Hvernig virkar bíll rafhlaða tækni?
Blý og sýra eru tveir hlutir sem flestir vita nógu vel til að forðast. Lead er þungmálmur sem getur valdið öllu þvottalista með heilsufarsvandamálum og sýru er vel sýru. Aðeins minnst á orðið, sem kallar upp myndir af kúla grænn vökva og cackling-vitlaus vísindamenn boginn á heimsráð.
En eins og súkkulaði og hnetusmjör, þá virðist leiða og sýru ekki fara saman, en þeir gera það. Án leiða og sýru, við myndum ekki hafa rafhlöður og án rafhlöður frá bílum, höfum við ekki neina nútíma fylgihluti eða grunnþörf, eins og framljós - það krefst þess að rafkerfi virkar. Svo hvernig, nákvæmlega, gerðu þessi tvö banvæn efni saman til að mynda klettarsamstæðu grunninn raftækjakerfa? Svarið, til að taka lán á setningu, er grunn.
Vísindin um geymslu raforku
Rafmagns rafhlöður eru einfaldlega geymslutæki sem geta geymt rafmagns hleðslu og síðan losað það í hleðslu. Sum rafhlöður geta búið til rafstraum frá grunnhlutum sínum þegar þeir eru saman. Þessar rafhlöður eru kallaðar aðal rafhlöður og þau eru venjulega fargað þegar hleðslan hefur verið tæma. Bíll rafhlöður passa inn í annan flokk raf rafhlöðu sem hægt er að hlaða, tæmd og endurhlaða aftur og aftur. Þessar aukahlutir nota endurnýjanlega efnahvörf sem er frábrugðin einum tegund af endurhlaðanlegu rafhlöðu til annars.
Í skilmálar af því að flestir geta auðveldlega skilið, AA eða AAA rafhlöðurnar sem þú kaupir í búðinni, standa í fjarstýringunni og síðan henda þegar þau deyja eru aðal rafhlöður. Þau eru saman, venjulega frá annaðhvort sink-kolefni eða sink- og mangandíoxíðfrumum, og þeir geta búið til straum án þess að vera ákærður. Þegar þeir deyja, kastarðu þeim í burtu - eða ráðstafa þeim rétt, ef þú vilt.
Auðvitað geturðu keypt sömu AA eða AAA rafhlöður í "endurhlaðanlegu" formi sem kostar meira. Þessar endurhlaðanlegar rafhlöður nota venjulega nikkel-kadmíum eða nikkelmetalhýdríðfrumur. Ólíkt hefðbundnum "alkalískum" rafhlöðum, eru NiCd og NiMH rafhlöður ekki fær um að veita núverandi álag við samsetningu. Þess í stað er rafstraumur beitt á frumurnar sem veldur efnasvörun innan rafhlöðunnar. Þú geymir þá rafhlöðuna í fjarstýringu þinni og þegar það deyr, seturðu það í hleðslutæki og umsókn um núverandi snýst um efnaferlið sem átti sér stað við útskriftina.
Bíll rafhlöður, sem nota blý og brennisteinssýru í stað nikkel oxýhýdroxíð og vetnis-hrífandi ál, eru svipuð og NiMH rafhlöður í virka. Þegar rafstraumur er beittur á rafhlöðuna verður efnaviðbrögð og rafhleðsla er geymd. Þegar hleðsla er tengd við rafhlöðuna snúast þessi viðbrögð og straumurinn er hleðsla.
Geymsla orku með blý og sýru
Ef að nota blý og sýru til að geyma rafmagns hleðsla hljómar archaic, það er. Fyrsta rafhlöðuna með blýsýru var fundin upp á 1850 og rafhlaðan í bílnum þínum notar sömu grundvallarreglur. Hönnunin og efnin hafa þróast í gegnum árin, en sömu grundvallar hugmyndin er í leik.
Þegar hleðslusýru rafhlaðan er sleppt verður raflausnin mjög þynnt lausn brennisteinssýru sem þýðir að það er að mestu leyti látin gömul H20 með sumum H2SO4 fljótandi í henni. Leiða plötur, sem hafa frásogast brennisteinssýru, verða fyrst og fremst leiðandi súlfat. Þegar rafstraumur er beittur á rafhlöðuna fer þetta ferli aftur. Leiðasúlfatplöturnar snúa (að mestu leyti) aftur í forystuna og þynnt lausn brennisteinssýru verður þéttari.
Þetta er ekki hræðilega skilvirk leið til að geyma raforku, hvað varðar hversu miklar og stórar frumurnar eru í samanburði við þá orku sem þeir geyma, en blý sýru rafhlöður eru enn í notkun í dag af tveimur ástæðum. Fyrsta er spurning um hagfræði; blý sýru rafhlöður eru miklu ódýrari að framleiða en nokkur önnur valkostur. Hin ástæðan er sú að blýsýru rafhlöður eru fær um að veita ótrúlega mikið af eftirspurn strax í einu, sem gerir þeim einstaklega hæf til að nota sem rafhlöður.
Hversu gróft er hringurinn þinn?
Hefðbundnar rafhlöður eru stundum nefndir SLI rafhlöður , þar sem "SLI" stendur fyrir byrjun, lýsingu og kveikju. Þetta skammstöfun sýnir helstu tilgangi bíla rafhlöðu nokkuð vel, þar sem aðalstarf bíla rafhlaðan er að keyra ræsir mótor, ljósin og kveikja áður en vélin er í gangi. Eftir að hreyfillinn er í gangi veitir alternator allar nauðsynlegar raforku og rafhlaðan er endurhlaðin.
Þessi tegund af notkun er grunnum gerð vinnutíma, þar sem það veitir stuttan springa mikið magn af núverandi, og það er það sem bíll rafhlöður eru sérstaklega hönnuð til að gera. Með það í huga innihalda nútíma bíll rafhlöður mjög þunnt plötum af blýi, sem gerir ráð fyrir hámarks magn útsetningar fyrir raflausnina og veitir mest mögulega hreyfingu í stuttan tíma. Þessi hönnun er nauðsynleg vegna mikillar kröfur um byrjunarvélar.
Öfugt við upphaf rafhlöður eru djúp hringrás rafhlöður annar tegund af blýsýru rafhlöðu sem eru hönnuð fyrir "dýpri" hringrás. Uppsetning plötunnar er öðruvísi, svo þau eru ekki vel til þess fallin að veita mikið magn af eftirspurn. Þess í stað eru þau hönnuð til að veita minna afl til lengri tíma. Hringrásin er "dýpri" vegna þess að hún er lengri, frekar en vegna þess að heildar útskriftin er stærri. Ólíkt upphafshlöðum, sem eru sjálfkrafa endurhlaðin eftir hverja notkun , geta djúp hringrás rafhlöður hægt hægt að losna - á öruggan hátt - áður en þau eru endurhlaðin aftur. Eins og á að hefja rafhlöður ætti ekki að sleppa djúpum hringrásarsýru rafhlöðum niður fyrir neðan ráðlagða stig til að koma í veg fyrir varanlegar skemmdir.
Mismunandi pakki, sama tækni
Þó að undirstöðuatækni á bak við blýsýru rafhlöður hafi verið meira eða minna það sama, hafa framfarir í efni og tækni leitt til fjölda afbrigða. Djúp hringrás rafhlöður, auðvitað, nota mismunandi disk stillingar til að leyfa dýpri skylda hringrás. Aðrar tilbrigði taka hluti enn frekar.
Stærsta framfarir í blýsýru rafhlöðu tækni hefur líklega verið rafhlöðulyf með rafhlöðu með blásýru (VRLA). Þeir nota enn blý og brennisteinssýru, en þeir hafa ekki "flóð", blautfrumur. Í staðinn nota þau annaðhvort hlaupafrumur eða frásogast glermót (AGM) fyrir raflausnina. Efnaferlið er það sama á undirstöðu stigi, en þessir rafhlöður eru ekki háð gösum eins og raffluttra rafhlöður eru, né eru þau viðkvæm fyrir leka ef þær eru áfengi.
Þrátt fyrir að VRLA rafhlöður hafi marga kosti, eru þau mun dýrari að framleiða en hefðbundnar flóðir rafhlöður. Þannig að meðan tæknin heldur áfram að fara framhjá, er líklega ennþá að keyra í kringum 1860-tækni í undirbúningi fyrir nokkurn tíma, nema þú hafir rafmagn. En það er allt öðruvísi mál hvað varðar rafhlöður.