Характеристики автомобильного аккумулятора — на что обратить внимание при выборе?
Эксплуатайионный период аккумуляторной батареи обычно не превышает четыри года, поэтому рано или поздно перед автомобильными владельцами встаёт вопрос о выборе новой батареи для машины. Но как понять какого типа аккумулятор выбрать? Какими характеристиками руководствоваться? И где найти их описание? Об этом мы сегодня Вам и расскажем.
- АКБ и её типы
- Технические характеристики: вес, сила тока, емкость, напряжение
- Маркировка – узнаем емкость заряда, силу тока и другие параметры
АКБ и её типы
Существует несколько основных типов аккумуляторных батарей, которые различаются материалом, из которого изготовлены электроды, и составом электролита. Многие из Вас знают, что есть различные никель-кадмиевые, никель-металлгидридные, литий-ионные, свинцово-кислотные аккумуляторы. Из данного списка для применения в качестве стартерных используются лишь одни – свинцовые.
Это обуславливается тем, что этот тип аккумуляторных батарей наделён максимально большим запасом электроёмкости, в сравнении с другими, и способен мгновенно отдавать большую силу тока.
Но при всём этом, приходится мириться с тем, что их наполнение очень вредно, ведь это свинец и кислота. Чтобы обеспечить максимальную безопасность эксплуатирования свинцовых аккумуляторов, их корпуса изготавливают из специальной пластмассы, усточивой к воздействию кислоты. Сегодня материалом, из которого изготавливются электроды является свинец, не в чистом виде, конечно, но с различными добавками, от которых и зависит уже дальнейшее деление аккумуляторов на несколько типов:
— Традиционные, которые ещё называют сурьмянистые;
— Малосурьмянистые;
— Кальциевые;
— Гибридные;
— Гелевые или AGM;
— Щелочные;
— Литий-ионные.
Традиционные или сурьмянистые
Аккумуляторные батареи данного типа в составе свинцовых электродов содержат ещё и 5% сурьмы.
Их называют ещё просто классическими или традиционными. Но на сегодняшний день актуальность этих названий уже не имеет прямого смысла, ведь содержание сурьмы уменьшилось в разы. Сурьму добавляют в сплав в состав электродов для повышения их прочности. Но эта добавка также ускоряет процесс электролиза, начинающийся уже на отметке в 12 вольт. Выделяется большое количество газов и возникает ощущение кипячения воды. Из-за испарения воды в больших объёмах, электролит меняет свою концентрацию на более сильную из-за чего верхушка электродов оголяется. Для того, чтобы восстановить водный баланс электролита, в него добавляют дистиллированную воду.
Аккумуляторы с большим содержанием сурьмяных добавок очень просты в обслуживании. Это обусловлено тем, что ежемесячно нужно проверять концентрацию электролита и по надобности заливать дистиллированную воду. В новых моделях автомобилей такие аккумуляторы уже не устанавливают, ведь прогресс стремительно шагает вперёд. Данные батареи устанавливают по прежнему на недвижимые установки, где важна неприхотливость и не возникают проблемы с обслуживанием источников питания.
Малосурьмянистые
Чтобы избежать сильного испарения воды из электролита, аккумуляторные пластины, как уже было сказано выше, стали делать с минимальными сурьмнистыми добавкам, количество которых не достигает отметки в 5%. В следствии чего частая необходимость проверки электролита на уровень концентрации канула в лету. Также снизился саморазряд при длительном хранении аккумуляторной батареи.
Такой тип аккумуляторов относится к тем, что мало обслуживаются или не обслуживаются вовсе. Обосновывается это тем, что внутренности батареи не нуждаются в контроле и уходе. Хотя по сути такой термин как «необслуживаемый» относится к нереализованной теории или скорее всего к хитрым маркетинговым операциям, ведь не достигли ещё того уровня, при котором вода из электролита вовсе не выкипает. Она понемногу да испаряется всё равно, хотя и в значительно меньших объёмах, чем у тех аккумуляторах, которые называют обслуживаемыми.
Кальциевые
Производители всё бьются над тем, как сделать полностью необслуживаемую батарею, чтобы вода в ней не испарялась вовсе. Для этого сурьму в решётках электродных пластин заменили на другой, более подходящий, материал. Таковым оказался кальций. Аккумуляторы кальциевого типа зачастую маркированы буквами «Ca/Ca». Такое обозначение говорит автовладельцам о том, что пластины обоих полюсов имеют в своём составе кальций.
К тому же в состав электродов порой добавляют и серебро в очень малых количествах. Благодаря этому снижается сопротивление внутри аккумулятора, что хорошо сказывается на его производительности и энергоёмкости. Кальций в составе свинцовых пластин прекрасно справился с задачей снижения газовыделения и утраты воды, что ставит этот тип на порядок выше малосурьмянистых батарей. Потеря воды за время эксплуатации батареи настолько мизерна, что необходимость в проверке концентрации электролита и его уровня в банках, просто стала ненужной.
Таким образом аккумуляторные батареи кальциевого типа можно по праву называть необслуживаемыми. Кроме меньшей потери воды, кальциевые аккумуляторы ещё имеют и на 70% более низкий, по сравнению с предыдущими оппонентами, уровень саморазряда. Что позволяет этим батареям более длительный срок удерживать на уровне свои эксплуатационные качества. Такие аккумуляторы устанавливают на заводах по производству иностранных автомобилей среднего ценового сегмента, где производитель смело гарантирует стабильность и качество электрического оборудования.
Но покупая аккумулятор данного типа, знайте, что уход за ним требуется более тщательный чем малосурьмянистому. Но при должном обслуживании у Вас будет надёжный и стабильный источник питания высокого качества.
Гибридные
Маркируется тип данных аккумуляторов как «Ca+». Гибридные аккумуляторные батареи имеют электродные пластины, которые созданы с использованием различных технологий: положительные электроды малосурьмянистые, а отрицательные уже идут кальциевые.
Такая технология позволила совместить потожительные стороны обоих типов в одном аккумуляторе.
Гелевые или AGM
Банки гелевых аккумуляторных батарей наполнены электролитом не в понятном нам жидком состоянии, а в гелеобразном, фиксированном, откуда и пошло название данного типа. Благодаря такому состоянию электролита, этим аккумуляторам не страшны наклоны, ведь гель не так ликвиден, как жидкость. Хотя это снова профессиональный «заманушный» маркетинговый ход, и переворачивать аккумуляторы с гелевым наполнением лучше не стоит. Хоть производители и пишут, что такие аккумуляторы можно эксплуатировать в любом удобном положении.
На прекрасной виброустойчивости не заканчиваются положительные стороны AGM аккумуляторов.
Сила тока, подаваемая АКБ, в зависимости от заряда, неизменна даже до полной разрядки. Им так же не страшен и переразряд, они полностью восстанавливают свою прежнюю ёмкость даже после подзарядки. Но с зарядом батарей гелевого типа ситуация состоит не так гладко как с разрядом. Нельзя ускоренно заряжать такие батареи. Их зарядка должна происходить очень малым током. Для этого выпускаются даже зарядные устройства, специально адаптированные под зарядку именно гелевых аккумуляторов.
Хотя рынок богат на универсальные зарядные устройства, которые по плану должны заряжать любые типы аккумуляторных батарей. Насколько это всё действительно правда, однозначно ответить нельзя, ведь производители бывают разные и лучше обращать внимание на тех, которые уже устоялись на рынке и крепко себя зарекомендовали.
Отрицательной стороной гелевых батарей является их «боязнь» экстремально низких температур. Чем ниже температура окружающей среды, тем ниже становится проводимость гелевого электролита. Если условия эксплуатации благоприятны, такие аккумуляторные батареи могут прослужить и десяток лет.
Щелочные
Знаете ли Вы, что электролит в аккумуляторах может иметь не только кислотную, но и щелочную составляющую? И таких аккумуляторов существует множество разновидностей, но мы возьмём на рвссмотрение лишь те, которые применяются в автомобилях.
А вот автомобильные щелочные батареи бывают лишь двух типов: никель-кадмиевые и никель-железные. Батареи первого типа имеют положительные электроды, покрытые гидроксооксидом никеля NiO(OH), а отрицательные электроды — железом с примесью кадмия. Во второй разновидности батарей, положительные электроды покрыты идентично с теми, что находятся в никель-кадмиевой батарее, то есть гидроксооксидом никеля.
Литий-ионные
Данный и последний в нашем списке тип аккумуляторных батарей считается наиболее перспективным на сегодняшний день. В состав электролита данного типа аккумуляторов входят ионы лития. О том, из какого материала состоят электродные пластины, однозначно сказать не получится, ибо технология изготовления всё время движется вперёд. Однако, мы знаем, что изначально они производились тз металлического лития, но из-за их взрывоопасности, такие электроды использовать перестали. На их смену пришли графитовые пластины. Для положительно заряженных электродов использовался оксид лития с добавлением кобальта или марганца. Но в нынешнее время происходит их замещение на литий-ферро-фосфатные, ибо новый материал гораздо менее токсичен, более доступен и экологически чист.
Постоянно идёт работа по усовершенствованию имующихся типов аккумуляторов, и она непрерывна. В центрах исследований и испытаний неустанно трудятся над поиском более энергоёмких источников питания компактных размеров. Для регионов с экстремалными зимами, пригодилось бы изобретение батарей устойчивых к сильным морозам, тогда бы решилась проблема с отказом мотора. Так же важно движение и в сторону экологичности. Ведь сегодня пока ещё не научились производить полностью экологичные аккумуляторные батареи.
Нельзя пока что обходиться без добавления токсичных элементов, таких как, например, свинец, щёлочь, серная кислота. Но у традиционных аккумуляторов, будущее скорее всего закрыто. Промежуточным эволюционным этапом являются гелевые батареи. Аккумулятор будущего видят без наполнения жидкостью, произвольной формы, а также с множеством других параметров, которые избавят автовладельцев от переживаний относительно того, не вылился ли электролит, а не откажет ли батарея.
Водитель должен наслаждаться поездкой.
Технические характеристики: вес, сила тока, емкость, напряжение
Важнейшими показателями качества аккумуляторных батарей выступают: напряжение, вес, ёмкость, габариты, номинальная глубина разряда, срок службы, коэффициент полезного действия, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также учитывайте тот факт, что указанные производителем характеристики действенны для температур 20-25 градусов по Цельсию. При отклонениях от этих чисел, они изменяются и зачастую не в лучшую сторону.
Значения напряжения и ёмкости зачастую используется в названии модели аккумуляторной батареи. Так, например, аккумулятор RA12200DG. Напряжение батареи 12 Вольт, её ёмкость 200 А/ч, гелевый электролит, глубокоразрядная. Эта батарея выдаёт энергию в 2,4 кВт, исходя из формулы 12 х 200 = 2400 Вт*ч при разряде током на протяжении десяти часов в 10% от всей ёмкости. При отклонениях в сторону большего тока и скорой разрядки, ёмкость такой батареи уменьшается.
При меньших токах – наоборот, зачастую, увеличивается. Нужно смотреть на разрядные характеристики тех или иных батарей, которые Вас интересуют. Порой производители в названии указывают слишком идеальную ёмкость аккумуляторной батареи, которая возможно только в утопических условиях. Такие любители, например, Haze, у которых ёмкость в реальности на порядок ниже заявленной, а именно на 10-20 пунктов, а это значительно, согласитесь.
Ёмкость батареи
Количество энергии, которую в себе может хранить аккумуляторная батаре и называется её ёмкостью. Её измеряют в ампер-часах А/ч. Например один аккумулятор с ёмкостью в 100 ампер-часов может подавать ток с силой в 1 ампер напротяжении 100 часов, или током в 5 ампер 20 часов и так далее. Хотя ёмкость батареи уменьшается, если увеличивается разрядный ток. На рынке можно приобрести аккумуляторы с ёмкостью от 1 до 2000 А/ч.
Срок службы
Для того, чтобы продлить срок эксплуатации свинцовой аккумуляторной батареи, лучше использовать лишь небольшую часть её ёмкости до повторной подзарядки.
Каждый процесс, который сопровождается разрядом и дозарядом аккумулятора называется зарядным циклом, причём проводить полный разряд аккумулятора не обязательно. Допустим, Вы разрядили аккумулятор на четверть, а потом его снова зарядили, то у него произошёл один зарядный цикл. Но количество циклов будет напрямую зависить от глубины разряда.
Если аккумулятор можно разряжать более чем на половину от его номинальной ёмкости без значительного ухудшения его параметров, то такой агрегат называется «глубокоразрядным». Аккумуляторная батарея может быть повреждена, если её перезарядить больше чем необходимо. Максимальное напряжение, подаваемое на кислотную батарею в 12 вольт, не должно превышать 15 ватт. Значительная часть фотоэлектрических аккумуляторов обладают мягкой нагрузочной характеристикой, поэтому с увеличением напряжения зарядный ток значительно снижается. Допустим, для солнечных батарей всегда нужно применять определённый контроллер заряда. Так же его применение необходимо и для ветроэлектростанций и микрогидроэлектростанций.
Напряжение
Аккумуляторное напряжение – это зачастую основной параметр, следя за которым можно определять то насколько заряжена аккумуляторная батарея и в каком состоянии она находится. Особенно это касается аккумуляторов в герметичной оболочке, у которых физически невозможно, не повредив их, измерить концентрацию электролита. Для того, чтобы определить насколько заряжен аккумулятор, его напряжение измеряют на клеммах в течении 4-5 часов в отсутствие зарядного и разрядного токов.
Напряжение измеряемое во время заряда или при разряде батареи ничего не скажет о том, насколько заряжен аккумулятор. Зависимость того насколько заряжен аккумулятор от напржения на нём вхолостом режиме различно у разных типов батарей. Для аккумуляторов, которые являются герметизированными, например, гелевых немного больше чем у тех типов, которые имеют в себе жидкий электролит. Например аккумулятор типа AGM считается полностью заряженным, если напряжение на его клеммах равно 13 ватт, в то время как у кислотных аккумуляторов оно равно 12,5 ватт.
Степень заряженности
Степень того насколько заряжена аккумуляторная батарея зависит от множества факторов. И точно определить заряд аккумулятора в состоянии лишь специальные приспособления с памятью и микропроцессором. Они следят за зарядом и разрядом батареи на протяжении нескольких зарядных циклов. Использование данного метода даст Вам самые точные показания о заряженности аккумулятора, но так же и отнимет немалую сумму денег. Но не стоит скупиться на применение данного метода, ведь Вы сможете изюежать лишних трат при дальнейшем обслуживании и замене аккумуляторной батареи. Применяя специальные устройства, что контролируют работу батарей по степени их заряда, Вы заметно повысите эксплуатационный период своего свинцово-кислотного аккумулятора.
Для определения того насколько заряжена аккумуляторная батарея Вашего автомобиля успешно используются и два следующих метода, которые являются упрощёнными.
Напряжение на аккумуляторе
Этот способ не отличается сильной точностью, но для его применения необходимо наличие лишь цифрового вольтметра, с чувствительностью до сотой доли вольта.
Перед тем как приступать к измерениям, необходимо будет отсоединить аккумуляторную батарею от всех потребителей электроэнергии, которые разряжают её и от устройств, её заряжающих. Подождать не менее двух часов и приступать к измерению на терминалах аккумулятора. У заряженной на 100% гелевой батареи напряжение будет составлять 13 ватт против 12,5 ватт у жидкоэлектролитных аккумуляторов. По мере того, как аккумуляторная батарея начинает состариваться, её напряжение снижается. Напряжение можно измерять как на всём аккумуляторе, так и на каждой банке. Чтобы найти неисправную, например в 12-ти вольтовом аккумуляторе, нужно разделить общее напряжение на количество банок, в данном случае 6.
Плотность электролита
Следующий метод проверки заряженности батареи — по плотности электролита. Как уже стало ясно, он подходит только для аккумуляторов с жидким наполнителем, для гелевых, например, его применить, априори, нельзя. Также, как и в первом способе, перед началом замеров нужно подождать не менее двух часов.
Замеры производятся ареометром. Важно! Перед началом процедуры обязательно обезопасьте себя, надев перчатки и пластиковые защитные очки. Держите под рукой соду и воду на тот случай, если электролит попадёт на кожу.
Срок службы аккумуляторов
Эксплуатационный срок определять временными отрезками – не совсем правильно. Срок службы аккумулятора исчисляется зарядными циклами и зависит он напрямую от эксплуатационных условий. Чем больше глубина разряда аккумуляторной батареи и чем дольше она находится в разряженном состоянии, тем значительнее сокращается количество её рабочих циклов.
Как мы уже поняли, что понятие количества зарядных циклов абсолютно относительно, ибо зависит напрямую от множества факторов. Кроме этого количество жизненных циклов одного аккумулятора не будет таким же у другого, это понятие не универсальное. Ведь всё зависит опять же от факторов эксплуатации и технологии производства, которая различается у того или иного производителя.
Запомните, что срок эксплуатации аккумулятора исчисляется зарядными циклами, а временные отрезки приблизительно расчитываются в тех случаях, если аккумулятор эксплуатируется постоянно в типичных условиях.
Ещё одним важным моментом есть то, что аккумуляторная полезная ёмкость уменьшается в процессе эксплуатирования аккумулятора. Все характеристики по числу циклов определяются не до полной кончины батареи, а до потери им 40; от его номинальной ёмкости. Например, если производитель указал количество в 600 циклов при заряде равном половине его ёмкости, это означает, что через 600 идентичных циклов в идеальных условиях, полезная ёмкость батареи будет составлять 60% от заводской. И уже при такомзначении ёмкости производители рекомендуют производить замену аккумуляторной батареи. У свинцово-кислотных аккумуляторов срок службы колеблется от 300 и до 3000 циклов, в зависимости от того каков тип и глубина разряда батареи.
Для того, чтобы обеспечить длительный срок эксплуатации, разряд аккумулятора в типичном цикле не должен превышать 30%, а глубокий разряд – 80% ёмкости.
Если свинцово-кислотный аккумулятор разрядился, его необходимо чем быстрее зарядить. Если такой аккумулятор более 12-ти часов находился в полностью разряженном или недозаряженном состоянии, то последствия случившиеся с ним могут быть необратимы и срок его эксплуатации резко снизится.
Как же определить, что аккумуляторная батарея уже близится к своему пределу? Всё очень просто. Внутреннее сопротивление аккумулятора резко повышается, что приводит к скачку напряжения при заряде, в следствии чего снижается и период самой зарядки и более быстро происходит разрядка батареи. Если Вы станете заряжать умирающий аккумулятор током, который близок к предельному, то он будет сильно греться, гораздо сильнее чем ранее.
Максимальные токи заряда и разряда
Токи заряда и разряда любого аккумулятора измеряются в зависимости от его ёмкости. Как правило максимальный зарядный ток для аккумуляторной батареи не стоит превышать более 0,3С. Превышение заряда тока приведёт к снижению эксплуатационного срока аккумуляторной батареи.
Мы же рекомендуем выставлять зарядный ток не более чем 0,2С.
Саморазряд
Саморазряд, как явление характерен для всех типов аккумуляторных батарей в меньшей или большей степени и заключается в утрате ими своих ёмкостных характеристик после того, как они полностью зарядились в отсутствие внешнего потребителя энергии. Для того чтобы удобно было количественно оценить саморазряд аккумуляторной батареи, будет удобным использование величины потерянной ёмкости за определённый период времени, которая процентно выражается от значения, которое получено сразу после полного заряда. За временной промежуток, как правило берётся интервал, который равен одним суткам или одному месяцу.
Например, если взять исправный аккумулятор NiCD, то допустимый саморазряд у них равняется 10% в сутки, после окончания зарядки. Для NiMH батарей – чуть больше, а для Li-ION совершенно мал и оценивается за месяц. В свинцовых же батареях саморазряд уже исчисляется годами, ибо он гораздо уменьшен и составляет 40% в год при температуре в 20 градусов по Цельсию и 15% при температуре в 5 градусов.
Если температура хранения значительно выше, то следовательно и саморазряд происходит быстрее.
Например при температуре в 40 градусов аккумуляторная батарея лишится своих 40% ёмкости уже за 5 месяцев. Отметим, что аккумулятор сильно саморазряжается только в первые сутки после заряда, а после он значительно утихает. Если аккумулятор подвергается глубокому разряду и последующему заряду, то это усугубляет его саморазряд. Процесс саморазряда набирает силу при повышенных температурах. Так, например, если окружающая температура резко подымется на 10 градусов, по отношению к привычной, то саморазряд увеличится в два раза.
Ёмкость может растрачиваться и в случае повреждения сепаратора, когда кристаллы слипаютс, образуя большой ком, пробивающий его. Сепаратор в аккумуляторе – это тонкая пластина, которая разделяет электроды с положительным и отрицательным зарядами. Такое случается при неверном обслуживании аккумуляторной батареи или вообще его отсутствии. Так же это может произойти, если применять некачественные устройства для зарядки или те, которые не соответствуют необходимым параметрам.
Если аккумулятор изношен, то его электродные пластины слипаются друг с другом из-за их разбухания. Это и приводит к ускоренному саморазряду. На такой стадии повреждённый сепаратор уже не поддаётся восстановлению путём проведения заряда/разряда.
Маркировка – узнаем емкость заряда, силу тока и другие параметры
Маркировка существует для того, чтобы Вы, как покупатель, могли получить детальную необходимую информацию о всех нужных технических характеристиках интересующей Вас аккумуляторной батареи. В неё входят: тип аккумулятора, товарный знак и дата производства, вес и соответствие ГОСТу. Также указывается и количество объединённых аккумуляторов в единую батарею, как правило их должно быть 3 либо 6. Буквы «Ст» говорят Вам о том, что Вы наблюдаете перед собой стариерный аккумулятор. В зависимости от материала изготовления корпуса моноблока, указывается соответствующая буква:
Э – эбонит;
П – асфальтопековая пластмасса;
Т – термопласт.
Также важен и материал, из которого изготавливаются сепараторы. Если в маркировке присутствует заглавная буква «Р», то это мипора, буква «М» указыват на мипласт, а «С» — это стекловолокно.
Напряжение, как таковое, не указывается в маркировке аккумуляторной батареи, оно попросту не обязательно, ведь оно является стандартной величиной, которую можно замерить обычной нагрузочной вилкой. Обращайте также своё внимание и на наличие буквы «З», если она есть. При её наличии это указывает на батарею залитого типа, которая заряжена полностью. Если же эта буква отсутствует, то аккумуляторная батарея – сухозаряженная.
Характеристики разряда автомобильных аккумуляторных батарей DIN
Автомобильная аккумуляторная батарея проверяется на отдачу электричества в различных режимах. Которые в той или иной степени могут быть в процессе эксплуатации. Отдача энергии осуществляется по фиксированным (заданным) показателям (тока и напряжения), которым новые аккумуляторы должны соответствовать.
Величину тока разряда (как заявленный показатель) аккумуляторных батарей устанавливает изготовитель. Показатель напряжения регламентируется нормативным документом (стандартом) для всех типов автомобильных аккумуляторных батарей данного назначения (стартерного).
Характеристики разряда автомобильных аккумуляторных батарей в различных режимах, методика определения стартерных характеристик по МЭК, IEC, DIN, ГОСТ, SAE, EN, испытание током холодной прокрутки.
В таблице ниже приведены основные режимы, рекомендованные нормативными документами, для проверки качества новых автомобильных аккумуляторных батарей. Кроме испытания токами холодной прокрутки. Он изложен ниже. Режимы оценивают электрические показатели автомобильного аккумулятора.
Режим испытания «Проверка узлов пайки и токоведущих деталей на надежность», кроме электрических показателей оценивает надежность соединений между банками и полюсных выводов аккумулятора. Косвенно этот режим оценивает внутреннее сопротивление батареи соответствующей величиной напряжения в конце 4-го периода разряда.
Величина его может различаться по типам автомобильных аккумуляторных батарей, но не должна быть менее 6,0 В.
Основные режимы для проверки качества новых автомобильных аккумуляторных батарей.
Наиболее тяжелым режимом работы для автомобильного аккумулятора является режим стартерного разряда при пуске двигателя. Пуск при различных условиях осуществляется в режиме, при котором сила тока разряда не остается постоянной, а изменяется в некотором диапазоне. Он зависит от многих условий пуска. Включая температуру двигателя и электролита. Для контроля технического уровня и качества автомобильных аккумуляторных батарей используют непрерывный разряд при постоянной силе тока.
Методика определения стартерных характеристик автомобильных аккумуляторных батарей.
Существует несколько методик определения стартерных характеристик автомобильных аккумуляторных батарей. Они регламентированы несколькими стандартами. Наиболее распространен стандарт Международной Электротехнической Комиссии — МЭК (IEC) 60095-1.
Согласно ему стартерный разряд производят при температуре -18 °С в течение 60 секунд, током, указанным производителем.
При этом в конце 60-й секунды разряда напряжение на аккумуляторной батарее не должно быть ниже 8,6 В. Параметры стартерного разряда по МЭК отражают средние показатели достигнутого в мире технического уровня в области стартерных батарей.
Изменение напряжения автомобильного аккумулятора при стартерном разряде по методике МЭК.
Действующим ГОСТ 959-91 и Германским промышленным стандартом DIN 43539, разряд производится при температуре -18 °С до конечного напряжения на аккумуляторе в 6 В. При этом напряжение на 30-й секунде разряда должно быть не ниже 9,0 В. А время разряда до 6 В — не менее 150 секунд.
Разрядная кривая автомобильного аккумулятора при стартерном разряде по методике DIN и ГОСТ.
В США Обществом Автомобильных Инженеров (SAE) для оценки параметров стартерного разряда аккумуляторных батарей применяют несколько иную методику.
Согласно стандарту SAE J537 один из разрядов также проводится при температуре -18 °С. Однако ток разряда выбирается таким, чтобы время разряда автомобильного аккумулятора до напряжения 7,2 В составляло на менее 30 секунд.
График изменения напряжения при разряде автомобильного аккумулятора по методике SAE.
В странах Европейского экономического сообщества и в новом ГОСТ 959-2002 в настоящее время для оценки качества аккумуляторов используется стандарт EN 60095-1. При разработке этого стандарта сделана попытка создания новой методики испытаний. Она позволяет сравнивать характеристики автомобильных аккумуляторных батарей, которые испытывались по SAE или EN. Без проведения дополнительных испытаний или расчетов.
Вместе с тем методика, примененная в этом стандарте, позволяет дать более полную, в сравнении с методикой SAE, оценку энергоемкости автомобильного аккумулятора при стартерном разряде. Разряд проводится при -18 °С в две стадии. На первой стадии разряд происходит при токе, указанном производителем в течение 10 секунд.
При этом напряжение в конце 10-й секунды должно быть не ниже 7,5 В. Затем разряд прекращают.
Изменение напряжения аккумуляторной батареи при стартерном разряде по методике EN.
После 10-секундной паузы разряд продолжают при токе, равном 0,6 величины тока, указанного производителем. До конечного напряжения 6,0 В. Суммарное время разряда автомобильного аккумулятора до конечного напряжения 6,0 В должно быть не менее 90 или 150 секунд. В зависимости от выбранного производителем тока разряда. Обычно время разряда в 90 секунд принимают для автомобильных аккумуляторных батарей, у которых ток Ien = Idin/0,51. А 150 секунд — для автомобильных аккумуляторных батарей, у которых Ien = Idin/0,6.
Время разряда до 6,0 В определяется как длительность второй стадии разряда. Плюс соответствующая длительность первой стадии разряда. Как если бы протекал ток 0,6 Ien. То есть:
t0 = t2+ t1 = t2 + (10/0,6) = t2 + 17,
где:
t1 — время первой стадии разряда (10 с)
t2 — время второй стадии разряда до 6,0 В.
При сравнении значений разрядного напряжения аккумуляторных батарей при разряде по SAE и EN на 10-й секунде можно заметить, что их величины весьма близки друг другу. Токи разряда по SAE и EN также очень близки.
Сравнительные данные по значениям тока стартерного разряда автомобильных аккумуляторных батарей, определенным при различных методиках разряда.
Автомобильная аккумуляторная батарея, соответствующая требованиям EN, будет удовлетворять соответствующему по таблице току стартерного разряда по SAE. Однако если батарея отвечает требованиям SAE, это не означает, что она обязательно будет соответствовать требованиям EN. Так как в SAE отсутствует вторая стадия разряда до конечного напряжения 6,0 В.
Это доказывает, что для европейских производителей большое значение имеет не только мощность стартерного разряда батареи. Но и отдача батареей необходимой емкости за две стадии стартерного разряда. То есть возможное количество успешных попыток пуска холодного двигателя.
Испытание автомобильных аккумуляторных батарей током холодной прокрутки.
Испытание током холодной прокрутки дает ответ о работоспособности аккумулятора при зимних условиях эксплуатации. Если величина тока автомобильного аккумулятора в этом режиме меньше, чем требуется на питание стартера при пуске двигателя в этих условиях, то аккумулятор в таком комплекте использовать нельзя. Необходимо брать другую аккумуляторную батарею. С соответствующим (большим) током холодной прокрутки.
Стартерные автомобильные аккумуляторы, находящиеся в эксплуатации, рассмотренными выше видами стандартных испытаний, как правило, не проверяют. Так как результаты могут быть значительно ниже. Их следует оценивать как остаточные. После определенного износа за срок работы (пробега автомобиля) в конкретных условиях. Вполне очевидно, что в процессе эксплуатации вследствие износа электродов, показатели отдачи снижаются.
Использование в работе стартерного автомобильного аккумулятора продолжается до тех пор, пока его показатели при разряде обеспечивают пуск двигателя автомобиля в соответствующих условиях (зимних, летних).
Календарную продолжительность надежной работы автомобильного аккумулятора принято называть сроком службы.
Кроме описанных выше, для практических целей используют разрядные характеристики стартерных батарей. Называемые вольт-амперными и получаемые в прерывистом разряде для определенных условий. Они используются для расчетных исследований пусковых систем двигателей.
По материалам справочника «Аккумуляторные батареи».
Курзуков Н. И., Ягнятинский В. М.
Аккумуляторы автомобильные: виды и характеристики
Аккумулятор автомобильный (кислотный аккумулятор) вещь сезонная, хотя и используется круглый год. Ведь легко провернуть коленвал в теплое время года. Но как только похолодает, тут же встает полномасштабный вопрос о «непростой судьбе» стартера. Это тот, который пытается превратиться в чисто активное сопротивление, потребляя много тока. В результате аккумулятор пытается выйти из строя. Если он неисправен, запустить двигатель автомобиля в штатном режиме не получится.
Как не допустить «умирания» аккумулятора, как выбрать хороший и работоспособный — об этом в статье.
Назначение аккумулятора — запуск двигателя, а также выполнение функций источника питания в бортовой сети автомобиля при выключенном двигателе. Автомобильный аккумулятор также действует как регулятор напряжения в бортовой сети автомобиля.
Наиболее распространены аккумуляторы с номинальным напряжением 12 вольт. Их можно найти в легковых автомобилях, фургонах, легких и средних грузовиках. На мотоциклах используются аккумуляторы с напряжением 6 В. А аккумуляторы с напряжением 24 В эксплуатируются на большегрузных автомобилях, специальной и военной технике.
Для запуска двигателя необходима его прокрутка, которая обеспечивается стартером. А стартер питается от аккумуляторной батареи. Поэтому их часто называют стартерными батареями. В этот момент стартер потребляет большой ток (несколько сотен ампер), разряжая автомобильный аккумулятор.
После запуска автомобиля генератор обеспечивает выработку электроэнергии в бортовой сети. Схема устроена так, что при поездке на автомобиле аккумулятор подзаряжается и восполняет заряд, отданный при запуске двигателя.
Принцип действия свинцово-кислотного аккумулятора основан на электрохимических реакциях Pb и PbO2 в электролите. В качестве электролита используется водный раствор серной кислоты. В автомобильном аккумуляторе происходят десятки различных реакций, но мы рассмотрим только основные. При приложении к выводам аккумулятора внешней нагрузки начинается электрохимический процесс взаимодействия электролита с оксидом свинца. В результате этой реакции металлический Pb окисляется до PbSO4. При разрядке аккумулятора PbO2 восстанавливается на аноде, а Pb окисляется на катоде. Процесс зарядки автомобильного аккумулятора обратный. При расходовании сульфата свинца начинается процесс электролиза воды. В ходе этого процесса на катоде и аноде выделяются водород и кислород соответственно.
В результате выделения водорода и кислорода создается впечатление, что электролит закипает. Лучше этого процесса избегать, так как расходуется вода, увеличивается плотность электролита, а из-за взрывоопасной смеси (водород+кислород) возрастает и опасность взрыва.
Для поддержания необходимого уровня электролита в элементы аккумуляторной батареи при необходимости доливается дистиллированная вода.
Характеристика автомобильного аккумулятораНакопительная емкость характеризует количество электроэнергии, отдаваемой при разряде до минимально допустимого напряжения. Единицей измерения емкости являются ампер-часы.
CCA (ток холодного пуска) также называют пусковым током. По ГОСТ заявленный пусковой ток проверяют после охлаждения аккумулятора до -18 градусов Цельсия. Автомобильный аккумулятор разряжается пусковым током за 30 секунд. После этого его напряжение должно быть не менее 8,4 вольта. В случае разряда продолжительностью 150 секунд напряжение должно быть не менее 6 вольт.
Электродвижущая сила батареи (ЭДС) — параметр, указывающий напряжение на выводах батареи, не нагруженной извне, и не имеющей утечек. ЭДС можно измерить вольтметром или мультиметром.
Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи транспортного средства включает сопротивление сепараторов, электродов, электролита, выводов и других элементов аккумуляторной батареи.
Уровень заряда зависит от многих факторов, и измерить точный показатель сложно. Но примерный уровень заряда измеряется ЭДС и плотностью электролита.
Саморазряд батареи – это процесс уменьшения емкости батареи. Это обусловлено окислительно-восстановительными процессами на электродах.
Кроме того, важно учитывать срок годности батареи. Аккумулятор может некоторое время храниться в сухозаряженном состоянии, прежде чем он попадет к потребителю. Также важно знать срок службы и конструктивные особенности аккумулятора (вес, размер).
Типы автомобильных аккумуляторов
Антимониальные аккумуляторы больше не используются в автомобилях.
Электроды этих батарей содержат более пяти процентов сурьмы. С низким содержанием сурьмы: пластины с низким содержанием сурьмы использовались для уменьшения разложения воды на кислород и водород. Но проблема их обслуживания по-прежнему актуальна. На сегодняшний день это один из самых распространенных типов аккумуляторов. Свинцовые сетки стали легировать кальцием, чтобы решить проблему водопотребления и снижения саморазряда. При этом возникла проблема потери емкости при глубоком разряде. Гибридные аккумуляторы — современные автомобильные аккумуляторы, ставшие попыткой найти компромисс между низкосурьмяными и кальциевыми аккумуляторами. AGM и гелевые аккумуляторы — относительно новые автомобильные аккумуляторы. Они стали следующим шагом в обеспечении безопасной эксплуатации автомобильных аккумуляторов. Щелочные аккумуляторы – вместо кислоты роль электролита выполняет щелочь. Наиболее распространены никель-железные и никель-кадмиевые аккумуляторы. Литий-ионные аккумуляторы достаточно перспективны, но на сегодняшний день они не нашли широкого применения в автомобилях из-за ряда нерешенных проблем.
Даже если у вас нет проблем с аккумулятором в вашем автомобиле, не забудьте взять с собой в дорогу международное водительское удостоверение, а если у вас его еще нет, предлагаем быстро и легко его оформить на нашем сайте.
Гид по автомобильному аккумулятору Спецификации
Аккумуляторы сложны. Но если вы проанализируете каждую часть батареи, вы сможете упростить каждое качество и, таким образом, намного лучше понять концепции.
Изображение предоставлено Ренджитом Кришнаном для FreeDigitalPhotos.net
Мы обобщим технические характеристики автомобильного аккумулятора, чтобы помочь вам понять, как он питает ваш автомобиль.
- Номинальное напряжение (В). Это нормальное опорное напряжение батареи.
- Напряжение отключения. Это уровень напряжения, который относится к «разряженной» батарее.
- Емкость или номинальная емкость (Ач для конкретной скорости C). Это количество ампер-часов до того, как аккумулятор разрядится от 100 % SOC до напряжения отключения.
Чтобы вычислить емкость, разрядный ток в амперах умножается на время разряда и уменьшается по мере увеличения C-скорости. - Энергия или номинальная энергия (Втч для конкретного C-скорости). Он измеряет энергоемкость батареи на основе общего количества ватт-часов от 100% SOC до напряжения отсечки. Чтобы вычислить энергию, мощность разряда (Ватт) умножается на время разряда и уменьшается по мере увеличения скорости разряда.
- Жизненный цикл. Это количество циклов разрядки-зарядки, которые аккумулятор имеет до того, как он начнет разряжаться. Также называемый сроком службы, он определяет срок службы батареи, а также влажность и температуру. Если DOD высок, срок службы уменьшается.
- Удельная энергия (Втч/кг). Это гравиметрическая плотность энергии или номинальная энергия батареи на единицу массы. Обычно это определяется химическим составом батареи и ее упаковкой. Он определяет вес батареи для достижения необходимого для транспортного средства запаса хода на электротяге.
- Удельная мощность (Вт/кг). Это максимальная мощность, доступная на единицу массы. Он также характеризуется химическим составом батареи и упаковкой. Он определяет вес батареи для достижения цели производительности.
- Плотность энергии (Вт/л). Это объемная плотность энергии или номинальная энергия батареи на единицу объема. Он характеризуется химическим составом батареи и упаковкой. Он определяет размер батареи, необходимый для достижения электрического диапазона, необходимого транспортному средству.
- Плотность мощности (Вт/л). Это максимальная мощность, доступная на единицу массы. Он характеризуется химическим составом батареи и упаковкой. Он определяет размер батареи, который поможет достичь цели производительности.
- Максимальный ток непрерывного разряда. Это максимальный ток, при котором аккумулятор может непрерывно разряжаться без повреждения. Это предел, установленный производителем. Он определяет максимальную скорость и ускорение, которые может выдержать это транспортное средство.
Чтобы вычислить емкость, разрядный ток в амперах умножается на время разряда и уменьшается по мере увеличения C-скорости.
