Batería en un automóvil: ¿qué es?

Algunos sistemas de vehículos requieren voltaje para funcionar. Algunos utilizan solo una pequeña parte de la energía, por ejemplo, exclusivamente para el funcionamiento de un sensor. Otros sistemas son complejos y no pueden funcionar sin electricidad.

Por ejemplo, para arrancar el motor antes, los conductores usaban una perilla especial. Se insertó en el orificio destinado a él y, con la ayuda de la fuerza física, se hizo girar el cigüeñal del motor. No puede utilizar este sistema en máquinas modernas. En lugar de este método, se conecta un motor de arranque al volante. Este elemento usa corriente para hacer girar el volante.

Para proporcionar electricidad a todos los sistemas de automóviles, los fabricantes proporcionaron el uso de batería. Ya hemos considerado cómo cuidar este elemento. en una de las reseñas anteriores... Ahora hablemos de los tipos de baterías recargables.

Que es la bateria

Primero entendamos la terminología. La batería de un automóvil es una fuente de corriente constante para la red eléctrica de un automóvil. Es capaz de almacenar electricidad mientras el motor está funcionando (se utiliza un generador para este proceso).

Es un dispositivo recargable. Si se descarga hasta tal punto que el automóvil no se puede arrancar, la batería se retira y se conecta a un cargador, que funciona con una fuente de alimentación doméstica. Se describen otras formas de arrancar el motor cuando la batería está colocada aquí.

Dependiendo del modelo de vehículo, la batería se puede instalar en el compartimiento del motor, debajo del piso, en un nicho separado fuera del automóvil o en el maletero.

Dispositivo de batería

Una batería recargable consta de varias celdas (llamadas banco de baterías). Cada celda tiene placas. Cada platino tiene una carga positiva o negativa. Hay un separador especial entre ellos. Evita cortocircuitos entre las placas.

Para aumentar el área de contacto del electrolito, cada placa tiene la forma de una rejilla. Está hecho de plomo. Se presiona una sustancia activa en la red, que tiene una estructura porosa (esto aumenta el área de contacto de la placa).

La placa positiva está compuesta de plomo y ácido sulfúrico. El sulfato de bario está incluido en la estructura de la placa negativa. Durante el proceso de carga, la sustancia de la placa del polo positivo cambia su composición química y se convierte en dióxido de plomo. La placa del polo negativo se convierte en una placa de plomo ordinaria. Cuando se desconecta el cargador, la estructura de la placa vuelve a su posición original y cambia su composición química.

Se vierte un electrolito en cada frasco. Es una sustancia líquida que contiene ácido y agua. El líquido provoca una reacción química entre las placas, a partir de la cual se genera una corriente.

Todas las celdas de la batería están alojadas en una carcasa. Está hecho de un tipo especial de plástico que es resistente a la exposición constante a un ambiente ácido activo.

El principio de funcionamiento de la batería de almacenamiento (acumulador).

La batería de un automóvil utiliza el movimiento de partículas cargadas para generar electricidad. En la batería tienen lugar dos procesos diferentes, por lo que la fuente de alimentación se puede utilizar durante mucho tiempo:

• Batería baja. En este punto, la sustancia activa oxida la placa (ánodo), lo que conduce a la liberación de electrones. Estas partículas se dirigen a la segunda placa: el cátodo. Como resultado de una reacción química, se libera electricidad;
• Bateria cargada. En esta etapa, tiene lugar el proceso opuesto: los electrones se convierten en protones y la sustancia los transfiere de regreso, del cátodo al ánodo. Como resultado, las placas se restauran, de modo que es posible el proceso de descarga posterior.

Tipos y tipos de baterías

Hay una amplia variedad de baterías en estos días. Se diferencian entre sí en el material de las placas y la composición del electrolito. Los tipos tradicionales de plomo-ácido se utilizan en automóviles, pero ya existen casos frecuentes de aplicación de tecnologías avanzadas. Estas son algunas de las características de este y otros tipos de baterías.

Tradicional ("antimonio")

Batería de plomo-ácido, cuyas placas contienen un 5 por ciento o más de antimonio. Esta sustancia se agregó a la composición de los electrodos para aumentar su resistencia. La electrólisis en tales fuentes de alimentación es la más temprana. En este caso, se libera una cantidad suficiente de energía, pero las placas se destruyen rápidamente (el proceso comienza ya a 12 V).

La principal desventaja de tales baterías es la gran liberación de oxígeno e hidrógeno (burbujas de aire), que hace que el agua de las latas se evapore. Por esta razón, todas las baterías de antimonio se pueden reparar; al menos una vez al mes, debe verificar el nivel y la densidad del electrolito. El mantenimiento incluye la adición de agua destilada, si es necesario, para que las placas no queden expuestas.

Estas baterías ya no se utilizan en los automóviles para facilitar al conductor el mantenimiento del automóvil. Los análogos con bajo contenido de antimonio han reemplazado tales baterías.

Antimonio bajo

La cantidad de antimonio en la composición de las placas se minimiza para ralentizar el proceso de evaporación del agua. Otro punto positivo es que la batería no se descarga tan rápidamente como resultado del almacenamiento. Tales modificaciones se clasifican como tipos de bajo mantenimiento o sin mantenimiento.

Esto significa que el propietario del automóvil no necesita verificar la densidad del electrolito y su volumen todos los meses. Aunque no se pueden llamar completamente libres de mantenimiento, ya que el agua en ellos hierve de todos modos y el volumen debe reponerse.

La ventaja de tales baterías es su sencillez en cuanto al consumo de energía. En la red de automóviles, pueden ocurrir subidas y bajadas de voltaje, pero esto no afecta negativamente a la fuente de alimentación, como es el caso de un análogo de calcio o gel.

Por este motivo, estas baterías son las más adecuadas para coches domésticos que no pueden presumir de contar con equipos con un consumo energético estable. También son adecuados para automovilistas con ingresos medios.

Calcio

Ésta es una modificación de una batería baja en antimonio. Solo que en lugar de contener antimonio, se agrega calcio a las placas. Además, este material forma parte de los electrodos de ambos polos. Ca / Ca se indica en la etiqueta de dicha batería. Para reducir la resistencia interna, la superficie de las placas activas a veces se recubre con plata (una fracción extremadamente pequeña del contenido).

La adición de calcio redujo aún más la formación de gases durante el funcionamiento de la batería. La densidad y el volumen del electrolito en tales modificaciones durante todo el período de funcionamiento no necesitan verificarse en absoluto, por lo que se denominan libres de mantenimiento.

Este tipo de fuente de alimentación es un 70 por ciento menos (en comparación con la modificación anterior) sujeto a autodescarga. Gracias a esto, se pueden almacenar durante mucho tiempo, por ejemplo, durante el almacenamiento invernal de equipos.

Otra ventaja es que no tienen tanto miedo a la sobrecarga, ya que la electrólisis en ellos ya no comienza a las 12, sino a los 16 V.

A pesar de muchos aspectos positivos, las baterías de calcio tienen varias desventajas importantes:

• El consumo de energía cae si se descarga completamente un par de veces y luego se recarga desde cero. Además, este parámetro disminuye tanto que la batería requiere reemplazo, ya que su capacidad no es suficiente para el funcionamiento normal de los equipos conectados a la red del automóvil;
• La mayor calidad del producto requiere una tarifa más alta, lo que lo hace inaccesible para los usuarios con un ingreso material promedio;
• El principal campo de aplicación son los automóviles extranjeros, ya que su equipamiento es más estable en términos de consumo de energía (por ejemplo, las luces laterales en muchos casos se apagan automáticamente, incluso si el conductor accidentalmente olvidó apagarlas, lo que a menudo conduce a una descarga completa de la batería);
• El funcionamiento de la batería requiere más atención, pero con el cuidado adecuado del vehículo (uso de equipo de alta calidad y atención a la descarga completa), esta batería durará mucho más que su contraparte baja en antimonio.

Híbrido

Estas baterías están etiquetadas como Ca +. Las placas son híbridas en esta modificación. El positivo puede incluir antimonio y el negativo puede incluir calcio. En términos de eficiencia, estas baterías son inferiores a las de calcio, pero el agua se evapora mucho menos en ellas que en las de bajo contenido de antimonio.

Tales baterías no sufren tanto por una descarga completa y no temen la sobrecarga. Una excelente opción si la opción de presupuesto no es técnicamente satisfactoria y no hay suficiente dinero para un análogo de calcio.

Gel, AGM

Estas baterías usan un electrolito en gel. El motivo de la creación de tales baterías fue dos factores:

• El electrolito líquido de las baterías convencionales se escapará rápidamente cuando se despresurice la carcasa. Esto no solo está plagado de daños a la propiedad (la carrocería del automóvil se deteriorará rápidamente), sino que también puede causar daños graves a la salud humana mientras el conductor intenta hacer algo;
• Después de un tiempo, las placas, debido a una operación descuidada, son capaces de colapsar (derramarse).

Estos problemas se eliminaron utilizando un electrolito gelificado.

En las modificaciones de AGM, se agrega un material poroso al dispositivo, que mantiene el gel cerca de las placas, evitando la formación de pequeñas burbujas en sus inmediaciones.

Las ventajas de tales baterías son:

• No temen inclinarse: para los modelos con electrolito líquido, esto no se puede lograr, ya que durante su funcionamiento, todavía se forma aire en la caja, que, cuando se gira, expone las placas;
• Se permite el almacenamiento a largo plazo de una batería cargada, ya que tienen el umbral de autodescarga más bajo;
• Durante todo el ciclo entre cargas, produce una corriente estable;
• No temen la descarga completa: la capacidad de la batería no se pierde al mismo tiempo;
• La vida útil de dichos elementos alcanza los diez años.

Además de las ventajas, estas baterías de automóvil tienen una serie de grandes inconvenientes que desconciertan a la mayoría de los usuarios que desean instalarlas en su automóvil:

• Muy caprichoso de cargar: esto requiere el uso de cargadores especiales que brinden una corriente de carga baja y estable;
• No se permite la carga rápida;
• En climas fríos, la eficiencia de la batería cae drásticamente, ya que el gel disminuye sus propiedades conductoras cuando se enfría;
• El automóvil debe tener un generador estable, por lo que tales modificaciones se utilizan en automóviles de lujo;
• Precio muy alto.

Alcalino

Las baterías de automóvil se pueden llenar no solo con electrolitos ácidos sino también alcalinos. En lugar de plomo, las placas en tales modificaciones están hechas de níquel y cadmio o níquel y hierro. El hidróxido de potasio se utiliza como conductor activo.

No es necesario reponer el electrolito en tales baterías, ya que no se evapora durante el funcionamiento. En comparación con las contrapartes ácidas, estos tipos de baterías tienen las siguientes ventajas:

• Sin miedo a la descarga excesiva;
• La batería se puede almacenar en un estado descargado y no perderá sus propiedades;
• La recarga no es fundamental para ellos;
• Más estable a bajas temperaturas;
• Menos susceptible a la autodescarga;
• No emiten vapores corrosivos nocivos, lo que les permite cargarse en un área residencial;
• Almacenan más energía.

Antes de comprar dicha modificación, el propietario del automóvil debe determinar si está listo para hacer tales compromisos:

• Una batería alcalina produce menos voltaje, por lo que se necesitan más latas que una contraparte de ácido. Naturalmente, esto afectará las dimensiones de la batería, que proporcionaría la energía necesaria a una red de a bordo específica;
• Precio alto;
• Más adecuado para la tracción que las funciones de arranque.

Li-ion

Las más avanzadas en este momento son las opciones de iones de litio. Hasta el final, esta tecnología aún no se ha completado: la composición de las placas activas cambia constantemente, pero la sustancia con la que se llevan a cabo los experimentos son los iones de litio.

Las razones de estos cambios son una mayor seguridad operativa (por ejemplo, el metal de litio resultó ser explosivo), así como una disminución de la toxicidad (las modificaciones con la reacción del manganeso y el óxido de litio tenían un alto grado de toxicidad, por lo que los vehículos eléctricos en tales elementos no podrían llamarse "verdes" transporte).

Estas baterías están diseñadas para ser lo más estables y seguras posible para su eliminación. Las ventajas de esta innovación incluyen:

• Mayor capacidad en comparación con baterías de idéntico tamaño;
• Voltaje más alto (un banco puede suministrar 4 V, que es el doble que el del analógico "clásico");
• Menos susceptible a la autodescarga.

A pesar de estas ventajas, tales baterías aún no pueden competir con otros análogos. Hay varias razones para esto:

• Funcionan mal en el frío (a temperaturas negativas se descarga muy rápidamente);
• Muy pocos ciclos de carga / descarga (hasta quinientos);
• El almacenamiento de la batería conduce a una pérdida de capacidad: en dos años disminuirá en un 20 por ciento;
• Tienen miedo de la descarga completa;
• Emite una potencia débil para que pueda usarse como elemento de arranque: el equipo funcionará durante mucho tiempo, pero no hay suficiente energía para arrancar el motor.

Hay otro desarrollo que quieren implementar en los vehículos eléctricos: un supercondensador. Por cierto, ya se han creado coches que funcionan con este tipo de batería, sin embargo, también tienen muchos inconvenientes que les impiden competir con baterías más dañinas y peligrosas. Se describe tal desarrollo y un vehículo eléctrico propulsado por esta fuente de energía. en otra reseña.

Duración de la batería

Aunque hasta la fecha se están realizando investigaciones para mejorar la eficiencia y la seguridad de las baterías para la red a bordo de un automóvil, hasta ahora las más populares son las opciones ácidas.

Los siguientes factores afectan la duración de la batería:

• Temperatura a la que funciona la fuente de alimentación;
• Dispositivo de batería;
• Rendimiento y eficiencia del generador;
• Fijación de batería;
• Modo de conducción;
• Consumo de energía cuando el equipo está apagado.

El almacenamiento adecuado de una batería que no está en uso se describe en aquí.

La mayoría de las baterías de ácido tienen una vida útil pequeña; las de mayor calidad, incluso si se observan todas las reglas de funcionamiento, funcionarán de cinco a siete años. La mayoría de las veces se trata de modelos desatendidos. Son reconocidos por el nombre de la marca: los fabricantes conocidos no estropean su reputación con productos de baja calidad. Además, dicho producto tendrá un período de garantía prolongado, al menos dos años.

La opción de presupuesto tendrá una duración de tres años y la garantía para ellos no superará los 12 meses. No debe apresurarse a esta opción, ya que es imposible crear las condiciones ideales para el funcionamiento de la batería.

Aunque es imposible determinar el recurso de trabajo durante años, este es el mismo que en el caso de los neumáticos de automóvil, que se describe en otro articulo... Una batería promedio debe soportar 4 ciclos de carga / descarga.

En este video se describen más detalles sobre la vida útil de la batería:

¿Cuánto dura una batería de auto?

Preguntas y respuestas

¿Qué significa batería? Acumulador - batería de almacenamiento. Este es un dispositivo que genera de forma independiente la electricidad necesaria para el funcionamiento autónomo de los aparatos eléctricos en un automóvil.

¿Qué hace la batería? Cuando se carga, la electricidad inicia un proceso químico. Cuando la batería no se está cargando, se activa un proceso químico para generar electricidad.