Kratka w technologii PowerFrame posiada specjalną konstrukcję, w której chorągiewka jest przesunięta w kierunku środka kratki, a żyłki schodzą się promieniście w kierunku chorągiewki. Dodatkowo, grubość żyłek zwiększa się wraz z przybliżaniem się do chorągiewki.

Schemat konstrukcji kratki

Solidne obramowanie

Dodatkowy wpływ na poprawę odporności mechanicznej kratki ma zastosowanie jej obramowania. Jego wykonanie w tradycyjnej technologii kratki nacinanej i rozciąganej jest niemożliwe ze względu na założenia technologii. Obramowanie zabezpiecza kratkę przed deformacjami i „sprężynowaniem” podczas wstrząsów, czego konsekwencją jest brak odpadania cząstek masy aktywnej z płyty i przez to wydłużenie trwałości akumulatora. Zaokrąglone krawędzie obramowania eliminują również ryzyko przerwania separatora, w którym umieszczona jest płyta.

Skrócenie drogi przepływu prądu

 Porównanie drogi ładunków elektrycznych w kratce tradycyjnej i w promienistej kratce PowerFrame

Odporność na niszczący wpływ zachodzących w jego wnętrzu procesów chemicznych oraz na zewnętrzne bodźce mechaniczne to nie wszystkie cechy, jakimi musi dysponować nowoczesny akumulator. Musi być niezawodny. A w języku akumulatora oznacza to, że w każdych warunkach zewnętrznych (nawet przy trzaskającym mrozie) musi być w stanie zachować zgromadzoną w sobie energię i umieć przekazać w sposób szybki i w odpowiedniej ilości do oczekującej jej odbiornika. Ta zdolność akumulatora zależy od długości dróg, jakie pojedyncze ładunki muszą pokonać z wnętrza akumulatora do biegunów i od tego jak małe opory na swych drogach napotkają. Jeżeli technologia PowerFrame to w chwili obecnej optymalny sposób na zmniejszenie oporności wewnętrznej kratki to należało jeszcze maksymalnie skrócić drogę, jaką ładunki mają do pokonania.

Zastosowanie kratki promienistej 

Umieszczenie w akumulatorach Bosch chorągiewki na środku płyty i zastąpienie tradycyjnego układu żyłek w kratce (standardowo żyłki kratki były pionowe i poziome lub ukośne) kratką promienistą (żyłki rozchodzą się promieniście od chorągiewki w kierunku brzegu kratki) zminimalizowało drogę, jaką ładunki mają do pokonania i tym samym spowodowało znaczny przyrost efektywności i szybkości akumulatora w oddawaniu ładunku elektrycznego do odbiornika.

Zróżnicowana grubość żyłek

Na szybkość przepływu ładunków elektrycznych w kratce ma wpływ grubość żyłek (można je porównać do autostrad, po których jeżdżą samochody). Im grubsza żyłka, tym mniej zakłócony przepływ. Łatwo się zorientować, że zagęszczenie ładunków będzie wzrastać w miarę zbliżania się do chorągiewki (którą dalej popłyną do biegunów i odbiorników prądu w samochodzie). W kratce PowerFrame zastosowano żyłki o zróżnicowanej grubości odzwierciedlającej ilość przepływającego ładunku elektrycznego. Ich grubość wzrasta im bliżej chorągiewki. Również obramowanie kratki w miejscu kontaktu z chorągiewką zostało pogrubione. 

Zalety

Wytłaczana kratka

Nowatorstwo technologii Powerframe polega na zastosowaniu wytłaczania w miejsce dotychczasowych technologii odlewniczej oraz nacinania i rozciągania kratki. 

Zmniejszenie oporu wewnętrznego

Na zdjęciu widzimy fragmenty kratek, wykonanej w technologii PowerFrame i tradycyjnej, po ośmiu tygodniach testu J240/75 (stosowanego przez producentów samochodów w USA podczas wyboru akumulatora na montaż fabryczny). Jak widać po zakończeniu testu kratka PowerFrame praktycznie zachowuje swoją strukturę, a przez to parametry użytkowe (niską rezystancję oraz wysoką przewodność), natomiast kratka tradycyjna doświadcza korozji na krawędziach ziaren (wypłukiwane są zanieczyszczenia gromadzące się wokół ziaren) przez co wzrasta jej kruchość i opór wewnętrzny, natomiast spada zdolność do przewodzenia prądu.

Odporność na wysokie temperatury

Wysoka rezystancja kratek tradycyjnych powoduje podczas przepływu dużych ładunków elektrycznych (w momencie rozruchu akumulatora lub podczas ładowania prądem o wysokim natężeniu) tzw. „gazowanie” akumulatora, czyli powstawanie wodoru i tlenu w postaci gazowej (zamiast łączenia się ich w wodę). Wysoka temperatura pochodząca z rozgrzanego silnika pojazdu powoduje, iż masa czynna umieszczona na kratce staje się znacznie bardziej plastyczna i podatna na erozję a wydostające się pęcherzyki gazu powodują odpadanie jej cząstek. Te odpadające cząstki zmniejszają objętość masy czynnej magazynującej ładunki prądu a więc zmniejszają pojemność akumulatora. Dodatkowo wydostający się wodór i tlen tworzą gazową mieszaninę wybuchową.

Odporność na pracę cykliczną

Wysoka rezystancja kratek tradycyjnych powoduje podczas przepływu dużych ładunków elektrycznych (w momencie rozruchu akumulatora lub podczas ładowania prądem o wysokim natężeniu) tzw. „gazowanie” akumulatora, czyli powstawanie wodoru i tlenu w postaci gazowej (zamiast łączenia się ich w wodę). Wysoka temperatura pochodząca z rozgrzanego silnika pojazdu powoduje, iż masa czynna umieszczona na kratce staje się znacznie bardziej plastyczna i podatna na erozję a wydostające się pęcherzyki gazu powodują odpadanie jej cząstek. Te odpadające cząstki zmniejszają objętość masy czynnej magazynującej ładunki prądu a więc zmniejszają pojemność akumulatora. Dodatkowo wydostający się wodór i tlen tworzą gazową mieszaninę wybuchową.

Większa odporność na wstrząsy 

Kolejna pozytywna konsekwencja zastosowania kratek PowerFrame jest istotna dla trwałości akumulatora i jego odporności mechanicznej. Podczas każdego przejeżdżanego kilometra akumulator poddawany jest tysiącom drgań. Ważne jest, aby miały one jak najmniejszą konsekwencję dla trwałości kratek akumulatora oraz dla odpadania masy czynnej z płyt. Tutaj kolejny raz z pomocą przychodzi nam technologia wytłaczania kratek PowerFrame, która zagęszcza strukturę stopu.

Odporność na korozję

W akumulatorze tradycyjnym, gdzie ziarna stopu są duże na ich granicach (w miejscach styku poszczególnych ziaren) osadzają się zanieczyszczenia - i powodują niedokładności w strukturze stopu. Są one podatne na działanie czystego kwasu siarkowego, który powstaje w wyniku reakcji miedzy masą czynną a elektrolitem podczas ładowania akumulatora i kumuluje się przy kratce pozytywnej. Żrący kwas siarkowy atakując miejsca zanieczyszczone powoduje wypłukiwanie całych cząstek ze stopu kratki (tzw. korozja kratki) i jej osłabienie. Taka osłabiona kratka jest podatna na uszkodzenia mechaniczne powstające podczas drgań akumulatora w czasie jazdy. Dzięki wytłaczaniu pod bardzo dużym naciskiem zagęszczona struktura stopu w kratce PowerFrame praktycznie nie posiada na swojej powierzchni zanieczyszczeń wrażliwych na działanie kwasu siarkowego i dzięki temu jest w znacznie mniejszym stopniu podatna na korozję, a co za tym idzie na zmniejszenie stabilności kratki i niebezpieczeństwo jej przemieszczania lub nawet oberwania.

Produkcja w technologii Powerframe

Dzięki w pełni zautomatyzowanej linii produkcyjnej otrzymujemy znakomitą powtarzalność wyrobu. Ponadto dzięki wytłaczaniu otrzymujemy kratkę o bardzo wysokiej precyzji wykonania i podwyższonej odporności mechanicznej. Jej powierzchnia, w odróżnieniu od kratek wyprodukowanych w technologiach standartowych, charakteryzuje się porowatością, która umożliwia lepsze i trwalsze przyleganie masy aktywnej. Podczas wytłaczania zmienia się również struktura stopu, z którego wykonana jest kratka. Jej zagęszczenie poprawia solidność kratki oraz poprzez praktyczne wyeliminowanie zanieczyszczeń w powierzchniowej strukturze stopu znacznie obniża jej podatność na korozję.

Zalety