Что такое АКБ автомобиля: устройство и схема работы аккумуляторной батареи на 12 вольт

АКБ — это аккумуляторная батарея автомобиля, или просто аккумулятор. Это одна из важнейших деталей легкового автомобиля, без которой невозможно запустить двигатель. Из чего он состоит, какие типы батарей бывают и что нужно делать, чтобы элемент служил дольше, рассказываем в нашей статье.

Аккумуляторная батарея автомобиля — это устройство, предназначенное для хранения и подачи электрической энергии, необходимой для запуска двигателя и работы различных электрических систем машины. Она является одним из ключевых компонентов автомобиля, обеспечивающим его нормальное функционирование.

АКБ автомобилей чаще всего выполнены по свинцово-кислотной технологии. Они состоят из нескольких элементов, или ячеек, каждая из которых вырабатывает примерно два вольта электричества. В стандартной 12-вольтовой автомобильной батарее таких ячеек шесть. Устройство АКБ автомобиля на 12 вольт — это ячейки, которые содержат свинцовые пластины и электролит, состоящий из серной кислоты и воды. При взаимодействии свинцовых пластин с электролитом происходит химическая реакция, вырабатывающая электрическую энергию.

Как помыть двигатель, чтобы ничего не испортить в автомобиле

Аккумуляторная батарея также играет важную роль в поддержании работы различных систем автомобиля, когда двигатель не работает. Это включает в себя питание таких систем, как свет, радио, системы безопасности и навигации. Когда двигатель работает, генератор автомобиля подзаряжает аккумуляторную батарею, обеспечивая ей необходимый уровень заряда для последующего запуска двигателя и работы электрических систем.

В последнее время на рынке появились новые типы аккумуляторных батарей, такие как литий-ионные и гелевые батареи, которые предлагают улучшенные характеристики по сравнению с традиционными свинцово-кислотными батареями. Эти новые технологии обеспечивают большую емкость, меньший вес и более долгий срок службы, что делает их перспективными для использования в современных автомобилях, включая электрические и гибридные модели. О них расскажем далее в тексте.

Устройство аккумулятора автомобиля

• Пластины, покрытые смесью свинца и свинцового оксида, в которых происходит химическая реакция в процессе заряда и разряда.
• Электролит. Жидкий раствор серной кислоты в воде, который служит средой для передачи зарядов между пластинами или другие типы в зависимости от вида батареи, о них расскажем далее в тексте.
• Пластиковые контейнеры, которые содержат свинцовые пластины и электролит, обеспечивая изоляцию и защиту от утечек.
• Клеммы. Металлические соединения, к которым подключаются провода для подачи электричества в систему автомобиля.
• Крышка и пробки. Это запирающие элементы, предотвращающие выливание электролита и обеспечивающие доступ для проверки уровня и дозаправки.

Устройство аккумуляторной батареи автомобиля стандартно для всех типов, но состав электролита или материал пластин могут отличаться.

Турбина на автомобильном двигателе: для чего нужна и как её обслуживать, чтобы она прожила долго

Кто придумал АКБ

Французский инженер Гастон Планте

Автомобильный аккумулятор был изобретен французским инженером Гастоном Планте в 1859 году. Планте создал первый свинцово-кислотный аккумулятор, который стал предшественником современных автомобильных батарей. Его изобретение представляло собой две свинцовые пластины, погруженные в раствор серной кислоты. Этот аккумулятор мог быть многократно перезаряжен, что сделало его революционным для своего времени.

Изобретение Планте было важным шагом в развитии аккумуляторных технологий. Однако первый свинцово-кислотный аккумулятор был громоздким и не очень эффективным. В 1881 году французский ученый Камилл Фор усовершенствовал аккумулятор Планте, добавив перфорированные свинцовые пластины, которые увеличили площадь соприкосновения с электролитом, тем самым улучшив его ёмкость и долговечность. Эти усовершенствования сделали свинцово-кислотные аккумуляторы более практичными для использования в различных отраслях, включая автомобильную промышленность.

Изобретение Гастона Планте и последующие усовершенствования его разработки сыграли ключевую роль в развитии автомобильной промышленности и сделали возможным создание современных автомобилей с их сложными электрическими системами. Автомобильные аккумуляторы продолжают эволюционировать и сейчас, а их основы, заложенные более полутора веков назад, остаются актуальными и сегодня.

Основные характеристики АКБ

Автомобильные аккумуляторы выбирают по основным характеристикам, которые помогают наиболее точно определить, какой прослужит дольше и при каких условиях.

• Ёмкость АКБ. Измеряется в ампер-часах (Ah) и показывает, сколько электроэнергии аккумулятор может отдать за определённое время. Чем больше ёмкость, тем дольше аккумулятор может работать без подзарядки.
• Цикл заряда/разряда. Определяет количество полных циклов зарядки и разрядки, которые аккумулятор может выдержать до снижения его производительности. Чем больше количество циклов, тем дольше срок службы аккумулятора.
• Стартерный ток. Измеряется в амперах (A) и указывает на максимальный ток, который аккумулятор может выдавать при запуске двигателя. Высокий стартерный ток важен для надёжного запуска двигателя в холодную погоду.
• Полярность и размеры клемм. Полярность обозначает расположение положительной и отрицательной клемм (плюс и минус) на аккумуляторе. Размеры клемм должны соответствовать клеммам в автомобиле для правильного подключения.
• Технология или тип аккумулятора (свинцово-кислотный, гелевый, AGM, литий-ионный и т.д.) определяет его эксплуатационные характеристики и срок службы.
• Дополнительные параметры. Резервная ёмкость — это время в минутах, в течение которого аккумулятор может обеспечивать минимальный уровень заряда при отключенном генераторе. Саморазряд — скорость, с которой аккумулятор теряет заряд, если не используется. Температурный диапазон указывает, при каких значениях на градуснике аккумулятор может эффективно работать. Габариты и вес — это физические размеры и вес аккумулятора, они должны соответствовать требованиям автомобиля.

Можно ли смешивать антифризы разных цветов: мифы и реальность

Чем поможет маркировка аккумулятора

Маркировка аккумулятора — это набор символов и цифр на его корпусе. По ней можно определить его основные характеристики и соответствие стандартам.

Что означают цифры в маркировке аккумулятора

• Ёмкость: цифры, указывающие на ёмкость аккумулятора в ампер-часах (Ah). Например, 60Ah означает, что аккумулятор может выдавать 60 ампер в течение одного часа.
• Напряжение (В): указывается номинальное напряжение аккумулятора, чаще всего 12В для легковых автомобилей.
• Стартерный ток (А): обозначается как CCA (Cold Cranking Amps) и указывает на максимальный ток, который аккумулятор может обеспечить при -18°C. Например, 600A CCA означает, что аккумулятор может выдавать 600 ампер в холодную погоду.
• Габаритные размеры часто включают буквенно-цифровое обозначение, указывающее на размеры аккумулятора (длина, ширина, высота). Например, маркировка «242x175x190» указывает на размеры в миллиметрах.
• Полярность указывает на расположение положительной и отрицательной клемм. Например, «R+» означает, что положительная клемма находится справа.
• Дата производства — это код, указывающий дату производства аккумулятора. Обычно включает месяц и год.
• Тип аккумулятора указывает на технологию изготовления аккумулятора, например, AGM (Absorbent Glass Mat), GEL (гелевый) и тд.

Вот пример маркировки: «60Ah 12V 600A R+ 242x175x190 AGM». Это означает, что аккумулятор имеет ёмкость 60 ампер-час, напряжение 12 вольт, стартерный ток 600 ампер, положительная клемма справа, размеры 242x175x190 мм и выполнен по технологии AGM.

Виды АКБ

Выше в тексте упоминаются разные типы аккумуляторов. Имеет смысл рассмотреть их подробнее, чтобы представлять соответствие потребностям автомобиля и автомобилиста.

• EFB аккумулятор (Enhanced Flooded Battery) — это усовершенствованная версия традиционного свинцово-кислотного аккумулятора, разработанная для систем Start-Stop. Они более надёжны и долговечны, чем свинцово-кислотные, потому что для их производства используются материалы, повышающие производительность батареи. В частности, пластины таких аккумуляторов покрывают составом, сверхустойчивым к коррозии и одновременно с хорошей проводимостью тока. Ещё одна важная особенность EFB аккумуляторов — их способность выдерживать более частые циклы зарядки и разрядки. Это особенно важно для автомобилей с системами Start-Stop, где аккумулятор должен многократно запускать двигатель в течение одной поездки. Устройство АКБ автомобиля по типу EFB может работать в условиях частых разрядов без значительного снижения своей ёмкости и срока службы и обладают улучшенными показателями по саморазряду. Это делает их более надёжными для использования в автомобилях, которые могут длительное время оставаться без движения. Сравнивая EFB аккумуляторы с другими типами, можно отметить, что они занимают промежуточное положение между стандартными свинцово-кислотными аккумуляторами и более дорогими и высокотехнологичными AGM (Absorbent Glass Mat) аккумуляторами. EFB аккумуляторы предлагают лучшее соотношение цены и качества для автомобилей с системами Start-Stop, обеспечивая повышенную надёжность и долговечность без значительного увеличения стоимости.
• Аккумулятор типа Absorbent Glass Mat (AGM) — тоже усовершенствованная разновидность свинцово-кислотного аккумулятора, разработанная для современных автомобилей. В AGM аккумуляторах электролит абсорбируется в стекловолоконные маты, что делает их герметичными и позволяет не беспокоиться о дополнительном обслуживании. Они обеспечивают высокий пусковой ток, идеальный для систем Start-Stop и мощных двигателей. AGM аккумуляторы обладают низким внутренним сопротивлением, что позволяет им быстрее заряжаться и дольше служить. Эти аккумуляторы устойчивы к вибрациям и ударам, подходя для жестких условий эксплуатации. Они хорошо работают в экстремальных температурах, обеспечивая стабильную производительность. AGM аккумуляторы имеют низкий уровень саморазряда, что полезно для сезонных транспортных средств. Они экологичны, так как не содержат жидкого электролита, минимизируя риск утечек.
• Кальциевые аккумуляторы обладают высокой устойчивостью к коррозии, что значительно увеличивает их срок службы. У них низкий уровень саморазряда и отличные показатели работы при высоких и низких температурах. Кальциевая добавка снижает потребность в обслуживании — такие аккумуляторы теряют меньше воды и не требуют частого долива электролита. Благодаря высокой пусковой мощности, они обеспечивают надёжный запуск двигателя, особенно в холодное время года. Эти аккумуляторы являются популярным выбором для современных автомобилей благодаря своей надёжности и долгому сроку службы.
• Гелевый аккумулятор — это тип свинцово-кислотного аккумулятора, в котором электролит загущен до состояния геля, что делает его герметичным и не требует обслуживания, так как нет протечек. Благодаря своей конструкции, гелевые аккумуляторы обладают высокой устойчивостью к вибрациям и ударам, что делает их идеальными для использования в условиях жёсткой эксплуатации. Гелевые и кальциевые аккумуляторы на первый взгляд похожи по характеристикам, но всё же производятся по разным технологиям, потому эксплуатационные характеристики различаются. Гелевые герметичны, устойчивы к вибрациям и экстремальным температурам, не требуют обслуживания и имеют длительный срок службы. Кальциевые, в свою очередь, обладают улучшенной устойчивостью к коррозии, высокой пусковой мощностью и требуют минимального обслуживания. Выбор между ними зависит от конкретных требований и условий эксплуатации.
• Аккумулятор с жидким электролитом — это тип аккумулятора, в котором электролит представляет собой жидкую смесь, обычно на основе различных растворов кислот или щелочей. Этот тип аккумулятора широко используется в разных устройствах — от автомобильных аккумуляторов до портативных электронных устройств. Основное отличие аккумуляторов с жидким электролитом от других типов заключается в их конструкции и химическом составе. Они часто имеют простую и надёжную конструкцию, что делает их экономически выгодными для массового производства. Однако жидкий электролит может требовать периодической проверки и поддержания уровня жидкости внутри аккумулятора. Преимущества аккумуляторов с жидким электролитом включают высокую производительность при высоких токах разряда и заряда, что делает их идеальными для использования в стартерных батареях для автомобилей. Кроме того, они могут быть легко восстановлены путем дозаправки электролита в случае его недостатка.

Как заправляться до полного бака правильно: риски залива до отказа

Как правильно эксплуатировать аккумулятор

Чтобы правильно эксплуатировать автомобильный аккумулятор, следует регулярно проверять уровень электролита и при необходимости доливать дистиллированную воду до уровня, указанного производителем. Батарея должна быть чистой и сухой. При невозможности использовать автомобиль длительное время рекомендуется отсоединить отрицательную клемму аккумулятора, чтобы предотвратить саморазрядку. Глубокие разряды вредны для аккумуляторов, так как сокращают срок его службы. А это значит, что его нужно своевременно заряжать.