Herkömmliche Blei-Säure-Autobatterien werden heutzutage angesichts der Begeisterung für Lithium-Ionen-Elektrofahrzeuge möglicherweise übersehen Batterien, aber diese kleinen Kerlchen sind unschätzbare Wunderwerke der Technik, die dazu beigetragen haben, Fahrzeuge anzutreiben Jahrzehnte.
Ohne die komplexen chemischen Reaktionen in der 12-Volt-Batterie Ihres Fahrzeugs könnten Sie Ihr Auto nicht einmal einschalten oder Ihre elektrischen Fensterheber noch weniger herunterfahren. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie Ihre Autobatterie auf geniale Weise funktioniert und wie sie mit der Lichtmaschine des Autos zusammenarbeitet, um Ihr Auto zu einem besseren Ort zum Verweilen zu machen.
Wie funktioniert eine 12-V-Autobatterie?
Die Autobatterie arbeitet mit chemischen Reaktionen. Im einfachsten Fall überträgt es Elektronen zwischen der Anode (Minuspol) dorthin, wo sie eigentlich sein wollen: der Kathode (Pluspol). Zum Beispiel hat die Bleisäurebatterie, die die meisten Fahrzeuge verwenden, ihren Namen von der Tatsache, dass sie Platten aus Bleidioxid (und reinem Blei) verwendet, die in eine Mischung aus Wasser und Schwefelsäure getaucht sind.
Diese Batterien haben tatsächlich sechs Zellen, die jeweils etwa 2 V erzeugen, weshalb Autobatterien allgemein als 12-V-Batterien bezeichnet werden, obwohl sie nicht genau 12 V haben. Diese sechs Zellen bestehen jeweils aus Bleidioxidplatten (positive Kathode) und Bleiplatten (negative Anode), die getaucht sind in der Schwefelsäure / Wasser-Mischung, um chemische Reaktionen zu erzeugen, die schließlich zur Freisetzung der Batterie beitragen Elektrizität.
Denken Sie daran, dass die Batterie aus sechs Zellen besteht und jede einzelne mehrere Platten hat. Aber im Kern dieses Prozesses ist die Wechselwirkung zwischen den positiven und negativen Anschlüssen. Wenn das Bleidioxid der Kathode mit dem Sulfat in der sauren Mischung wechselwirkt, werden Sauerstoffionen in die Mischung freigesetzt, wo sie mit dem Wasserstoff wechselwirken, um Wasser zu erzeugen. Währenddessen reagiert Sulfat auf der negativen Seite mit dem Blei in der Anode, wodurch eine Bleisulfatschicht in der Anode entsteht und Elektronen freigesetzt werden.
Diese Elektronen sammeln sich am Minuspol an und wollen definitiv nicht dort sein, aber sie können nicht durch den Minuspol wandern Elektrolytlösung, so dass sie durch den Minuspol und durch einen Stromkreis geleitet werden, bis sie schließlich den Pluspol erreichen Terminal. Dies ist das Kernprinzip der Funktionalität der Autobatterie, da jedes andere Zusatzgerät in Ihrem Fahrzeug an diesen Stromkreis angeschlossen wird.
Aber das funktioniert nur, wenn das Auto ausgeschaltet ist; Ansonsten versorgt die Lichtmaschine die Elektronik Ihres Fahrzeugs. Die Batterie befindet sich im Wesentlichen in Ihrem Auto, um den Anlasser mit Strom zu versorgen, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist, aber sobald der Anlasser den Motor zum Leben erweckt, übernimmt die Lichtmaschine. Auch die Lichtmaschine lädt die Batterie durch eine Umkehrung der Prozesse, die zu ihrer Entladung geführt haben.
Was macht eine Lichtmaschine?
Wie bereits erwähnt, erledigt die Lichtmaschine im Grunde die Arbeit, von der die Leute denken, dass sie die Batterie ständig erledigt. Denken Sie daran, dass sich die Batterie schnell entladen würde, wenn sie alle Ihre Fenster und Ihr Radio und im Grunde alle anderen elektronischen Geräte in Ihrem Fahrzeug mit Strom versorgen müsste. Die Lösung dafür ist also ziemlich genial.
Ingenieure haben einen Wechselstromgenerator in Ihr Fahrzeug eingebaut, der vom Motor anstelle der Batterie angetrieben wird. Es produziert genug Strom, um alle elektrischen Bits Ihres Fahrzeugs mit Strom zu versorgen. Das Tolle an der Lichtmaschine ist, dass sie auch die Batterie auflädt, während der Motor des Fahrzeugs läuft eingeschaltet, da die Batterie nach dem Ankurbeln eine ziemlich starke Erschöpfung erfährt Motor.
Das einzige Problem mit der Lichtmaschine ist, dass sie Wechselstrom erzeugt, der in Gleichstrom umgewandelt werden muss. Um dieses Problem zu lösen, wird der Wechselstrom über einen Gleichrichter verarbeitet, wodurch die Lichtmaschine den erforderlichen Gleichstrom abpumpen kann.
Wenn eine Lichtmaschine schlecht wird, werden Sie überall Anzeichen dafür bemerken. Zum Beispiel funktioniert die Elektronik Ihres Fahrzeugs nicht richtig und Ihre Lichter könnten plötzlich dunkler werden. Unter diesen Bedingungen kann Ihr Fahrzeug anfangen, eine Reihe von Codes zu werfen, und selbst wenn Sie es an einen anschließen OBD2-App, wird es wahrscheinlich nicht erkennen, dass das Problem tatsächlich die Lichtmaschine oder Batterie ist.
Schlimmer noch, viele Fahrzeuge verwenden fortschrittliche Module, die so kalibriert sind, dass sie mit sehr geringen Toleranzen arbeiten. Wenn Ihre Lichtmaschine oder Batterie ausfällt, kann das gesamte Auto anfangen, sich unregelmäßig zu verhalten und Codes zu werfen, die nichts mit dem eigentlichen Problem zu tun haben: der ausgefallenen Batterie oder Lichtmaschine.
Ist eine Autobatterie dasselbe wie eine EV-Batterie?
Nein, sie sind nicht mit der Batterie in Ihrem Elektrofahrzeug identisch. Blei-Säure-Batterien unterscheiden sich erheblich von den in Ihrem Elektrofahrzeug vorhandenen Lithium-Ionen-Batterien. Das Wichtigste zuerst, wie Sie bereits erfahren haben, besteht die Zusammensetzung von Blei-Säure-Batterien hauptsächlich aus Blei und einer Wasser-Schwefelsäure-Mischung. Auf der anderen Seite bestehen Lithium-Ionen-Batterien aus Materialien wie Lithium, Kobalt und Graphit.
Darüber hinaus haben Lithium-Ionen-Batterien eine überlegene Energiedichte als Blei-Säure-Batterien, was besonders ideal ist leistungsstarke Elektrofahrzeuge und Elektronik, wo Platz- und Gewichtserwägungen äußerst wichtig sind.
Blei-Säure-Batterien leiden auch unter schlechteren Lebenszyklen im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien. Das bedeutet, dass Sie eine Lithium-Ionen-Batterie um ein Vielfaches mehr auf- und entladen können als eine Blei-Säure-Batterie. Dies ist natürlich ein großes Plus für den Einsatz in Elektrofahrzeugen, wo die Batterie die wichtigste und teuerste Komponente darstellt und ein unterdurchschnittlicher Lebenszyklus sie unbrauchbar machen würde. Blei-Säure-Batterien müssen auch regelmäßig gewartet werden, um sie am Laufen zu halten, während Lithium-Ionen-Batterien während ihrer Lebensdauer relativ wartungsfrei sind.
Es ist leicht einzusehen, warum Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen gegenüber herkömmlichen Blei-Säure-Batterien verwendet werden. Wenn Elektrofahrzeuge Blei-Säure-Batterien verwenden würden, wären sie wahnsinnig schwer und hätten keinen Strom.
Blei-Säure-Batterien haben immer noch ihren Platz
Ungeachtet der mit Blei-Säure-Batterien verbundenen Nachteile haben sie ihren Platz in der Automobillandschaft. Ihre relativ günstigen Kosten im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien sorgen dafür, dass sie es auch weiterhin sein werden Wird in benzinbetriebenen Fahrzeugen und anderen Anwendungen verwendet, bei denen die Anschaffungskosten eine wichtige Rolle spielen Faktor.
Diese Batterien treiben seit vielen Jahren Fahrzeuge an, und obwohl die Lithium-Ionen-Technologie das glänzende Neue ist, werden Blei-Säure-Batterien immer ihren Platz in der Automobilgeschichte haben.