Какая плотность аккумулятора должна быть зимой: Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения

Содержание

Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения

Плотность электролита – главный параметр всех свинцово-кислотных электрических аккумуляторов, потому что он оказывает влияние на срок эксплуатации и ёмкость прибора.

Необходимо удерживать оптимальное значение показателя, чтобы гарантировать правильную работу АКБ. Оно зависит не только от климатических характеристик региона, в котором находится автомобиль, но и от времени года. К примеру, если плотность аккумулятора в зимний период составляет 1,25 г/см3, то это свидетельствует о критическом уровне, при котором транспортное средство не сможет завестись. Особенно речь идёт о районах, в которых температура может опускаться до -50 градусов. Однако при умеренном климате такое значение соответствует заявленным требованиям нормы. Следовательно, считается, что показатели в разные временные сезоны должны отличаться друг от друга.

Перед многими автовладельцами встаёт дилемма: разная или одинаковая должна быть плотность аккумулятора зимой и летом? Давайте разбираться.

Зима

Плотность электролита на зиму в аккумуляторе транспортного средства должна составлять около 1,27 г/см3. Но такое значение оптимально лишь для центральных районов России. В регионах, в которых температурный режим ниже -35 градусов, показатель изменяется в диапазоне от 1,28 г/см3 до 1,35 г/см3. Например, если автомобиль работает в условиях Крайнего Севера, то величина колеблется в пределах 1,31–1,35 г/см3. Возникает вопрос: почему плотность электролита в аккумуляторе зимой должна иметь такое значение? Существует две причины, дающих ответ на поставленный вопрос:

  1. Жидкость с большой вероятностью превратится в лёд при минусовой температуре, так как в ней доля воды превышает допустимую норму.
  2. Механизмы автомобиля замерзают в мороз и требуют увеличения электродвижущей силы, чтобы осуществить запуск двигателя. Даже лучшие модели автомобилей не смогут работать без дополнительной энергии. Уменьшение значения показателя вплоть до 1,1 г/см3 приведёт к замерзанию электрического аккумулятора.

Зимняя плотность аккумулятора находится на низком уровне. Следовательно, при разрядке она упадёт до критических значений. Чтобы решить эту проблему, желательно постоянно следить за состоянием АКБ. Чтобы проследить взаимосвязь между уровнем заряда и водным соотношением в составе электролита, можно рассмотреть различные сценарии при уменьшении АКБ на 25 % и 50 %:

  1. При первоначальной плотности в 1,30 г/см3 она сократится до 1,26 г/см3 и 1,22 г/см3.
  2. При начальном значении показателя в 1,27 г/см3 объём уменьшится до 1,23 г/см3 и 1,19 г/см3.
  3. При исходной величине в 1,23 г/см3 диапазон упадёт до 1,19 г/см3 и 1,15 г/см3.

Следовательно, плотность аккумулятора на зиму не должна опускаться ниже 1,27 г/см3. Однако нужно помнить, что электролит не может прогреться в результате ежедневных поездок от дома на работу, которые составляют менее получаса. Это в свою очередь влияет на АКБ, который получает необходимый уровень заряда только после осуществления разогрева. Значение показателя стремительно падает по причине того, что аккумуляторная батарея разряжается.

Таким образом, отвечая на вопрос, какая плотность аккумулятора должна быть зимой, можно привести таблицу оптимальных значений. Однако данные показатели характерны исключительно для полностью заряженной батареи. В случае если заряд находится на недостаточном уровне, то они будут больше.

Регион использования транспортного средстваЗначение показателя плотности, г/см3
Южные регионы1,25
Центральные регионы1,27
Северные регионы1,29
Регионы Крайнего Севера1,31

Лето

В летний период аккумуляторная батарея имеет проблему, связанную с потерей большого количества жидкости. Плотность рекомендуется держать на 0,02 г/см3 ниже значения, которое требуется по стандартам. В первую очередь такое замечание относится к регионам, расположенным на юге России.

Летом температурный режим под капотом, в котором располагается аккумулятор, повышен. Это влечёт за собой следующие моменты:

  1. Улетучивание жидкости из состава кислоты.
  2. Активное прохождение процессов превращения электрической энергии в химическую, протекающих в аккумуляторных кислотных батареях.

Всё это обеспечивает сильную отдачу тока, осуществляющуюся даже при минимальных допустимых показателях плотности электролита. Например, значение 1,22 г/см3 характерно для местности с тёплым и влажным климатом. Если уровень электролита систематически опускается, то это приводит к увеличению значения. Такой взаимосвязанный процесс является причиной химического разрушения проводников электрического тока. Поэтому контроль количества воды в АКБ – важная задача, выполнение которой является залогом грамотного ухода за автомобилем. Решение заключается в добавлении дистиллированной жидкости при понижении уровня электролита. Если данное действие опустить, то могут возникнуть проблемы с перезарядом и сульфацией.

Рассеянность автолюбителей – главный фактор, который лежит в основе разрядки аккумулятора. Другими словами, если водитель не уследил за состоянием АКБ, то нужно предпринять определённые меры. Они заключаются в обеспечении батареи зарядом при помощи специального устройства. Однако перед этим необходимо обратить внимание на уровень жидкости, которая могла испариться в процессе функционирования. Если это произошло, требуется долить очищенную воду без содержания каких-либо примесей.

Следовательно, рассмотрев, какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой в зависимости от региона, нельзя не привести значения для летнего сезона.

Регион использования транспортного средстваЗначение показателя плотности, г/см3
Южные регионы
1,25
Центральные регионы1,27
Северные регионы1,27
Регионы Крайнего Севера1,27

Как правильно откорректировать плотность электролита?

Автовладельцы часто сталкиваются с необходимостью поднять плотность в аккумуляторной батарее, что объясняется двумя причинами. Во-первых, периодическим регулированием количества дистиллированной жидкости. Во-вторых, частой зарядкой устройства, так как уменьшение интервала осуществления данного действия – первый признак того, что желательно провести процедуру повышения величины. Выделяют два способа корректировки значения показателя:

  • применение электролита, обладающего высокой концентрацией;
  • использование дополнительных кислот.

Чтобы изменить в нужном направлении плотность в аккумуляторной батарее, следует приобрести следующие предметы:

  • специализированный стакан с делениями, применяемыми для измерения объёма;
  • цистерна для создания нового раствора;
  • электролит или кислота корректирующего содержания;
  • очищенная жидкость.

Алгоритм действий по изменению значения включает в себя 5 этапов:

  1. Взять небольшое количество электролита с банки аккумуляторной батареи.
  2. Добавить корректирующий раствор в количестве, которое соответствует взятому на предыдущем этапе. Такое действие осуществляется при условии, что поставлена задача поднять плотность. Если необходимо получить противоположный результат, то регулирующий раствор заменяют на дистиллированную жидкость.
  3. Аккумулятор следует подзарядить с помощью специального устройства, так как номинальный ток даст возможность поступившей воде смешаться.
  4. После отключения АКБ от батареи целесообразно выждать в районе 2 часов. Это позволит плотности во всех банках встать на один уровень, что сделает вероятность возникновения погрешности при контрольном тестировании минимальной.
  5. Вторично осмотреть значение электролита. Если оно осталось на прежнем уровне, то повторно осуществить предыдущие этапы.

Плотность электролита изменяется в результате понижения в определённом отсеке аккумулятора. Причём предварительно полезно изучить номинальный объём, который в нём находится. Например, в классической стартерной батарее 6СТ-55 величина электролита равна 633 см3, а в 6СТ-45 – 500 см3. Если рассматривать его состав, то в него входят серная кислота и очищенная вода в процентном соотношении 40 на 60. Достичь необходимой плотности показателя можно, опираясь на представленные данные в следующей таблице:

Плотность аккумулятора, г/см3Обязательная величина параметра, г/см3
1,241,251,26
Забор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкости
1,24---6062-120125-
1,2544-25---6570-
1,2685-8839-40---
1,27122-12678-8040-43
1,28156-162117-12080-86
1,29190-200158-162123-127
1,30---------

Продолжение таблицы

Плотность аккумулятора, г/см3Обязательная величина параметра, г/см3
1,271,281,30
Забор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкости
1,24173175-252256----
1,25118120-215220----
1,268566-177180-290294-
1,27---122126-246250-
1,2840-436365-8198202-
1,2975-78---143146-
1,30109-11336-387981-

Отметим, что представленные данные соответствуют корректирующему электролиту с плотностью 1,40 г/см3. Если жидкость будет иметь другое значение, то возникает необходимость использовать следующую формулу расчёта для рассматриваемого показателя:

Представленные вычисления можно заменить методом золотого сечения, который гораздо проще применить на практике:

  1. Откачать больший объём воды из банки аккумулятора.
  2. Вылить полученную воду в специальный стакан с делениями, чтобы получить информацию о величине.
  3. Заполнить половину освободившегося объёма банки необходимым количеством электролита.
  4. Если значение ещё не соответствует требуемому, то долить ¼ от откаченной величины.
  5. Продолжать добавлять раствор до достижения оптимального результата.

Кислотная среда небезопасна для человека при неграмотном обращении. Целесообразно соблюдать все меры предосторожности, чтобы раствор электролита не попал на кожу или в дыхательные пути. Осуществлять корректировку рассматриваемой величины рекомендуется в помещениях с хорошей вентиляцией.

Возникают ситуации, в которых значение показателя опускается ниже 1,18 г/см3. В таких случаях использование электролита должно сопровождаться применением кислоты. Причём алгоритм действий изменения плотности включает в себя аналогичные этапы с одной поправкой: шаг разбавления при таком значении должен быть небольшим. Это связано с тем фактом, что плотность электролита имеет очень большую концентрацию, и возникает вероятность пропустить нужную отметку.

В процессе приготовления раствора в жидкость нужно вливать кислоту, а не наоборот.

При определённых обстоятельствах не представляется возможным исправить плотность электролита. Поэтому есть только один выход: купить новый аккумулятор. Возникает вопрос: как определить такие случаи? Очень просто: электролит становится коричневого оттенка, что свидетельствует об осыпании активной массы, принимающей участие в реакции электрохимического плана. Следовательно, это приводит к постепенной поломке аккумуляторной батареи.

Чтобы такая ситуация не застала врасплох, необходимо знать, что хороший АКБ будет служить в течение 5 лет при следовании всем эксплуатационным правилам. Следовательно, если данный срок истёк, то нет смысла проводить манипуляции по ремонту батареи. Если вы хотите, чтобы ваш прибор прослужил положенный срок, то следуйте следующим указаниям:

  • контролируйте плотность с помощью ареометра;
  • обеспечивайте грамотное обслуживание;
  • проверять уровень заряда.

Чем грозит завышенная или заниженная плотность электролита?

Оптимальный уровень плотности находится в пределах от 1,27 до 1,35 г/см3 в соответствии с сезоном и температурным режимом региона. Если значение рассматриваемого показателя выше нормы, то это свидетельствует о завышении, что отрицательно влияет на функционирование автомобиля. Данный процесс может привести к повреждениям аккумуляторной батареи. В ситуациях, при которых наблюдается противоположная картина, существует вероятность того, что автомобиль не заведётся. Главная причина в том, что АКБ замёрзнет при низких температурах.

Следовательно, необходимо контролировать значение, чтобы плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом соответствовала оптимальной. Это поможет избежать возникновения непредвиденных обстоятельств. Однако сделать подобное проблематично, так как плотность изменяется при разных уровнях заряда аккумулятора. Например, при её уменьшении происходит поглощение дистиллированной жидкости батареей, что приводит к увеличению концентрации показателя. В обратных ситуациях возникает процесс сульфатации, ведущий к снижению уровня плотности. В результате этой химической реакции пластины наглухо закрываются и теряют возможность правильно заряжаться. Главный исход – выход из строя АКБ.

Плотность электролита зимой и летом

Всем привет! С Вами аккумуляторщик. Сегодня я бы хотел развеять миф про плотность электролита зимой и летом. Многие люди, особенно старой «советской» закалки, которые приходят в магазин или просто приходят со своим аккумулятором и просят им сделать зимнюю или летнюю плотность. Сразу скажу, сейчас это уже не актуально.

Сейчас во все аккумуляторные батареи, в частности для наших широт заливают электролит плотностью 1,27- 1,28 г/см3. И менять её не требуется, это запрещено вообще! Коррекцию электролита самостоятельно тоже нельзя делать ни в коем случае. Это может сделать только специалист по ремонту аккумуляторов, и то в крайнем случае, например, при восстановлении АКБ.

Если Вы измерите плотность на новом полностью заряженном аккумуляторе, то плотность в нем будет 1,27 ровно. Ничего подливать туда не надо! Дело в том, что многие люди думают что на зиму надо сделать поядрёнее такой покрепче электролит. На самом деле, этого не требуется. При плотности 1,27 г/см3  электролит замерзает при температуре -60 0С. Подробнее об этом Вы можете прочитать тут. В редких городах можно встретить такие экстремальные температуры воздуха, но тем не менее можно. Для таких редких случаев плотность подымают, но это скорее исключение.

Слишком большая плотность делает среду чрезмерно агрессивной. И соответственно, идет быстрее осыпания пластин аккумулятора. Потому что аккумуляторная батарея на автомобиле – это сбалансированное устройство, вмешиваться в его электролит значит выводить из баланса АКБ. Как некоторые делают по старинке: доливают дистиллированную воду на лето, а зимой доливают электролит. Ничего этого делать не нужно!

Лучше позаботьтесь о другом. Например, качественно зарядите аккумулятор перед холодами хорошим зарядным устройством. Для того, чтобы плотность выровнялась по банкам АКБ и вышла у Вас к номинальной 1,27- 1,28 г/см3. С такой плотностью электролита можно ездить и летом и зимой, так скажем всесезонный аккумулятор.

Вот поэтому никогда не проводите самостоятельно манипуляций с электролитом. Только корректируем уровень дистиллированной водой. То есть, подливая воду в банки до номинального уровня. Напомню, для легковых АКБ это полтора сантиметра над свинцовыми пластинами аккумулятора, для грузовых 2-3 см. Вот и все! Ну и соответственно, заряжаем для того, чтоб достигнуть рабочей плотности.

Надеюсь наши советы по эксплуатации автомобильного аккумулятора помогут Вам в жизни. Не совершайте ошибок.

Также на эту тему:

Какой должна быть плотность аккумулятора автомобиля зимой

Каждому водителю следует знать какая плотность электролита должна быть в аккумуляторе, как её верифицировать и в случае нехватки, сколько жидкости нужно добавить. Для чего это нужно? Дело в том, что плотность электролита полностью влияет на ёмкость АКБ и его срок службы. Если аккумулятор плохо держит заряд, то, как следствие, плотность жидкости не соответствует норме. По этой причине, электролит проверяют в каждой банке АКБ. Измерение осуществляется за счет ареометра. Итак, рассмотрим нормальный показатель плотности электролита, согласно климатическим зонам:

Климатическая зона Плотность заливаемой жидкости При полном заряде
От -50 до -30 1, 27 1, 29
От -30 до -15 1, 26 1, 28
От -15 до -4 1, 24 1, 26
От -15 до +4 1, 22 1, 24
От +4 до +6 1, 20 1, 22

Итак, исходя из требований эксплуатации АКБ нормальная плотность жидкости в банках в зимнее время года должна быть от 1,20 до 1,27. Если показатели меньше указанных, это говорит о разряде АКБ или его износе. Правда, стоит помнить о том, что, находясь в автомобиле, аккумулятор заряжен примерно на 80-90%, поэтому показатели будут немного отличаться. Однако, в то же время, важно отметить: чем меньше плотность электролита в 100% заряде АКБ, тем дольше он прослужит. В то же время высокая плотность может привести снижению срока службы, а низкая приводит к снижению напряжения и отягощенному пуску двигателя.

Для восстановления АКБ потребуется всего лишь: добавление дистиллированной воды, либо заряд аккумулятора. Для первого варианта мы настоятельно просим обратиться к профессионалам. А вот зарядка аккумулятора вполне себе не сложная операция. Мы рекомендуем вам использовать зарядные устройства производства KRONVUZ. Например, новый ZEVS прост и удобен в использовании, благодаря сенсорному экрана и разработанному нашими программистами программному обеспечению. Достаточно подсоединить ЗУ к аккумулятору, выбрать режим «Заряд», ввести необходимые данные и начать зарядку.

Особенности зарядки автомобиля зимой

  • Для начала проверьте уровень заряда при помощи индикатора на аккумуляторе. Обычно, если аккумулятор заряжен, индикатор горит зеленым цветом. Если нет – перехожим к следующему пункту.
  • Проверьте вольтметром или мультиметром напряжение. Нормальное напряжение равно – 12, 7 В. Это 100% заряда. Зимой обычно заряд аккумулятора меньше из-за низких температур.
  • Не стоит забывать и про плотность электролита. Измеряем и сверяем по таблице. Очевидно, что при минусовой температуре показатель будет на 0,2 ниже, однако, плотность низкая, то стоит принять меры.
  • Если уровень заряда в норме, то и никаких манипуляций с АКБ делать не надо. В случае разряда проводим необходимые процессы.
  • Добавление электролита или дистиллята лучше делать в профессиональных мастерских. Если вы специалист, то сверьтесь с стандартными показателями.
  • Один из лучших вариантов – заряд АКБ.
  • Важно отнести аккумулятор в теплое помещение: это может быть квартира, дом, гараж. Не стоит проводит процесс заряда на улице.
  • Подключите ЗУ к розетке, клеммы подсоедините к АКБ.
  • Если вы используете ZEVS, то установите на панели параметры аккумулятора и нажмите старт.
  • Зарядное устройство рассчитает время процесса заряда. Смело оставляйте аккумулятор. ZEVS по истечению заряда перестанет подавать энергию в аккумулятор.
  • После заряда АКБ вставьте в машину. Не забывайте также прогревать двигатель автомобиля.

Помните – подзаряженный исправный аккумулятор залог своевременного приезда на встречу, на работу или домой. Зимой следует проверять состояние своего АКБ и в случае износа, вы обрекаете себя на езду в общественном транспорте.


Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?

Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов. Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.

При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см3).

На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность. Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:

  • дефект ячейки;
  • обрыв внутренней цепи батарей;
  • глубокий разряд АКБ или одной из его секций.

Почему замерзает аккумулятор?

Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см3.

Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?». Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:

 

Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С
1,09 -7 1,22 -40
1,1 -8 1,23 -42
1,11 -9 1,24 -50
1,12 -10 1,25 -54
1,13 -12 1,26 -58
1,14 -14 1,27 -68
1,15 -16 1,28 -74
1,16 -18 1,29 -68
1,17 -20 1,3 -66
1,18 -22 1,31 -64
1,19 -25 1,32 -57
1,2 -28 1,33 -54
1,21 -34 1,4 -37

Таблица 1. Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля зимой.

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Внимание! Замерять плотность нужно только в полностью заряженной аккумуляторной батарее.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

  • ареометр;
  • мерная емкость;
  • посуда для приготовления смеси;
  • спринцовка;
  • серная кислота или корректирующий электролит;
  • дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

  1. Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
  2. Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
  3. После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
  4. По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
  5. Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см3. Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см

3

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см3, то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.

Эксплуатация авто аккумулятора зимой - AKBEXPERT

Какая плотность электролита должна быть зимой, и как подготовить аккумулятор к зиме?

Ответ:

Плотность электролита у полностью заряженной аккумуляторной батареи, предназначенной для эксплуатации в условиях умеренного климата в любое время года должна быть 1,27-1,30 г/см3 при температуре +25°С. При более высокой температуре электролита значение плотности должно быть ниже, а при более низкой температуре электролита, наоборот, - выше. В странах с тропическим климатом эксплуатируют батареи с более низкой плотностью электролита (1,22-1,24 г/см3). В условиях крайнего Севера, наоборот, требуется более высокая плотность электролита (1,30-1,32 г/см3). Перед началом зимнего периода необходимо проверить, чтобы батарея находилась в заряженном состоянии. Это обеспечит предохранение от замерзания электролита и обеспечит надежный пуск двигателя при отрицательных температурах. Именно в зимний период существенное влияние на работу АКБ будут оказывать слабо натянутый ремень генератора и повышенная утечка электроэнергии.

Если при запуске двигателя в зимнее время аккумулятор разрядился в «ноль», какие действия нужно предпринять?

Ответ:

В данном случае необходимо зарядить аккумулятор от стационарного зарядного устройства током малой величины. Сделать это следует не позднее, чем через 2-3 дня после глубокого разряда батареи.

Почему замерзает электролит?

Ответ:

При разряде АКБ плотность электролита снижается, уменьшается удельное количество серной кислоты, содержащейся в растворе электролита и образуется вода. Чем глубже разряд батареи, тем выше отрицательная температура, при которой может замерзнуть электролит. Например, при плотности 1,11 г/см3 электролит замерзнет уже при -7 0С, а при плотности 1,27 г/см3 - только при -58 0С.

Если замерз электролит, можно ли восстановить работоспособность аккумулятора?

Ответ:

Зависит от степени замерзания: если батарея замерзла не на весь объем, а корпус не подвергся деформации, ее можно восстановить. Необходимо, чтобы лед полностью растаял при комнатной температуре, и только потом приступить к заряду АКБ. При этом не избежать повреждения электродов и снижения токовых характеристик батареи.

Если в мороз перед запуском двигателя включить на короткое время фары автомобиля, поможет ли это облегчить запуск?

Ответ:

Нет. При данной процедуре эффект разогрева электролита ничтожен и не влияет на увеличение мощности разряда. Напротив, батарея может потерять драгоценную емкость и после этого не сможет запустить двигатель.

Почему в зимнее время рекомендуют аккумуляторы с более высокими пусковыми токами?

Ответ:

Холодный пуск имеет следующие особенности:

  • Стартеру требуется больше времени для прокрутки двигателя.
  • Сопротивление холодного двигателя в зимнее время увеличивается в 2,5-3 раза
  • От АКБ требуется отдача большей мощности и энергии.
  • Чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше вязкость электролита и внутреннее сопротивление батареи.
Для обеспечения надежного пуска двигателя необходимо выбирать ту АКБ, которая при одних и тех же габаритных размерах имеет максимально высокие токи холодной прокрутки.

Пуск двигателя в зимнее время зависит только от АКБ?

Ответ:

Нет. Помимо технических характеристик и степени заряженности батареи, пуск двигателя зависит от следующих факторов:

  1. состояния электропроводки и электрооборудования автомобиля;
  2. состояния свечей;
  3. состояния топливной системы и качества топлива;
  4. качества масла;
  5. опыта водителя.
  6. По какой причине замерз аккумулятор?

    Ответ:

    Если замерзла только одна ячейка, то это, скорее всего, внутренний дефект батареи, который привел к снижению плотности и замерзанию электролита.

    Если замерзла не одна ячейка в батарее, то здесь ответ один - батарея была разряжена. Причины могут быть разные, самая распространенная - частые запуски двигателя и короткие дистанции движения по городу. В результате батарея в холодную погоду просто не успевает заряжаться от генератора. Плотность электролита 1,21 г/см3 соответствует примерно 45%-ной степени заряженности батареи. По справочным данным электролит с такой плотностью замерзает при температуре около -30 0С.

    Часто бывает ситуация: утром с нескольких попыток не завелась машина, и человек едет на работу на общественном транспорте. А разряженная батарея с низкой плотностью электролита до вечера замерзает.

Плотность электролита в аккумуляторе - зимой и летом: таблица

Большая часть аккумуляторных батарей, которые продаются в России, относится к полуобслуживаемым. Это означает, что владелец может откручивать пробки, проверять уровень и плотность электролита и при необходимости доливать внутрь дистиллированную воду. Все кислотные АКБ, когда только поступают в продажу, заряжены, как правило, на 80 процентов. При покупке следите за тем, чтобы продавец выполнил предпродажную проверку, одним из пунктов которой является проверка плотности электролита в каждой из банок.

В сегодняшней статье на нашем портале Vodi.su мы рассмотрим понятие плотности электролита: что это такое, какой она должна быть зимой и летом, как ее повысить.

В кислотных АКБ в качестве электролита применяется раствор h3SO4, то есть серной кислоты. Плотность напрямую связана с процентным содержанием раствора — чем больше серы, тем она выше. Еще один немаловажный фактор — температура самого электролита и окружающего воздуха. Зимой плотность должна быть выше, чем летом. Если же она упадет до критической отметки, то электролит попросту замерзнет со всеми вытекающими последствиями.

Измеряется данный показатель в граммах на сантиметр кубический — г/см3. Измеряют ее при помощи простого прибора ареометра, который собой представляет стеклянную колбу с грушей на конце и поплавком со шкалой в середине. При покупке нового АКБ продавец обязан измерить плотность, она должна составлять, в зависимости от географической и климатической зоны, 1,20-1,28 г/см3. Допускается разница по банкам не более 0,01 г/см3. Если же разница больше, это свидетельствует о возможном коротком замыкании в одной из ячеек. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, это говорит как о полном разряде батареи, так и о сульфатации пластин.

Помимо измерения плотности продавец должен также проверить, как аккумулятор держит нагрузку. Для этого применяют нагрузочную вилку. В идеале напряжение должно падать с 12 до девяти Вольт и держаться на этой отметке некоторое время. Если же оно падает быстрее, а электролит в одной из банок кипит и выделяет пар, значит от покупки этой АКБ следует отказаться.

Плотность в зимний и летний период

Более детально данный параметр для вашей конкретной модели АКБ нужно изучить в гарантийном талоне. Созданы специальные таблицы для различных температур, при которых электролит может замерзнуть. Так, при плотности 1,09 г/см3 замерзание происходит при -7°С. Для условий севера плотность должна превышать 1,28-1,29 г/см3, ведь при таком показателе температура его замерзания составляет -66°С.

Плотность обычно указывают для температуры воздуха +25°С. Она должна составлять для полностью заряженной батареи:

  • 1,29 г/см3 — для температур в пределах от -30 до -50°С;
  • 1,28 — при -15-30°С;
  • 1,27 — при -4-15°С;
  • 1,24-1,26 — при более высоких температурах.

Таким образом, если вы эксплуатируете автомобиль в летний период в географических широтах Москвы или Санкт-Петербурга, плотность может быть в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой же, когда температуры опускаются ниже -20-30°С, плотность повышается до 1,28 г/см3.

Обратите внимание, что “повышать” ее искусственно никак не нужно. Вы попросту продолжаете пользоваться своим автомобилем в обычном режиме. А вот если АКБ быстро разряжается, имеется смысл провести диагностику и при необходимости поставить на зарядку. В случае же, если машина долго стоит на морозе без работы, АКБ лучше снять и унести в теплое место, иначе он от длительного простоя попросту разрядится, а электролит начнет кристаллизоваться.

Практические советы по эксплуатации АКБ

Самое основное правило, которое следует запомнить, — в батарею ни в коем случае нельзя заливать серную кислоту. Повышать плотность таким образом вредно, так как при повышении активизируются химические процессы, а именно сульфатации и коррозии, и уже через год пластины станут полностью ржавыми.

Регулярно проверяйте уровень электролита и при его падении доливайте дистиллированную воду. Затем АКБ нужно либо поставить на зарядку, чтобы кислота смешалась с водой, либо зарядить АКБ от генератора во время длительной поездки.

Если машину ставите «на прикол», то есть некоторое время не используете ее, то, даже если среднесуточные температуры опускаются ниже нуля, нужно позаботиться о том, чтобы АКБ был полностью заряжен. Это минимизирует риск замерзания электролита и разрушения свинцовых пластин.

При падении плотности электролита увеличивается его сопротивление, из-за чего, собственно, и затруднен запуск двигателя. Поэтому прежде, чем завести мотор, прогрейте электролит, включив на некоторое время фары или другое электрооборудование. Не забывайте также проверять состояние клемм и очищать их. Из-за плохого контакта пускового тока недостаточно для создания нужного крутящего момента.


Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Правильное обслуживание автомобиля, позволяющее без особых проблем использовать его в любое время года, включает и заботу о его батарее. Кроме своевременной зарядки, необходимо также знать, какова плотность аккумулятора зимой и летом и как это влияет на эксплуатацию автомобиля.

Для машин используют свинцово-кислотные АКБ. Устройство аккумулятора этого вида таково, что электроды изготавливаются из свинца с примесью других металлов, а в роли электролита выступает водный раствор серной кислоты. Обычно соотношение этих двух веществ составляет 65% для воды и 35% для кислоты.

Под плотностью АКБ имеют в виду густоту электролита. От этого показателя зависит то, насколько хорошо батарея будет держать заряд, и срок службы пластин. Считается, что показатели плотности аккумулятора зимой и летом должны отличаться. Усредненное значение этой величины, при котором работа батареи считается нормальной, — 1,27 – 1,29 г/см3. Летом эти цифры могут быть немного меньше.

Обратите внимание: лучшие современные аккумуляторы для автомобилей не требуют корректировки плотности электролита, если, конечно, не эксплуатируются при температурах ниже 60°С. Речь идет о необслуживаемых АКБ, особенно заряженных гелевым электролитом.

Зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой, особенно при сильных морозах, должна быть немного выше, чем обычно, но не превышать 1,35 г/см3. В чем причина? Во-первых, жидкость, в которой доля воды слишком высока, при минусовой температуре имеет все шансы замерзнуть. Вторая причина, по которой в холодное время года нужен более концентрированный раствор, — реакция на мороз остальных механизмов автомобиля. Чтобы заставить работать замерзшие детали, требуется большее количество энергии, чем в благоприятных условиях. Это справедливо даже для лучших моделей авто.

Реакция батареи на холод будет зависеть еще и от полноты заряда, так как при разряде доля кислоты заметно снижается. Соответственно, если изначально соотношение было меньше нормы, то при разрядке оно упадет до совсем неподходящих значений.

Несколько цифр, демонстрирующих взаимосвязь заряда и соотношения воды и кислоты в электролите:

  • Если первоначальная плотность — 1,30 г/см3, то при разряде на 25% она снизится до 1,26 г/см3, а при половинном заряде — до 1,22.
  • При начальном уровне 1,27 величина уменьшится до 1,23 и 1,19 соответственно.
  • Если соотношение воды и кислоты соответствовало 1,23 г/см3, то при разряде оно уменьшится до 1,19 и 1,15.

Температура, при которой возникает опасность замерзания электролита плотностью 1,20 г/см3 , равна -20°С. Аккумулятор для зимы обязательно должен быть заряжен не меньше, чем наполовину, а соотношение между водой и кислотой в электролите должно быть не ниже 1,27 г/см3.

Автомобиль с установленным аккумулятором можно без лишних опасений оставлять на зиму на улице, если температура не падает ниже 10°С. Электролит при таких условиях не замерзает. Если в зимний период не планируется эксплуатация батареи, самый лучший вариант — снять ее и оставить в сухом прохладном месте, предварительно полностью зарядив.

Что делать, если автомобиль простоял всю зиму с подключенной АКБ? Самый плохой вариант развития ситуации — замена источника питания. Есть несколько способов уменьшить вред, который может нанести устройству холод.

Перед наступлением холодов:

  • очистить корпус ото всех загрязнений;
  • зачистить и обработать смазкой клеммы;
  • полностью зарядить аккумулятор.

Во время эксплуатации:

  • укрыть корпус теплоизоляционным материалом;
  • перед долгой поездкой будет не лишним оставить АКБ на ночь дома;
  • прогревать авто, не включая дополнительные потребители энергии.

Если машина простояла при минусовой температуре без эксплуатации, но с подключенным источником питания, ее подготовка к работе обязательно должна включать осмотр АКБ, проверку уровня и густоты электролита в ней. Устройство обязательно понадобится зарядить.

Как выбрать АКБ для зимы?

Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.

Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

  • Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
  • Соответствие технических требований АКБ и машины.
  • Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.

Литий-ионные батареи в разобранном виде: почему они ужасны на морозе

Первый вывод состоит в том, что практически все компании, предлагающие автомобили с батарейным питанием в настоящее время, сильно отстают в технологиях, и не так много людей, похоже, хотят говорить об этом.

По сути, наступление эры электромобилей уже наступило, и, несмотря на массовый рост продаж электромобилей, мы все еще используем аккумуляторные технологии, мало чем отличающиеся от той, которую открыл Алессандро Вольта около 220 лет назад.

Как и homo sapiens, современная батарея может работать на 100 процентов при умеренных температурах, в основном около 20 градусов по Цельсию (68 по Фаренгейту).Между прочим, люди, используемые в качестве батарей во вселенной Матрицы, были не просто сюжетной уловкой, на самом деле за этим стоит некоторая наука.

Если температура окружающей среды батареи, которая работает максимально эффективно при 20 градусах Цельсия, повышается до 30 градусов, ее эффективность работы снижается примерно на 20 процентов. Если он постоянно заряжается и перезаряжается при 45 градусах Цельсия (113 F), потеря производительности может возрасти до колоссальных 50 процентов. Однако имейте в виду, что эти цифры не обязательно означают потерянный запас хода электромобиля.

При этом автомобили с батарейным питанием не существуют в пустоте, и на их температуру может влиять широкий спектр внешних и даже внутренних факторов, поэтому некоторые, но не все современные автопроизводители имеют интегрированные системы управления температурой. на своих электромобилях. Несмотря на то, что эти системы потребляют изрядную долю энергии, эти системы помогают регулировать температуру аккумуляторов, чтобы одновременно оптимизировать их долгосрочную емкость и краткосрочную производительность.

К сожалению, даже этих систем управления недостаточно, когда внешняя температура резко падает, поэтому аккумуляторы, которые в суровые зимы становятся слишком частыми, почти как неотъемлемая черта всех современных электромобилей и любых других устройств с батарейным питанием.

Что ж, литий-ионные батареи, которые составляют сегодня большинство источников питания электромобилей в дороге, тоже не очень любят работать при экстремальных температурах, и тем более в мороз. С другой стороны, они работают намного лучше, чем свинцово-кислотные или никель-металлгидридные аккумуляторы старой школы, но проблема все еще существует, и ни один крупный производитель автомобилей не отклонился от предложения почти такого же типа несовершенной технологии. После этой разорвавшейся бомбы нам, вероятно, следует погрузиться в технические детали. Магическая химия за кулисами

Поскольку большинство современных гибридов, подключаемых к сети гибридных автомобилей и полностью электрических автомобилей перешли на литий-ионные в качестве оружия, мы решили сосредоточиться на том, как литий-ионные аккумуляторы работают при низких температурах.Перед этим давайте сначала посмотрим, как на самом деле работают современные батареи.

Выбранные в больших масштабах в основном потому, что их плотность энергии примерно в два с половиной раза превышает химический состав конкурирующих аккумуляторов, современные литий-ионные аккумуляторы могут предлагать около 150 Втч на килограмм веса. Это означает, что они могут быть меньше и легче конкурирующих продуктов, что является одной из их основных положительных особенностей.

Обычно они содержат графитовый анод, катод из оксида лития-кобальта, который может быть заменен никелем или марганцем, и жидкий карбонатный электролит с одним типом растворенной соли лития.

Когда батарея разряжается, ионы лития перемещаются от графитового анода к катоду в так называемом процессе интеркаляции, который включает в себя движение электронов в том же направлении с использованием внешней цепи. В процессе обратной зарядки ионы лития от катода диффундируют обратно к графитовому аноду в сопровождении тех же электронов, использующих внешнюю цепь.

Короче говоря, это электрохимическая реакция, для которой необходимо, чтобы ряд переменных оставался постоянным, чтобы быть эффективной все время, в противном случае она может замедлиться, прекратить или даже вызвать постоянное короткое замыкание в некоторых элементах батареи.

При низких температурах производительность значительно падает, потому что химическая реакция просто замедляется, но только когда дело доходит до разрядки аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы могут питать электромобиль при температуре - 40 градусов по Цельсию (- 40 по Фаренгейту), хотя и с меньшей скоростью разряда, и только в том случае, если они оснащены системами терморегулирования, но вы просто не сможете их зарядить. при таких температурах, потому что они просто слишком сильно замедляются. От 0 до 200 В за 220 лет

Хотя, по сути, все батареи плохи в холодную погоду по своей конструкции, работа ведется, чтобы будущее принесло нам гораздо более совершенные технологии, чтобы противодействовать присущим им недостаткам.Прошло чуть более двух столетий с тех пор, как Алессандро Вольта впервые обнаружил гальваническую батарею - или первую в некотором роде современную батарею.

От 0 до 220 вольт за 220 лет - это довольно плохой показатель ускорения, что является одной из причин, по которой Porsche стал первым автопроизводителем, построившим электромобиль на базе 800-вольтовой архитектуры. Более высокое напряжение, по сути, означает более тонкую проводку, что приводит к более стабильной работе, сокращению времени зарядки, меньшему весу и меньшему пространству, занимаемому внутри автомобиля.

Тем не менее, Taycan также застрял на литий-ионной батарее, которая скоро станет архаичной, но Porsche входит в число множества автопроизводителей, которые постоянно ищут улучшения. Среди наиболее многообещающих связаны с использованием аккумуляторных электролитов, содержащих ионные жидкости, которые по существу представляют собой просто соли, плавящиеся при низких и умеренных температурах. В отличие от других электролитов, они негорючие и обладают термической стабильностью при гораздо более высоких температурах.

Другие области альтернативных исследований аккумуляторов включают литий-воздушные конструкции, в которых в качестве окислителя используется кислород из атмосферы, что делает их намного легче, чем нынешние литий-ионные аккумуляторы.Кроме того, их удельная энергия сопоставима с удельной энергией бензина, что делает их идеальными для наших будущих электромобилей.

Литий-серные аккумуляторы с еще более высокой удельной выходной мощностью, вероятно, являются лучшим выбором для действительно революционных аккумуляторов будущего, но их разработка все еще находится на очень ранней стадии. До этого времени мы все застряли на технологии 30-летней давности, которая была обновлена ​​в основном с точки зрения затрат, а не характеристик в холодную погоду.

Лучшие автомобильные аккумуляторы для холодной погоды (обзор и руководство по покупке) в 2020 году

Преимущества автомобильного аккумулятора для холодной погоды

  • Более надежная работа. Независимо от того, насколько холодно, аккумуляторы для холодной погоды рассчитаны на максимальную мощность. Автомобиль не заглохнет и не заглохнет в глуши. Емкость аккумулятора позволяет эффективно и надежно питать даже интенсивно потребляющие энергию автомобили.
  • Более быстрый запуск двигателя. Автомобильные аккумуляторы для холодной погоды обеспечивают мощную пятисекундную стартовую мощность. Этот взрыв мгновенно оживляет двигатель. Как только вы поворачиваете ключ, машина заводится, даже когда на улице мороз.
  • Лучшая скорость заряда и разряда. Обычные батареи имеют тенденцию к снижению емкости на холоде, так как это замедляет химические реакции внутри батареи. Это влияет как на производительность, так и на надежность батареи. Аккумуляторы, предназначенные для работы в холодную погоду, не имеют этой проблемы, и они, как правило, заряжаются и разряжаются быстрее.
  • Совместимость с холодным климатом. Как высокая резервная мощность, так и характеристики холодного пуска делают зимние батареи более эффективными в холодные месяцы.Аккумуляторы для жаркой погоды должны выдерживать тепло с более высоким соотношением свинца и электролита.

Типы автомобильных аккумуляторов для холодной погоды

Свинцово-кислотные

Когда-то давно свинцово-кислотные аккумуляторы были нормой. На них ездили все автомобили, и их техническое обслуживание было частью рутинной работы автовладельца. В аккумуляторах используются жидкие электролиты, поэтому их иногда называют аккумуляторными батареями с жидким электролитом. Они протекают и разливаются чаще, особенно когда этого не следует делать. Они дешевле, чем батареи AGM, и имеют относительно долгий срок службы, особенно при правильном обслуживании.

AGM

Батареям с абсорбированным стекломат (AGM) не нужна активная жидкость для выработки электричества. Это устраняет риск проливания и утечки, из-за которых мокрые батареи страдают. Аккумуляторы AGM выдерживают повторяющиеся циклы разряда и зарядки лучше, чем влажные аккумуляторы. Они также не требуют обслуживания.

Ведущие бренды

Optima

Последние 40 лет Optima Batteries является лидером в области инноваций в области автомобильных аккумуляторов. Компания представила первую необслуживаемую кислотную батарею еще в 1970-х годах.Затем последовали первые в своем роде высокопроизводительные автомобильные аккумуляторы AGM. Компания также производит аккумуляторы Optima 8016-103 D34M BlueTop для лодок и домов на колесах, а также аккумуляторы Optima 8014-045.

Odyssey

EnerSys Energy Products Inc. - компания, производящая батареи Odyssey. Обладая 100-летним опытом, компания работает на двух производственных предприятиях в Уорренсбурге, штат Миссури, и Ньюпорте, Уэльс. Он имеет офисы продаж и обслуживания в 17 странах по всему миру.Лучшие варианты аккумуляторов включают Odyssey PC625 Powersports Battery, Odyssey PC925 Automotive и LTV Battery.

ACDelco

Компания ACDelco существует с 1908 года, когда была основана компания GM. На протяжении многих лет инновации и технологии компании помогли женщине облететь мир и отправить мужчину на Луну. Компания производит ACDelco 94RAGM Professional AGM и ACDelco 48AGM Professional AGM Automotive BCI.

Автомобильный аккумулятор для холодной погоды Цена

  • Менее 200 долларов: Аккумуляторы, которые продаются до 200 долларов, различаются как функциями, так и сроком службы.Вы можете найти хороший аккумулятор с разумной производительностью, но его пусковая мощность будет ограничена. Аккумуляторы в этом ценовом диапазоне не будут иметь приличного или даже умеренного запаса емкости, чтобы автомобиль продолжал работать надолго.
  • Более 200 долларов: Вложив эту сумму денег в аккумулятор, вы получите аккумулятор с высокой пусковой мощностью. Батареи этой ценовой категории обладают большой резервной емкостью, не требуют обслуживания и надежны в дороге в суровые холода. Они также прочные и имеют хорошую гарантию.

Основные характеристики

Долговечность

Мы уже установили, что холодная погода - это проклятие аккумуляторов. Таким образом, вам не только нужен высокопроизводительный автомобильный аккумулятор на зимние месяцы, но и аккумулятор должен выдерживать интенсивные нагрузки, не требует особого обслуживания и частой замены. Всегда покупайте новую батарею, которой меньше шести месяцев с даты изготовления. Даже самый лучший автомобильный аккумулятор для зимы потеряет свою мощность и производительность, если он будет старше шести месяцев.

Резервная мощность

Когда генератор в вашем автомобиле выходит из строя, вам все равно нужен аккумулятор, чтобы поддерживать различные функции автомобиля. Вот здесь и пригодится резервная мощность. Батарея, вырабатывающая 25 ампер при 80 градусах в течение длительного периода времени, считается имеющей высокую резервную емкость.

Усилитель холодного пуска

Усилитель холодного пуска, или CCA, является важной характеристикой любой батареи для холодной погоды. Когда температура упадет до 0 градусов, вы захотите, чтобы батарея по-прежнему вырабатывала достаточно энергии для запуска автомобиля.Рейтинг CCA относится к количеству ампер, которое батарея предлагает при такой низкой температуре. Естественно, вам понадобится аккумулятор с высоким CCA, чтобы вы могли запустить двигатель независимо от того, насколько холодно на улице.

Прочие соображения

  • Не требует обслуживания: Когда вы используете влажную батарею, вы должны время от времени наполнять ее водой. Это часть обслуживания. Если вы относитесь к тому типу людей, которые любят устанавливать аккумулятор и забывать о нем, вам следует подумать о покупке необслуживаемого аккумулятора.
  • Ампер-часы: Ампер-часов используются для измерения резервной емкости аккумулятора. Они относятся к заряду энергии, необходимому для того, чтобы батарея вырабатывала один ампер в течение одного часа. Опять же, чем выше, тем лучше. Батарея с более высоким значением ампер-часов означает, что она может поддерживать работу автомобиля и всей электроники на приборной панели в течение длительного времени, прежде чем вам понадобится ее подзарядить.

Лучший автомобильный аккумулятор для холодной погоды Обзоры и рекомендации 2020

Советы

  • Чтобы избежать проблем с установкой аккумулятора в автомобиль, убедитесь, что вы получаете правильный размер при заказе.
  • Аккумуляторы для холодной погоды обычно имеют маркировку «N» или «Север» на этикетке. Батарейки с маркировкой «S» или «South» предназначены для жаркого климата.
  • Лучшая зимняя батарея - это аккумулятор с высоким током холодного пуска (CCA) и умеренным значением ампер-часов.
  • Если аккумулятор не используется в течение длительного времени (например, несезонное хранение), он саморазрядится. Подумайте о покупке зарядного устройства.

Часто задаваемые вопросы

В: Когда пора заменить аккумулятор?

A: Вы можете сказать, что пришло время заменить батарею, когда запуск двигателя замедляется или вы продолжаете запускать его безрезультатно.Если батарея издает неприятный запах, это тоже хороший знак, что вам необходимо ее заменить.

В: Почему мой аккумулятор выглядит раздутым?

A: При длительном перегреве аккумулятора корпус может вздуться. Если вы заметили вздутие аккумулятора, проверьте его.

Q: Что такое свежий аккумулятор?

A: Свежая батарея - это батарея, произведенная в течение последних шести месяцев. Если дата изготовления старше указанной, значит, оно ни свежее, ни новое.

В: Сколько ампер холодного пуска должна иметь батарея?

A: В среднем аккумулятор на 650 CCA хорош для холодного климата. Аккумулятор на 800 ампер холодного пуска гарантирует, что вы заведете автомобиль в любую погоду.

Последние мысли

Наш лучший выбор для лучшего автомобильного аккумулятора для холодной погоды - Optima Batteries 8002-002 34 Red Top. Его 800 CCA и резервной мощности 50 ампер достаточно для запуска и питания вашего автомобиля независимо от погодных условий.

Для лучшего бюджетного автомобильного аккумулятора , мы выбрали Odyssey PC680 Battery.Доступная цена, а также двойная функциональность и компактный дизайн делают его идеальным выбором для многих автомобилей.

литиевые батареи выходят из строя в холодную погоду?

Один из наиболее частых вопросов, которые нам задают о литиевых батареях, - работают ли они на морозе? Сегодня мы ответим на этот вопрос и посмотрим на литиевые батареи и холодную погоду с научной точки зрения.

Что такое литиевые батареи?

Для начала, что такое литиевые батареи?

В литий-ионных батареях используется металлический литий внутри батареи для хранения энергии для дальнейшего использования.В литиевых батареях разного химического состава используются разные «ионы», но все они относятся к этой категории. В этой статье мы конкретно говорим о химическом составе литий-железо-фосфатных батарей .

Но независимо от химического состава эти батареи являются перезаряжаемыми и имеют более высокую энергоемкость по сравнению с другими типами батарей. Литиевые батареи становятся все более популярными из-за их энергоемкости, что позволяет использовать меньшие и более легкие батареи. Эти батареи питают многие вещи, от крошечной электроники до целых городов.

Литиевые батареи серьезно оторвались от традиционного рынка свинцово-кислотных аккумуляторов, особенно для жилых автофургонов и морских судов. Это связано с множеством преимуществ, которые они предоставляют, включая большую удельную мощность и низкие эксплуатационные расходы, и это лишь некоторые из них.

Некоторые из литиевых батарей, которые мы использовали на протяжении многих лет - модуль Тесла (R) и Battle Born (L)

Батареи и химия

Прежде чем мы погрузимся в вопрос о температурных характеристиках и перейдем к техническим экспериментам, давайте вернемся к некоторые основы батареи.

Оксфордский словарь определяет батарею как «контейнер, состоящий из одной или нескольких ячеек, в которых химическая энергия преобразуется в электричество и используется в качестве источника энергии».

Строго говоря, ВСЕ батареи, которые вы используете, являются «электрохимическими», то есть в них происходит химическая реакция с образованием или накоплением электронов.

Батареи - это все о химии! Это структура фосфата лития и железа.

Химические реакции при низких температурах.

Если мы думаем о батареях как о содержащих химические вещества и реакции, то давайте сделаем еще один шаг и поговорим о том, как температура влияет на эти реакции.

Температура сильно влияет на химические реакции. С повышением температуры молекулы движутся быстрее и обладают большей кинетической энергией. Когда молекулы сталкиваются, кинетическая энергия молекул может разорвать связи, что приведет к химическим реакциям.

Однако, если молекулы холодные и движутся медленно, химическая реакция не будет происходить так быстро. Минимальная потребность в энергии, которая должна быть удовлетворена для протекания химической реакции, называется энергией активации. Больше молекул обладают этой энергией при более высоких температурах.

Ага, в этой установке есть литиевые батареи!

Влияние температуры на батареи

Поскольку химические реакции замедляются в холодную погоду, все типы батарей будут испытывать снижение производительности в холодную погоду.

Обратное можно сказать о высоких температурах. Химические реакции увеличатся, и аккумулятор может работать с перебоями. Из-за этого высокие температуры в течение длительного времени могут фактически сократить срок службы батареи, поскольку химические реакции протекают быстрее.

Но есть разные химические составы батарей (литий-ионные vs.свинцово-кислотные, например) подвержены разным температурным воздействиям?

У нас все есть, выносите телефон на мороз, и он очень быстро умирает. Спасибо за химию и плохое управление батареей.

Миф о холодной погоде о литии?

Мы неоднократно слышали, как люди говорят, что «литиевые батареи не работают на морозе» без какой-либо научной поддержки.

Откуда появился этот миф? Что ж, литиевые батареи страдают от явления металлического литиевого покрытия на аноде, если они заряжаются с высокой скоростью при низких температурах.Это может вызвать внутреннее короткое замыкание аккумулятора и сбой. При использовании литиевых батарей необходимо учитывать это ограничение.

Это не означает, что аккумулятор не работает, просто он не может заряжаться.

Большинство имеющихся в продаже литиевых аккумуляторных батарей имеют средства защиты, предотвращающие зарядку при температуре ниже установленной . Возможно, отсюда и исходит это заявление. К счастью, небольшой нагрев легко решает эту проблему.

Литий и свинцово-кислотный на холоде

По правде говоря, литий-ионные батареи отлично работают на холоде. Но как их характеристики в холодную погоду сравнивать с их свинцово-кислотными соперниками?

Battle Born Batteries, производитель литий-железо-фосфатных батарей (LiFePO4) , провела тест на холодную погоду в лабораторных условиях, чтобы найти ответ.

The Experiment

Они протестировали свои аккумуляторы в сравнении с ведущим производителем свинцово-кислотных аккумуляторов, чтобы сравнить их характеристики в холодных условиях.Испытание включало установку блока из 2 литий-ионных батарей Battle Born по 100 Ач на 12 В и 2 свинцово-кислотных аккумуляторов AGM по 100 Ач на 12 В. 30, 50 и 80 ампер. Они повторили этот тест в четырех различных диапазонах температур:

  • 67-72 ° F
  • 33-37 ° F
  • 26-30 ° F
  • 13-18 ° F

Команда разрядила батареи до минимума. отключение напряжения, рекомендованное соответствующим производителем.

Вот кадр из установки батарей в морозилке! Источник: BattleBornBatteries.com

Команда выбрала скорость разряда для эксперимента, чтобы лучше отразить, как закон Пойкерта повлияет на производительность при падении температуры.

Закон Пойкерта

Закон Пойкерта выражает изменение емкости аккумуляторных свинцово-кислотных аккумуляторов при разной скорости разряда. По сути, это говорит о том, что чем быстрее вы разряжаете аккумулятор, тем меньше энергии вы получаете от него из-за внутреннего сопротивления и химических потерь.Литий-ионные аккумуляторы значительно превосходят свои свинцово-кислотные аналоги в этой области, когда требуется высокая скорость разряда.

Несмотря на то, что литиевые батареи не полностью незатронуты, они лучше передают вложенную в них энергию при использовании больших нагрузок при любой температуре . Результаты показывают это ниже:

Результаты

После выполнения 3 тестов для каждого диапазона температур, емкость батарей была задокументирована до того, как защита от низкого напряжения отключила батарею.Графики выше - это результаты первого набора тестов. Последующие тесты дали аналогичные результаты.

Как показывают данные, литий-ионные аккумуляторы отлично работают на морозе по сравнению со свинцово-кислотными. В их эксперименте эффект Пукерта был четко виден, поскольку допустимая мощность разряда была значительно ниже при разряде 80 А по сравнению с разрядом 30 А на свинцово-кислотных аккумуляторах. На литиевые батареи он оказал гораздо меньшее влияние даже при комнатной температуре.

По мере снижения температуры этот эффект становился более заметным.При температуре ниже точки замерзания свинцово-кислотная батарея могла выдавать только 8,1% своей номинальной емкости, в то время как литиевая батарея все еще производила 80% своей емкости.

Если вы хотите лично увидеть эксперимент, загляните в блог Battle Born или загрузите статью ниже.

Мои мысли об этом эксперименте

Их эксперимент был хорошо проведен с использованием хорошего каротажного оборудования, и я уверен, что их числа точны. Тест показывает, что литий исключительно хорошо справляется со своей задачей по разрядке накопленной энергии в холодную погоду.

Одним из наиболее интересных открытий является то, насколько плохо свинцово-кислотная кислота образуется даже при комнатной температуре. Это произошло из-за эффекта Пойкерта, поскольку при оценке свинцово-кислотных аккумуляторов обычно используется очень небольшой расход в течение 20-часового периода, в отличие от большинства людей.

Однако они продемонстрировали один недостаток лития, когда они больше не могли заряжаться, когда батареи были в подростковом возрасте.

У меня есть только 2 критических отзыва об эксперименте:

# 1 - Измерение энергии, а не мощности

Эксперимент измеряет количество ампер-часов от батареи, что является мерой мощности.Мощность и Энергия - это не одно и то же. Мощность измеряет скорость перемещения энергии, а энергия - это способность вызывать изменения или выполнять работу. Числа энергии были бы тесно связаны и, скорее всего, узнали бы еще больше в пользу литиевых батарей. Поскольку напряжение не так сильно проседает, он, скорее всего, произвел бы еще больше энергии.

# 2 - Учитывать время восстановления свинцово-кислотных

Свинцово-кислотные батареи в целом работают хуже, чем литиевые, но они могут работать немного лучше в реальном мире, чем предполагалось в эксперименте, из-за эффекта восстановления.Известно, что напряжение в свинцово-кислотных аккумуляторах значительно восстанавливается после сильного разряда, поскольку химическая реакция проникает глубже в аккумулятор.

Я считаю, что если бы разрядка включалась и выключалась в течение более длительного периода времени, они работали бы немного лучше и, возможно, более точно представляли бы реальный сценарий. Однако, если бы нагрузка была приложена непрерывно, ситуация, изложенная в эксперименте, была бы точной.

Как насчет зарядки лития на холоде?

Итак, что делать, если аккумуляторы не заряжаются на морозе? Это довольно просто, не заряжайте их на морозе!

Вы можете использовать свой мобильный телефон при температуре ниже нуля, но принесите его внутрь для зарядки.То же самое и с литиевыми батареями: их необходимо согреть перед зарядкой, если они расположены в местах значительно ниже нуля.

Защита от зарядки в холодную погоду

Этого можно добиться с помощью электрического нагрева элементов. Для литиевых батарей требуется BMS (система управления батареями), которая представляет собой набор электроники, которая уравновешивает и защищает батарею. Эта же BMS может легко запустить схему подогрева, чтобы использовать энергию заряда, чтобы сначала нагреть батарею перед началом зарядки.

Аккумуляторы будущего скоро предложат это для холодной погоды, и многие пользовательские сборки уже добавили это.Я лично добавил эту защиту в аккумуляторный блок, который я построил из автомобильного аккумулятора Tesla Model S, о котором вы можете прочитать здесь.

Электромобили уже делают это, и вот как они работают в холодную погоду. Мы управляем Chevy Volt, и у него есть контур с жидкостным охлаждением и подогревом, чтобы поддерживать батарею в оптимальных рабочих пределах. Теслас и многие другие автомобили делают то же самое.

Battle Born Batteries даже продает нагретую пленку, которую можно использовать с любой литиевой батареей, когда это необходимо, перед зарядкой.

Temps в подростковом возрасте? Слегка прогрейте аккумуляторы, чтобы они взяли заряд!

Наши личные литиевые батареи Опыт работы в холодную погоду

Мы живем автономно, используя литиевые батареи в качестве основного носителя информации в течение 4 лет, и неоднократно сталкивались с отрицательными температурами. Мы следим за тем, чтобы аккумуляторы всегда находились в закрытых отсеках, даже если отсеки не отапливались.

Некоторые из наших кемпингов в холодную погоду были во время экспедиции Go North на Аляску и Арктику.

Один из пакетов, который я построил, включал электрическую защиту и использовал грелку, которая срабатывала, чтобы нагреть рюкзак. В грелке использовалась собственная энергия блока или солнечная энергия. Если аккумулятор станет слишком холодным, датчики температуры отключат его, чтобы защитить его от зарядки. Это был нагреватель мощностью всего 40 Вт, но этого было более чем достаточно, чтобы согреть небольшое пространство, чтобы батарея оставалась в пределах рабочих характеристик.

Для экспедиции Go North мы установили аккумуляторы в неотапливаемом отсеке.Отвод тепла из соседнего отапливаемого помещения поддерживал температуру выше 40 градусов, даже если температура на улице была подростковой.

Обе системы работали хорошо. Как и в эксперименте, мы почти не заметили снижения емкости батарей в теплый день.

Лучшая батарея для дома в холодную погоду

В заключение, литиевые батареи отлично работают на морозе! Намного лучше, чем их свинцово-кислотные предшественники.

На основании эксперимента Battle Born Batteries, базового химического анализа и нашего личного опыта мы можем с уверенностью сказать, что литиевые батареи являются лучшими батареями для жилых автофургонов в холодную погоду по сравнению с их свинцово-кислотными аналогами.

В настоящее время мы используем Battleborn Batteries и даже пишем этот пост в блоге с их энергией!

Если вы используете литиевые батареи на морозе, их необходимо нагреть перед зарядкой. Добавление нагревательного контура легко преодолевает этот недостаток, и преимущества использования литиевых батарей на холоде значительны по сравнению с этими дополнительными усилиями.

Новая литий-ионная батарея с подогревом

Анонсирован 12 ноября 2020 г .: Battle Born Batteries выпустила батарею, которая делает любые ограничения в холодную погоду несущественными.Представляем новую литиевую батарею с подогревом BB10012H с технологией внутреннего нагрева, которая автоматически поддерживает температуру батареи в холодных условиях.

Нажмите здесь, чтобы увидеть новые комплекты батарей Battle Born Batteries с подогревом.

Попрощайтесь с опасениями по поводу батареи!

Это был очень холодный вечер в кемпинге, но мы использовали одеяло с подогревом, отводимое от наших литиевых батарей, чтобы спать под северным светом, чтобы оставаться жарким и теплым!

Мы стараемся следить за тем, что происходит с накопителями энергии для мобильных приложений.Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать самые свежие статьи.

Стать Mortons On The Move Insider

Присоединяйтесь к более 7000 других искателей приключений, чтобы получать обучающие, развлекательные и вдохновляющие статьи о местах для путешествий на автофургонах, экипировке для автодомов и автономной жизни, чтобы начать ваши приключения уже сегодня!

Подробнее от Mortons:

Работа на холоде :: ChemViews Magazine :: ChemistryViews

Низкая низкотемпературная работа литий-ионных батарей

Зимой в холодную погоду у автомобилей возникают проблемы с запуском.Это не намного лучше с электромобилями, которые неизбежно теряют емкость своих литий-ионных аккумуляторов при отрицательных температурах. Теперь китайские ученые предложили стратегию, позволяющую избежать падения кинетики батареи. Они разработали аккумуляторную систему с устойчивым к холоду анодом из твердого углерода и мощным катодом, богатым литием, с интегрированной важной начальной стадией лития.


«Неграфитизируемый» или «твердый» углерод является многообещающим недорогим анодным материалом в аккумуляторной технологии.Даже при низких температурах он демонстрирует быструю кинетику интеркаляции ионов лития. Во время зарядки / разрядки аккумуляторного элемента ионы лития мигрируют от катода через электролит к аноду и наоборот. Если анодный материал, которым часто является графит, содержит предварительно сохраненный литий, изменение объема поступающими ионами лития выравнивается, чтобы обеспечить более длительный срок службы элемента и более быструю кинетику заряда / разряда. Предварительно литиированный твердый углерод зарекомендовал себя как прочный материал в литий-ионных конденсаторах.Однако процесс предварительного литиирования с использованием электрода из чистого лития сложен и дорог. Таким образом, Юнган Ван и его команда из Университета Фудань, Шанхай, Китай, отдают предпочтение альтернативным стратегиям предварительной литиации.

Электрод из фосфата ванадия с высоким содержанием лития и анод из твердого углерода

Вместо дополнительного литиевого электрода команда представила богатый литием ванадийфосфатный электрод как для лития, так и для нормальной работы от батарей. Катод теряет часть своих ионов лития на анод в первом процессе зарядки, где они интеркалируются и хранятся.Затем ученые объединили катод из фосфата ванадия с восстановленным литием и предварительно литиированный анод из твердого углерода (LixC), чтобы сформировать работающую литий-ионную аккумуляторную систему. Этот полный элемент «сохраняет характеристики высокой плотности энергии обычных литий-ионных батарей и демонстрирует высокую мощность, подобную суперконденсатору, и длительный срок службы», - пояснили ученые. Более того, он сохраняет около двух третей своей емкости при температурах до минус 40 ° C. Обычные литий-ионные батареи удерживают только 10%.

«Это достижение является результатом присущей низкотемпературной способности катода из фосфата ванадия и быстрой кинетики предварительно литиированного твердого углеродного анода», - заявили исследователи. Многие дальнейшие испытания показали, что эти батареи соответствуют другим параметрам электрохимических ячеек.


Но все же недостатком является электролит, который теряет проводимость в очень холодных условиях. Если этот вопрос будет решен, эта система может обеспечить привлекательный дизайн для обеспечения наилучших характеристик двигателей электромобилей, работающих в зимнее время.


Почему автомобильные аккумуляторы плохо работают в холодную погоду

Запуск автомобиля холодным зимним утром может быть неприятным, если вы не проявили инициативу накануне вечером. Когда не удается запустить двигатель, часто это связано с аккумулятором. Почему аккумулятор более чувствителен, чем другие процессы в автомобиле? Ответ кроется в способности батареи преобразовывать химическую энергию в электрическую с минимальным выделением тепла и относительно небольшом количестве тепловой энергии, доступной при низких температурах.

Начало работы

Я помню одну осень несколько лет назад, когда я купил новую машину. Следующая зима была одной из самых холодных за несколько лет. В течение двух недель градусник в саду показывал температуру ниже -10 ° C (14 ° F).

Однажды февральским утром, во время лыжных каникул в горах Швеции, я вышел на подъездную дорожку к коттеджу, чтобы завести машину, надеясь обеспечить приятную и удобную короткую поездку для семьи по дороге к подъемнику. Включив зажигание, машина еле завелась.Автомобиль издал звук, показывающий, что шесть цилиндров работали не так гладко, как обычно. Прошла почти минута, прежде чем двигатель заработал должным образом. Поскольку машина была новой, меня это насторожило. Очень медленно ЖК-дисплей между спидометром и тахометром ожил, показывая -35 ° C (-31 ° F). Сегодня утром не кататься на лыжах!

Как инженер-электрохимик, мои мысли переместились от катания на склонах к старой доброй технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, которая в то время могла обеспечивать пиковый ток для запуска стартера и запуска двигателя при первом коротком повороте двигателя. ключ.

Эта проблема не ограничивается только батареями - двигатель внутреннего сгорания также сталкивается с проблемами при экстремально низких температурах. Смазочное масло становится гуще, реакции сгорания становятся вялыми, и конденсат может замерзнуть в критических частях топливной системы. Моя машина, однако, завелась. Любой электромобиль, не подключенный к электросети такой холодной ночью, вероятно, вообще не завелся бы.

В чем причина такой разницы? Ответ находится в способе преобразования химической энергии в механическую:

  • Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию, хранящуюся в топливе, в тепло, которое затем преобразуется в механическую энергию.
  • Двигатель электромобиля преобразует химическую энергию аккумулятора в электрическую, которая затем преобразуется в механическую энергию электродвигателем. Он выделяет очень небольшое количество тепла по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.

Преобразование тепловой энергии в механическую энергию в двигателе внутреннего сгорания дает много тепла с первого такта, чтобы быстро нагреть двигатель, позволяя автомобилю почти мгновенно тронуться с места. Тем не менее, медленное тепловыделение, которое происходит при экстремальных температурах в электромобиле, не дает того же ощущения.Процитирую Леса Гроссмана: «Это физика, это неизбежно».

Обратите внимание, что эффективность преобразования химической энергии в механическую в электромобиле намного выше, поскольку потери в батарее и в электродвигателе относительно невелики.

Помимо вопросов эффективности и тепловыделения - и прежде, чем мы обсудим аккумулятор, - давайте сравним процессы, которые могут вызвать трудности в холодную погоду в электрических и обычных автомобилях.

Сравнение процессов на автомобилях

Начнем с электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания.Можно представить, что электродвигатель меньше подвержен воздействию низких температур по сравнению с двигателем внутреннего сгорания. У него меньше движущихся частей, и, поскольку движущиеся части в основном разделены воздушными зазорами, он должен требовать меньше смазки и быть менее чувствительным к низким температурам.

Трансмиссия электромобиля также менее сложна, чем трансмиссия вагона внутреннего сгорания, поскольку электродвигатель может работать в широком диапазоне нагрузок с отличным крутящим моментом.Кроме того, электромобиль может иметь несколько двигателей (например, один спереди и один сзади) и, таким образом, не использовать большую часть трансмиссии, необходимую для работы с полным приводом. Это означает, что электромобиль не требует сложной коробки передач, которую нужно смазывать. Следовательно, электромобиль должен быть менее чувствителен к температуре и по этим причинам.

Наконец, электромобиль не требует сложной топливной системы с насосами, клапанами, датчиками, форсунками и т. Д.Это также должно сделать его менее чувствительным к низким температурам по сравнению с обычным автомобилем, с меньшим количеством компонентов, которым препятствует образование льда.

Как и ожидалось, плохо работает при низких температурах именно аккумулятор. Фактически, влияние низких температур на работу батарей можно наблюдать в самых разных приложениях, от военной техники и космических приложений до сотовых телефонов и клавиатур домашней сигнализации. Этот компонент, очевидно, менее важен в двигателе внутреннего сгорания, которому для запуска двигателя требуется только короткий пиковый ток.Сравните это с электромобилем, которому требуется постоянный ток. Поэтому давайте более внимательно рассмотрим характеристики батареи и то, как на нее влияет температура.

Температурно-зависимые свойства батареи

Батарея состоит из двух пористых электродов: положительного и отрицательного. Материал электронно-проводящего электрода состоит из упакованных частиц электродного материала. Пустота между этими частицами создает пористость электродов (см. Рисунок ниже).

Два электрода разделены электролитом. Кроме того, оба пористых электрода содержат поровый электролит в пустоте между частицами твердого материала электрода. На рисунке ниже показан процесс разряда батареи с сильно преувеличенным размером частиц.

Потери в батарее при данном состоянии заряда показаны на следующем рисунке, на котором показаны вольт-амперные кривые для положительного (красный) и отрицательного электродов (синий) с рабочей точкой, заданной i 1 и -i 1 на соответствующем электроде.Можно предположить, что потенциалы положительного и отрицательного электрода измеряются с помощью электрода сравнения в середине электролита (см. Рисунок выше). Это необходимо для получения потенциалов двух отдельных электродов и учета омических потерь с обеих сторон электрода сравнения. 0}} \ right)

где E - напряжение элемента, {\ Delta S} - изменение энтропии реакции батареи, z - количество перенесенных электронов, а F - постоянная Фарадея.Это означает, что для батареи с чистой реакцией разряда с положительным изменением энтропии ({\ Delta S}) напряжение элемента увеличивается с температурой. Для батареи с отрицательным изменением энтропии напряжение ячейки уменьшается с увеличением температуры.

Большинство литий-ионных аккумуляторов, используемых в современных электромобилях, имеют слегка отрицательное или очень небольшое изменение энтропии, что означает, что напряжение разомкнутой ячейки немного увеличивается при понижении температуры. Одно это фактически улучшило бы производительность при более низких температурах.Однако изменение напряжения открытого элемента в зависимости от температуры относительно невелико по сравнению с другими параметрами, около 0-0,4 мВ / К, что составляет менее 30 мВ в диапазоне очень низких температур (-35 ° C, -31 ° C). ° F) до комнатной температуры. Таким образом, мы можем исключить термодинамику чистой реакции разряда как причину плохой работы при низких температурах.

Физические свойства электролита и электродов

Физические свойства электролита имеют большое влияние на производительность аккумулятора.Температура влияет на проводимость и коэффициенты диффузии в электролите, таким образом также влияя на эффективную проводимость и коэффициенты диффузии в порах электролита.

Электропроводность электролита может увеличиваться на один или несколько порядков от очень низких температур (-35 ° C, -31 ° F) до комнатной температуры. Если построить график зависимости логарифма электропроводности электролита от 1/ T , мы получим линейную зависимость, как показано на рисунке ниже. Этот рисунок иллюстрирует низкую проводимость при низких температурах и ее экспоненциальный рост при переходе к более высоким температурам.

Следовательно, омические потери (резистивные потери) в электролите батареи увеличиваются с понижением температуры, что приводит к более низкому напряжению элемента при заданном токе при более низких температурах. Кроме того, плохая проводимость электролита приводит к менее равномерному распределению плотности тока в пористых электродах, что, в свою очередь, снижает емкость аккумулятора. Емкость определяется как количество ампер-часов, которое можно снять с аккумулятора до того, как напряжение резко упадет.При более низких температурах емкость есть, но низкая проводимость и последующее неравномерное распределение плотности тока делают ее недоступной до тех пор, пока батарея не нагреется.

Кроме того, коэффициент диффузии химических веществ в электролите, которые имеют жизненно важное значение для обеспечения электрохимических реакций, снижается в той же степени, что и проводимость электролита. Пониженная диффузионная способность увеличивает перенапряжение концентрации, что снижает напряжение ячейки. Пониженный коэффициент диффузии также снижает емкость батареи, поскольку большая часть частиц в электродах батареи недоступна из-за ограничений массопереноса.

Обратите внимание, что электролитическая проводимость и коэффициент диффузии связаны с подвижностью (см. Соотношение Нернста-Эйнштейна).

Физическое объяснение пониженной подвижности состоит в том, что в электролите доступно меньше тепловой энергии, что затрудняет преодоление ионами и молекулами их взаимного взаимодействия или «трения». Подвижность электролитов как функция температуры описывается уравнением Аррениуса, где энергия активации ( E a на рисунке выше) представляет собой энергию, необходимую молекулам, чтобы преодолеть их взаимодействие с соседними молекулами и перемещаться в пространстве. электролит.

Материал твердого электрода обычно имеет проводимость на несколько порядков больше, чем проводимость порового электролита. Изменение проводимости твердого материала с температурой обычно незначительно для производительности батареи. Однако в некоторых батареях перезарядка может быть проблематичной при низких температурах, поскольку это может привести к образованию дендритов, разрушающих батарею.

Кинетика электродов

Последним большим вкладом в плохую работу батарей при низких температурах является медленная кинетика анодных и катодных реакций, что приводит к увеличению перенапряжения активации.Физическое объяснение медленной кинетики электрода состоит в том, что энергию активации становится труднее преодолеть из-за меньшего количества тепловой энергии, доступной в системе при низких температурах.

На рисунке ниже показано общее влияние на производительность батареи из-за увеличения потерь активации, омических потерь и потерь при транспортировке массы. Мы можем видеть, как увеличенное общее перенапряжение на двух электродах приводит к снижению напряжения ячейки при заданном токе и состоянии заряда.

Эти кривые происходят из уравнений Аррениуса для подвижности и кинетики электродов на электродах, которые для обратимых электрохимических реакций приводят к соответствующим выражениям Батлера-Фольмера.

Управление температурой

Современные аккумуляторные системы в электромобилях оснащены передовыми системами терморегулирования. Эти системы способны охлаждать аккумулятор, когда он работает при высоких нагрузках, и нагревать его, когда он подключен к сети, холодными зимними ночами.

Система терморегулирования поддерживает оптимальный диапазон рабочих температур аккумулятора (см. Рисунок выше). Обратите внимание, что график относится к рабочей температуре аккумулятора, а не к температуре окружающей среды. Система терморегулирования также снижает риск теплового разгона литий-ионных аккумуляторных батарей.

Нагрев батареи при низких температурах также означает, что эффективность и дальность действия электродвигателя снижаются, поскольку часть электроэнергии или регенеративной мощности должна преобразовываться в тепло, чтобы поддерживать работу батареи в оптимальном диапазоне.Кроме того, часть этой мощности также может использоваться для обогрева кабины, что также снижает эффективность и дальность полета автомобиля.

На рисунке выше показаны результаты для модели литий-ионной аккумуляторной батареи для автомобильного применения, оснащенной каналами охлаждения и нагрева. Такие модели широко используются в конструкции системы терморегулирования аккумуляторной батареи.

Заключительные мысли

Неспособность электромобилей быстро и самопроизвольно нагревать свои батареи после чрезвычайно холодных зимних ночей объясняется высоким КПД электродвигателя и тем фактом, что ему не требуется выработка тепловой энергии для преобразования в механическую работу.Поэтому электромобиль всегда следует подключать к сети в ночное время перед лыжными поездками, такими как моя, чтобы температура батареи поддерживалась в разумном температурном диапазоне.

Если следовать этим рекомендациям, ваш электромобиль легко заведется - даже в горах Швеции. Фактически, большинство внешних парковок на Севере (таких как Аляска, Канада, Швеция и Норвегия) имеют электрические розетки, а большинство обычных автомобилей также оснащены обогревателями двигателя. Вы не хотите рисковать при таких температурах, даже с двигателями внутреннего сгорания.

Если вы забудете включить машину во время лыжного отпуска, у вас может возникнуть соблазн вернуться в комфортабельный коттедж и, возможно, подумать о Сванте Аррениусе, шведском ученом, который впервые разработал количественное описание температурной зависимости скорости химических реакций и транспорта характеристики.

Почему Tesla хочет держать батареи в тепле

Батарея чувствительна к нагреванию. Автозапускные батареи с большей вероятностью подведут нас холодным утром.Литиевые батареи быстрее разряжаются при более высоких температурах окружающей среды. Маленькая птичка по имени Электрек проговорилась, что Tesla хочет согреть батареи зимой. Таким образом они будут тратить меньше энергии на холодный запуск. И поэтому имеют более высокую эффективную плотность для дальних поездок.

Как Tesla хочет поддерживать батареи в тепле

Tesla хочет предварительно нагреть свои литиевые аккумуляторные батареи для электромобилей, чтобы максимизировать их регенеративную тормозную способность и быстрее заряжаться в холодную погоду. Это немного увеличит запас хода и сделает их в целом более практичными.

Тем не менее, дополнительное бремя контроля климата в холодную погоду по-прежнему останется, и поэтому они по-прежнему будут пробегать на несколько миль меньше зимой. В этом видео показано, как информационные системы Tesla отображают текущий диапазон в зависимости от температуры окружающей среды. Теперь Tesla хочет поддерживать батареи в тепле во время зарядки, чтобы их можно было сразу же использовать. Посмотрите это увлекательное видео, чтобы получить дополнительную информацию.

Подробнее о размышлениях Tesla о зимних запусках

Tesla немного изменила свою приборную панель.Теперь водители могут видеть, какое расстояние между зарядами они потеряют, когда температура упадет ниже определенной точки. Вскоре у них будет приложение, которое активирует функцию предварительного подогрева батареи, пока их автомобиль находится на зарядке.

Это должно обеспечить более быструю зарядку, более экономичный запуск и некоторое рекуперативное торможение в начале пути. Это отличная новость для автомобилистов в более холодном климате, когда идет снег, особенно если их Tesla спит на улице ночью.

Медленно, но верно индустрия электромобилей съедает самую большую проблему, с которой она сталкивается. Это меньший запас хода, чем у бензина. Это то, что нетерпеливым автомобилистам трудно принять, несмотря на очевидные преимущества более здорового мира.

Связанные

Почему автомобильные аккумуляторы выходят из строя в холодную погоду

Игрушечный огонь из литиевой батареи вытесняет 10 человек

Изображение для предварительного просмотра: Tesla Model X Event

Ссылка для обмена видео: https: // youtu.be / 3dEmLT8Mv0w

Проверка аккумулятора в мастерской

Общее состояние вашего автомобиля зависит от исправного состояния аккумулятора. К сожалению, многие драйверы преуменьшают проблемы, связанные с аккумулятором, до тех пор, пока не произойдет серьезный сбой.

А такая поломка наверняка случится холодным утром, когда вы спешите на работу, или машина просто не заводится. Как этого избежать? Решение простое: проверьте аккумулятор. Мы стараемся ответить на вопрос, почему лучше всего это делать в ремонтной мастерской.

Основы - как ухаживать за аккумулятором?

Регулярная диагностика аккумулятора - один из способов заботиться о его состоянии. Кроме того, стоит соблюдать определенные правила использования, которые позволят сохранить аккумулятор вашего автомобиля в хорошем состоянии даже в течение нескольких лет.

Прежде всего, старайтесь содержать аккумулятор в чистоте. Неухоженные и потускневшие полюса и зажимы могут привести к колебаниям напряжения. Незначительную пыль и грязь можно удалить антистатической тканью. Более устойчивые к очистке элементы можно удалить специальной щеткой или мелкой наждачной бумагой.Не забывайте соблюдать осторожность при чистке.

Если у вас основная исправная батарея, стоит открутить предохранители и проверить уровень электролита. Недостаток, если он есть, следует восполнить дистиллированной водой. Используйте эту возможность также для проверки электрических соединений, то есть устойчивости зажимов, поскольку они могут ослабнуть или полностью отсоединиться на некоторых более крупных неровных поверхностях. При необходимости подтяните их.

Водителям, которые зимой очень редко используют свои автомобили и паркуют их на открытом воздухе, следует отключить аккумулятор и хранить его в сухом и теплом помещении, чтобы избежать саморазряда.Более того, в теплых условиях пластины аккумулятора сульфатируются, что обеспечивает долговечность аккумулятора. С другой стороны, при низких температурах производительность батареи резко падает, даже на 20-30 процентов! Эффект усиливается при недостаточной зарядке, например. короткие расстояния до работы, покупок и т. д.

Генератор не всегда может полностью зарядить аккумулятор при непродолжительной работе. Поэтому рекомендуется время от времени преодолевать большие расстояния. Альтернативой является зарядка аккумулятора с помощью выпрямителя.Зимой также желательно разумно использовать все остальные функции, прежде всего отопление и вентиляцию, что является значительной нагрузкой на аккумулятор.

Проверка АКБ в ремонтной мастерской - как она должна выглядеть?

Оставляя свои автомобили в мастерской, большинство водителей не задумываются о том, что с ними происходит и как выглядят ремонт, проверка и диагностика. Конечно, многие знают, как выглядит замена шины, глушителя или масла, но как проверить аккумулятор? Как проводится тест и что необходимо? Вы можете делать это дома?

Почему лучше проверять состояние аккумулятора в ремонтной мастерской?

Начнем с ответа на последний вопрос.Да, при условии, что у вас есть подходящее оборудование, которое, к сожалению, очень дорогое. Вкладывать в него деньги только для того, чтобы время от времени проверять аккумулятор, бессмысленно и превышает стоимость нескольких новых аккумуляторов. Абсолютно необходимыми для проведения проверки являются цифровой вольтметр, ареометр и испытательное устройство, которое позволит вам заряжать батарею током, по крайней мере, в три раза превышающим ее емкость. Например, для аккумулятора емкостью 70 Ач интенсивность должна быть 210 А.

Пошаговая проверка аккумулятора

Процесс начинается с традиционной проверки.Работнику ремонтной мастерской следует проверить визуальное состояние аккумулятора, т.е. не потускнели ли полюса, нет ли разливов электролита и т. Д. Возможно, уже на этом этапе окажется, что другого выхода, кроме как заменить аккумулятор, нет.

Следующим шагом должно быть измерение плотности электролита в каждой ячейке и контроль напряжения на полюсах. Полученный результат должен в значительной степени выявить потенциальные проблемы и позволить предложить дальнейшие действия.

Если плотность электролита низкая даже в одной или двух ячейках, а показания напряжения показывают прибл.11 В, скорее всего, произошло внутреннее короткое замыкание и аккумулятор не пригоден для дальнейшего использования. Если плотность электролита одинакова во всех элементах, напряжение должно быть не менее 12,5 В, а аккумулятор заряжен, рекомендуется провести испытания под нагрузкой, чтобы подтвердить эффективность аккумулятора и, возможно, обратить внимание на другие электрические узлы.

Другой сигнал может быть однородным, но с низкой плотностью электролита во всех ячейках. В такой ситуации следует зарядить аккумулятор и провести нагрузочный тест.Еще одним фактором, препятствующим дальнейшей эксплуатации аккумулятора, является коричневый цвет электролита во всех ячейках. В таком случае дальнейшие испытания напряжения бессмысленны, и единственное решение - заменить батарею на новую.

Что такое нагрузочный тест и как он проводится?

Правильно выполненный тест нагрузки батареи состоит в фактической нагрузке батареи током, пропорциональным ее емкости, в течение 10 секунд. Хотя общедоступные электронные тестеры могут до некоторой степени указать способность батареи к запуску, они не могут предоставить полностью надежную информацию в этом отношении.
В зависимости от полученных результатов их интерпретация и выводы могут различаться. С другой стороны, полученные результаты наглядно показывают, будет ли батарея «жить» или ее замена неизбежна.

Таким образом, если напряжение аккумулятора равно 0 В, зарядить его невозможно, что, скорее всего, означает, что произошел внутренний обрыв и потребуется замена. Если напряжение ниже 10 В и продолжает падать, несмотря на «газовый разряд» электролита хотя бы в одной ячейке, скорее всего, произошло внутреннее короткое замыкание.В этом случае аккумулятор необходимо заменить.

Еще одна вряд ли оптимистичная ситуация, когда напряжение низкое и продолжает падать, но во всех ячейках кипит электролит. Это может означать, что аккумулятор не заряжался в течение длительного времени и хранился в ненадлежащих условиях, что, в свою очередь, привело к сульфатации пластин и необратимому повреждению.

Единственная ситуация, которая не требует замены батареи, это напряжение не менее 10 В без перепадов и колебаний.

Как самостоятельно оценить состояние аккумулятора?

Несомненно, лучший способ проверить состояние аккумулятора - это отправиться в профессиональную ремонтную мастерскую, где опытные сотрудники надежно проверит аккумулятор нашего автомобиля с помощью соответствующих инструментов.Однако есть способы хотя бы изначально диагностировать дефекты самостоятельно.

Независимо от того, исправен ли у вас аккумулятор или нет, первым делом необходимо внимательно наблюдать за процессом запуска двигателя. Если обороты стартера явно ниже, вялые и неравномерные, вы можете предположить, что аккумулятор необходимо зарядить. Если, несмотря на зарядку, ситуация не исчезнет, ​​возможно, потребуется замена. Также стоит выключить фары при работающем двигателе.Неравномерная работа или плохая яркость могут указывать на ту же проблему, например, на износ батареи.

Если у вас исправный аккумулятор, вы можете оценить цвет и плотность электролита. Очень темный цвет - первый сигнал о необходимости немедленной замены. Еще одна подсказка - низкая плотность электролита даже в одной ячейке. Вы можете оценить плотность невооруженным глазом, но без опыта и специального оборудования вы не сможете сделать верное суждение. Полезный прибор - ареометр.При испытаниях рабочая плотность обычных электролитов составляет 1,28 кг / л при температуре +25 градусов Цельсия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *