Аккумуляторная батарея - обзор: Прочее MINI Cooper S I

Назначение автомобильного аккумулятора

Батарея является основным источником электродвижущей силы (ЭДС) в автомобиле. Кроме того, батарея выполняет следующие функции

1. Обеспечивает напряжение и ток для стартерного двигателя.
2. Обеспечивает напряжение и ток для розжига при прокрутке.
3. Подает всю электроэнергию, когда система зарядки не работает.
4. Подает дополнительную мощность, необходимую, когда электрическая нагрузка автомобиля превышает питание от системы зарядки.
5. Выполняет роль стабилизатора напряжения в электрической системе. Батарея выравнивает пики напряжения и предотвращает их повреждение другими компонентами электрической системы.
6. Обеспечивает питание KL30, KL15 и KLR.

Аккумулятор не запасает электрическую энергию. Он запасает химическую энергию, которая преобразуется в электрическую по мере разряда.

Конструкция батарей

Батарея, используемая в MINI, изготовлена из пластикового корпуса, содержащего чередующиеся пластины свинца и диоксида свинца (или оксида свинца), разделенные изоляторами.

Эти чередующиеся пластины соединены последовательно для получения напряжения 12,6 вольт или около 2,1 вольт для каждого набора пластин свинца и диоксида свинца. Отрицательный вывод соединен с пластиной двуокиси свинца, а положительный вывод - с пластиной свинца.

Схема №48

Войти

Схема №49

Войти

Корпус батарей

Большинство корпусов аккумуляторов и их крышки изготовлены из полипропилена. Корпус разделен на шесть секций или ячеек, имеющих форму, подобную лотку со льдом-кубиком.

Корпус предназначен для

1. Выдерживать экстремальные температуры в горячем и холодном состоянии.
2. Противостоять повреждениям, вызванным механическим ударом в автомобильных применениях.
3. Противостоять поглощению кислоты и химическим повреждениям.

Сетки

Решетки являются поддерживающим каркасом для активного материала пластин. Они также проводят ток к пластинам из активного материала и от них.

Пластины

Плиты представляют собой решетки, покрытые пастообразной смесью Оксида свинца и Серной кислоты и воды. Для получения отрицательных пластин в пасту добавляют материал расширителя, изготовленный из порошкообразных сульфатов.

Формирующий заряд прикладывается к положительным пластинам, превращая оксид свинца в диоксид свинца, высокопористый материал, который позволяет электролиту свободно проникать в пластину.

Формирующий заряд также прикладывается к отрицательным пластинам, преобразующим оксид свинца в губчатый свинец. Губчатый вывод позволяет электролиту свободно проникать, позволяя материалу под поверхностью пластины принимать участие в химической реакции.

Сепараторы

Сепараторы представляют собой тонкие листы электроизоляционного пористого материала, используемые в качестве распорок между пластинами для предотвращения коротких замыканий внутри ячеек.

Мелкие поры в сепараторах позволяют ионному току протекать в электролите между положительной и отрицательной пластинами.

Схема №50

Войти

Схема №51

Войти

Элементы

При наиболее распространенном способе построения формируют пакет чередующихся положительных и отрицательных пластин с разделителями между каждой положительной и отрицательной пластиной. Выступы отрицательных пластин сварены вместе, как и выступы положительных пластин. Пластинчатая лента каждой группы пластин используется для соединения их последовательно с группой пластин следующего элемента или с клеммой батареи.

Узел, получающийся в результате размещения одной положительной группы пластин и одной отрицательной группы пластин вместе с сепараторами, известен как элемент. На каждый элемент батареи приходится один элемент.

Большее или большее количество пластин на элемент увеличит площадь поверхности пластины и увеличит емкость батареи, но не повлияет на выходное напряжение.

Электролит

Электролит представляет собой смесь Серной кислоты и Воды. Электролит состоит из 35% серной кислоты и 65% воды на полностью заряженной обычной батарее.

Электролит является носителем электрического тока, движущегося между положительной и отрицательной обкладками через сепараторы.

Выводные клеммы

BMW использует конический верхний терминал. В этой конструкции используются конические клеммные стойки, построенные в соответствии с промышленными стандартами, так что все кабельные зажимы подойдут к любой батарее с этими стойками.

Положительная клемма немного больше отрицательной, чтобы минимизировать опасность установки батареи в обратную сторону. Положительный вывод 17,5 мм в диаметре в верхней части. Отрицательный вывод - 15,9 мм в верхней части.

Схема №52

Войти

Типы аккумуляторов

Существует по меньшей мере три типа свинцово-кислотных аккумуляторов, которые в настоящее время используются в автомобильной промышленности.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Тремя основными факторами, влияющими на химический состав батареи, являются свинец, диоксид свинца и серная кислота. Чистый свинец слишком мягкий, чтобы выдержать физическое злоупотребление мобильными приложениями, поэтому необходим усилитель. Для упрочнения свинца добавляют около 6% сурьмы - полуметаллического элемента, получаемого в качестве побочного продукта рафинирования меди и свинцовой руды.

Сурьма, добавленная к решеткам, действует как катализатор и ухудшает потерю водорода и кислорода в результате дегазации. Эти аккумуляторы требуют частого пополнения водой.

Свинцово-кальциевый аккумулятор

Введенные в 1970-х свинцовые/кальциевые батареи имеют кальций, добавленный к положительным и отрицательным сеткам, чтобы уменьшить дегазацию. Сначала эти аккумуляторы называли «необслуживаемыми». Свинцово-кальциевые батареи не устойчивы к глубокому циклу, который происходит, когда батарея разряжается до очень низкого напряжения перед подзарядкой. Частые глубокие циклы делают эти батареи неспособными выдерживать заряд. Свинцово/кальциевые аккумуляторы необходимо заряжать при более высоких настройках напряжения, иначе они не будут перезаряжаться до полной емкости.

Гибридный аккумулятор

Гибридные батареи используют положительную сетку, усиленную сурьмой, и отрицательную сетку с

Кальций. Гибридный аккумулятор более устойчив к глубокому циклированию, чем свинцово/кальциевый, но все же не так хорош, как оригинальный свинцово-кислотный аккумулятор. В гибридной батарее значительно снижено потребление воды, хотя регулярная проверка целесообразна. У большинства автомобилей, снабжаемых гибридными аккумуляторами, регуляторы напряжения установлены на 14,3 вольта.

Примечания

Освобождение

Аккумуляторы не запасают электрическую энергию, они запасают химическую энергию и преобразуют ее в электрическую в процессе разряда.

Каждый элемент батареи содержит положительные и отрицательные пластины (сетки). Положительная пластина выполнена из двуокиси свинца, отрицательная пластина из губчатого свинца. Отрицательная пластина соединяется с серной кислотой с образованием сульфата свинца и одного дополнительного электрона. Положительная пластина производит ионы водорода и ионы серной кислоты (положительные ионы, атомы, пропускающие один электрон).

Дополнительные электроны от отрицательной пластины проходят от отрицательной клеммы батареи и через потребителя электроэнергии обратно к положительной клемме батареи. Вернувшись в батарею, свободные электроны соединяются с положительными ионами на положительном полюсе батареи, образуя сульфат свинца и воду.

Важно помнить, что система замкнута. Для каждого электрона, генерируемого на отрицательном выводе, существует электрон, потребляемый на положительном выводе.

По мере продолжения процесса активные материалы (пластины свинца и диоксида свинца и электролит) истощаются, и реакции замедляются до тех пор, пока батарея больше не будет способна подавать электроны. В этот момент батарея разряжается.

Процесс разряда изменяет соотношение серной кислоты и воды в электролите, так как в процессе разряда образуется больше воды. Измеряя объем кислоты в воде, обнаруживают состояние заряда аккумулятора.

Схема №53

Войти

Зарядка

Подача напряжения на батарею от внешнего источника, такого как генератор или зарядное устройство батареи, изменяет на обратное химическое действие в батарее.

Обращение химического действия в батарее заставляет свободные электроны на отрицательном полюсе батареи возвращаться в электролит, повышая процентное содержание серной кислоты. Это химическое действие удаляет сульфат свинца, который образовался на отрицательных пластинах, оставляя чистый активный материал.

Электроны, которые были принудительно введены в электролит, способны реагировать с сульфатом свинца на положительной клемме, снова повышая содержание серной кислоты и оставляя чистый активный материал на положительных пластинах.

Этот процесс позволяет использовать батарею снова и снова.

Схема №54

Войти

Схема №55

Войти

1. AH (Amp Hour Capacity) Эта оценка получена из разряда полностью заряженной батареи при постоянном потреблении тока в течение 20 часов при 27°C, без падения напряжения батареи ниже 10,5 вольт. Постоянная потребляемая мощность умножается на 20 часов, чтобы получить Amp Hour Rating.
2. CCA (Cold Cranking Performance) Представляет собой емкость по току, которую полностью заряженная батарея может подавать при -18°C в течение 30 секунд, прежде чем напряжение батареи упадет ниже 7,2 вольт.
3. RC (Reserve Capacity) Резервная емкость выражается в минутах и относится к количеству времени, в течение которого полностью заряженная батарея может поддерживать постоянное потребление 25 ампер при 27°C, прежде чем напряжение упадет ниже 10,2 вольт.
4. Вт (Ватт) Измерение электрической мощности, которую аккумулятор может выдать для холодного старта. Он рассчитывается путем умножения тока стартера при -18°C на 10 вольт.
5. В (Вольт) Единица измерения разности потенциалов (Электрическое давление).
6. A (Amp) Ток протекает в цепи. Величина пропорциональна числу электронов, протекающих мимо точки за одну секунду.
7. Вт (Ом) Измерение сопротивления компонента или цепи протеканию тока.
8. Электролит Смесь серной кислоты и воды. 35% серной кислоты, 65% воды.
9. Удельный вес Измерение (по весу) объема серной кислоты в электролите. Удельный вес 1 275 (удельный вес полностью заряженной батареи) означает, что электролит в 1 275 раза тяжелее воды. Удельный вес воды - 1.000.
10. Сульфат Отложения, образующиеся на пластинах батареи, так как электролит отдает свою серную кислоту. Чрезмерная глубокая цикличность батареи может вызвать затвердевание этого отложения и сделать невозможным возвращение сульфата в электролит. Сульфатированная батарея - это батарея, которая имеет эти затвердевшие отложения на пластинах и не может быть перезаряжена до полной емкости.
11. OCV Напряжение разомкнутой цепи Измерение напряжения батареи на клеммах.

Примечания

Схема №56

Войти

Уровень электролита

Если уровень электролита батареи существенно падает, объем газа внутри батареи пропорционально растет, приводя к увеличению количества горючей газовой смеси. Любая внешняя или внутренняя искра может привести к кислородно-водородному взрыву. Кроме того, пластины больше не покрыты электролитом и могут подвергаться коррозии.

Поскольку в автомобилях MINI используется батарея, не требующая технического обслуживания, электролитический уровень не может быть превышен или поддерживаться.

Подключение кабелей аккумуляторной батареи

Верхняя часть батареи должна быть чистой.

Проверьте и устраните коррозию верхней части батареи и кабельных соединений.

Зарядка аккумуляторной батареи

Цель зарядки батареи состоит в том, чтобы вернуть назад энергию, которая была удалена. Аккумулятор, который не заряжен должным образом, обеспечит нестандартную производительность и покажет более короткий срок службы.

Заряжать батарею следует только после визуального осмотра корпуса батареи и уровня электролита. Никогда не пытайтесь зарядить аккумулятор с поврежденным корпусом или низким уровнем электролита.

Перед попыткой зарядки аккумулятора следует провести тест состояния заряда.

Отключите зарядное устройство или выключите его перед отсоединением выводов на аккумуляторе.

Лучший способ зарядки - МЕДЛЕННО подзаряжать аккумулятор, используя одобренное BMW зарядное устройство. Медленная скорость зарядки дает больше времени для проникновения электролита в пластины.

Полностью разряженные аккумуляторы следует заряжать в соответствии со следующей таблицей.

ГРАФИК НОМИНАЛЬНОЙ РЕЗЕРВНОЙ МОЩНОСТИ (RC)

Подсказка для мастерской

Уровень электролита может снижаться более высокими темпами в зимние месяцы из-за более высоких нагрузок и более широкого использования электрических систем.

Подсказка для мастерской

Многие проблемы с батареями вызваны неплотными или корродированными соединениями. Перед продолжением диагностики убедитесь, что кабели не имеют коррозии и герметичны.

Сульфатированные батареи

Непрерывный разряд батареи или низкий уровень электролита вызывают образование кристаллов на пластинах. Эти кристаллы сульфата свинца возникают при разряде батареи. Чем глубже сброс, тем серьезнее сульфатирование. Молекулы серы, которые образуют сульфат, затем отсутствуют в электролите, что приводит к тому, что электролит становится неэффективным.

Батарея опирается на чистые пластины и сильный электролит, чтобы как получать зарядный ток, так и обеспечивать сильный разряд тока. Сульфатированная батарея не может сделать ни того, ни другого. Правильная подзарядка батареи удалит часть, но не весь сульфат. В конечном счете, пластины батареи покрываются достаточным количеством сульфата, так что невозможно достичь эффективной перезарядки.

Замораживание батарей

Полностью заряженная батарея может храниться при температурах ниже точки замерзания без повреждений. Батарея защищена от замерзания до температуры -59°C Однако полностью разряженная батарея будет замерзать при температуре + -3°C.

Избегайте замерзания, сохраняя аккумулятор полностью заряженным.

Тщательно осмотрите батарею, которая замерзла из-за треснувшего корпуса.

Отказы батарей

Анализ батарей, замененных по гарантии, показывает, что многих претензий можно было бы избежать, если бы батареи поддерживались в полностью заряженном состоянии.

Аккумуляторные батареи должны обслуживаться всегда, когда транспортные средства находятся у розничного продавца, будь то новые автомобили, подержанные автомобили, на хранении (задняя партия), на дисплее или автомобили клиентов для технического обслуживания или ремонта.

На батареи, замененные из-за отсутствия обслуживания, гарантия не распространяется.

Наиболее распространенные причины преждевременных сбоев батареи

1. Неспособность поддерживать надлежащее состояние заряда
2. Потеря электролита из-за перезарядки или перегрева
3. Глубокая разрядка (оставление света включенным или другие паразитные выбросы)
4. Недозаряд батареи
5. Вибрация (ослабленный зажим батареи)
6. Использование водопроводной воды (вместо дистиллированной воды)
7. Коррозия
8. Замораживание.

Необходимые инструменты

1. Адаптер измерения тока
2. DISplus, GT1 или DVOM
3. MIB

Для правильного измерения тока замкнутой цепи 50-амперный быстросъемный зонд может использоваться в сочетании с DISplus для правильной диагностики проблем тока замкнутой цепи в течение длительного периода времени.

Выполнение измерения замкнутого тока

1. Проверьте и протестируйте аккумулятор. При необходимости подзарядите или замените аккумулятор.
2. Если аккумулятор установлен в багажнике, откройте багажник и поверните замок в запертое положение с помощью отвертки или аналогичной (имитирует закрывающуюся крышку багажника). Капот должен быть закрыт. Если аккумулятор установлен в моторном отсеке, откройте капот и отсоедините проводку микропереключателя боковой защелки капота пассажира (рабочее положение, имитирует закрывающуюся переднюю крышку). Багажник должен быть закрыт.
3. За исключением багажника/капота выше, все остальные двери/крышки должны быть закрыты.
4. Для имитации нормальных условий замкнутой цепи: Включите зажигание и включите все электропотребители, включая любые аксессуары. Выключите зажигание. В некоторых случаях может потребоваться выполнить цикл привода, чтобы дублировать проблему тока замкнутой цепи. Открыть и закрыть дверь водителя (имитирует выход кого-то). Запереть автомобиль, взведя DWA, если это установлено.
5. Как правило, необходимо исследовать ток замкнутой цепи, постоянно превышающий 50 мА.

Измерение тока замкнутой цепи с помощью displus / GT1

Этот способ с DISPlus/GT1 особенно подходит для продолжительных измерений и обеспечивает графическое считывание зарегистрированных измерений во времени. Рекомендуется для ситуаций, когда использование мультиметра дало недостаточно информации для диагностики проблемы.

1. Выберите «Oscilloscope дисплей» на экране настроек осциллографа, чтобы начать запись измерений.
2. Нажмите кнопку Log Scale/Lin Scale, чтобы переключиться в режим Log Scale. Это обеспечит наилучший визуальный след измерения замкнутого контура.

Частотный диапазон

Диапазон частот определяет, как часто и как долго регистрируется измеряемая величина.

Чем больше частотный диапазон, тем чаще регистрируется измеренное значение, и тем короче максимальная сохраненная длительность записи.

1. Выберите «Writer mode»
2. Выберите «Current 50A» в разделе «проверка connection»
3. Выберите «=» в разделе «Тип измерения»
4. Установить «Диапазон измерения» на шкалу «10 А»
5. Установите параметр «Frequency диапазон»(Частотный диапазон) в зависимости от требуемой длительности трассировки. Примеры см. в таблице ниже.

Схема №57

Войти

ГРАФИК ЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА

Дисплей осциллографа

1. Выберите «Oscilloscope дисплей»(Дисплей осциллографа)
2. Откроется окно калибровки зажима 50-Amp. Убедитесь, что зажим ни к чему не подключен, затем выберите «ОК».
3. Как только появится экран дисплея, начнется измерение. Выберите Log Scale/Lin Scale для переключения на Log Scale. После этого на экране Log Scale (логарифмическая шкала) будут отображаться 3 различных диапазона измерений. Это гарантирует, что когда измерение тока в замкнутом контуре падает через различные диапазоны, показания будут графически отображаться на одном экране без изменения настроек.

Схема №58

Войти

Отображение и понимание измерений

1. Остановить запись измерений, нажав кнопку «Удержание Screen». Примечание: Если снова нажать кнопку «Удержание Screen», то записанные измерения будут немедленно удалены и начнутся новые измерения.
2. Записанные данные могут быть вызваны нажатием экранной кнопки «Память» и перелистаны с помощью «клавиш со стрелками» в верхних углах экрана. При использовании максимальной продолжительности записи измеренные значения могут быть вызваны для 10 экранов.
3. Мгновенные колебания тока являются нормальными и должны игнорироваться. «Максимальный» дисплей улавливает эти мгновенные колебания, и их также следует игнорировать.
4. Увеличенный ток замкнутой цепи также будет периодически измеряться в течение нескольких секунд из-за использования клавиш дистанционного управления других транспортных средств или других радиопередатчиков в диапазоне частот 315 МГц. В этих случаях BC1 пробуждается для идентификации ключа, затем возвращается в спящий режим, когда его собственный ключ не распознан. Это нормальная работа.

Схема №59

Войти