Какой средний вес основных аккумуляторов легковых автомобилей

При покупке аккумуляторной батареи пользователи обращают внимание лишь на энергетические характеристики аккумулятора, а также на расположение выводов. В этом есть резон, но дополнительное знание, сколько весит автомобильный аккумулятор, и небольшой опыт помогут сделать оптимальный выбор.

Какие аккумуляторы самые тяжелые

Вес аккумулятора зависит от материалов, из которых он изготовлен. Так, одними из самых тяжелых являются свинцово-кислотные аккумуляторы, ведь плотность чистого свинца составляет 11,37 г/см3. Из относительно распространенных материалов тяжелее свинца являются вольфрам, золото, платина, ртуть, тантал. Часть активной массы составляет оксид свинца PbO2, его удельный вес чуть ниже (9,4 г/см3), но он составляет относительно небольшую долю по объему.

Плотность других материалов, применяемых для создания аккумуляторов:

  • никель – 8,9 г/см3;
  • кадмий – 8,64 г/см3;
  • литий – 0,53 г/см3 (почти вдвое легче воды!)

Конечно, в аккумуляторах металлы в чистом виде не применяются. Они используются в виде соединений или с легирующими добавками. Но все равно, общее представление об относительных весах батарей, изготовленных по разным технологиям, можно получить исходя из свойств этих материалов.

Почему для автомобилей применяются, в основном, свинцово-кислотные АКБ, несмотря на их большую массу? Основных причин две:

  1. Батареи на основе свинца больше всего приспособлены для работы в составе бортсети автомобиля (большие пусковые токи, широкий диапазон температур, относительно низкая чувствительность к перезарядам и глубоким разрядам и т.п.) и имеют относительно низкую стоимость.
  2. Выигрыш нескольких килограмм некритичен как для легковых, так и для грузовых автомобилей — тяга двигателя имеет запас, для которого такой небольшой излишек массы практически незаметен, и преимущества свинцовой АКБ перевешивают (и в буквальном смысле тоже).

Вторая причина не относится к гоночным или раллийным машинам – в этой категории на счету каждый грамм. В этой ситуации масса имеет значение даже для таких тяжеловесов, как «Камаз».


Какой средний вес основных аккумуляторов легковых автомобилей
«Камаз» — участник ралли.

Там, где масса имеет важное значение, обычно применяются литий-ионные аккумуляторы (с учетом прочих достоинств, присущим батареям этого типа). Например, в смартфонах, ноутбуках и других переносных устройствах.

Весовые показатели также зависят от электрических, вернее, определяют их. Емкость батареи, ее токоотдача и другие энергетические показатели зависят, при прочих равных условиях, от площади, на которой происходят электрохимические реакции, а эта площадь зависит от размера пластин.

Какой средний вес основных аккумуляторов легковых автомобилей
Свинцовые пластины аккумулятора.

Чем больше пластины, тем они больше весят. И тем больше надо электролита, плотность которого, кстати, побольше, чем у воды. А еще аккумулятору нужен прочный пластиковый корпус, способный выдержать вес веществ, участвующих в реакции.

Какой средний вес основных аккумуляторов легковых автомобилей
Удельный вес кислотного электролита составляет 1,27..1,28 г/см3

Современные аккумуляторы также производят по технологиям AGM, EFB и GEL. У батарей AGM электролита немного меньше, зато сепараторы изготовлены из стекловолокна, которое имеет плотность примерно 2,4..2,6 г/см3, то есть, примерно в два раза больше, чем у жидкого реагента. Поэтому такие АКБ еще тяжелее. Также немного больший вес имеют и аккумуляторы EFB (за счет пакетов из того же стекловолокна), а гелевые АКБ заметно тяжелее за счет большей плотности загущенного электролита.

Соотношение веса составляющих АКБ

Несмотря на то, что пластины и электролит занимают по объему сравнимое пространство, наибольшая часть веса аккумулятора приходится на свинец. Это объясняется разницей плотностей – удельный вес свинца примерно в 10 раз выше, чем у раствора серной кислоты в воде. Пластины, перемычки и клеммы в общей сложности составляют около 80% массы аккумулятора. Электролит обычно занимает 17..19% (до 20%) общего веса.

Корпус изготавливается из прочного, но относительно легкого пластика. На его долю приходится 1..3% от общей массы АКБ. Зная эти цифры, можно вычислить вес полного аккумулятора, взвесив сухой, или наоборот – сколько будет весить батарея после полного слива электролита.

Какой средний вес основных аккумуляторов легковых автомобилей
Устройство АКБ и ее компоненты, влияющие на весовые характеристики.

Где находится информация о весе

Вес аккумулятора не является параметром, непосредственно определяющим потребительские качества свинцово-кислотного аккумулятора, поэтому не все производители указывают его на шильдике или в сопроводительной документации на АКБ. Но некоторые все же упоминают и эту характеристику – надо поискать ее среди остальных данных.

По выбору производителя, вес может быть указан для «сухого» аккумулятора (не заправленного электролитом), а может сообщаться для полностью снаряженного – с залитым раствором серной кислоты. Стандарты это не регламентируют.


Какой средний вес основных аккумуляторов легковых автомобилей
Вес батареи может быть указан на шильдике.

Если производителем весовые характеристики не предоставлены, взвешивать источник питания придется самостоятельно. Существует и другой способ – определить массу по таблицам. Это бывает необходимо для проверки соответствия заявленных характеристик реальным — недобросовестные производители могут декларировать завышенные параметры, но законы физики не обмануть. Весовые параметры должны коррелировать с электрическими. Современные технологии пока не позволяют создавать емкие и мощные батареи с небольшим весом. А значит, чем выше энергетические характеристики АКБ, тем она должна быть тяжелее.

Таблица массы аккумуляторов в зависимости от мощности

В таблице приведен средний вес (точное значение определяется конструкцией аккумулятора) стартерных автомобильных батарей в зависимости от емкости в ампер*часах. Для каждого значения приведены две цифры – «сухой» вес (без жидкого реагента) и вес АКБ с электролитом. Небольшие колебания плотности раствора серной кислоты в воде в зависимости от уровня заряда никакого влияния не имеют – излишек при разряде уходит в сульфат свинца (закон сохранения массы действует неукоснительно). При испарении воды из электролита происходит увеличение плотности жидкости, но уменьшается объем реагента. На общем фоне эти колебания составляют доли процентов, поэтому на практике вряд ли понадобится их учитывать.

Заявленная емкость, А*ч«Сухая» масса, кгМасса полностью заправленной батареи, кг
5512,214,5
6013,315,35
6213,615,7
6514,2516,8
7014,918,1
7515,419,1
9020,4523,2
10021,724,5
13233,537,6
19047,849,2
22551,161,9

Знание веса батареи поможет решить и обратную задачу – рассчитать массу аккумулятора по известной емкости. Это может пригодиться при планировании перевозок партии батарей или при складировании АКБ на стеллажах. Также важен вес источника автономного питания в вопросах охраны труда – именно он определяет, можно ли снимать и переносить батареи в одиночку или вдвоем, надо ли применять специальные приспособления и т.п.

Какой средний вес основных аккумуляторов легковых автомобилей
АКБ емкостью 220 А*ч весит более 50 кг.

Хотя весовые параметры и не являются характеристиками первой важности, все же знание их может оказаться полезным. Вопрос лишь в правильном использовании полученных данных.

Становой Алексей

Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

Оцените автора
( Пока оценок нет )
Запитка
Добавить комментарий

Adblock
detector