W pojazdach samochodowych z silnikami spalinowymi stosowane są dwa podstawowe źródła energii elektrycznej:
- Elektrochemiczne – akumulatory,
- Elektromechaniczne – prądnice prądu przemiennego.
Akumulatory zamieniają energię chemiczną zgromadzoną w procesie ładowania, na energię elektryczną w czasie rozładowywania. Oczywiście ilość energii elektrycznej pochodzącej z akumulatora jest ograniczona, więc należy z niej korzystać racjonalnie.
Podstawowym zadaniem akumulatora jest zapewnienie energii potrzebnej do rozruchu silnika, stąd też czasami używane jest określenie akumulator rozruchowy. Dodatkowo akumulator zasila odbiorniki gdy silnik nie pracuje (np. centralny zamek, elektryczny hamulec postojowy)
Sporym problemem w pojazdach jest fakt, że największe zapotrzebowanie na energię elektryczną występuje podczas rozruchu silnika, gdy akumulator nie jest wspomagany przez inne źródła. Problem narasta przy niskich temperaturach – wówczas zmniejsza się efektywność akumulatora, a układ korbowy stawia większy opór (większa gęstość oleju silnikowego). Dlatego przed okresem zimowym warto sprawdzić akumulator.
W niektórych pojazdach akumulatorów może być więcej. Nie chodzi tylko o samochody ciężarowe i autobusy w których łączy się szeregowo dwa akumulatory 12, aby uzyskać napięcie 24 V, ale także specjalne konstrukcje z dodatkowymi akumulatorami do rozruchu lub stosowanych w pojazdach typu camper.
Akumulator w konwencjonalnym samochodzie pracuje w trybie buforowym, co w praktyce oznacza, że w normalnych warunkach pracy nie ulega całkowitemu rozładowaniu. Ta cecha odróżnia taki akumulator, o tych stosowanych w pojazdach elektrycznych, w których akumulator pracuje cyklicznie, czyli na przemian jest ładowany i rozładowywany. Takie akumulatory nazywamy trakcyjnymi.
Różnica w sposobie użytkowania akumulatorów wymusiła stosowanie różnych metod określania trwałości akumulatorów. Dla akumulatorów rozruchowych jest to czas eksploatacji, który wynosi najczęściej kilka lat, w akumulatorach trakcyjnych jest to liczba cykli ładowania.
Więcej informacji znajdziecie w temacie akumulatory kwasowe.
Alternatory, czyli samochodowe prądnice prądu przemiennego wiele lat temu wyparły inne źródła jakimi były prądnice prądu stałego. Alternator przekształca energię pochodzącą z wału korbowego silnika na energię elektryczną. Napędzany jest za pośrednictwem przekładni pasowej. Gdy silnik pracuje zapewnia energię elektryczną dla wszystkich odbiorników, a jeśli to konieczne równocześnie doładowuje akumulator.
Te dwa urządzenia (akumulator i alternator) wzajemnie się uzupełniają w samochodzie i muszą posiadać odpowiednie parametry. Gdy zastosujemy np. akumulator o znacznie większej pojemności wówczas może okazać się, że alternator nie będzie go w stanie w pełni naładować.
Więcej na temat alternatorów przeczytacie w kolejnych artykułach:
alternatory – prądnice prądu przemiennego cz.1
alternatory – prądnice prądu przemiennego cz.2
W pewnych warunkach silniki elektryczne potrafią również wytwarzać energię elektryczną, co jest wykorzystywane na przykład w napędach elektrycznych do odzyskiwania części energii podczas hamowania. Warto podkreślić, że w czasie hamowania pojazdu tracimy ogromną ilość energii, wiec z pewnością są to rozwiązania bardzo korzystne, choć obecnie dość kosztowne.
W pojazdach można spotkać również o wiele mniejsze źródła energii elektrycznej, na przykład baterie w pilotach.
Wszystko wskazuje na to, że popularne obecnie w instalacjach domowych fotoogniwa również znajdą w niedalekiej przyszłości zastosowanie w pojazdach. Bo przecież każdy z nas chciałby mieć „darmowy” prąd 🙂