Traditsioonilised pliiakud autode akud võivad tänapäeval liitiumioonelektrisõidukite pärast pöörates tähelepanuta jääda akud, kuid need väikesed poisid on hindamatud inseneritöö imed, mis on aidanud sõidukeid toita aastakümneid.
Ilma keerukate keemiliste reaktsioonideta teie sõiduki 12 V akus ei saaks te isegi oma autot sisse lülitada ega elektriaknaid alla keerata. Lugege edasi, et uurida geniaalseid viise, kuidas teie auto aku töötab ja kuidas see auto generaatoriga koostööd teeb, et muuta teie auto paremaks ajaveetmiskohaks.
Kuidas 12 V autoaku töötab?
Auto aku töötab keemiliste reaktsioonidega. Põhimõtteliselt edastab see elektronid anoodi (negatiivne klemm) vahel sinna, kus nad tegelikult olla tahavad: katood (positiivne klemm). Näiteks pliiaku, mida enamik sõidukeid kasutab, on saanud oma nime asjaolust, et see kasutab pliidoksiidi (ja puhta plii) plaate, mis on kastetud vee ja väävelhappe segusse.
Nendel akudel on tegelikult kuus elementi, millest igaüks toodab umbes 2 V, mistõttu autoakusid nimetatakse tavaliselt 12 V akudeks, kuigi need pole täpselt 12 V. Kõik need kuus elementi koosnevad pliidoksiidplaatidest (positiivne katood) ja pliiplaatidest (negatiivne anood), mis on kastetud. väävelhappe/vee segus, et tekitada keemilisi reaktsioone, mis lõpuks aitavad aku vabastada elektrit.
Pidage meeles, et aku koosneb kuuest elemendist ja igal neist on erinevad plaadid. Kuid selle protsessi keskmes on positiivsete ja negatiivsete terminalide vastastikune mõju. Kui katoodi pliidioksiid interakteerub happelises segus oleva sulfaadiga, eralduvad hapnikuioonid segusse, kus nad interakteeruvad vesinikuga, tekitades vett. Samal ajal reageerib sulfaat negatiivselt anoodil oleva pliiga, luues anoodis pliisulfaadi kihi ja vabastades elektrone.
Need elektronid kogunevad negatiivsesse terminali ja kindlasti ei taha seal olla, kuid nad ei saa liikuda läbi elektrolüüdi lahus, nii et need suunatakse välja läbi negatiivse klemmi ja läbi vooluahela, kuni jõuavad lõpuks positiivseni terminal. See on autoaku funktsionaalsuse põhiprintsiip, kuna selle vooluringiga ühenduvad kõik teised teie sõidukis olevad lisaseadmed.
Kuid see toimib ainult siis, kui auto on välja lülitatud; vastasel juhul toidab teie sõiduki elektroonikat tegelikult generaator. Aku on sisuliselt teie autos, et toita starterit, kui sõiduk on välja lülitatud, kuid kui starter käivitab mootori müristamise, võtab generaator juhtimise üle. Generaator laeb ka akut, pöörates tagasi tühjenemiseni viinud protsessid.
Mida teeb generaator?
Nagu varem öeldud, teeb generaator põhimõtteliselt seda tööd, mida inimesed arvavad, et aku teeb pidevalt. Pidage meeles, et aku tühjeneb kiiresti, kui see peaks toitma kõiki teie aknaid, raadiot ja põhimõtteliselt kõiki muid teie sõiduki elektroonikaseadmeid. Seega on lahendus sellele üsna geniaalne.
Insenerid paigaldasid teie sõidukisse aku asemel mootori jõul töötava vahelduvvoolugeneraatori. See toodab piisavalt elektrit, et toita kõiki teie sõiduki elektrilisi bitte. Generaatori suurepärane asi on see, et see laeb ka akut, kui sõiduki mootor töötab sisse, sest aku tühjeneb pärast väntamist üsna tugevalt mootor.
Ainus probleem generaatoriga on see, et see toodab vahelduvvoolu, mis tuleb muuta alalisvooluks. Selle probleemi lahendamiseks töödeldakse vahelduvvoolu alaldi kaudu, mis võimaldab generaatoril vajaliku alalisvoolu välja pumbata.
Kui generaator läheb halvasti, hakkate märkama selle märke kõikjal. Näiteks teie sõiduki elektroonika ei tööta õigesti ja teie tuled võivad ootamatult tuhmuda. Nendel tingimustel võib teie sõiduk hakata välja viskama hulga koode ja isegi siis, kui ühendate selle OBD2 rakendus, ei tuvasta see tõenäoliselt, et probleem on tegelikult generaatoris või akus.
Mis veelgi hullem, paljud sõidukid kasutavad täiustatud mooduleid, mis on kalibreeritud töötama väga väikeste tolerantsidega. Kui teie generaator või aku on rikkis, võib kogu auto hakata ebakindlalt käituma ja viskama koode, mis ei ole seotud tegeliku probleemiga: rikkis aku või generaator.
Kas auto aku on sama mis EV aku?
Ei, need ei ole samad, mis teie EV aku. Pliihappeakud erinevad oluliselt teie EV-s leiduvatest liitiumioonakudest. Esiteks, nagu olete juba õppinud, koosneb pliiakude koostis enamasti pliist ja vee/väävelhappe segust. Teisest küljest koosnevad liitiumioonakud sellistest materjalidest nagu liitium, koobalt ja grafiit.
Mitte ainult see, vaid ka liitiumioonakudel on suurem energiatihedus kui pliiakudel, mis on eriti ideaalne jõudlusega elektriautod ja elektroonika, kus ruumi ja kaalu kaalutlused on ülimalt olulised.
Pliiakud kannatavad ka madalama elutsükli all kui liitiumioonakud. See tähendab, et liitiumioonakut saab laadida ja tühjendada mitu korda rohkem kui pliiakut. See on ilmselgelt tohutu pluss elektrisõidukites kasutamiseks, kus aku koosneb kõige olulisemast ja kallimast komponendist ning madalam elutsükkel muudaks selle kasutuks. Pliiakud vajavad ka regulaarset hooldust, et need töös püsiks, samas kui liitiumioonakud on oma eluea jooksul suhteliselt hooldusvabad.
On lihtne mõista, miks liitium-ioonakusid kasutatakse elektrisõidukites tavapäraste pliiakude asemel. Kui elektrisõidukid kasutaksid pliiakusid, oleksid need meeletult rasked ja neil poleks võimsust.
Pliihappeakudel on ikka oma koht
Hoolimata pliiakudega seotud puudustest on neil autotööstuses oma koht. Nende suhteliselt odav hind võrreldes liitiumioonakudega tagab nende säilimise kasutatakse bensiinimootoriga sõidukites ja muudes rakendustes, kus esialgne hind on oluline faktor.
Need akud on olnud sõidukite toiteallikaks juba aastaid ja kuigi liitiumioontehnoloogia on uus särav asi, on pliiakudel alati autotööstuse ajaloos oma koht.