Рис. 1. Схема устройства стартерной аккумуляторной батареи
1 — электрод отрицательный крайний; 2 — электрод положительный; 3 — сепаратор; 4 — электрод отрицательный; 5 — полублок электродов отрицательных; 6 — полублок электродов положительных; 7 — блок электродов; 8 — опорная призма; 9 — моноблок; 10 — борн; 11 — щиток предохранительный; 12 — мостик; 13 — крышка аккумулятора; 14 — пробка вентиляционная; 15 — МЭС; 16 — полюсный вывод

Соотношение между количеством отрицательных и положительных электродов в одном аккумуляторе в разных типах батарей может быть различным. Обычно количество отрицательных электродов на единицу больше, чем положительных. Отрицательные электроды имеют меньшую толщину, а крайние из них иногда бывают тоньше остальных. В некоторых батареях количество отрицательных электродов равно количеству положительных или на единицу меньше. В последнем случае крайними являются положительные. Электроды массовых типов батарей имеют ширину 143 мм, высоту 133,5 мм, толщину около 2 мм.

Сепараторы, проложенные между электродами, служат для предотвращения замыкания разноименных электродов и представляют

собой тонкие листы из пористого кислотостойкого материала: микропористой резины (мипор) или микропористой пластмассы (миплвст поровинил, порвиг, винипор). Сверху над сепараторами устанавливается винипластовый перфорированный предохранительный щиток защищающий верхние кромки сепараторов от механических повреждений при замере температуры, уровня и плотности электролита.

Каждый аккумулятор закрывается отдельной крышкой, изготавливаемой из эбонита или пластмассы. В крышке имеются три отверстия: два крайних — для выводных борнов блока электродов и сред-нее — для заливки электролита. Отверстие для заливки электролита закрывается резьбовой пробкой, имеющей вентиляционное отверстие для выхода газов из работающего аккумулятора.

Блок электродов, помещенный в ячейку моноблока, закрытую крышкой, представляет собой отдельный аккумулятор. Аккумуляторы в батарее последовательно соединяются сваркой посредством перемычек — межэлементных соединений (МЭС): выводной борн первого аккумулятора, к которому приварены отрицательные электроды, соединяется с борном соседнего аккумулятора, к которому приварены положительные электроды, и т. д. При сварке борна с перемычкой одновременно сваривается и верхняя часть свинцовой втулки, запрессованной в крышке, обеспечивая надежное уплотнение отверстия крышки в месте выхода борна. На выходные борны крайних аккумуляторов для подключения батарей в цепь припаиваются конусные полюсные выводы.

Герметизация в местах сопряжения крышек со стенками и перегородками моноблока обеспечивается заливочной битумной мастикой. Для предотвращения протекания мастики внутрь аккумулятора между краями крышек и стенками моноблока прокладываются резиновые уплотнительные прокладки или асбестовый шнур. В большинстве аккумуляторных батарей уплотнений не применяют, так как их моноблоки имеют буртики для посадки крышек.

В настоящее время много внимания уделяется уменьшению внутренних потерь напряжения батарей. С этой целью в стартерных батареях большой мощности используются борны и перемычки с медными вкладышами, так как медь обладает примерно в 12 раз большей электропроводностью, чем свинцово-сурьмянистый сплав.

В батарее 6СТ-55 перемычки опущены ниже поверхности крышек и залиты мастикой, что позволило уменьшить высоту борнов и снизить их электросопротивление. Однако заливочная мастика в эксплуатации не всегда обеспечивает надежную герметичность аккумуляторов, особенно в условиях жаркого климата.

Дальнейшее стремление уменьшить внутренние потери напряжения батарей и улучшить их эксплуатационные качества привело к созданию новых конструкций батарей. На рис. 4.2,6 показана 12-вольтовая батарея 6СТ-55, собранная в эбонитовом моноблоке с общей крышкой. Принципиальное отличие такой конструкции заключается в том, что соединение аккумуляторов осуществляется посредстством укороченных борнов (штырей), сдвинутых к перегородкам и сваренных между собой непосредственно над перегородками моноблока. Моноблок закрывается не отдельными крышками, а общей крышкой при помощи герметизирующего компаунда на основе эпоксидных смол. Заливочная мастика в такой конструкции отсутствует, а укороченные межэлементные соединения, кроме уменьшения омического сопротивления батареи, позволяют сократить расход свинца, идущего на изготовление батарей.

Рис. 2. Общий вид аккумуляторной батареи 6СТ-55:
а — с отдельными аккумуляторными крышками; б — с общей крышкой

Рис. 3. Способы соединения аккумуляторов в батарее:
а — с наружным расположением МЭС; б — через перегородку под общей крышкой; в — сквозь отверстие в перегородке под общей крышкой

При изготовлении моноблоков из пластмасс (полиэтилен, полипропилен) в современных конструкциях батарей межэлементные соединения пропускаются сквозь отверстия в перегородках, а моноблок с общей крышкой сваривается контактной тепловой сваркой.

Емкость аккумуляторных батарей для легковых машин колеблется от 45 до 200 А-ч. Электрическая нагрузка из года в год постоянно растет. В дополнение к нагрузке прошлых лет (пуск, зажигание, освещение) появились такие потребители электроэнергии, как электрозажигалки, комбинированные электросигналы, вентиляторы, нагреватели, указатели на панели управления, радиоустановки, установки кондиционирования воздуха, стеклоочистители, устройства для поднимания окон и др. Это обстоятельство обусловило заметное увеличение энергии автомобильных батарей и повышение их удельных характеристик.

Современные автомобильные батареи обладают высокой разрядной емкостью при стартерном режиме (при —18 °С) и устойчивостью к перезаряду. Срок службы батарей составляет 300—500 циклов и до 40—45 мес. Однако в течение ближайших лет должны быть решены следующие проблемы: энергия батарей на стартерном режиме должна быть повышена на 50—70 , срок службы увеличен на 40—50, удельные электрические характеристики— на 20—30 %; должны быть созданы батареи, работоспособные при температуре до —50 °С. В перспективе ставится задача создания безуходных и герметичных стартерных батарей.

Каждый тип стартерной аккумуляторной батареи имеет свое условное обозначение, которое наносится на моноблоке или крышке. В условном обозначении первая цифра определяет количество последовательно соединенных аккумуляторов в батарее (3 или 6), характеризующих ее номинальное напряжение (6 или 12 В); буквы СТ — назначение батареи: стартерная для автомобилей и автобусов; число после букв — номинальную емкость батареи, выраженную в ампер-часах при 20-часовом режиме разряда. Кроме того, после числа, обозначающего номинальную емкость, могут ставиться буквы, характеризующие материал моноблока (Э — эбонит, Т — термопластмасса), материал сепараторов (М —мипласт, Р — мипор), либо буквы, характеризующие исполнение батарей: А — с общей крышкой; Н — несухозаряженные; 3— для необслуживаемой залитой электролитом и полностью заряженной батареи.

Например, условное обозначение батареи 6СТ-75ТМН указывает, что батарея состоит из шести последовательно соединенных аккумуляторов, следовательно, ее напряжение 12 В, предназначена для установки на автомобилях, номинальная емкость батареи 75 А-ч при 20-часовом режиме разряда, моноблок пластмассовый, сепараторы из мипласта, батарея несухозаряженная; батарея 6СТ-75А: состоит из шести аккумуляторов, номинальное напряжение 12 В, стартерная, номинальной емкостью 75 А-ч, с общей крышкой.