del vano batteria sul veicolo specifico. La maggior parte delle batterie sono attaccate ai bordi inferiori della custodia. Per quanto riguarda la lunghezza e l'altezza, questi parametri possono essere maggiori se la nicchia lo consente.
La capacità nominale è la quantità totale di elettricità che la batteria di avviamento può fornire in una modalità di scarica di 20 ore con una corrente pari a 0,05 capacità, fino a una tensione di corrente ai terminali di 10,5 V. Esiste anche un parametro come capacità di riserva – questo è il tempo di scarica della batteria caricata con una corrente di 25 A ad una tensione di 10,5 V.
La corrente di polarizzazione a vuoto è la corrente di scarica che una batteria può fornire a -18 gradi per 10 secondi. In questo caso, la tensione è di almeno 7,5 V. Più alto è questo parametro, più facile sarà avviare il motore in inverno.
Tutta la vita
L'ordinanza di SD VS ? n. 104 indica i motivi dei guasti in cui la batteria non può essere utilizzata. L'ordinanza riguarda gli standard per la durata delle batterie di avviamento. Mostra la vita utile per diversi tipi di veicoli.
Il tempo minimo di funzionamento di un'autovettura per uso individuale è di 60.000 km e la durata standard è di 4 anni. Se la stessa autovettura viene utilizzata per scopi commerciali, la durata della batteria è di 2,5 anni o 112.000 km. Se l'autovettura è in modalità taxi, la durata della batteria in questo caso è di 70.000 km o 21 mesi. Una batteria di avviamento per veicoli commerciali leggeri dovrebbe durare 2 anni.
Ma tieni presente che non ci sono regole rigide in questo momento. Tutte le batterie sono diverse e anche i loro produttori sono diversi. Qualcuno produce un prodotto di qualità, qualcuno di scarsa qualità. Tra i malfunzionamenti in cui è impossibile utilizzare completamente la batteria, si possono distinguere i seguenti. Questa è la deformazione delle piastre di una batteria per auto e la loro successiva distruzione, cortocircuito, forte solfatazione delle piastre, intensa autoscarica, inversione di polarità senza intervento umano.
Come si può mantenere la batteria?
Distinguere tra batterie riparabili e batterie esenti da manutenzione. Questi ultimi, secondo i produttori, non necessitano di alcuna manutenzione durante l'intera vita utile. Il massimo che il proprietario può fare è caricare regolarmente la batteria con un caricabatterie. Per quanto riguarda la manutenzione delle batterie di avviamento del primo tipo, è necessario controllare periodicamente la capacità dell'elettrolito, caricare la batteria sul caricabatteria, aggiungere acqua distillata se il livello è sceso.