На что смотреть при выборе автомобильного аккумулятора? Характеристики аккумуляторных батарей

Основные характеристики аккумуляторных батарей — на что обратить внимание?

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям Опубликовано 23.06.2015 13:56 Автор: Abramova Olesya

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

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

Технические характеристики аккумуляторных батарей

Качество аккумуляторов можно определить по нескольким важным свойствам:

• Емкость, Ампер/час;

• Напряжение, Вольт;

• Допустимая глубина разряда, %;

• Срок службы, лет;

• Диапазон рабочих температур, °С;

• Саморазряд, %;

• Габариты, мм;

• Вес, кг;

• Ток заряда, А;

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

Емкость аккумулятора

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

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

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

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

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

Напряжение батареи

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

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

Допустимая глубина разряда

Различные типы и подтипы аккумуляторов имеют рекомендованные параметры глубины разряда. Ниже приведена таблица №1 в которой указаны наиболее распространенные характеристики аккумуляторов допустимой и рекомендованной глубины разряда.

Тип батареи	Допустимый разряд, %	Рекомендованный разряд, %
VRLA	70	40
AGM VRLA	80	50
GEL VRLA	90	50
OPZV	90	60
OPZS	90	60
Li-ion	100	90
Ni-Cd	100	70

Таблица №1. Значения допустимых и рекомендованных значений разряда аккумуляторов.

Уровень разряда является ключевым фактором в сроке службы аккумулятора на ряду с интенсивностью эксплуатации. Даже самую дорогую и качественную свинцово-кислотную батарею можно вывести из строя за 7-10 дней, если производить полный 100% разряд до напряжения 9В несколько раз подряд.

Наиболее стойким к глубоким разрядам являются литий-ионные и никель-кадмиевые, а также специализированные свинцово-кислотные батареи, которые были оптимизированы разработчиками для глубоких разрядов. Обычно такие серии содержат в названии слово «Deep», что в переводе означает «Глубоко».

Разряды в пределах рекомендованных значений обеспечат существенное увеличения срока службы.

Срок службы аккумулятора

Современные свинцово-кислотные батареи оптимизированы для разнообразных режимов работы. Одни имеют меньший срок службы, но обеспечивают более высокую разрядную характеристику, другие – больший, но подходят для редких разрядов и работы в буферном режиме и т. д. Поэтому если производителем указан срок службы 10 лет, это информация соответствует идеальному режиму эксплуатации, когда не превышается циклический ресурс и, что еще более важно, глубина разряда. Приведем пример: если производитель указал, что срок службы аккумулятора 10 лет и допускается число циклов заряд/разряд – 600 с глубиной 50%. Аккумулятор может отслужить указанный срок при идеальных условиях эксплуатации и не более чем пяти циклах в месяц. Этот режим полностью соответствует буферному типу.

Срок эксплуатации целиком зависит от количества совершенных циклов заряда и разряда, а также зависит от окружающей среды, где установлена батарея. Как уже отмечалось выше, чем сильнее разряжается аккумулятор и чем дольше он находятся разряженном состоянии, тем меньше он прослужит. Чем выше окружающая температура, тем активнее проходит химическая реакция и тем сильнее поддаются разрушению свинцовые пластины.

В таблице №2 приведены примерные значения срока службы и циклического ресурса аккумуляторов в зависимости от их типов. Данные соответствуют для оптимальной температуры эксплуатации 20 – 25°С.

Тип аккумулятора	Циклический ресурс при глубине разряда				Срок службы, лет
	25%	50%	75%	100%
VRLA	700 – 1000	350 – 500	230 – 400	150 – 300	3 – 5
AGM VRLA	800 – 2100	500 – 1200	300 – 800	200 – 600	5 – 15
GEL VRLA	2500 – 3000	1200 – 1750	800 – 1000	600 – 800	10 – 15
OPzV	2500 – 3000	1200 – 1750	800 – 1000	600 – 800	10 – 15
OPzS	5000 – 6000	3000 – 3500	1500 – 1750	1000 – 1200	20 – 25
Ni-Cd	<6000	<4000	<2000	<1500	20 – 25
Li-ion	<7000	<5000	<2000	<1500	20 – 25

Таблица №2. Ресурс в зависимости от типа аккумуляторов.

Рисунок №2. Зависимость циклического ресурса от глубины разряда.

Диапазон рабочей температуры

За исключением литий-ионного типа, где используется минерал – литий, принцип работы аккумуляторов основан на химических элементах и взаимодействии между ними. Поэтому практически все основные характеристики аккумуляторов зависят от температуры окружающей среды. Как правило, при повышении температуры срок эксплуатации снижается, причем если температура выше ~35°С, срок службы свинцово-кислотные AGM батарей сократится вдвое.

Уровень температуры окружающей среды также оказывает влияние на доступную емкость аккумулятора. При снижении температуры происходит падение емкости. При –20°С емкость батареи снизится на 30 – 40% от номинального значения.

Рисунок №3. Зависимость срока службы аккумулятора AGM VRLA от температуры окружающей среды.

Рисунок №4. Зависимость емкости аккумулятора AGM VRLA от температуры окружающей среды.

Саморазряд аккумулятора

Саморазряд – характерное явления для аккумуляторов всех типов. Данный показатель отражает степень самопроизвольной потери емкости в процессе простоя после полного заряда. Характеристика саморазряда указывается в процентном соотношении за определенный промежуток времени, чаще всего в месяц.

В качестве примера можно рассмотреть 100Ач батарею AGM VRLA типа, которая была полностью заряжена и в течение месяца не использовалась. Среднее значение саморазряда для AGM VRLA типа составляет порядка 1,5%, соответственно через месяц емкость составит порядка 98,5Ач.

На показатели саморазряда оказывает влияние температура окружающей среды. При повышении температуры, показатель будет расти. Причиной возникновения саморазряда служит выделение молекул кислорода на электроде положительного заряда, а повышение температуры является катализатором данного процесса.

Рисунок №5. Саморазряд аккумуляторов AGM VRLA.

Ток заряда

Сила тока которым осуществляется заряд аккумуляторной батареи напрямую зависят от емкости заряжаемой батареи. Свинцово-кислотные АКБ заряжаются 10 – 30% током от номинальной емкости, в зависимости от системы, могут применяться и менее мощные зарядные устройства.

Внимание! Нельзя заряжать аккумуляторы высоким током, это ведет к необратимым химическим реакциями существенно снижает эксплуатационные характеристики батареи.

Рисунок №6. Зарядная характеристика AGM VRLA.

Габариты и вес батарей

В зависимости от емкости аккумуляторов размеры и вес изменяются, за редким исключением могут быть изменения размера при одинаковой емкости. Существуют общепризнанные размеры небольших аккумуляторов до 250Ач, которые применяются как встроенные источники питания для систем бесперебойного питания, детских игрушек, гольф-каров, поломоечных машин и т. д. В зависимости от производителя присоединительные размеры могут отличаться от десятых до нескольких миллиметров.

Совет! Обращайте внимание на высоту аккумулятора без клемм и с клеммами, некоторые производители указывают два значения высоты.

Вес аккумулятора является дополнительным показателем его качества. Если проводить сравнение между характеристиками аккумуляторов разных серий или производителей, обращайте внимание на показатели массы, чем батарея тяжелее, тем больше в ней свинца. Это говорит о том, что пластины взаимодействующие с кислотой толще и химический источник питания обеспечит больший циклический ресурс и срок службы.

best-energy.com.ua

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

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. Автомобильные же аккумуляторы сейчас изготавливают без добавления сурьмы или же минимизируют её количество по максимуму.

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. Вода в гибридных батареях расходуется на 50% медленнее чем у малосурьмянистых, но всё равно быстрее чем у кальциевых аккумуляторов. Но зато гибриды гораздо устойчивы к перезарядам. По своим характеристикам они по праву занимают нишу между двумя предыдущими представителями.

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. Они также медленно саморазряжаются, благодаря этому они переносят длительное хранение не боясь критического снижения заряда. Организовывать их хранение следует в полностью заряженном состоянии.

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. А вот в отрицательном электроде уже присутствуют различия, здесь он выполнен из чистого, без примесей, железа. Щелочным электролитом в обоих типах батарей есть раствор едкого калия.

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. Такие пластины можно спокойно утилизировать.

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.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

Характеристики автомобильных аккумуляторов

Без аккумулятора автомобиль превращается в бесполезную недвижимость — лишь редкие современные машины допускается заводить с толчка. Аккумулятор служит источником питания не только для стартера, но и для многочисленных электронных устройств, отвечающих за безопасность либо комфортабельность транспортного средства. Именно поэтому к подбору батареи стоит относиться очень серьёзно — неподходящее устройство может стать причиной отказа автомобиля в неподходящий момент либо даже его повреждения. Чтобы не допускать подобных ошибок, стоит внимательно рассмотреть основные характеристики аккумулятора для автомобиля.

Совместимость

Современные аккумуляторы максимально унифицированы, что позволяет облегчить их выбор, но между батареями всё же имеется немало различий. Главной отличительной чертой аккумулятора является его номинальное напряжение. Выделяют три основных вида батарей:

• 6 Вольт — для мопедов, багги, некоторых квадроциклов и прочей лёгкой техники;
• 12 Вольт — все легковые автомобили, большинство мотоциклов и квадроциклов;
• 24 Вольт — тяжёлые дизельные грузовики, спецтехника.

Конечно, существуют и нестандартные аккумуляторы, однако ими комплектуется только техника, изготовленная в единичном экземпляре.

Большинство современных батарей по-прежнему имеет классическую свинцово-кислотную компоновку. Её нельзя назвать наиболее эффективной, однако такая технология позволяет достичь оптимального баланса между характеристиками аккумулятора и его стоимостью. В последнее время начали набирать популярность гелевые батареи. Принцип их действия аналогичен, однако такие аккумуляторы содержат очень густой электролит, который не допускает выхода газов наружу — это позволяет улучшить характеристики устройства и сделать его максимально безопасным. Существуют батареи, созданные с применением никель-металлгидридной технологии и литиевые аккумуляторы (литий-ионные, литий-полимерные, литий-фосфатные) — обычно они предназначаются для гибридных транспортных средств и несовместимы с электросетью обычного автомобиля.

При покупке аккумулятора необходимо обращать внимание на его клеммы, которые различаются по толщине и полярности. В отечественных и европейских автомобилях применяется прямая полярность батарей, что предполагает расположение плюсовой клеммы справа. Японские и некоторые американские автомобили требуют установки батарей с обратной полярностью — теоретически, можно использовать и другой аккумулятор, но для этого понадобится существенно удлинить провода. Толщина клемм может соответствовать двум стандартам — наиболее распространён европейский, которому соответствует диаметр 19,5 мм у контакта «+» и 17,9 мм у «-». Альтернативой ему служит азиатский стандарт, у которого диаметр клемм равен 12,7 и 11,1 мм соответственно.

Нельзя забывать о наружных габаритах батареи, например, в лёгких грузовиках могут использоваться 12-вольтовые приспособления с крупным корпусом, которые точно не подойдут для установки на легковушку. Покупателю рекомендуется обращать внимание и на тип крепления аккумулятора, который может быть верхним либо нижним. Закрепить батарею можно и с помощью самодельного фиксатора, но никто не даст гарантию надёжности электросистемы в этом случае. Чтобы не допустить ошибки при покупке, лучше перепишите всю информацию со старого аккумулятора либо возьмите с собой инструкцию по эксплуатации транспортного средства. Продавец поможет вам разобраться в условных обозначениях и подберёт подходящую батарею.

Электротехнические параметры

Главной характеристикой любого аккумулятора — в том числе и не автомобильного, является его ёмкость, которая измеряется в Ампер-часах (Ач). Подбор оптимальной батареи в этом случае осуществляется по рекомендациям производителя — в инструкции по эксплуатации транспорта должна указываться минимально допустимая ёмкость для гарантированного запуска мотора. Специалисты дают следующие рекомендации по выбору аккумуляторов:

• До 40 Ач — малолитражные легковые авто, использующиеся в тёплом климате;
• До 60 Ач — бензиновые авто в умеренном климате;
• До 80 Ач — бензиновые и некоторые дизельные авто в холодном климате;
• До 100 Ач — любые бензиновые и дизельные легковые машины;
• Свыше 100 Ач — коммерческая и специальная техника.

Покупать батарею чрезмерно большой ёмкости не рекомендуется, поскольку генератор не будет успевать подзаряжать её и со временем произойдёт накопление серы в ячейках. В условиях суровой зимы неполная зарядка мощного аккумулятора способна уменьшить срок его службы почти вдвое.

Перед покупкой следует внимательно изучить характеристики аккумулятора

Очень большое значение имеет ток холодной прокрутки — он показывает, какой будет отдача аккумулятора при попытке завести автомобиль после ночи, проведённой под открытым небом на морозе. Существует два стандарта измерения этого показателя, которые отличаются базовыми условиями — DIN и EN. Продавцы иногда идут на махинации, пытаясь выдать ток по EN за DIN и привлечь клиента завышенными характеристиками аккумулятора — чтобы избежать этого, нужно самостоятельно взглянуть на изделие и найти соответствующие буквы после обозначения тока холодной прокрутки. Нормальным значением согласно DIN является ток выше 250 А, в соответствии с EN — 420 А и выше.

Рассматривая характеристики автомобильного аккумулятора, обязательно обратите внимание на резервную ёмкость такого компонента. В отличие от основного параметра, она измеряется не в Ампер-часах, а минутах, в течение которых батарея сможет работать без подзарядки с нагрузкой в 25 А. Такой стандарт измерения соответствует ситуации, в которой генератор выходит из строя холодной зимней ночью. Показатель позволяет узнать, хватит ли заряда, чтобы доехать домой либо до СТО с включёнными фарами, обогревом салона и всеми электронными системами. Резервная ёмкость батареи должна превышать 40 минут — оптимальным вариантом считаются модели с показателем, составляющим 60–120 минут непрерывной автономной работы автомобиля.

Технологии

Наибольшее распространение на территории России получили обслуживаемые аккумуляторы, которые требуют регулярного долива дистиллированной воды для поддержания свойств электролита. Главное преимущество подобной технологии — невысокая себестоимость изделия, а также его превосходная надёжность. Обслуживаемый аккумулятор не боится глубокого разряда и может быть восстановлен после длительного хранения автомобиля под открытым небом на морозе. Очень популярная модификация таких батарей — малообслуживаемые устройства, которые требуют восполнения запаса дистиллированной воды примерно один раз в год против 2–3 раз у обычных обслуживаемых аккумуляторов. Такие приспособления имеют увеличенный срок эксплуатации и большую морозостойкость.

Однако в последнее время на российский рынок вышли необслуживаемые батареи, которые вовсе не требуют долива электролита и могут работать без вмешательства человека в течение всего срока годности. Жидкость в их банках может быть впитана в специальный стекловолоконный наполнитель, который препятствует её испарению. Кроме того, недавно были разработаны и гелевые аккумуляторы, технические характеристики которых также позволяют называть их необслуживаемыми. Благодаря добавлению кремния в электролит, он превращается в густой гель, не испаряющийся и не меняющий своего объёма даже под воздействием сильного нагрева. Гелевые аккумуляторы считаются наиболее безопасными — благодаря полному отсутствию газообразования их можно хранить даже в жилых помещениях.

Поскольку свинец достаточно плохо переносит длительное пребывание в агрессивной среде, которую представляет собой электролит на базе серной кислоты, его необходимо легировать для получения требуемых параметров надёжности. Чаще всего используется сурьма, которая делает батарею намного более устойчивой к таким воздействиям, как нагрев и переохлаждение. Однако аккумуляторы с большим количеством сурьмы имеют достаточно серьёзный недостаток, который представлен закипанием электролита при значительных отклонениях электротехнических параметров от нормы. Чтобы устранить этот недостаток, были разработаны батареи с другими легирующими веществами — наибольшую популярность получил кальций.

Кальциевые батареи очень надёжны и долговечны, а также практически не подвержены разрушению при воздействии на них ударных нагрузок и вибраций. Образующийся при контакте с серной кислотой сульфат кальция покрывает свинцовые пластины аккумулятора, защищая их от коррозии и чрезмерного перегрева при перезарядке. Как результат, устройства кальциевого типа выдерживают скачки напряжения в пределах 25% без существенных повреждений. Казалось бы, кальциевые батареи, эффективные и недорогие в производстве, должны полностью вытеснить с рынка устройства другого типа. Однако стоит обратить внимание на значительные недостатки таких аккумуляторов:

• Потеря половины ёмкости при первом глубоком разряде без возможности её последующего восстановления;
• После потери 70% ёмкости существует вероятность полного выхода из строя батареи — это может произойти, если автомобиль долгое время будет стоять с включённым электрооборудованием;
• Кальциевые устройства запрещается использовать в автомобилях с неисправным электрооборудованием — это гарантированно нарушает их нормальную работу;
• При температуре ниже -30 градусов хранить кальциевый аккумулятор лучше в тёплом помещении — иначе гарантию его исправности получить не удастся;
• Для перезарядки такого приспособления потребуется дорогостоящее зарядное устройство с электронным управлением.

Чтобы избавиться от недостатков кальциевых и сурьмянистых аккумуляторов, многие крупные компании начали выпуск гибридных батарей, в которых используется оба легирующих элемента. Они имеют умеренную надёжность и ёмкость, но не повреждаются при глубоком разряде и не требуют соблюдения столь же строгих правил. Существуют и альтернативные гибридные батареи, в которых вторым легирующим элементом кроме кальция является серебро. Такие устройства очень надёжны и долговечны, а также невосприимчивы к быстрому глубокому разряду, но по понятным причинам дороги. Выпускаются и малосурьмянистые аккумуляторы, в которых содержание легирующего элемента не превышает 3% — они невосприимчивы к нагреву и глубокому разряду, но имеют ограниченный срок пригодности.

Дополнительная информация

Обслуживаемые аккумуляторы позволяют контролировать уровень электролита без малейших проблем — достаточно открутить пробку одной банки, чтобы увидеть, требуется ли долив дистиллированной воды. Однако малообслуживаемые и необслуживаемые устройства такой возможности не предоставляют — без помощи специалиста получить доступ к внутренним компонентам таких батарей не удастся. Контроль плотности электролита осуществляется в них с помощью специального индикатора, называемого «магическим глазком». В зависимости от степени износа батареи он меняет свой цвет с зелёного на красный, сигнализируя о необходимости обслуживания либо замены источника питания. В моделях с белыми стенками уровень электролита удаётся замерить, посветив на них фонариком.

Многие современные аккумуляторы оснащены полиэтиленовым пористым сепаратором, который устанавливается внутри их корпуса — такое приспособление предотвращает замыкание пластин между собой и существенно повышает срок эксплуатации устройства. Сепаратор улучшает характеристики источника питания, предотвращая его разрушение при длительном воздействии вибраций или сильных ударов. Ещё одним защитным компонентом для батареи является отсекатель пламени, который предотвращает возгорание и взрыв при попадании на корпус искры. Он применяется в качественных устройствах обслуживаемой и малообслуживаемой компоновки, повышая уровень защиты автомобиля.

При сильном нагреве батареи серная кислота, содержащаяся в электролите, способна испаряться, образуя едкий аэрозоль. Его появление представляет собой угрозу для безопасности транспорта, а также снижает остаточный срок эксплуатации приспособления. Чтобы устранить эти проблемы, аэрозоль необходимо улавливать и осаждать обратно в резервуары. Для этого применяют крышки аккумуляторов с лабиринтной формой — она позволяет осаждать электролит в форме конденсата, стекающего в банки через специальные каналы.

Аккумуляторы могут комплектоваться защитными крышками и колпачками, которые предотвращают случайный контакт клемм с металлическими деталями автомобиля или проводами — с их помощью удаётся избежать появления серьёзных неполадок электросистемы. Некоторые модели нестандартных размеров, например, азиатские батареи либо изделия для специальной техники, могут комплектоваться набором переходников. В них часто включены накладки, обеспечивающие фиксацию широких клемм на тонких стержнях, а также провода увеличенной длины для быстрой смены полярности. Среди особенностей батарей нужно назвать и наличие ручки для переноски — она выручает автомобилистов, которым приходится поднимать источник питания на высокий этаж многоквартирного дома для его прогрева.

Оптимальный выбор

При подборе аккумуляторной батареи обязательно обратите внимание на её совместимость с вашим автомобилем — достаточно перепутать напряжение или полярность, чтобы устройство не подошло для транспортного средства. Оцените объём двигателя и климатические условия, в которых будет эксплуатироваться автомобиль — от этих параметров зависит ёмкость и сила тока холодной прокрутки. Только после определения этих характеристик приступайте к выбору аккумулятора по технологии его изготовления. Если автомобиль будет использоваться в тёплом климате, стоит отдать предпочтение кальциевой модели, а в холодном — гибридной либо малосурьмянистой. Не забывайте проверять, соответствует ли выбранная вами батарея стандартам надёжности и безопасности.

365cars.ru

виды и технические параметры аккумуляторных батарей для автомобилей

При выборе и эксплуатации АКБ нужно обращать внимание на ее основные свойства. Технические характеристики автомобильных аккумуляторов позволят определить целесообразность использования устройств на конкретной модели транспортного средства.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Устройство и назначение аккумуляторных батарей в авто

Основная особенность конструкции любого типа АКБ заключается в том, что он состоит из нескольких батарей. Они называются банками и монтируются внутри конструкции. В 12-вольтных устройствах такие элементы рассчитаны примерно на 2 вольта, они соединяются друг с другом последовательным образом.

Конструкция АКБ включается в себя:

1. Непосредственно банки. Данные компоненты выполнены в виде набора пластин различной полюсности. Друг от друга они изолированы посредством кислото-упорных сепараторов.
2. Корпус конструкции. Обычно производится из эбонита либо кислото-упорного пластика. Внутри корпуса располагаются специальные отсеки, в которые монтируются банки.
3. Сама полюсная пластина производится из свинца и выполнена в виде решетки. В ячейки, расположенные внутри, впрессовывается состав пористого типа, который предназначен для увеличения площади соприкосновения с рабочей жидкостью — электролитом. Данное активное вещество производится из свинцового порошка, в него также добавляется серная кислота, а в отрицательные пластины — сернокислый борий. При изготовлении батареи эти элементы заряжаются, что приводит к формированию диоксида свинца в плюсовых устройствах. В отрицательных образуется губчатый металл.
4. Раствор электролита заливается в банки АКБ. Жидкость используется для передвижения заряженных элементов от отрицательного полюса к положительному. Рабочий раствор производится из дистиллята (очищенной воды), а также серной кислоты.

Сама по себе батарея является одним из основных компонентов в транспортном средстве. Функционируя в бортовой сети машины вместе с генераторным устройством, АКБ является источником электрической энергии.

О конструктивных особенностях автомобильных батарей рассказал пользователь Аккумуляторщик.

Функции, которые выполняет приспособление:

1. Запуск силового агрегата. В момент, когда генераторный узел еще не запущен, напряжение от АКБ подается на стартерное устройство при пуске.
2. Обеспечение питания током всего электрооборудования транспортного средства при выключенном двигателе.
3. Возможность запитки приборов и устройств машины во время движения, когда генераторный узел перегружен.

Поскольку емкость АКБ ограничена, не рекомендуется длительно использовать устройство и включать все потребители энергии при отключенном моторе. Батарея, работая в паре с генераторной установкой, выполняет сглаживание пульсаций электротока в сети машины.

Основные типы АКБ

Устройства делятся между собой по таким параметрам:

• состав внутренних пластин;
• технологическое исполнение.

В мотоциклетной технике устанавливаются АКБ, рассчитанные на 6 вольт, в автомобильной — на 12 В, а в грузовых авто — на 24 В.

В зависимости от состава пластин

По этому свойству АКБ разделяются на:

• малосурьмянистые;
• гибридные;
• кальциевые;
• гелиевые;
• щелочные;
• литий-ионные.

Канал «Книга отзывов» вкратце рассказал о разновидностях автомобильных батарей и нюансах их выбора.

Малосурьмянистые аккумуляторы

В таких устройствах используются пластины с уменьшенным объемом сурьмы (менее 5 процентов), что дает возможность снизить интенсивность испарения жидкости из раствора электролита. Это позволяет автовладельцам не доливать постоянно дистиллированную воду в банки. Но это не значит, что такие АКБ не нуждаются в обслуживании (они считаются малообслуживаемыми). Частичная потеря раствора присутствует, поэтому периодически автовладельцам необходимо проверять уровень жидкости и добавлять ее.

Основные преимущества:

1. Пониженная степень саморазряда устройства во время хранения, если сравнивать с традиционными сурьмянистыми моделями.
2. Устойчивость к электрическим параметрам бортовой сети машины. При появлении скачков напряжения основные свойства АКБ не пострадают. Поэтому многие специалисты рекомендуют использовать подобный тип АКБ на транспортных средствах российского производства. Для таких авто характерно нестабильное напряжение в электросети.
3. Доступная стоимость по сравнению с другими типами АКБ.

Гибридные аккумуляторы

Данный вид батарей маркируется символами Ca+ либо Ca/Sb на корпусе. Решеточные элементы электродов в них могут выполняться по разным методикам. Плюсовые составляющие производятся с добавлением сурьмы, а минусовые — по кальциевой технологии. Гибридный тип устройств был создан с целью объединить положительные характеристики других разновидностей батарей. Но в итоге все свойства получились средними.

По сравнению с устройствами малосурьмянистого типа расход рабочей жидкости в таких аккумуляторах меньше, но значительно больше, чем в кальциевых. Основным преимуществом данного вида батарей является высокая устойчивость к глубокому разряду, а также перепадам напряжения в бортовой сети машины.

Подробно о гибридных разновидностях устройств и особенностях их эксплуатации рассказал пользователь Аккумуляторщик.

Кальциевые аккумуляторы

Основное отличие данного типа заключается в использовании кальция в свинцовых решетках вместо сурьмы, это позволило снизить величину испарения жидкости. Такие аккумуляторы имеют на корпусе маркировку Ca/Ca. Это свидетельствует об использовании кальция в решетках обоих электродов — отрицательных и положительных.

В зависимости от производителя в состав приспособления может добавляться серебро, что позволяет:

• снизить величину внутреннего сопротивления устройства;
• повысить коэффициент полезного действия;
• увеличить значение емкости.

Но одной из основных особенностей кальциевых батарей стало снижение интенсивности электролиза, в результате чего раствор рабочей жидкости практически не испаряется. Благодаря этому у автовладельца пропадает возможность периодической диагностики уровня и замера плотности. Кроме того, такие АКБ характеризуются пониженной степенью саморазряда. Данный параметр по сравнению с устаревшими сурьмянистыми устройствами меньше приблизительно на 70%.

Это позволяет аккумулятору намного дольше хранить эксплуатационные свойства, если он не используется. Замена сурьмы на кальций позволила повысить величину напряжения, которое требуется для запуска процесса электролиза — с 12 до 16 вольт. Соответственно, для таких устройств переразряд не критичен.

Недостатки, характерные для кальциевых приспособлений:

1. Такие аккумуляторы более чувствительны к повышенному разряду по сравнению с традиционными АКБ. Батарее достаточно около трех сильных циклов, что приведет к необратимому снижению емкости. Соответственно, в итоге аккумулятор сможет накапливать меньше тока и будет менее мощным. Потребуется замена устройства.
2. Из-за этого недостатка потребителю необходимо регулярно следить за состоянием бортовой сети машины. Кальциевые устройства более чувствительны к стабильности электрических параметров в авто. Перепады напряжения негативно отразятся на функционировании аккумуляторов в целом. Перед выполнением монтажа АКБ необходимо удостовериться, что генераторный узел исправен. Также требуется диагностика регуляторного приспособления и прочего оборудования, влияющего на величину напряжения.
3. Стоимость кальциевых устройств значительно выше по сравнению с малосурьмянистыми. Такие АКБ обычно устанавливаются на современные иномарки, обладающие стандартными набором функций. Речь идет о транспортных средствах, в которых установлено качественное оборудование и гарантируется стабильность электрических параметров.

Покупая кальциевый аккумулятор, надо помнить, что при работе подобного устройства не допускается глубокий разряд.

Об особенностях зарядки такого типа автомобильных батарей рассказал канал «Avto-Blogger».

Гелевые аккумуляторы

Подобные устройства производятся по технологиям GEL и AGM, в них используется электролит в связанном виде. Данный тип батарей позволил решить проблему безопасного применения. В традиционных аккумуляторах рабочая жидкость может вытечь из конструкции при повреждении корпуса либо его переворачивании. А сама серная кислота — агрессивный состав, представляющий опасность для человеческого организма. В гелиевых устройствах раствор электролита помещается в связанное состояние, что способствует снижению его текучести.

Также данная технология позволила снизить величину осыпания активной составляющей пластин. Единственное различие между устройствами AGM и GEL состоит в методе связывания рабочей жидкости. В первом случае раствором пропитывается пористое стекловолокно, расположенное между пластинами. А во втором — жидкость переводится в гелеобразный вид посредством использования соединений кремния в составе.

В результате того, что жидкий электролит в конструкции практически не применяется, такие аккумуляторы не боятся использования в наклонном положении. Но все же эксплуатировать батареи в перевернутом состоянии не рекомендуется.

Основные преимущества гелевых устройств:

1. Низкая величина саморазряда. Поэтому их можно хранить длительное время без необходимости подзарядки.
2. Устойчивость к воздействию вибраций.
3. Основное достоинство заключается в способности аккумулятора выдавать высокий пусковой ток независимо от заряда устройства. Причем практически при полном разряде. Это позволяет увеличить ресурс эксплуатации, поскольку после запуска двигателя аккумулятор все равно зарядится.
4. Способность выдерживать большое число циклов заряда-разряда. В среднем этот показатель составляет около двухсот.

Основным недостатком АКБ является ее высокая чувствительность. Заряд данного типа устройств должен выполняться меньшей величиной тока, если сравнивать с традиционными кислотно-свинцовыми моделями. Для подзарядки аккумулятора должны использоваться ЗУ, обладающие специальными характеристиками. Также такой тип устройств очень требователен к стабильности параметров электрической сети транспортного средства.

При работе в условиях серьезных холодов значительно снижается проводимость гелеобразного раствора жидкости, поэтому АКБ может вести себя некорректно. В идеале ресурс эксплуатации таких устройств составляет около десяти лет, но по факту не стоит рассчитывать больше, чем на семь. В современных транспортных средствах такие аккумуляторы используются редко, что обусловлено их высокой стоимостью по сравнению с другими типами. Они нашли широкое применение в мотоциклетной технике, а также водных транспортных средствах.

Канал «Avto-Blogger» подробно рассказал о преимуществах и недостатках, характерных для гелиевых АКБ авто.

Щелочные аккумуляторы

В составе аккумулятора вместо кислоты используется щелочь. В автомобильных транспортных средствах они применяются редко, поскольку из всего многообразия есть только два типа стартерных АКБ. Устройства комплектуются плюсовыми и минусовыми пластинами, первые имеют покрытие из гидроксида или метагидроксида, а вторые — из кадмия и железа.

Сами пластинные элементы устанавливаются в специальные конверты, но они производятся из стали. Внутрь устройств запрессовывается активная масса, что позволяет увеличить устойчивость батареи к воздействию вибраций. Надо учитывать, что в щелочных АКБ используется разное количество плюсовых и минусовых электродных элементов. Обычно на один положительный компонент больше. Пластинные элементы устанавливаются по краям конструкции и подключаются к корпусу АКБ.

Основные достоинства щелочного типа батарей:

1. Такие устройства проще переносят перезаряд. АКБ можно длительно хранить без эксплуатации, причем ее свойства не будут нарушены.
2. Щелочные устройства лучше функционируют в условиях пониженных температур.
3. Данный тип аккумуляторов характеризуется более низким саморазрядом по сравнению с кислотными устройствами.
4. Вредные испарения в конструкции практически отсутствуют.
5. Щелочные батареи позволяют накапливать большую емкость на единицу массы. В итоге при использовании в качестве тяговых АКБ они позволяют отдавать ток в течение длительного времени.

Минусы, характерные для щелочного типа устройств:

1. Такие батареи обладают меньшим напряжением, по сравнению с кислотно-свинцовыми. В итоге для достижения необходимого параметра в конструкции устройства надо объединить большее количество банок. Это способствует увеличению габаритных размеров АКБ.
2. Стоимость щелочных устройств намного больше по сравнению с кислотными.

На сегодняшний день щелочный тип АКБ производится только для некоторых моделей грузовых машин. Основная сфера их использования — тяговые батареи, какие устанавливаются в складскую технику, погрузчики. Применение щелочных устройств на легковых транспортных средствах пока не целесообразно.

Об особенностях обслуживания такого типа батарей рассказал канал «Nesh34».

Литий-ионные аккумуляторы

Подобный вид устройств считается перспективным в плане вспомогательного источника тока. В качестве носителей в них используются ионы лития. Сам материал электродных элементов может меняться с совершенствованием данной технологии. Изначально для этого использовался металлический литий, но со временем он был заменен графитом в результате повышенной взрывоопасности. В качестве положительных элементов на более старых АКБ применяются литийные оксиды с добавлением кобальта либо марганца.

Сегодня вместо этого состава используются литий-ферро-фосфатные сплавы. Это обусловлено их меньшей стоимостью и пониженной токсичностью. Такие составы проще перерабатываются.

Основные преимущества данного типа аккумуляторов:

1. Высокая удельная электроемкость на единицу массы устройства.
2. Напряжение отдельного компонента значительно выше по сравнению с традиционными кислотно-свинцовыми АКБ. Этот параметр составляет 4 вольта для каждой банки. У классических аккумуляторов — 2 В.
3. Пониженная степень саморазряда.

Недостатки, присущие для литий-ионных аккумуляторов, не позволяют их массово устанавливать на транспортные средства:

1. Такие батареи чувствительны к работе в условиях пониженных температур. Когда на улице мороз, ток в АКБ, который она отдает, уменьшается.
2. Небольшое количество циклов заряда-разряда, составляющее около пятисот.
3. Старение устройств. При длительном хранении ресурс эксплуатации аккумулятора падает в результате снижения емкости приспособления. За два года этот показатель может снизиться на 20%.
4. Литий-ионные устройства более чувствительны к глубокому разряду.
5. Такие батареи не могут похвастаться высокой мощностью. Этот показатель слишком низкий, чтобы устройство можно было использовать в качестве стартерного.

Игорь Цветков предоставил видеоролик, в котором подробно описана процедура производства литий-ионных АКБ.

В зависимости от технологического исполнения

В этом плане устройства делятся на:

• необслуживаемые;
• малообслуживаемые;
• обслуживаемые.

Необслуживаемые

Такой тип АКБ появился на современных автомобилях еще в 80-х годах прошлого века. Эти аккумуляторы считаются наиболее дорогими, в их конструкции не предусмотрены отверстия для добавления раствора электролита. Они характеризуются наличием высокого пускового тока, а ресурс эксплуатации выше примерно на 20-30%. Для качественной работы необслуживаемым батареям необходимо стабильное напряжение в бортовой сети. Такие устройства плохо относятся к длительным попыткам запуска двигателя, когда в работе систем зажигания или питания имеются сбои.

Малообслуживаемые

Обладают доступом к каждой банке. Для эффективного функционирования требуют изредка контроля объема и плотности рабочего раствора. На практике такой тип батарей демонстрирует хорошие эксплуатационные свойства, хотя с технической точки зрения они устарели.

Обслуживаемые

Считается одним из наиболее дешевых типов устройств. Данный вид аккумуляторов нуждается в частой диагностике и контроле уровня рабочей жидкости. Из-за технических особенностей электролит в них быстро испаряется. Основным недостатком является разрушение битумной мастики, которая используется для фиксации корпуса. В результате этого конструкция теряет герметичность, увеличивается концентрация кислотных паров в моторном отсеке, что приводит к окислению клеммных зажимов.

Пользователь Аккумуляторщик подробно рассказал о нюансах технического обслуживания автомобильных батарей.

Технические характеристики АКБ

При покупке следует смотреть на следующие технические характеристики автомобильных аккумуляторов:

• емкость;
• электродвижущая сила;
• ток холодной прокрутки;
• внутреннее сопротивление и напряжение;
• полярность;
• степень заряженности;
• особенности конструкции;
• срок эксплуатации и хранения;
• саморазряд батареи.

Емкость

Данный параметр дает возможность оценить количество электричества, которое отдает АКБ при разряде до минимального значения. Величина замеряется в Ампер-часах. Определить номинальный показатель емкости можно по специальной технологии. АКБ разряжается до момента, пока величина напряжения не составит 10,5 вольт, причем разряд происходит силой тока, которая составляет 4% от заявленного параметра. Процедура выполняется на протяжении двадцати часов, а температура рабочей жидкости при ее проведении должна составить в диапазоне 18-27 градусов.

Если емкость АКБ составляет 50 Ач, то к ее клеммам подсоединяется нагрузка током 2 ампера. Это может быть лампа, рассчитанная на 24 Ватта для использования в 12-вольтной сети. Устройство разряжается до 10,5 вольт. Общее время для выполнения задачи при идеальном состоянии АКБ составит около 25 часов. В ходе использования показатель емкости всегда снижается и концом эксплуатации можно считать момент, когда этот параметр составит 40% от заявленного.

Чтобы точно определить рабочую величину, потребуется нагрузочная вилка, которая включает в себя:

• сопротивление;
• вольтметр;
• контактные элементы;
• рукоятку;
• корпус устройства.

Клеммы прибора соединяются с выводами АКБ, затем надо засечь время, когда величина напряжения упадет до 6 вольт. Если аккумулятор работает идеально, то этот параметр составит не меньше трех минут. Величина температуры рабочей жидкости должна быть около 25 градусов.

Пользователь Юрий Крым подробно рассказал об измерении данного параметра в домашних условиях.

Значение емкости батареи зависит от нескольких характеристик:

• число пластин и тип конструкции, по которому они расположены;
• значение температуры жидкости;
• величина разрядного тока, а также режим разряда;
• степень изношенности устройства.

Емкость является единственным параметром, который позволяет максимально охарактеризовать состояние аккумулятора. Для увеличения ресурса эксплуатации в кислотных АКБ следует использовать минимальную часть от общей величины до зарядки устройства. Если происходит глубокий разряд, срок использования батареи значительно падает.

Электродвижущая сила

Эта характеристика определяет величину напряжения на выводах приспособления без воздействия внешних нагрузок, при отсутствии утечки. Рабочий параметр замеряется с помощью тестера, в качестве которого можно использовать мультиметр либо вольтметр. На электродвижущую силу влияет две характеристики — плотность рабочего состава, а также температура жидкости. Чем больше первая величина, тем выше параметр ЭДС.

При температуре аккумулятора 18 градусов и значении плотности 1,27 г на см3 величина электродвижущей силы составит 2,12 вольт для одной банки. Соответственно, если батарея состоит из шести элементов, то общее значение будет 12,7 вольт. По параметру электродвижущей силы не получится точно определить состояние АКБ. Эта величина позволяет распознать критические проблемы в работе устройства, например, замыкание пластин.

Формула для расчета зависимости напряжения и ЭДС при зарядке АКБ Вычисление аналогичного параметра при разряде аккумулятора

Ток холодной прокрутки

Данная величина часто именуется пусковой. Параметр маркируется на корпусе аккумулятора рядом с показателем емкости. Для определения параметра холодной прокрутки АКБ надо охладить до температуры -18 градусов. Затем производится ее разрядка пусковым током на протяжении тридцати секунд. В соответствии с ГОСТом данная величина должна составить не меньше 8,4 вольт. После двух с половиной минут разряда этот параметр может опуститься на уровень не ниже 6 вольт.

Внутреннее сопротивление и напряжение

Данная величина включает в себя параметры:

• пластинчатых элементов;
• раствора рабочей жидкости;
• сепараторных устройств;
• крепежных соединений и т. д.

Величина внутреннего сопротивления снижается при росте показателя емкости аккумулятора. Этот параметр возрастает при падении температуры, а также заряда устройства. При регулярном использовании автомобиля АКБ не заряжается до конца приблизительно на 15-20%, поэтому специалисты рекомендуют периодически выполнять ее подзарядку. Это связано с функционированием генераторной установки. Данный узел может вырабатывать не более 14,5 вольт, но необходимый заряд устройство позволяет выдавать в случае, когда обороты коленвала составляют 2 тысячи в минуту.

Соответственно, процедура подзарядки оптимально выполняется при разгоне автомобиля либо когда машина движется на высокой скорости по трассе. В таком режиме работы полное восстановление емкости возможно только при функционировании на протяжении двенадцати часов. Величину напряжения, которое выдает генераторный узел, повысить не получится, поскольку это приведет к началу процесса электролиза и испарению жидкости.

Пользователь Misha343 рассказал о практическом вычислении внутреннего сопротивления АКБ автомобиля.

Полярность

Данная характеристика определяет расположение батареи в моторном отсеке машины. В продаже можно встретить аккумуляторы с прямой и обратной полярностью. Отличить их несложно. Повернув устройство клеммами на себя, в аккумуляторе с прямой полярностью отрицательный вывод находится справа, а положительный — слева. Если характеристика обратная, то будет наоборот.

Российские производители выпускают аккумуляторы с прямой полярностью, а зарубежные — преимущественно с обратной.

Непосредственно клеммы в АКБ могут иметь различные стандарты:

1. Европейский Тип 1. Диаметр положительного вывода составляет 1,95 см, а отрицательного — 1,79 см.
2. Азиатский стандарт 3. Положительный контакт имеет диаметр 1,27 см, а отрицательный — 1,11 см.

Степень заряженности

На данный технический параметр влияют различные характеристики, поэтому точно определить его значение будет проблематично. Узнать степень заряженности позволит только многофункциональное зарядное оборудование, оснащенное сложной электроникой. Но для использования батареи достаточно знать оценочные величины. Рабочий параметр можно определить по значению напряжения, а также плотности раствора. Первая характеристика для заряженной батареи с жидким электролитом составляет примерно 12,7 вольт, а для гелиевых устройств — в диапазоне 13-13,4 В.

Таблица взаимосвязи степени заряженности с другими параметрами АКБ

Особенности конструкции

Большинство современных устройств для легковых транспортных средств весят около 14-20 килограмм. Почти всегда производитель указывает точную массу на этикетке с другими свойствами и параметрами АКБ. В случае с типоразмерами ситуация обстоит иначе. В продаже можно найти аккумуляторы, выполненные в различных исполнениях.

Но почти все разновидности устройств относятся к одному из этих типоразмеров:

1. Европейский. Приспособления, выполненные в таком корпусе, имеют высоту 19 см. Клеммные выводы устанавливаются в углублениях конструкции.
2. Азиатский. В таких аккумуляторах высота корпуса может составить от 22 до 25 см. Клеммные зажимы выступают за саму конструкцию АКБ.
3. Американский. В подобных устройствах контактные выходы располагаются сбоку. Но на российском рынке найти данные аккумуляторы проблематично.

В плане технологической конструкции все батареи можно разделить на три типа, о которых сказано выше:

• необслуживаемые;
• обслуживаемые;
• малообслуживаемые.

Срок эксплуатации и хранения

Если аккумулятор не используется, то его ресурс сохранения будет небольшим. В полностью разряженном состоянии и без электролита устройство может пролежать до двух лет. Но гарантийный ресурс хранения АКБ составит только один год. Если будут соблюдаться основные правила применения, то общий срок эксплуатации увеличится на четыре года в среднем. При правильном и своевременном техническом обслуживании ресурс использования батареи может составить до восьми лет.

Пользователь Аккумуляторщик подробно рассказал о сроке эксплуатации АКБ и нюансах, которые влияют на его снижение.

Саморазряд батареи

Этот показатель представляет собой процесс снижения величины емкости приспособления, пока оно простаивает. Процедура происходит в результате появления окислительно-восстановительных процессов на электродных элементах различной полярности. Но минусовая часть устройства страдает больше, что обусловлено взаимодействием свинца от пластин с серной кислотой из рабочего раствора. Такой процесс приводит к выделению водорода. Степень растворения свинца увеличивается при возрастании параметра плотности рабочего раствора электролита.

Кроме того, процедура саморазряда может провоцироваться загрязнениями, образующимися на поверхности батареи. Рабочий раствор, вода и другие жидкости способствуют созданию неблагоприятных условий для функционирования АКБ, в частности, ее разряду. Это происходит благодаря образованию проводящей пленки между контактными выводами АКБ.

Особенности процедуры саморазряда, которые надо знать автовладельцу:

1. Когда температура падает, этот параметр снижается, а если она составит 0 градусов, то он почти прекращается. Поэтому не рекомендуется хранение аккумуляторов в помещениях, где жарко. АКБ должна быть заряженной.
2. Процедура саморазряда становится активной, когда ресурс эксплуатации батареи приближается к концу. Этому способствует подзарядка устройства при глубоком разряде.
3. Данный параметр можно уменьшить, если вовремя заливать в АКБ чистую серную кислоту с дистиллятом. Эти вещества позволят сделать электролит.
4. Процедура саморазряда происходит более активно на протяжении 24 часов после последней подзарядки аккумулятора.
5. Если батарея теряет 1% емкости за сутки, это считается нормальным.

Канал «НИк86 авто-стройка» подробно рассказал о причинах саморазряда устройств.

Техника безопасности при эксплуатации и обслуживании АКБ

Чтобы обеспечить длительную работу приспособления, надо учитывать следующие нюансы использования:

1. Устройство должно быть надежно зафиксировано в моторном отсеке машины.
2. Если производится замер параметра плотности рабочей жидкости и ее замена, необходимо пользоваться средствами защиты. Речь идет об очках и резиновых перчатках. Если электролит попадет на кожу, пораженный участок необходимо обработать раствором воды с пищевой содой.
3. Не допускается замыкание клемм АКБ друг с другом. Это может привести к выходу из строя электрооборудования и даже взрыву батареи.
4. Прежде чем подзаряжать приспособление, необходимо открутить пробки из банок. Это нужно, когда батарея относится к категории обслуживаемых.
5. Не допускается хранение аккумулятора, если он разряжен. Это приведет к быстрой сульфатации электродных элементов, в результате чего снизится емкость устройства.
6. При подключении надо обязательно соблюдать полярность. Если батарея заряжена, то ее запас энергии высокий. Соответственно, при неправильном подсоединении клемм может произойти поломка АКБ.
7. Не допускается самостоятельное вскрытие корпуса приспособления. Попадание раствора электролита на кожу приведет к химическому ожогу.

Видео «Нюансы проведения технического обслуживания АКБ»

Пользователь Аккумуляторщик подробно рассказал об особенностях профилактики автомобильных аккумуляторных батарей в домашних условиях.

avtozam.com

Основные характеристики аккумуляторных батарей | АКБ

Коэффициент преобразования энергии

Энергия, которая подводится к батарее в процессе заряда, всегда больше энергии, отдаваемой ею при разряде. Превышение энергии заряда над энергией разряда объясняется необходимостью покрытия затрат на проведение электрохимических процессов при заряде. Чтобы зарядить батарею, необходимо подвести к ней энергию, величина которой составляет от 105 до 110% отданной ранее энергии. Это соотношение (равное от 1,05 до 1,10) называют коэффициентом преобразования энергии.

Емкость аккумуляторной батареей

Емкость батареи или отдельного аккумулятора равна отдаваемой ими электроэнергии, измеряемой в ампер-часах (А·ч). Емкость зависит от температуры и разрядного тока. Она уменьшается при увеличении разрядного тока и снижении температуры окружающей среды (особенно при минусовых ее значениях).

Номинальная емкость K20

Это указываемая изготовителем в А·ч емкость, которая определяется в режиме 20-часового разряда полностью заряженной батареи. Величина тока разряда рассчитывается по формуле K20 : 20 ч. Напряжение на выводах батареи при этом должно оставаться на уровне не ниже 10,5 В. Например, разрядный ток батареи емкостью 60 А·ч должен быть равен:

60 А·ч : 20 ч = 3 А

Таким образом батарея номинальной емкостью 60 А·ч должна отдавать ток силой 3 А в течение 20 часов, причем напряжение на ее выводах должно быть выше 10,5 В.

Ток холодной прокрутки

Ток холодной прокрутки (пусковой ток) характеризует способность аккумуляторной батареи обеспечивать пуск двигателя в холодное время года. Ток холодной прокрутки – это указанный производителем ток, который способна отдавать новая полностью заряженная батарея при температуре -18°C в течение установленного нормативом времени. При этом напряжение на ее выводах не должно падать ниже определенного значения, определяемого нормативными значениями.

Номинальное напряжение автомобильной батареи

Номинальное напряжение автомобильной батареи равно произведению номинального напряжения аккумулятора на число (последовательно включенных) аккумуляторов в батарее. В соответствии со стандартом номинальное напряжение свинцового аккумулятора равно 2 В, поэтому у аккумуляторной батареи оно должно составлять 12 В.

Напряжение начала газовыделения

Напряжение начала газовыделения – это напряжение аккумулятора, при котором начинается интенсивное выделение газов. Обычно газы начинают обильно выделяться при напряжении на клеммах более 14,4 В (или 2,4 В на выводах аккумулятора).

ustroistvo-avtomobilya.ru

Виды и типы аккумуляторных батарей — подробно!

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям Опубликовано 25.06.2015 19:00 Автор: Abramova Olesya

Аккумуляторная батарея – это источник постоянного тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Подавляющее число типов аккумуляторных батарей основано на циклическом преобразовании химической энергии в электрическую, это позволяет многократно заряжать и разряжать батарею.

Еще в 1800 году Алессандро Вольта произвел поразительное открытие, когда опустил в банку, наполненную кислотой, две металлические пластины – медную и цинковую, после чего доказал, что по соединяющей их проволоке протекает электрический ток. Спустя более чем 200 лет, современные аккумуляторные батареи продолжают производить на основе открытия Вольта.

Рисунок 1. Вольтов столб из шести элементов.	Рисунок 2. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта

Со времени изобретения первого аккумулятора прошло не больше 140 лет и сейчас сложно представить современный мир без резервных источников питания на основе батарей. Аккумуляторы применяются всюду, начиная с самых безобидных бытовых устройств: пульты управления, переносные радиоприемники, фонари, ноутбуки, телефоны, и заканчивая системами безопасности финансовых учреждений, резервными источниками питания для центров хранения и передачи данных, космической отраслью, атомной энергетикой, связью и т. д.

Развивающийся мир нуждается в электрической энергии столь сильно, сколько человеку нужен кислород для жизни. Поэтому конструкторы и инженеры ежедневно ведут работу по оптимизации имеющихся типов аккумуляторов и периодически разрабатывают новые виды и подвиды.

Основные виды аккумуляторов приведены в таблице №1.

Тип	Применение	Обозначение	Рабочая температура, ºC	Напряжение элемента, В	Удельная энергия, Вт∙ч/кг
Литий-ионный (Литий-полимерный, литий-марганцевый, литий-железно-сульфидный, литий-железно-фосфатный, литий-железо-иттрий-фосфатный, литий-титанатный, литий-хлорный, литий-серный)	Транспорт, телекоммуникации, системы солнечной энергии, автономное и резервное электроснабжение, Hi-Tech, мобильные источники питания, электроинструмент, электромобили и т.д.	Li-Ion (Li-Co, Li-pol, Li-Mn, LiFeP, LFP, Li-Ti, Li-Cl, Li-S)	-20 … +40	3,2-4,2	280
никель-солевой	Автомобильный транспорт, Ж\Д транспорт, Телекоммуникации, Энергетика, в том числе альтернативная, Системы накопления энергии	Na/NiCl	-50 … +70	2,58	140
никель-кадмиевый	Электрокары, речные и морские суда, авиация	Ni-Cd	–50 … +40	1,2-1,35	40 – 80
железо-никелевый	Резервное электропитание, тяговые для электротранспорта, цепи управления	Ni-Fe	–40 … +46	1,2	100
никель-водородный	Космос	Ni-h3		1,5	75
никель-металл-гидридный	электромобили, дефибрилляторы, ракетно-космическая техника, системы автономного энергоснабжения, радиоаппаратура, осветительная техника.	Ni-MH	–60 … +55	1,2-1,25	60 – 72
никель-цинковый	Фотоаппараты	Ni-Zn	–30 … +40	1,65	60
свинцово-кислотный	Системы резервного питания, бытовая техника, ИБП, альтернативные источники питания, транспорт, промышленность и т.д.	Pb	–40 … +40	2, 11-2,17	30 – 60
серебряно-цинковый	Военная сфера	Ag-Zn	–40 … +50	1,85	<150
серебряно-кадмиевый	Космос, связь, военные технологии	Ag-Cd	–30 … +50	1,6	45 – 90
цинк-бромный		Zn-Br		1,82	70 – 145
цинк-хлорный		Zn-Cl	–20 … +30	1,98-2,2	160 – 250

Таблица №1. Классификация аккумуляторных батарей.

Исходя из приведенных данных в таблице №1, можно прийти к выводу, что существует достаточно много видов аккумуляторов, отличных по своим характеристикам, которые оптимизированы для применения в разнообразных условиях и с различной интенсивностью. Применяя для производства новые технологии и компоненты, ученым удается достигать нужных характеристик для конкретной области применения, к примеру, для космических спутников, космических станций и другого космического оборудования были разработаны никель-водородные аккумуляторы. Конечно, в таблице приведены далеко не все типы, а лишь основные, которые получили распространение.

Современные системы резервного и автономного электропитания для промышленного и бытового сегмента основаны на разновидностях свинцово-кислотных, никель-кадмиевых (реже применяются железо-никелевый тип) и литий-ионных аккумуляторах, поскольку эти химические источники питания безопасны и имеют приемлемые технические характеристики и стоимость.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи

Этот тип является самым востребованным в современном мире по причине универсальных особенностей и невысокой стоимости. Благодаря наличию большого количества разновидностей, свинцово-кислотные аккумуляторы применяется в областях систем резервного питания, системах автономного электроснабжения, солнечных электростанций, ИБП, различных видах транспорта, связи, системах безопасности, различных видах портативных устройств, игрушках и т. д.

Принцип действия свинцово-кислотных батарей

Основа работы химических источников питания основана на взаимодействии металлов и жидкости – обратимой реакции, которая возникает при замыкании контактов положительных и отрицательных пластин. Свинцово-кислотные аккумуляторы, как понятно из названия, состоят из свинца и кислоты, где положительно заряженными пластинами является свинец, а отрицательно заряженными – оксид свинца. Если подключить к двум пластинам лампочку, цепь замкнется и возникнет электрический ток (движение электронов), а внутри элемента возникнет химическая реакция. В частности, происходит коррозия пластин батареи, свинец покрывается сульфатом свинца. Таким образом, в процессе разряда аккумулятора на всех пластинах будет образовываться налет из сульфата свинца. Когда аккумулятор полностью разряжен, его пластины покрыты одинаковым металлом – сульфатом свинца и имеют практически одинаковый заряд относительно жидкости, соответственно, напряжение батареи будет очень низким.

Если к батарее подключить зарядное устройство к соответствующим клеммам и включить его, ток будет протекать в кислоте в обратном направлении. Ток будет вызывать химическую реакцию, молекулы кислоты – расщепляться и за счет этой реакции будет происходить удаление сульфата свинца с положительных и отрицательных пластилин батареи. В финальной стадии зарядного процесса пластины будут иметь первозданный вид: свинец и оксид свинца, что позволит им снова получить разный заряд, т. е. батарея будет полностью заряжена.

Однако на практике все выглядит немного иначе и пластины электродов очищаются не полностью, поэтому аккумуляторы имеют определенный ресурс, по достижении которого емкость снижается до 80-70% от изначальной.

Рисунок №3. Электрохимическая схема свинцово-кислотного аккумулятора (VRLA).

Типы свинцово-кислотных батарей

• Lead–Acid, обслуживаемые – 6, 12В батареи. Классические стартерные аккумуляторы для двигателей внутреннего сгорания и не только. Нуждаются в регулярном обслуживании и вентиляции. Подвержены высокому саморазряду.

• Valve Regulated Lead–Acid (VRLA), необслуживаемые – 2, 4, 6 и 12В батареи. Недорогие аккумуляторы в герметизированном корпусе, которые можно использовать в жилых помещениях, не требуют дополнительной вентиляции и обслуживания. Рекомендованы для использования в буферном режиме.

• Absorbent Glass Mat Valve Regulated Lead–Acid (AGM VRLA), необслуживаемые – 4, 6 и 12В батареи. Современные аккумуляторы свинцово-кислотного типа с абсорбированным электролитом (не жидкий) и стекловолоконными разделительными сепараторами, которые значительно лучше сохраняют свинцовые пластины, не давая им разрушаться. Такое решение позволило значительно снизить время заряда AGM батарей, поскольку зарядный ток может достигать 20-25, реже 30% от номинальной емкости.

  Аккумуляторы AGM VRLA имеют множество модификаций с оптимизированными характеристиками для циклического и буферного режимов работы: Deep – для частых глубоких разрядов, фронт-терминальные – для удобного расположения в телекоммуникационных стойках, Standard – общего назначения, High Rate – обеспечивают лучшую разрядную характеристику до 30% и подходят для мощных источников бесперебойного питания, Modular – позволяют создавать мощные батарейные кабинеты и т. д.

  Рисунок №4. AGM VRLA аккумуляторы EverExceed.

• GEL Valve Regulated Lead–Acid (GEL VRLA), необслуживаниемые – 2, 4, 6 и 12В батареи. Одна из последних модификаций свинцово-кислотного типа аккумуляторов. Технология основана на применение гелеобразного электролита, который обеспечивает максимальный контакт с отрицательными и положительными пластинами элементов и сохраняет однообразную консистенцию по всему объему. Данный тип аккумуляторов требует «правильного» зарядного устройства, которое обеспечит требуемый уровень тока и напряжения, лишь в этом случае можно получить все преимущества по сравнению с AGM VRLA типом.

  Химические источники питания GEL VRLA, как и AGM, имеют множество подвидов, которые наилучшим образом подходят для определенных режимов работы. Самыми распространенными являются серии Solar – используются для систем солнечной энергии, Marine – для морского и речного транспорта, Deep Cycle – для частых глубоких разрядов, фронт-терминальные – собраны в специальных корпусах для телекоммуникационных систем, GOLF – для гольф-каров, а также для поломоечных машин, Micro – небольшие аккумуляторы для частого использования в мобильных приложениях, Modular – специальное решение по созданию мощных аккумуляторных банков для накопления энергии и т. д.

  Рисунок №5. GEL VRLA аккумулятор EverExceed.

   

   

   

• OPzV, необслуживаемые – 2В батареи. Специальные свинцово-кислотные элементы типа OPZV произведены с применением трубчатых пластин анода и сернокислотным гелеобразным электролитом. Анод и катод элементов содержат дополнительный металл – кальций, благодаря которому повышается стойкость электродов к коррозии и увеличивается срок службы. Отрицательные пластины – намазные, эта технология обеспечивает лучший контакт с электролитом.

  Аккумуляторы OPzV устойчивы к глубоким разрядам и обладают длительным сроком службы до 22 лет. Как правило, для изготовления подобных элементов питания применяются только лучшие материалы, чтобы обеспечить высокую эффективность работы в циклическом режиме.

  Применение OPzV аккумуляторов востребовано в телекоммуникационных установках, системах аварийного освещения, источниках бесперебойного питания, системах навигации, бытовых и промышленных системах накопления энергии и солнечной электрогенерации.

  Рисунок №6. Строение OPzV аккумулятора EverExceed.

• OPzS, малообслуживаемые – 2, 6, 12В батареи. Стационарные заливные свинцово-кислотные аккумуляторы OPzS производятся с трубчатыми пластинами анода с добавлением сурьмы. Катод также содержит небольшое количество сурьмы и представляет собой намазной решетчатый тип. Анод и катод разделены микропористыми сепараторами, которые предотвращают короткое замыкание. Корпус аккумуляторов выполнен из специального ударопрочного, устойчивого к химическому воздействию и огню прозрачного пластика, а вентилируемые клапаны относятся к пожаробезопасному типу и обеспечивают защиту от возможного попадания пламени и искр.

  Прозрачные стенки позволяют удобно контролировать уровень электролита при помощи отметок минимального и максимального значения. Специальная структура клапанов дает возможность без их снятия доливать дистиллированную воду и промерять плотность электролита. В зависимости от нагрузки, долив воды осуществляется раз в один – два года.

  Аккумуляторные батареи типа OPzS обладают самыми высокими характеристиками среди всех других видов свинцово-кислотных батарей. Срок службы может достигать 20 – 25 лет и обеспечивать ресурс до 1800 циклов глубокого 80% разряда.

  Применение подобных батарей необходимо в системах с требованиями среднего и глубокого разряда, в т.ч. где наблюдаются пусковые токи средней величины.

  Рисунок №7. OPzS аккумулятор Victron Energy.

Характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов

Анализируя приведенные в таблице №2 данные, можно прийти к выводу, что свинцово-кислотные аккумуляторы обладают широким выбором моделей, которые подходят для различных режимов работы и условий эксплуатации.

Тип	LA	VRLA	AGM VRLA	GEL VRLA	OPzV	OPzS
Емкость, Ампер/час	10 – 300	1 – 300	1 – 3000	1 – 3000	50 – 3500	50 – 3500
Напряжение, Вольт	6, 12	4, 6, 12	2, 4, 6, 12	2, 6, 12	2	2
Оптимальная глубина разряда, %		30	<40	<50	<60	<60
Допустимая глубина разряда, %		<75	<80	<90	<90	<100
Циклический ресурс, D.O.D.=50%		<250-300	<1000	<1400	<3200	<3300
Оптимальная температура, °С	0 … +45	+15 … +25	+10 … +25	+10 … +25	0 … +30	0 … +30
Диапазон рабочих температур, °С	–50 … +70	–35 … +60	–40 … +70	–40 … +70	–40 … +70	–40 … +70
Срок службы, лет при +20°С	<7	<7	5 – 15	8 – 15	15 – 20	17 – 25
Саморазряд, %	3 – 5	2 – 3	1 – 2	1 – 2	1 – 2	1 – 2
Макс. ток заряда, % от емкости	10 – 20	20 – 25	20 – 30	15 – 20	15 – 20	10 – 15
Минимальное время заряда, ч	8 – 12	6 – 10	6 – 10	8 – 12	10 – 14	10 – 15
Требования к обслуживанию	3 – 6 мес.	нет	нет	нет	нет	1 – 2 года
Средняя стоимость, $, 12В/100Ач.	70 – 150	200 – 250	250 – 380	350 – 500	1000 – 1400	1500 – 3500

Таблица №2. Сравнительные характеристики по видам свинцово-кислотных батарей.

Для анализа использовались усредненные данные более чем 10-ти производителей батарей, продукция которых представлена на рынке Украины в течение длительного времени и успешно применяется во многих областях (EverExceed, B.B. Battery, CSB, Leoch, Ventura, Challenger, C&D Techologies, Victron Energy, SunLight, Troian и другие).

Литий-ионные (литиевые) аккумуляторные батареи

История прохождения происхождения уходит в 1912 год, когда Гилберт Ньютон Льюис работал над вычислением активностей ионов сильных электролитов и проводил исследования электродных потенциалов целого ряда элементов, включая литий. С 1973 года работы были возобновлены и в результате появились первые элементы питания на основе лития, которые обеспечивали только один цикл разряда. Попытки создать литиевый аккумулятор затруднялись активностью свойств лития, которые при неправильных режимах разряда или заряда вызывали бурную реакцию с выделением высокой температуры и даже пламени. Компания Sony выпустила первые мобильные телефоны с подобными аккумуляторами, но была вынуждена отозвать продукцию обратно после нескольких неприятных инцидентов. Разработки не прекращались и в 1992 году появились первые «безопасные» аккумуляторы на основе ионов лития.

Аккумуляторы литий-ионного типа обладают высокой плотностью энергии и благодаря этому при компактном размере и легком весе обеспечивают в 2-4 раза большую емкость по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами. Несомненно, большим достоинством литий-ионных батарей является высокая скорость полной 100% перезарядки в течение 1-2 часов.

Li-ion батареи получили широкое применение в современной электронной технике, автомобилестроении, системах накопления энергии, солнечной генерации электроэнергии. Крайне востребованы в высокотехнологичных устройствах мультимедиа и связи: телефонах, планшетных компьютерах, ноутбуках, радиостанциях и т. д. Современный мир сложно представить без источников питания литий-ионного типа.

Принцип действия литиевых (литий-ионных) батарей

Принцип работы заключается в использовании ионов лития, которые связаны молекулами дополнительных металлов. Обычно, в дополнение к литию применяются литийкобальтоксид и графит. При разряде литий-ионного аккумулятора происходит переход ионов от отрицательного электрода (катода) к положительному (аноду) и наоборот при заряде. Схема аккумулятора предполагает наличие разделительного сепаратора между двумя частями элемента, это необходимо для предотвращения самопроизвольного перемещения ионов лития. Когда цепь аккумулятора замкнута и происходит процесс заряда или разряда, ионы преодолевают разделительный сепаратор стремясь к противоположно заряженному электроду.

Рисунок №8. Электрохимическая схема литий-ионного аккумулятора.

Благодаря своей высокой эффективности, литий-ионные аккумуляторы получили бурное развитие и множество подвидов, например, литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4). Ниже приведена графическая схема работы этого подтипа.

Рисунок №9. Электрохимическая схема процесса разряда и разряда LiFePO4 батареи.

Типы литий-ионных аккумуляторов

Современные литий-ионные аккумуляторы имеют множество подтипов, основная разница которых заключается в составе катода (отрицательно заряженного электрода). Также может изменяться состав анода для полной замены графита или использования графита с добавлением других материалов.

Различные виды литий-ионных аккумуляторов обозначаются по их химическому разложению. Для рядового пользователя это может быть несколько сложно, поэтому каждый тип будет описан максимально подробно, включая его полное название, химическое определение, аббревиатуру и краткое обозначение. Для удобства описания будет использоваться сокращенное название.

• Литий кобальт оксид (LiCoO2) – Обладает высокой удельной энергией, что делает литий-кобальтовый аккумулятор востребованным в компактных высокотехнологичных устройствах. Катод батареи состоит из оксида кобальта, тогда как анод – из графита. Катод имеет слоистую структуру и во время разряда ионы лития перемещаются от анода к катоду. Недостатком этого типа является относительно к

best-energy.com.ua

Автомобильный аккумулятор, характеристики

Аккумулятор является источником энергии в автомобиле, он может работать, как при включенном, так и при выключенном двигателе. Чаще всего в машинах используются кислотные аккумуляторы, их также еще называют свинцовыми. Уникальность данной детали состоит в том, что за несколько секунд она может выдать напряжения в сотни ампер, которых вполне достаточно, чтобы запустить двигатель.

Вы спрашивали меня в предыдущих моих постах куда можно сдать аккумулятор в СПБ? Делюсь ссылкой. Ребята принимают и утилизируют старые аккумуляторы.

Содержание:

1. Типы аккумуляторов
2. Что такое свинцовый аккумулятор?
3. Электрическая емкость
4. Зарядка аккумулятора
5. Срок службы АКБ

Типы аккумуляторов

Существует много разновидностей аккумуляторов, отличаются они, производителями, ценой, составом электролита и электродов. Но для запуска двигателя автомобиля используют только свинцовые АКБ, так как они способны отдавать большую силу тока мгновенно. Есть и большой минус в свинцовых батареях, они очень вредны для нашего организма и окружающей среды в целом, в их состав входит кислота и свинец.

Современные производители делают все возможное, чтобы использование аккумуляторов было максимально безопасным, корпусы изготавливают из специальной пластмассы, устойчивой против кислотного воздействия. При изготовлении АКБ используют не чистый свинец, его перемешивают с различными добавками, отсюда и берется разделение аккумуляторов на следующие типы

• свинцовые – стандартные батареи широко используются во всех типах автомобилей;
• кальциевые;
• гелевые;
• литий-ионные
• малосурьмянистые.

Что такое свинцовый аккумулятор?

Свинцовый аккумулятор – емкость, которая заполнена электролитом, а в него опущены электроды, изготовленные из свинца.

Электролиты состоят из дистиллированной воды и серной кислоты. Электроды – пластины, изготовленные из свинца. Одну пластину производят из губчатого свинца, а вторую из двуокиси свинца, таким образом, создается противодействие между электролитами и электродами.При проверке качества аккумулятора учитываются такие характеристика как: плотность электролита, уровень, напряжение.

Определяют уровень заряда аккумулятора, проверив плотность электролитов. Когда батарея полностью заряжена, плотность увеличивается, при разряде – уменьшается.

Электрическая емкость

Данный параметр показывает в течение, какого периода аккумулятор способен выдавать электричество. Например, АБК имеет электрическую емкость 40 ач, это значит, что на протяжении двадцати часов он может выдавать энергию в два ампера. Проверяется аккумулятор именно на 20-ти часах работы. Соответственно батарея емкостью в 60 ач, будет выдавать ток силой в 3 ампера.

 

Определяют пусковой ток, также он имеет название ток холодной прокрутки, простым способом. АКБ помещают в специальное помещение, температура в нем -18 градусов, когда батарея охладится до нужной температуры, измеряют ток, который выдает автомобильный аккумулятор. Характеристики данной проверки напрямую зависят от емкости АКБ. Суть данного процесса – определение силы тока при определенной температуре.

Зарядка аккумулятора

Автомобилисты знаю, что необходимо следить за уровнем заряда АКБ, в противном случае в нужный момент автомобиль может не завестись. Батарея разряжается намного быстрее в зимнюю пору, при больших морозах. Автомобиль, простоявший на улице более двух недель при минусовой температуре, вероятнее всего просто не заведется.

В таком случае поможет только два варианта:

1. запустить двигатель от чужого АКБ;
2. зарядить аккумулятор самостоятельно (способ, требующий больше времени).

При зарядке батареи нужно установить уровень тока на зарядном устройстве, он должен быть на 1/10 от объема аккумулятора. Например, при объеме АКБ в 60 ач, ток необходимо выставлять на 6 ампер, не больше.

Срок службы АКБ

Многие производители пишут, что их батарея будет служить 4-5 лет. Но определить, сколько будет служить свинцовый аккумулятор, не представляется возможным.

Его долговечность зависит от эксплуатационных условий и от зарядных циклов. Чем сильнее батарея разряжена и чем дольше он находится в таком состоянии, тем скорее он выйдет из строя. Поэтому не рекомендуется допускать АКБ до полной разрядки, необходимо стабильно поддерживать его на уровне нормальной жизнедеятельности.

Читайте также:

avtoshef.com

---

• 
  Особенности ухода за пожарными насосами в зимнее время
• 
  Скрепер моаз
• 
  Сгорание топлива
• 
  Основные правила дорожного движения для водителей
• 
  Крупногабаритный и тяжеловесный груз
• 
  Определение центра тяжести
• 
  Схема экскаватора
• 
  Тк 102 коммутатор
• 
  Экскаваторы в работе
• 
  Свойства грунтов
• 
  Маз 5440а5