Из множества типов химических источников электроэнергии наибольшее применение на автотранспортных средствах (АТС), кроме автомобилей с гибридной силовой установкой, нашли свинцовые кислотные аккумуляторы, наилучшим образом отвечающие критерию «цена-качество».

Свинцово – кислотный аккумулятор или аккумуляторная батарея или просто аккумулятор был изобретен французским физиком Гастоном Планте в 1859 году.

В настоящее время выпускается множество разновидностей автомобильных свинцовых аккумуляторов, различающихся по виду обслуживания, конструкции, материалу корпуса, пластин, сепараторов, соединительных клемм, диапазонов рабочих температур, значений емкости и т.д.

Аккумулятор применяется на АТС как устройство, генерирующее электрическую энергию, когда не работает генератор, при временных перегрузках в цепях электрооборудования, запуске двигателя, для сглаживания пульсаций напряжения в бортовой сети.

На АТС всегда аккумулятор и генератор подключаются встречно-параллельно. При неработающем генераторе движение АТС возможно в течение нескольких часов при отключенных вспомогательных потребителях электроэнергии. В некоторых странах на аккумуляторе даже указывается резервная емкость, означающая интервал времени в минутах в течение которого при расчетном токе 25А можно продолжать движение с неработающим генератором (при условии, что генератор не сможет повредить электрическую бортовую сеть). Однако, недопустима даже кратковременная эксплуатация АТС без аккумулятора, если это специально не оговорено заводом изготовителем.

Несмотря на кажущуюся простоту, автомобильный аккумулятор представляет собой устройство со сложными химическими процессами, существенно влияющими на работу всего электрооборудования АТС.

Химические реакции в аккумуляторе в режиме заряда и разряда можно представить упрощенным уравнением

Как видно из уравнения химической реакции электролитом свинцовых автомобильных аккумуляторов служит раствор серной кислоты с дистиллированной водой. На новом аккумуляторе полностью заряженным и готовым к работе для нашей климатической зоны при температуре воздуха +20⁰С плотность электролита должна составлять 1,27 г/см³.

Аккумулятор также как свечи зажигания, лампы, резиновые покрышки, фильтры и многое другое, является расходным материалом. Срок службы аккумулятора значительно меньше периода эксплуатации АТС и составляет в среднем от 3 до 10 лет.

На АТС в основном применяется 12-ти или 24В электрооборудование. Автомобильные аккумуляторы по конструктивному исполнению можно разделить на два больших вида: обслуживаемые и необслуживаемые. В обслуживаемых аккумуляторах имеется возможность доступа к электролиту каждой банки. В необслуживаемых – такой возможности нет.

Для необслуживаемых аккумуляторов предъявляются более жесткие требования к параметрам генератора.

Если АТС эксплуатируются постоянно, а системы электрооборудования работают нормально, то аккумулятор не нуждается в подзарядке от внешнего зарядного устройства. При зарядке разряженного аккумулятора от внешнего устройства придерживаются следующего известного правила, если производителем аккумулятора специально не указаны другие условия. Если аккумулятор обслуживаемый, то зарядный ток должен составлять 10% от номинальной емкости. Например, емкость аккумулятора составляет 60А*час, то зарядный ток не должен превышать 6А. Для необслуживаемого аккумулятора зарядный ток не должен превышать 5%. Зарядку аккумулятора рекомендуется прекращать при начале «кипения» электролита. Под «кипением» электролита понимается процесс интенсивного газообразования.

На АТС при работающем двигателе генератор обеспечивает подзарядку аккумулятора, поддерживая на его клеммах напряжение для 12В сети в допустимом диапазоне 13,5…14,5В, а лучше 13,9…14,1В.

В процессе зарядки аккумулятора, установленном на АТС, зарядный ток сначала растет, а затем начинает снижаться и в конце процесса зарядки в идеале должен стремиться к нулю, чего на практике, к сожалению, не происходит.

    На рис. 1 показана конструкция необслуживаемого аккумулятора в разрезе.