Каким должно быть напряжение автомобильного аккумулятора: цифры, которые необходимо выучить наизусть

Содержание

Напряжение заряженного аккумулятора автомобиля: каким оно должно быть

Нормальные значения параметров АКБ «надо знать в лицо». По ним контролируется степень ее заряженности. Если контроль взять за привычку, то можно продлить срок службы изделия и избавить себя от встречи с последствиями его разрядки. Обсудим допустимые цифры и способы их замера. Также порассуждаем о причинах отклонений и выработаем список действий по возвращению величин в приемлемые рамки.

Нормальное напряжение полностью заряженного аккумулятора автомобиля и методы его замера

Измерение вольтажа производится вольтметром. Он встречается в составе мультиметра, в конструкции нагрузочной вилки и в ассортименте дополнительного бортового оборудования. Вещь бездушная, но будучи присоединенной к АКБ, способна вызывать тревогу.

Без нагрузки: что показывает тестер при 100% заряде

12,6-12,7 Вольт при +20…+25°C. Именно такое напряжение должно быть на аккумуляторе автомобиля через 6 часов после полной зарядки от бытовой сети или стоянки с неработающим двигателем. При измерениях важно отсоединить одну из клемм и учитывать температуру аккумулятора. Скажем, при -10…-15°C «напруга» 12,7 В соответствует уже 75% заряду.

Сразу после отключения крокодилов зарядного устройства разность потенциалов несколько выше. Конкретной цифры нет. К примеру, у AGM она может быть в районе 13,8-14,8 В, у EFB и кальциевого – 13,8-14,4 В.

 

Под нагрузкой: что показывает нагрузочная вилка при 100% заряде и стоит ли вообще ей доверять

Все АКБ, которые держат более 10В в течение первых 5 секунд, считаются исправными. Да, статус размазанный, но точную степень разряженности или заряженности вилка без детального анализа параметров не скажет. Именно поэтому опираться на показания прибора с дополнительным сопротивлением не стоит даже при проверке нового аккумулятора перед покупкой в магазине.


Проблема в том, что у каждого АКБ свой показатель в А*ч, а единого напряжения, соответствующего 100% заряду под нагрузкой – нет. Таблиц тоже нет, зато есть еще одна головная боль.

Отсутствуют единые требования к изготовлению нагрузочных вилок. В результате, можно купить прибор, потребляющий, скажем, 200 А или 100 А. И тогда вовсе возникает путаница.

Остается полагаться на реальные данные, которые берутся из опытов. Известно, что обычная батарея на 55 А*ч считается полностью заряженной, если нагрузочная вилка выдает 10,5 В, при этом:

  • Напряжение после снятия нагрузки восстанавливается до 12,66-12,7 В.
  • Температура окружающей среды – около +15°C.
  • Нагрузка – 100 А.

В дополнение к вольтажу: плотность электролита заряженной АКБ

С эпохи дефицита батарей известно, что напряжение заряженного аккумулятора автомобиля напрямую зависит от плотности электролитической жидкости. С тех пор ничего не изменилось. Электролит – это по-прежнему смесь серной кислоты и дистиллированной воды, а ареометр – прибор №1 в комплекте юного аккумуляторщика.

1,26-1,28 г/см3 при +20…+25°C. Такая плотность химического вещества в каждой банке соответствует напряжению 12,6-12,7 В.

Подобное соотношение показаний ареометра и мультиметра говорит о том, что емкость источника питания восстановлена до 100%. Говоря научным языком, сульфат, откладывающийся на пластинах при разряде в составе сульфата свинца, полностью покинул электроды и прореагировал с водородом, перейдя в серную кислоту.

 


Зимой: каким должно быть напряжение полностью восстановленного аккумулятора автомобиля в мороз

12,9 В при -10…-15°C. Эта разность потенциалов соответствует 100% заряду АКБ. При минусовой температуре ход электрохимических реакций замедляется и факты тому подтверждение:

  • При -30°C фактическая емкость батареи составляет примерно 50% от указанной на этикетке.
  • Плотность электролита – 1,28 г/см3. Напряжение при -30°C – 12,4 В, а при +25°C – 12,7 В.
  • При температуре ниже -25°C аккумулятор перестает брать заряд от генератора.

В холодных регионах принято добавлять в электролит серную кислоту, благодаря чему повышается его плотность.

При 1,30-1,32 г/см3 напряжение аккумулятора автомобиля на морозе должно быть 12,9 В без нагрузки (температура: -10…-15°C). Увеличивая концентрацию сернокислого компонента, не стоит превышать 1,35 г/см3, иначе он начнет разъедать пластины.

К сведению. При разряде выделяется вода, и плотность электролитической жидкости падает, отчего случается ее замерзание при минусовых температурах. Лед коробит пластины, чем выводит АКБ из строя.

Чем вызваны отклонения от нормы в 12,6-12,7 В

Глубокая сульфатация пластин препятствует восстановлению напряжения без нагрузки до нормальных величин. В целом, это не единственный ее признак:

  1. Уменьшается плотность электролитической жидкости в банках.
  2. Аккумулятор быстро разряжается и быстро заряжается.
  3. Пластины покрыты белым слоем.

Крупные сульфаты не растворяются в ходе обычного зарядного цикла с током 10% от емкости АКБ. Поэтому, время заряда от стандартного ЗУ сокращается, и электролит быстро закипает.

Прогресс сульфатации вызван хранением в разряженном состоянии. Частный случай – использование в режиме хронического недозаряда. Противостоять деструкции не способны ни кальциевые, ни прогрессивные батареи AGM и EFB.

Что делать, если разность потенциалов ниже 12,6 В

  • Зарядить. 12,3-12,4 В. До этого напряжения можно разряжать аккумулятор автомобиля без особого для него вреда. Свыше 60% степени заряженности сульфатация протекает замедленным образом. Для восстановления батарею рекомендуется «погонять» током до 10% от емкости в течение 6-7 часов. Если изделие часто подзаряжается и в автономном состоянии держит норму, интересуйтесь, почему АКБ быстро разряжается при простое.
  • Произвести десульфатацию. В незапущенных случаях достаточно подключить десульфатирующее устройство к клеммам АКБ на несколько дней и емкость восстановится. Спецприбор дорог, поэтому многие имитируют его функционал с помощью обычного зарядника и лампы из автомобильной фары.

Интересные факты из эксплуатации аккумуляторных батарей

Сколько потребляет стартер зимой, каков минимальный порог вольтажа для его срабатывания и сколько прокруток он может совершить в -20°C, прежде чем сядет аккумулятор? Как оценить степень заряженности АКБ только с помощью мультиметра, и как часто пользоваться зарядным устройством? Обо всем этом рассказывают эксперты журнала.

Батарея и стартер

Максимальный пусковой ток электромотора стартерного механизма на переднеприводных Ладах – не более 400 А. Зимой, как правило, дело доходит до 350 А. Летом требуется меньше – порядка 200 А.

Если сделать последовательно 5 попыток запуска двигателя при -20°C, аккумулятор сядет.
Результат получен при определенных условиях:

  • Емкость АКБ – 60 А*ч.
  • Изделие заряжено: при комнатной температуре тестер показывал 12,7 В.
  • Батарея ночевала на улице.
  • Длительность 1 попытки безуспешного запуска – 10 секунд.
  • Машина – Lada Priora.
  • Масло – полусинтетика Liqui Moly 10W-40.

 

К сведению. После отогревания в помещении батарея частично восстанавливается и способна еще несколько раз покрутить стартер.

11,9 В без нагрузки при температуре +15°C – минимальное напряжение, при котором двигатель еще может запуститься. Но ситуация опасна, поскольку при 11,9 В и ниже прогрессирует сульфатация.

Мультиметр – аккумулятор – ЗУ

Для оценки степени заряженности аккумулятора разработаны таблицы, увязывающие напряжение на клеммах с % заряда по шкале от 0 до 100%. Критическим принято считать 10,8 В. Это глубокий разряд. Обычная батарея переносит не более 2-3 таких предельных режимов.

Раз в два месяца при смешанном цикле езды. Такова периодичность подзаряда АКБ летом, весной и осенью. Зимой частота увеличивается до 2-3 недель при -10°C за бортом. При эксплуатации при температуре ниже -25°C зарядка должна производиться 1 раз в 5 дней.
 

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля: проверка акб

Какое напряжение должно быть на аккумуляторе, не всегда знают даже опытные водители. А ведь от качественной работы блока питания зависит не только запуск двигателя автомобиля, но и функционирование звуковой системы, подсветки, сигнализации, остальных потребителей напряжения. Вся бортовая сеть современных машин зависит от нормально заряженного аккумулятора. Но какие показатели считаются приемлемой нормой?

Нормативные требования заряда батареи

К важнейшим аспектам рабочего состояния автомобильного блока питания принадлежит напряжение. Проанализировав его показатели, рассчитывают количество заряда в аккумуляторе и, соответственно, его работоспособность.

Напряжение АКБ, состоящей из шести отдельных банок (наиболее распространенный вид блоков питания), в идеале находится в пределах 12,6–12,9В. Некоторые производители автомобильных источников питания заверяют, что их продукция может выдавать 13–13,2В, что также считается допустимым. На практике напряжение в легковых машинах составляет 12,2–12,5В, что свидетельствует о неполном заряде.

Еще меньшее значение указывает на то, батарея разряжена. Ее можно использовать без каких-то последствий при условии, что напряжение не опустится ниже 12 В. Если произведенные измерения покажут такую цифру, аккумулятор необходимо подзарядить, иначе его использование плохо отобразится на состоянии источника питания. При низких показателях зарядки увеличивается сульфатация пластин, что сопровождается уменьшением емкости батареи.

Но даже если измерительный прибор показывает такое малое напряжение, мотор автомобиля запускается. В рабочем состоянии батарея с помощью генератора при заведенном моторе вернет себе полный заряд.

Многих водителей интересует, сколько вольт должен показывать аккумулятор, чтобы его категорически запрещалось эксплуатировать. Минимальным значением является напряжение в 10,8 В. Все показатели, меньшие за эту цифру, свидетельствуют о глубоком разряде источника питания. Такое значение очень опасно для необслуживаемых аккумуляторов. Разрядившись полностью 2–3 раза, они быстро выходят из рабочего состояния.

Не стоит проводить измерения показателей напряжения блока питания сразу после отключения зарядного устройства, а подождать хотя бы час.

Еще одним аспектом, связанным с нормативными показателями вольтажа автомобильных источников питания, является его величина на выводах агрегата, не подключенного к машине. Данная величина известна как ЭДС и измеряется в тех же вольтах.

Просмотрите видео про проверку напряжения акб.


На практике ЭДС не что иное, как работа, затрачиваемая на передвижение плюсового заряда между выводами аккумулятора. ЭДС наблюдается на выводах даже тогда, когда ток не протекает по цепи. Если после полной зарядки блока питания на его выводах фигурирует показатель в 12,6В, то после установки батареи под капотом и последующего замера напряжения этот показатель падает до 12,4–12,5В. Зная, сколько должен показывать заряженный аккумулятор, нет причин для беспокойства.

Уровень заряда аккумулятора определяют и контролируют не только по показателям вольтажа, но и измерением плотности электролита. Во время подзарядки испарение воды приводит к увеличению показателей кислоты, от уровня которой увеличивается плотность электролита. На заряженном до 100% блоке питания ее показатели должны составлять 1,27–1,29 грамм на кубический сантиметр. Плотность измеряют специальным устройством – ареометром.

Процедура произведения замера выглядит так: прибор опускают в заливное отверстие блока питания, при помощи груши производят забор электролита в колбу таким образом, чтобы поплавок свободно двигался. Затем по шкале устройства снимают показатель плотности в соответствии с верхним уровнем электролита. Показатели напрямую зависят от температурных условий содержания и работы аккумулятора.

Неопытных автомобилистов часто интересует вопрос, сколько ампер должен показывать полностью заряженный аккумулятор. В амперах измеряют не вольтаж, а силу тока, из-за чего даже на 100% заряженный источник питания в состоянии покоя не покажет никаких ампер, поскольку между клеммами ток не протекает.

Причины снижения напряжения в АКБ

Напряжение на аккумуляторе уменьшается в тех случаях, когда:

  • батарея основательно исчерпала отведенный ей ресурс;
  • вышел из рабочего состояния автомобильный генератор, не позволяя источнику питания зарядиться во время движения;
  • происходит утечка тока;
  • после зарядки увеличены нагрузки на автомобильную электрическую цепь.

Большинство из этих причин можно легко исправить, после чего нормальное напряжение аккумулятора автомобиля будет даже в тех случаях, когда источник питания эксплуатируется не один год. Лишь когда срок службы блока питания закончился, то такому агрегату ничем нельзя помочь.

В некоторых случаях виновниками разрядки блока питания являются сами автомобилисты. Эксплуатируя машину поездками на близкое расстояние, они не дают возможности батарее восстановиться полностью. Неплотно закрыв двери и не захлопнув багажник, забыв выключить фары, они способствуют тому, что даже на стоянке батарея продолжает работать, уменьшая свой заряд. Включенные лампочки и другие приспособления, требующие расхода заряда, за несколько часов могут разрядить аккумулятор до ноля.

Перед тем, как производить дополнительную (плановую) зарядку батареи или задуматься над покупкой нового агрегата, необходимо произвести визуальный осмотр агрегата, измерить силу тока, плотность электролита и определить напряжение в нем. Важно учитывать показатели приборов при работе блока питания без нагрузки и с дополнительной нагрузкой, считаться с условиями хранения и эксплуатации.

Как и чем проверяют нужный уровень заряда?

Замерять напряжение на источнике питания, прибегая к помощи бортового компьютера машины, крайне нежелательно, поскольку он часто может показывать ошибочные данные. Разнобой показателей происходит потому, что вольтметр приспосабливают не напрямую к батарее, а это приводит к возможным потерям, показывая цифры намного меньше, чем непосредственно на блоке питания.

Напряжение автомобильного аккумулятора желательно измерять с использованием мультиметра или вольтметра, снаряженного нагрузочной вилкой.

Используя первый прибор, необходимо выставить его в режим для измерения вольтажа. Затем к выводам блока питания прикладывают щупы устройства (полярность особого значения не имеет) и замеряют показатель напряжения. Мультиметр стоит недорого и надежно служит в тех случаях, когда необходимо провести работы с установкой, обслуживанием и профилактикой автомобильного электрооборудования. В инструкции к использованию прибора указаны таблицы, позволяющие определить уровень зарядки.

Использование нагрузочной вилки (прибора с вольтметром, двумя контактами, ручкой и дополнительным сопротивлением) для того, чтобы определить напряжение на клеммах аккумулятора, поможет изучить реальное состояние блока питания. В данном случае измеряется вольтаж с сопротивлением в замкнутой цепи. Вилка создает имитацию нагрузки на батарею, сопоставимую с запуском мотора.

Проверка напряжения акб.

Перед использованием данного устройства необходимо убрать всю грязь с корпуса батареи, хорошенько протереть его и очистить клеммы (для этого можно использовать мелкозернистую наждачную бумагу). Первым делом для такого теста блок питания необходимо зарядить до максимума, после чего клеммы вилки подключают к выводам батареи и подают нагрузку в промежутке 5 секунд. На последней секунде засекают показания вольтажа на шкале вольтметра. Если прибор покажет цифры ниже 9 вольт, то проверку АКБ больше производить нет необходимости – такой источник питания необходимо заменить.

Показатели напряжения аккумулятора под нагрузкой должны составлять 10–10,5В. После отсоединения прибора напряжение батареи немного увеличится.

Такая проверка демонстрирует работоспособность блока питания, поскольку нормальное напряжение могут выдержать практически все АКБ, а нагрузка указывает, какая из них «дохлая». Вилка создает нагрузки, в два раза превышающие показатели от номинальной емкости аккумулятора.

Если без дополнительной нагрузки источник питания демонстрирует показатели вольтажа полностью заряженного блока питания, а после присоединения нагрузочной вилки сильно «проседает», то это свидетельствует о какой-то неисправности в батарее (коротком замыкании, сульфатации и других факторах). Разобравшись с причиной, неисправность надо устранить или купить новый агрегат, чтобы старый аккумулятор однажды не подвел.

Зимние особенности показателей напряжения на блоках питания авто

Многие водители жалуются на то, что в холодную пору года в источнике питания при неработающем двигателе снижаются все его параметры, и машина не заводится. Предусмотрительные владельцы четырехколесных транспортных средств забирают батарею на ночь с улицы в теплое помещение.

Дело не в том, что на морозе происходит разрядка аккумулятора, а в том, что при минусовых температурах меняются показатели плотности электролита, отчего уменьшается уровень вольтажа. У полностью заряженного аккумулятора сбоев в работе не бывает даже в сильные морозы. У разряженной батареи состояние электролита зависит от температуры замерзания, что приводит к проблемам с запуском и нормальной работой двигателя.

Снижение температуры замедляет химические реакции в корпусе агрегата, с каждым градусом ниже ноля уходит примерно 1% максимального заряда, вследствие чего уменьшается и вольтаж.

Для тестирования аккумуляторов в минусовых условиях используют так называемый «холодный старт». Сначала измерения проводят при -18° С (такую температуру большинство блоков питания выдерживают без проблем), а затем при — 29° С. Нормальная работа блока питания зависит не от напряжения, а от энергии отдачи. То есть, чем ниже показатели сопротивления, тем легче току протекать внутри корпуса. В современных типах аккумуляторов показатели сопротивления снимают с помощью специальных примесей, которые добавляют в пластины, а также путем увеличения максимальной контактной площади электролита и пластин.

Максимально заряженной батарее не страшны любые морозы. Но зимой показатели того, какой должна быть зарядка авто, необходимо снимать хотя бы раз в 7–10 дней.

Зная, какое напряжение должно быть на аккумуляторе, необходимо помнить, что замеры напряжения желательно производить раз в месяц, чтобы предохранить батарею от нежеланных последствий. Проверить аккумулятор можно не только на СТО, но и в домашних условиях.

Интересные видео про норму зарядки акб


Каким током заряжать аккумулятор автомобиля – правила эксплуатации батареи

Многие автолюбители предпочитают обслуживать свой транспорт сами. Выполнить зарядку аккумуляторной батареи опытному специалисту, имеющему большой стаж управления и определённые навыки, не составит никакого труда. А вот что делать начинающему водителю?

Как рассчитать оптимальную силу тока для зарядки АКБ?

Чему равен ток зарядки аккумулятора на автомобиле? Для его определения нужно знать величину ёмкости. Причём во внимание принимается номинальная ёмкость, упомянутая на маркировочной этикетке корпуса АКБ. Считается, что ток заряда определяется как 10 % от номинала ёмкостной характеристики – это и есть его оптимальная величина. Другими словами, если на маркировке АКБ указана величина ёмкости 55 Ампер-часов, то уровень тока зарядки – 5,5 Ампер.

Каким током заряжать аккумулятор? С учётом выбранной зарядной установки выделяют два способа восполнения заряда АКБ:

  1. Метод, основанный на постоянстве токовой характеристики при зарядке аккумулятора. Формируется норма электротока в процентном соотношении к номиналу ёмкости источника энергии. Во время зарядки в ручном режиме функционирования зарядного оборудования значение электрической токовой величины надо постоянно контролировать, уточняя его каждые часа 2–3. Процесс затянется не менее чем на 10 часов, но точное время установить не представляется возможным.
  2. Метод постоянного напряжения. Так обычно заряжают необслуживаемые АКБ. Каким должно быть напряжение заряда автомобильного аккумулятора? На первоначальном этапе этот показатель выставляется единицы на три больше нормы, указанной на маркировке (на этикетке корпуса обычно 12 В, мы устанавливаем примерно 15 В). Величина же тока, наоборот, опускается наполовину. По итогам восстановления ёмкости напряжение неспешно будет расти, примерно до 16,3 В. Когда рост прекратится и на протяжении 1–2 часов значение меняться не будет – это подтверждает тот факт, что аккумулятор заряжен в полном объёме.

Представленная тактика однозначно хороша при строгом соблюдении технологии зарядного процесса, а кроме того достаточно эффективна. Прибегать к услугам зарядного устройства надлежит тогда, когда батарея по неким причинам не получает в достатке энергии от генератора. Эта ситуация возможна в следующих случаях:

  1. При регулярной эксплуатации автомобиля для перемещения на незначительные расстояния в городском цикле.
  2. При редком использовании транспортного средства в холодное время года – отрицательные температуры окружающего воздуха оказывают негативное воздействие на АКБ: она крайне быстро теряет заряд.
  3. При возникновении проблем в цепи «генератор – аккумулятор», когда потраченная энергия батареи не восполняется за счёт собственной генерирующей установки транспортного средства.

Каким током можно заряжать аккумулятор?

Ток зарядки автомобильного аккумулятора рассчитывается соразмерно ёмкостным характеристикам установленной АКБ индивидуально в каждом конкретном случае. При маркировке батареи указывают номинал ёмкости, который показывает, каким электротоком будет разряжаться аккумулятор в течение периода эксплуатации: запуск двигателя, работа автомагнитолы или кондиционера при заглушенном «сердце» авто.

На каком токе рекомендуется заряжать автомобильный аккумулятор? Оптимальной величиной этого зарядного параметра батареи, мощность которой израсходована незначительно, считается значение, равное 10 % номинальной ёмкости для АКБ, отслуживших до 3 лет. Для источников энергии, отработавших более указанного срока, рекомендуется к полученному значению добавить 0,5 Ампер. На современных легковых автомобилях устанавливаются аккумуляторы, ёмкость которых составляет:

  • 55 Ач – отечественные легковые автомобили с объёмом двигателя от 1,0 до 1,6 л.
  • 60 Ач – легковые автомобили с объёмом двигателя от 1,3 до 1,9 л.
  • 70 Ач – легковые автомобили импортного производства, объём бензинового двигателя которых может составлять до 3,0 л. Кроме того, батареи данной ёмкости используют для установки и на дизельных двигателях объёмом до 2,5 л.

В настоящее время наиболее востребованы два последних вида АКБ.

Каким током нужно заряжать аккумулятор ёмкостью 60 Ач? Исходя из известных данных, становится ясно, что величина номинальной ёмкостной характеристики составляет 60 единиц. Оптимальный ток зарядки равен 10 % от номинала батареи, то есть (60/100)х10 – это и будет зарядный ток, значение которого составит 6 Ампер.

Какое значение тока необходимо, чтобы зарядить аккумулятор ёмкостью в 70 Ач? Руководствуясь вышеописанным правилом, получаем, что уровень электротока составит (70/100)х10 = 7 Ампер.

Отметим, что ток заряда, равный 10 % от ёмкостного номинала батареи, уместно устанавливать на зарядной установке исключительно в тех случаях, когда аккумулятор ещё обладает остаточным количеством энергии.

Какой ток нужен для зарядки полностью разрядившегося аккумулятора? Коль скоро степень разрядки АКБ близка к нулевому уровню, то её «возрождение» следует осуществлять, предусмотрев значение этого показателя заряда в 1 Ампер.

Перед этим речь шла о зарядке аккумулятора с использованием варианта постоянного тока зарядки. А на скольки амперах нужно заряжать аккумулятор, если применять метод постоянного напряжения?

В данных обстоятельствах контролируется и устанавливается величина напряжения в пределах 14,4 ± 0,2 В, в отдельных ситуациях оптимальное значение может достигать 15 В. Величина зарядного тока при этом будет наполовину ниже, чем при использовании метода постоянного тока зарядки. Значит, рассматривая АКБ, ёмкость которой составляет, например, 60 Ач, уровень зарядного тока равен:

  • способ постоянного тока зарядки – 10 % от номинала = 6 Ампер;
    метод постоянства напряжения – 10 % / 2 от ёмкости = 3 Ампера.

Каким максимальным током можно безопасно заряжать аккумулятор?

Иногда допускается использование приёма быстрой подзарядки АКБ большими токами, например, в экстренных ситуациях. Как это сделать: установите значение зарядного тока в 20 Ампер и выше, и в течение 5–6 часов можно будет зарядить батарею.

Стоит заметить, что данный вариант желательно применять крайне редко, чтобы существенно не сократить срок жизни своего аккумулятора. При больших токах химические процессы внутри батареи протекают весьма интенсивно, а это ведёт к повышенному расходу веществ, используемых для протекания реакции по восстановлению ёмкости.

Каким током заряжать аккумулятор при глубоком разряде?

Если аккумулятор разряжен основательно, то реанимировать его можно лишь постепенно и неторопливо. Только такая технология способна гарантировать его полноценное восстановление и работоспособность. Времени для этого может потребоваться от 2 до 4 суток, но полученный эффект того стоит. Дешевле вернуть к жизни имеющийся источник энергии, чем приобретать новый.

Каким током следует заряжать разряженный до нулевого уровня автомобильный аккумулятор? Ответ: 1 Ампер. Суть в следующем: чем меньше норма зарядного тока, тем больше времени затрачивается на процесс зарядки аккумуляторной батареи. Но, с другой стороны, это способно обеспечить наиболее полноценный результат – восстановить энергию АКБ практически на 100 %.

А каким напряжением следует заряжать аккумулятор? Для восстановления глубоко посаженной батареи можно прибегнуть и к методу постоянного напряжения. Причём в данных условиях продолжительность процесса растянется самое малое на сутки. Уровень восстановления ёмкости АКБ здесь будет иметь прямую зависимость от уровня напряжения зарядки аккумулятора автомобиля, которое способно выработать зарядное устройство. Чем больше выдаваемое значение, тем выше процент восстановленной ёмкости.

Осуществлять зарядку аккумулятора в режиме ручного регулирования могут лишь специалисты и автолюбители с большим опытом. Новичкам рекомендуется использовать портативные зарядные устройства, имеющие режим автоматического управления. Они устроены таким образом, что контролер не позволит установить параметры тока или напряжения зарядки выше допустимого в каждом конкретном состоянии батареи.

Автомобильный аккумулятор PowerStream: вопросы и ответы

Дополнительные инженерные ресурсы Батареи и блоки Блоки питания Зарядные устройства

Q: Какое напряжение зарядки автомобильного аккумулятора? какая напряжение требуется для зарядки?

A: Автомобильный аккумулятор 12 В можно безопасно заряжается в диапазоне напряжений.Для зарядки требуется минимум 12,9 вольт, но при таком напряжении скорость заряда автомобильного аккумулятора очень низкая. Машина аккумулятор можно безопасно заряжать при высоком напряжении, пока аккумулятор не полностью заряжен. Таким образом, напряжения генератора и зарядных устройств автомобильных аккумуляторов могут снизиться. более 15 В безопасно, пока батарея контролируется, чтобы убедиться, что она не завышена. Эти более высокие напряжения позволяют заряжать аккумулятор быстрее. Но если вы хотите оставить аккумулятор в зарядном устройстве, чтобы он оставался заряженным, поплавок напряжение 13.Обычно используется от 6 до 13,8 В. Для большего информацию о зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов смотрите здесь.

Q: Почему я измеряю на своей машине напряжение выше 12,9 В аккумулятор, даже при выключенном двигателе?

A: аккумулятор заряжен на более высокий напряжение, обычно 14,4 В для быстрой зарядки и 13,8 В для плавающей зарядки. В пластины батареи имеют определенную емкость и могут удерживать заряд, как конденсатор, отражающий этот «заряд пластины». Удивительное количество энергии, хранящейся таким образом.Если вы дадите батарее посидеть около 5 дней без зарядки или разрядки этот заряд рассеивается, и истинный напряжение холостого хода может быть измерено.

Q: Могу ли я использовать автомобильный аккумулятор для езды на велосипеде, например, в солнечная энергетика или для троллинга?


SLI (запуск, свет и Ignition) батареи оптимизированы для работы с большими токами и небольшими разряды. Они построены с большой площадью поверхности пластины, что позволяет небольшая батарея для источника высокого тока.Но глубокие разряды истощают пластины и вызвать их линьку и коррозию. Вот график, показывающий влияние глубоких разрядов на деградация батареи.

Q: Каков диапазон напряжения автомобильного аккумулятора 12 В во время зарядки? и разрядка?

A: Напряжение автомобильного аккумулятора будет меняться в зависимости от его состояние. При неработающем двигателе напряжение холостого хода АКБ составляет 12,9. вольт. Только что заряженный аккумулятор от генератора или зарядного устройства может измерять более высокое напряжение, чем за счет накопления нехимического заряда на пластинах, таких как конденсатор, так что ему, возможно, придется немного посидеть или немного разрядить, чтобы добраться до этого напряжения.По мере разряда батареи напряжение упадет до 10 вольт или ниже. Если напряжение аккумулятора остается выше 11,8 В, обычно оно все равно завести автомобиль.

Q: Может ли автомобильный аккумулятор замерзнуть, когда он слишком холодно?

A: Когда свинцово-кислотный аккумулятор полностью заряжен, электролит серная кислота с температурой замерзания ниже -40 ° C. Когда батарея полностью разряжены, все сульфат-ионы расходуются, а электролит в основном чистая вода с температурой замерзания ноль градусов С.Так что это не необычно пойти к машине с разряженной батареей в середине зимы и обнаружить, что аккумулятор не принимает зарядный ток. Он должен согреться, прежде чем его можно будет заряжен, а потом не замерзнет, ​​пока не разрядится.

Q: Сколько времени нужно, чтобы зарядить аккумулятор после запуска двигатель?

A: Не очень долго. Оценить это несложно. Типичный 12 Автомобильные аккумуляторы вольт рассчитаны на ток холодного пуска, а тот, который я использую, имеет 800 CCA.Так что, если быть очень консервативным, предположим, что для заводить машину. У меня три машины, 17, 14 и 22 года, все они запускаются менее чем за 3 секунды, но для консервативности предположим, что 10 секунд. Таким образом, 10 секунд, умноженные на 800 ампер, составляют 8000 ампер-секунд (8000 кулонов для вы физики) или 2,2 ампер-часа. Если генератор выдает 80 ампер, это будет заменен через 99 секунд.

Более точный расчет был бы 200 усилители на 3 секунды, которые будут заменены менее чем за 8 секунд.

Это не учитывает тот факт, что почти полностью заряженная батарея не может принять полные 80 ампер. В руководстве Linden’s Battery Handbook есть полезная таблица это показывает, что аккумулятор, заряженный почти на 100% при напряжении 14,4 В, будет принимать около 9 ампер на 100 Ач емкости аккумулятора. Итак, используя 600 ампер в секунду чехол и аккумулятор на 80 Ач, заряд вернется примерно за 83 секунды.

Q: Почему поездка на короткие расстояния сглаживает мою аккумулятор?

A: Ну, это номер моей батареи.Я проездил 5 миль работать, а зимой у меня фары, подогрев сидений, обогреватель вентиляторы, помпа и обогреватель заднего стекла работают постоянно по утрам а вечером. Не говоря уже о радио-взрыве. И конечно аккумулятор холодный, в нижней части багажника, поэтому будет медленнее заряжаться. Этот не дает аккумулятору много шансов зарядиться или перезарядиться удалите стратификацию кислоты с помощью нескольких пузырьков. В моем Ягуаре окна скользят вниз на полдюйма, когда дверь открывается, чтобы избежать верхнего уплотнения.Когда аккумулятор напряжение падает, машина сообщает мне об этом, не поднимая окна, когда дверь закрывается. Прошлой весной я купил новый аккумулятор, и к декабрю окна доставляют мне неприятности. Дни удлиняются, и я не использую фары на столько заряд аккумулятора авто со временем пополняется.

В. Следует ли добавлять воду в аккумулятор до или после зарядки? Это?

A: Долейте воды перед зарядкой. Процесс зарядки создаст пузыри, которые помогают смешивать кислоту.Процесс зарядки даже при полностью неконтролируемое зарядное устройство, не потребляет много воды во время одной зарядки. Следует также отметить, что современные системы зарядки с точным напряжением правила не потребляют значительного количества воды, и, конечно, герметичные батареи перерабатывают воду, поэтому вы не можете ее заменить.

В. Что такое жидкость внутри автомобильного аккумулятора?

A: аккумулятор электролит представляет собой смесь воды и серной кислоты. Концентрация кислота зависит от степени заряда аккумулятора, чем больше разряжена меньше серной кислоты.

Q: Сколько воды должно быть в автомобильном аккумуляторе?

A: Есть должна быть индикация в батарее, поскольку вы заполняете ячейку, жидкость будет поднимитесь до этого уровня, затем остановитесь. Обычно это чашка с дырочкой внутри порт заполнения. Просто наполните его до указанного уровня.

Q: Что мне добавить в аккумуляторную кислоту или дистиллированную воду?

A: то, что потребляется, — это вода, поэтому замените ее водой. Если кто свалил всю кислоту из аккумулятора, когда он был полностью заряжен, замените кислоту.Если они вылили всю кислоту, когда она была полностью разряжена, возможно, вы сможете просто замените его водой, так как кислота будет воссоздана заново. во время зарядки. Конечно, эта проблема разлива батареи очень редко, и вы можете просто захотеть купить новый аккумулятор.

Q: При каком напряжении полностью разряжается автомобильный аккумулятор?

А: А автомобильный аккумулятор можно считать разряженным, если он меньше 10 В. Есть очень мало энергии доступно между 10 В и 0 В, и батарея повреждена при разряде ниже 10В.

В. Может ли автомобильный аккумулятор заряжать аккумулятор другого автомобиля сам?

A: У автомобильного аккумулятора недостаточно напряжения для зарядки другого. автомобильный аккумулятор сам по себе. Для зарядки автомобиля двигатель должен быть запущен. Объяснять кроме того, напряжения холостого хода 12,9 вольт недостаточно, чтобы сдвинуть химия даже в полностью разряженном аккумуляторе. Вы должны быть выше 12,9 до начните движение химии и поднимитесь на 13,5 В, чтобы зарядить при значительном ставка.

В. Может ли автомобильный аккумулятор заряжаться самостоятельно?

A: Это похоже на странный вопрос, но ответ — «иногда.»Например, вы добавили аккумулятор находится под напряжением, например, при попытке завести мою старую Alfa Romeo 1959 года для десять минут, пока стартер не перестанет вращаться. Ожидание 20 минут будет пусть продукты реакции диффундируют от пластин, и аккумулятор провернуть немного дольше, что может создать впечатление, что он перезаряжается.

Q: Какое напряжение в автомобильном прикуривателе?

A: прикуриватель или розетка в автомобиле обычно подключаются напрямую к цепи батареи / генератора, с предохранителем, защищающим его.Итак, когда двигатель не работает в диапазоне напряжений от 12,9 В до 10 В в качестве аккумулятора разряды. Когда двигатель работает, напряжение обычно составляет 13,6. и 14,4 вольт, в зависимости от кривой нагрузки генератора и состояния заряд аккумулятора. Некоторые автомобили могут получить напряжение до 15 В при нормальной работе.

Q: Сколько тока я могу получить от автомобильной сигареты? легче?

Это зависит от машины. Вы можете проверить предохранитель для автомобиля легче, чтобы найти верхнюю часть для вашего конкретного автомобиля.Существует неофициальный стандарт, согласно которому розетка розетки должна обеспечивать не менее 8 ампер, но многие автомобили подают в розетку от 25 до 30 ампер. Это позволит 300-350 Вт. быть безопасно нарисованным.

Q: Сколько весит автомобильный аккумулятор? Сколько ампер-часов делает автомобильный аккумулятор содержать?

A: Вес автомобильного аккумулятора зависит от размера батарея, но обычно составляет от 30 до 50 фунтов, большинство из которых работает около 41 фунтов (от 14 до 22 кг). Вот некоторые приблизительные оценки веса батареи, холодно пусковой ток (CCA) и мощность в ампер-часах для запуска, зажигания и зажигания (SLI) автомобильные аккумуляторы.
BCI Group Вес автомобильного аккумулятора в фунтах Масса автомобильного аккумулятора, кг Типичная емкость AH Типичный CCA
1 33,5 15 100 650
2 36,5 17 60 780
3EE 43 20 54 400
4 47 21 125 975
4D 97 44 115 950
7D 60 27 156 950
8D 130 59 130 59
24F 40 18 55 650
31 55 25 80 800
22F 30 13 35 425
24 39 17 55 650
25 31 14 45 600
26 25 11 45 540
27 67 30 92 900
29 60 26 65 680
35 31 14 45 600
41 37 17 64 675
42 29 13 40 475
55 33 15 52 590
56 33 15 52 585
58 32 14 53 580
62 33 15 52 590
65 39 18 55 675
75 35 16 60 700
86 32 15 47 570

Q: Какова скорость разряда автомобильного аккумулятора?


График выше указаны максимальные скорости разряда при низких температурах.Температура 0 ° F или -17,8 ° C, и критерием является то, что батарея способна подавать ток со скоростью CCA в течение 30 секунд с падением напряжения до 1,2 В на элемент (7,2 В для аккумулятора 12 В). Внутреннее сопротивление батареи упало на 30% так как он нагревается от -17,8 ° C до 30 ° C, а ток разряда так батарея с 700CCA должна быть в состоянии обеспечить более 900 ампер в течение 30 секунд при 30 ° С. Это будет мощность около 10 000 ватт. Пожалуйста, посмотрите нашу страницу Падение напряжения во время работы двигателя Проворачивая для более подробной информации.

Q: Какой ток зарядки автомобильного аккумулятора?

A: Автомобиль Аккумулятор можно заряжать от нуля до сотен ампер. Они есть предназначены для разряда при высоком токе, поэтому их также можно заряжать при высоком текущий. Современные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов обладают высокой точностью напряжения, что позволяет их безопасно использовать практически при любом токе, который вы можете себе позволить. если ты выбирают зарядное устройство для плавающей зарядки, все, что выше 100 мА, должно работать нормально.

В: А как насчет зарядки герметичного автомобильного аккумулятора?

A: Запечатанный автомобиль аккумуляторы того же химического состава, что и залитые автомобильные аккумуляторы, но их конструкция делает их менее подверженными потере воды, потому что любые газы могут быть рекомбинированы перед сбросом.Таким образом, герметичный автомобильный аккумулятор можно заряжать одним и тем же зарядные устройства как залитые батареи, за исключением старых зарядных устройств, которые контроль напряжения.

Q: Сколько времени нужно, чтобы зарядить автомобильный аккумулятор 12 В от плоский?

A: Время зарядки зависит от аккумулятора и зарядного устройства. Для аккумулятор заряжается генератором автомобиля, может потребоваться час езды, чтобы полностью зарядите его. Автомобильные аккумуляторы от 40 Ач до 110 Ач и генераторы переменного тока. диапазон от 45 до 200 ампер.Если вы используете зарядное устройство, ток 10 А зарядное устройство займет от 4 до 11 часов для полной зарядки аккумулятора, зарядное устройство на 2 А займет 2-4 дня. Конечно, вам не нужно полностью заряжать аккумулятор чтобы завести машину.

В. Могу ли я использовать автомобильное зарядное устройство в качестве источника питания?

А: В качестве источников питания можно использовать старые автомобильные зарядные устройства, но более новые. есть функция безопасности. Это предотвращает подачу напряжения на зарядное устройство, если он определяет наличие батареи на выводах.Другими словами, какой-то минимум напряжение должно подаваться на выводы снаружи, чтобы зарядное устройство включить. Вы можете видеть, что это предотвращает сильноточные искры от аллигатора. зажимы закорачиваются, но это не позволяет зарядить полностью разряженный аккумулятор, и это не позволяет использовать зарядное устройство в качестве источника питания для автомобильной стереосистемы в ваш дом, например. Подробнее см. «Как пользоваться зарядным устройством».

В. Следует ли отключать автомобильный аккумулятор перед зарядкой?

A: Это нет необходимости отключать аккумулятор перед зарядкой.Любой сток, пока машина выключена будет минимально. Напряжение зарядного устройства недостаточно высокое причинить вред автомобилю. Важно не отсоединять автомобильный кабель от клемму аккумулятора во время работы генератора, это может вызвать напряжение всплеск называется всплеском «сброса нагрузки».

Q: Какая типичная скорость саморазряда для автомобиля? аккумулятор?

A: Любая батарея со временем разрядится сама. Затопленная машина скорость разряда аккумулятора около 1% в сутки при комнатной температуре, 0.25% в сутки при 10 ° C (50 ° F) и 1,5% в день при 30 ° C (86 ° F). Это я процент сброса — это процент оставшейся емкости, поэтому затопленный 50% емкости свинцово-кислотной батареи сохраняется через 6 месяцев. Герметичные батареи, не требующие обслуживания, имеют более низкую скорость разряда 0,5% в день, а саморазряд кальциево-свинцовых батарей может составлять менее 2% в месяц.

Вам нужно зарядить новый автомобильный аккумулятор?


A: Новая машина аккумулятор имеет достаточно заряда для работы в автомобиле, но это не повредит аккумулятор поставил на зарядное устройство.Если вы храните автомобильный аккумулятор, вы должны положить его на поплавковое зарядное устройство или заряжайте его каждые 2 месяца, чтобы предотвратить сульфатирование.

Все, что вы хотите знать об аккумуляторах для электромобилей

Скорость, пробег, крутящий момент и все такие важные параметры электромобиля зависят исключительно от технических характеристик двигателя и аккумуляторной батареи, используемой в автомобиле. Хотя в использовании мощного двигателя нет ничего сложного, проблема заключается в разработке аккумуляторной батареи, которая могла бы обеспечивать достаточный ток для двигателя в течение длительного времени без снижения срока его службы.Чтобы справиться с потребностями в напряжении и токе, производители электромобилей должны объединить сотни, если не тысячи ячеек, чтобы сформировать аккумуляторную батарею для одного автомобиля. Чтобы дать представление, модель Tesla S имеет около 7 104 ячеек, а лист Nissan — около 600 ячеек. Это большое количество вместе с нестабильной природой литиевых элементов затрудняет разработку аккумуляторной батареи для электромобиля. В этой статье давайте рассмотрим , как аккумуляторная батарея электромобиля разработана для EV и каковы жизненно важные параметры, связанные с батареями, о которых необходимо позаботиться.

Что находится внутри аккумуляторной батареи электромобиля?

Если вы прочитали статью «Введение в электромобили», вы бы уже ответили на вопрос. Для новичков позвольте мне вкратце повторить попытку. На приведенном ниже изображении показан аккумулятор Nissan Leaf , разорванный до уровня элементов из его аккумулятора.

Современные электромобили используют литиевые батареи для питания своих автомобилей по ряду очевидных причин, которые мы обсудим позже в этой статье.Но эти литиевые батареи имеют всего около 3,7 В на элемент, тогда как для электромобиля требуется около 300 В. . Для достижения такого высокого напряжения и номинальной мощности в ампер-часах литиевые элементы объединяются в последовательную и параллельную комбинацию для формирования модулей, и эти модули вместе с некоторыми схемами защиты (BMS) и системой охлаждения размещаются в механическом корпусе, который вместе называется аккумуляторной батареей, как показано выше.

Типы аккумуляторов

Хотя в большинстве автомобилей используются литиевые батареи, мы не ограничиваемся только этим.Доступно много типов аккумуляторной химии. В целом батареи можно разделить на три типа.

Первичные батареи: Это неперезаряжаемые батареи. То есть он может преобразовывать химическую энергию в электрическую, а не наоборот. Примером могут служить щелочные батарейки (AA, AAA) для игрушек и пультов дистанционного управления.

Вторичные батареи: Это батареи, которые нам интересны для электромобилей. Он может преобразовывать химическую энергию в электрическую для питания электромобиля, а также может снова преобразовывать электрическую энергию в химическую энергию во время процесса зарядки.Эти батареи обычно используются в мобильных телефонах, электромобилях и большей части другой портативной электроники.

Резервные батареи: Это батареи особого типа, используемые в очень уникальном применении. Как следует из названия, батареи хранятся в резерве (в режиме ожидания) на протяжении большей части срока службы и, следовательно, имеют очень низкую скорость саморазряда. Примером могут служить батареи спасательного жилета.

Основы химии батареи

Как уже говорилось ранее, для батарей доступно много различных химикатов.У каждой химии есть свои плюсы и минусы. Но, независимо от типа химии, есть несколько вещей, которые являются общими для всех батарей, позвольте нам взглянуть на них, не вдаваясь в подробности химии.

В батарее есть три основных слоя: катод, анод и сепаратор . Катод — это положительный слой батареи, а анод — отрицательный слой батареи. Когда нагрузка подключена к клеммам батареи, ток (электроны) течет от анода к катоду.Точно так же, когда зарядное устройство подключено к клеммам аккумулятора, поток электронов меняется на противоположный, то есть от катода к аноду, как показано на рисунке выше.

Чтобы любая батарея работала, должна иметь место химическая реакция, называемая Реакция окисления-восстановления . Иногда также называется окислительно-восстановительной реакцией. Эта реакция происходит между анодом и катодом батареи через электролит (сепаратор). Сторона анода батареи будет желать получать электроны и, следовательно, будет происходить реакция окисления, а сторона катода батареи будет желать терять электроны, и, следовательно, произойдет реакция восстановления.Из-за этой реакции ионы переносятся с катода на анодную сторону батареи через сепаратор. В результате в аноде будет накапливаться больше ионов. Чтобы нейтрализовать этот анод, он должен подтолкнуть электроны со своей стороны к катоду.

Но сепаратор пропускает только поток ионов через него и блокирует любое движение электронов от анода к катоду. Таким образом, аккумулятор может передавать электроны только через внешние клеммы, поэтому, когда мы подключаем нагрузку к клеммам аккумулятора, мы получаем ток (электроны), протекающий через него.

Литиевая батарея Основы химии

Поскольку мы собираемся обсудить литиевые батареи, поскольку они являются наиболее предпочтительными батареями для электромобилей, давайте немного подробнее остановимся на их химическом составе. В литиевых батареях снова много типов: литий-никель-кобальт-алюминий (NCA), литий-никель-марганцево-кобальт (NMC), литий-марганцевая шпинель (LMO), титанат лития (LTO), литий-железный фосфат (LFP). общие. Опять же, у каждого химического соединения есть свои особенности, которые аккуратно проиллюстрированы на рисунке ниже, сделанном Boston Consulting group.

Из них литий-никель-кобальт-алюминий является наиболее распространенным из-за его низкой стоимости . Позже в этой статье мы рассмотрим больше этих параметров. Но можно заметить одну общую вещь: литий присутствует во всех батареях. Это в основном из-за электронной конфигурации лития. Ниже показан нейтральный атом металлического лития.

Он имеет атомный номер три, что означает, что вокруг его нуклеазы будут находиться три электрона, а на самой внешней оболочке находится только один валентный электрон.Во время реакции этот валентный электрон вытягивается, давая нам один электрон и ион лития, причем два электрона образуют ион лития. Как обсуждалось ранее, электрон будет течь в виде тока через внешние клеммы батареи, а ион лития будет проходить через электролит (сепаратор) во время окислительно-восстановительной реакции.

Основы аккумуляторных батарей для электромобилей

Теперь мы знаем, как работает аккумулятор и как он используется в электромобиле, но чтобы исходить из этого, нам нужно понять некоторые основные термины, которые обычно используются при проектировании аккумуляторной батареи.Давайте обсудим их…

Номинальное напряжение: Два наиболее распространенных номинала, которые можно найти на батарее, — это номинальное напряжение и номинальная мощность в ампер-часах. Свинцово-кислотные батареи обычно имеют напряжение 12 В, а литиевые — 3,7 В. Это называется номинальным напряжением батареи. Это не означает, что аккумулятор будет постоянно обеспечивать напряжение 3,7 В на своих выводах. Значение напряжения будет зависеть от емкости аккумулятора. Мы обсудим это позже.

Ач номинал или мАч: Рядом с номинальным напряжением есть еще один общий параметр — Ач рейтинг.Термин Ah означает ампер-час. Некоторые люди используют мАч, что означает не что иное, как миллиампер в час, то есть 1 Ач = 1000 мАч. Рейтинг батареи в Ач говорит нам о емкости батареи Ач.

Например, батарея на 2 Ач может дать 2 А в течение одного часа, та же батарея даст 1 А в течение 2 часов, а если мы возьмем у нее 4 А, батареи хватит только на 30 минут.

  Время работы = Ач Номинал / Номинальный ток  

Приведенные выше формулы верны не для всех случаев, но должны дать вам приблизительное представление о том, на сколько хватит вашей батареи.Вы не можете рассчитывать, что батарея на 2 Ач потребляет 30 А и прослужит 3,6 минуты. Существуют ограничения на максимальный ток, который вы можете потреблять, и также будут некоторые потери в процессе, которые всегда будут сокращать время работы. Также ни один электромобиль не будет потреблять постоянный ток, поэтому определить, как долго ваш электромобиль будет работать от этой батареи, — непростая задача.

«Когда мне следует прекратить использование аккумулятора?»

Напряжение отключения: Напряжение отключения — это минимальное напряжение батареи, ниже которого ее нельзя использовать.Скажем, для литиевого элемента с напряжением 3,7 В его напряжение отключения будет где-то около 3,0 В. Это означает, что эту батарею ни в коем случае нельзя подключать к нагрузке, если ее напряжение опускается ниже 3,0 В. Значение напряжения отключения батареи можно найти в ее техническом описании.

Если батарея разряжается ниже этого напряжения отключения, это называется переразрядкой . Это повредит аккумулятор, что повлияет на его емкость и срок службы. Чрезмерный разряд батареи нарушит химический состав батареи, что может привести к дыму или дыму батареи.

«Когда нужно заряжать аккумулятор?»

Макс. Напряжение заряда: В то время как напряжение отключения — это минимальное напряжение аккумулятора, макс. Напряжение заряда — это максимальное напряжение, которого может достичь аккумулятор. Когда мы заряжаем аккумулятор, его напряжение увеличивается, значение напряжения, при котором мы должны прекратить зарядку, называется макс. Напряжение заряда для литиевого элемента с номинальным напряжением 3,7 В максимальное напряжение заряда будет 4,2 В. Это значение также можно найти в таблице данных.

Если аккумулятор заряжен больше, чем это максимальное напряжение заряда, это называется перезарядкой . Перезарядка также может привести к необратимому повреждению аккумулятора и может стать причиной пожара.

Напряжение холостого хода (OCV): Напряжение холостого хода — это значение напряжения, измеренное на положительной и отрицательной клеммах батареи в состоянии без нагрузки. OCV литиевой батареи всегда должно быть в пределах от 3,0 до 4,2 В для исправной батареи.Напряжение отключения и макс. Напряжение разряда измеряется при разомкнутой цепи.

Напряжение на клеммах: Напряжение на клеммах — это значение напряжения, измеренное на батарее в нагруженном состоянии . Значения OCV и напряжения на клеммах не будут равны, потому что, когда нагрузка подключена и ток от батареи отводится, ее напряжение имеет тенденцию уменьшаться в зависимости от величины потребляемого тока.

«Какой ток я могу получить от батареи?»

C-рейтинг: Это еще один важный рейтинг, когда речь идет об аккумуляторах.Этот рейтинг тесно связан с номиналом батареи в ампер-часах. Рейтинг батареи C помогает нам узнать, какой максимальный ток может потребляться от батареи. Например, если говорят, что батарея 2Ah @ 8C. Тогда это означает, что от аккумулятора можно получить максимум (8 * 2) 16 А, и этого хватит на 7,5 минут. Мы сделали для этого расчеты ранее. Батарея будет работать с максимальной эффективностью при более низких рейтингах C. Приложение, в котором размер батареи небольшой, но потребляемый ток очень велик (например, дроны), требует батарей с высоким рейтингом C.

  C-rate = ток / номинал в ампер-часах  

Внутреннее сопротивление: Каждый компонент имеет собственное сопротивление, емкость — это емкостное реактивное сопротивление, а катушка индуктивности — это индуктивное реактивное сопротивление. Точно так же батарея также имеет внутреннее сопротивление между анодными и катодными выводами. Это сопротивление называется внутренним сопротивлением, иногда также называемым внутренним импедансом.

Как и все резисторы, они также способствуют потерям из-за рассеивания тепла, поэтому для идеальной системы внутреннее сопротивление должно быть нулевым.На практике невозможно разработать батарею с нулевым IR (внутренним сопротивлением), поэтому ее следует делать как можно более низким. Значение IR не является фиксированным параметром, оно варьируется в зависимости от емкости и возраста аккумулятора.

Удельная энергия: Удельную энергию можно рассматривать как энергию, которую можно получить на единицу массы (вес). В электромобиле вес аккумулятора является важным фактором, поскольку автомобиль должен перевозить аккумулятор вместе с ним. Поэтому вес батареи должен быть как можно меньше.Удельная энергия батареи говорит нам, сколько мощности (напряжение * ток) она может обеспечить на единицу массы батареи, поэтому удельная энергия батареи должна быть как можно более высокой. Литиевые батареи имеют очень высокую удельную энергию по сравнению со свинцово-кислотными. Удельная мощность то же самое, но также учитывается время. Он говорит нам, как быстро можно получить энергию от батареи.

Плотность энергии: Плотность энергии и удельная мощность немного связаны.В то время как удельная энергия говорит нам, сколько энергии может быть получено на единицу массы батареи, плотность энергии говорит нам, сколько энергии можно получить на единицу объема батареи. Это дает нам представление о размере батарей, поскольку мы учитываем ее объем. Батареи с высокой плотностью энергии — это те, которые могут обеспечивать высокую мощность в небольшом корпусе, как литий-полимерные батареи, используемые в дронах. Плотность мощности то же самое, но также учитывается время.Он говорит нам, как быстро можно получить энергию от батареи.

Энергия Ватт-час (кВтч): Аккумулятор электромобилей рассчитан на кВтч (киловатт-час). Это дает представление о том, как долго (пробег) будет работать электромобиль. Он аналогичен номиналу в Ач, но здесь мы учитываем как напряжение, так и ток. Например, у Tesla батарея на 60-100 кВтч, что означает, что он может обеспечивать мощность 60 Вт в течение 3 часов.

Скорость саморазряда: Батарея теряет часть своей емкости даже в идеальном состоянии.Этого нельзя избежать из-за его химических свойств, но можно спроектировать, чтобы минимизировать это. Скорость, с которой батарея теряет заряд, даже если она не подключена к нагрузке, называется саморазрядом.

Есть еще много небольших терминов, которые мы могли пропустить, но они суммируют почти все важные термины, которые вы должны знать при работе с батареями.

Система управления батареями (BMS)

Пришло время перейти к главному, мы вкратце обсудили это в нашей предыдущей статье.Система управления батареями или BMS считается мозгом аккумуляторной батареи. Это схема, объединенная с алгоритмом, который контролирует напряжение, ток и температуру элементов в аккумуляторном блоке и обеспечивает производительность и безопасность отдельных элементов в аккумуляторном блоке. Он также отвечает за зарядку баланса, измерение SOC и SOH ячеек и многие другие важные функции. Давайте посмотрим, что они делают.

«Как узнать, сколько заряда осталось в аккумуляторе?»

Состояние заряда (SOC)

Состояние заряда или SOC — один из наиболее важных параметров аккумулятора.Как мы видели ранее, значения Ач батареи нельзя использовать для определения фактической оставшейся емкости батареи. Только если мы рассчитаем это SOC, мы сможем сказать пользователю, сколько заряда осталось в аккумуляторе. SOC сообщает нам, сколько процентов заряда осталось в аккумуляторе . Представьте, как тяжело вашему телефону, когда у него нет информации о проценте заряда батареи.

Измерение емкости батареи не так просто, как измерение напряжения на ее клеммах, поскольку многие люди считают, что на емкость батареи влияет множество факторов, включая циклы зарядки, температуру, скорость разряда и т. Д.Есть много методов, которыми это можно сделать, наиболее распространенным является метод подсчета по Колумбу . Как это делается, мы расскажем в отдельной статье.

  SOC = Общий ввод заряда / максимальная емкость  

Глубина разряда (DOD)

Глубина разряда (DOD) — противоположность SOC. В то время как SOC сообщает нам, сколько процентов заряда осталось, DOD сообщает нам, сколько процентов заряда потребляется в батарее .

Состояние здоровья (SOH)

Емкость аккумулятора уменьшается с возрастом; это уменьшит дальность действия электромобиля. Только если мы будем отслеживать старение, мы сможем узнать, когда менять батарею. Скорость старения электромобиля также зависит от рабочей температуры, скорости C, при которой работает аккумулятор, циклов зарядки и т. Д. Состояние здоровья измеряет работоспособность батареи в процентах с учетом ее коэффициента старения . Чем дольше он стареет, тем хуже будет здоровье батареи.

Балансировка ячеек

Балансировка ячеек — еще одна важная задача, выполняемая BMS, поскольку мы знаем, что несколько ячеек будут объединены последовательно или параллельно, чтобы сформировать аккумулятор. Напряжение элементов всех ячеек всегда должно быть одинаковым, например, в пакете из четырех ячеек 18650, соединенных последовательно, напряжение на всех элементах должно быть одинаковым, иначе ячейка с более низким напряжением будет чрезмерно разряжена, а ячейка с более высоким напряжением будет взиматься дополнительная плата.Чтобы предотвратить это, BMS выполняет то, что называется балансировкой ячеек, она обнаруживает ячейки с более высоким напряжением и разряжает их до тех пор, пока потенциал не совпадет с его соседями.

Безопасность клеток

Помимо этого, BMS также обеспечивает экологическую и электрическую защиту ячейки. Он контролирует температуру ячеек и контролирует систему охлаждения, присутствующую в BMS. Модель Tesla S имеет систему жидкостного охлаждения (гликоль) внутри аккумуляторной батареи, которая контролируется BMS.Охлаждающая жидкость не только охлаждает аккумулятор, но и нагревает его до номинальной температуры, если это необходимо зимой.

На этом мы подошли к концу статьи, но явно не к концу того, что можно узнать об аккумуляторах электромобилей. Так что, если вы хотите быть экспертом, вам нужно только начать. Есть еще много чего, что нужно изучить, например, моделирование батареи, протоколы тестирования батареи проектирования BMS и т. Д., Но давайте рассмотрим все это для другой статьи. Я считаю, что эта информация была полезной и вызвала у вас интерес, чтобы узнать больше об аккумуляторах электромобилей и о том, как они работают.Дайте мне знать свои мысли в разделе комментариев, и давайте встретимся в другой интересной статье об электромобиле.

Информация о зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов — Battery University

Узнайте, как оптимизировать условия зарядки, чтобы продлить срок службы.

В свинцово-кислотных аккумуляторах используется метод заряда постоянного тока и постоянного напряжения (CCCV). Регулируемый ток увеличивает напряжение на клеммах до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения заряда, после чего ток падает из-за насыщения.Время зарядки составляет 12–16 часов и до 36–48 часов для больших стационарных батарей. Благодаря более высоким токам заряда и многоступенчатым методам зарядки время зарядки можно сократить до 8–10 часов; однако без полной дозаправки. Свинцово-кислотный аккумулятор работает медленно и не может заряжаться так быстро, как другие аккумуляторные системы. (См. BU-202: Новые свинцово-кислотные системы.)

При использовании метода CCCV свинцово-кислотные аккумуляторы заряжаются в три этапа: [1] заряд постоянным током, [2] дополнительный заряд и [3] плавающий заряд.Заряд постоянным током составляет основную часть заряда и занимает примерно половину необходимого времени зарядки; дополнительный заряд продолжается при более низком токе заряда и обеспечивает насыщение, а плавающий заряд компенсирует потери, вызванные саморазрядом.

Во время зарядки постоянным током аккумулятор заряжается примерно до 70 процентов за 5–8 часов; оставшиеся 30 процентов заполняются более медленным доливающим зарядом, который длится еще 7–10 часов. Подзарядка важна для благополучия аккумулятора и может быть сравнена с небольшим отдыхом после хорошей еды.При постоянном отключении аккумулятор в конечном итоге потеряет способность принимать полный заряд, и производительность снизится из-за сульфатации. Плавающий заряд на третьем этапе поддерживает полную зарядку аккумулятора. Рисунок 1 иллюстрирует эти три этапа.


Рисунок 1: Этапы зарядки свинцово-кислотной батареи.
Аккумулятор полностью заряжен, когда ток падает до установленного низкого уровня. Напряжение холостого хода снижено. Плавающий заряд компенсирует сам себя

Информация о напряжении батареи — Battery University

Узнайте, почему некоторые аккумуляторные батареи создают необычное напряжение и как это влияет на пользователя.

Аккумулятор — это электрохимическое устройство, которое создает потенциал напряжения при помещении металлов разного сродства в раствор кислоты (электролит). Напряжение холостого хода (OCV) , которое возникает как часть электрохимической реакции, зависит от используемых металлов и электролита.

Применение заряда или разряда переводит аккумулятор в состояние напряжения замкнутой цепи (CCV) . Зарядка увеличивает напряжение, а разрядка снижает его, имитируя эффект резиновой ленты.Поведение напряжения под нагрузкой и зарядом зависит от протекания тока и внутреннего сопротивления батареи. Низкое сопротивление обеспечивает низкие колебания под нагрузкой или зарядом; высокое сопротивление приводит к чрезмерным колебаниям напряжения. При зарядке и разрядке аккумулятор встряхивается; полная стабилизация напряжения занимает до 24 часов. Температура тоже играет роль; холодная температура снижает напряжение, а высокая повышает его.

Производители оценивают батарею путем присвоения номинального напряжения, и, за некоторыми исключениями, эти напряжения соответствуют согласованному соглашению.Ниже приведены краткие номинальные напряжения наиболее распространенных аккумуляторов.

Свинцово-кислотный

Номинальное напряжение свинцово-кислотной батареи составляет 2 вольта на элемент, однако при измерении напряжения холостого хода OCV заряженной и находящейся в покое батареи должно составлять 2,1 В / элемент. Содержание свинцово-кислотной кислоты ниже 2,1 В на элемент вызовет накопление сульфатации. При подзарядке свинцово-кислотный аккумулятор измеряет около 2,25 В на элемент, что выше при нормальном заряде.


На основе никеля

В потребительских приложениях NiCd и NiMH имеют рейтинг 1.20 В / элемент; промышленные, авиационные и военные аккумуляторы соответствуют оригинальным 1,25 В. Нет разницы между элементами 1,20 В и 1,25 В; маркировка — это просто предпочтение.


Литий-ионный

Номинальное напряжение литий-ионного аккумулятора 3,60 В / элемент. Некоторые производители элементов маркируют свои литий-ионные батареи как 3,70 В / элемент или выше. Это дает маркетинговое преимущество, потому что более высокое напряжение увеличивает количество ватт-часов на бумаге (напряжение, умноженное на ток, равняется ваттам). Рейтинг 3,70 В / элемент также создает незнакомые ссылки 11.1 В и 14,8 В при последовательном соединении трех и четырех элементов вместо более привычных 10,80 В и 14,40 В соответственно

Как проверить напряжение автомобильного аккумулятора

Есть несколько вещей более разочаровывающих, чем обнаружение того, что ваш автомобиль не заводится из-за разряда аккумулятора. Механик может измерить напряжение в аккумуляторной батарее, чтобы определить, нужно ли ее заменять. Есть два способа сделать это.

Проверка напряжения холостого хода

Этот тест автомобильного аккумулятора определяет, насколько полностью заряжен ваш аккумулятор.Этот тест проводится через двенадцать часов после выключения автомобиля, чтобы любой поверхностный заряд мог рассеяться. Это означает более точное чтение. Тест проводится при выключенном двигателе. Тогда ваш механик может использовать мультиметр / вольтметр или специальный тестер батареи. Специальный тестер просто подключается к клеммам аккумулятора, и можно считывать напряжение. С помощью мультиметра прибор настроен на измерение напряжения до 20 вольт. Затем провода подключаются к клеммам аккумулятора, положительный к положительному и отрицательный к отрицательному, чтобы получить напряжение.

Значение 12,65–12,77 вольт означает, что аккумулятор полностью заряжен. 12,45–12,54 В означает, что у вас 75% заряда, 12,24–12,29 — 50%, а 11,99–12,06 В — 25%. 11,75-11,89 вольт означает, что ваша батарея разряжена.

Проверка электролита гравитационным напряжением

Это метод, используемый для негерметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. С помощью этого метода ареометр измеряет напряжение батареи. Удельный вес 1,269 означает, что аккумулятор полностью заряжен. Значение 1.229 означает заряд 75%, 1,194 — 50%, а 1,159 — 25%. 1.124 означает, что у вас разряженная батарея.

Тест производительности и грузоподъемности

Этот тип теста автомобильного аккумулятора измеряет способность аккумулятора производить ток. Перед тем, как вы проведете этот тест, YourMechanic проверит автомобильный аккумулятор, чтобы убедиться, что он заряжен не менее чем на 75%. Затем измеряется напряжение аккумулятора под нагрузкой, аналогичной той, которая требуется для запуска вашего автомобиля. Затем он или она будет использовать специальный тестер нагрузки — это большой резистор с сопротивлением, аналогичным сопротивлению стартера вашего автомобиля, и измеритель, показывающий выходное напряжение, — чтобы приложить нагрузку, эквивалентную ½ номинальной мощности холодного пуска двигателя. аккумулятор примерно на 15 секунд.Вы должны ожидать показания не ниже 9,1 вольт.

Регулярно проверяйте автомобильный аккумулятор. Проверяйте автомобильный аккумулятор не реже одного раза в год, желательно с наступлением холодов.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.