Основные характеристики аккумуляторов
Наиболее важными показателями качества АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также, необходимо учитывать, что все характеристики производитель дает при определенной температуре — обычно 20 или 25 °С. При отклонениях от этого напряжения, характеристики меняются, и обычно в худшую сторону.
Значения напряжения и емкости обычно входят в название модели батареи. Например: RA12-200DG — батарея напряжением 12 вольт и емкостью 200 ампер*часов, гелевая, глубокого разряда. Это значит, что батарея может выдать в нагрузку энергию 12 х 200 = 2400 Вт*ч при 10 часовом разряде током в 1/10 от емкости. При больших токах и быстром разряде емкость батареи понижается. При меньших токах — обычно увеличивается. Это можно видеть на графике разрядных характеристик аккумуляторных батарей. Также, нужно смотреть на разрядные характеристики на конкретные батареи. Иногда производители в названии пишут завышенную емкость аккумулятора, которая имеет место только в идеальных условиях — так, например, делает Haze (у аккумуляторов Haze реальная емкость процентов на 10-20 ниже, чем указано в названии батареи).
При разряде током в 0,1 С время работы составляет 10 часов и батарея полностью выдаст в нагрузку аккумулированную энергию. При разряде током 2 С (в 20 раз большим) время работы будет около 15 минут (1/4 часа) и при этом батарея выдаст в нагрузку только половину аккумулированной энергии. При больших токах разряда это значение еще меньше. Зачастую в источниках бесперебойного питания аккумуляторные батареи работают в еще более тяжелых режимах, при которых токи разряда достигают 4 С. При этом время разряда сравнимо с 5 минутами и батарея выдает в нагрузку менее 40% энергии.
Емкость батареи
Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее емкостью. Она измеряется обычно в ампер-часах, хотя правильнее приводить значения в ватт-часах.
Емкость (Вт*ч) = U*I*t
где U — напряжение аккумулятора, В; I — ток, который он может отдавать в течение времени t.
Так как обычно принимается, что для различных аккумуляторов напряжение одинаковое, то из формулы убирается напряжение, и остается емкость в ампер-часах.
Одна АБ емкостью 100 Ач может питать нагрузку током 1 А в течение 100 часов, или током 4 А в течение 25 часов, и т.п., хотя емкость батареи снижается при увеличении разрядного тока. На рынке продаются батареи емкостью от 1 до 3000 Ач.
- Аккумулятор + генератор
- Аккумуляторные батареи. Ликбез
- Какая емкость АБ Вам нужна?
- Руководство покупателя АКБ для систем электроснабжения
- Сравнение литиевых и свинцовых аккумуляторов
- Типы аккумуляторов
- Типы свинцово-кислотных аккумуляторов
Для увеличения срока службы свинцово-кислотной АБ желательно использовать только малую часть ее емкости до повторной зарядки. Каждый процесс разряда-заряда называется зарядным циклом, причем не обязательно полностью разряжать аккумулятор. Например, если вы разрядили аккумулятор на 5 или 10% и затем снова зарядили его — это тоже считается как 1 цикл. Конечно, количество возможных циклов будет сильно отличаться при различной глубине разряда (см. ниже). Если возможно использовать более 50% энергии, запасенной в АБ до ее заряда, без заметного ухудшения ее параметров, такая батарея называется батареей «глубокого разряда».
Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение синцово-кислотных АБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Многие фотоэлектрические батареи имеют мягкую нагрузочную характеристику, поэтому при увеличении напряжения ток заряда снижается значительно. Поэтому всегда необходимо использовать специальный контроллер заряда для солнечных батарей. В случае применения ветроэлектрических станций или микроГЭС , такие контроллеры также обязательны.
Напряжение
Напряжение на аккумуляторе зачастую является основным параметром, по которому можно судить о состоянии и степени заряженности аккумулятора. Особенно это относится к герметизированным аккумуляторам, у которых не возможно измерить плотность электролита.
Напряжение при заряде, разряде и отсутствии тока очень сильно отличаются. Для определения степени заряженности аккумулятора измеряют напряжение на его клеммах при отсутствии как зарядного, так и разрядного токов в течение как минимум 3-4 часов. За это время напряжение обычно успевает стабилизироваться. Значение напряжения при заряде или разряде ничего не скажет от состоянии или степени заряженности АБ . Примерная зависимость степени заряженности аккумулятора от напряжения на его клеммах в режиме холостого хода, приведена в таблице ниже. Это типичные значения для стартерных аккумуляторов с жидким электролитом. Для герметизированных аккумуляторов (AGM и гелевых) обычно эти напряжения немного выше (нужно запрашивать производителя) — например, AGM батареи полностью заряжены, если напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В).
Степень заряженности
Степень заряженности зависит от очень многих факторов, и точно ее могут определить только специальные зарядные устройства с памятью и микропроцессором, которые отслеживают как заряд, так и разряд конкретного аккумулятора в течение нескольких циклов. Этот метод наиболее точный, но и наиболее дорогой. Однако он сможет сэкономить много денег при обслуживании и замене аккумуляторов. Применение специальных устройств, контролирующих работу аккумуляторов по степени их заряженности, позволяет очень сильно повысить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов. Ряд предлагаемых нами контроллеров для солнечных батарей имеют встроенные устройства вычисления степени заряженности аккумулятора и регулируют заряд в зависимости от ее величины.
Для определения степени заряженности можно использовать также следующие 2 упрощенных метода.
- Напряжение на аккумуляторе. Этот способ наименее точный, но требует только наличия цифрового вольтметра, способного измерять десятые и сотые доли вольта. Перед измерениями нужно отсоединить от аккумулятора всех потребителей и все зарядные устройства и подождать как минимум 2 часа. Затем можно измерить напряжение на терминалах аккумулятора. Ниже в таблице приведены напряжения для аккумуляторов с жидким электролитом. Для полностью заряженной новой AGM или гелевой батареи напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В). По мере старения аккумуляторов это напряжение снижается. Можно измерять напряжение на каждой банке аккумулятора, чтобы найти неисправную банку (разделите напряжение для 12В на 6 для того, чтобы определить нужное напряжение на одной банке).
- Второй метод определения степени заряженности — по плотности электролита. Этот метод подходит только для аккумуляторов с жидким электролитом.
Также, нужно подождать 2 часа перед измерениями. Для измерения используется ареометр. Обязательно наденьте резиновые перчатки и защитные очки! Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если вода попадет на кожу.
| Степень заряженности | Батарея 12В | Батарея 24 В | Плотность электролита |
| 100 | 12.70 | 25.40 | 1.265 |
| 95 | 12.64 | 25.25 | 1.257 |
| 90 | 12.58 | 25.16 | 1.249 |
| 85 | 12.52 | 25.04 | 1.241 |
| 80 | 12.46 | 24.92 | 1.233 |
| 75 | 12.40 | 24.80 | 1.225 |
| 70 | 12.36 | 24.72 | 1.218 |
| 65 | 12.32 | 24.64 | 1.211 |
| 60 | 12.28 | 24.56 | 1.204 |
| 55 | 12.24 | 24.48 | 1.197 |
| 50 | 12.20 | 24.40 | 1.190 |
| 40 | 12.12 | 24.24 | 1.176 |
| 30 | 12.04 | 24.08 | 1.162 |
| 20 | 11.98 | 23.96 | 1.148 |
| 10 | 11.94 | 23.88 | 1.134 |
Срок службы аккумуляторов
Неправильно определять срок службы аккумуляторов в годах или месяцах. Срок службы батареи определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.
Само понятие «количество рабочих циклов «заряда-разряда» аккумулятора» относительное, так как сильно зависит от различных факторов. Кроме того, значение количества рабочих циклов, например для одного типа аккумулятора, не является универсальным понятием, так как зависит от технологии, различной у каждого из производителей.Срок службы аккумуляторов определяется в циклах, поэтому время работы в годах — приблизительное и рассчитано для типичных условий работы. Поэтому, если, например, в рекламе указано, что срок службы аккумуляторов составляет 12 лет, это значит, что производитель посчитал срок службы для буферного режима с средним числом циклов заряд-разряд 8 в месяц. Например, для AGM аккумуляторов Haze указывается срок службы 12 лет и максимальное число циклов 1200 при разряде на 20%. В год получается 100 таких циклов, в месяц — около 8.
Еще один важный момент — в процессе эксплуатации полезная емкость аккумулятора уменьшается. Все характеристики по количеству циклов обычно приводятся не до полной смерти аккумулятора, а до момента потери им 40% своей номинальной емкости. Т.е, если производителем приведено количество циклов 600 при 50% разряде, это значит, что через 600 идеальных циклов (т.е. при температуре 20С и разряде током одной величины, обычно 0,1С) полезная емкось аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.
Свинцово-кислотные АБ , предназначенные для использования в системах автономного электроснабжения имеют, срок службы от 300 до 3000 циклов в зависимости от типа и глубины разряда. В системах на базе ВИЭ батарея может разрядиться гораздо сильнее, чем при буферном режиме. Для обеспечения длительного срока службы, в типичном цикле разряд не должен превышать 20-30% емкости АБ , а глубокий разряд — не более 80% емкости. Очень важно сразу же после разряда заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы. Длительное нахождение (более 12 часов) в разряженном или не полностью заряженном состоянии приводит к необратимым последствиям в аккумуляторах и снижению их срока службы.
Как определить, что аккумулятор уже близок к окончанию своего срока службы? Очень просто — у аккумулятора повышается внутреннее сопротивление, это приводит к более быстрому росту напряжения при заряде (и, соответственно, снижению времени, требуемого для заряда), и более быстрому разряду аккумулятора. Если заряд производится током, близким к предельно допустимому, умирающий аккумулятор будет нагреваться при заряде сильнее, чем раньше.
Максимальные токи заряда и разряда
Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно ее емкости. Обычно для аккумуляторов максимальный ток заряда не должен превышать 0,2-0,3С. Превышение зарядного тока ведет к сокращению срока службы аккумуляторов. Мы рекомендуем устанавливать максимальный ток заряда не более 0,15-0,2С. Смотрите характеристики на конкретные модели аккумуляторов для определения максимального зарядного и разрядного токов.
Примечание: это «правило большого пальца», полезное при грубой оценке допустимых токов, для более точной информации обратитесь к паспорту на ваш аккумулятор.
Зарядные и разрядные характеристики сильно зависят от химического состава аккумулятора. Также, многое зависит от конструкции аккумулятора — объем электролита, толщина пластин, покрытия, плотность электролита и т.п. Некоторые аккумуляторы разработаны для разрядом малыми токами долгое время, другие могут работать при больших токах короткое время.
Ниже приведена таблица с типичными значениями основных параметров аккумуляторов.
Внутреннее сопротивление
На максимальные токи заряда и разряда также влияет внутреннее сопротивление аккумулятора. Особенно важен этот показатель для высокотоковых аккумуляторов. Аккумулятор можно представить как источник тока и последовательное сопротивление. Чем больше внутреннее сопротивление, тем больше будет нагреваться аккумулятор и тем больше будет падать на нем напряжение.
Величина снижения напряжения на элементах аккумуляторной батареи при протекании токов, определяется внутренним сопротивлением элементов. Полное сопротивление свинцово-кислотного аккумулятора – это сумма таких величин, как сопротивление поляризации и омическое сопротивление. Омическое сопротивление является суммой сопротивлений сепараторов аккумулятора, электродов, положительного и отрицательного выводов, мостовых сварных соединений между элементами и электролита.
Условно, можно аккумулятор представить в виде двухполюсника с ЭДС (электродвижущей силой — напряжением без нагрузки) E и внутренним сопротивлением r. При этом предполагается, что часть ЭДС аккумулятора падает на нагрузке, а другая часть — на внутреннем сопротивлении аккумулятора. Иначе говоря, предполагается, что верна формула:
Внутреннее сопротивление свинцово-кислотных аккумуляторов
На сопротивление электродов оказывает влияние их конструкция, пористость, геометрия, конструкция решётки, состояние активного вещества, наличие легирующих компонентов, качество электрического контакта решёток и обмазки активной массы. При этом, как известно, у аккумуляторов большей емкости больше рабочая поверхность пластин и больше пространства для диффузии электролита внутри аккумулятора. Поэтому внутреннее сопротивление аккумуляторов большой емкости меньше, чем внутреннее сопротивление аккумуляторов меньшей емкости.
Кроме того, внутреннее сопротивление аккумуляторов зависит и от токов нагрузки. Например, внутреннее сопротивление аккумулятора при больших токах нагрузки в несколько раз меньше, чем внутреннее сопротивление того же аккумулятора при малых токах. В процессе разряда свинцово-кислотного аккумулятора на поверхности электродов выделяется сульфат свинца (PbSO4). Это плохой проводник, который существенно увеличивает сопротивление электродных пластин. Кроме того, сульфат свинца откладывается в порах активной массы пластин и существенно уменьшает диффузию серной кислоты из электролита в них.
Существенное влияние на сопротивление свинцово-кислотного аккумулятора оказывает и величина сопротивления электролита. Эта величина, в свою очередь, сильно зависит от концентрации и температуры электролита. Так, при уменьшении температуры сопротивление электролита растет и достигает бесконечности при его замерзании. И, наоборот, при высокой температуре скорость диффузии ионов электролита выше и внутреннее сопротивление аккумулятора ниже. Наиболее оптимальным значением является установленная производителем плотность электролита при температуре 20-25°С, при которой внутреннее сопротивление принимает минимальное значение. При уменьшении или увеличении плотности электролита его сопротивление увеличивается, а, следовательно, растет и внутреннее сопротивление аккумулятора.
Поскольку емкость аккумуляторной батареи связана с ее внутренним сопротивлением и, получив опытным путем значение внутреннего сопротивления, можно оценить и емкость самой аккумуляторной батареи. Так, если внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи увеличилось в 2 раза, то можно предположить, что емкость аккумуляторной батареи уменьшилась примерно в 2 раза. Другими словами, внутреннее сопротивление батареи определяет ее способность отдавать в нагрузку большой ток. Эта зависимость подчиняется закону Ома. При низком значении внутреннего сопротивления батарея способна отдавать в нагрузку большой пиковый ток (без существенного уменьшения напряжения на ее выводах), а значит, и большую пиковую мощность, в то время как высокое значение внутреннего сопротивления приводит к резкому уменьшению напряжения на выводах батареи при резком увеличении тока нагрузки. Это приводит к тому, что внешне хороший аккумулятор не может полностью отдать запасенную в нем энергию в нагрузку.
Регулярность измерений внутреннего сопротивления обеспечивает возможность прогнозирования выработки ресурса аккумуляторной батареи, и планировать ее замену заблаговременно. Считается, что за 1 год сопротивление аккумуляторной батареи, при правильной эксплуатации, должно возрастать, исходя из срока службы, например, в 15 лет, не более, чем на 6-7%. Если скорость увеличения сопротивления элементов превышает ожидаемую, то анализируются условия эксплуатации аккумуляторной батареи, нагрузка, процесс подзаряда и другие. Элементы аккумуляторной батареи, сопротивление которых отличается от среднего, вычисляемого для всех элементов, более чем на 10% подвергаются тренировочному заряду, а, если он не дает нужного эффекта, считаются неисправными и нуждающимися в замене. Тренировочный заряд проводится не всех элементах аккумуляторной батареи от штатного зарядно-подзарядного устройства, а индивидуально, только тех элементов, которые в этом нуждаются, от переносного зарядного устройства. При обследовании аккумуляторной батареи кроме внутреннего сопротивления ее элементов измеряются сопротивления и межэлементных соединений. Это позволяет своевременно выявлять характерные дефекты, обусловленные коррозией токовыводов аккумуляторов.
Государственный стандарт ГОСТ Р МЭК 60896-2-99 «Свинцово-кислотные стационарные батареи. Общие требования и методы испытаний», соответствующий рекомендациям МЭК, предусматривает определение внутреннего сопротивления аккумуляторов по двум значениям разрядного тока и напряжения. При этом разрядный ток первой ступени выбирается в зависимости от тока десятичасового режима разряда и равен (4–6) I10, напряжение регистрируется на 20 секунде разряда. Ток второй ступени выбирается из расчета (20–40) I10, напряжение регистрируется на 5 секунде разряда. Далее линейной экстраполяцией определяются расчетная ЭДС и ток короткого замыкания аккумулятора. По полученным данным определяют внутреннее сопротивление аккумулятора. По этой методике проводят испытания многие отечественные аккредитованные специализированные испытательные центры и лаборатории, у которых оборудование позволяет провести это опытным путем.
Обычному пользователю при наличии специального оборудования достаточно измерить внутреннее сопротивление для оценки состояния аккумуляторной батареи в целом. В то же время на сегодняшний день самым объективным способом оценки состояния аккумуляторных батарей является их контрольный 20- или 10-часовой разряд в соответствии с данными тока разряда и конечного напряжения разряда разрядных таблиц завода-изготовителя.
Таким образом, внутреннее сопротивление аккумуляторных батарей является условной величиной. Свинцово-кислотный аккумулятор представляет собой нелинейное устройство, внутреннее сопротивление которого не остается постоянным, а меняется в зависимости от температуры, величины нагрузки, степени заряженности, концентрации электролита и прочих вышеперечисленных параметров. Поэтому для проведения точных расчётов аккумулятора желательно все-таки использовать разрядные кривые, а не величину внутреннего сопротивления.
Параметры проводимости АКБ рассчитывают, отталкиваясь от ЭДС, нагрузки и силы тока. В итоге можно получить условную, изменяющуюся величину, на которую влияют такие факторы:
- размеры и форма батареи;
- конструктивные особенности;
- текущее состояние электролита;
- наличие или отсутствие легирующих добавок;
- состояние контактов.
Особенно существенно на ВС влияет электролит. А именно его состав, концентрация, температурные характеристики.
Есть определённая зависимость между сопротивлением и составом электролитической массы:
- у свинцово-кислотных минимальные значения, они могут отдавать ток до 2,5 кА для запуска ДВС;
- самый низкий параметр внутреннего сопротивления у никель-кадмиевых батарей, который может сохраняться спустя 1 тысячу циклов разряда и заряда;
- у аккумуляторов типа NiMh сопротивление изначально выше, а спустя 300-400 циклов увеличивается;
- Li-ion находятся между 2 предыдущими батареями.
Саморазряд
Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены в отсутствие внешнего потребителя тока.
Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH – немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев.
Следует отметить, что саморазряд аккумуляторов максимален именно в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Глубокий его разряд и последующий заряд увеличивают ток саморазряда.
Саморазряд аккумуляторов в основном обусловлен выделением кислорода на положительном электроде. Этот процесс еще больше усиливается при повышенной температуре. Так, при повышении окружающей температуры на 10 градусов по отношению с комнатной возможно увеличение саморазряда в два раза.
В некоторой степени саморазряд зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Потери емкости могут быть вызваны повреждением сепаратора, когда образования слипшихся кристаллов пробивают его. Сепаратором принято называть тонкую пластину, разделяющую положительный и отрицательный электроды. Это обычно происходит из–за неправильного обслуживания аккумулятора, его отсутствия или применения несоответствующих или некачественных зарядных устройств. У изношенного аккумулятора пластинки электродов разбухают, слипаясь друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда, при этом поврежденный сепаратор невозможно восстановить проведением циклов заряда/разряда.
Каргиев Владимир, «Ваш Солнечный Дом»
©При цитировании ссылка на эту страницу и на «Ваш Солнечный Дом» обязательна
Дополнительная информация по теме в Разделе «Библиотека«. Настоятельно рекомендуем почитать эту статью
Харакеристики аккумуляторов: ГЛОССАРИЙ
Емкость (С) — энергия, которую способен отдать аккумулятор в нагрузку, выражаемая в ампер-часах (А·ч, мA·ч). Она будет больше при следующих условиях: меньшем токе разряда, разряде с меньшими перерывами, более высокой температуре окружающей среды, а также более низком конечном напряжении.
Номинальная емкость — номинальное значение емкости: количество энергии, которую способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.
Саморазряд — потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.
Срок службы батареи — наработка, при которой разрядная емкость сделается меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов «заряд-разряд».
Срок хранения — максимальный период времени, в течение которого батарея может храниться при оговоренных условиях, не требуя дополнительной зарядки.
Эта статья прочитана 153068 раз(а)!
Продолжить чтение
Раздел «Основы — Аккумулирование энергии» Раздел «Оборудование — Аккумуляторы» Свинцово-кислотные аккумуляторы Литиевые аккумуляторы Раздел «Библиотека — про аккумуляторы» См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей. Купить Аккумуляторы в нашем Интернет-магазине
Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая — связано это бывает или с недостаточными знаниями…
Сравнение аккумуляторов различных производителей При проектировании системы автономного или резервного электроснабжения всегда стоит вопрос — какие аккумуляторы лучше выбрать? На рынке представлены множество брендов, типов, и моделей аккумуляторных батарей, и разобраться в них очень непросто. Часто наши клиенты задают вопрос…
Как правильно заменять аккумуляторные батареи, какое напряжение выдают аккумуляторы, что такое гелевый аккумулятор, в чем преимущества литиевых аккумуляторов, как соединять аккумуляторы параллельно и последовательно для увеличения емкости и напряжения — ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы вы получите…
Как продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов? Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования. Эти батареи очень часто работают по тому же принципу, что…
Какая емкость аккумуляторной батареи нужна в системе электроснабжения? При расчете системы автономного или резервного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Специалисты компании «Ваш Солнечный Дом» помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ для вашей энергосистемы. Для предварительного расчета…
Реклама
10 комментариев “ Характеристики аккумуляторов ”
Какой граничный уровень емкости автомобильного аккумулятора позволяющий оставить его в эксплуатации на автомобиле?
Точное определение уровня заряда? – алгоритм ModelGauge
Степень заряда аккумулятора по напряжение можно охарактеризовать как «силу» заряженных частиц, которую передаёт источник электрической энергии посредством кабеля. В данном случае благодаря этим заряженным частицам происходит питание приборов машины. Напряжение как значение не является константой и имеет тенденцию к изменению в корреляции со значением зарядки батареи.
Степень заряженности аккумулятора по напряжению таблица
| Уровень заряда АКБ, % | Напряжение (без нагрузки), В |
| 100 | 12,66 |
| 94 | 12,60 |
| 87,5 | 12,54 |
| 81 | 12,48 |
| 75 | 12,42 |
| 69 | 12,36 |
| 62,5 | 12,30 |
| 56 | 12,24 |
| 50 | 12,18 |
| 44 | 12,12 |
| 37,5 | 12,06 |
| 31 | 12,00 |
| 25 | 11,94 |
| 19 | 11,88 |
| 12,56 | 11,82 |
| 6 | 11,76 |
| 0 | 11,70 |
Подзарядка батареи производится с помощью отдельного зарядного агрегата, который предназначен для кислотных машинных АКБ. Самые элементарные зарядные функционалы такого типа состоят из трансформатора тока и диодного моста.
Благодаря этим компонентам переменное напряжение идёт в ЗУ, где трансформируется в постоянное напряжение(15В). Этой величины достаточно для подзарядки батареи для автомобиля.
В отдельные модели зарядных устройств входят индикаторы силы тока и напряжения тока, и их регулировка соответственно. Также бывают устройства, которые регулируют эти параметры автоматически. А самые элементарные модели ЗУ не включают индикаторов и регулировок.
Читайте также: Ремонт замятого порога автомобиля своими руками
Порядок определения напряжения на аккумуляторе
Как следует из таблицы, информативными данными, позволяющими автомобилисту оценить уровень заряда аккумулятора, являются величины напряжения с нагрузкой и без нагрузки. Рассмотрим методы их измерения.
Измерение напряжения без нагрузки
Чтобы проверить вольтаж можно воспользоваться:
- вольтметром;
- мультиметром.
На рисунке 1 приведено устройство мультиметра.
С его помощью измерения следует проводить в такой последовательности:
- Подсоединить провода-щупы к соответствующим разъемам мультиметра.
- Переключателем перевести мультиметр в режим измерения постоянного напряжения.
- Приложить щупы мультиметра к клеммам АКБ. При несоблюдении полярности на дисплей будет выведено значение со знаком «-», что не оказывает влияния на результат измерений.
- Снять показания с дисплея прибора.
- С помощью таблицы по полученным данным определить уровень заряда батареи.
Совет! Измерение без нагрузки, т.е. при выключенном двигателе, необходимо проводить при комнатной температуре не менее чем через 6 часов после отключения двигателя.
Измерение напряжения с нагрузкой
Измерения проводятся с помощью нагрузочной, иногда говорят разгрузочной, вилки. Она позволяет оценить напряжение в замкнутой цепи, соответствующее пуску двигателя автомобиля. Устройство этого прибора показано на рисунке 2.
Измерения проводятся следующим образом:
- Зарядить на 100% АКБ.
- Подключить щупы вилки к клеммам батареи.
- Подать нагрузку на 5 секунд.
- Снять показания дисплея.
По истечении 5 секунд у исправной АКБ показатели должны восстановиться минимум до 12,4 В.
Важно! Значение под нагрузкой ниже 9 В у полностью заряженного аккумулятора свидетельствует о его неисправности.
Измерение напряжения с помощью ареометра
Это косвенный метод определения вольтажа. Он редко применяется и менее удобный, чем метод измерения с помощью мультиметра.
Ареометром определяется плотность аккумуляторной жидкости. Потом, по таблице устанавливаются соответствующие ей величины. Например, если плотность электролита 1,27 г/см3, то напряжение на аккумуляторе 12,66 В, степень заряда 100 % и, следовательно, его подзарядка не требуется. Чаще решается обратная задача.
Совет! По плотности электролита в АКБ можно сделать вывод об эффективности зарядки. У недостаточно заряженного аккумулятора плотность жидкости ниже 1,27 г/см3.
Какие параметры учитывать при аккумуляторном заряде
При самостоятельной зарядке автомобильной батареи стоит учесть ряд основополагающих параметров:
Читайте также: Как выбирать свечи NGK. Подбор по маркировке
- Подходящая сила тока для заряда равняется 10% от обозначенной ёмкости батареи для авто. К примеру, ёмкость вашей батареи равна 80Ач, в этом случае сила тока при подзарядке будет держаться на высоте 8А.
- Напряжение на зажимах зарядного агрегата должно на 10% превышать напряжение АКБ. Когда напряжение на зажимах стопроцентно заряженной батареи соответствует значению 12,6В, на контактах зарядного устройства это значение должно быть в диапазоне 13,86В.
- Можно воспроизвести более ускоренную зарядку АКБ, для этого сила тока повышается до 20-30А. Однако, такая подзарядка не рекомендуется профессиональными автовладельцами, так как отрицательно сказывается на сроке использования данной батареи.
- При зарядке гелиевого АКБ запрещено заходить за предел напряжения 14,2В, так как в этом случае это значение является критической точкой для этого типа АКБ.
Правильная зарядка аккумулятора
Многие автолюбители заряжают кислотный аккумулятор на дому. Этот процесс требует соблюдения определённых условий для соблюдения безопасности.
Перед начальным этапом нужно удостовериться в цельности АКБ и в том, что батарея не имеет заряда. Для этого перед процессом произведите визуальный осмотр на то, что в корпусе АКБ отсутствуют изъяны.
Если вы обнаружили повреждения – это может означать, что электролит вышел, и такой АКБ не подлежит ремонту или восстановлению. Рабочий АКБ также нужно освободить от грязи, пыли и налёта. Проделать это можно с помощью влажной губки, смоченной в мыльной воде. Дополнительно должна быть очищена вентиляция в крышке АКБ.
Некоторые аккумуляторы вмещают в себя индикаторы, наклейка для значений этих обозначений стандартно находится на крышке АКБ. Такой индикатор может показывать границы электролита, плотность электролита и уровень заряда аккумулятора. Дополнительно АКБ можно протестировать на зажимах. При пустом АКБ напряжение покажет значение ниже установленного нормами.
Не забудьте сверить границы электролита перед рабочим процессом. Для этого нужно открутить верхушки на банках аккумулятора (можно вручную). Электролит должен быть беспримесный, однородный и полностью закрывать пластины. Если количество электролита недостаточное – нужно долить в электролит дистиллированной воды вручную.
Что делать, если заряд аккумулятора не соответствует норме?
Ответ на этот вопрос простой. Если заряд АКБ не в норме, батарею нужно зарядить. Процесс зарядки в подробностях был описан в статье «Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством». Здесь хотелось бы отметить некоторые нюансы.
Зарядное устройство
Можно выделить три основные разновидности зарядки:
- ускоренная. Этот режим ещё часто называют Boost и его можно встретить на многих современных зарядных устройствах (ЗУ). В таком режиме норма заряда АКБ не набирается, но его вполне хватает, чтобы завести двигатель. Этот вид зарядки используется, когда вам нужно срочно ехать, а батарея села. Такой режим не рекомендуется использовать постоянно. Здесь заряд ускоряется за счёт увеличения силы тока, что срок эксплуатации аккумулятора;
- с постоянным напряжением. Этот вид зарядки подразумевает поддержание постоянного напряжения на выводах. Такой режим используется в режиме автоматического заряда на большинстве ЗУ. Его рекомендуется использовать, когда аккумулятор разряжен не сильно (не ниже 12 вольт). Подробнее о напряжении аккумулятора автомобиля в статье по ссылке. Преимущества этого режима в том, что вам не нужно его контролировать. Зарядное устройство само определить, когда заряд будет в норме и остановит процесс;
- с постоянным током. Этот вариант зарядки подразумевает подачу постоянного тока на аккумулятор. Процесс ведётся в несколько стадий, на которых ток постепенно снижается. Такой режим рекомендуется при зарядке глубоко разряженной аккумуляторной батареи. Он позволяет наиболее полно и равномерно зарядить аккумулятор. Минус в том, что вам придётся постоянно контролировать процесс, измерять напряжение и прекратить процесс, когда заряд батареи будет в норме.
Процесс зарядки аккумулятора
В заключение хотелось бы напомнить о правилах безопасности при зарядке аккумулятора. Процесс должен вестись в проветриваемом помещении. Лучше не проводить зарядку в жилых помещениях. Рядом с заряжаемым аккумулятором не должно быть открытого огня и искр. В процессе заряда выделяется водород, который в сочетании с кислород образует взрывоопасную смесь!
Советуем также прочитать материал о том, сколько весит автомобильный аккумулятор.
Способы зарядки аккумулятора
Подзарядку АКБ лучше проводить в специальных, хорошо проветриваемых комнатах. Так как происходит выпаривание электролита и в воздух выходят вредные пары.
Читайте также: Как прозвонить стартер мультиметром видео
Для начала к батарее присоединяется функционал для зарядки, и только после подключается питание из сети. В обратном случае плавкие вставки зарядки могут повредиться.
Подзарядка АКБ осуществляется тремя видами:
- Первый вид заряда подразумевает соблюдение напряжения на границе 16В для 12-вольтного аккумулятора, варьируя силу тока. В ранней стадии зарядки она держится на уровне 20-30А, но затем плавно опускается по ходу зарядки. Этот процесс стандартно происходит в течении суток, чем меньше величина напряжения, тем длительней будет время подзарядки. Не рекомендуются ставить высокое напряжение.
- Второй вид является кардинально контрастный – сила тока здесь является константной величиной, а переменным значением является напряжение. Это более экстремальный вид зарядки и требует профессионального подхода.
- Третий вид предполагает комбинацию из двух первых. То есть сначала зарядка осуществляется с помощью постоянного тока, а далее при работе постоянного напряжения.
По окончанию процесса тестируется напряжение на зажимах АКБ. Это осуществляется с работой нагрузочной вилки. Либо аккумулятор для тестирования устанавливается в авто. Если батарея заряжена, то стартер будет стартовать без никаких проблем.
Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора
Прямая связь таких параметров, как напряжение и состояние химических элементов (электролита и пластин), а также уровня зарядки, отражается на работоспособности всей системы.
После полного заряда автомобильного аккумулятора электролит имеет высокую концентрацию кислоты, и напряжение батареи максимально. Во время эксплуатации плотность уменьшается, в связи с этим падает значение напряжения, следовательно и заряд АКБ. Стоит отметить, что разность потенциалов источника питания изменяется не только от заряда аккумулятора, но и от количества приборов, подключённых к сети.
Как соотносятся заряженность батареи и напряжение аккумулятора, можно увидеть на этом рисунке:
Тесно связаны напряжение и ёмкость АКБ. Оба параметра производитель указывает в модели источника питания. Они показывают, какую нагрузку энергии выдаёт аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени разряда. Большие токи и быстрый разряд уменьшают ёмкость источника питания, меньшие — могут способствовать увеличению этого показателя.
Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:
- по напряжению под мощностью при помощи нагрузочной вилки и постоянного тока;
- спектральным анализом;
- приборами, снимающими показания при переменном токе.
Все эти способы базируются на сведениях о сопротивлении АКБ, что позволяет только качественно оценить состояние источника питания. Зависимость ёмкости аккумулятора от напряжения не является причиной для установления работоспособности батареи. Связано это с возможным наличием плавающего заряда даст совершенно нормальный результат диагностики, что не будет соответствовать действительности. Поэтому мы рекомендуем проверять остаточную ёмкость АКБ от напряжения с помощью специалистов, которые проведут компьютерное исследование батареи.
Как долго заряжать кислотный аккумулятор
Аккумулятор воспринимается заряженным до конца, когда начинает кипеть электролит. Средний показатель времени зарядки обычно составляет для стандартных аккумуляторов 9 часов. Но этот показатель разнится в зависимости от типа аккумулятора и от его уровня заряженности на момент начала процесса подзарядки.
Не рекомендуют производить перезаряд АКБ, так как вследствие этого образуется накипь на свинцовой пластинке. После чего батарея может испортиться без возможности восстановления. Для того, чтобы этого избежать, нужно перед началом процесса тестировать высоту электролита и его плотность, особенно в прохладное время года.
При высоких показателях температуры воздуха заряд АКБ производится при показаниях ёмкости от 50%, при более холодном температурном режиме этот показатель обычно равняется 25%.
АКБ стоит очистить от грязи, пыли и накипи не только перед началом зарядки, но и после, так как в процессе подзарядки на поверхности могут остаться следы кислоты.
Очистить аккумулятор можно мыльным или содовым раствором. Эту процедуру нужно проводить в перчатках из соображений безопасности. При этом старайтесь, чтобы раствор не протёк в банки АКБ.
Весь процесс довольно простой, и, если работать, соблюдая все инструкции, работа аккумулятора будет долгой и хорошо налаженной.
Как протестировать уровень заряда аккумулятора
Выносливость аккумулятора характеризуется напряжением, эти данные являются основополагающими для замеров уровня заряда АКБ.
Напряжение можно протестировать двумя способами: измерением показаний на клеммах и замерами плотности электролита.
Показания на клеммах
Это самый простой и доступный метод. Он ориентируется на показатель значений, которые измеряются на контактах аккумуляторной батареи вольтметром – специальным измерительным прибором. Он покажет точное значение, вплоть до сотых долей вольта.
Для замера батарея должна находиться в состоянии покоя 4-5 часов, и только после этого можно проводить измерения. Обычный уровень напряжения для кислотных аккумуляторов составляет 12,5-12,9В. Для более точных измерений ориентируйтесь на вышеуказанную таблицу.
Есть способ замера с более высокой точностью с участием специальных ЗУ с памятью и микропроцессором. Они имеют возможность отследить несколько серий заряда и разряда батареи.
Этот метод является максимально точным, и так вы сможете сэкономить средства при сервисе батареи.
Плотность электролита
Второй метод заключается в замерах плотности жидкого электролита. Соответственно, это метод подойдёт только для аккумуляторов с электролитом. Электролит состоит из 65% дистиллята и 35% серной кислоты.
При разрядке АКБ понижается плотность серной кислоты. Чем выше разряд, тем больше уменьшается плотность. Эти коэффициенты находятся в постоянной связке.
Плотность электролита вы можете замерить особым прибором – ареометром. При степени полноценного заряда аккумулятора 12,7В и средней температуре воздуха плотность электролита будет колебаться в пределах 1,27-1,28 г/см3.
Существует специальная таблица данных, показывающая зависимость заряда АКБ от плотности электролита:
Читайте также: Прогар клапанов: что такое и как диагностировать
| Степень заряда, % | Плотность электролита, г/см3 |
| 10 | 1,13 |
| 20 | 1,14 |
| 30 | 1,16 |
| 40 | 1,17 |
| 50 | 1,19 |
| 60 | 1,20 |
| 70 | 1,21 |
| 80 | 1,23 |
| 90 | 1,24 |
| 95 | 1,25 |
| 100 | 1,27-1,28 |
Чем более высокую плотность имеет электролит, тем более стойкой батарея останется в режиме холода. В регионах с холодными климатическими условиями плотность электролита принудительно увеличивают до отметки 1,30 г/см3.
Однако, предельно допустимое значение – 1,35 г/см3, в противном варианте кислота может расплавить пластинки.
Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля зимой
Постоянная недозарядка АКБ зимой приводит к уменьшению емкости АКБ и плотности электролитной жидкости. В середине небольших элементов батареи вследствие этого электролитная жидкость может замерзнуть. В результате таких процессов происходит некорректная работа источника электроэнергии.
Для тестирования напряжения на аккумуляторе автомобиля используют мультиметр или выполняют регулярные замеры плотности электролитной жидкости. В заряженном в полном объеме источника питания этот показатель будет не менее 1,28 г/см³.
Замеры под нагрузкой
Иногда АКБ обладает возможностью запуска двигателя даже при опустившемся напряжении. Но важно, чтобы после запуска генератор обеспечил её дальнейший заряд.
В процессе зажигания в АКБ заряд уходит на стартер, так как подаётся высокий ток. При хорошо работающем аккумуляторе реставрация батареи совершается за 5 секунд.
Напряжение на хорошо работающей батарее пребывает в диапазоне 12,6-12,9В. Но эти данные не всегда правильно оценивают состояние АКБ. Может возникнуть такой эффект, когда в тихом состоянии напряжение в батарее хорошее, а под действием нагрузки резко снижается, и заряд заканчивается быстро.
Поэтому есть смысл иногда проводить замеры под нагрузкой. Для этого пользуются нагрузочной вилкой. Это помогает понять, насколько хорошо аккумуляторная батарея удерживает зарядку.
Вилка представляет собой устройство с нагрузочной спиралью, контактными щупами и вольтметром. Прибор создаёт имитацию пускового тока, при этом производя напряжение, которое в 2 раза выше ёмкости батареи.
При ёмкости АКБ 50 Ач происходит нагрузка до 100А. Такие замеры делают на полноценно заряженной АКБ. Через 5 секунд прибор выдаёт результат.
Учитывая, что показатель нагрузочного напряжения меньше, при работающем аккумуляторе этот показатель будет 10В, а при плохо работающем аккумуляторе составит 9В и меньше.
Аккумулятор теряет напряжение: в чем причина?
Если заряженный источник питания быстро разряжается, причин такого «поведения» батареи может быть несколько. Уровень заряда аккумулятора может быстро падать вследствие естественной причины: АКБ просто исчерпала свой ресурс обычным путем и нуждается в замене.
Также может выйти из строя генератор, который заряжает батарею в процессе езды, помогая ей поддерживать необходимый уровень рабочего состояния. Если аккумулятор еще не старый, и генератор в порядке — вероятно, в автомобиле есть серьезные проблемы с током в виде его постоянной утечки.
Кроме этого, бортовая сеть автомобиля может быть неисправной — например, магнитола или какой-нибудь другой прибор берет слишком много тока, и аккумулятор просто не справляется с этой нагрузкой.
Для того чтобы устранить падение напряжения, иногда бывает достаточно исправить возникшую неполадку путем технического осмотра, выявления причины, ее устранения и повторных замеров напряжения на клеммах аккумулятора после нескольких часов его эксплуатации. Важно оценить и такие показатели, как уровень плотности электролита, а также измерить напряжение под нагрузкой и без нее. Подробнее о проверке АКБ нагрузочной вилкой →
Это интересно: Аккумулятор для дизельного автомобиля
Напряжение при низких температурах
При снижении температуры воздуха при смене сезонов мотор запускается более тяжело. Многие водители решают эту проблему таким образом: снимают батарею на ночь и уносят домой.
Низкие температуры имеют влияние на плотность электролита, которая снижает свой показатель.
Воды в составе электролита получается больше, жидкость способна к замерзанию. Поэтому низкие температуры замедляют процессы в батарее.
При адекватной работе аккумулятор с жидким электролитом может работать без смены 5-7 лет. И если летом плотность электролита и степень заряда нужно тестировать раз в 3-4 месяца, то зимой такие проверки осуществляются раз в 2-3 недели.
При проживании в регионах с суровым зимним климатом батарею нужно заряжать раз в 5-7 дней, даже если вы постоянно используете автомобиль.
Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля
Двигатель — это «сердце автомобиля», тогда аккумулятор это часть его нервной системы — это его спинной мозг. От нормально функционирующей батареи зависит работа электроприборов и конечно пуск двигателя. Особенно критичен пуск в холодное время. К зиме аккумулятор должен быть подготовлен. Любой диагност и опытный автолюбитель знает, что ключевой показатель при диагностике аккумулятора — это его напряжение.
Напряжение — это физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля (включающего сторонние поля), совершаемой при переносе единичного пробного электрического заряда из точки A в точку B.
Если говорить простыми словами, то это накопленная энергия, которую аккумулятор передаст стартеру при повороте ключа. Стартер эту энергию потратит, а генератор потом компенсирует. Этот процесс должен проходить неразрывно. Водитель должен постоянно следить за величиной напряжения. Чтобы не запутаться и сделать всё правильно рассмотрим всё по порядку.
Нормальные показатели с нагрузкой и без
Чтобы распознать неполадки, нужно знать как аккумулятор работает в норме. Для выявления отклонений в работе требуется знать какое напряжение должен показывать заряженный аккумулятор автомобиля. Рассмотрим как правильно определить заряд аккумулятора.
Читайте также: Датчик температуры охлаждающей жидкости приора 16 клапанов
Очень важно понимать в какой момент производить замер: в покое или под нагрузкой. Это принципиально разные величины. Прежде всего рассмотрим номинальное и фактическое напряжение в покое заряженного АКБ без нагрузки.
- Номинальное (в покое) должно быть 12,6 — 12,7 В. Данная цифра прописана в паспортах и инструкциях к аккумуляторам почти любого производителя и она говорит о полной исправности и нормальной работы батареи.
- Фактическое (в покое) несколько отличается от номинального. На деле диапазон колеблется в пределах от 12,4 до 12,8 В.
При замерах напряжения аккумулятора в покое величина может подняться до 13,2 В. Такая картина возникнет, если замерять сразу после зарядки, поэтому необходимо подождать 30 минут и повторить замер. Тогда вы увидите реальный показатель.
Чаще всего 12,6 вольт — это то каким должно быть напряжение нормального АКБ.
Важно! Если заряд аккумулятора в покое упали ниже 12 В — это говорит о недостаточной заряженности АКБ и необходимо срочно поставить батарею на зарядку.
Теперь разберёмся с напряжением аккумулятора под нагрузкой. Для чего она нужна и каковы нормативы?
Распространенные виды и типы нагрузочных вилок
В специализированных магазинах и на рынках можно встретить большое число нагрузочных вилок, которые отличаются конструкцией, диапазоном измерения и уровнем измеряемого тока.
Кроме того, такие измерительные приборы классифицируются по типу проверяемых АКБ — для щелочных и кислотных источников питания.
Главной особенностью является разница в нагрузке (чаще всего — от 1 до 12 Ампер).
Также существуют вилки, позволяющие проверять отдельные банки аккумулятора, если конструкция изделия дает такую возможность.
К наиболее популярным видам нагрузочных вилок можно отнести:
- НВ-Б — устройство, позволяющее измерять в напряжение в диапазоне от 0 до 3 Вольт. Максимальная нагрузка по току составляет 100 Ампер. Прибор используется для проверки аккумуляторов кислотного типа (напряжением 2 В) и щелочных АКБ (1,2 Вольта).
- Э 107 УХЛ4 — тип нагрузочной вилки для проверки 12-вольтовых автомобильных АКБ. Предел измерений в этом устройстве составляет от 0 до 20 Вольт. Граничная нагрузка по току — 100 Ампер.
- BH-01 — устройство, позволяющее измерять напряжение в диапазоне от 0 до 15 В. Рабочая температура составляет от 1 до 35 градусов тепла. Повторная проверка должна производиться через 15 секунд.
- HB-01 —прибор, отличающийся точностью в 2,5%, а также диапазоном измерений от 0 до 15 Вольт. Величина нагрузки — 100 или 200 Ампер. Температурный диапазон от 30 градусов мороза до 60 градусов тепла.
- НВ-03 — наиболее востребованное у автовладельцев изделие, отличительной особенностью которого является наличие электронного вольтметра с ЖК индикатором. В комплекте поставляется две нагрузки, которые можно по отдельности подключать к вилке. Максимальная токовая нагрузка — 200 А, напряжение — от 0 до 16 Вольт, а емкость проверяемых АКБ — от 15 до 240 А*ч. Изделие используется для проверки аккумуляторов на стандартное напряжение 12 Вольт. В случае подключения одной нагрузки предельный ток будет составлять 100 Ампер. При этом можно тестировать АКБ с емкостью 15-100 А*ч. Если установить две нагрузки, максимальный ток вырастает до 200 Ампер. При этом удается проверить АКБ на 100-240 А*ч.
- HB-04 — более мощное устройство, позволяющее тестировать аккумуляторы на 12 и 24 Вольта. Кроме того, с помощью прибора можно проверить отдельные элементы АКБ на 2 В. Точность измерений — 0,5%, диапазон напряжения — 0-32 В. Кроме того, изделие работает в широком диапазоне температур — от -20 до +60 градусов по Цельсию.
Читайте также: Замена Прокладки Клапанной Крышки Ваз 2105
ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Подбор аккумулятора по марке автомобиля, инструкция
Определение уровня заряженности
Измерение напряжения АКБ производится мультиметром (также подойдут вольтметр или нагрузочная вилка). Для того чтобы замерить напряжение (неважно под нагрузкой или в покое) необходимо перевести регулятор мультиметра в режим «U» и прислонить щупы прибора к клеммам аккумулятора. На дисплее отобразиться результат замера.
Как писалось выше — замер можно производить в покое и под нагрузкой. В первом случае, а также, в случае, если мы берём нагрузку с внешнего прибора — электрические цепи должны быть разомкнуты, зажигание отключено.
Проверка напряжения аккумулятора под нагрузкой при помощи бортовой сети автомобиля — нежелательна, потому что сеть подключена не напрямую к батарее. Поэтому здесь могут быть погрешности измерений и неточности.
Важно! Нагрузочная вилка должна использоваться строго в соответствии с полюсами (плюс или минус). А вот при замерах вольтметром или мультиметром можно не обращать внимание на полярность щупов и клемм аккумулятора.
Помимо напряжения, есть ещё уровень заряженности аккумулятора Эти две величины неразрывны между собой. Зная нормальное и фактическое напряжение батареи, мы можем определить до какой степени она заряжена, нужно ли подзаряжать ещё. Рассмотрим как проверить уровень заряда аккумулятора.
Как правильно зарядить автомобильный аккумулятор?
26.08.09 | Рубрика: Обслуживание аккумулятора. Просмотры: 135 255
(
206 голос(ов), средний: 4,10 из 5)
С окончанием летнего сезона у автомобилистов все чаще возникает вопрос зарядки своего автомобильного аккумулятора. По многочисленным просьбам читателей портала battery-industry.ru, мы публикуем инструкцию «правильной» зарядки АКБ.
Заряд АКБ
Заряд свинцовых аккумуляторных батарей необходимо производить от источника постоянного (выпрямленного) тока. Можно использовать любые выпрямители, допускающие регулировку зарядного тока или напряжения. При этом зарядное устройство, предназначенное для заряда одной 12-вольтовой батареи, должно обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,5 В, поскольку иначе не удастся зарядить современную необслуживаемую батарею полностью (до 100% ее фактической емкости).
Положительный провод (клемму) зарядного устройства соединяют с положительным выводом батареи, отрицательный — с отрицательным.
В практике эксплуатации пользуются, как правило, одним из двух методов заряда батареи: заряд при постоянстве тока или заряд при постоянстве напряжения. Оба эти метода равноценны с точки зрения их влияния на долговечность батареи. При выборе зарядного устройства следует руководствоваться информацией, приведенной ниже.
Заряд при постоянстве тока
Заряд батареи производится при постоянной величине зарядного тока, равной 0,1 х С20 (0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда). Это значит, что для батареи емкостью 60 А•ч ток заряда должен быть равен 6 А. Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство.
Недостаток такого способа — необходимость постоянного (каждые 1-2 часа) контроля и регулирования зарядного тока, а также обильное газовыделение в конце заряда.
Для снижения газовыделения и повышения степени заряженности батареи целесообразно ступенчатое снижение силы тока по мере увеличения зарядного напряжения. Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А•ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения. При заряде батарей последнего поколения, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А•ч).
Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В в зависимости от состава сплавов решеток и чистоты электролита.
Читайте также: Сколько весит голый кузов ваз 21099
Заряд при постоянстве напряжения
При заряде этим методом степень заряженности АКБ по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство. Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В — на 85-90%, а при напряжении 16 В — на 95-97%. Полностью зарядить батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В.
В первый момент включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления (емкости) батареи. Поэтому зарядное устройство снабжают схемными решениями, ограничивающими максимальный ток заряда до 20-25 А.
По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению зарядного устройства, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда (если величина зарядного напряжения выпрямителя ниже напряжения начала газовыделения). Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме. Обычно критерием окончания заряда в подобных устройствах является достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4±0,1 В. При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда. Однако, для удовлетворительного (на 90-95%) заряда современных необслуживаемых батарей с помощью выпускаемых промышленностью зарядных устройств, имеющих максимальное зарядное напряжение 14,4-14,5 В, потребуется более суток.
Заряд батареи на автомобиле
При эксплуатации батареи на автомобиле ее заряд происходит при постоянном напряжении. Производители автомобилей по согласованию с разработчиками батарей устанавливают уровень зарядного напряжения 14,1±0,2 В, что ниже напряжения интенсивного газовыделения. С понижением температуры эффективность заряда при постоянном напряжении уменьшается из-за роста внутреннего сопротивления батареи. Поэтому АКБ на автомобиле не всегда восстанавливает свою емкость после разряда полностью. Обычно степень заряженности батареи зимой составляет 70-75%, если напряжение на клеммах батареи равно 13,9-14,3 В при работающем двигателе и включенном дальнем свете. Поэтому в тяжелых условиях зимы (при низких температурах, частых и длительных пусках холодного двигателя и коротких пробегах) целесообразно периодически (желательно не реже одного раза в месяц) производить заряд АКБ от стационарного зарядного устройства и при положительной температуре.
У полностью заряженной батареи плотность электролита составляет 1,28±0,01 г/см3 Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1,20±0,01 г/см3 у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50%. У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1,10±0,01 г/см3.
Если значение плотности во всех аккумуляторах одинаково (с разбросом ±0,01 г/см3), это говорит о степени заряженности батареи и отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектной банке аккумулятора будет значительно ниже (на 0,10-0,15 г/смі), чем в остальных ячейках.
Для измерения плотности жидкостей применяют ареометры со сменными денситометрами для измерения плотности различных жидкостей, например, антифриза с плотностью от 1,0 до 1,1 г/см3 или электролита с плотностью от 1,1 до 1,3 г/см3.
При измерении поплавок не должен касаться стенок цилиндрической части стеклянной трубки. Одновременно необходимо замерить температуру электролита. Результат измерения плотности приводят к +25°C. Для этого к показаниям денситометра надо прибавить или отнять поправку, указанную в специальной литературе.
Если при измерении окажется, что НРЦ ниже 12,6 В, а плотность электролита ниже 1,24 г/см3, батарею необходимо подзарядить и проверить зарядное напряжение на ее клеммах при работающем двигателе.
Таблица заряженности
Данная таблица поможет определить состояние аккумулятора и степень его заряженности.
| Напряжение АКБ | Степень заряженности АКБ |
| 12,6 вольт и выше | 100 % |
| 12,5 вольт | 90 % |
| 12,42 вольт | 80 % |
| 12,32 вольт | 70 % |
| 12,2 вольт | 60 % |
| 12,06 вольт | 50 % |
| 11,9 вольт | 40 % |
| 11,75 вольт | 30 % |
| 11,58 вольт | 20 % |
| 11,31 вольт | 10 % |
Определить уровень заряда по напряжению не трудно. Как видно из таблицы — при снижении напряжения до 12,06 вольт, можно говорить о разрядке аккумулятора наполовину. Если напряжение падает до 11,31 вольт, значит он заряжен всего лишь на 10%. Падение напряжения ниже говорит о его полном разряде. Напротив, если заряд аккумулятора 12,6 вольт и выше, значит он заряжен полностью и подзарядка не требуется. Напряжение в 12,5 — 13 вольт — именно то, до которого и нужно заряжать.
Нужно помнить что эти данные актуальны только для классических свинцово — кислотных АКБ, заряженность EFB, AGM, GEL и прочих, технологичных батарей требуется проверять по другим таблицам. К примеру вольтаж полностью заряженного EFB аккумулятора равен 16, вольт.
Инструкция по проверке
Наибольшую сложность у автовладельцев вызывает проверка аккумулятора нагрузочной вилкой.
Но здесь нет ничего сложного — достаточно следовать приведенной ниже инструкции:
Проверка без нагрузки.
Перед проведением измерений отсоедините аккумулятор от зарядного устройства или снимите клеммы машины.
С момента последней поездки должно пройти не меньше семи часов. Проверку АКБ лучше всего производить утром, после ночного простоя машины.
Убедитесь, что уровень электролита в аккумуляторе на достаточном уровне. В обратном случае стоит долить дистиллированной воды.
Нагрузочная вилка является переносным устройством, поэтому ей можно пользоваться без демонтажа аккумулятора с автомобиля.
Главное, чтобы АКБ не была холодной — оптимальная температура устройства от 20 градусов и выше. Если же она меньше, необходимо демонтировать источник питания и занести в тепло.
В процессе проверки пробки на АКБ должны быть закручены (если изделие является обслуживаемым).
Далее действуйте так:
Читайте также: Замена масла в рулевом редукторе ваз 2106
- Подключите положительный провод (с клеммой нагрузочной вилки) к «плюсу» проверяемого источника питания.
- Подсоедините металлический штырь («минусовой» вывод) к отрицательному полюсу.
- Обратите внимание на показатели, которые отражаются на табло вольтметра.
В процессе проверки стоит ориентироваться на следующие параметры прибора (измерения производятся на ХХ):
- При напряжении 12,6-12,9 Вольт уровень заряда АКБ равен 100% (полный заряд).
- 12,3-12,6 В — 75%.
- 12,1-12,3 В — 50%.
- 11,8-12,1 В — 25%.
- 11,5-11.8 В — полный разряд.
Если проверка показала заряженность аккумулятора на 100 процентов, можно переходить к следующему этапу — проведению измерений под нагрузкой.
Проверка под нагрузкой.
Как отмечалось выше, к этой работе можно прибегать, если уровень напряжения на вольтметре составляет 12,6-12,9 Вольт.
Для начала необходимо прочесть инструкцию, где указаны подробные рекомендации производителя.
Нагрузка подключается с учетом информации в мануале, после чего коммутируется нагрузочная вилка.
Здесь алгоритм действий тот же, что и в прошлом случае. Учтите, что в момент прикосновения штыря вилки к «минусовому» полюсу появляется искрение из-за протекания большого тока в месте контакта.
В рассмотренной выше проверке время подключения нагрузочной вилки к аккумулятору не имеет значения. Здесь же этот нюанс важен.
В случае измерения под нагрузкой параметры должны сниматься на 5-ой секунде проверки, после чего вилка сразу отключается.
Удерживание измерительного прибора в подключенном состоянии больше пяти секунд запрещено.
В процессе измерения на приборе нагрузочной вилки высвечивается напряжение, по которому можно делать вывод об исправности и уровне заряда источника питания.
ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Чем смазать клеммы аккумулятора, чтобы не окислились, для лучшего контакта?
В случае, когда напряжение больше 9 Вольт, можно говорить об исправности источника питания. Если этот параметр меньше, стоит еще раз выполнить проверку. При неудовлетворительных результатах можно делать вывод выходе АКБ из строя.
Если аккумулятор разряжен не полностью, с помощью нагрузочной вилки можно определить уровень заряда источника питания:
- Если напряжение выше 10,2 Вольт, это говорит о максимальном заряде батареи;
- При 9,6 Вольта АКБ заряжена на 75%;
- 9,0 В — 50%;
- 8,4 В — 25%;
- Если напряжение меньше 7,8 В, аккумулятор полностью разряжен.
После проверки под нагрузкой необходимо провести первое испытание. Если в этом случае напряжение не возвращается до уровня 12,4-12,7 Вольт, имеет место проблема с одной или несколькими банками аккумулятора.
Злоупотреблять проверкой АКБ под нагрузкой не стоит, ведь частый разряд под большим током приводит к снижению ресурса изделия.
В процессе измерения запрещено прикасаться к металлическому штырю, ведь под действием высоких токов он сильно нагревается.
После каждого последующего измерения стоит делать паузу 3-5 минут для остывания штыря.
Купить нагрузочную вилку можно в магазине или сделать своими руками. При этом каждый автовладелец должен иметь такое изделие у себя в гараже, ведь переоценить его возможности и пользу невозможно.
Аккумулятор теряет напряжение: в чем причина?
Если заряженный источник питания быстро разряжается, причин такого «поведения» батареи может быть несколько. Уровень заряда аккумулятора может быстро падать вследствие естественной причины: АКБ просто исчерпала свой ресурс обычным путем и нуждается в замене.
Также может выйти из строя генератор, который заряжает батарею в процессе езды, помогая ей поддерживать необходимый уровень рабочего состояния. Если аккумулятор еще не старый, и генератор в порядке — вероятно, в автомобиле есть серьезные проблемы с током в виде его постоянной утечки.
Кроме этого, бортовая сеть автомобиля может быть неисправной — например, магнитола или какой-нибудь другой прибор берет слишком много тока, и аккумулятор просто не справляется с этой нагрузкой.
Для того чтобы устранить падение напряжения, иногда бывает достаточно исправить возникшую неполадку путем технического осмотра, выявления причины, ее устранения и повторных замеров напряжения на клеммах аккумулятора после нескольких часов его эксплуатации. Важно оценить и такие показатели, как уровень плотности электролита, а также измерить напряжение под нагрузкой и без нее. Подробнее о проверке АКБ нагрузочной вилкой →
Это интересно: Что такое мизинчиковые aaa батарейки?