Параметры аккумуляторной батареи
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Параметры аккумуляторной батареи

Характеристики аккумуляторных батарей

При подборе аккумулятора для транспортного средства владелец сталкивается с необходимостью определения устройства, соответствующего рекомендованным параметрам. Применение изделий с несоответствующими параметрами приводит к проблемам с запуском двигателя и с зарядкой батареи. Из-за нарушения условий эксплуатации происходит ускоренная деградация источника питания, приводящая к преждевременной поломке.

Технические характеристики

Характеристики аккумулятора, которые необходимо учитывать при выборе изделия:

  • номинальная емкость;
  • рабочее напряжение;
  • пусковой ток;
  • размер корпуса;
  • полярность и тип клемм (расположение и диаметр контактных штырей);
  • способ крепления к площадке.

При выборе необходимо оценить тип конструкции батареи:

  • обслуживаемый, требующий доливки дистиллированной воды;
  • малообслуживаемый (кальциевого типа с замкнутыми сепараторами), нуждается в проверке уровня электролита;
  • необслуживаемый (гибридного типа или с загущенным электролитом), лишенный контрольных отверстий в банках.

Емкость, напряжение и сила тока

Под емкостью батареи подразумевается запас электроэнергии, который вырабатывается элементом питания до момента снижения напряжения до конечного значения. Параметр измеряется в А*ч, что позволяет понять продолжительность времени разрядки батареи.

По емкости батареи разделяются на категории:

  • 35-60 А*ч – для автомобилей, оснащенных мотором объемом до 1,6 л;
  • 60-100 А*ч – для легковых машин, оснащенных дизельными двигателями и бензиновыми моторами объемом до 3-4 л;
  • 100-150 А*ч – для малогабаритного грузового транспорта;
  • более 150 А*ч – для магистральных грузовых автомобилей и междугородних автобусов.

В соответствии со стандартами EN/SAE величина соответствует мощности, выдаваемой на протяжении 30 секунд при температуре воздуха -18°С. Для части батарей учитывается значение напряжения при зарядке, вызывающего начало выделения газов (для кислотных аккумуляторов величина составляет 14,4 В и выше).

Стандартный автомобильный аккумулятор представляет собой источник тока, собранный из 6 банок свинцово-кислотного типа, соединенных перемычками в последовательную цепь. Каждая банка имеет напряжение 2 В. Суммарное напряжение батареи составляет 12 В.

В процессе эксплуатации допускается падение напряжения до 10,5 В, дальнейшая разрядка приводит к повреждению изделия. На грузовых автомобилях и автобусах практикуется последовательное соединение 2 аккумуляторов, позволяющее повысить напряжение в бортовой сети до 24 В.

На мотоциклах и автомобилях, выпущенных до 50-х гг. прошлого столетия, применяются оригинальные батареи напряжением 6 В, состоящие из 3 элементов. Для техники характерна обратная полярность подключения, при которой на кузов подается положительный сигнал. Подобные источники питания выпускаются несколькими производителями, подбор выполняется по модели транспортного средства.

Важным параметром батареи является допустимый ток разрядки, определяющий возможность прокручивания коленчатого вала холодного двигателя.

Пусковой ток напрямую связан с емкостью батареи – для обеспечения повышенных пусковых параметров требуется пропорциональное увеличение емкости. Дополнительно учитывается рабочий объем мотора и тип агрегата (дизель или двигатель с искровым зажиганием).

Рабочий диапазон температур

Температура окружающей среды оказывает влияние на емкость и срок службы батареи. Например, при охлаждении корпуса до -20°С происходит падение емкости АКБ на 35-40% от номинального значения. Увеличение температуры выше 35°С также негативно влияет на срок эксплуатации изделий, который сокращается в 1,5-2 раза. Допустимый интервал температуры эксплуатации указывается на заводской этикетке.

Саморазряд аккумуляторов и допустимая глубина разряда

Саморазряд батареи показывает степень падения напряжения в результате внутреннего сопротивления источника тока. При падении температур саморазряд падает, естественная деградация электродов ускоряет течение процессов.

На разрядные характеристики АКБ влияет глубина разряда, допустимый порог зависит от агрегатного состояния электролита и состава пластин. Свинцово-кислотные аккумуляторы не переносят циклического глубокого разряда, при падении напряжения до 9 В начинается разрушение пластин, что приводит к выходу батареи из строя.

Срок службы

Аккумуляторы свинцово-кислотного типа, устанавливаемые на автомобили, имеют заявленный срок службы до 10 лет. Долговечность источника постоянного тока определяется количеством циклов заряда и разряда, а также климатическими условиями, в которых эксплуатируется АКБ.

Повышение температуры окружающей среды и корпуса приводит к ускоренному течению электрохимических реакций и усиленной деградации активной массы и электролита.

Форма, габариты и вес

Дополнительной характеристикой аккумуляторных батарей является конфигурация корпуса, определяющая способ крепления устройства.

На противоположной стороне кожуха имеется дополнительный выступ, входящий в паз площадки. На части машин применяется крепление планкой, проходящей параллельно крышке корпуса АКБ, боковые стенки устройств выполняются гладкими.

При покупке изделия необходимо оценивать габариты корпуса, которые ограничиваются аккумуляторной площадкой.

Дополнительно учитывается высота корпуса, которая не должна препятствовать запиранию крышки моторного отсека и установке коммутационной электропроводки. Часть производителей указывают 2 параметра высоты – с учетом контактных штырей и по верхнюю крышку корпуса.

Вес аккумулятора не относится к числу важных технических параметров. Масса изделий одинаковой емкости, выпущенных разными изготовителями, зависит от типа материала корпуса, плотности упаковки пластин, объема и типа залитого электролита. Например, вес батареи Зверь 55R с жидким электролитом составляет 17 кг, изделие Delta GEL 12-55 с гелевым наполнителем имеет массу 16 кг.

Основные характеристики аккумуляторов

Аккумуляторная батарея – важнейшая составляющая систем резервного и автономного электроснабжения отдельных электрических приборов или целых объектов промышленного и бытового назначения. На сегодняшний день широкое применение получили аккумуляторы свинцово-кислотного типа (AGM VRLA и GEL VRLA), OPZS, OPZV, а также никель-кадмиевые (Ni-Cd) и литий-ионный типы (Li-ion, LiFePO4, Li-pol).

Возникновение химических источников питания началось еще в 1800 году, когда известный итальянский ученый Алессандро Вольта поместил пластины из меди и цинка в кислоту и получил непрерывное напряжение (Вольтов столб). Современные свинцово-кислотные аккумуляторы, как понятно из названия, состоят из свинца и кислоты, где положительно заряженным элементом является свинец, а отрицательно заряженным – оксид свинца. Самая распространенная аккумуляторная батарея состоит из шести банок по 2В и имеет общее напряжение 12В.

Технические характеристики аккумуляторных батарей

Качество аккумуляторов можно определить по нескольким важным свойствам:

Допустимая глубина разряда, %;

Срок службы, лет;

Диапазон рабочих температур, °С;

Совет!strong> Обязательно учитывайте, что все приведенные производителем характеристики батарей указываются для температуры 20 – 25 °С, при снижении и повышении температуры окружающей среды, где будет эксплуатироваться аккумулятор, показатели характеристик изменяются, как правило, он снижаются.

Емкость аккумулятора

Данный параметр отражает количество энергии, которую может сохранить батарея, измерение производится в Ампер*часах. На текущий момент в Украине можно купить аккумуляторы емкостью от 0,6 до 4000Ач. К примеру, батарея с емкостью 200Ач способна обеспечить электропитанием нагрузку током 2А в течение 100 часов, или током 8А в течение 25 часов и т. д. Обязательно учитывайте, что при увеличении потребляемого тока будет происходить снижение емкость аккумуляторной батареи, именно по этой причине производители указывают емкость с дополнительным параметром – С.

Дополнительная, но очень важная характеристика маркируемая латинской буквой «C» с числовым параметром, как правило от 1 до до 48 часов и указывает на емкость аккумуляторной батареи при разряде в определенный промежуток времени (C1, C5, C10, C20 и т.д.). Значение C10 принято считать стандартным значением и подавляющее количество производителей указывает емкость при 10-ти часовом разряде. К примеру, емкость 100Ач при C10 означает, что батарея обеспечит данную емкость при 10-ти часовом разряде, эта же батарея при C5 будет иметь меньшую емкость – 80Ач при C5, а если разряд будет происходить с течение 20 часов, то емкость возрастет и составит около 115Ач при С20. Таким образом, при выборе емкости аккумуляторной батареи необходимо обязательно учитывать время в течение которого будет осуществляется разряд, это имеет большое значение.

Рисунок №1. Зависимость емкости аккумулятора AGM VRLA от времени разряда.

Совет! Обратите внимание, что некоторые производители и торгующие организации могут указывать значение емкости при C20. Это сделано для искусственного завышение показателя при неизменной стоимости аккумулятора.

В процессе эксплуатации емкость будет постепенно снижаться, это естественный процесс «старения» батареи, который возникает из-за снижения плотности свинцовых пластин и частичной потери первичного свинца положительных и отрицательных пластин. Высокая интенсивность использования и глубокие разряда приведут к быстрому износу положительных и отрицательных платин аккумулятора и выходу его из строя. Чтобы этого не происходило, необходимо предусматривать резервный запас емкости. Для увеличения емкости батарейного кабинета применяются несколько аккумуляторов с параллельным соединением.

Напряжение батареи

Уровень напряжения – ключевая характеристика по которой происходит выбор аккумулятора. На сегодняшний день распространены элементы и аккумуляторы со следующими значениями напряжения: 1.2, 2.4, 6, 12В. Батарейной банк с более высоким напряжением (24, 48, 96В и т. д.) собирается при помощи нескольких 12В аккумуляторов с последовательным типом подключения.

При помощи измерения уровня напряжения можно оценить степень заряженности и степень износа необслуживаемых типов батарей (AGM и GEL VRLA) Измерение напряжения производится в течение нескольких часов, когда аккумулятор полностью бездействует и отключен от зарядного устройства. Нормальный уровень для AGM батарей считается от 13 до 13,2В.

Основные характеристики автомобильных аккумуляторов АКБ

Каталог

На сравении: 0

Аккумулятор – основной источник электроэнергии в автомобиле, создающий электрический ток посредством химической реакции и использующий его для запуска стартера двигателя и поддержки разветвленной сети электрических и электронных устройств автомобиля. Аккумуляторная батарея (АКБ) способна заряжаться (запасать и хранить электроэнергию) для последующего использования по назначению.

Типовой автомобильный аккумулятор. Характеристики и принцип работы

Типовой АКБ – электролитическая батарея на 12V, в корпусе которой находится шесть последовательно соединенных и разноименно заряженных пластинчатых блоков (каждый по 2V), разделенных сепараторами и залитых электролитом (плотная серная кислота). Положительно заряженные пластины представляют собой свинцовые решетки на основе PbO2, отрицательно заряженные пластины – решетки из губчатого Pb. Крайние блоки имеют борны на корпусе (контактные выводы на клеммы).

При подаче нагрузки, цепь аккумуляторных пластин замыкается, а возникающая химическая реакция (преобразование свинца в сульфат свинца) создает направленный электрический ток и снижает плотность электролита. При зарядке батареи происходит обратная реакция – восстановлением плотности электролита и активной массы свинцовых пластин.

АКБ в автомобиле – это запуск холодного двигателя стартером и питание бортовых электросистем при неработающем/работающем движке. Оптимальный КПД аккумулятор демонстрирует при +27С (падает до 60% при -18С). При использовании батареи в разных климатических и технических условиях, на разных автомобилях и режимах эксплуатации, характеристики аккумулятора имеют принципиальное значение и должны обязательно приниматься во внимание.

Автомобильные аккумуляторы. Технические характеристики

Основные характеристики аккумуляторов – это номинальная емкость и пусковой ток.

  • Номинальная емкость (А·ч)

Это количество вырабатываемого батареей электричества до установленного конечного напряжения, или количество энергии, которую аккумулятор вырабатывает за определенное время. При недостатке емкости батареи, вы не сможете запустить двигатель в холодную погоду и обеспечить электроприборы автомобиля электроэнергией.

Читать еще:  Свечи зажигания как затягивать

Производители авто обычно указывают минимальную требуемую емкость аккумулятора с учетом мощности автомобиля и климатических особенностей эксплуатации (40-60 А·ч – для малолитражек в умеренном/холодном климате, до 80-100 А·ч – для бензиновых/дизельных автомобилей в любом климате, более 100 А·ч – для коммерческого транспорта, большегрузной и специальной техники). Чем холоднее в вашем регионе, тем большую емкость аккумулятора следует выбирать.

  • Разрядный ток (А)

Пусковой ток (стартерный ток, ток холодного запуска) – это максимальное значение силы тока для запуска холодного двигателя от стартера. В теплое время года стартер должен преодолеть давление сжатия на цилиндрах вала маховика в 12-13 атмосфер, а в зимнее время – дополнительное противодействие загустевающего масла.

Номинальная емкость АКБ напрямую связана с пусковым током: чем она больше, тем больший электрический заряд может выдать батарея для одномоментного запуска холодного движка. Например, при внешней температуре – 18С необходима емкость батареи в 40 А·ч с пусковым током не менее 255 А (малолитражки на 1-2 литра). Для двигателей на 2-3.5 литра требуется пусковой ток не менее 300 А. То есть, чем пусковой ток выше, тем выше емкость батареи, и тем дольше стартер сможет прокручивать вал двигателя при его холодном запуске.

Кроме того, с характеристиками емкости и пускового тока напрямую связана пусковая мощность – максимальная выходная мощность, которую аккумулятор может выдать при внешней температуре до -18С в течение 30 секунд (единый стандарт EN/SAE).

Значение также имеют характеристики:

  • Коэффициента преобразования энергии – превышение количества энергии при зарядке АКБ над энергией при разряде. Для зарядки аккумулятора необходимо, чтобы это соотношение было 1.05-1.10 (105-110%).
  • Номинального напряжения АКБ – суммарное напряжение всех батарей аккумулятора, помноженное на их количество. Эта характеристика определяет три основных вида батарей: для легкой техники и мотоциклов – 6V, для легковых автомобилей – 12V, для тяжелых грузовых авто и спецтехники – 24V.
  • Напряжение начала газовыделения – уровень напряжения аккумулятора, обеспечивающий начало процесса выделения газов (более 14.4V или 2.4V на клеммах).
  • Резервная емкость АКБ – время, которое аккумулятор сможет работать без подзарядки при нагрузке в 25А (обычно не менее 40 минут). Это важно при выходе генератора из строя на морозе: при наличии достаточной резервной емкости, автомобиль сможет доехать до СТО или дома при работающей на аккумуляторе электросистеме.

Очень важен и конструктивный тип аккумулятора – обслуживаемый (сурьмянистый с постоянным контролем уровня и плотности электролита), малообслуживаемый (кальциевый с конверт-сепараторами) и необслуживаемый (гибридный гелевый). В России наиболее распространены недорогие обслуживаемые и малообслуживаемые АКБ, которые отличаются надежностью, не боятся глубокого разряда и морозов, подлежат восстановлению. Для холодного климата оптимальным будет гибридный гелевый аккумулятор.

При выборе аккумуляторной батареи следует также обратить внимание на ее полярность (расположение токовыводящих стержней). Прямая полярность (аккумуляторы для большинства отечественных авто) – положительный электрод находится слева, обратная полярность (евростандарт) – положительный электрод справа.

Виды и характеристики аккумуляторных батарей для автомобилей

Для пуска двигателя и питания различных систем устанавливается аккумулятор. Сегодня существует много различных видов батарей, но наиболее распространены свинцово-кислотные модели. Характеристики аккумуляторных батарей для автомобилей учитываются при выборе наиболее подходящего варианта исполнения.

Разновидности источников питания

Параметры аккумулятора автомобиля во многом зависят от его типа. Наиболее распространенная разновидность батареи свинцово-кислотная, так как она характеризуется лучшим соотношением цены и качества. В группу подобных источников энергии входят батареи на основе геля, которые обладают продвинутыми эксплуатационными качествами.

Для изменения эксплуатационных характеристик в состав электролита вносятся различные легирующие элементы:

Основные характеристики

Основные параметры автомобильного аккумулятора следует учитывать при их выборе и эксплуатации. Свинцово-кислотные варианты исполнения получили самое широкое распространение. Параметры АКБ следующие:

  1. Емкость.
  2. Напряжение.
  3. Значение пускового тока.
  4. Электродвижущая сила.
  5. Сопротивление внутренних элементов.
  6. Уровень зарядки.
  7. Полярность.
  8. Особенности конструкции: размеры корпуса и масса.
  9. Срок хранения и эксплуатации.
  10. Показатель интенсивности саморазряда.

Некоторые из приведенных выше параметров указываются производителями на корпусе, другие можно определить при расшифровке марки. Наиболее важными параметрами принято считать емкость и напряжение выдаваемого тока.

Они учитываются при выборе наиболее подходящей модели.

Показатель емкости

Современный машинный аккумулятор, характеристики которого могут варьировать в довольно большом диапазоне, характеризуется определенной емкостью. Емкость — характеристика, которая определяет количество отдаваемого электричества до полного разряда. Для измерения этого показателя применяется значение Ампер-часов.

Проверить номинальную емкость можно следующим образом:

  1. Аккумуляторная батарея разряжается до напряжения 10,5 В.
  2. На момент эксплуатации источника питания температура электролита не должна быть выше 25 градусов Цельсия.
  3. К источнику питания рекомендуется подключать лампочку на 24 вата.
  4. Время до полной разрядки при нормальной емкости составляет 20−25 часов.

При длительной эксплуатации рассматриваемый показатель может снизиться на 40%. При этом никакие меры по восстановлению количества электролита не снизят скорость разряда батареи. Для более точного определения емкости применяется нагрузочная вилка. Она состоит из нескольких элементов:

  1. Вольтметра.
  2. Корпуса.
  3. Рукоятки.
  4. Контактной клеммы или площадки.
  5. Нагрузочного сопротивления.

При применении нагрузочной вилки она подключается к выводам батареи. Далее засекается время, которое потребуется для падения напряжения до 6 В. Если аккумуляторная батарея заряжена и находится в хорошем техническом состоянии, то для падения напряжения потребуется около трех минут. При тестировании источника питания его температура должна быть не выше 25 градусов Цельсия.

Емкость может периодически изменяться. Этот показатель зависит от следующих параметров:

  1. Температуры воздуха. Если авто стоит на морозе, то показатель емкости может существенно снизиться. Именно эта причина определяет трудности при старте двигателя в зимнее время.
  2. Количество пластин и их конструктивные особенности.
  3. Значение нагрузки и активности эксплуатации. При слишком высокой нагрузке температура устройства может существенно повышаться, что приводит к испарению жидкости.
  4. Степень изношенности. Длительное применение аккумулятора приводит к износу пластин. Со временем они разрушаются, в электролит попадает большое количество различных примесей, которые становятся причиной короткого замыкания.

Рассматривая описание батарей, следует учитывать, что емкость — единственный параметр, который наиболее полно характеризует степень изношенности аккумулятора. Для того чтобы продлить срок службы источника питания, не рекомендуется допускать критического падения заряда, так как пластины начинают разрушаться. Выбор аккумуляторной батареи для двигателя проводится при применении специальной таблицы. К примеру, для легковых автомобилей подходят модели с емкостью 55−66 А-ч (более точный показатель выбирается в зависимости от объема двигателя).

Пусковой ток

Рассматривая основные параметры, следует уделить внимание пусковому току. Это связано с тем, что аккумуляторы испытывают наибольшую нагрузку при пуске двигателя. Определить ток холодной прокрутки можно следующим образом:

  1. Конструкцию батареи следует охладить до температуры 18 градусов Цельсия.
  2. Проводится разрядка пусковым током в течение 30 секунд.
  3. Установленные нормы в ГОСТе определяют то, что напряжение должно быть не менее 8,4 В. При разрядке в течение 150 секунд показатель должен быть не менее 6 В.

При слишком низком напряжении завести двигатель не получится. Показатель может существенно падать в случае сильного износа конструкции.

Электродвижущая сила

Все батареи характеризуются электродвижущей силой. Она определяет напряжение на клеммах без утечек и сторонней нагрузки. Для измерения этого показателя может использоваться мультиметр или вольтметр. На ЭДС оказывает влияние:

  1. Плотность электролита. Она может меняться при сильном износе батареи, определяется при использовании специального прибора. Изменить плотность можно самостоятельно.
  2. Температура жидкости в банках батареи. Все вещества реагируют на воздействие температуры.

Распространенные батареи при температуре 18 градусов Цельсия и плотности 1,27 г/см3 обладают ЭДС 2,12 В. При этом подобный показатель свойственен только одной банке.

Электродвижущая сила не может использоваться для определения состояния аккумулятора. В большинстве случаев показатель ЭДС применяется при поиске критических неисправностей. К примеру, при слишком низком или высоком значении есть вероятность возникновения короткого замыкания.

Внутреннее сопротивление

Показатель внутреннего сопротивления определяется при диагностике аккумулятора. Он связан с характеристиками пластин, сепараторов, электролита, крепежных и других элементов. При увеличении показателя емкости АКБ сопротивление снижается, но увеличивается при снижении температуры окружающей среды или заряда.

Специалисты рекомендуют периодически проводить зарядку источника питания даже при повседневном использовании транспортного средства. Это связано с тем, что при исправном генераторе батарея не заряжается до конца на 15−20%.

Устанавливаемые генераторы способны вырабатывать напряжение 14−14,5 В. В большинстве случаев требуемый ток вырабатывается при скорости вращения коленчатого вала в районе 2000 об/мин. Это определяет то, что активная зарядка проходит на момент разгона или при движении на загородной трассе. При этом для полного заряда требуется около 12 часов.

Повышать напряжение, которое вырабатывает генератор, для ускорения процесса зарядки нельзя. Это связано с тем, что слишком высокое напряжение становится причиной электролиза воды, активного выделения кислорода с водородом. Если напряжение вырабатываемого тока выше 15 В, то батарея начинает быстро изнашиваться.

Степень зарядки

На степень зарядки аккумулятора оказывает влияние довольно большое количество различных параметров. Именно поэтому определить этот показатель можно только при использовании качественного зарядного устройства со сложной электроникой.

Для тестирования автомобильного аккумулятора учитывается:

  1. Напряжение.
  2. Плотность электролита.

Источник питания с жидким электролитом имеет напряжение около 12,7 В. У вариантов исполнения с гелем показатель варьирует в пределе от 13 В до 13,4 В. Степень зарядки можно повышать при применении специального устройства.

Конструкционные особенности

Большинство автомобильных аккумуляторов обладает массой от 14 до 20 кг. Производители указывают этот показатель на этикетке с другими параметрами. При изготовлении применяется несколько типоразмеров:

Читать еще:  Перегрев двигателя симптомы

  1. Европейский стандарт определяет высоту корпуса 190 мм, клеммы расположены в специальных углублениях.
  2. Азиатские модели имеют корпус высотой 220−225 мм, клеммы немного выступают за габариты устройства.
  3. Американский тип характеризуется тем, что клеммы расположены сбоку. Подобные батареи встречаются в продаже крайне редко.

Классификация источников электроэнергии проводится по признаку технологического исполнения. Выделяют несколько типов изделий:

  1. Необслуживаемые. Подобный тип батарей начали выпускать около 30 лет назад. Подобный вариант исполнения характеризуется более высоким пусковым тором и низкой чувствительностью к напряжению сети.
  2. Мало обслуживаемые. Большинство аккумуляторов, которые есть в продаже, относятся именно к этому типу. Широкое распространение можно связать с оптимальным соотношением цены и качества.
  3. Обслуживаемые. Этот тип батареи характеризуется тем, что можно проводить замену банок. Особенности конструкции определяют необходимость в периодическом обслуживании.

Рекомендуется приобретать необслуживаемые варианты исполнения, так как они могут прослужить в течение длительного периода. Обслуживаемые модели после потери емкости и степени заряда приходится заряжать при применении специального зарядного устройства.

В заключение необходимо отметить, что срок хранения аккумуляторных батарей составляет около двух лет. При правильном обслуживании автономный источник энергии может прослужить в течение семи лет.

Саморазряд источника энергии

Саморазряд — характеристика, которая определяет падение емкости при простое аккумулятора. Этот процесс связан с окислением и восстановлением электродов разной полярности. К особенностям процесса саморазряда следует отнести следующие моменты:

  1. Потеря емкости проходит с большей скоростью к концу срока службы аккумулятора. Глубокий разряд в большей степени изнашивает батарею.
  2. Активный саморазряд наблюдается в течение суток с момента зарядки АКБ.
  3. Нормальным показателем считается потеря 1% емкости в течение суток.
  4. Потеря емкости снижается при отрицательной температуре. Именно поэтому рекомендуется хранить аккумулятор в помещении с низкой температурой.

Многие характеристики указываются на корпусе батареи. Только у продукции известных производителей заявленные параметры соответствуют реальным. Качественный аккумулятор может прослужить более семи лет при соблюдении основных рекомендаций по эксплуатации.

ликбез от дилетанта estimata

Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.

четверг, 28 февраля 2019 г.

Основные характеристики аккумуляторов

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

При разряде током в 0,1 С время работы составляет 10 часов и батарея полностью выдаст в нагрузку аккумулированную энергию. При разряде током 2 С (в 20 раз большим) время работы будет около 15 минут (1/4 часа) и при этом батарея выдаст в нагрузку только половину аккумулированной энергии. При больших токах разряда это значение еще меньше. Зачастую в источниках бесперебойного питания аккумуляторные батареи работают в еще более тяжелых режимах, при которых токи разряда достигают 4 С. При этом время разряда сравнимо с 5 минутами и батарея выдает в нагрузку менее 40% энергии.

Ёмкость аккумулятора

Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее ёмкостью. В системе СИ ёмкость аккумуляторов измеряют в кулонах (Кл), на практике часто используется внесистемная единица — ампер-час (А⋅ч). 1 А⋅ч = 3600 Кл. Ёмкость аккумулятора указывается производителем.

В настоящее время всё чаще на аккумуляторах указывается энергетическая ёмкость – энергия, отдаваемая полностью заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого напряжения. В системе СИ она измеряется в джоулях (Дж), на практике используется внесистемная единица – ватт-час (Вт⋅ч). 1 Вт⋅ч = 3600 Дж.

Одна АКБ емкостью 100 Ач может питать нагрузку током 1 А в течение 100 часов, или током 4 А в течение 25 часов, и т.д., хотя емкость батареи снижается при увеличении разрядного тока. На рынке продаются батареи емкостью от 1 до 2000 Ач.

Для увеличения срока службы свинцово-кислотной АКБ желательно использовать только малую часть ее емкости до повторной зарядки. Каждый процесс разряда-заряда называется зарядным циклом, причем не обязательно полностью разряжать аккумулятор. Например, если вы разрядили аккумулятор на 5 или 10% и затем снова зарядили его – это тоже считается как 1 цикл. Конечно, количество возможных циклов будет сильно отличаться при различной глубине разряда (см. ниже). Если возможно использовать более 50% энергии, запасенной в АКБ до ее заряда, без заметного ухудшения ее параметров, такая батарея называется батареей “глубокого разряда”.

Заряд-разрядные кривые.

Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение кислотных АКБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Многие фотоэлектрические батареи имеют мягкую нагрузочную характеристику, поэтому при увеличении напряжения ток заряда снижается значительно. Поэтому всегда необходимо использовать специальный контроллер заряда для солнечных батарей. В случае применения ветроэлектрических станций или микроГЭС, такие контроллеры также обязательны.

Напряжение аккумулятора

Напряжение на аккумуляторе зачастую является основным параметром, по которому можно судить о состоянии и степени заряженности аккумулятора. Особенно это относится к герметизированным аккумуляторам, у которых не возможно измерить плотность электролита.

Напряжение при заряде, разряде и отсутствие тока очень сильно отличаются. Для определения степени заряженности аккумулятора измеряют напряжение на его клеммах при отсутствии как зарядного, так и разрядного токов в течение как минимум 3-4 часов. За это время напряжение обычно успевает стабилизироваться. Значение напряжения при заряде или разряде ничего не скажет от состоянии или степени заряженности АКБ. Примерная зависимость степени заряженности аккумулятора от напряжения на его клеммах в режиме холостого хода, приведена в таблице ниже. Это типичные значения для стартерных аккумуляторов с жидким электролитом. Для герметизированных аккумуляторов (AGM и гелевых) обычно эти напряжения немного выше (нужно запрашивать производителя). Например, AGM батареи полностью заряжены, если напряжение составляет 13-13,2 В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7 В).

Степень заряженности аккумулятора

1. Напряжение на аккумуляторе.

2. По плотности электролита.

Этот метод подходит только для аккумуляторов с жидким электролитом. Также, нужно подождать 2 часа перед измерениями. Для измерения используется ареометр. Обязательно наденьте резиновые перчатки и защитные очки! Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если вода попадет на кожу.

Срок службы аккумуляторов

Срок службы аккумуляторов определяется числом циклов заряд-разряд (но не в годах или месяцах!) и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.

Срок службы аккумуляторных батарей в циклах

Само понятие «количество рабочих циклов «заряда-разряда» аккумулятора» относительное, так как сильно зависит от различных факторов. Кроме того, значение количества рабочих циклов, например для одного типа аккумулятора, не является универсальным понятием, так как зависит от технологии, различной у каждого из производителей.
Срок службы аккумуляторов определяется в циклах, поэтому время работы в годах – приблизительное и рассчитано для типичных условий работы. Поэтому, если, например, в рекламе указано, что срок службы аккумуляторов составляет 12 лет, это значит, что производитель посчитал срок службы для буферного режима с средним числом циклов заряд-разряд 8 в месяц.

Еще один важный момент – в процессе эксплуатации полезная емкость аккумулятора уменьшается. Все характеристики по количеству циклов обычно приводятся не до полной смерти аккумулятора, а до момента потери им 40% своей номинальной емкости. Т.е, если производителем приведено количество циклов 600 при 50% разряде, это значит, что через 600 идеальных циклов (т.е. при температуре 20 ° С и разряде током одной величины, обычно 0,1 С) полезная ёмкось аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.

Свинцово-кислотные АКБ, предназначенные для использования в системах автономного электроснабжения имеют, срок службы от 300 до 3000 циклов в зависимости от типа и глубины разряда. В системах на базе ВИЭ батарея может разрядиться гораздо сильнее, чем при буферном режиме. Для обеспечения длительного срока службы, в типичном цикле разряд не должен превышать 20-30 % емкости АКБ, а глубокий разряд – не более 80% емкости. Очень важно сразу же после разряда заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы. Длительное нахождение (более 12 часов) в разряженном или не полностью заряженном состоянии приводит к необратимым последствиям в аккумуляторах и снижению их срока службы.

Как определить, что аккумулятор уже близок к окончанию своего срока службы? Очень просто – у аккумулятора повышается внутреннее сопротивление, это приводит к более быстрому росту напряжения при заряде (и, соответственно, снижению времени, требуемого для заряда), и более быстрому разряду аккумулятора. Если заряд производится током, близким к предельно допустимому, умирающий аккумулятор будет нагреваться при заряде сильнее, чем раньше.

Максимальные токи заряда и разряда аккумуляторов

Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно ее емкости. Обычно для аккумуляторов максимальный ток заряда не должен превышать 0,2-0,3 С. Превышение зарядного тока ведет к сокращению срока службы аккумуляторов. Мы рекомендуем устанавливать максимальный ток заряда не более 0,15-0,2 С. Смотрите характеристики на конкретные модели аккумуляторов для определения максимального зарядного и разрядного токов.

Саморазряд аккумуляторов

Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены в отсутствие внешнего потребителя тока.

Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10 % в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH – немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев.

Следует отметить, что саморазряд аккумуляторов максимален именно в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Глубокий его разряд и последующий заряд увеличивают ток саморазряда.

Саморазряд аккумуляторов в основном обусловлен выделением кислорода на положительном электроде. Этот процесс еще больше усиливается при повышенной температуре. Так, при повышении окружающей температуры на 10 градусов по отношению с комнатной возможно увеличение саморазряда в два раза.

Читать еще:  Почему не заряжается аккумулятор автомобиля

В некоторой степени саморазряд зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Потери емкости могут быть вызваны повреждением сепаратора, когда образования слипшихся кристаллов пробивают его. Сепаратором принято называть тонкую пластину, разделяющую положительный и отрицательный электроды. Это обычно происходит из–за неправильного обслуживания аккумулятора, его отсутствия или применения несоответствующих или некачественных зарядных устройств. У изношенного аккумулятора пластинки электродов разбухают, слипаясь друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда, при этом поврежденный сепаратор невозможно восстановить проведением циклов заряда/разряда.

Аккумуляторная батарея

Содержание

АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ

В процессе эксплуатации аккумуляторы постепенно утрачивают свою работоспособность даже при соответствующем техническом обслуживании. Рано или поздно батарея оказывается не в состоянии обеспечить пуск двигателя, особенно в холодное время года, и ее приходится заменять.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Аккумуляторная батарея (АКБ) представляет собой химический источник тока, запасающий энергию, необходимую для питания электрического стартера, вращающего двигатель при пуске. Кроме того, она обеспечивает работу электрических приборов автомобиля при недостатке или отсутствии развиваемой генератором мощности. На транспортных средствах в основном применяются свинцовые стартерные батареи, состоящие из последовательно соединенных аккумуляторов, установленных в общем корпусе.

Устройство обслуживаемой АКБ:
1 – корпус;
2 – отрицательный электрод (пластина);
3 – сепаратор;
4 – положительный электрод (пластина);
5 – баретка;
6 – опорные призмы;
7 – крышка;
8 – пробка заливного отверстия;
9 – положительный вывод;
10 – межэлементная перемычка (соединительный мостик);
11 – отрицательный вывод

Так называемые «необслуживаемые» батареи отличаются от обычных замедленным «выкипанием» воды из электролита и большим его резервным объемом.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

На территории Российской Федерации АКБ должны соответствовать межгосударственному ГОСТу 959-2002 «Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники». Для обеспечения нормальной эксплуатации электрооборудования и самой батареи требуется ее соответствие по основным размерам и характеристикам данному автомобилю.
«Полярность» – определяет расположение отрицательного и положительного выводов батареи. Если смотреть на АКБ со стороны, к которой выводы смещены ближе, то полярность:
прямая – если положительный вывод с обозначением «+» находится слева, а отрицательный вывод, обозначенный «–», – справа;
обратная – если положительный вывод «+» находится справа, а отрицательный вывод «–» – слева.
Ширина батареи должна точно соответствовать штатной, поскольку большинство из них крепится за нижние боковые выступы корпуса.
Высота и длина могут быть несколько больше, если это допускают размеры ниши (установочной площадки) под АКБ.
Номинальная емкость20) – количество электричества (в А.ч), которое способна отдать АКБ при 20-часовом режиме разряда током, численно равным 0,05 номинальной емкости до напряжения на выводах 10,5 В при температуре электролита 25°С.
Резервная емкость (Cр) – время разряда в минутах полностью заряженной батареи током 25 А до напряжения 10,5 В при температуре электролита 25°С.
Примечание. По ГОСТу 959-2002 номинальную и резервную емкость определяют поместив батарею в ванну с водой, имеющей температуру 25±2°С.
Резервная емкость численно в 1,63 раза больше номинальной (например, для батареи емкостью 55 А.ч она составляет 90 минут). Это расчетное время, в течение которого полностью заряженная АКБ обеспечивает электроэнергией минимум потребителей, необходимых для безопасного движения автомобиля в случае отказа генератора.
Ток холодной прокрутки (Iх.п.) – по ГОСТу 959-2002 – это ток разряда, который способна отдать батарея при температуре электролита минус 18°С в течение 10 с напряжением не менее 7,5 В. Чем этот параметр выше, тем лучше двигатель будет пускаться зимой, но из-за увеличения нагрузки на стартер может снизиться его ресурс.
Величина тока холодной прокрутки зависит от методики ее измерения. Примерное соответствие значений тока холодной прокрутки, определенного по разным стандартам, приведено в таблице.

МАРКИРОВКА

По ГОСТу 959-2002 на каждой АКБ должно быть нанесено:
– товарный знак или наименование предприятия-изготовителя;
– условное обозначение батареи (рис.); – знаки полярности: плюс «+» и минус «–»;
– дата изготовления – месяц, год;
– номер НД (нормативного документа) на данную батарею;
– номинальная емкость в ампер-часах (А.ч);
– номинальное напряжение в вольтах (В);
– ток холодной прокрутки в амперах (А);
– масса батареи (если она 10 кг и более);
– знаки безопасности;
– символ переработки.

Примечание. На АКБ, предназначенных на экспорт, дополнительно должно быть нанесено: «ГОСТ 959-2002», надпись «сделано в (наименование страны-изготовителя)» и буква «Т» для экспорта в страны с тропическим климатом.

Условное обозначение батарей по европейскому стандарту EN 60095-1.

Условное обозначение батарей по американскому стандарту SAE J537.

Примеры маркировки АКБ

Маркировка российской батареи:
1 – условное обозначение;
2 и 3 – ток холодной прокрутки по DIN и EN;
4 – вес;
5 – резервная емкость;
6 – номинальная емкость;
7 – номинальное напряжение

Маркировка европейской батареи:
1 – тип;
2 – номинальная емкость;
3 – ток холодной прокрутки по EN;
4 – знаки мер безопасности

Маркировка американской батареи:
1 – условное обозначение;
2 и 3 – ток холодной прокрутки по SAE и DIN;
4 – номинальное напряжение

Примечание. На корпусе батареи может быть указано несколько значений тока холодной прокрутки и далее в скобках обозначения стандартов, по которым они определены.

ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

В соответствии с ГОСТ 959-2002:
– гарантийный срок хранения не залитых электролитом (сухозаряженных) батарей – 36 месяцев, при этом срок сохранения сухозаряженности – 12 месяцев;
– гарантийный срок эксплуатации батарей – 18 месяцев со дня продажи;
– гарантийная наработка батарей – 60 тыс. км пробега автомобиля в пределах гарантийного срока эксплуатации;
– гарантийный срок эксплуатации необслуживаемых батарей – 24 месяца при пробеге автомобиля не более 75 тыс. км;
Для необслуживаемых батарей гарантийный срок исчисляется:
– не залитых электролитом (сухозаряженных) – со дня продажи;
– залитых электролитом – со дня изготовления.

Примечание. При отсутствии возможности контроля за пробегом автомобиля и режимами обслуживания батареи гарантия практически распространяется только на заводской брак, выявленный за установленный продавцом гарантийный срок.

Фактический срок службы стартерных аккумуляторных батарей может быть значительно больше и зависит от условий эксплуатации. При исправном электрооборудовании, соответствующем техническом обслуживании и годовом пробеге автомобиля до 10–12 тыс. км он может достигать 5–8 лет.
Долговечность необслуживаемых АКБ, не имеющих отверстий для долива, существенно зависит от состояния электрооборудования и условий (интенсивности) эксплуатации. Напряжение в бортовой сети автомобиля должно находиться в пределах 13,9–14,3 В, иначе ресурс батареи резко снизится из-за «выкипания» воды из электролита или в связи с постоянным недозарядом и оплыванием активной массы.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Чтобы АКБ выработала заложенный в нее ресурс при техническом обслуживании автомобиля, необходимо:
– проверять крепление батареи на автомобиле – незакрепленная батарея сильнее подвержена вибрациям, которые могут вызвать нарушение герметичности корпуса;
– проверять соединение клемм и выводов – окисленные контакты приводят к падению напряжения, отказам в работе электрооборудования, неполному заряду батареи и оплавлению выводов;
– протирать крышку от грязи для устранения возможности саморазряда;
– прочищать вентиляционные отверстия пробок или в крышке для предотвращения скопления газов в «банках»;
– проверять уровень электролита у батарей обычной конструкции – каждые 1,5–2,0 месяца, у «необслуживаемых» периодически, в зависимости от пробега автомобиля, но не реже 1–2 раза в год;
– по необходимости (и наличии заливных отверстий) восстанавливать уровень электролита в АКБ, доливая только дистиллированную воду (добавление электролита или кислоты недопустимо);
– при возможности оценивать степень заряженности отдельных «банок» по плотности электролита в них с помощью ареометра.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При работе с АКБ необходимо применять защитные очки и резиновые перчатки. В случае попадания электролита на открытые части тела необходимо срочно промыть пораженный участок обильным количеством воды и затем 5%-ным раствором кальцинированной соды. Во избежание взрыва запрещается пользоваться открытым огнем. Нельзя допускать замыкания положительного вывода батареи на массу. Для исключения возможности искрения запрещено отсоединять провода при включенных потребителях. Повышение напряжения, развиваемого генератором свыше величины, установленной в инструкции по эксплуатации автомобиля, недопустимо, так как приводит к интенсивному образованию взрывоопасной смеси водорода и кислорода внутри батареи. При снятии батареи сначала отсоединяют отрицательный вывод («массу»), затем положительный, а при установке на автомобиль наоборот – сначала соединяют положительный, затем отрицательный.

РЕКОМЕНДАЦИИ

При приобретении АКБ необходимо обратить внимание на дату ее изготовления. Срок хранения на складе сухозаряженных батарей не должен превышать трех лет, залитых и заряженных – не более шести месяцев.
Желательно проверить, особенно если с даты изготовления прошло более одного года:
– целостность корпуса, освободив его от упаковки и наклонив на 45° – электролит не должен выливаться;
– уровень электролита – он должен находиться между отметками «мин» и «мах» у батарей с корпусом из полупрозрачного пластика или примерно на 15–20 мм выше верхнего уровня пластин;
– плотность электролита (для залитой и заряженной АКБ) должна составлять 1,25–1,26 г/см3 при 25±5°С;
– цвет индикатора заряженности (при наличии) должен быть зеленым;
– напряжение на выводах батареи без электрической нагрузки (ЭДС) должно быть не менее 12,6 В;
– напряжение на клеммах батареи с помощью нагрузочной вилки (например, для АКБ емкостью 55 А.ч при разряде током 100 А напряжение на 5–7 секунде должно быть не менее 10,5 В).
В любом случае необходимо наличие инструкции по эксплуатации на русском языке и гарантийного талона, в котором должны быть указаны условия гарантии.
Измеренные показатели должны быть записаны продавцом в гарантийный талон. Это пригодится в случае предъявления претензий к качеству АКБ в пункте по гарантийной проверке на наличие в ней дефектов.
Залитые электролитом и заряженные батареи полностью готовы к использованию и не требуют подготовки к эксплуатации.
Сухозаряженные батареи требуют подготовки к эксплуатации – заливку электролитом плотностью 1,27–1,28 г/см3 при температуре 25±5°С и выдержку в течение 30 мин для пропитки активной массы электродов. Если после этого плотность не изменилась – батарея готова к эксплуатации. При снижении плотности электролита необходим подзаряд до ее восстановления.
Кроме того, на пробках сухозаряженных батарей необходимо срезать (при наличии) приливы, закрывающие вентиляционные отверстия.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector