Starterbatterie: Eigenschaften, Gerät und Zweck
Starterbatterien werden in Automobilen als Energiequelle verwendet. Strom wird benötigt, um den Verbrennungsmotor zu starten und alle Verbraucher zu versorgen. Traktoren und Autos nutzen zwei Arten von Energiequellen. Dies ist eine Batterie und ein Generator. Die Batterie versorgt den Anlasser beim Starten des Motors und der Verbraucher mit Strom. Die Batterie gleicht die fehlende Leistung aus, wenn der Generator noch nicht zu arbeiten begonnen hat. Daher wird die Batterie als Starterbatterie bezeichnet. Es gibt auch Traktionsbatterien, die aber für andere Aufgaben benötigt werden.
Aus der Geschichte
Die erste vollständige Batterie wurde 1859 von dem französischen Erfinder Plante geschaffen. Die Vorrichtung bestand aus zwei spiralförmig gewickelten Bleiblechen, die durch einen Abstandshalter getrennt waren. Diese Blätter wurden in eine Schwefelsäurelösung getaucht. Die Batterie hatte eine aktive Elektrodenfläche von insgesamt 10 m2. Nach Verbesserungen und Upgrades ging die Batterie 1880 in die Massenproduktion. Später schuf Volkmar Gitterplatten aus einer Legierung aus Blei und Antimon und läutete damit eine neue Ära der Batterien ein. Erst 1925 wurde jedoch erstmals ein elektrisches Startsystem in Autos eingesetzt.
Funktionsprinzip
Die einfachste Blei-Säure-Batterie ist ein Kunststoffbehälter mit einem Elektrolyten im Inneren. In dem Behälter befinden sich zwei Schalen. Dies sind Batterieelektroden. Der Elektrolyt ist eine Lösung aus hochreiner Schwefelsäure und destilliertem Wasser. Die aktiven Substanzen während des Durchgangs elektrochemischer Prozesse sind Bleidioxid auf der positiven Platte sowie schwammiges Blei auf der negativen. Der Elektrolyt in einer geladenen Batterie hat eine höhere Kapazität.
Die Batterie funktioniert nach dem Prinzip der Doppelwandlung: Zuerst wird Strom aus Drittquellen in chemische Energie umgewandelt, dann wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Die Batterie ist keine unabhängige Energiequelle, sondern speichert und wandelt nur Strom um.
Unter der Einwirkung des Stroms zersetzt sich die im Elektrolyten enthaltene Schwefelsäure. Daraus wird Wasserstoff freigesetzt, der sich anschließend mit dem freigesetzten Sauerstoff auf der positiven Platte verbindet. Die Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff ergibt Wasser. Blei verbindet sich mit Säureresten zu Bleisulfat.
Neben den chemischen Umwandlungen an der positiven Platte ändert sich beim Entladen der Batterie auch die chemische Zusammensetzung der negativen Platte. Der Bleischwamm verbindet sich dann mit der restlichen Säure zu Bleisulfat.
Design
Eine Blei-Säure-Batterie als reversible elektrische Stromquelle besteht strukturell aus einem Block von Elektroden mit unterschiedlichen Potentialen, die in einer mit Elektrolyt gefüllten Zelle angeordnet sind. Je nach benötigter Spannung kann die Batterie mehrere in Reihe geschaltete Blöcke enthalten. In einer 12-V-Batterie befinden sich 6 solcher Zellenblöcke, bei einer Spannung von 24 V enthält die Batterie 12 Zellen.
Elektroden
Bei einer Blei-Säure-Batterie ist die Elektrode in Form einer Gitterplatte ausgeführt. Plaquezellen sind voller Wirkstoffe. Die Wirkmasse weist Poren auf, damit möglichst viele Wirkstoffe an der Stromerzeugungsreaktion teilnehmen können. Dies ist besonders wichtig, wenn die Entladeströme hoch sind.
Das Gitter enthält einen Rahmen, vertikale Rippen, horizontale Drähte und eine stromabnehmende Lasche, durch die die Elektroden mit dem Jumper verbunden sind. Es gibt auch Stützbeine, mit denen die Elektrode am unteren Teil des Blocks anliegt. Bleigewebe werden auch als Gitter in der Industrie verwendet.
Das Gitter spielt nicht nur die Rolle eines Rahmens, der die Festigkeit der Elektrode sicherstellt. Es bietet auch eine aktive Masseretention und die Möglichkeit, Elektroden parallel durch die Ohren zu verbinden. Die Dicke der Elektrodengitter wird je nach Betriebsweise und Eigenschaften der Starterbatterien gewählt. Das Gitter mit negativen Elektroden ist normalerweise dünner, da die Elektroden weniger anfällig für Korrosion und Verformung sind. Das Gewicht des negativen Gitters beträgt 50 % des Gewichts der Elektrode.
Wenn die Batterie wartungsfrei ist, besteht das Gitter aus Blei-Kalzium-Zinn-Legierungen oder niedrigem Antimon. Dadurch können Sie eine starke Gasbildung reduzieren. Calcium und Cadmium sorgen für eine höhere Gasungsspannung.
Trennzeichen
Wir betrachten weiterhin den Zweck und die Konstruktion der Starterbatterie. Was ist ein Trennzeichen? Er dient zur Trennung der Elektroden im Block. Dies ist eine poröse Polymertrennwand, die Kurzschlüsse von Elektroden unterschiedlicher Polarität verhindern soll. Der Separator sorgt auch für eine Elektrolytversorgung des Raums zwischen den Elektroden. Bei einer Bleibatterie kann dies Mipor, Miplast oder Porvinyl sein.
Batterieeigenschaften
Auf dem Territorium ? muss die Startbatterie GOST 959-2002 entsprechen. Die Batterie muss den Abmessungen und Eigenschaften des jeweiligen Fahrzeugs entsprechen.
Die Polarität der Batterie bestimmt die Position der negativen und positiven Stromanschlüsse. Betrachten wir die Batterie von der Seite, zu der die Schlussfolgerungen näher liegen, dann unterscheiden wir zwischen direkter und umgekehrter Polarität. Eine gerade Linie liegt vor, wenn der Pluspol links und der Minuspol rechts ist. Im Gegenteil, wenn das Plus rechts und das Minus links ist.
Die Breite der Batterie muss der Breite des Batteriefachs des jeweiligen Fahrzeugs entsprechen. Die meisten Batterien sind an den unteren Kanten des Gehäuses befestigt. Was die Länge und Höhe betrifft, können diese Parameter höher sein, wenn die Nische dies zulässt.
Die Nennkapazität ist die Gesamtstrommenge, die die Starterbatterie in einem 20-Stunden-Entlademodus mit einem Strom von 0,05 Kapazität bis zu einer Stromspannung an den Klemmen von 10,5 V liefern kann. Es gibt auch einen solchen Parameter wie Reservekapazität – Dies ist die Entladezeit geladener Akku mit einem Strom von 25 A bei einer Spannung von 10,5 V.
Der Leerlaufstrom ist der Entladestrom, den eine Batterie bei -18 Grad für 10 Sekunden liefern kann. In diesem Fall beträgt die Spannung mindestens 7,5 V. Je höher dieser Parameter ist, desto einfacher lässt sich der Motor im Winter starten.
Lebensdauer
Die Reihenfolge der SD VS ? Nr. 104 gibt die Gründe für Ausfälle an, bei denen die Batterie nicht verwendet werden kann. Die Verordnung betrifft die Normen für die Lebensdauer von Starterbatterien. Zeigt die Nutzungsdauer für verschiedene Fahrzeugtypen.
Die Mindestbetriebszeit eines Pkw für den individuellen Gebrauch beträgt 60.000 km, die Standardnutzungsdauer 4 Jahre. Wird derselbe Pkw geschäftlich genutzt, beträgt die Batterielebensdauer 2,5 Jahre oder 112.000 km. Befindet sich der Pkw im Taxi-Modus beträgt die Batterielebensdauer in diesem Fall 70.000 km oder 21 Monate. Eine Starterbatterie für leichte Nutzfahrzeuge soll 2 Jahre halten.
Aber denken Sie daran, dass es derzeit keine festen Regeln gibt. Alle Batterien sind unterschiedlich und auch ihre Hersteller sind unterschiedlich. Jemand produziert ein Qualitätsprodukt, jemand von schlechter Qualität. Unter den Fehlfunktionen, bei denen es unmöglich ist, die Batterie vollständig zu nutzen, kann Folgendes unterschieden werden. Dies ist die Verformung der Platten einer Autobatterie und deren anschließende Zerstörung, Kurzschluss, starke Sulfatierung der Platten, starke Selbstentladung, Umpolung ohne menschliches Zutun.
Wie kann die Batterie gewartet werden?
Unterscheiden Sie zwischen reparierbaren und wartungsfreien Batterien. Letztere sind laut Hersteller über die gesamte Lebensdauer wartungsfrei. Das Maximum, das der Besitzer tun kann, ist, den Akku regelmäßig mit einem Ladegerät aufzuladen. Bei der Wartung von Starterbatterien des ersten Typs ist es erforderlich, die Elektrolytkapazität regelmäßig zu überprüfen, die Batterie am Ladegerät aufzuladen und destilliertes Wasser hinzuzufügen, wenn der Füllstand gesunken ist.