Akumulator automobila, poznat kao akumulator, odgovoran je za sustave pokretanja, osvjetljenja i paljenja u automobilu. Tipično, automobilske baterije su olovne, sastoje se od galvanskih ćelija koje osiguravaju 12-voltni sustav. Svaka od ćelija stvara 2,1 volta kada je potpuno napunjena. Gustoća elektrolita je kontrolirano svojstvo vodene otopine kiseline koja osigurava normalan rad baterija.
Sastav olovne baterije
Elektrolit olovne baterije je otopina sumporne kiseline i destilirane vode. Specifična težina čiste sumporne kiseline je oko 1,84 g/cm3, a ta se čista kiselina razrijedi destiliranom vodom dok specifična težina otopine ne bude 1,2-1,23 g/cm 3.
Iako se u nekim slučajevima preporučuje gustoća elektrolita u bateriji ovisno o vrsti baterije, sezonskim i klimatskim uvjetima. Specifična težina potpuno napunjene baterije prema industrijskom standardu u Rusiji je 1,25-1,27 g / cm3 ljeti i za teške zime - 1,27-1, 29g/cm3.
Specifična težina elektrolita
Jedan od glavnih parametara baterije je specifična težina elektrolita. To je omjer težine otopine (sumporne kiseline) prema težini jednakog volumena vode na određenoj temperaturi. Obično se mjeri hidrometrom. Gustoća elektrolita se koristi kao pokazatelj stanja napunjenosti ćelije ili baterije, ali ne može okarakterizirati kapacitet baterije. Tijekom istovara, specifična težina se linearno smanjuje.
S obzirom na to, potrebno je pojasniti veličinu dopuštene gustoće. Količina elektrolita u bateriji ne smije prelaziti 1,44 g/cm3. Gustoća može biti od 1,07 do 1,3 g/cm3. Temperatura smjese će tada biti oko +15 C.
Elektrolit povećane gustoće u svom čistom obliku karakterizira prilično visoka vrijednost ovog pokazatelja. Gustoća mu je 1,6g/cm3.
Razina naplate
Kada je potpuno napunjen u stabilnom stanju i pod pražnjenjem, mjerenje specifične težine elektrolita daje grubu indikaciju stanja napunjenosti ćelije. Specifična težina=napon otvorenog kruga - 0,845.
Primjer: 2,13V - 0,845=1,285g/cm3.
Specifična težina se smanjuje kada se baterija isprazni do razine koja je blizu razine čiste vode, a povećava se tijekom ponovnog punjenja. Baterija se smatra potpuno napunjenom kada gustoća elektrolita u bateriji dosegne najveću moguću vrijednost. Specifičnotežina ovisi o temperaturi i količini elektrolita u ćeliji. Kada je elektrolit blizu niske oznake, specifična težina je veća od nominalne, pada i voda se dodaje u ćeliju kako bi se elektrolit podigao na potrebnu razinu.
Volum elektrolita se širi kako temperatura raste i skuplja se kako temperatura pada, što utječe na gustoću ili specifičnu težinu. Kako se volumen elektrolita širi, očitanje se smanjuje i, obrnuto, specifična težina raste na nižim temperaturama.
Prije nego što povećate gustoću elektrolita u bateriji, morate izvršiti mjerenja i izračune. Specifična težina baterije određena je primjenom u kojoj će se koristiti, uzimajući u obzir radnu temperaturu i vijek trajanja baterije.
| % sumporne kiseline | % vode | Specifična težina (20°C) |
| 37, 52 | 62, 48 | 1, 285 |
| 48 | 52 | 1, 380 |
| 50 | 50 | 1, 400 |
| 60 | 40 | +1, 500 |
| 68, 74 | 31, 26 | 1, 600 |
| 70 | 30 | 1, 616 |
| 77, 67 | 22, 33 | 1, 705 |
| 93 | 7 | 1, 835 |
Kemijska reakcija u baterijama
Čim se opterećenje spoji preko terminala baterije, struja pražnjenja počinje teći kroz opterećenje i baterija se počinje prazniti. Tijekom procesa pražnjenja, kiselost otopine elektrolita se smanjuje i dovodi do stvaranja naslaga sulfata na pozitivnim i negativnim pločama. U ovom procesu pražnjenja povećava se količina vode u otopini elektrolita, što smanjuje njegovu specifičnu težinu.
Baterijske ćelije mogu se isprazniti do određenog minimalnog napona i specifične težine. Potpuno napunjena olovna baterija ima napon i specifičnu težinu od 2,2V i 1,250g/cm3 respektivno, a ova ćelija se normalno može prazniti sve dok odgovarajuće vrijednosti ne dostignu 1,8V i 1,1 g/cm3.
Sastav elektrolita
Elektrolit sadrži mješavinu sumporne kiseline i destilirane vode. Podaci neće biti točni kada se mjere ako je vozač upravo dodao vodu. Morate pričekati neko vrijeme kako bi se svježa voda imala vremena pomiješati s postojećom otopinom. Prije nego što povećate gustoću elektrolita, morate zapamtiti: što je veća koncentracija sumporne kiseline, to je elektrolit gušći. Što je veća gustoća, to je viša razina naboja.
Za otopinu elektrolita, destilirana voda je najbolji izbor. Time se minimizira mogućeonečišćenja u otopini. Neki zagađivači mogu reagirati s ionima elektrolita. Na primjer, ako pomiješate otopinu s NaCl solima, formirat će se talog koji će promijeniti kvalitetu otopine.
Utjecaj temperature na kapacitet
Kolika je gustoća elektrolita - to će ovisiti o temperaturi unutar baterija. Korisnički priručnik za određene baterije navodi koji ispravak treba primijeniti. Na primjer, u priručniku Surrette/Rolls za temperature u rasponu od -17,8 do -54,4oC ispod 21oC, oduzmite 0,04 za svakih 6 stupnjeva.
Mnogi pretvarači ili kontroleri punjenja imaju senzor temperature baterije koji se spaja na bateriju. Obično imaju LCD zaslon. Usmjeravanje infracrvenog termometra također će dati potrebne informacije.
Mjerač gustoće
Hrometar gustoće elektrolita koristi se za mjerenje specifične težine otopine elektrolita u svakoj ćeliji. Kiselinska baterija je potpuno napunjena sa specifičnom težinom od 1,255 g/cm3 na 26oC. Specifična težina je mjerenje tekućine koja se uspoređuje s bazom. Ovo je voda kojoj je dodijeljen osnovni broj od 1.000 g/cm3.
Koncentracija sumporne kiseline u vodi u novoj bateriji je 1,280 g/cm3, što znači da je elektrolit težak 1,280 g/cm3 puta težine istog volumena vode. Potpuno napunjena baterija će se testirati na do1.280 g/cm3, dok će se isprazniti računati od 1.100 g/cm3.
Procedura ispitivanja hidrometra
Temperaturu očitanja hidrometra treba podesiti na temperaturu od 27oC, posebno u pogledu gustoće elektrolita zimi. Visokokvalitetni hidrometri imaju unutarnji termometar koji će mjeriti temperaturu elektrolita i uključivati skalu konverzije za ispravljanje očitanja plovka. Važno je prepoznati da se temperatura značajno razlikuje od temperature okoline ako se vozilo vozi. Redoslijed mjerenja:
- Ulijte elektrolit u hidrometar s gumenom kruškom nekoliko puta kako bi termometar mogao podesiti temperaturu elektrolita i očitati.
- Proučite boju elektrolita. Smeđa ili siva boja ukazuje na problem s baterijom i znak je da se baterija bliži kraju svog vijeka trajanja.
- Usmjerite minimalnu količinu elektrolita u hidrometar tako da plovak slobodno pluta bez dodira s vrhom ili dnom mjernog cilindra.
- Držite hidrometar uspravno u visini očiju i obratite pažnju na očitavanje gdje elektrolit odgovara skali na plovku.
- Dodajte ili oduzmite 0,004 jedinice za očitavanje svakih 6oC, kada je temperatura elektrolita iznad ili ispod 27oC.
- Podesite očitanje, na primjer, ako je specifična težina 1,250 g/cm3 i temperatura elektrolita je32oC, vrijednost od 1,250 g/cm3 daje ispravljenu vrijednost od 1,254 g/cm3. Slično, ako je temperatura bila 21oC, oduzmite 1,246 g/cm3. Četiri boda (0,004) od 1,250 g/cm3.
- Testirajte svaku ćeliju i očitavanje bilješke ispravljeno na 27oC prije provjere gustoće elektrolita.
Primjeri mjerenja naplate
Primjer 1:
- Hidrometar očitava 1,333 g/cm3.
- Temperatura je 17 stupnjeva, 10 stupnjeva ispod preporučene.
- Oduzmite 0,007 od 1,333 g/cm3.
- Rezultat je 1,263 g/cm3, tako da je stanje napunjenosti oko 100 posto.
Primjer 2:
- Podaci o gustoći - 1,178 g/cm3.
- Temperatura elektrolita je 43 stupnja C, što je 16 stupnjeva iznad normalne.
- Dodajte 0,016 do 1,178 g/cm3.
- Rezultat je 1,194 g/cm3, 50 posto naplaćeno.
| STATUS NAPLATE | SPECIFIČNA TEŽINA g/cm3 |
| 100% | 1, 265 |
| 75% | 1, 225 |
| 50% | 1, 190 |
| 25% | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Tablica gustoće elektrolita
Sljedeća tablica korekcije temperatureje jedan od načina da se objasne nagle promjene u vrijednostima gustoće elektrolita na različitim temperaturama.
Da biste koristili ovu tablicu, morate znati temperaturu elektrolita. Ako mjerenje iz nekog razloga nije moguće, bolje je koristiti temperaturu okoline.
Tablica gustoće elektrolita prikazana je ispod. Ovi se podaci temelje na temperaturi:
| % | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 |
| -18 | 1, 297 | 1, 257 | 1, 222 | 1, 187 | 1, 152 |
| -12 | 1, 293 | 1, 253 | 1, 218 | 1, 183 | 1, 148 |
| -6 | 1, 289 | 1, 249 | 1, 214 | 1, 179 | 1, 144 |
| -1 | 1, 285 | 1, 245 | 1, 21 | 1, 175 | 1, 14 |
| 4 | 1, 281 | 1, 241 | 1, 206 | 1, 171 | 1, 136 |
| 10 | 1, 277 | 1, 237 | 1, 202 | 1, 167 | 1, 132 |
| 16 | 1, 273 | 1, 233 | 1, 198 | 1, 163 | 1, 128 |
| 22 | 1, 269 | 1, 229 | 1, 194 | 1, 159 | 1, 124 |
| 27 | 1, 265 | 1, 225 | 1, 19 | 1, 155 | 1, 12 |
| 32 | 1, 261 | 1, 221 | 1, 186 | 1, 151 | 1, 116 |
| 38 | 1, 257 | 1, 217 | 1, 182 | 1, 147 | 1, 112 |
| 43 | 1, 253 | 1, 213 | 1, 178 | 1, 143 | 1, 108 |
| 49 | 1, 249 | 1, 209 | 1, 174 | 1, 139 | 1, 104 |
| 54 | 1, 245 | 1, 205 | 1, 17 | 1, 135 | 1, 1 |
Kao što možete vidjeti iz ove tablice, gustoća elektrolita u bateriji zimi je mnogo veća nego u toploj sezoni.
Održavanje baterije
Ove baterije sadrže sumpornu kiselinu. Prilikom rukovanja uvijek koristite zaštitne naočale i gumene rukavice.
Ako su stanice preopterećene, fizička svojstva olovnog sulfata postupno se mijenjaju i uništavaju se, što ometa proces punjenja. Stoga se gustoća elektrolita smanjuje zbog spore brzine kemijske reakcije.
Kvaliteta sumporne kiseline mora biti visoka. U suprotnom, baterija može brzo postati neispravna. Niske razine elektrolita pomažu isušiti unutarnje ploče uređaja, što onemogućuje vraćanje baterije.
Sulfatne baterije mogu se lako prepoznati gledajući promijenjenu boju ploča. Boja sulfatirane ploče postaje svjetlija, a njena površina postaje žuta. Takve stanice pokazuju smanjenje snage. Ako se sulfoniranje događa dulje vrijeme, nepovratnoprocesi.
Kako biste izbjegli ovu situaciju, preporuča se dugotrajno punjenje olovnih baterija pri niskoj struji punjenja.
Uvijek postoji velika mogućnost oštećenja terminalnih blokova baterija. Korozija uglavnom utječe na vijčane veze između stanica. To se može lako izbjeći tako da svaki vijak bude zapečaćen tankim slojem posebne masti.
Kada se baterija puni, postoji velika mogućnost prskanja kiseline i plinova. Oni mogu zagaditi atmosferu oko baterije. Stoga je potrebna dobra ventilacija u blizini pretinca za baterije.
Ovi plinovi su eksplozivni, stoga otvoreni plamen ne smije ulaziti u prostor gdje se pune olovne baterije.
Kako biste spriječili da baterija eksplodira, što može uzrokovati ozbiljne ozljede ili smrt, nemojte umetati metalni termometar u bateriju. Morate koristiti hidrometar s ugrađenim termometrom, koji je dizajniran za ispitivanje baterija.
Trajanje napajanja
Učinak baterije se s vremenom smanjuje, bez obzira koristi li se ili ne, također se pogoršava čestim ciklusima punjenja i pražnjenja. Životni vijek je vrijeme u kojem se neaktivna baterija može pohraniti prije nego što postane neupotrebljiva. Općenito se vjeruje da je to oko 80% njegovog izvornog kapaciteta.
Postoji nekoliko čimbenika koji značajno utječu na trajanje baterije:
- Ciklični život. Vrijemevijek trajanja baterije određen je uglavnom ciklusima korištenja baterije. Obično 300 do 700 ciklusa u normalnoj upotrebi.
- Efekt dubine pražnjenja (DOD). Odustajanje od veće izvedbe rezultirat će kraćim životnim ciklusom.
- Učinak temperature. Ovo je glavni čimbenik u performansama baterije, vijeku trajanja, punjenju i kontroli napona. Pri višim temperaturama u bateriji se javlja veća kemijska aktivnost nego na nižim temperaturama. Za većinu baterija, preporučeni temperaturni raspon je -17 do 35oC.
- Napon i brzina punjenja. Sve olovno-kiselinske baterije tijekom punjenja ispuštaju vodik s negativne ploče i kisik s pozitivne ploče. Baterija može pohraniti samo određenu količinu električne energije. U pravilu se baterija puni do 90% u 60% vremena. I 10% preostale baterije napunjeno je oko 40% ukupnog vremena.
Dobro trajanje baterije je 500 do 1200 ciklusa. Stvarni proces starenja dovodi do postupnog smanjenja kapaciteta. Kada ćelija dosegne određeni vijek trajanja, ne prestaje naglo raditi, ovaj proces se produžava s vremenom, mora se pratiti kako bi se na vrijeme pripremila za zamjenu baterije.
