Skip to Main Content »

I. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП НА РАБОТА

Батерията е устройство, което съхранява електрическата енергия чрез химичен процес. При включването на товар (консуматор) батерията освобождава енергията съхранявана в нея чрез протичането на ток. Автомобилната стартерна 12V батерия се състои от шест последователно свързани независими  клетки. Във всяка клетка са наредени плочи разделени със сепаратори от изолационен материал Половината плочи са свързани към отрицателен електрод, а другата половина към положителния.

Плочите са изградени от решетъчна структура със специален дизайн за по голяма здравина и активен материал, който се състои от оловен сулфат и оловен оксид. След зареждането на батериите с електролит активния материал се разделя на оловен диоксид при положителните плочи и гъбесто олово при отрицателните плочи.
Основната задача на акумулаторите е да съхраняват електрическа енергия. Те работят в цикличен режим на разрeждане и зареждане. Това означава, че химическите процеси, които се осъществяват вътре в акумулатора трябва да бъдат обратими.  В един широкоразпространен оловнокиселинен акумулатор процеса на разряд протича така:


  Pb   +    PbO2     +   2H2SO4    →     2PbSO4     +   2H2O
Олово + оловен диоксид + сярна киселина →     оловен сулфат   +   вода


Видимо е от уравнението, че когато акумулатора отдава електрическа енергия в клетките му се образува вода. Това означава, че  електролита в акумулатора  става по-разреден и плътността му намалява. Измерването на плътността е едно от задължителните измервания за установяване на състоянието на акумулатора. Капацитета на акумулатора е в пряка зависимост от плътността (гъстотата) на киселината. Един  напълно зареден оловнокиселинен акумулатор има  плътност на сярната киселина  1,28 гр/см3.  Какво е това число и защо е точно с тази стойност. Две са основните причини да се следи гъстотата на електролита:


1.    Температурата на замръзване.

Електролит съдържащ 37% сярна киселина и 63% вода и има плътност около1,28г/см3 има най-ниска температура на замръзване  -70 °С.

 

2. Вътрешно съпротивление.

Специфичното вътрешно съпротивление на акумулатора заедно с всички съпротивления в стартерната верига определя възможната големина на стартовия ток, който ще протече.  При  концентрация  1,28г/см3 на сярната киселина, електролита има ниско вътрешно съпротивление. За сравнение напълно зареден 50Ah акумулатор  при 20 °С (концентрация  1,28г/см3 на сярната киселина ) има вътрешно съпротивление със стойност Ri=3 – 10mΩ (0.003-0.01Ω). При наполовина разреден акумулатор и при -25 °С вътрешното съпротивление нараства до Ri=25mΩ.
Заредеността  (капацитета) на акумулатора е в пряка зависимост от плътността на сярната киселина и може да се изобрази чрез следната графика:

Напрежение на отделяне на газ и максимално зарядно напрежение.

Според  установените  стандарти (DIN 40 729) се определя зарядното напрежение, над което батерията ясно започва да отделя газ. В процеса на зареждане, особенно към края на зарядния цикъл се наблюдава газоотделяне. При обслужваемите акумулатори това води до необходимостта от доливане на дестилирана вода. При необслужваемите газоотделянето, особенно бурното е нежелан процес и към зареждането на необслужваемите акумулатори трябва да се подхожда с повече внимание, тъй като няма възможност за възстановяване на количеството на електролита. Според установените норми в VDE 0510, зарядните напрежения не трябва да превишават 2,4 - 2,45 V на клетка, за 12 V батерии, е 14.4 - 14.7V.
12 V стандартна батерия се зарежда с напрежение не по-високо от 14,4 V (2.4V/ клетка)
12 V батерия необслужваема се зарежда с напрежение не по-високо от 13,8 V (2,3 V / клетка) като  процеса трябва да бъде контролиран
12 V батерия с желеобразен електролит се зарежда с напрежение не по-високо от 14,1 V (2.35 V / клетка) като  процеса трябва да бъде контролиран
Напреженията, при които се отделя газ не трябва да се бъркат с предписаните напрежения за зареждане на акумулаторите (Виж повече тук в Точка 5.Вид на електролита)

Сулфатизация и десулфатизация на стартерните акумулатори.

Процесът на сулфатизация е нормално наблюдаван при акумулаторните батерии всеки път, когато батериите се разреждат. Това е процесът, при който активния материал се превръща по химичен път в оловен сулфат. Ако разредения акумулатор се остави така за дълго оловния сулфат се натрупва, променя формата си и довежда до трайни повреди в клетките на акумулатора. За това е изключително важно при констатирано разреждане на акумулатора той да премине през процес на десулфатизация. Десулфатизацията представлява период на прилагане на зарядно-разрядни цикли. С напредването на технологиите започнаха да се прилагат съвременни методи за десулфатизация, чрез използването на микропроцесорни зарядни устройства, които следят периодите на циклите за зареждане и разреждане.

Технически ресурс. Брой на зарядно-разрядните цикли.

Тъй като батерията се използва циклично т.е. редуващи се цикли на зареждане и разреждане, активния материал в клетките на батерията се движи между отрицателните и положителните плочи  всеки път когато се освобождава или се съхранява енергия в батерията. При всеки цикъл на зареждане и разреждане,  малка част от активния материал се губи завинаги от плочите. Тъй като експлоатационния живот на батерията се определя от много фактори е невъзможно да се предвиди минимален или максимален период на експлоатация. Съгласно стандартите на Европеското законодателство и на БДС броя на зарядно-разрядните цикли трябва да е над 300.