可充电汽车电池
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可充电汽车电池

为车辆提供电流的可充电电池称为汽车电池。 起动机由它负责,起动机转动电动机。 一旦发动机工作,交流发电机就会为车辆的电气系统供电。

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

现代汽车中的电池


柴油和汽油发动机

通常只有不到百分之三的电池容量用于启动。因此,汽车电池可以在短时间内提供最高电流。因此,它们也被称为“SLI 电池”,代表启动、照明和点火。 SLI 电池的寿命会因完全放电而缩短,因为它们不是为深度放电而设计的。


除了启动发动机外,当车辆的电力需求超过充电系统的供应时,SLI 电池还可提供所需的额外电力。此外,它还充当稳定器,减少潜在有害的电压尖峰。交流发电机包含一个电压调节器以在发动机运行时保持输出,提供大约 13.5 至 14.5 V 的大部分功率。在大多数乘用车和轻型卡车中,现代 SLI 电池是铅酸电池,采用例如,六个串联连接的电池可创建标称 12 伏系统,或十二个电池可用于大型卡车或土方设备中的 24 伏系统。



电动车

除了由高压电动汽车电池供电外,纯电动汽车通常还配备汽车电池,允许它们使用 12 V 普通汽车配件。



历史

早期的汽车没有电池,因为它们的电气系统不够用。发动机是用曲柄启动的,前灯是汽油驱动的而不是电动的。 1920年前后,随着汽车开始配备电启动器,汽车电池开始普及。 1971年发明了不需要充电的密封电池。

最初的启动和充电系统是 6 伏正极接地系统,悬架直接与电池正极相连。今天几乎所有的街道车辆都有负接地框架。负极电池端子与车辆的外壳相关联。


当 Hudson Engine Vehicle Organization 于 1918 年开始涉及 Battery Board Worldwide 电池时,他们很快就使用了标准电池。 BCI 是制定电池分层原则的协会。


直到 20 世纪 50 年代中期,汽车都依赖 6 V 电气系统和电池。当具有更高压力比例的更大电机期望启动更多电能时,发生了从 6 V 到 12 V 的变化。预计启动能力较差的更适中的车辆,例如 1960 年代的大众圣甲虫和 1970 年代的雪铁龙 2CV,保持 6 V 的时间更长。


1990 年代提出了 42V 电气框架标准。它旨在考虑所有更令人印象深刻的电动装饰以及更轻的汽车接线座。更高效能发动机的可用性、新的接线方法和计算机化控制,以及对使用高压启动器/发电机的跨品种车辆框架的重视,基本上消除了切换实际汽车电压的需要。


设计


具有六个电池的汽车电池是湿电池的示例。铅储存电池的电池由替代板组成,替代板由铅组合晶格制成,填充有擦拭铅(阴极板)或覆盖有二氧化铅(阳极)。电解液是一种含硫的腐蚀剂,填充到每个电池中。起初,每个电池都有一个加注盖,可以看到电解液液位并向电池中加水。加注口盖上的一个小通风孔允许充电过程中产生的氢气从手机中逸出。


一个电池的正极板通过短而粗的带子连接到相邻电池的负极板。在电池的顶部或偶尔的侧面安装了一对坚固的镀铅端子以防止腐蚀。早期的汽车电池采用硬橡胶外壳和木板隔板。为了防止电池板相互接触和短路,现代单元使用编织板和塑料外壳。


过去,汽车电池需要进行日常维护和检查,以恢复电池运行期间流失的水分。在“低维护”(也称为“零维护”)电池中,板元件由不同的合金制成,可减少充电过程中分解的水量。在其使用寿命期间,现代电池可能不再需要更多的水,并且某些型号取消了每个电池的不同填充盖。这些电池的缺点是它们对深度放电的容忍度非常低,例如将灯留在车内直到电池完全耗尽所引起的深度放电。这会使电池寿命缩短三分之一或更多,并在铅板电极上覆盖硫酸盐沉积物。


AGM电池,同样被称为VRLA电池,成本更高,但承载深度通道的能力更强。不能将水添加到 VRLA 电池的电池中。为了防止包装因无耻的作弊或内心的失望而破裂,电池专门配备了机械化应变排放阀。由于 VRLA 电池无法释放电解液,因此它在巡洋舰等车辆中非常有用。


Champion AGM Battery
Champion AGM Battery

六个原电池通常用于串联电路以制造电池。充满电后,每个电池产生 2.1 伏特,总计 12.6 伏特。化学过程在放电过程中释放电子,使它们能够穿过导体并产生电能。极板的成分与电解液的酸发生反应,当电池放电时,这些成分会变成硫酸铅。当电池充电时,化学反应会发生逆转,将硫酸铅转变为二氧化铅。在板恢复到初始状态后,可以重复该过程。


一些汽车使用其他启动电池。锂离子电池是 2010 款保时捷 911 GT3 RS 的选装件,可减轻重量。重型卡车可以将两个串联电池用于 24 V 系统或提供 24 V 的串并联电池组。


规格


物理形态

电池根据其尺寸、安装技术以及端子的类型和位置进行分类。


瓦时 (Ah)

电池储存能量的能力以安培小时(Ah 或 Ah)为单位进行估算。在欧洲,该等级是按规定订购的。


溅射放大器(CCA、CA、MCA、HCA)


启动电流(CCA、CA、MCA、HCA)

CCA:电池在 0 °F (18 °C) 时可以提供的最大电流量。使用计算机控制的燃油喷射发动机启动现代汽车只需几秒钟,CCA 统计数据不再像以前那样重要。由于温度升高,后者总是会更大,因此不要将 CCA 与 CA/MCA 或 HCA 值混淆是至关重要的。例如,容量为 250 CCA 的电池比容量为 250 CA(或 MCA)的电池具有更大的启动功率,反之亦然。

电池在 32 °F (0 °C) 下可以提供的电流量以起动安培 (CA) 测量。

船用启动电流 (MCA):与 CA 类似,MCA 测量电流

用于草坪和花园拖拉机和船只(因此称为“海洋”)的电池不太可能在结冰的环境中运行,通常在 32 °F (0 °C) 下使用。热扳手安培 (HCA) 是电池在 80 °F (27 °C) 时可以提供的电流量。该额定值的特征是,在该温度下,正在运行的铅腐蚀电池可以运行 30 秒,并保持每个电池不低于 1.2 伏(12 伏电池为 7.2 伏)。

准备分钟-储备容量分钟(RCM)


在 80 °F (27 °C) 下工作的铅腐蚀电池在电压降至 10.5 伏以下之前持续提供 25 安培电流的时间(以分钟为单位)被称为电池支持底座显示电负荷的能力。


大小团体

电池的长度、宽度和高度由国际电池委员会 (BCI) 组大小指定。组织决定使用这些分组中的哪一个。


代码日期

在美国,电池上有代码可帮助购物者购买延迟交货的电池。当电池被收起来时,它们可能会开始失去电量。 2015 年 10 月生产的电池的数字代码为 10-5 或字母数字代码为 K-5。 “A”代表一月,“B”代表二月,依此类推(跳过字母“I”)。

在南非,电池上显示生产日期的代码对于包装很重要,并且会铸入电池盖左侧的底部。代码是年份和周数。 (YYWW)。



使用和维护


电解液由于高温而消失,减少了呈现给电解液的板的活性表面区域并导致硫酸盐化。这是电池令人失望的主要原因之一。温度会导致基质消耗率增加。低温同样会使电池出现故障。


方便的电池支架或另一辆车的电池可以启动电池电量充足的车辆,然后电机将继续为电池充电。



腐蚀引起的电阻

在电池端子处可能会使汽车无法启动。这可以通过使用适量的介电油脂来避免。


当电极上形成一层厚厚的硫酸铅时,就会发生硫酸化,从而削弱电池。当电池未充满电并处于放电状态时,可能会发生硫酸盐化。为避免伤害,硫酸电池应逐渐充电。


深度放电不适用于 SLI 电池,这样做会缩短其使用寿命。

铅锑汽车电池应始终用纯净水清洗,以补偿电解和消失过程中损失的水分。通过改变钙的合金化固定,在其他高级计划中减少了水损失的速度。目前的汽车电池需要较少的维护,有时没有盖子来给电池加水。为了在整个电池寿命期间表现出故障,这些电池在极板上有额外的电解液。


一些电池制造商在他们的产品中放置了一个比重计,以显示电池的充电程度。


正极(红色)跨接电缆连接到电池接线柱。单跳线夹显示一个可选的比重计窗口。黑色的负跳线夹未显示。

活性物质从电池极板脱落,积聚在电池底部,最终可能使极板短路,这是主要的磨损机制。这可以通过将一组板封装在可渗透的塑料分离袋中来显着减少。这允许电解质和离子通过,同时防止污泥桥接板。

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