Las baterías tradicionales de plomo ácido para automóviles pueden pasarse por alto hoy en día con el frenesí por los vehículos eléctricos de iones de litio. baterías, pero estos pequeños son maravillas invaluables de la ingeniería que han ayudado a propulsar vehículos para décadas.
Sin las complejas reacciones químicas dentro de la batería de 12 V de su vehículo, ni siquiera podría encender su automóvil o mucho menos bajar las ventanas eléctricas. Siga leyendo para explorar las formas ingeniosas en que funciona la batería de su automóvil y cómo se combina con el alternador del automóvil para hacer de su automóvil un mejor lugar para pasar el tiempo.
¿Cómo funciona una batería de coche de 12V?
La batería del coche funciona con reacciones químicas. En su forma más básica, transfiere electrones entre el ánodo (terminal negativo) a donde realmente quieren estar: el cátodo (terminal positivo). Por ejemplo, la batería de plomo-ácido que utilizan la mayoría de los vehículos recibe su nombre del hecho de que utiliza placas de dióxido de plomo (y plomo puro) sumergidas en una mezcla de agua y ácido sulfúrico.
Estas baterías en realidad tienen seis celdas que producen alrededor de 2 V cada una, por lo que las baterías de automóviles se conocen comúnmente como baterías de 12 V, aunque no son exactamente de 12 V. Cada una de estas seis celdas consta de placas de dióxido de plomo (cátodo positivo) y placas de plomo (ánodo negativo) que se sumergen en la mezcla de ácido sulfúrico/agua para crear reacciones químicas que eventualmente ayudarán a que la batería se libere electricidad.
Tenga en cuenta que la batería consta de seis celdas y cada una tiene varias placas. Pero, en el centro de este proceso está la interacción entre los terminales positivo y negativo. Cuando el dióxido de plomo del cátodo interactúa con el sulfato en la mezcla ácida, se liberan iones de oxígeno en la mezcla donde interactúan con el hidrógeno para producir agua. Mientras tanto, en el lado negativo, el sulfato reacciona con el plomo en el ánodo, creando una capa de sulfato de plomo en el ánodo y liberando electrones.
Estos electrones se acumulan en la terminal negativa y definitivamente no quieren estar allí, pero no pueden viajar a través de la solución de electrolito, por lo que se enrutan a través de la terminal negativa y a través de un circuito hasta que finalmente llegan a la positiva Terminal. Este es el principio básico de la funcionalidad de la batería del automóvil, ya que todos los demás dispositivos auxiliares de su vehículo se conectan a este circuito.
Pero esto solo funciona cuando el auto está apagado; de lo contrario, lo que realmente alimenta la electrónica de su vehículo es el alternador. La batería está esencialmente en su automóvil para alimentar el motor de arranque cuando el vehículo está apagado, pero una vez que el motor de arranque hace rugir el motor, el alternador se hace cargo. El alternador también carga la batería a través de una inversión de los procesos que condujeron a su descarga.
¿Qué hace un alternador?
Como se indicó anteriormente, el alternador básicamente está haciendo el trabajo que la gente pensaría que la batería está haciendo constantemente. Recuerde, la batería se agotaría rápidamente si tuviera que alimentar todas sus ventanas y radio y básicamente cualquier otro dispositivo electrónico en su vehículo. Entonces, la solución a esto es bastante ingeniosa.
Los ingenieros instalaron un generador de corriente alterna en su vehículo alimentado por el motor en lugar de la batería. Produce suficiente electricidad para alimentar todos los bits eléctricos de su vehículo. Lo mejor del alternador es que también recarga la batería mientras el motor del vehículo está en marcha. encendido porque la batería experimenta un agotamiento bastante pesado después de hacer su trabajo de arrancar el motor.
El único problema con el alternador es que produce corriente alterna, que debe convertirse en corriente continua. Para resolver este problema, la corriente alterna se procesa a través de un rectificador, lo que permite que el alternador bombee la corriente continua requerida.
Cuando un alternador funciona mal, comenzará a notar signos de esto por todas partes. Por ejemplo, los componentes electrónicos de su vehículo no funcionarán correctamente y sus luces podrían atenuarse repentinamente. En estas condiciones, su vehículo podría comenzar a arrojar un montón de códigos, e incluso si lo conecta a un aplicación OBD2, probablemente no identificará que el problema es en realidad el alternador o la batería.
Peor aún, muchos vehículos usan módulos avanzados que están calibrados para trabajar con tolerancias muy pequeñas. Si su alternador o batería está fallando, todo el automóvil podría comenzar a actuar de manera errática y arrojar códigos que no tienen nada que ver con el problema real: la batería o el alternador defectuosos.
¿Es lo mismo una batería de coche que una batería de vehículo eléctrico?
No, no son lo mismo que la batería de tu EV. Las baterías de plomo ácido son significativamente diferentes de las baterías de iones de litio presentes en su EV. Lo primero es lo primero, como ya ha aprendido, la composición de las baterías de plomo-ácido consiste principalmente en plomo y una mezcla de agua y ácido sulfúrico. Por otro lado, las baterías de iones de litio están compuestas por materiales como el litio, el cobalto y el grafito.
No solo esto, sino que las baterías de iones de litio tienen una densidad de energía superior a las baterías de ácido de plomo, lo que es especialmente ideal en vehículos eléctricos de rendimiento y electrónica, donde las consideraciones de espacio y peso son sumamente importantes.
Las baterías de plomo ácido también sufren ciclos de vida inferiores en comparación con las baterías de iones de litio. Lo que esto significa es que puede recargar y descargar una batería de iones de litio muchas veces más que una batería de plomo ácido. Obviamente, esta es una gran ventaja para su uso en vehículos eléctricos, donde la batería constituye el componente más importante y costoso, y un ciclo de vida mediocre la volvería inútil. Las baterías de plomo ácido también requieren un mantenimiento regular para que sigan funcionando, mientras que las baterías de iones de litio relativamente no requieren mantenimiento durante su vida útil.
Es fácil ver por qué las baterías de iones de litio se usan en los vehículos eléctricos en lugar de las baterías de plomo-ácido tradicionales. Si los vehículos eléctricos usaran baterías de plomo-ácido, serían increíblemente pesados y carecerían de energía.
Las baterías de plomo ácido todavía tienen su lugar
Independientemente de los inconvenientes asociados con las baterías de plomo ácido, tienen su lugar en el panorama automotriz. Su costo relativamente bajo en comparación con las baterías de iones de litio asegura que seguirán siendo utilizado en vehículos a gasolina y otras aplicaciones donde el costo inicial es un factor importante factor.
Estas baterías han estado alimentando vehículos durante muchos años, y aunque la tecnología de iones de litio es la novedad más brillante, las baterías de plomo-ácido siempre tendrán su lugar en la historia del automóvil.