Akümülatör olarak bilinen araç aküsü, bir arabadaki çalıştırma, aydınlatma ve ateşleme sistemlerinden sorumludur. Tipik olarak, araba aküleri kurşun asittir ve 12 voltluk bir sistem sağlayan galvanik hücrelerden oluşur. Hücrelerin her biri tam şarj olduğunda 2,1 volt üretir. Elektrolit yoğunluğu, pillerin normal çalışmasını sağlayan sulu asit çözeltisinin kontrollü bir özelliğidir.
Kurşun asitli pilin bileşimi
Kurşun asit akü elektroliti, sülfürik asit ve damıtılmış su çözeltisidir. Saf sülfürik asidin özgül ağırlığı yaklaşık 1.84 g/cm3'dir ve bu saf asit, çözeltinin özgül ağırlığı 1.2-1.23 g/cm olana kadar damıtılmış su ile seyreltilir. 3.
Bazı durumlarda pildeki elektrolit yoğunluğu pil tipine, mevsimsel ve iklim koşullarına bağlı olarak önerilir. Rusya'daki endüstriyel standarda göre tam şarjlı bir pilin özgül ağırlığı yazın ve şiddetli kışlar için 1,25-1,27 g / cm3'dir - 1,27-1, 29g/cm3.
Elektrolitin özgül ağırlığı
Pilin ana parametrelerinden biri elektrolitin özgül ağırlığıdır. Bir çözeltinin (sülfürik asit) ağırlığının, belirli bir sıcaklıkta eşit hacimdeki suyun ağırlığına oranıdır. Genellikle bir hidrometre ile ölçülür. Elektrolitin yoğunluğu, bir hücrenin veya pilin şarj durumunun bir göstergesi olarak kullanılır, ancak pilin kapasitesini karakterize edemez. Boş altma sırasında özgül ağırlık doğrusal olarak azalır.
Bundan dolayı, izin verilen yoğunluğun boyutunu netleştirmek gerekir. Pildeki elektrolit 1,44g/cm3 değerini aşmamalıdır. Yoğunluk 1.07 ila 1.3g/cm3 arasında olabilir. Karışımın sıcaklığı daha sonra yaklaşık +15 C olacaktır.
Saf haliyle artan yoğunluğa sahip elektrolit, bu göstergenin oldukça yüksek bir değeri ile karakterize edilir. Yoğunluğu 1,6g/cm3.
Şarj seviyesi
Tam şarjlı sabit durumda ve deşarj altındayken, elektrolitin özgül ağırlığının ölçülmesi, hücrenin şarj durumunun kabaca bir göstergesini verir. Özgül Ağırlık=Açık Devre Gerilimi - 0.845.
Örnek: 2,13V - 0,845=1,285g/cm3.
Özgül ağırlık, pil saf suya yakın bir seviyeye kadar boşaldığında azalır ve şarj olurken artar. Aküdeki elektrolit yoğunluğu mümkün olan maksimum değere ulaştığında akü tam olarak şarj edilmiş olarak kabul edilir. Özelağırlık, hücredeki sıcaklığa ve elektrolit miktarına bağlıdır. Elektrolit düşük işarete yakın olduğunda, özgül ağırlık nominalden daha yüksektir, düşer ve elektroliti gerekli seviyeye getirmek için hücreye su eklenir.
Sıcaklık arttıkça elektrolitin hacmi genişler ve sıcaklık düştükçe daralır, bu da yoğunluğu veya özgül ağırlığı etkiler. Elektrolit hacmi genişledikçe okuma azalır ve buna karşılık daha düşük sıcaklıklarda özgül ağırlık artar.
Aküdeki elektrolit yoğunluğunu artırmadan önce ölçümler ve hesaplamalar yapmalısınız. Pilin özgül ağırlığı, çalışma sıcaklığı ve pil ömrü dikkate alınarak kullanılacağı uygulamaya göre belirlenir.
| % Sülfürik asit | %Su | Özgül Ağırlık (20°C) |
| 37, 52 | 62, 48 | 1, 285 |
| 48 | 52 | 1, 380 |
| 50 | 50 | 1, 400 |
| 60 | 40 | +1, 500 |
| 68, 74 | 31, 26 | 1, 600 |
| 70 | 30 | 1, 616 |
| 77, 67 | 22, 33 | 1, 705 |
| 93 | 7 | 1, 835 |
Pillerde kimyasal reaksiyon
Akü terminallerine bir yük bağlanır bağlanmaz, yükten bir deşarj akımı akmaya başlar ve akü deşarj olmaya başlar. Boş altma işlemi sırasında elektrolit çözeltisinin asitliği azalır ve hem pozitif hem de negatif plakalarda sülfat birikintilerinin oluşmasına neden olur. Bu deşarj işleminde elektrolit çözeltisindeki su miktarı artar, bu da özgül ağırlığını az altır.
Pil hücreleri belirli bir minimum voltaj ve özgül ağırlığa kadar deşarj edilebilir. Tam olarak şarj edilmiş bir kurşun asit pilin voltajı ve özgül ağırlığı sırasıyla 2.2V ve 1.250g/cm3'dir ve bu hücre normal olarak karşılık gelen değerler 1.8V ve 1.1'e ulaşana kadar deşarj edilebilir. g/cm3.
Elektrolit bileşimi
Elektrolit, sülfürik asit ve damıtılmış su karışımı içerir. Sürücü su eklemişse, veriler ölçüldüğünde doğru olmayacaktır. Tatlı suyun mevcut solüsyonla karışması için bir süre beklemeniz gerekir. Elektrolitin yoğunluğunu arttırmadan önce şunu hatırlamanız gerekir: sülfürik asit konsantrasyonu ne kadar büyük olursa, elektrolit o kadar yoğun olur. Yoğunluk ne kadar yüksek olursa, şarj seviyesi de o kadar yüksek olur.
Elektrolit solüsyonu için damıtılmış su en iyi seçimdir. Bu olası en aza indirirÇözeltideki kirleticiler. Bazı kirleticiler elektrolit iyonlarıyla reaksiyona girebilir. Örneğin, bir çözeltiyi NaCl tuzlarıyla karıştırırsanız, çözeltinin kalitesini değiştirecek bir çökelti oluşacaktır.
Sıcaklığın kapasitans üzerindeki etkisi
Elektrolitin yoğunluğu nedir - bu, pillerin içindeki sıcaklığa bağlı olacaktır. Belirli piller için kullanım kılavuzu, hangi düzeltmenin uygulanması gerektiğini belirtir. Örneğin, Surrette/Rolls kılavuzunda 21oC'nin altında -17,8 ile -54.4oC arasında değişen sıcaklıklar için, her 6 için 0.04 çıkarın derece.
Birçok invertör veya şarj kontrol cihazında pile bağlanan bir pil sıcaklık sensörü bulunur. Genellikle bir LCD ekrana sahiptirler. Kızılötesi termometreyi işaret etmek de gerekli bilgileri verecektir.
Yoğunluk ölçer
Elektrolit yoğunluk hidrometresi, her hücredeki elektrolit çözeltisinin özgül ağırlığını ölçmek için kullanılır. Asit pil, 26oC'de 1.255g/cm3 özgül ağırlığı ile tamamen şarj edilmiştir. Özgül ağırlık, bir tabanla karşılaştırılan bir sıvının ölçümüdür. Bu, 1.000 g/cm3 taban numarasına atanan sudur.
Yeni bir pilde sudaki sülfürik asit konsantrasyonu 1,280 g/cm3, yani elektrolit 1,280 g/cm3 aynı hacimdeki suyun ağırlığının katıdır. Tam olarak şarj edilmiş bir pil en fazla test edilecektir.1.280 g/cm3, taburcu olurken 1.100 g/cm3. olarak sayılacaktır
Hidrometre test prosedürü
Hidrometrenin okuma sıcaklığı, özellikle kışın elektrolit yoğunluğu ile ilgili olarak 27oC'ye ayarlanmalıdır. Yüksek kaliteli hidrometrelerde elektrolitin sıcaklığını ölçecek ve şamandıra okumalarını düzeltmek için bir dönüştürme ölçeği içeren dahili bir termometre bulunur. Araç kullanılıyorsa, sıcaklığın ortamdan önemli ölçüde farklı olduğunu bilmek önemlidir. Ölçüm sırası:
- Termometrenin elektrolitin sıcaklığını ayarlayabilmesi ve okumalar alabilmesi için elektroliti bir kauçuk ampulle hidrometreye birkaç kez dökün.
- Elektrolitin rengini çalış. Kahverengi veya gri renk değişikliği pilde bir sorun olduğunu gösterir ve pilin ömrünün sonuna yaklaştığının bir işaretidir.
- Minimum elektrolit miktarını hidrometreye yönlendirin, böylece şamandıra ölçüm silindirinin üst veya alt kısmıyla temas etmeden serbestçe yüzer.
- Hidrometreyi göz hizasında dik tutun ve elektrolitin şamandıra üzerindeki skalayla eşleştiği yerde okumaya dikkat edin.
- Elektrolit sıcaklığı 27oC'nin üzerinde veya altında olduğunda her 6oC'de bir okumak için 0,004 birim ekleyin veya çıkarın.
- Örneğin, özgül ağırlık 1,250 g/cm3 ve elektrolit sıcaklığı ise32oC, 1,250 g/cm3 değeri 1,254 g/cm3 düzeltilmiş bir değer verir. Benzer şekilde, sıcaklık 21oC ise, 1,246 g/cm3 çıkarın. 1.250 g/cm3. dört puan (0.004)
- Elektrolit yoğunluğunu kontrol etmeden önce her hücreyi ve not okumasını 27oC'ye göre test edin.
Şarj ölçümü örnekleri
Örnek 1:
- Hidrometre 1,333 g/cm'yi okur3.
- Sıcaklık 17 derece, önerilenin 10 derece altında.
- 0,007'yi 1,333 g/cm3'den çıkarın.
- Sonuç 1.263 g/cm3, yani şarj durumu yaklaşık yüzde 100.
Örnek 2:
- Yoğunluk verisi - 1.178g/cm3.
- Elektrolit sıcaklığı 43 derece C, bu normalin 16 derece üzerinde.
- 0,016 ila 1,178g/cm3. ekleyin
- Sonuç 1.194g/cm3, yüzde 50 şarj oldu.
| ŞARJ DURUMU | ÖZEL AĞIRLIK g/cm3 |
| %100 | 1, 265 |
| %75 | 1, 225 |
| %50 | 1, 190 |
| %25 | 1, 155 |
| 0% | 1, 120 |
Elektrolit yoğunluk tablosu
Aşağıdaki sıcaklık düzeltme tablosufarklı sıcaklıklarda elektrolit yoğunluk değerlerindeki ani değişiklikleri açıklamanın bir yoludur.
Bu tabloyu kullanmak için elektrolitin sıcaklığını bilmeniz gerekir. Herhangi bir nedenle ölçüm mümkün değilse, ortam sıcaklığını kullanmak daha iyidir.
Elektrolit yoğunluğu tablosu aşağıda gösterilmiştir. Bu veriler sıcaklığa dayalıdır:
| % | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 |
| -18 | 1, 297 | 1, 257 | 1, 222 | 1, 187 | 1, 152 |
| -12 | 1, 293 | 1, 253 | 1, 218 | 1, 183 | 1, 148 |
| -6 | 1, 289 | 1, 249 | 1, 214 | 1, 179 | 1, 144 |
| -1 | 1, 285 | 1, 245 | 1, 21 | 1, 175 | 1, 14 |
| 4 | 1, 281 | 1, 241 | 1, 206 | 1, 171 | 1, 136 |
| 10 | 1, 277 | 1, 237 | 1, 202 | 1, 167 | 1, 132 |
| 16 | 1, 273 | 1, 233 | 1, 198 | 1, 163 | 1, 128 |
| 22 | 1, 269 | 1, 229 | 1, 194 | 1, 159 | 1, 124 |
| 27 | 1, 265 | 1, 225 | 1, 19 | 1, 155 | 1, 12 |
| 32 | 1, 261 | 1, 221 | 1, 186 | 1, 151 | 1, 116 |
| 38 | 1, 257 | 1, 217 | 1, 182 | 1, 147 | 1, 112 |
| 43 | 1, 253 | 1, 213 | 1, 178 | 1, 143 | 1, 108 |
| 49 | 1, 249 | 1, 209 | 1, 174 | 1, 139 | 1, 104 |
| 54 | 1, 245 | 1, 205 | 1, 17 | 1, 135 | 1, 1 |
Bu tablodan da görebileceğiniz gibi, kışın aküdeki elektrolit yoğunluğu sıcak mevsime göre çok daha fazladır.
Pil Bakımı
Bu piller sülfürik asit içerir. Bunları tutarken her zaman koruyucu gözlük ve lastik eldiven kullanılmalıdır.
Hücreler aşırı yüklenirse, kurşun sülfatın fiziksel özellikleri yavaş yavaş değişir ve yok edilir, bu da şarj sürecini bozar. Bu nedenle, kimyasal reaksiyonun yavaş hızı nedeniyle elektrolitin yoğunluğu azalır.
Sülfürik asit kalitesi yüksek olmalıdır. Aksi takdirde, pil hızla çalışmaz hale gelebilir. Düşük elektrolit seviyeleri, cihazın iç plakalarının kurumasına yardımcı olarak pilin geri yüklenmesini imkansız hale getirir.
Sülfatlanmış piller, plakaların değişen rengine bakılarak kolayca tanınabilir. Sülfatlanmış plakanın rengi daha açık hale gelir ve yüzeyi sarı olur. Bu tür hücreler güçte bir azalma gösterir. Sülfonasyon uzun süre devam ederse, geri dönüşü olmayansüreçler.
Bu durumdan kaçınmak için kurşun asitli pillerin düşük şarj akımı hızında uzun süre şarj edilmesi önerilir.
Akü hücrelerinin terminal bloklarının hasar görme olasılığı her zaman yüksektir. Korozyon esas olarak hücreler arasındaki cıvatalı bağlantıları etkiler. Bu, her bir cıvatanın ince bir özel gres tabakasıyla sızdırmaz hale getirilmesiyle kolayca önlenebilir.
Pil şarj olurken, asit spreyi ve gaz olasılığı yüksektir. Bataryanın etrafındaki atmosferi kirletebilirler. Bu nedenle pil bölmesinin yakınında iyi havalandırma gereklidir.
Bu gazlar patlayıcıdır, bu nedenle kurşun pillerin şarj edildiği alana açık alevler girmemelidir.
Pilin ciddi yaralanma veya ölüme neden olabilecek şekilde patlamasını önlemek için pilin içine metal bir termometre sokmayın. Pilleri test etmek için tasarlanmış, yerleşik termometreli bir hidrometre kullanmanız gerekir.
Güç kaynağı ömrü
Pil performansı kullanılsa da kullanılmasa da zamanla düşer, ayrıca sık şarj-deşarj döngüleri ile de düşer. Ömür, aktif olmayan bir pilin kullanılamaz hale gelmeden önce saklanabileceği süredir. Genellikle bunun orijinal kapasitesinin yaklaşık %80'i olduğuna inanılır.
Pil ömrünü önemli ölçüde etkileyen birkaç faktör vardır:
- Döngüsel yaşam. Zamanpil ömrü, esas olarak pil kullanım döngüleri tarafından belirlenir. Normal kullanımda tipik olarak 300 ila 700 döngü.
- Deşarj Derinliği (DOD) etkisi. Daha yüksek performanstan vazgeçmek, daha kısa bir yaşam döngüsüne neden olur.
- Sıcaklık etkisi. Bu, pil performansı, raf ömrü, şarj ve voltaj kontrolünde önemli bir faktördür. Daha yüksek sıcaklıklarda, pilde daha düşük sıcaklıklarda olduğundan daha fazla kimyasal aktivite meydana gelir. Çoğu pil için önerilen sıcaklık aralığı -17 ila 35oC'dir.
- Voltaj ve şarj hızı. Tüm kurşun asitli piller, şarj sırasında negatif plakadan hidrojeni ve pozitif plakadan oksijeni serbest bırakır. Bir pil yalnızca belirli bir miktarda elektrik depolayabilir. Kural olarak, pil zamanın %60'ında %90'a kadar şarj edilir. Ve kalan pilin %10'u toplam sürenin yaklaşık %40'ı oranında şarj olur.
İyi pil ömrü 500 ila 1200 döngüdür. Gerçek yaşlanma süreci, kapasitansta kademeli bir azalmaya yol açar. Bir hücre belirli bir ömre ulaştığında aniden çalışmayı bırakmaz, bu süreç zamanla uzar, pil değişimine zamanında hazırlanmak için izlenmesi gerekir.
