Οι παραδοσιακές μπαταρίες αυτοκινήτων μολύβδου οξέος μπορεί να παραβλεφθούν στις μέρες μας με τη φρενίτιδα για τα ηλεκτρικά ηλεκτρικά ιόντων λιθίου μπαταρίες, αλλά αυτά τα μικρά παιδιά είναι ανεκτίμητα θαύματα μηχανικής που έχουν βοηθήσει τα οχήματα να τροφοδοτούνται δεκαετίες.
Χωρίς τις περίπλοκες χημικές αντιδράσεις στο εσωτερικό της μπαταρίας 12V του οχήματός σας, δεν θα μπορούσατε καν να ανάψετε το αυτοκίνητό σας ή πολύ λιγότερο να χαμηλώσετε τα ηλεκτρικά παράθυρά σας. Διαβάστε παρακάτω για να εξερευνήσετε τους έξυπνους τρόπους με τους οποίους λειτουργεί η μπαταρία του αυτοκινήτου σας και πώς συνεργάζεται με τον εναλλάκτη του αυτοκινήτου για να κάνει το αυτοκίνητό σας καλύτερο μέρος για να περάσετε χρόνο.
Πώς λειτουργεί μια μπαταρία αυτοκινήτου 12 V;
Η μπαταρία του αυτοκινήτου λειτουργεί με χημικές αντιδράσεις. Στην πιο βασική του περίπτωση, μεταφέρει ηλεκτρόνια μεταξύ της ανόδου (αρνητικό τερματικό) στο σημείο που πραγματικά θέλουν να είναι: την κάθοδο (θετικό τερματικό). Για παράδειγμα, η μπαταρία μολύβδου που χρησιμοποιούν τα περισσότερα οχήματα πήρε το όνομά της από το γεγονός ότι χρησιμοποιεί πλάκες διοξειδίου του μολύβδου (και καθαρού μολύβδου) βουτηγμένες σε μείγμα νερού και θειικού οξέος.
Αυτές οι μπαταρίες έχουν στην πραγματικότητα έξι κυψέλες που παράγουν περίπου 2V η καθεμία, γι' αυτό και οι μπαταρίες αυτοκινήτων αναφέρονται συνήθως ως μπαταρίες 12V, παρόλο που δεν είναι ακριβώς 12V. Αυτά τα έξι κύτταρα αποτελούνται το καθένα από πλάκες διοξειδίου του μολύβδου (θετική κάθοδος) και πλάκες μολύβδου (αρνητική άνοδος) που βυθίζονται στο μίγμα θειικού οξέος/νερού προκειμένου να δημιουργηθούν χημικές αντιδράσεις που τελικά θα βοηθήσουν την απελευθέρωση της μπαταρίας ηλεκτρική ενέργεια.
Λάβετε υπόψη ότι η μπαταρία αποτελείται από έξι κελιά και το καθένα έχει διάφορες πλάκες. Όμως, στον πυρήνα αυτής της διαδικασίας βρίσκεται η αλληλεπίδραση μεταξύ των θετικών και αρνητικών τερματικών. Όταν το διοξείδιο του μολύβδου της καθόδου αλληλεπιδρά με το θειικό στο όξινο μείγμα, ιόντα οξυγόνου απελευθερώνονται στο μείγμα όπου αλληλεπιδρούν με το υδρογόνο για να παράγουν νερό. Εν τω μεταξύ, στην αρνητική πλευρά, το θειικό άλας αντιδρά με το μόλυβδο στην άνοδο, δημιουργώντας ένα στρώμα θειικού μολύβδου στην άνοδο και απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια.
Αυτά τα ηλεκτρόνια συσσωρεύονται στο αρνητικό τερματικό και σίγουρα δεν θέλουν να είναι εκεί, αλλά δεν μπορούν να ταξιδέψουν μέσω του διάλυμα ηλεκτρολύτη, έτσι ώστε να δρομολογούνται μέσω του αρνητικού ακροδέκτη και μέσω ενός κυκλώματος μέχρι να φτάσουν τελικά στο θετικό τερματικό. Αυτή είναι η βασική αρχή της λειτουργικότητας της μπαταρίας του αυτοκινήτου, καθώς κάθε άλλη βοηθητική συσκευή στο όχημά σας συνδέεται σε αυτό το κύκλωμα.
Αλλά αυτό λειτουργεί μόνο όταν το αυτοκίνητο είναι σβηστό. Διαφορετικά, αυτό που πραγματικά τροφοδοτεί τα ηλεκτρονικά του οχήματός σας είναι ο εναλλάκτης. Η μπαταρία βρίσκεται ουσιαστικά στο αυτοκίνητό σας για να τροφοδοτήσει τη μίζα όταν το όχημα είναι σβηστό, αλλά μόλις η μίζα ενεργοποιήσει τον κινητήρα, ο εναλλάκτης αναλαμβάνει. Ο εναλλάκτης φορτίζει επίσης την μπαταρία μέσω αντιστροφής των διαδικασιών που οδήγησαν στην εκφόρτισή της.
Τι κάνει ένας εναλλάκτης;
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο εναλλάκτης κάνει βασικά τη δουλειά που οι άνθρωποι θα πίστευαν ότι η μπαταρία κάνει συνεχώς. Θυμηθείτε ότι η μπαταρία θα εξαντλούσε γρήγορα από μόνη της εάν έπρεπε να τροφοδοτήσει όλα τα παράθυρα και το ραδιόφωνο και βασικά οποιαδήποτε άλλη ηλεκτρονική συσκευή στο όχημά σας. Άρα, η λύση σε αυτό είναι αρκετά έξυπνη.
Οι μηχανικοί εγκατέστησαν μια γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος στο όχημά σας που τροφοδοτείται από τον κινητήρα αντί της μπαταρίας. Παράγει αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσει όλα τα ηλεκτρικά κομμάτια του οχήματός σας. Το σπουδαίο με το δυναμό είναι ότι επαναφορτίζει την μπαταρία όσο είναι ο κινητήρας του οχήματος αναμμένο επειδή η μπαταρία υφίσταται μια αρκετά μεγάλη εξάντληση αφού κάνει τη δουλειά της με τη μίζα κινητήρας.
Το μόνο πρόβλημα με τον εναλλάκτη είναι ότι παράγει εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο πρέπει να μετατραπεί σε συνεχές ρεύμα. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, το εναλλασσόμενο ρεύμα επεξεργάζεται μέσω ενός ανορθωτή, ο οποίος επιτρέπει στον εναλλάκτη να αντλεί το απαιτούμενο συνεχές ρεύμα.
Όταν ένας εναλλάκτης πάει άσχημα, θα αρχίσετε να παρατηρείτε τα σημάδια αυτού παντού. Για παράδειγμα, τα ηλεκτρονικά του οχήματός σας δεν λειτουργούν σωστά και τα φώτα σας μπορεί να χαμηλώσουν ξαφνικά. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, το όχημά σας μπορεί να αρχίσει να εκπέμπει ένα σωρό κωδικούς, ακόμα και αν το συνδέσετε σε ένα Εφαρμογή OBD2, πιθανότατα δεν θα αναγνωρίσει ότι το πρόβλημα είναι στην πραγματικότητα ο εναλλάκτης ή η μπαταρία.
Ακόμη χειρότερα, πολλά οχήματα χρησιμοποιούν προηγμένες μονάδες που είναι βαθμονομημένες ώστε να λειτουργούν με πολύ μικρές ανοχές. Εάν ο εναλλάκτης ή η μπαταρία σας αποτυγχάνει, ολόκληρο το αυτοκίνητο μπορεί να αρχίσει να λειτουργεί ακανόνιστα και να εκπέμπει κωδικούς που δεν σχετίζονται με το πραγματικό πρόβλημα: την αποτυχημένη μπαταρία ή εναλλάκτη.
Είναι μια μπαταρία αυτοκινήτου η ίδια με μια μπαταρία EV;
Όχι, δεν είναι ίδια με την μπαταρία του EV σας. Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος διαφέρουν σημαντικά από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου που υπάρχουν στο EV σας. Πρώτα πράγματα πρώτα, όπως έχετε ήδη μάθει, η σύνθεση των μπαταριών μολύβδου οξέος αποτελείται κυρίως από μόλυβδο και ένα μείγμα νερού/θειικού οξέος. Από την άλλη πλευρά, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτελούνται από υλικά όπως το λίθιο, το κοβάλτιο και ο γραφίτης.
Όχι μόνο αυτό, αλλά οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν ανώτερη ενεργειακή πυκνότητα από τις μπαταρίες μολύβδου οξέος, η οποία είναι ιδιαίτερα ιδανική σε EV επιδόσεων και ηλεκτρονικά, όπου οι εκτιμήσεις για το χώρο και το βάρος είναι εξαιρετικά σημαντικές.
Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος υποφέρουν επίσης από χαμηλότερους κύκλους ζωής σε σύγκριση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να επαναφορτίσετε και να αποφορτίσετε μια μπαταρία ιόντων λιθίου πολλές φορές περισσότερο από ότι μια μπαταρία μολύβδου οξέος. Αυτό είναι προφανώς ένα τεράστιο πλεονέκτημα για χρήση σε ηλεκτρικά οχήματα, όπου η μπαταρία αποτελεί το πιο σημαντικό και ακριβό εξάρτημα και ένας χαμηλότερος κύκλος ζωής θα την καθιστούσε άχρηστη. Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος απαιτούν επίσης τακτική συντήρηση για να συνεχίσουν να λειτουργούν, ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν χρειάζονται σχετικά συντήρηση κατά τη διάρκεια ζωής τους.
Είναι εύκολο να καταλάβουμε γιατί οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται στα EV έναντι των παραδοσιακών μπαταριών μολύβδου οξέος. Εάν τα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούσαν μπαταρίες μολύβδου οξέος, θα ήταν τρελά βαριές και θα στερούνταν ενέργειας.
Οι μπαταρίες μολύβδου έχουν ακόμα τη θέση τους
Ανεξάρτητα από τα μειονεκτήματα που σχετίζονται με τις μπαταρίες μολύβδου οξέος, έχουν τη θέση τους στο τοπίο της αυτοκινητοβιομηχανίας. Το σχετικά φθηνό κόστος τους σε σύγκριση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου διασφαλίζει ότι θα συνεχίσουν να είναι χρησιμοποιείται σε βενζινοκίνητα οχήματα και άλλες εφαρμογές όπου το αρχικό κόστος είναι σημαντικό παράγοντας.
Αυτές οι μπαταρίες τροφοδοτούν οχήματα για πολλά χρόνια, και παρόλο που η τεχνολογία ιόντων λιθίου είναι το λαμπερό νέο πράγμα, οι μπαταρίες μολύβδου οξέος θα έχουν πάντα τη θέση τους στην ιστορία του αυτοκινήτου.
