Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Elektrická výzbroj motorových vozidel (2. část)

Startovací baterie (1)
 
prof. Ing. František Vlk, DrSc.
 
Úvod
 
Akumulátor je velmi důležitou komponen­tou celého el. systému motorového vozidla. Elektrický proud vzniká přeměnou některé for­my energie na energii elektrickou. U motoro­vých vozidel jde o přeměnu části mechanické energie produkované motorem prostřednictvím zařízení zva­ného alternátor. U těchto vo­zidel se používají jednak che­mické zdroje – akumulátory, jednak točivé zdroje – alterná­tory. Chemický a točivý zdroj vzájemně spolupracují.
 
Při funkci elektrické sítě se rozlišují dva základní sta­vy:
  1. Motor je v chodu a alter­nátor dobíjí baterii a napá­jí elektrickým proudem za­palování a všechny zapnuté elektrické spotřebiče. Regu­látor napětí rozděluje proud alternátoru na dobíjecí, který teče do bate­rie, a na napájecí, který teče do ostatních spotřebičů.
  2. Motor, a tedy i alternátor, stojí. Regulátor napětí uzavírá cestu k alternátoru a vede proud z baterie do zapnutých elektrospo­třebičů.
Vzhledem k tomu, že elektrickou energii je třeba akumulovat, používá se u motorových vozidel proud stejnosměrný. Jmenovitá napětí jsou stanovena na hodnoty 6 V u malých mo­tocyklů a skútrů, 12 a 24 V u ostatních moto­rových vozidel. Typickým znakem elektrické instalace na motorovém vozidle je připojení spotřebičů ke zdroji jedním izolovaným vodi­čem; druhý vodič je nahrazen kovovou kostrou vozidla. Tím se celá instalace zjednoduší, a na­víc se sníží cena i hmotnost. V současné době je s kostrou vozidla spojen záporný pól zdrojů.
 
Základními technickými parametry aku­mulátoru jsou jeho napětí, kapacita a hmot­nost. Nestačí-li při malých otáčkách motoru výkon alternátoru k napájení elektrické sítě (např. je zapnuto mnoho silných spotřebičů), musí alternátoru vypomoci baterie. Z tohoto důvodu při poklesu napětí zapíná regulátor napětí do sítě i baterii. Regulátor zapíná ba­terii i v případě, že motor stojí a je zapnuté zapalování, světla, houkačka apod. Nejvíce se využívá baterie při startování motoru, protože musí napájet startér, který je největším spo­třebičem v motorovém vozidle.
 
Kolik elektrické energie je baterie schopna pojmout, se vyjadřuje její kapacitou. Kapaci­ta baterie se udává v jednotkách ampérhodi­ny (A·h). To znamená, že baterie s kapacitou 10 A·h je schopna dodávat proud o velikostí 0,5 A po dobu 20 h, a naproti tomu, např. při startování motoru, po dobu 10 s proud 40 až 50 A, a to někdy i víckrát než jednou za se­bou. Starší nebo nedostatečně udržovaná ba­terie však takové výkony nezvládne, protože její kapacita je značně snížena.
 
U motorových vozidel jsou také vysoko­napěťová elektrická zařízení – např. k vytvo­ření jiskry na zapalovací svíčce je nutné napětí až 10 000 V. Toto vysoké napětí je však třeba pouze po velmi krátký okamžik, během něhož teče jen nepatrný proud.
 

Olověné akumulátory

 
Pro motorová vozidla se používají pře­vážně olověné akumulátory s kyselým elek­trolytem. Každý článek tvoří soustava mřížkovaných olověných desek záporné a kladné polarity, vzájemně od sebe oddělených tzv. separátory, které zamezují přímému doty­ku sousedních desek. Desky jsou v nádobě z plastu nebo tvrzené pryže ponořeny do zře­děné kyseliny sírové, která tvoří elektrolyt.
 
Elektrody jsou provedeny jako mřížky odlité z olova, legovaného různými přísada­mi, zejména antimonem (tvrdé olovo). Přísa­dy se používá rovněž pro zvýšení chemické odolnosti a vazby s činnou hmotou. Mřížka slouží jako nosič činné hmoty. Základní tvar je zvolen tak, aby činný materiál byl pevně zachycen s co nejlepším elektrickým stykem a neodpadával při provozních vibracích a při pnutí, která vznikají objemovými změnami činných hmot při nabíjení a vybíjení.
 
Desky jsou kladné a záporné. Vyrábějí se ve standardních velikostech a pro odstupňo­vání výkonů se paralelně spojují do desko­vých sad, které jsou rovněž kladné a záporné. Jednotlivé desky jsou vzájemně spojeny pó­lovými můstky. Kladné a záporné sady jsou do sebe zasunuty tak, že kladné a záporné desky se vzájemně střídají a tvoří článek. Zá­porná sada má vždy o jednu desku víc – tzn., že vnější desky jsou vždy záporné.
 
Složení činné hmoty ve stavu připrave­ném k zalisování do mřížek bývá různé. Zpra­vidla jde o směsi vyšších oxidů olova a jiných látek, které se v aktivní hmotě vytvoří až po formování elektrickým proudem, které následuje po nalisování aktivní hmoty do de­sek a jejím vytvrzení. Důležité jsou i chemic­ky indiferentní přísady, které se do směsi při­dávají pro zvětšení mechanické pevnosti, vo­divosti a pórovitosti.
 
U nabitého akumulátoru je základní slo­žení činné (aktivní) hmoty toto:
  • kladné desky – oxid olovičitý PbO2, který má tmavohnědou barvu a poměrně malou soudržnost (z tohoto důvodu je životnost kladných desek menší než desek záporných),
  • záporné desky – čisté houbovité olovo Pb, které má barvu šedou.
Při vybíjení se mění na obou deskách ak­tivní hmota na síran olovnatý PbSO4.
 
Jako elektrolyt se používá u olověných akumulátorů kyselina sírová (H2SO4) zředěná na předepsanou hustotu destilovanou vodou. Hustota elektrolytu se udává v kg·dm–3 nebo v g·cm–3. V našich klimatických podmínkách se předepisuje měrná hustota v rozmezí 1,26 až 1,28 g·cm–3 (např. pro tropy je to 1,23 g·cm–3).
 
Největší vodivost má elektrolyt o husto­tě 1,2 až 1,22 g·cm–3, provozní stavy se po­hybují okolo této hodnoty. Zvětšení hustoty elektrolytu má za následek zvýšení svorko­vého napětí i kapacity akumulátoru, ale při překročení meze 1,28 g·cm–3 hrozí nebezpe­čí napadání desek kyselinou.

(pokračování)