Основи акумуляторів та безпека акумуляторів для мотоциклістів та автоспорту
Яка функція батарей?
Батареї мають 3 функції:
1. Надайте електричну потужність для запуску двигуна.
- Подайте додатковий струм, коли система зарядки не може підтримувати потребу в електроенергії.
- Діють як стабілізатор напруги в системі зарядки.
Конструкція та хімічний склад батарей
Батареї - це пристрої, які перетворюють хімічну енергію в електричну.
Що всередині корпусу акумулятора?
Корпуси акумуляторів розділені на секції (комірки). 12-вольтові акумулятори мають шість комірок, які виробляють близько 2 вольт кожна, що в цілому дорівнює приблизно 12,7 вольт. 6-вольтові акумулятори мають лише три елементи, що дорівнює загальній напрузі близько 6 вольт.
Ємність акумулятора
Розмір і кількість свинцевих пластин всередині комірок безпосередньо пов'язані з ємністю акумулятора та можливістю запускати двигуни різних розмірів. Потужність пускового струму зростає із збільшенням поверхні пластини. Поточна виробнича потужність батареї безпосередньо залежить від кількості активного матеріалу (свинцю) на її пластинах.
Хімічний склад батареї
Під час розряду або заряду акумулятора іони (позитивно чи негативно заряджені) передаються від позитивної та негативної груп клітинних пластин. Пластини ізольовані одна від одної непровідним проникним сепаратором, що дозволяє переносити іони. У той же час, коли іони переміщуються з однієї пластини на іншу, співвідношення кислоти акумулятора до води також змінюється. Коли акумулятор розряджається, відношення кислоти до води змінюється, внаслідок чого питома вага (ГЕ) розчину електроліту зменшується. GE може використовуватися для вимірювання стану заряду акумулятора. Наприклад, GE 1160 означає, що акумулятор заряджений лише на 50%. Цей процес змінюється, коли акумулятор заряджається.
GE збільшується, оскільки частка кислоти у воді перетворюється здебільшого на кислоту. Вимірювання ГЕ можна проводити лише на звичайних батареях, оскільки вони мають кришки заповнювача, що дозволяють отримати доступ до електроліту.
Коли акумулятор розряджається і ГЕ переходить на більше води (менше кислоти), утворюється сульфат свинцю, який починає покривати клітинні пластини, зменшуючи площу поверхні, на якій відбуваються хімічні реакції. Незважаючи на те, що цей процес є нормальним для батареї під час розряду, необхідна своєчасна перезарядка, щоб змінити процес і збільшити корисну площу поверхні пластин. Якщо не зарядити, сульфат свинцю буде продовжувати накопичуватися, і, можливо, його неможливо розкласти. Якщо акумулятор розряджається занадто сильно, він, можливо, назавжди пошкоджений.
На додаток до сульфатування, корозія також частішає всередині акумулятора, якщо він розряджений. Цей ефект на свинцеві пластини та з'єднання в акумуляторі значно посилюється зменшенням питомої ваги електроліту. Це призводить до зниження продуктивності акумулятора з часом. Корозійні роз'єми можуть мати достатню цілісність для підтримки аксесуарів з низькою потужністю, але можуть не мати достатньої міцності, щоб забезпечити шлях для сильного струму розряду, необхідного для запуску двигуна. У крайньому випадку роз'єми та з'єднання між елементами можуть бути пошкоджені, що призведе до раптової несправності акумулятора.
Інша ситуація, яка часто трапляється в розрядженому акумуляторі, - це заморожування електроліту. Це відбуватиметься лише у сильно розряджених батареях, як наслідок підвищеного вмісту води в електроліті. Це наслідок умов низької питомої щільності. Рекомендований діапазон робочих температур для повністю зарядженого акумулятора Yuasa становить: -10 ° C до 60 ° C (14 ° F до 140 ° F).
Безпека акумулятора
Робота з акумуляторами представляє безліч небезпек, таких як потенційно вибухонебезпечні гази та їдка сірчана кислота. 8 перелічених нижче пунктів безпеки допоможуть контролювати ці небезпеки:
Розчини для контакту з сірчаною кислотою:
- Зовнішнє: змити водою.
- Внутрішньо: пити велику кількість молока або води, а потім молоко з магнієм, рослинне масло або збиті сирі яйця. Негайно викликайте лікаря.
- Очі: промити водою протягом декількох хвилин, негайно звернутися до лікаря.
Типи акумуляторів
Кожен асортимент акумуляторів Yuasa має унікальні функції, що враховують різницю в ціні та характеристиках. Yuasa виробляє два основні типи акумуляторів: звичайну та абсорбуючу склопластикову сітку (AGM).
Акумулятори AGM не мають кришок заповнювача, і їх зазвичай називають батареями, що не потребують технічного обслуговування, або батареями VRLA (свинцево-кислотні), що регулюються клапанами.
Акумулятори AGM
Акумулятори AGM є більш компактними, ніж інші типи акумуляторів, оскільки в них немає вільного електроліту. Це робить їх більш "ефективними за обсягом". Оскільки під час активації вони заповнюються лише один раз, заглушка постійно закриває клеми навантаження. До того ж у них немає вентиляційної труби. Акумулятори AGM ідеально підходять для автомобілів, які будуть зберігатися протягом тривалого періоду, таких як: газонокосарки, приватні човни, скутери та мотоцикли, які не використовуються взимку.
Акумулятори Yuasa AGM не викидають газів в атмосферу в процесі зарядки та розрядки. Внутрішній газ, що виділяється, рекомбінується в котушці, тому вентиляційні труби не потрібні. Акумулятори AGM можуть бути ущільнені, оскільки всередині батареї негативні пластини ніколи не заряджаються повністю і, отже, не утворюють водень. Позитивні пластини створюють кисень під час розряду, але замість того, щоб проштовхувати кисень через вентиляційну трубку, він реагує з активним матеріалом, зарядженим із пластин, перетворюючись на воду, поки акумулятор не зарядиться і вода не перетвориться на кислоту. Цей процес називається рекомбінантною технологією.
Всередині батареї AGM розпірки між плюсовою та мінусовою пластинами виготовлені із спеціального волокна, яке протистоїть теплу та кислоті. Конструкція робить батарею AGM менш схильною до розливу кислоти, оскільки всередині батареї менше рідкої кислоти. Крім того, застосовується внутрішній запобіжний клапан у разі випадкового перевантаження. Клапан також включає захисний іскровий диск, який мінімізує ризик вибуху. Ось деякі переваги акумуляторів AGM:
- Не потрібно доливати воду або перевіряти рівень електроліту.
- Зменшений саморозряд, оскільки пластинчасті сітки виготовлені із спеціального кальцієво-свинцевого сплаву, який підтримує заряд акумулятора довше, ніж інші типи батарей.
- Проста і миттєва активація за допомогою контейнера для електролітної кислоти "одним дотиком".
Більшість акумуляторів Yuasa AGM доступні як "заводські налаштування" (готові до встановлення), так і у вигляді акумуляторів із сухим зарядом із пакетом кислоти. Акумулятори серії GYZ та YTZ доступні лише з "заводськими налаштуваннями". Номери деталей акумуляторів із сухим зарядом закінчуються на "BS", що означає "постачається з пляшкою" (наприклад, YTX14-BS, YTX20HL-BS тощо).
Якщо ви розглядаєте можливість оновлення до батареї AGM, яка не була частиною оригінального обладнання автомобіля, переконайтеся, що система зарядки має регульовану потужність від 14,0 до 14,8 вольт. Загалом, у старих автомобілів рівень заряду, який виробляє нижчі напруги, і єдиним варіантом для цих автомобілів будуть звичайні акумулятори.
Звичайні батареї
Звичайні батареї забезпечують хорошу продуктивність та довговічність, але за нижчою ціною. Yuasa виробляє дві конструкції для цих батарей: звичайні батареї (YuMicron) та звичайні високоефективні акумулятори (YuMicron CX).
Вони мають спільні характеристики, які Yuasa використовує у всіх своїх батареях. Герметичні клеми для стійкості до корозії, тверді поліпропіленові кришки та контейнери, а також герметична конструкція. Крім того, вони поділяють такі конструктивні особливості, як спеціальні розпірки та внутрішня конструкція перегородок. Акумулятори Yuasa YuMicron мають більшу пускову потужність (до 30%), ніж звичайні звичайні батареї. Площа поверхні пластини на YuMicron збільшується завдяки використанню високотехнологічних тонких розпірок, які дають простір для додаткових пластин всередині комірок.
Акумулятори YuMicron також використовують спеціальний з'єднувач між елементами, який мінімізує внутрішній опір, а також максимізує пускову потужність, а також спеціальну сітку зі скловолокна, яка протистоїть пошкодженням, спричиненим вібраціями. Різниця між YuMicron та YuMicron CX полягає у використанні матеріалу в плитах. Як звичайні, так і батареї YuMicron використовують свинцево-сурмові пластини, тоді як YuMicron CX використовує свинцево-кальцієвий. Використання свинцево-кальцієвої технології забезпечує збільшення підсилювачів холодного прокручування, зменшує втрати води (до 66% порівняно зі звичайною конструкцією) та зменшує властивості саморозряду, що призводить до зменшення втрат води. Акумулятор, який довше утримуватиме заряд.
Номінальна ємність акумулятора
Акумулятори для автоспорту розраховуються в ампер-годинах (AH) або підсилювачах холодного прокручування (CCA). Здатність акумулятора розряджати певну кількість струму протягом певного періоду часу є номінальною ємністю АН.
Рейтинг AH базується на повністю зарядженому акумуляторі з напругою розімкнутого ланцюга 13,0, який вважається повністю розрядженим, коли напруга досягає 10,5 вольт при 25 ° C (77 ° F). Показники ампер-години друкуються на корпусі акумулятора двома способами: 10-годинними та 20-годинними.
Чим більша площа поверхні пластини батареї, тим вищий показник ампер-години. Крім того, температура також впливає на HA, оскільки низька температура уповільнює хімічну реакцію всередині батареї. Акумулятор буде мати нижчий рівень AH у холодну погоду, ніж у спекотну.
CCA вимірюють ефективність роботи акумулятора для створення струму при низьких температурах. Як і в HA, номінальна ємність CCA залежить від кількості плит та загальної поверхні, яку вони займають. CCA представляють зарядний заряд в амперах, який нова, повністю заряджена батарея може короткочасно виробляти при -18 ° C (0 ° F). Загалом, із збільшенням розміру двигуна зростають і вимоги до струму колінчатого двигуна стартера, а отже, і вимоги до АСУ акумулятора.