Bateria al cotxe: què és?

Alguns sistemes de vehicles requereixen tensió per funcionar. Alguns utilitzen només una petita part de l'energia, per exemple, exclusivament per al funcionament d'un sensor. Altres sistemes són complexos i no poden funcionar sense electricitat.

Per exemple, per arrencar el motor abans, els conductors utilitzaven un pom especial. Es va introduir al forat destinat a això i, amb l'ajut de la força física, es va girar el cigonyal del motor. No es pot utilitzar aquest sistema en cotxes moderns. En lloc d’aquest mètode, es connecta un motor d’arrencada al volant d'inèrcia. Aquest element utilitza corrent per girar el volant d'inèrcia.

Per proporcionar electricitat a tots els sistemes del cotxe, els fabricants van proporcionar l’ús de bateries. Ja hem plantejat com cuidar aquest element. en una de les ressenyes anteriors... Ara parlem dels tipus de bateries recarregables.

Què és la bateria

Comencem per la terminologia. Una bateria de cotxe és una font de corrent constant per a la xarxa elèctrica d’un cotxe. És capaç d’emmagatzemar electricitat mentre el motor funciona (per a aquest procés s’utilitza un generador).

És un dispositiu recarregable. Si es descarrega fins a tal punt que el cotxe no es pot engegar, es treu la bateria i es connecta a un carregador que funciona amb una font d’alimentació domèstica. Es descriuen altres maneres d’engegar el motor quan la bateria està plantada aquí.

Segons el model del vehicle, la bateria es pot instal·lar al compartiment del motor, sota el terra, en un nínxol separat fora del cotxe o al maleter.

Dispositiu de bateria

Una bateria recarregable està formada per diverses cel·les (anomenades banc de bateries). Cada cel·la té plaques. Cada platí té una càrrega positiva o negativa. Hi ha un separador especial entre ells. Evita els curtcircuits entre les plaques.

Per augmentar l'àrea de contacte de l'electròlit, cada placa té forma de quadrícula. Està fet de plom. Es pressiona una substància activa a la xarxa, que té una estructura porosa (això augmenta l’àrea de contacte de la placa).

La placa positiva es compon de plom i àcid sulfúric. El sulfat de bari s’inclou a l’estructura de la placa negativa. Durant la càrrega, la substància de la placa pol positiva canvia la seva composició química i es converteix en diòxid de plom. La placa pol negativa es converteix en una placa normal de plom. Quan es desconnecta el carregador, l’estructura de la placa torna a la seva posició original i la seva composició química canvia.

S'aboca un electròlit a cada pot. És una substància líquida que conté àcid i aigua. El líquid provoca una reacció química entre les plaques, a partir de la qual es genera un corrent.

Totes les cel·les de la bateria estan allotjades en una carcassa. Està fabricat amb un tipus de plàstic especial resistent a l'exposició constant a un entorn àcid actiu.

El principi de funcionament de la bateria d'emmagatzematge (acumulador)

Una bateria de cotxe utilitza el moviment de partícules carregades per generar electricitat. A la bateria es produeixen dos processos diferents, a causa dels quals es pot utilitzar la font d'alimentació durant molt de temps:

• Bateria baixa. En aquest punt, la substància activa oxida la placa (ànode), cosa que condueix a l'alliberament d'electrons. Aquestes partícules es dirigeixen cap a la segona placa, el càtode. Com a resultat d’una reacció química, s’allibera electricitat;
• Càrrega de la bateria. En aquesta etapa, es produeix el procés contrari (els electrons es converteixen en protons i la substància els torna a transferir) del càtode a l’ànode. Com a resultat, es restauren les plaques, de manera que és possible el posterior procés de descàrrega.

Tipus i tipus de bateries

Actualment hi ha una gran varietat de bateries. Es diferencien entre ells pel material de les plaques i la composició de l’electròlit. Els tipus tradicionals de plom-àcid s’utilitzen en automòbils, però ja hi ha casos freqüents d’aplicació de tecnologies avançades. Aquí teniu algunes de les característiques d’aquest i altres tipus de bateries.

Tradicional ("antimoni")

Bateria de plom àcid, les plaques de la qual són un 5% o més d’antimoni. Aquesta substància es va afegir a la composició dels elèctrodes per augmentar la seva resistència. L’electròlisi d’aquestes fonts d’alimentació és la més primerenca. En aquest cas, s’allibera una quantitat suficient d’energia, però les plaques es destrueixen ràpidament (el procés comença ja a 12 V).

El principal desavantatge d’aquestes bateries és el gran alliberament d’oxigen i hidrogen (bombolles d’aire), que fa que s’evapori l’aigua de les llaunes. Per aquest motiu, totes les bateries d’antimoni es poden fer servir, com a mínim un cop al mes, heu de comprovar el nivell i la densitat de l’electròlit. El manteniment inclou l’addició d’aigua destil·lada, si cal, perquè les plaques no quedin exposades.

Aquestes bateries ja no s’utilitzen als cotxes per facilitar al conductor el manteniment del cotxe el més fàcilment possible. Els anàlegs amb poc antimoni han substituït aquestes bateries.

Antimoni baix

La quantitat d'antimoni en la composició de les plaques es minimitza per frenar el procés d'evaporació de l'aigua. Un altre punt positiu és que la bateria no es descarrega tan ràpidament com a conseqüència de l’emmagatzematge. Aquestes modificacions es classifiquen com a tipus de manteniment baix o no.

Això significa que el propietari del cotxe no necessita comprovar la densitat i el volum de l’electròlit cada mes. Tot i que no es pot anomenar completament sense manteniment, ja que l’aigua que conté encara bull i cal reposar el volum.

L’avantatge d’aquestes bateries és la seva poca pretensió pel que fa al consum d’energia. A la xarxa de vehicles es poden produir sobretensions i baixades de tensió, però això no afecta negativament la font d’energia, com és el cas d’un analògic de calci o gel.

Per aquest motiu, aquestes bateries són les més adequades per a automòbils domèstics que no poden presumir de tenir equips amb un consum energètic estable. També són adequats per a automobilistes amb ingressos mitjans.

Calci

Es tracta d’una modificació d’una bateria baixa d’antimoni. Només en lloc de contenir antimoni, s’afegeix calci a les plaques. A més, aquest material forma part dels elèctrodes dels dos pols. El Ca / Ca s’indica a l’etiqueta d’aquesta bateria. Per reduir la resistència interna, la superfície de les plaques actives de vegades es recobreix amb plata (una fracció extremadament petita del contingut).

L’addició de calci va reduir encara més els gasos durant el funcionament de la bateria. La densitat i el volum de l’electròlit en aquestes modificacions durant tot el període de funcionament no cal comprovar-ho en absolut, per tant s’anomenen sense manteniment.

Aquest tipus de subministrament elèctric és un 70 per cent menys (en comparació amb la modificació anterior) subjecte a autodescàrrega. Gràcies a això, es poden emmagatzemar durant molt de temps, per exemple, durant l’emmagatzematge d’equips a l’hivern.

Un altre avantatge és que no tenen tanta por de sobrecarregar-se, ja que l'electròlisi en ells ja no comença a 12, sinó a 16 V.

Tot i molts aspectes positius, les bateries de calci tenen diversos desavantatges significatius:

• El consum d'energia disminueix si es descarrega completament un parell de vegades i després es recarrega de zero. A més, aquest paràmetre disminueix tant que cal substituir la bateria, ja que la seva capacitat no és suficient per al funcionament normal dels equips connectats a la xarxa del cotxe;
• L’augment de la qualitat del producte requereix una tarifa més elevada, cosa que el fa inaccessible per als usuaris amb ingressos materials mitjans;
• El principal camp d’aplicació són els cotxes estrangers, ja que els seus equips són més estables pel que fa al consum d’energia (per exemple, els llums laterals s’apaguen automàticament en molts casos, fins i tot si el conductor oblida accidentalment d’apagar-los, cosa que sovint comporta una descàrrega completa de la bateria);
• El funcionament de la bateria requereix més atenció, però amb una cura adequada del vehicle (ús d’equips d’alta qualitat i atenció a la descàrrega completa), aquesta bateria durarà molt més que la seva contrapart de baix antimonis.

Híbrid

Aquestes bateries tenen l’etiqueta Ca +. Les plaques són híbrides en aquesta modificació. El positiu pot incloure l’antimoni i el negatiu, el calci. En termes d’eficiència, aquestes bateries són inferiors a les de calci, però l’aigua bull en elles molt menys que en les de poc antimonis.

Aquestes bateries no pateixen tant una descàrrega completa i no tenen por de sobrecarregar-se. Una opció excel·lent si l’opció pressupostària no és tècnicament satisfactòria i no hi ha prou diners per a un anàleg de calci.

Gel, AGM

Aquestes bateries fan servir un electròlit de gel. El motiu de la creació d’aquestes bateries va ser dos factors:

• L'electròlit líquid de les bateries convencionals es filtrarà ràpidament quan es deprimeixi la caixa. Això no només es produeix amb danys materials (la carrosseria del cotxe es deteriorarà ràpidament), sinó que també pot causar greus danys a la salut humana mentre el conductor intenta fer alguna cosa;
• Al cap d’un temps, les plaques, a causa d’un funcionament descuidat, poden col·lapsar (vessar-se).

Aquests problemes es van eliminar mitjançant l’ús d’un electròlit gelificat.

En les modificacions AGM, s’afegeix un material porós al dispositiu, que manté el gel a prop de les plaques, evitant la formació de petites bombolles a la seva immediata proximitat.

Els avantatges d’aquestes bateries són:

• No tenen por de les inclinacions: per als models amb electròlit líquid, això no es pot aconseguir, ja que durant el seu funcionament encara es forma aire a la caixa que, quan es gira, deixa al descobert les plaques;
• Es permet l’emmagatzematge a llarg termini d’una bateria carregada, ja que tenen el llindar d’autodescàrrega més baix;
• Al llarg de tot el cicle entre càrregues, produeix un corrent estable;
• No tenen por d'una descàrrega completa: la capacitat de la bateria no es perd al mateix temps;
• La vida laboral d’aquests elements arriba als deu anys.

A més dels avantatges, aquestes bateries tenen un gran nombre d’inconvenients que desconcerten la majoria d’usuaris que volen instal·lar-los al cotxe:

• Molt capritxós de carregar: requereix l’ús de carregadors especials que proporcionin un corrent de càrrega estable i baix;
• No es permet la càrrega ràpida;
• En temps fred, l’eficiència de la bateria cau bruscament, ja que el gel disminueix les seves propietats conductores quan es refreda;
• El cotxe ha de tenir un generador estable, de manera que aquestes modificacions s’utilitzen en vehicles de luxe;
• Preu molt alt.

Alcalins

Les bateries del cotxe es poden omplir amb electròlits no només àcids, sinó també alcalins. En lloc de plom, les plaques d’aquestes modificacions estan fetes de níquel i cadmi o níquel i ferro. L’hidròxid de potassi s’utilitza com a conductor actiu.

L’electròlit d’aquestes bateries no necessita reposar-se, ja que no bull durant el funcionament. En comparació amb els equivalents àcids, aquest tipus de bateries tenen els següents avantatges:

• No té por de la sobrecàrrega;
• La bateria es pot emmagatzemar en estat descarregat i no perdrà les seves propietats;
• La recàrrega no és fonamental per a ells;
• Més estable a baixes temperatures;
• Menys susceptibles a l’autodescàrrega;
• No emeten vapors nocius corrosius, cosa que permet carregar-los en una zona residencial;
• Emmagatzemen més energia.

Abans de comprar aquesta modificació, el propietari del vehicle ha de determinar si està disposat a fer aquests compromisos:

• Una bateria alcalina produeix menys voltatge, de manera que calen més llaunes que una contrapart àcida. Naturalment, això afectarà les dimensions de la bateria, que proporcionarien l'energia necessària a una xarxa específica a bord;
• Alt preu;
• Més adequat per a la tracció que les funcions d’arrencada.

Li-ion

Les més avançades en aquest moment són les opcions d’ions de liti. Fins al final, aquesta tecnologia encara no s’ha completat: la composició de les plaques actives canvia constantment, però la substància amb què es duen a terme els experiments són els ions de liti.

Els motius d’aquests canvis són l’augment de la seguretat operativa (per exemple, el liti metàl·lic va resultar ser explosiu), així com la disminució de la toxicitat (les modificacions amb la reacció del manganès i l’òxid de liti tenien un alt grau de toxicitat, motiu pel qual els cotxes elèctrics sobre aquests elements no es podrien anomenar "verds") transport).

Aquestes bateries estan dissenyades per ser el més estables i segures possible per a la seva eliminació. Els avantatges d’aquesta innovació inclouen:

• Màxima capacitat en comparació amb bateries de mida idèntica;
• Tensió més alta (un banc pot subministrar 4 V, que és el doble que l'analògic "clàssic");
• Menys susceptibles a l’autodescàrrega.

Malgrat aquests avantatges, aquestes bateries encara no són capaces de competir amb altres anàlegs. Hi ha diverses raons per això:

• Treballen malament en gelades (a temperatures negatives es descarrega molt ràpidament);
• Molt pocs cicles de càrrega / descàrrega (fins a cinc-cents);
• L’emmagatzematge de la bateria comporta una pèrdua de capacitat: en dos anys disminuirà un 20%;
• Tenen por de la descàrrega completa;
• Dóna una potència feble perquè es pugui utilitzar com a element d’arrencada: l’equip funcionarà molt de temps, però no hi ha prou energia per engegar el motor.

Hi ha un altre desenvolupament que volen implementar en vehicles elèctrics: un supercondensador. Per cert, ja s’han creat cotxes que funcionen amb aquest tipus de bateria, però també tenen molts inconvenients que els impedeixen competir amb bateries més nocives i perilloses. Es descriu aquest desenvolupament i un vehicle elèctric alimentat per aquesta font d'energia en una altra ressenya.

Vida de la bateria

Tot i que fins ara s’està investigant per millorar l’eficiència i la seguretat de les bateries per a la xarxa de bord d’un cotxe, fins ara les opcions més àcides són les més populars.

Els factors següents afecten la durada de la bateria:

• La temperatura a la qual funciona l’alimentació;
• Dispositiu de bateria;
• Eficiència i rendiment del generador;
• Fixació de la bateria;
• Mode de conducció;
• Consum d'energia quan l'equip està apagat.

A l’emmagatzematge adequat d’una bateria que no s’utilitza es descriu a aquí.

La majoria de les bateries àcides tenen una vida útil petita: les de més qualitat, fins i tot si s’observen totes les regles de funcionament, funcionaran de cinc a set anys. Sovint es tracta de models desatesos. Es reconeixen pel nom de la marca: fabricants coneguts no fan malbé la seva reputació amb productes de baixa qualitat. A més, aquest producte tindrà un llarg període de garantia, com a mínim dos anys.

L'opció pressupostària tindrà una durada de tres anys i la garantia no excedirà els 12 mesos. No us heu d’afanyar a aquesta opció, ja que és impossible crear les condicions ideals per al funcionament de la bateria.

Tot i que és impossible determinar el recurs de treball durant anys, és el mateix que en el cas dels pneumàtics de cotxes, tal com es descriu en un altre article... Una bateria mitjana ha de suportar 4 cicles de càrrega / descàrrega.

En aquest vídeo es descriu més informació sobre la durada de la bateria:

Quant dura la bateria d’un cotxe?

Preguntes i respostes:

Què vol dir bateria? Bateria acumuladora - bateria d'emmagatzematge. Es tracta d'un dispositiu que genera de manera independent l'electricitat necessària per al funcionament autònom dels aparells elèctrics d'un cotxe.

Què fa la bateria? Quan es carrega, l'electricitat inicia un procés químic. Quan la bateria no s'està carregant, s'activa un procés químic per generar electricitat.