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Eine wiederaufladbare Autobatterie

Eine wiederaufladbare Batterie, die ein Fahrzeug mit Strom versorgt, wird als Autobatterie bezeichnet. Der Anlasser wird von ihm versorgt, und der Anlasser dreht den Motor um. Die Lichtmaschine gibt den elektrischen Rahmen des Fahrzeugs Kapazität, sobald der Motor arbeitet.

21 plate truck battery -Bosch
21 plate truck battery -Bosch

Batterien in modernen Autos


Diesel- und Benzinmotoren

Typischerweise werden weniger als drei Prozent der Batteriekapazität zum Starten verwendet. Aus diesem Grund sind Autobatterien so ausgelegt, dass sie für kurze Zeit den höchsten Strom liefern. Aus diesem Grund werden sie auch als „SLI-Batterien“ bezeichnet, was für Starting, Lighting and Ignition steht. Die Lebensdauer von SLI-Akkus kann durch eine Tiefentladung verkürzt werden, da sie nicht für Tiefentladung vorgesehen sind.


Eine SLI-Batterie liefert zusätzlich zum Starten des Motors die zusätzliche Leistung, die erforderlich ist, wenn der elektrische Bedarf des Fahrzeugs die Versorgung des Ladesystems übersteigt. Darüber hinaus wirkt es als Stabilisator und reduziert potenziell schädliche Spannungsspitzen. Die Lichtmaschine, die einen Spannungsregler enthält, um die Ausgangsleistung bei laufendem Motor aufrechtzuerhalten, liefert den Großteil der Leistung von etwa 13,5 bis 14,5 V. In den meisten Pkw und leichten Lkw sind moderne SLI-Batterien vom Blei-Säure-Typ und verwenden sechs in Reihe geschaltete Zellen, um beispielsweise ein nominelles 12-Volt-System zu schaffen, oder zwölf Zellen für ein 24-Volt-System in großen Lastwagen oder Erdbewegungsmaschinen.



Elektrische Fahrzeuge

Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge werden nicht nur von einer Hochspannungs-Elektroautobatterie angetrieben, sondern verfügen in der Regel auch über eine Autobatterie, die es ihnen ermöglicht, 12-V-übliches Autozubehör zu verwenden.



Geschichte

Frühere Autos hatten keine Batterien, weil ihre elektrischen Systeme unzureichend waren. Der Motor wurde mit einer Kurbel gestartet, und die Scheinwerfer waren eher gasbetrieben als elektrisch. Um 1920, als Autos mit Elektrostartern ausgestattet wurden, wurden Fahrzeugbatterien allgemein verwendet. Die Erfindung der versiegelten Batterie, die nicht aufgeladen werden musste, erfolgte 1971.

Die Anfangs- und Ladesysteme waren 6-Volt-Systeme mit positiver Masse, wobei die Aufhängung direkt mit dem positiven Batteriepol verbunden war. Praktisch alle Straßenfahrzeuge haben heute ein negatives Grundgerüst. Der Minuspol der Batterie ist dem Gehäuse des Fahrzeugs zugeordnet.


Als die Hudson Engine Vehicle Organization 1918 anfing, Battery Board Worldwide-Batterien einzusetzen, war sie schnell dabei, eine normalisierte Batterie zu verwenden. BCI ist der Verband, der Batterieschichtprinzipien festlegt.


Bis Mitte der 1950er-Jahre waren Autos auf 6-V-Bordnetze und Batterien angewiesen. An dem Punkt, an dem größere Motoren mit höheren Druckanteilen mehr elektrische Leistung erwarten ließen, erfolgte der Wechsel von 6 auf 12 V. Bescheidenere Fahrzeuge, die weniger Startfähigkeit erwarteten, zum Beispiel der Volkswagen Scarab in den 1960er Jahren und der Citroen 2CV im Jahr 1970, blieben länger bei 6 V.


In den 1990er Jahren wurde ein elektrischer Rahmenstandard für 42 V vorgeschlagen. Es war beabsichtigt, alle beeindruckenderen elektrisch betriebenen Verzierungen sowie leichtere Sättel mit automatischer Verkabelung zu berücksichtigen. Die Zugänglichkeit von Motoren mit höherer Effizienz, neue Verkabelungsmethoden und computergestützte Steuerungen sowie die Betonung von Rahmen für rassenübergreifende Fahrzeuge, die Hochspannungsstarter/Generatoren verwenden, haben im Wesentlichen die Notwendigkeit beseitigt, die realen Fahrzeugspannungen umzuschalten.


Entwurf


Mit sechs Zellen ist eine Fahrzeugbatterie ein Beispiel für eine Nasszellenbatterie. Die Zellen einer Bleispeicherbatterie bestehen aus Ersatzplatten aus einem Bleiverbundgitter, die mit Wischblei beladen (Kathodenplatten) oder mit Bleidioxid (Anode) bedeckt sind. Der Elektrolyt ist ein schwefelhaltiges Ätzmittel, das in jede Zelle eingefüllt ist. Anfangs hatte jede Zelle einen Einfülldeckel, der es ermöglichte, den Elektrolytstand zu sehen und Wasser in die Zelle einzufüllen. Eine kleine Entlüftungsöffnung im Einfülldeckel ließ beim Laden entstehendes Wasserstoffgas aus dem Telefon entweichen.


Die positiven Platten einer Zelle sind durch kurze, kräftige Bänder mit den negativen Platten der Nachbarzelle verbunden. An der Oberseite oder gelegentlich an der Seite der Batterie sind zwei solide Anschlüsse angebracht, die mit Blei beschichtet sind, um Korrosion zu verhindern. Hartgummigehäuse und Holzplattenseparatoren wurden in frühen Autobatterien verwendet. Um zu verhindern, dass sich die Platten einer Zelle berühren und kurzschließen, verwenden moderne Einheiten gewebte Platten und Kunststoffgehäuse.


Autobatterien mussten früher routinemäßig gewartet und überprüft werden, um das während des Batteriebetriebs verloren gegangene Wasser wiederherzustellen. Bei „wartungsarmen“ (auch „wartungsfreien“) Batterien bestehen die Plattenelemente aus einer anderen Legierung, wodurch die beim Laden zersetzte Wassermenge reduziert wird. Eine moderne Batterie benötigt im Laufe ihrer Lebensdauer kein Wasser mehr und einige Modelle verzichten auf separate Füllkappen für jede Zelle. Der Nachteil dieser Batterien besteht darin, dass sie eine sehr geringe Toleranz gegenüber Tiefentladungen haben, wie sie beispielsweise dadurch verursacht werden, dass das Licht in einem Auto eingeschaltet bleibt, bis die Batterie vollständig leer ist. Dies kann die Lebensdauer der Batterie um ein Drittel oder mehr verkürzen und die Bleiplattenelektroden mit Sulfatablagerungen überziehen.


AGM-Batterien, die auch als VRLA-Batterien bezeichnet werden, sind teurer, haben aber eine höhere Kapazität, um einen tiefen Kanal zu tragen. Einer Zelle einer VRLA-Batterie kann kein Wasser hinzugefügt werden. Um zu verhindern, dass die Verpackung bei unverschämtem Betrug oder innerer Enttäuschung reißt, sind die Zellen ausschließlich mit einem mechanisierten Dehnungsablassventil ausgestattet. Da eine VRLA-Batterie ihren Elektrolyten nicht abgeben kann, ist sie in Fahrzeugen wie Kreuzern äußerst nützlich.

Champion AGM Battery
Champion AGM Battery

Sechs galvanische Zellen werden üblicherweise in einer Reihenschaltung verwendet, um Batterien herzustellen. Bei voller Ladung erzeugt jede Zelle 2,1 Volt, also insgesamt 12,6 Volt. Ein chemischer Prozess setzt während der Entladung Elektronen frei, die es ihnen ermöglichen, Leiter zu passieren und Strom zu erzeugen. Die Bestandteile der Platten reagieren mit der Säure des Elektrolyten, die sie beim Entladen der Batterie in Bleisulfat umwandelt. Beim Wiederaufladen der Batterie kehrt sich die chemische Reaktion um und verwandelt das Bleisulfat wieder in Bleidioxid. Der Vorgang kann wiederholt werden, nachdem die Platten in ihren Ausgangszustand zurückversetzt wurden.


Andere Starterbatterien werden von einigen Autos verwendet. Eine Lithium-Ionen-Batterie ist eine verfügbare Option für den 2010er Porsche 911 GT3 RS, um Gewicht zu reduzieren. Zwei in Reihe geschaltete Batterien könnten von schweren Lastkraftwagen zu einem 24-V-System oder Reihen-Parallel-Batteriegruppierungen verwendet werden, die 24 V liefern.


Spezifikation


Die physische Gestalt

Batterien werden nach Größe, Montagetechnik sowie Art und Lage ihrer Anschlüsse kategorisiert.


Wattstunden (Ah)

Die Kapazität der Batterie, Energie zu speichern, wird in Amperestunden (Ah oder Ah) geschätzt. In Europa wird diese Note per Verordnung bestellt.


Sputterverstärker (CCA, CA, MCA, HCA)


Startstrom (CCA, CA, MCA, HCA)

CCA: Die maximale Strommenge, die eine Batterie bei 0 °F (18 °C) liefern kann. Das Starten eines modernen Autos mit computergesteuerten Motoren mit Kraftstoffeinspritzung dauert nur wenige Sekunden, und die CCA-Statistiken sind nicht mehr so ​​aussagekräftig wie früher. Letzteres wird aufgrund wärmerer Temperaturen immer größer sein, daher ist es wichtig, CCA nicht mit CA/MCA- oder HCA-Werten zu verwechseln. Beispielsweise hat eine Batterie mit einer Kapazität von 250 CCA mehr Startleistung als eine mit einer Kapazität von 250 CA (oder MCA) und umgekehrt.

Die Strommenge, die eine Batterie bei 0 °C (32 °F) liefern kann, wird in Startampere (CA) gemessen.

Marine Cranking Amperes (MCA): Ähnlich wie CA misst MCA den Strom, der a

Batterien für Rasen- und Gartentraktoren und Boote (daher der Begriff "Marine"), die weniger wahrscheinlich in Umgebungen betrieben werden, in denen sich Eis ansammeln kann, werden häufig bei 0 ° C (32 ° F) gefunden. Heißschraubampere (HCA) gibt an, wie viel Strom eine Batterie bei 80 °F (27 °C) liefern kann. Die Nennleistung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine bleihaltige Batterie bei dieser Temperatur 30 Sekunden lang Strom liefern kann und mit nicht weniger als 1,2 Volt pro Zelle (7,2 Volt für eine 12-Volt-Batterie) Schritt halten kann.

Minuten vorbereiten – Kapazitätsminuten reservieren (RCM)


Wie viel Zeit (in Minuten), die eine bei 27 °C (80 °F) arbeitende bleikorrosive Batterie konstant 25 Ampere liefert, bevor sie unter 10,5 Volt abfällt, wird als Kapazität einer Batterie bezeichnet, um eine elektrische Belastung der Basis zu unterstützen.


große Gruppe

Länge, Breite und Höhe einer Batterie werden durch die Gruppengröße des Battery Council International (BCI) festgelegt. Die Organisation entscheidet, welche dieser Gruppierungen verwendet wird.


Codedaten

In den USA gibt es Codes auf Batterien, die Käufern beim Kauf einer kürzlich gelieferten helfen sollen. An dem Punkt, an dem Batterien weggelegt werden, können sie beginnen, ihre Ladung zu verlieren. Eine im Oktober 2015 hergestellte Batterie hat einen numerischen Code von 10-5 oder einen alphanumerischen Code von K-5. „A“ steht für Januar, „B“ steht für Februar usw. (der Buchstabe „I“ wird übersprungen).

In Südafrika ist der Code auf einer Batterie, der das Erstellungsdatum anzeigt, wichtig für die Verpackung und in die Basis links der Abdeckung eingegossen. Der Code ist Jahr und Wochennummer. (YYWW).



VERWENDUNG UND WARTUNG


Der Elektrolyt verschwindet aufgrund hoher Temperaturen, wodurch der lebensfähige Oberflächenbereich der dem Elektrolyten ausgesetzten Platten verringert und eine Sulfatierung verursacht wird. Dies ist einer der Hauptgründe für Batterieenttäuschungen. Die Temperatur verursacht eine Ausdehnung der Matrixverbrauchsraten. Niedrige Temperaturen können ebenfalls zu Störungen der Batterien führen.


Ein praktischer Batteriestützer oder die Batterie eines anderen Fahrzeugs kann ein Fahrzeug mit einer leeren Batterie starten, und der Motor wird dann an diesem Punkt die Batterie weiter aufladen.



Durch Korrosion verursachter elektrischer Widerstand

an den Batterieklemmen kann es unmöglich machen, ein Auto zu starten. Dies kann durch die Verwendung der richtigen Menge an dielektrischem Fett vermieden werden.


Sulfatierung tritt auf, wenn sich auf den Elektroden eine dicke Bleisulfatschicht bildet, die die Batterie schwächt. Wenn eine Batterie nicht vollständig aufgeladen ist und entladen bleibt, kann eine Sulfatierung auftreten. Um Schäden zu vermeiden, sollten sulfatierte Batterien schrittweise geladen werden.


Tiefentladung ist für SLI-Akkus nicht vorgesehen und verkürzt dadurch deren Lebensdauer.

Blei-Antimon-Fahrzeugbatterien sollten konsequent mit unverfälschtem Wasser beendet werden, um den Wasserverlust während der Elektrolyse und das Verschwinden auszugleichen. Das Tempo des Wasserunglücks wurde in weiteren fortgeschrittenen Plänen verringert, indem die Legierungsbindung auf Kalzium geändert wurde. Aktuelle Fahrzeugbatterien erfordern weniger Wartung und haben manchmal keine Abdeckungen, um den Zellen Wasser hinzuzufügen. Um das Unglück während der gesamten Batterielebensdauer darzustellen, haben diese Batterien zusätzlichen Elektrolyt über den Platten.


Einige Batteriehersteller legen ein Hydrometer in ihre Artikel, um den Ladezustand der Batterie anzuzeigen.


Am Batteriepol wurde ein positives (rotes) Überbrückungskabel befestigt. Die einzelne Jumper-Klemme gibt ein optionales Hydrometer-Fenster frei. Die negative Überbrückungsklemme in Schwarz ist nicht dargestellt.

Das Ablösen von aktivem Material von den Batterieplatten, das sich am Boden der Zellen ansammelt und schließlich die Platten kurzschließen kann, ist der primäre Verschleißmechanismus. Dies kann erheblich reduziert werden, indem ein Satz Platten in durchlässige Kunststofftrennbeutel eingeschlossen wird. Dadurch können der Elektrolyt und die Ionen passieren, während verhindert wird, dass Schlamm die Platten überbrückt.

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