Основи на батериите и безопасност на батериите за мотоциклетизъм и мотоспорт
Каква е функцията на батериите?
Батериите имат 3 функции:
1. Осигурете електрическа мощност за стартиране на двигателя.
- Захранвайте допълнителен ток, когато системата за зареждане не може да поддържа търсенето на електричество.
- Действа като стабилизатор на напрежението на системата за зареждане.
Конструкция на батерията и химичен състав
Батериите са устройства, които преобразуват химическата енергия в електрическа.
Какво има вътре в кутията на батерията?
Корпусите на батериите са разделени на секции (клетки). 12-волтовите батерии имат шест клетки, които произвеждат около 2 волта всяка, което се равнява на общо около 12,7 волта. 6-волтовите батерии имат само три клетки, което се равнява на общо напрежение от около 6 волта.
Капацитет на батерията
Размерът и броят на оловните плочи в клетките са пряко свързани с капацитета на батерията и възможността за стартиране на двигатели с различни размери. Ефективността на пусковия ток се увеличава с увеличаване на повърхността на плочата. Настоящият производствен капацитет на акумулатора е пряко свързан с количеството активен материал (олово) върху плочите му.
Химичен състав на батерията
По време на разреждането или зареждането на батерията йони (положително или отрицателно заредени) се предават от положителните и отрицателните групи на клетъчните плочи. Плочите са изолирани една от друга с непроводим пропусклив сепаратор, който позволява пренасянето на йони. В същото време, когато йоните се преместват от една плоча в друга, съотношението на киселината на акумулатора към водата също се променя. Когато батерията се изтощи, съотношението киселина/вода се променя, което води до намаляване на специфичното тегло (GE) на електролитния разтвор. GE може да се използва за измерване на състоянието на зареждане на батерията. Например, GE от 1160 показва, че батерията е заредена само с 50%. Този процес се обръща, когато батерията се зареди.
GE се увеличава, тъй като делът на киселината във водата се превръща най-вече в киселина. Измерването на GE може да се извършва само на конвенционални батерии, тъй като те имат капачки за пълнене, които позволяват достъп до електролита.
Когато батерията се изтощи и GE премине към повече вода (по-малко киселина), се получава оловен сулфат, който започва да покрива клетъчните плочи, намалявайки повърхността, върху която протичат химическите реакции. Въпреки че този процес е нормален в батерията по време на разреждането, е необходимо презареждане навреме, за да се обърне процеса и да се увеличи използваемата повърхност на плочите. Ако не се зареди, оловният сулфат ще продължи да се натрупва и може да бъде невъзможно да се разгради. Ако батерията се изтощи твърде много, вероятно батерията ще бъде трайно повредена.
В допълнение към сулфатирането, корозията е по-честа и в батерията, ако е разредена. Този ефект върху оловните плочи и връзките в батерията се увеличава значително от намаляването на специфичното тегло на електролита. Това води до намаляване на производителността на батерията с течение на времето. Корозиралите съединители може да имат достатъчно цялост, за да поддържат аксесоари с ниска мощност, но може да нямат достатъчно сила, за да осигурят път за високия ток на разреждане, необходим за стартиране на двигателя. В екстремни случаи съединителите и връзките между клетките могат да бъдат повредени, което да доведе до внезапен отказ на батерията.
Друга ситуация, която често се случва при изтощена батерия, е замръзването на електролитите. Това ще се случи само при силно разредени батерии, като следствие от повишеното водно съдържание на електролита. Това е следствие от условията с ниска специфична плътност. Препоръчителният работен температурен диапазон за напълно заредена батерия Yuasa е: -10 ° C до 60 ° C (14 ° F до 140 ° F).
Безопасност на батерията
Работата с батерии представлява множество опасности, като потенциално експлозивни газове и корозивна сярна киселина. Осемте точки за безопасност, изброени по-долу, ще помогнат да се контролират тези опасности:
Разтвори за контакт със сярна киселина:
- Външно: изплакнете с вода.
- Вътрешно: пийте голямо количество мляко или вода, последвано от магнезиево мляко, растително масло или разбити сурови яйца. Незабавно се обадете на лекаря.
- Очи: изплакнете няколко минути с вода, незабавно се консултирайте с лекар.
Видове батерии
Всеки от диапазоните на батериите на Yuasa има уникални функции, които отчитат разликите в цената и производителността. Yuasa произвежда два основни типа батерии: конвенционална и абсорбираща мрежа от фибростъкло (AGM).
AGM батериите нямат капачки за пълнене и обикновено се наричат батерии, които не се нуждаят от поддръжка или VRLA (оловно-киселинни батерии, регулирани от клапани).
AGM батерии
AGM батериите са по-компактни от другите видове батерии, тъй като нямат свободен електролит. Това ги прави по-„обемно ефективни“. Тъй като те се пълнят само веднъж по време на активиране, затварящ щепсел постоянно покрива клемите за натоварване. Освен това те нямат вентилационна тръба. AGM батериите са идеални за превозни средства, които ще се съхраняват дълго време като: косачки за трева, частни лодки, скутери и мотоциклети, които не се използват през зимата.
Батериите Yuasa AGM не отделят газове в атмосферата по време на процеса на зареждане и разреждане. Вътрешният освободен газ се комбинира в бобината, така че не са необходими тръби за обезвъздушаване. AGM батериите могат да бъдат запечатани, тъй като в батерията отрицателните плочи никога не се зареждат напълно и следователно не произвеждат водороден газ. Положителните плочи създават кислород по време на процеса на разреждане, но вместо да изтласкват кислород през отдушник, той реагира с активния материал, зареден от плочите, за да стане вода, докато батерията се зареди и водата се трансформира в киселина. Този процес се нарича рекомбинантна технология.
Вътре в AGM батерията разделителите между положителната и отрицателната плочи са направени от специално влакно, което устоява на топлина и киселина. Дизайнът прави AGM батерията по-малко податлива на разтичане на киселина, тъй като в батерията има по-малко течна киселина. Освен това се използва вътрешен предпазен клапан в случай на случайно претоварване. Клапанът включва и защитен искров диск, който свежда до минимум риска от експлозия. Ето някои от предимствата на AGM батериите:
- Не е необходимо да зареждате отново с вода или да проверявате нивото на електролита.
- Намалено саморазреждане, тъй като решетките за плочи са изработени от специална калциево-оловна сплав, която поддържа заряда на батерията по-дълго от другите видове батерии.
- Лесно и незабавно активиране, използвайки контейнера за електролитна киселина с едно докосване.
Повечето от батериите на Yuasa AGM се предлагат или с „фабрични настройки“ (готови за инсталиране), или като батерии със сухо зареждане с киселинен пакет. Батериите от серията GYZ и YTZ се предлагат само с "фабрични настройки". Номерата на частите на батерията със сухо зареждане завършват на "BS", което означава "доставя се с бутилка" (напр. YTX14-BS, YTX20HL-BS и др.).
Ако обмисляте надстройка до AGM батерия, която не е била част от оригиналното оборудване на автомобила, проверете дали системата за зареждане има регулирана мощност между 14,0 и 14,8 волта. Като цяло по-старите превозни средства имат скорост на зареждане, която произвежда по-ниски напрежения и единствената опция за тези превозни средства ще бъдат конвенционалните батерии.
Конвенционални батерии
Конвенционалните батерии предлагат добра производителност и дълготрайност, но на по-ниска цена. Yuasa произвежда два дизайна за тези батерии: конвенционални батерии (YuMicron) и конвенционални батерии с висока производителност (YuMicron CX).
Те имат общи характеристики, които Yuasa използва във всичките си батерии. Уплътнени терминали за устойчивост на корозия, твърди полипропиленови капаци и контейнери и термоизолирана конструкция. Освен това те споделят дизайнерски характеристики като специални дистанционни елементи и вътрешна преградна конструкция. Батериите Yuasa YuMicron имат повече начална мощност (до 30%) от стандартните конвенционални батерии. Площта на плочата на YuMicron се увеличава чрез използването на високотехнологични тънки дистанционни елементи, които позволяват място за допълнителни плочи в клетките.
Батериите YuMicron също използват специален съединител между клетките, който минимизира вътрешното съпротивление и също така увеличава стартовия капацитет, плюс специална мрежа от фибростъкло, която устоява на щети, причинени от вибрации. Разликата между YuMicron и YuMicron CX е материалът, използван в плочите. Както конвенционалните, така и YuMicron батериите използват оловно-антимонови пластини, докато YuMicron CX използва оловно-калциеви. Използването на калциево-оловна технология предлага увеличени усилватели за студено манипулиране, намалява загубите на вода (до 66% в сравнение с конвенционалния дизайн) и намалява свойствата на саморазряд, което води до намалена загуба на вода.
Номинален капацитет на батерията
Акумулаторите на Motorsport се оценяват в ампер-часове (AH) или усилватели на студено манипулиране (CCA). Способността на батерията да разрежда определено количество ток през определен период от време е номиналният капацитет на AH.
Рейтингът AH се основава на напълно заредена батерия с напрежение в отворена верига 13,0, която се счита за напълно разредена, когато напрежението достигне 10,5 волта при 25 ° C (77 ° F). Оценките за ампер-час се отпечатват върху кутията на батерията по два начина: 10-часови и 20-часови оценки.
Колкото по-голяма е повърхността на плочата на батерията, толкова по-висок е рейтингът на усилвателя. В допълнение, температурата също има ефект върху HA, тъй като ниската температура забавя химическата реакция в батерията. Батерията ще има по-нисък рейтинг на AH в студено време, отколкото в горещо време.
CCA измерват производителността на батерията, за да произвеждат ток при ниски температури. Както при HA, номиналният капацитет на CCA зависи от броя на плочите и общата повърхност, която заемат. CCA представляват разрядния заряд в ампери, който нова, напълно заредена батерия може да произведе при -18 ° C (0 ° F) за кратко време. Като цяло, с увеличаване на размера на двигателя, нарастват и изискванията за задействане на стартерния двигател и съответно изискванията за CCA на акумулатора.