As baterias de carro tradicionais de chumbo-ácido podem ser negligenciadas hoje em dia com o frenesi sobre o EV de íons de lítio baterias, mas esses carinhas são maravilhas inestimáveis da engenharia que ajudaram a alimentar veículos para décadas.
Sem as complexas reações químicas dentro da bateria de 12V do seu veículo, você nem seria capaz de ligar o carro ou muito menos desligar os vidros elétricos. Continue lendo para explorar as maneiras engenhosas em que a bateria do seu carro funciona e como ela se une ao alternador do carro para tornar seu carro um lugar melhor para passar o tempo.
Como funciona uma bateria de carro de 12V?
A bateria do carro funciona com reações químicas. Na sua forma mais básica, ele transfere elétrons entre o ânodo (terminal negativo) para onde eles realmente querem estar: o cátodo (terminal positivo). Por exemplo, a bateria de chumbo-ácido que a maioria dos veículos usa recebe esse nome pelo fato de usar placas de dióxido de chumbo (e chumbo puro) mergulhadas em uma mistura de água e ácido sulfúrico.
Essas baterias na verdade têm seis células que produzem cerca de 2V cada, e é por isso que as baterias de carro são comumente chamadas de baterias de 12V, embora não sejam exatamente 12V. Essas seis células são compostas por placas de dióxido de chumbo (cátodo positivo) e placas de chumbo (ânodo negativo) que são mergulhadas na mistura de ácido sulfúrico/água para criar reações químicas que eventualmente ajudarão a liberar a bateria eletricidade.
Tenha em mente que a bateria é composta por seis células, e cada uma tem várias placas. Mas, no centro desse processo está a interação entre os terminais positivo e negativo. Quando o dióxido de chumbo do cátodo interage com o sulfato na mistura ácida, os íons de oxigênio são liberados na mistura onde interagem com o hidrogênio para produzir água. Enquanto isso, no lado negativo, o sulfato reage com o chumbo no ânodo, criando uma camada de sulfato de chumbo no ânodo e liberando elétrons.
Esses elétrons se acumulam no terminal negativo e definitivamente não querem estar lá, mas não podem viajar pelo solução eletrolítica, então eles são encaminhados através do terminal negativo e através de um circuito até finalmente atingir o positivo terminal. Este é o princípio central da funcionalidade da bateria do carro, pois todos os outros dispositivos auxiliares do seu veículo se conectam a esse circuito.
Mas isso só funciona com o carro desligado; caso contrário, o que está realmente alimentando a eletrônica do seu veículo é o alternador. A bateria está essencialmente em seu carro para alimentar o motor de partida quando o veículo está desligado, mas uma vez que o motor de partida ruge para a vida, o alternador assume. O alternador também carrega a bateria através de uma inversão dos processos que levaram à sua descarga.
O que faz um alternador?
Como dito anteriormente, o alternador está basicamente fazendo o trabalho que as pessoas pensam que a bateria está fazendo constantemente. Lembre-se, a bateria se esgotaria rapidamente se tivesse que alimentar todas as suas janelas e rádio e basicamente qualquer outro dispositivo eletrônico em seu veículo. Então, a solução para isso é bastante engenhosa.
Os engenheiros instalaram um gerador de corrente alternada em seu veículo alimentado pelo motor em vez da bateria. Ele produz eletricidade suficiente para alimentar todos os bits elétricos do seu veículo. A grande vantagem do alternador é que ele também recarrega a bateria enquanto o motor do veículo está ligado porque a bateria sofre um esgotamento bastante pesado depois de fazer seu trabalho de acionar o motor.
O único problema com o alternador é que ele produz corrente alternada, que precisa ser convertida em corrente contínua. Para resolver este problema, a corrente alternada é processada através de um retificador, que permite que o alternador bombeie a corrente contínua necessária.
Quando um alternador está indo mal, você começará a notar sinais disso por toda parte. Por exemplo, a eletrônica do seu veículo não funcionará corretamente e suas luzes podem escurecer de repente. Sob essas condições, seu veículo pode começar a lançar um monte de códigos e, mesmo se você conectá-lo a um Aplicativo OBD2, provavelmente não identificará que o problema é realmente o alternador ou a bateria.
Pior ainda, muitos veículos usam módulos avançados que são calibrados para trabalhar com tolerâncias muito pequenas. Se o seu alternador ou bateria estiver falhando, o carro inteiro pode começar a agir de forma irregular e lançar códigos completamente não relacionados ao problema real: a bateria ou o alternador com falha.
Uma bateria de carro é o mesmo que uma bateria EV?
Não, eles não são iguais à bateria do seu EV. As baterias de chumbo-ácido são significativamente diferentes das baterias de íons de lítio presentes no seu VE. Primeiramente, como você já aprendeu, a composição das baterias de chumbo-ácido consiste principalmente em chumbo e uma mistura de água/ácido sulfúrico. Por outro lado, as baterias de íons de lítio são feitas de materiais como lítio, cobalto e grafite.
Não só isso, mas as baterias de íon de lítio têm uma densidade de energia superior às baterias de chumbo-ácido, o que é especialmente ideal em EVs de desempenho e eletrônica, onde as considerações de espaço e peso são extremamente importantes.
As baterias de chumbo-ácido também sofrem de ciclos de vida inferiores em comparação com as baterias de íon-lítio. O que isso significa é que você pode recarregar e descarregar uma bateria de íons de lítio muitas vezes mais do que uma bateria de chumbo-ácido. Obviamente, isso é uma grande vantagem para uso em EVs, onde a bateria é o componente mais importante e caro, e um ciclo de vida abaixo da média a tornaria inútil. As baterias de chumbo-ácido também requerem manutenção regular para mantê-las funcionando, enquanto as baterias de íons de lítio são relativamente livres de manutenção durante sua vida útil.
É fácil ver por que as baterias de íons de lítio são usadas em EVs em vez das baterias de chumbo-ácido tradicionais. Se os veículos elétricos usassem baterias de chumbo-ácido, seriam insanamente pesados e sem energia.
As baterias de chumbo-ácido ainda têm seu lugar
Independentemente das desvantagens associadas às baterias de chumbo-ácido, elas têm seu lugar no cenário automotivo. Seu custo relativamente barato em comparação com as baterias de íon-lítio garante que elas continuarão sendo usado em veículos movidos a gasolina e outras aplicações onde o custo inicial é um importante fator.
Essas baterias alimentam veículos há muitos anos e, embora a tecnologia de íons de lítio seja a novidade, as baterias de chumbo-ácido sempre terão seu lugar na história automotiva.