Kuidas autoakude tehnoloogia töötab?
Plii ja hape on kaks asja, millest enamik inimesi väldib piisavalt hästi. Plii on raskemetall, mis võib põhjustada kogu terviseprobleemide nimekirja ja hape on hästi happeline. Lihtsalt mainitakse sõna, mis paneb kokku mullivate roheliste vedelike ja ahvatlevate teadlaste pilte, mis on seotud maailma domineerimisega.
Kuid nagu šokolaadi- ja maapähklivõi, plii ja hape ei paista ühtegi koos, vaid nad teevad seda. Ilma pliid ja happega poleks meil autopatareid ja ilma autopatareita poleks meil mingeid kaasaegseid tarvikuid või põhivajadusi, nagu näiteks esituled, mis vajavad elektrisüsteemi funktsioneerimist. Niisiis, kuidas täpselt kas need kaks surmavat ainet koosnevad, et moodustada autotööstuse elektrooniliste süsteemide kivistunud alus. Vastus, et lause lause muuta, on elementaarne.
Elektrienergia säilitamise teooria
Elektrilised akud on lihtsalt hoiulaevad, mis suudavad hoida elektrilist laengut ja seejärel koormata. Mõned patareid on võimelised tootma baaskomponentide elektrilist voolu kohe, kui need kokku pannakse. Neid patareisid nimetatakse primaarpatareideks ja need laaditakse tavaliselt välja, kui laadimine on tühi. Autoakud mahuvad erinevasse kategooriasse elektrikaarast, mida saab laadida, tühjendada ja uuesti laadida. Need sekundaarsed patareid kasutavad pöörduvat keemilist reaktsiooni, mis erineb ühelt tüüpi laetavast aku teisest.
Mõistetes, mida enamik inimesi kergesti mõistavad, pääsevad teie AA-tüüpi või AAA-tüüpi patareid, mida ostad oma puldiga, ja siis, kui nad surevad, on primaarpatareid. Need on kokku monteeritud, tavaliselt tsinkkarbi või tsingi ja mangaandioksiidi rakkudest ning need on võimelised andma voolu ilma laenguta. Kui nad surevad, viskate need ära või võite neid korralikult käsutada, kui soovite.
Loomulikult võite osta need samad AA- või AAA-akud "laetava" kujuga, mis maksab rohkem. Need akud kasutavad tavaliselt nikkel-kaadmiumi või nikkel-metalli hüdriidrakke. Erinevalt traditsioonilisest "leeliselisest" akudest pole NiCd ja NiMH akud võimelised andma koormusele voolu koondamisel. Selle asemel kantakse rakkudele elektrivool, mis põhjustab aku keemilise reaktsiooni. Seejärel pange aku oma kaugjuhtimispuldi alla ja kui see sureb, paned see laadimisseadmesse ja voolu rakendamine muudab tühjendamise ajal toimunud keemilise protsessi.
Autoakud, mis kasutavad niklitoksühüdroksiidi ja vesinikku absorbeeriva sulami asemel pliid ja väävelhapet, sarnanevad funktsionaalselt kasutatavate NiMH-akudega. Kui akule rakendatakse elektrivoolu, toimub keemiline reaktsioon ja salvestatakse elektrienergia laeng. Kui aku on ühendatud koormaga, muutub see reaktsioon ümber ja laaditakse koormusvool.
Plii ja happega energia säilitamine
Kui elektrienergia laengu salvestamiseks pliid ja hapet kasutatakse, on see arhailine, see on. Esimene plii-happe aku oli leiutatud 1850-ndatel aastatel ja autos kasutatav patarei kasutab samu põhimõtteid. Disainid ja materjalid on aastate jooksul arenenud, kuid sama põhiidee on mängul.
Kui pliisisaldusega aku tühjeneb, muutub elektrolüüt väävelhappe väga lahjendatud lahustumuseks - see tähendab, et see on enamasti tavaline H20, kusjuures mõnes H2SO4-s on sellel ujuvad. Väävelhappe imavuseks võetud pliiplaadid muutuvad peamiselt platsulfaadiks. Kui akule rakendatakse elektrivoolu, muutub see protsess ümber. Plii sulfaatplaadid pööratakse (enamasti) tagasi pliiks ja lahjendatud väävelhappe lahus muutub kontsentreeritumaks.
See ei ole äärmiselt efektiivne elektrienergia säilitamise viis, mis näitab, kui rasked ja suured rakud on võrreldavad nende salvestatud energia hulgaga, kuid pliiakude akud on tänapäeval veel kahel põhjusel kasutusel. Esimene on majanduslik küsimus; pliiakud on valmistamiseks palju odavamad kui muud võimalused. Teine põhjus on see, et pliiakude akud on võimelised pakkuma tohutult nõudlust nõudva voolu üheaegselt, mis muudab need unikaalselt sobivaks akude käivitamiseks.
Kui vähe on teie tsükkel?
Traditsioonilisi autoakusid nimetatakse mõnikord SLI patareidena , kus "SLI" tähistab käivitamist, valgustust ja süüteid. See lühend illustreerib autovarustuse peamist eesmärki üsna hästi, kuna iga autokaamera peamine ülesanne on käivitada starter mootor, tuled ja süüde enne mootori käivitamist. Pärast mootori käivitamist pakub generaatori kogu vajalik elektrienergia ja aku täidetakse.
Seda tüüpi kasutamine on madala töötsükli tüüp, kuna see annab lühikese löögi suurel hulgal vooluhulka ja just seepärast on autoakud spetsiaalselt ette nähtud. Seda silmas pidades sisaldavad tänapäevased auto akud väga õhukese pliiplaadiga pliisid, mis võimaldavad elektrolüüdi maksimaalset kokkupuudet ning tagavad lühiajalise võimsuse. See konstruktsioon on vajalik startermootorite tohutute praeguste nõuete tõttu.
Erinevalt käivitatavatest patareidest on sügavtsükli akud teineteist tüüpi pliiakude, mis on mõeldud "sügavamale" tsüklile. Plaatide konfiguratsioon on erinev, mistõttu need ei sobi suurel hulgal tellitavate vooluhulkade pakkumisel. Selle asemel on need kavandatud nii, et nad annaksid vähem energiat kauem aega. Tsükkel on "sügavam", kuna see on pikem, mitte üldise heite tõttu suurem. Erinevalt käivitatavatest patareidest, mis laaditakse automaatselt peale iga kasutuskorda , võib sügavtsükli patareid aeglaselt tühjendada - enne kui need uuesti laaditakse . Nagu patarei akud, ei tohiks sügavtsükli pliiakude akud tühjendada soovitatud tasemest allapoole, et vältida püsivaid kahjustusi.
Erinevad pakendid, sama tehnoloogia
Kuigi pliiabi patareide peamine tehnoloogia on jäänud enam-vähem samaks, on materjalide ja tehnikate areng kaasa toonud mitmeid variatsioone. Deep-cycle akud, muidugi, kasutavad erinevat plaadi konfiguratsiooni, et võimaldada sügavamale töötsüklile. Muud variatsioonid teevad asju veelgi paremaks.
Suurimad pliiakudetehnoloogia arengud on ilmselt ventiili reguleeritud pliiakude (VRLA) patareid. Nad kasutavad endiselt pliid ja väävelhapet, kuid neil pole "üleujutatud" märgaid rakke. Selle asemel kasutavad nad elektrolüüdi kas geelirakke või absorbeeritud klaasmatti (AGM). Keemiline protsess on algtasemel ühesugune, kuid need patareid ei kuulu gaasiväljundisse, nagu näiteks üleujutatud raku patareid, samuti pole need lekkimise korral haavatavad, kui need on kallutatud.
Kuigi VRLA patareidel on mitmeid eeliseid, on need tootmiseks palju kallimad kui tavalised üleujutatud akupatareid. Nii et kui tehnoloogia jätkab marsruudi edasi liikumist, on tõenäoline, et saate veel mõnda aega veel oma tipptasemel 1860-ndate tehnoloogiatega sõitma - kui te pole elektriliselt. Aga see on täiesti erinev patareide osas.