Какие виды аккумуляторов для автомобилей бывают, как устроен АКБ

Аккумуляторная батарея (АКБ) в авто является важным источником электроэнергии, обеспечивающим стабильную работу транспортного средства (ТС). При покупке устройства необходимо учитывать, какими бывают аккумуляторы по емкости, показателям стартового тока, резервного объема. В соответствии с типом автомобиля выбирают АКБ свинцово-кислотные и свинцово-кальциевые, сурьмянистые, гелевые, щелочные и пр.

Что такое автомобильный аккумулятор

АКБ – это важный элемент внутреннего оборудования машины и источник электрической энергии до запуска двигателя. Средний срок его эксплуатации достигает 7–8 лет. При несоблюдении правил оборудование выходит из строя раньше. Аккумуляторы регулярно заменяют для обеспечения исправной работы ТС.

АКБ предназначены для выполнения таких функций, как:

1. Подача электрической энергии на стартер для включения двигателя. Аккумулятор за короткое время вырабатывает ток для запуска мотора авто.
2. Поддержка электрического питания в салоне ТС при низкой производительной мощности генератора.
3. Стабилизация работы машины при перепадах температуры, в морозную погоду, при остановках на магистрали.
4. Обеспечение автономного безопасного электропитания авто.
5. Защита ТС от возможных краж и вскрытий на стоянках за счет поддержки электропитания сигнализации и другого оборудования.

На современных транспортных средствах используются аккумуляторы разных типов. Оборудование массивное (некоторые приборы для легкового автомобиля весят около 20 кг). Место установки АКБ зависит от модели авто. Батарею размещают в багажнике, подкапотном отсеке, под полом, на выносной полке и т.д.

Какой емкостью обладает

Емкость автомобильного аккумулятора относится к важным параметрам при приобретении оборудования. Показатель определяет количество электроэнергии, которое АКБ может передавать в заданное время.

Наиболее эффективны, долговечны, просты в запуске устройства с большой емкостью. При похолоданиях, в сложных погодных условиях они обеспечивают быстрое включение двигателя и внутреннего электрооборудования.

Важно учитывать сочетаемость АКБ и технических характеристик автомобиля, чтобы предотвратить перегрев стартера при повышенных нагрузках.

Резервная емкость аккумулятора

Показатель резервной емкости АКБ указывает на время, в течение которого аккумулятор может функционировать без подзарядки. При повреждении генератора батарея может поддерживать уровень напряжения в функционирующем двигателе не меньше 10,5 В. Специалисты рекомендуют выбирать оборудование с большой резервной емкостью.

Величина пускового тока АКБ

Показатель стартового тока определяет допустимую величину, которую вырабатывает АКБ для поворота стартера при включении машины. В дальнейшем энергопотребление в ТС производится в стандартном режиме (на сниженной мощности).

При большом показателе пускового тока уменьшаются сложности с запуском ТС. Штатный температурный режим для функционирования АКБ – около +27°С. Этот параметр достигается летом.

Зимой при похолодании до -15°С емкость АКБ уменьшается почти в 2 раза. Летом для запуска авто требуется аккумулятор на 300 А, зимой для включения необходимо 600 А.

Определение полярности АКБ

Полярность АКБ может быть прямой и обратной (обе отличаются расположением клемм). Первая необходима в ТС европейских, отечественных, производства США. Вторую полярность применяют азиатские компании. Параметр учитывают при замене аккумулятора.

При прямой полярности клемма располагается слева, при обратной – справа. Из-за конструктивных различий не всегда АКБ с другим показателем можно зафиксировать в пространстве под капотом без удлинения проводов, применения дополнительных креплений. При покупке устройства необходимо указать модель ТС, производителя, срок выпуска для подбора оборудования.

Разновидности аккумуляторов в автомобилях

На рынке представлены разновидности АКБ, отличающиеся габаритами, конструктивными особенностями, способами установки, характеристиками электролита и пр.

Востребованы следующие виды:

• гелевые;
• щелочные;
• сурьмянистые;
• кальциевые;
• гибридные и т.д.

Сурьмянистые

Классический тип аккумулятора. Получил название из-за концентрации сурьмы (около 5% и выше) в свинцовых пластинах. Маркируется знаком Sb. Свинец под механическим воздействием быстро разрушается из-за мягкой текстуры. Добавление сурьмы необходимо для укрепления пластин, выработки и поддержки электрического заряда.

Приборы нуждаются в регулярных (1 раз в месяц) проверках, замерах плотности, замене рабочей жидкости после выкипания воды.

К преимуществам устройств относят невысокую цену, простую установку, неприхотливость в уходе, противостояние глубоким разрядам. Однако необходимо учитывать небольшой период эксплуатации (не более 4 лет), слабый пусковой электроток.

Малосурьмянистые

Отличаются низкой концентрацией сурьмы (до 2–4%). Это снижает потери при быстром выкипании жидкости. Оборудование нуждается в регулярной оценке уровня воды, однако не настолько часто, как сурьмянистые АКБ.

Преимущества таких устройств заключаются в снижении затрат на обслуживание, доступной стоимости, небольшом уровне саморазряда при хранении, устойчивости к перепадам напряжения. Батареи неприхотливы к техническим характеристикам разных автомобилей и являются универсальными.

Свинцово-кислотные

Классические аккумуляторные блоки с пластинами из свинца, расположенными в кислотном растворе. Данные АКБ относятся к категории бюджетных, простых в установке, и подходят для отечественных машин. Недостатки оборудования – быстрое расходование емкости и небольшой стартовый ток. Для восстановления параметров требуется регулярно выполнять десульфатацию прибора и добавлять электролит.

Гелевые

Отличаются от кислотных размещением электролита в гелеобразном состоянии. Это исключает возможное протекание жидкости при эксплуатации. Снижается вероятность выкипания, поэтому устройство защищено от перегрева, деформации.

За счет более твердой консистенции электролита аккумуляторы не повреждаются при наклонах, тряске оборудования при езде. Пористый силикагель надежно изолирует отрицательные и положительные пластины.

Аккумуляторы отличаются надежными рабочими характеристиками, продолжительным периодом службы (от 7 лет и больше) за счет медленной разрядки, долгого срока хранения (до 2 лет), выдерживают несколько циклов дополнительных подключений.

Подходят для современных автомобилей, оснащенных технически сложным электрооборудованием.

Однако необходимо учитывать их неустойчивость к сильным морозам. Гель может кристаллизоваться при -50°С и утратить технические характеристики, энергоемкость. Заряжают гелевые АКБ с помощью специальных приборов с напряжением 14,4–15 В. Оборудование не подходит для машин с нестабильными электросетями, т.к. не выдерживает замыканий, изменений уровня напряжения.

Кальциевые

Маркируются на корпусе как Ca или Ca-Ca в зависимости от пропорций кальция в электродах. По конструкции это стандартные AGM, однако в их пластинах свинец частично либо полностью заменен кальцием. За счет этого устройства отличаются сниженным саморазрядом и не перегреваются.

Однако кальциевые АКБ не рекомендуется часто разряжать. Поддерживается стабильный уровень заряда для безопасной и продолжительной эксплуатации.

В некоторых батареях к кальцию добавляют небольшую концентрацию серебра для уменьшения напряжения и повышения КПД.

Эта разновидность АКБ не нуждается в дополнительном обслуживании, отличается низкими потерями жидкости при эксплуатации. Многие модели не предполагают разборки корпуса и добавления нового раствора.

Преимущество оборудования в большой энергоемкости, мощных стартовых токах. При интенсивной эксплуатации АКБ сохраняются до 5–6 лет, затем нуждаются в замене на новые.

Щелочные

В данных устройствах кислота заменена раствором щелочи. По числу пластин, химическому составу аккумуляторы разделяются на никель-железные и никель-кадмиевые.

Приборы оснащены электродами с тонким гофрированным покрытием, помещенным в герметические конверты для предотвращения деформаций от вибраций, тряски в авто.

Это аккумуляторы с высокой энергоемкостью, обеспечивающей легкий запуск ТС на старте. Они медленно разряжаются, сохраняют технические характеристики при хранении.

Отличаются высокой устойчивостью к перезарядам, подходят для эксплуатации в холодную погоду. Оборудование экологично, выделяет меньше вредных веществ при эксплуатации.

Гибридные

Производители разработали гибридные модели АКБ, совмещающие преимущества кальциевых и сурьмянистых устройств. Для их маркировки используются знаки Ca+ или Sb/Ca. Оборудование отличается усредненными параметрами стартового тока и уровнем энергоемкости.

Гибридные АКБ нуждаются в регулярном обслуживании, т.к. дистиллированную воду необходимо менять не реже 1 раза в 6 месяцев. Выдерживают перезаряды при эксплуатации, перепады напряжения в электросети. Реализуются по доступной стоимости, работают до 5 лет.

Принцип работы аккумуляторной кислотной батареи

Стандартные аккумуляторы состоят из нескольких отсеков, объединенных под одним корпусом. В каждом элементе напряжение составляет 2,1–2,2 В. Блоки последовательно соединены с помощью плотных свинцовых перемычек. Конструкция позволяет выдавать напряжение около 12,6–13,2 В.

В составе батареи есть следующие элементы:

• корпус из прочного пластика;
• электроды;
• крышка;
• пластины с положительным зарядом;
• перемычка для объединения отсеков;
• сепараторы;
• жидкий электролит;
• клеммы;
• пробки.

Принцип работы автомобильного аккумулятора основан на непрерывной электрохимической реакции между электролитом и пластинами с разным зарядом. После подключения оборудования к потребителям электроэнергии происходит его постепенная разрядка.

Устройства необходимо регулярно обследовать, подключать к сети для восстановления мощности. На этапе зарядки процесс производится в обратном порядке. Пользователям рекомендуется контролировать состояние оборудования для его продолжительной эксплуатации.

Типы соединения аккумуляторов

Разработаны несколько схем подключения аккумуляторов:

• последовательная;
• параллельная;
• комбинированная.

Для безопасной эксплуатации оборудования необходимо учитывать то, как устроен аккумулятор, и типы соединения.

Параллельное

При параллельном соединении единым проводником состыкованы все аноды, другим – катоды. Схема используется для обеспечения повышенной силы электротока в сборной конструкции.

Недопустимо использование одноразовых батареек для усиления мощности, т.к. возможны перегрев оборудование, потеря электролита, замыкание элементов и т.д.

Во избежание технических сбоев при параллельной стыковке блоков необходимо устанавливать элементы питания со сходными техническими параметрами мощности.

Последовательное

При последовательной стыковке для обеспечения стабильного напряжения и достаточного времени работы электрических приборов часто используют аккумуляторные батареи. В данных устройствах катоды и аноды отдельных секций стыкуются с помощью проводников.

Важно использовать блоки со сходной мощностью для одновременного заряда, стабильного времени эксплуатации, отсутствия технических сбоев. При последовательной стыковке рекомендуется применять элементы с идентичной емкостью. Изделия должны быть одного производителя либо единых технических параметров.

Как выбрать подходящий аккумулятор для автомобиля

Выбирать аккумулятор стоит с учетом следующих параметров:

1. Емкости (под модель автомобиля). Расчет величины осуществляется в ампер-часах. Максимальную емкость производитель указывает на корпусе, в техдокументации.
2. Размеров и вида подсоединения клемм. В автопроизводстве разъемы и габариты устройств определяются по стандартным параметрам. Можно купить устройство соответствующей марки, серии либо выбрать подходящее из имеющихся в продаже.
3. Стартового тока. Отражает возможность поступления электроэнергии к стартеру при запуске ТС. Связан с объемом, классом батареи. При определении необходимого стартового тока учитывают регион проживания (центральный, южный или северный).
4. Стоимости. Ее определяют по запланированному бюджету и классу ТС. Производители предлагают оборудование уровней от эконома и стандарта до премиума.
5. Типа устройства. Его выбирают в зависимости от особенностей автомобиля, рекомендаций автопроизводителя, технических характеристик.

До совершения расчетов в магазине важно проверить качество батареи. Можно использовать специальный тестер или вилку. Напряжение без нагрузки должно быть в пределах 12,5–12,7 В. При сниженном параметре (12,5 В) автомобильный аккумулятор нуждается в подзарядке либо замене.