Traditionele loodzuuraccu's voor auto's kunnen tegenwoordig over het hoofd worden gezien met de razernij over lithium-ion EV batterijen, maar deze kleine jongens zijn technische wonderen van onschatbare waarde die hebben bijgedragen aan het aandrijven van voertuigen voor tientallen jaren.
Zonder de complexe chemische reacties in de 12V-accu van uw voertuig, zou u uw auto niet eens aan kunnen zetten of veel minder uw elektrische ruiten kunnen sluiten. Lees verder om de ingenieuze manieren te ontdekken waarop uw auto-accu werkt en hoe deze samenwerkt met de dynamo van de auto om van uw auto een betere plek te maken om tijd door te brengen.
Hoe werkt een 12V-autoaccu?
De auto-accu werkt met chemische reacties. In zijn meest elementaire vorm brengt het elektronen over tussen de anode (negatieve terminal) naar waar ze eigenlijk willen zijn: de kathode (positieve terminal). De loodzuuraccu die de meeste voertuigen gebruiken, dankt zijn naam bijvoorbeeld aan het feit dat hij platen van looddioxide (en puur lood) gebruikt die in een mengsel van water en zwavelzuur zijn gedompeld.
Deze batterijen hebben eigenlijk zes cellen die elk ongeveer 2V produceren, daarom worden autobatterijen gewoonlijk 12V-batterijen genoemd, ook al zijn ze niet precies 12V. Deze zes cellen bestaan elk uit looddioxideplaten (positieve kathode) en loodplaten (negatieve anode) die zijn ondergedompeld in in het zwavelzuur/water-mengsel om chemische reacties te creëren die uiteindelijk de batterij helpen loslaten elektriciteit.
Houd er rekening mee dat de batterij uit zes cellen bestaat en elk verschillende platen heeft. Maar de kern van dit proces is de interactie tussen de positieve en negatieve terminals. Wanneer het looddioxide van de kathode een interactie aangaat met het sulfaat in het zure mengsel, komen zuurstofionen vrij in het mengsel waar ze een interactie aangaan met de waterstof om water te produceren. Ondertussen reageert sulfaat aan de negatieve kant met het lood in de anode, waardoor een loodsulfaatlaag in de anode ontstaat en elektronen vrijkomen.
Deze elektronen hopen zich op in de negatieve pool en willen daar absoluut niet zijn, maar ze kunnen niet door de reizen elektrolytoplossing, zodat ze via de negatieve pool en door een circuit naar buiten worden geleid totdat ze uiteindelijk de positieve bereiken terminal. Dit is het kernprincipe van de functionaliteit van de auto-accu, aangezien elk ander hulpapparaat in uw voertuig op dit circuit is aangesloten.
Maar dit werkt alleen als de auto uit staat; anders is de dynamo de dynamo die de elektronica van uw voertuig aandrijft. De batterij bevindt zich in wezen in uw auto om de starter van stroom te voorzien wanneer het voertuig is uitgeschakeld, maar zodra de starter de motor tot leven brengt, neemt de dynamo het over. De dynamo laadt de batterij ook op door een omkering van de processen die tot de ontlading hebben geleid.
Wat doet een alternator?
Zoals eerder vermeld, doet de dynamo in feite het werk dat mensen zouden denken dat de batterij constant doet. Onthoud dat de batterij zichzelf snel leeg zou maken als deze al uw ramen en radio en eigenlijk elk ander elektronisch apparaat in uw voertuig van stroom moest voorzien. De oplossing hiervoor is dus behoorlijk ingenieus.
Ingenieurs hebben een wisselstroomgenerator in uw voertuig geïnstalleerd die wordt aangedreven door de motor in plaats van door de batterij. Het produceert genoeg elektriciteit om alle elektrische onderdelen van uw voertuig van stroom te voorzien. Het mooie van de dynamo is dat hij ook de batterij oplaadt terwijl de motor van het voertuig aan staat aan omdat de batterij behoorlijk leeg raakt nadat hij zijn werk heeft gedaan om de aan te zwengelen motor.
Het enige probleem met de dynamo is dat deze wisselstroom produceert, die moet worden omgezet in gelijkstroom. Om dit probleem op te lossen, wordt de wisselstroom via een gelijkrichter verwerkt, waardoor de alternator de benodigde gelijkstroom kan wegpompen.
Wanneer een dynamo slecht gaat, zult u hier overal tekenen van opmerken. De elektronica van uw voertuig werkt bijvoorbeeld niet correct en uw lichten kunnen plotseling dimmen. Onder deze omstandigheden kan uw voertuig een heleboel codes beginnen te gooien, en zelfs als u het aansluit op een OBD2-app, zal het waarschijnlijk niet identificeren dat het probleem eigenlijk de dynamo of de batterij is.
Erger nog, veel voertuigen gebruiken geavanceerde modules die zijn gekalibreerd om met zeer kleine toleranties te werken. Als uw dynamo of batterij defect is, kan de hele auto onregelmatig gaan werken en codes gooien die niets met het werkelijke probleem te maken hebben: de defecte batterij of dynamo.
Is een auto-accu hetzelfde als een EV-accu?
Nee, ze zijn niet hetzelfde als de batterij in je EV. Loodzuurbatterijen verschillen aanzienlijk van de lithium-ionbatterijen die in uw EV aanwezig zijn. Allereerst, zoals je al hebt geleerd, bestaat de samenstelling van loodzuuraccu's voornamelijk uit lood en een mengsel van water en zwavelzuur. Aan de andere kant zijn lithium-ionbatterijen gemaakt van materialen zoals lithium, kobalt en grafiet.
Niet alleen dit, lithium-ionbatterijen hebben een superieure energiedichtheid dan loodzuurbatterijen, wat vooral ideaal is in prestatie EV's en elektronica, waarbij ruimte- en gewichtsoverwegingen uiterst belangrijk zijn.
Loodzuurbatterijen hebben ook een inferieure levenscyclus in vergelijking met lithium-ionbatterijen. Dit betekent dat u een lithium-ionbatterij vele malen meer kunt opladen en ontladen dan een loodzuurbatterij. Dit is natuurlijk een enorm pluspunt voor gebruik in EV's, waar de batterij het belangrijkste en duurste onderdeel is, en een ondermaatse levenscyclus zou het onbruikbaar maken. Loodzuurbatterijen hebben ook regelmatig onderhoud nodig om ze aan de gang te houden, terwijl lithium-ionbatterijen tijdens hun levensduur relatief onderhoudsvrij zijn.
Het is gemakkelijk in te zien waarom lithium-ionbatterijen in EV's worden gebruikt in plaats van traditionele loodzuurbatterijen. Als elektrische voertuigen loodzuurbatterijen zouden gebruiken, zouden ze waanzinnig zwaar zijn en geen vermogen hebben.
Loodzuurbatterijen hebben nog steeds hun plaats
Ongeacht de nadelen die aan loodzuuraccu's zijn verbonden, hebben ze hun plaats in het autolandschap. Hun relatief goedkope prijs in vergelijking met lithium-ionbatterijen zorgt ervoor dat ze gebruikt in benzine-aangedreven voertuigen en andere toepassingen waar de initiële kosten belangrijk zijn factor.
Deze batterijen drijven al jaren voertuigen aan, en hoewel lithium-iontechnologie het glimmende nieuwe ding is, zullen loodzuurbatterijen altijd hun plaats in de autogeschiedenis hebben.
