Perinteiset lyijyhappoakut saattavat jäädä huomiotta nykyään litium-ioni-sähköautojen kiihtyessä akkuja, mutta nämä pienet kaverit ovat korvaamattomia tekniikan ihmeitä, jotka ovat auttaneet ajoneuvoja tehostamaan vuosikymmeniä.
Ilman monimutkaisia kemiallisia reaktioita ajoneuvosi 12 V: n akussa et pystyisi edes käynnistämään autoasi tai vielä vähemmän laskemaan sähkötoimisia ikkunoita alas. Lue eteenpäin tutkiaksesi nerokkaita tapoja, joilla autosi akku toimii ja miten se toimii yhdessä auton laturin kanssa tehdäkseen autostasi paremman ajanviettopaikan.
Kuinka 12 V: n auton akku toimii?
Auton akku toimii kemiallisilla reaktioilla. Kaikkein yksinkertaisimmillaan se siirtää elektronit anodin (negatiivinen napa) välillä sinne, missä ne todella haluavat olla: katodiin (positiivinen napa). Esimerkiksi useimpien ajoneuvojen käyttämä lyijyakku on saanut nimensä siitä, että se käyttää lyijydioksidi- (ja puhdasta lyijyä) -levyjä, jotka on kastettu veden ja rikkihapon seokseen.
Näissä akuissa on itse asiassa kuusi kennoa, joista kukin tuottaa noin 2 V, minkä vuoksi auton akkuja kutsutaan yleisesti 12 V akuiksi, vaikka ne eivät olekaan tarkalleen 12 V. Nämä kuusi kennoa koostuvat kukin lyijydioksidilevyistä (positiivinen katodi) ja lyijylevyistä (negatiivinen anodi), jotka on upotettu rikkihappo/vesi-seoksessa kemiallisten reaktioiden aikaansaamiseksi, jotka lopulta auttavat akun irtoamisessa sähköä.
Muista, että akku koostuu kuudesta kennosta, ja jokaisessa on erilaisia levyjä. Mutta tämän prosessin ytimessä on positiivisten ja negatiivisten päätteiden välinen vuorovaikutus. Kun katodin lyijydioksidi on vuorovaikutuksessa happamassa seoksessa olevan sulfaatin kanssa, happi-ioneja vapautuu seokseen, jossa ne ovat vuorovaikutuksessa vedyn kanssa tuottaen vettä. Samaan aikaan negatiivisella puolella sulfaatti reagoi anodin lyijyn kanssa luoden lyijysulfaattikerroksen anodiin ja vapauttaen elektroneja.
Nämä elektronit kerääntyvät negatiiviseen terminaaliin eivätkä todellakaan halua olla siellä, mutta ne eivät voi kulkea sen läpi elektrolyyttiliuosta, joten ne reititetään ulos negatiivisen navan ja piirin kautta, kunnes lopulta saavuttavat positiivisen terminaali. Tämä on auton akun toiminnan ydinperiaate, koska kaikki muut ajoneuvosi apulaitteet kytkeytyvät tähän piiriin.
Mutta tämä toimii vain auton ollessa sammutettuna; Muuten ajoneuvosi elektroniikkaa syöttävät laturit. Akku on pohjimmiltaan autossasi käynnistimen virtalähteenä, kun ajoneuvo on sammutettu, mutta kun käynnistin saa moottorin henkiin, laturi ottaa vallan. Laturi myös lataa akkua kääntämällä prosessit, jotka johtivat sen purkamiseen.
Mitä vaihtovirtageneraattori tekee?
Kuten aiemmin todettiin, laturi tekee pohjimmiltaan työtä, jonka ihmiset uskovat akun tekevän jatkuvasti. Muista, että akku tyhjenee nopeasti itsestään, jos sen täytyisi syöttää virtaa kaikista ikkunoistasi ja radiosta ja periaatteessa kaikista muista ajoneuvosi elektronisista laitteista. Joten ratkaisu tähän on varsin nerokas.
Insinöörit asensivat ajoneuvoosi vaihtovirtageneraattorin, joka saa virtansa moottorista akun sijaan. Se tuottaa tarpeeksi sähköä ajoneuvosi kaikkien sähköosien käyttämiseen. Laturissa on hienoa, että se myös lataa akkua auton moottorin ollessa päällä päällä, koska akku tyhjenee melko voimakkaasti sen jälkeen, kun se on tehnyt työnsä moottori.
Ainoa ongelma laturin kanssa on, että se tuottaa vaihtovirtaa, joka on muutettava tasavirraksi. Tämän ongelman ratkaisemiseksi vaihtovirta käsitellään tasasuuntaajan kautta, jolloin vaihtovirtalaturi voi pumpata pois tarvittavan tasavirran.
Kun laturi menee huonosti, alat huomata merkkejä tästä kaikkialla. Esimerkiksi ajoneuvosi elektroniikka ei toimi oikein, ja valot voivat yhtäkkiä himmentää. Näissä olosuhteissa ajoneuvosi saattaa alkaa heittää joukon koodeja, ja vaikka liität sen OBD2 sovellus, se ei todennäköisesti tunnista, että ongelma on itse asiassa laturi tai akku.
Vielä pahempaa on, että monet ajoneuvot käyttävät kehittyneitä moduuleja, jotka on kalibroitu toimimaan hyvin pienillä toleransseilla. Jos vaihtovirtageneraattorisi tai akkusi on viallinen, koko auto saattaa alkaa toimia epäsäännöllisesti ja heittää koodeja, jotka eivät liity todelliseen ongelmaan: vialliseen akkuun tai laturiin.
Onko auton akku sama kuin sähköauton akku?
Ei, ne eivät ole samoja kuin sähköautosi akku. Lyijyakut eroavat merkittävästi sähköautosi litiumioniakuista. Ensinnäkin, kuten olet jo oppinut, lyijyakkujen koostumus koostuu enimmäkseen lyijystä ja vesi/rikkihapposeoksesta. Toisaalta litiumioniakut koostuvat materiaaleista, kuten litium, koboltti ja grafiitti.
Tämän lisäksi litiumioniakuilla on parempi energiatiheys kuin lyijyakuilla, mikä on erityisen ihanteellinen suorituskykyisiä sähköautoja ja elektroniikka, jossa tila- ja painonäkökohdat ovat äärimmäisen tärkeitä.
Lyijyhappoakut kärsivät myös litiumioniakkuihin verrattuna huonommasta elinkaaresta. Tämä tarkoittaa, että voit ladata ja purkaa litiumioniakkua monta kertaa enemmän kuin lyijyakkua. Tämä on tietysti valtava plussa sähköautoissa, joissa akku koostuu tärkeimmistä ja kalleimmista komponenteista, ja huonompi elinkaari tekisi siitä hyödyttömän. Lyijyakut vaativat myös säännöllistä huoltoa pysyäkseen toimintakunnossa, kun taas litiumioniakut ovat suhteellisen huoltovapaita elinkaarensa aikana.
On helppo ymmärtää, miksi litiumioniakkuja käytetään sähköautoissa perinteisten lyijyakkujen sijaan. Jos sähköajoneuvoissa käytettäisiin lyijyakkuja, ne olisivat mielettömän raskaita ja niistä puuttuisi tehoa.
Lyijyakuilla on edelleen paikkansa
Riippumatta lyijyakkuihin liittyvistä haitoista, niillä on paikkansa autoteollisuudessa. Niiden suhteellisen halpa hinta verrattuna litiumioniakkuihin varmistaa, että ne ovat jatkossakin käytetään bensiinikäyttöisissä ajoneuvoissa ja muissa sovelluksissa, joissa ennakkokustannukset ovat tärkeitä tekijä.
Nämä akut ovat käyttäneet ajoneuvoja useiden vuosien ajan, ja vaikka litiumioniteknologia on uusi kiiltävä asia, lyijyakuilla on aina paikkansa autojen historiassa.
