Bagaimanakah teknologi bateri kereta berfungsi?
Lead dan asid adalah dua perkara yang kebanyakan orang tahu cukup baik untuk mengelakkan. Lead adalah logam berat yang boleh menyebabkan senarai cucian keseluruhan masalah kesihatan, dan asid, baik, asid. Sebutan semata-mata untuk perkataan itu menggambarkan imej cecair hijau yang menggelegak dan ahli sains guncang-bengkok yang menguasai penguasaan dunia.
Tetapi seperti coklat dan mentega kacang, plumbum dan asid tidak sepatutnya pergi bersama, tetapi mereka lakukan. Tanpa plumbum dan asid, kita tidak akan mempunyai bateri kereta, dan tanpa bateri kereta, kita tidak akan mempunyai apa-apa aksesori moden atau keperluan asas, seperti lampu-yang memerlukan sistem elektrik berfungsi. Jadi bagaimana dengan tepat, adakah kedua-dua bahan yang berbahaya itu bersatu untuk membentuk asas sistem rock otomotif automotif? Jawapannya, untuk meminjam sebutan frasa, adalah asas.
Sains Penyimpanan Tenaga Elektrik
Bateri elektrik hanyalah kapal penyimpanan yang mampu memegang cas elektrik dan kemudian menyerahkannya ke dalam beban. Sesetengah bateri mampu menghasilkan arus elektrik dari komponen asasnya sebaik sahaja ia dipasang. Bateri ini dipanggil bateri utama , dan mereka biasanya dilupuskan apabila caj telah habis. Bateri kereta masuk ke dalam kategori bateri elektrik yang berbeza yang boleh dicas, dilepaskan, dan dicas semula lagi dan lagi. Bateri menengah ini menggunakan tindak balas kimia yang boleh diubah dari satu jenis bateri yang boleh dicas semula ke yang lain.
Dari segi bahawa kebanyakan orang dapat dengan mudah memahami, bateri AA atau AAA yang anda beli di kedai, melekat kawalan jauh anda, dan kemudian membuang ketika mereka mati adalah bateri utama. Mereka dipasang, biasanya dari sel-sel zink-karbon atau zink dan mangan dioksida, dan mereka mampu menyediakan arus tanpa dikenakan. Apabila mereka mati, anda membuangnya-atau membuangnya dengan betul, jika anda lebih suka.
Sudah tentu, anda boleh membeli bateri AA atau AAA yang sama dalam bentuk "boleh dicas semula" yang lebih mahal. Bateri boleh dicas semula ini biasanya menggunakan sel hidrida nikel-kadmium atau nikel-logam. Tidak seperti bateri "alkali" tradisional, bateri NiCd dan NiMH tidak dapat menyediakan arus pada beban apabila dipasang. Sebaliknya, arus elektrik digunakan untuk sel-sel, yang menyebabkan tindak balas kimia dalam bateri. Anda kemudian melekat bateri di kawalan jauh anda, dan apabila ia mati, anda meletakkannya di dalam pengecas dan aplikasi semasa membalikkan proses kimia yang berlaku semasa pelepasan.
Bateri kereta, yang menggunakan asid plumbum dan bukannya asid oxyhydroxide dan aloi menyerap hidrogen, sama dengan bateri NiMH dalam fungsi. Apabila arus elektrik digunakan pada bateri, tindak balas kimia berlaku, dan cas elektrik disimpan. Apabila beban disambungkan ke bateri, tindak balas itu membalikkan, dan arus diberikan kepada beban.
Menyimpan Tenaga Dengan Lead dan Asid
Sekiranya menggunakan plumbum dan asid untuk menyimpan cas elektrik terdengar teruk, ia adalah. Bateri asid plumbum pertama dicipta pada 1850-an, dan bateri di dalam kereta anda menggunakan prinsip asas yang sama. Reka bentuk dan bahan telah berkembang selama bertahun-tahun, tetapi idea asas yang sama sedang bermain.
Apabila bateri asid plumbum dilepaskan, elektrolit menjadi larutan asid sulfurik yang sangat cair - yang bermaksud kebanyakannya H20 biasa dengan beberapa H2SO4 terapung di dalamnya. Plat plumbum, setelah menyerap asid sulfurik, menjadi sulfat utama. Apabila arus elektrik digunakan pada bateri, proses ini membalikkan. Plat lead sulfate bertukar (kebanyakannya) kembali ke plumbum, dan larutan asid sulfurik menjadi lebih pekat.
Ini bukan cara yang sangat berkesan untuk menyimpan tenaga elektrik, dari segi berat dan besar sel berbanding dengan jumlah tenaga yang mereka simpan, tetapi bateri asid plumbum masih digunakan hari ini untuk dua sebab. Yang pertama adalah masalah ekonomi; bateri asid plumbum jauh lebih murah untuk mengeluarkan daripada apa-apa pilihan lain. Alasan lain ialah bateri asid plumbum mampu memberikan jumlah permintaan yang sangat besar sekali gus, yang menjadikan mereka sesuai untuk digunakan sebagai bateri mula.
Bagaimana Cetek Adakah Kitaran Anda?
Bateri kereta tradisional kadang-kadang dirujuk sebagai bateri SLI , di mana "SLI" bermaksud memulakan, menyala, dan menyala. Singkatan ini menggambarkan tujuan utama bateri kereta dengan baik, sebagai tugas utama bateri kereta mana adalah untuk menjalankan motor starter, lampu, dan pencucuhan sebelum enjin berjalan. Selepas enjin berjalan, alternator menyediakan semua tenaga elektrik yang diperlukan, dan bateri akan diisi semula.
Penggunaan jenis ini adalah kitaran tugas jenis cetek, kerana ia memberikan pecutan yang singkat jumlah arus yang banyak, dan itulah yang dibentuk oleh bateri kereta. Dengan itu, bateri kereta moden mengandungi plat plumbum yang sangat tipis, yang membolehkan pendedahan maksimum kepada elektrolit, dan memberikan amperaj yang paling mungkin untuk tempoh yang singkat. Reka bentuk ini diperlukan kerana keperluan semasa motor pemula yang besar.
Berbeza dengan memulakan bateri, bateri kitaran mendalam adalah satu lagi jenis bateri asid plumbum yang direka untuk kitaran "lebih mendalam". Konfigurasi plat berbeza, jadi mereka tidak sesuai untuk menyediakan arus permintaan yang besar. Sebaliknya, mereka direka untuk memberikan kuasa kurang untuk jangka masa yang lebih lama. Kitaran itu "lebih mendalam" kerana ia lebih panjang, dan bukannya kerana pelepasan keseluruhan menjadi lebih besar. Tidak seperti bateri mula, yang secara automatik diisi semula selepas setiap penggunaan , bateri kitaran mendalam boleh perlahan dilepaskan ke tahap yang selamat-sebelum dicas semula lagi. Seperti bateri mula, bateri asid plumbum mendalam tidak boleh dilepaskan di bawah paras yang disyorkan untuk mengelakkan kerosakan kekal.
Pakej yang berbeza, Teknologi Sama
Walaupun teknologi asas di sebalik bateri asid plumbum kekal lebih kurang sama, kemajuan dalam bahan dan teknik telah menghasilkan beberapa variasi. Bateri kitaran dalam, tentu saja, menggunakan konfigurasi plat yang berbeza untuk membolehkan kitaran tugas yang lebih mendalam. Variasi lain mengambil perkara lebih jauh.
Kemajuan terbesar dalam teknologi bateri asid plumbum mungkin telah menjadi bateri asid plumbum yang dikawal oleh injap (VRLA). Mereka masih menggunakan asid plumbum dan plumbum, tetapi mereka tidak mempunyai "basah", sel-sel basah. Sebaliknya, mereka menggunakan sama ada sel-sel gel atau matte kaca yang diserap (AGM) untuk elektrolit. Proses kimia adalah sama pada tahap asas, tetapi bateri ini tidak tertakluk kepada gas seperti bateri sel banjir, dan tidak terdedah kepada kebocoran jika diberi tip.
Walaupun bateri VRLA mempunyai beberapa kelebihan, mereka lebih mahal untuk menghasilkan berbanding bateri sel banjir tradisional. Jadi, sementara teknologi terus berjalan terus ke hadapan, kemungkinan anda masih akan memandu dengan teknologi 1860-an yang canggih di bawah tudung anda untuk beberapa waktu lagi-kecuali anda pergi elektrik. Tetapi itu adalah perkara yang berbeza dari segi bateri.