Tradisjonelle blysyre-bilbatterier kan bli oversett i dag med vanviddet over litium-ion EV batterier, men disse små gutta er uvurderlige underverk av ingeniørkunst som har hjulpet med å drive kjøretøyer tiår.
Uten de komplekse kjemiske reaksjonene inne i kjøretøyets 12V-batteri, ville du ikke engang vært i stand til å slå på bilen eller langt mindre skru ned de elektriske vinduene. Les videre for å utforske de geniale måtene bilbatteriet ditt fungerer på og hvordan det slår seg sammen med bilens dynamo for å gjøre bilen til et bedre sted å tilbringe tid.
Hvordan fungerer et 12V bilbatteri?
Bilbatteriet jobber med kjemiske reaksjoner. På sitt mest grunnleggende overfører den elektroner mellom anoden (negativ terminal) til der de faktisk ønsker å være: katoden (positiv terminal). For eksempel har blybatteriet de fleste biler bruker fått navnet sitt fra det faktum at det bruker blydioksid (og rent bly) plater dyppet i en blanding av vann og svovelsyre.
Disse batteriene har faktisk seks celler som produserer rundt 2V hver, og det er derfor bilbatterier ofte refereres til som 12V-batterier, selv om de ikke akkurat er 12V. Disse seks cellene består hver av blydioksidplater (positiv katode) og blyplater (negativ anode) som er dyppet i svovelsyre/vann-blandingen for å skape kjemiske reaksjoner som til slutt vil hjelpe batteriet frigjøres elektrisitet.
Husk at batteriet består av seks celler, og hver av dem har forskjellige plater. Men i kjernen av denne prosessen er samspillet mellom de positive og negative terminalene. Når blydioksidet til katoden interagerer med sulfatet i den sure blandingen, frigjøres oksygenioner i blandingen hvor de samhandler med hydrogenet for å produsere vann. I mellomtiden, på den negative siden, reagerer sulfat med blyet i anoden, og skaper et blysulfatlag i anoden og frigjør elektroner.
Disse elektronene akkumuleres i den negative terminalen og vil definitivt ikke være der, men de kan ikke reise gjennom elektrolyttløsning, slik at de blir ført ut gjennom den negative terminalen og gjennom en krets til de til slutt når den positive terminal. Dette er kjerneprinsippet for funksjonaliteten til bilbatteriet, ettersom alle andre hjelpeenheter i kjøretøyet ditt kobles til denne kretsen.
Men dette fungerer bare mens bilen er av; ellers, det som faktisk driver kjøretøyets elektronikk er dynamoen. Batteriet er i hovedsak i bilen din for å drive starteren når kjøretøyet er av, men når starteren brøler motoren til liv, tar dynamoen over. Generatoren lader også batteriet gjennom en reversering av prosessene som førte til utlading.
Hva gjør en dynamo?
Som tidligere nevnt, gjør dynamoen i bunn og grunn jobben folk skulle tro at batteriet hele tiden gjør. Husk at batteriet raskt ville tømmes av seg selv hvis det måtte drive alle vinduene og radioen og i utgangspunktet alle andre elektroniske enheter i kjøretøyet. Så løsningen på dette er ganske genial.
Ingeniører installerte en vekselstrømgenerator i kjøretøyet ditt drevet av motoren i stedet for batteriet. Den produserer nok strøm til å drive alle kjøretøyets elektriske biter. Det fine med dynamoen er at den også lader opp batteriet mens kjøretøyets motor er på fordi batteriet opplever ganske kraftig uttømming etter å ha gjort jobben sin med å skru på motor.
Det eneste problemet med dynamoen er at den produserer vekselstrøm, som må konverteres til likestrøm. For å løse dette problemet behandles vekselstrømmen via en likeretter, som lar dynamoen pumpe ut nødvendig likestrøm.
Når en dynamo går dårlig, vil du begynne å legge merke til tegn på dette over alt. For eksempel vil ikke kjøretøyets elektronikk fungere som den skal, og lysene kan plutselig dimmes. Under disse forholdene kan kjøretøyet ditt begynne å kaste en haug med koder, og selv om du kobler det til en OBD2 app, vil den sannsynligvis ikke identifisere at problemet faktisk er dynamoen eller batteriet.
Enda verre, mange kjøretøy bruker avanserte moduler som er kalibrert for å fungere med svært små toleranser. Hvis dynamoen eller batteriet svikter, kan hele bilen begynne å opptre uberegnelig og kaste koder som ikke er relatert til det faktiske problemet: det defekte batteriet eller dynamoen.
Er et bilbatteri det samme som et EV-batteri?
Nei, de er ikke det samme som batteriet i elbilen din. Blybatterier er betydelig forskjellig fra litium-ion-batteriene som finnes i elbilen din. Først og fremst, som du allerede har lært, består sammensetningen av blybatterier for det meste av bly og en blanding av vann og svovelsyre. På den annen side består litium-ion-batterier av materialer som litium, kobolt og grafitt.
Ikke bare dette, men litium-ion-batterier har en overlegen energitetthet enn blybatterier, noe som er spesielt ideelt i ytelse elbiler og elektronikk, hvor plass- og vekthensyn er ekstremt viktige.
Blybatterier lider også av dårligere livssykluser sammenlignet med litium-ion-batterier. Hva dette betyr er at du kan lade opp og utlade et litiumionbatteri mange ganger mer enn et blybatteri. Dette er åpenbart et stort pluss for bruk i elbiler, der batteriet består av den viktigste og mest kostbare komponenten, og en undermåls livssyklus ville gjøre det ubrukelig. Blybatterier krever også regelmessig vedlikehold for å holde dem i gang, mens litiumionbatterier er relativt vedlikeholdsfrie i løpet av levetiden.
Det er lett å se hvorfor litium-ion-batterier brukes i elbiler fremfor tradisjonelle blybatterier. Hvis elektriske kjøretøy brukte blybatterier, ville de vært sinnsykt tunge og mangle strøm.
Blybatterier har fortsatt sin plass
Uavhengig av ulempene forbundet med blybatterier, har de sin plass i billandskapet. Deres relativt billige pris sammenlignet med litium-ion-batterier sikrer at de vil fortsette å være det brukes i bensindrevne kjøretøy og andre applikasjoner der forhåndskostnaden er viktig faktor.
Disse batteriene har drevet kjøretøy i mange år, og selv om litium-ion-teknologi er det skinnende nye, vil blybatterier alltid ha sin plass i bilhistorien.
