自動車バッテリー技術はどのように機能しますか？
鉛と酸は、ほとんどの人が避けるのに十分によく知っている2つのものです。 鉛は重金属であり、健康問題の洗濯物のリスト全体を引き起こす可能性があり、酸は、よく酸である。 この言葉の単なる言及は、世界の支配に屈した緑色の液体と狂った狂気の科学者たちのイメージを想起させる。
しかし、チョコレートとピーナッツバターのように、鉛と酸は一緒には見えないだろうが、彼らはそうする。 鉛と酸がなければ、カーバッテリーはなく、カーバッテリーがなければ、電気システムを機能させるために、 ヘッドライトのような現代的なアクセサリーや基本的な必需品はありません。 だから、まさにこの二つの致命的な物質が一緒になって自動車電子システムの堅固な基盤を形成しましたか？ フレーズのターンを借りるための答えは、初歩的なものです。
電気エネルギー貯蔵の科学
電気バッテリーは、単に電荷を保持してからそれを負荷に放出することができる貯蔵容器である。 いくつかの電池は、組み立てられるとすぐに、それらのベース構成要素から電流を生成することができる。 これらの電池は一次電池と呼ばれ、一旦充電がなくなれば処分されます。 車のバッテリーは充電、放電、再充電が可能な別のカテゴリの電気バッテリーに適合します。 これらの二次電池は、あるタイプの二次電池とは異なる可逆的な化学反応を利用する。
ほとんどの人が容易に理解できるように、店で購入したAAまたはAAA電池はリモコンについていて、一度電池が消耗すると捨てます。 それらは、典型的には、亜鉛 - 炭素または亜鉛および二酸化マンガンセルから組み立てられ、充電されずに電流を供給することができる。 彼らが死ぬと、あなたはそれらを投げ捨てるか、あなたが好きならば適切に処分します。
もちろん、同じ単3電池または単4電池を「充電式」の形態で購入することもできます。 これらの充電式電池は、通常、ニッケル - カドミウム電池またはニッケル - 金属水素化物電池を使用する。 従来の「アルカリ」バッテリとは異なり、NiCdおよびNiMHバッテリは、組立時に負荷に電流を供給することができません。 代わりに、電流が電池に印加され、電池内で化学反応を引き起こす。 その後、リモコンに電池を貼り付け、電池が消耗したら充電器に入れ、放電中に発生した化学処理を逆流させます。
オキシ水酸化ニッケルおよび水素吸収合金の代わりに鉛および硫酸を利用する自動車用電池は、機能しているNiMH電池に類似している。 電池に電流が印加されると、化学反応が起こり、電荷が蓄えられる。 負荷がバッテリに接続されると、その反応が逆転し、負荷に電流が供給されます。
鉛と酸でエネルギーを蓄える
電荷を蓄えるために鉛と酸を使用する場合、古風な音が聞こえます。 最初の鉛蓄電池は1850年代に発明されたもので、車のバッテリーは同じ基本原則を採用しています。 デザインと素材は何年にもわたって進化してきましたが、同じ基本的なアイデアが活躍しています。
鉛蓄電池が放電されると、電解液は非常に希薄な硫酸溶液になります。つまり、H 2 SO 4を主成分としたかなり古くからのH 2 Oが周囲に浮遊しています。 硫酸を吸収したリード板は主に硫酸鉛となる。 電池に電流が印加されると、このプロセスは逆になる。 硫酸鉛板は（主に）鉛に戻り、硫酸の希釈溶液はより濃縮される。
これは、電気エネルギーを蓄える非常に効率的な方法ではありません。蓄電池の重さと重さを比較すると、鉛蓄電池は今日も2つの理由で使用されています。 最初は経済学の問題です。 鉛蓄電池は、他のどのオプションよりも製造コストがかなり安いです。 もう1つの理由は、鉛蓄電池はすぐに大量のオンデマンド電流を供給することができ、始動用バッテリとして使用するのに適しているということです。
あなたのサイクルはどれくらい浅いですか？
伝統的な車のバッテリーはSLIバッテリーと呼ばれることがあります。「SLI」は始動、点灯、点火の略です。 この略語は、車のバッテリの主な目的を非常によく説明しています。車のバッテリの主な仕事は、エンジンが作動する前にスタータモーター、ライト、イグニッションを作動させることです。 エンジンが作動した後、オルタネータは必要な電気エネルギーをすべて供給し、バッテリは充電されます。
このタイプの使用法は、浅いタイプのデューティサイクルであり、大電流の短いバーストを提供するという点で、車のバッテリが特別に設計されたものです。 これを念頭に置いて、現代の自動車用電池は、電解液への最大限の暴露を可能にする非常に薄い鉛のプレートを含み、短期間で最も可能なアンペア数を提供する。 この設計は、スタータモータの現在の巨大な要求のために必要である。
始動電池とは対照的に、深サイクル電池は、「より深い」サイクル用に設計された鉛蓄電池の別のタイプです。 プレートの構成が異なるため、大量のオンデマンド電流を供給するのに適していません。 代わりに、より長い時間の間、より少ない電力を提供するように設計されています。 このサイクルは、放電全体がより大きくなるためではなく、より長いため「より深い」サイクルである。 ディープサイクルバッテリは、 使用するたびに自動的に再充電される始動バッテリとは異なり、再充電する前にゆっくりと安全なレベルまで放電させることができます。 始動電池と同様に、深いサイクルの鉛蓄電池は 、恒久的な損傷を避けるため、推奨レベル以下に放電してはなりません 。
異なるパッケージ、同じ技術
鉛蓄電池の背後にある基本技術は、ほぼ同じであるが、材料と技術の進歩により多くのバリエーションが生まれた。 ディープサイクルバッテリは、もちろん、より深いデューティサイクルを可能にするために異なるプレート構成を使用します。 他のバリエーションではさらに事態が起こります。
鉛蓄電池技術の最大の進歩はおそらく、バルブ制御鉛蓄電池（VRLA）です。 彼らは依然として鉛と硫酸を使用していますが、湿った細胞が「浸水」していません。 代わりに、電解質にはゲルセルまたは吸収ガラスマット（AGM）を使用します。 化学的なプロセスは基本レベルでは同じですが、これらの電池は浸水した電池のようにガス抜きの影響を受けません。
VRLA電池には多くの利点がありますが、従来の浸水セル電池に比べて製造コストがはるかに高くなります。 だからテクノロジーはこれからも進歩を続けていますが、あなたが電気を使わない限り、まだあなたのフードの下で最先端の1860年代の技術を駆使しています。 しかし、これはバッテリーの面で全く異なる問題です。