MAGAZÍN D'INVESTGACIÓ PERIODÍSTICA (iniciat el 1960 com AUCA satírica.. per M.Capdevila a classe de F.E.N.)
-VINCIT OMNIA VERITAS -
VOLTAIRE: "El temps fa justícia i posa a cadascú al seu lloc.."- "No aniràs mai a dormir..sense ampliar el teu magí"
"La història l'escriu qui guanya".. així.. "El poble que no coneix la seva història... es veurà obligat a repetir-la.."
20-02-2022 (1132 lectures) | Categoria: Battery |
Salta a la navegacióSalta a la cerca
Una bateria d'automòbils o bateria de cotxe és una bateria recarregable que s'utilitza per iniciar un vehicle de motor. El seu propòsit principal és proporcionar un corrent elèctric al motor d'arrencada de propulsió elèctrica, que al seu torn inicia el motor de combustió interna alimentat quÃmicament que realment impulsa el vehicle. Una vegada que el motor està funcionant, l'energia dels sistemes elèctrics del cotxe encara és subministrada per la bateria, amb l'alternador carregant la bateria a mesura que augmenten o disminueixen les demandes.
Normalment, l'arrencada utilitza menys del 3% de la capacitat de la bateria. Per aquest motiu, les bateries d'automoció estan dissenyades per lliurar el mà xim corrent durant un curt perÃode de temps. De vegades se'ls anomena "bateries SLI" per aquesta raó, per començar, il·luminar i encendre. Les bateries SLI no estan dissenyades per a la descà rrega profunda, i una descà rrega completa pot reduir la vida útil de la bateria. [1]
A més d'engegar el motor, una bateria SLI subministra la potència addicional necessà ria quan els requisits elèctrics del vehicle excedeixen el subministrament del sistema de cà rrega. També és un estabilitzador, a la nit, potencialment perjudicial pics de tensió. [2] Mentre que el motor està funcionant, la major part de la potència és proporcionada per l'alternador, que inclou un regulador de tensió per mantenir la sortida entre 13,5 i 14,5 V.[3] Les bateries modernes SLI són de tipus à cid de plom, utilitzant sis cel·les connectades a la sèrie per proporcionar un sistema nominal de 12 volts (en la majoria de vehicles de passatgers i camions lleugers), o dotze cel·les per a un sistema de 24 volts en camions pesats o equips mòbils de terra, per exemple. [4]
Les explosions de gas poden ocórrer a l'elèctrode negatiu on el gas d'hidrogen pot acumular-se a causa de respiradors de bateries bloquejats o una configuració mal ventilada, combinada amb una font d'ignició. [5] Les explosions durant la posada en marxa del motor s'associen tÃpicament amb pals de bateria corroïts o bruts. [5] Un estudi de 1993 de l'Administració Nacional de Seguretat Vià ria de les Carreteres dels Estats Units va dir que el 31% de les lesions per explosió de la bateria del vehicle es van produir mentre carregaven la bateria. [6] Els següents escenaris més comuns eren mentre es treballava en connexions per cable, mentre que el salt inicial, normalment en no connectar-se a la bateria morta abans de la font de cà rrega i no connectar-se al xassÃs del vehicle en lloc de directament al lloc de la bateria a terra, i mentre es comprovaven els nivells de fluid. [5] Prop de dos terços dels ferits van patir cremades quÃmiques, i gairebé tres quartes parts van patir lesions oculars, entre altres possibles lesions. [6]
Els vehicles elèctrics (VEHICLES ELÈCTRICS) estan alimentats per una bateria de vehicles elèctrics d'alta tensió, però normalment també tenen una bateria d'automòbils, de manera que poden utilitzar accessoris d'automòbil està ndard dissenyats per funcionar en 12 V. Sovint se'ls anomena bateries auxiliars.
A diferència dels vehicles convencionals amb motor de combustió interna, els VEHICLES elèctrics no carreguen la bateria auxiliar amb un alternador, sinó que utilitzen un convertidor dc-dc per baixar l'alta tensió a la tensió de cà rrega flotant requerida (normalment al voltant de 14 V). [7]
Els primers cotxes no tenien bateries, ja que els seus sistemes elèctrics eren limitats. Es va utilitzar una campana en lloc d'una banya elèctrica, els fars estaven alimentats amb gas, i el motor es va iniciar amb una maneta. Les bateries dels automòbils es van utilitzar à mpliament al voltant de 1920, ja que els cotxes es van equipar amb motors d'arrencada elèctrics. La bateria segellada, que no requeria tornar a omplir-se, va ser inventada el 1971. [8]
Els primers sistemes d'arrencada i cà rrega van ser dissenyats per ser sistemes de 6 volts i terreny positiu, amb el xassÃs del vehicle connectat directament al terminal de bateria positiu. [9] Avui en dia, gairebé tots els vehicles de carretera tenen un sistema de terra negatiu. [10] El terminal de la bateria negativa està connectat al xassÃs del cotxe.
La Hudson Motor Car Company va ser la primera a utilitzar una bateria estandarditzada el 1918 quan van començar a utilitzar bateries del Consell Internacional de Bateries. La IMC és l'organització que estableix els està ndards dimensionals per a les bateries. [11]
Els cotxes van utilitzar sistemes elèctrics i bateries de 6 V fins a mitjans de la dècada de 1950. El canvi de 6 a 12 V es va produir quan els motors més grans amb relacions de compressió més altes requerien més potència elèctrica per iniciar-se. [12] Els cotxes més petits, que requerien menys potència per començar, es van quedar amb 6 V més llargs, per exemple el Volkswagen Escarabat a mitjans de la dècada de 1960 i el Citroën 2CV el 1970.
En la dècada de 1990 es va proposar un està ndard de sistema elèctric de 42V. Estava destinat a permetre accessoris més potents accionats elèctricament i arnesos de cablejat d'automòbils més lleugers. La disponibilitat de motors d'alta eficiència, noves tècniques de cablejat i controls digitals, i un enfocament en els sistemes de vehicles hÃbrids que utilitzen arrencador / generadors d'alta tensió han eliminat en gran mesura l'empenta per canviar els principals voltatges de l'automòbil. [13]
Una bateria d'automòbil és un exemple d'una bateria de cel·la humida, amb sis cel·les. Cada cèl·lula d'una bateria d'emmagatzematge de plom consisteix en plaques alternatives fetes d'una quadrÃcula d'aliatge de plom plena de plom d'esponja (plaques de cà tode) o recoberta amb diòxid de plom (à node). [14] Cada cèl·lula està plena d'una solució d'à cid sulfúric, que és l'electròlit. Inicialment, les cèl·lules tenien una tapa de farciment, a través de la qual es podia veure el nivell d'electròlit i que permetia afegir aigua a la cèl·lula. La tapa de farciment tenia un petit forat de ventilació que permetia que el gas d'hidrogen generat durant la cà rrega s'escapés de la cèl·lula.
Les cèl·lules estan connectades per corretges curtes i pesades des de les plaques positives d'una cèl·lula fins a les plaques negatives de la cèl·lula adjacent. Un parell de terminals pesats, xapats amb plom per resistir la corrosió, es munten a la part superior, de vegades al costat, de la bateria. Les primeres bateries automà tiques utilitzaven estoigs de cautxú dur i separadors de plaques de fusta. Les unitats modernes utilitzen estoigs de plà stic i là mines teixides per evitar que les plaques d'una cèl·lula es toquin i curtcircuitin.
En el passat, les bateries automà tiques requerien una inspecció i manteniment regulars per reemplaçar l'aigua que es descomponia durant el funcionament de la bateria. Les bateries de "baix manteniment" (de vegades anomenades "manteniment zero") utilitzen un aliatge diferent per als elements de la placa, reduint la quantitat d'aigua descomposta a la cà rrega. Una bateria moderna pot no requerir aigua addicional durant la seva vida útil; alguns tipus eliminen els taps de farciment individuals per a cada cèl·lula. Una debilitat d'aquestes bateries és que són molt intolerants a la descà rrega profunda, com quan la bateria del cotxe es drena completament deixant els llums encesos. Això recobreix els elèctrodes de placa de plom amb dipòsits de sulfat de plom i pot reduir la vida útil de la bateria en un terç o més.
Les bateries VRLA, també conegudes com a estora de vidre absorbit (AGM), són més tolerants a la descà rrega profunda, però són més cares. [15] Les bateries VRLA no permeten l'addició d'aigua a la cèl·lula. Les cèl·lules tenen una và lvula d'alliberament automà tic de pressió, per protegir el cas de la ruptura en una sobrecà rrega severa o una fallada interna. Una bateria VRLA no pot vessar el seu electròlit, cosa que la fa particularment útil en vehicles com les motocicletes.
Les bateries estan formades tÃpicament per sis cel·les galvà niques en un circuit de sèrie. Cada cel·la proporciona 2,1 volts per a un total de 12,6 volts a tota la cà rrega. [16] Durant la descà rrega, al terminal negatiu (plom) una reacció quÃmica allibera electrons al circuit extern, i al terminal positiu (òxid de plom) una altra reacció quÃmica absorbeix electrons del circuit extern. Això impulsa els electrons a través del cable de circuit extern (un conductor elèctric) per produir un corrent elèctric (electricitat). A mesura que la bateria es descarrega, l'à cid de l'electròlit reacciona amb els materials de les plaques, canviant la seva superfÃcie per sulfat de plom. Quan la bateria es recarrega, la reacció quÃmica s'inverteix: el sulfat de plom es reforma en diòxid de plom. Amb les plaques restaurades al seu estat original, el procés es pot repetir.
Alguns vehicles utilitzen altres bateries d'arrencada. Per estalviar pes, el Porsche 911 GT3 RS 2010 té com a opció una bateria d'ions de liti; [17] A partir de 2018, tots els hÃbrids convencionals de Kia Niro també en tenen un. [18] Els vehicles pesats poden tenir dues bateries en sèrie per a un sistema de 24 V o poden tenir grups paral·lels en sèrie de bateries que subministren 24 V.[19]
Les bateries s'agrupen per mida fÃsica, tipus i col·locació dels terminals, i estil de muntatge. [15]
Ampere hours (Ah o A·h) és una unitat relacionada amb la capacitat d'emmagatzematge d'energia de la bateria. Aquesta qualificació és requerida per la llei a Europa.
La qualificació de l'hora d'ampere es defineix generalment com el producte de (el corrent que una bateria pot proporcionar durant 20 hores a una velocitat constant, a 26,6 °C), mentre que la tensió baixa a un tall de 10,5 volts) per 20 hores. En teoria, a 80 graus F, una bateria de 100 Ah hauria de ser capaç de proporcionar contÃnuament 5 amplificadors durant 20 hores mantenint un voltatge d'almenys 10,5 volts. És important adonar-se que la relació entre la capacitat Ah i la taxa de descà rrega no és lineal; a mesura que augmenta la taxa d'alta, la capacitat disminueix. Una bateria amb una qualificació de 100Ah generalment no serà capaç de mantenir un voltatge superior a 10,5 volts durant 10 hores mentre es descarrega a un ritme constant de 10 ampers. La capacitat també disminueix amb la temperatura.
La capacitat d'una bateria per mantenir una cà rrega elèctrica mÃnima; es defineix com el temps (en minuts) que una bateria de plom-à cid a 27 °C lliurarà contÃnuament 25 amperes abans que el seu voltatge baixi per sota dels 10,5 volts. [Cal citació]
La mida del grup Battery Council International (BCI) especifica les dimensions fÃsiques d'una bateria, com ara la longitud, l'amplada i l'alçada. Aquests grups són determinats per l'organització. [23][24]
L'excés de calor és la principal causa de fallades de la bateria, com quan l'electròlit s'evapora a causa de les altes temperatures, disminuint la superfÃcie efectiva de les plaques exposades a l'electròlit, i donant lloc a sulfat. Les taxes de corrosió de la xarxa augmenten amb la temperatura. [25][26] També les baixes temperatures poden provocar una fallada de la bateria. [27]
Si la bateria es descarrega fins al punt que no pot engegar el motor, el motor es pot iniciar a través d'una font externa d'energia. Un cop en funcionament, el motor pot recarregar la bateria, si l'alternador i el sistema de cà rrega no estan danyats. [28]
La corrosió en els terminals de la bateria pot evitar que un cotxe s'iniciï a causa de la resistència elèctrica, que es pot prevenir mitjançant l'aplicació adequada de greix dielèctric. [29][30]
La sulfatació és quan els elèctrodes es revestiran amb una capa dura de sulfat de plom, que debilita la bateria. La sulfatació pot ocórrer quan la bateria no està completament carregada i roman descarregada. Les bateries sulfatades s'han de carregar lentament per evitar danys. [32]
Les bateries SLI (arrencada, il·luminació i encesa) no estan dissenyades per a la descà rrega profunda, i la seva vida es redueix quan se sotmet a això. [33]
Les bateries inicials tenen plaques dissenyades per augmentar la superfÃcie i, per tant, una alta capacitat de corrent instantani, mentre que els tipus de cicle marà (hÃbrid) i profund tindran plaques més gruixudes i més espai a la part inferior de les plaques per al material de placa gastat per reunir-se abans d'escurçar la cel·la.
Les bateries dels cotxes que utilitzen plaques antimoni de plom requereixen un topping regular amb aigua pura per reemplaçar l'aigua perduda a causa de l'electròlisi i l'evaporació. En canviar l'element d'aliatge a calci, els dissenys més recents han reduït la taxa de pèrdua d'aigua. Les bateries modernes dels cotxes han reduït els requisits de manteniment i poden no proporcionar taps per a l'addició d'aigua a les cèl·lules. Aquestes bateries inclouen electròlit addicional per sobre de les plaques per permetre pèrdues durant la durada de la bateria.
Alguns fabricants de bateries inclouen un hidròmetre incorporat per mostrar l'estat de cà rrega de la bateria.
El mecanisme principal de desgast és el desemmascarament de material actiu de les plaques de la bateria, que s'acumula a la part inferior de les cèl·lules i que eventualment pot curtcircuitar les plaques. Això es pot reduir substancialment tancant un conjunt de plaques en bosses separador de plà stic, fetes d'un material permeable. Això permet que l'electròlit i els ions passin, però impedeix que els fangs s'acumulin des de la unió de les plaques. Els fangs consisteixen en gran mesura en sulfat de plom, que es produeix en ambdós elèctrodes.
El reciclatge de bateries d'automòbils redueix la necessitat de recursos necessaris per a la fabricació de noves bateries, desvia el plom tòxic dels abocadors i evita el risc d'eliminació inadequada. Una vegada que una bateria de plom-à cid deixa de contenir una cà rrega, es considera una bateria de plom-à cid (ULAB) usada, que es classifica com a residu perillós segons el Conveni de Basilea. La bateria de 12 volts és el producte més reciclat del món, segons l'Agència de Protecció Ambiental dels Estats Units. Només als Estats Units, es substitueixen uns 100 milions de bateries d'automòbils a l'any, i el 99% d'elles es converteixen en reciclades. No obstant això, el reciclatge es pot fer incorrectament en entorns no regulats. Com a part del comerç mundial de residus, els ULABs s'envien des dels països industrialitzats als països en desenvolupament per al desmuntatge i la recuperació dels continguts. Es pot recuperar el 97% del plom. Pure Earth estima que més de 12 milions de persones del Tercer Món es veuen afectades per la contaminació per plom del processament de ULAB. [35]
(Text complet a través del Projecte Gutenberg.