Как определить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи (АКБ)?

Чтобы система бесперебойного питания не подвела в самый неподходящий момент, необходимо, чтобы все аккумуляторные батареи были в рабочем состоянии. Но как их проверить? Как убедиться, что установленные АКБ ещё не исчерпали свой остаточный ресурс? Как правильно оценить их оставшийся срок службы?

Строго говоря, самый правильный ответ вопрос, поставленный в такой форме – «никак». Ни один из приборов и методов не позволяет дать точный прогноз того, сколько еще проработает батарея и в какой именно момент она выйдет из строя. Причем касается это как обслуживаемых батарей (хотя в их отношении диапазон принимаемых мер несколько шире), так и необслуживаемых. При этом по всему миру обслуживаемые батареи используются все меньше, в то время как популярность необслуживаемых АКБ растет практически во всех областях применения.

Методом полного заряда/разряда батареи можно определить остаточную емкость аккумулятора в ампер-часах. Это достоверный метод, но даже он при однократном проведении не даст информации о том, сколько еще проработает батарея. Составить прогноз «времени дожития» можно только в том случае, если измерения проводятся на регулярной основе, их результаты сопоставляются между собой – т. е. оценивается динамика изменений. Однако полный заряд/разряд – процедура весьма продолжительная, и проводить ее регулярно (особенно при значительном количестве батарей) вряд ли возможно.

Однократный краткосрочный тест тем более не дает достоверной информации об остаточном ресурсе. Говорить о точном определении остаточной емкости в этом случае вообще не приходится – слишком разные существуют варианты аккумуляторов, чтобы существовала единая методика определения этого параметра. Можно измерить напряжение, но как сделать выводы на основе этих показаний, если уже частично деградировавший элемент выдает такое же напряжение, что и соседние? Возникает вопрос, можно ли вообще что-либо сказать о текущем состоянии АКБ при помощи быстрых измерений, или остается примириться с тем, что со временем, неизвестно в какой момент батарея выйдет из строя и ее придется менять? А ведь последствия такого события могут оказаться очень тяжелыми. Для ряда объектов: ЦОДов, подстанций, аэропортов, предприятий нефтегазовой отрасли, энергетики, медицинских учреждений и других, работа которых должна быть бесперебойной – подобные аварии просто неприемлемы, их необходимо предотвращать, а не устранять последствия.

Существует несколько базовых стратегий в работе с АКБ:

1. Менять батарею только тогда, когда она выйдет из строя или полностью утратит емкость. Средства на проверку состояния батарей не затрачиваются, однако весь риск неблагоприятных последствий в случае сбоя ложится на владельца объекта или предприятия. Потери от одного сбоя могут многократно превысить всю «экономию» на тестировании батарей.

2. Менять батареи по истечении определенного времени эксплуатации, независимо от их состояния. Средства на проверочные мероприятия также не затрачиваются, однако остается риск сбоя, если батарея утратит рабочие свойства раньше ожидаемого срока. Кроме того, качественные батареи часто могут работать продолжительное время и после того, как заявленный производителем срок службы (гарантийный период) истек. При таком подходе даже исправные батареи будут изыматься из эксплуатации, вызывая неоправданный рост расходов.

3. Проводить регулярное тестирование АКБ, идентифицируя батареи, которые демонстрируют начало деградации. Им заблаговременно заказывается замена, она производится тогда, когда скорость деградации увеличится, но до наступления сбоя дело не доходит.

Наиболее экономически целесообразный подход, используемый сегодня в Европе и США состоит в том, чтобы при помощи тестов, не занимающих много времени и не требующих больших затрат, регулярно (раз в квартал, полгода, год) измерять доступные параметры, документировать результаты, сопоставлять их и отслеживать ситуацию в динамике – каждый блок, каждую батарею. В этом случае по любой из батарей можно заметить момент, когда началась деградация. Пока процесс развивается медленно, за ним можно просто следить, продолжая эксплуатацию, и заменить АКБ тогда, когда свой основной ресурс она выработала, но еще не пришла в полную негодность. Фактически, это скорее организационные меры, чем технические – комплекс мероприятий, нацеленный на максимально полное использование ресурса батарей, при том, что риск аварий и, соответственно, негативных последствий минимизируется.

Как определить оставшийся срок службы АКБ исходя из внутреннего сопротивления?

Деградации подвержены любые батареи. Причины могут быть разными (повышенные температуры, истечение электролита, сульфатация в результате многократных перезарядок, понижение нагрузки и сеточная коррозия – в зависимости от типа и модели АКБ), но в любом случае это отражается на внутреннем сопротивлении элементов батареи. У штатно работающих батарей со временем из-за естественного износа внутреннее сопротивление начинает расти. Когда отклонение от базового уровня превышает 25%, батарею пора заменить (у некоторых батарей пороговый уровень выше – отклонение порядка 50% – но лучше проверить это значение по спецификациям производителя батареи). Существенное отклонение об нормы в меньшую сторону свидетельствует о явной неисправности, такую батарею необходимо заменить независимо от срока ее использования.

Строго говоря, полный импеданс включает в себя внутреннее сопротивление, индуктивную и реактивную составляющую. Однако с технологической точки зрения для оценки АКБ достаточно измерять только активную составляющую – внутреннее сопротивление адекватно отражает рабочее состояние батареи. Это вполне надежный индикатор деградации, к тому же на его измерение требуется всего несколько секунд. Подобные тесты не требуют лабораторной точности, но важно проводить их регулярно и сопоставлять результаты, полученные в разное время. По этому критерию можно быстро определить, годна батарея к дальнейшему использованию или нет. Для подобных измерений существует не так много приборов. Одни из самых популярных – семейство тестеров аккумуляторных батарей Fluke BT500 (модели BT510, BT520 и BT521).

Чтобы измерить внутреннее сопротивление тут используется 2 щупа. Приборы подают малый переменный ток, имеющий частоту 1000 Гц. Сила тока настолько мала, а частота подобрана таким образом, что измерение можно проводить прямо в ходе нагрузки, на запитываемое оборудование это никак не повлияет. Можно проводить тесты и без нагрузки. Прибор проводит измерение напряжения, производит расчет сопротивления и выводит результат на экран.

Поскольку внутреннее сопротивление исчисляется в миллиомах, для измерения используется 4-проводное подключение Кельвина, в отечественной электротехнической литературе более известное под названием двойного измерительного моста Томсона. 4 точки подключения обеспечиваются за счет конструкции щупов: каждый из них имеет двухконтактный наконечник, центральный контакт подпружинен и при надавливании утапливается внутрь. В результате каждый щуп соприкасается с поверхностью двумя контактами, реализуя 4-проводную схему подключения и обеспечивая более точное измерение внутреннего сопротивления батареи.

В зависимости от модели прибора и доступных аксессуаров возможно одновременное определение температуры на отрицательной клемме аккумуляторной батареи – для этого используется выносной щуп BTL21 со встроенным ИК-датчиком (см. таблицу «Функции и аксессуары», комплектация зависит от модели прибора). Все измерение занимает 4 секунды. Результаты выводятся на ЖК-дисплей тестера, сохраняются в памяти для последующей загрузки на ПК через порт USB и подготовки отчета при помощи входящего в комплект программного обеспечения.

Тесты проводятся быстро не только за счет скорости измерения самого прибора, но и благодаря наличию удобных щупов, к которым предусмотрены удлинители различного размера. Результаты можно не просто сохранять (в том числе автоматически), но и подразделять на группы в соответствии с количеством блоков и батарей в них, чтобы информация была представлена в четко структурированном виде. Скриншот показывает экран прибора при последовательном измерении: три батареи из 32 уже протестированы, их результаты сохранены, по четвертой выполняются измерения (результаты на экране) и будут сохранены по нажатию кнопки Save, остальные ячейки пусты для последующих измерений.

Затраты времени на измерительные процедуры для всех 100% аккумуляторных батарей на объекте не выходят за рамки разумного, в результате сопоставление полученных в разное время данных позволит определить, в каких батареях деградация только началась, а в каких достигла уровня, когда их необходимо заменить, не дожидаясь фатального сбоя.

При массовых измерениях наконечники щупов изнашиваются, но все компоненты и измерительные провода могут быть своевременно заменены на аналогичные. Можно заменять только наконечники с подпружиненными контактами. При замене тестового щупа необходимо провести калибровку нуля прибора, для этого в комплекте предусмотрена калибровочная пластина (кассета сопротивлений). Операция выполняется самим пользователем (в отличие от поверки, которая выполняется в сертифицированной организации. Приборы Fluke BT500 внесены в Государственный реестр средств измерений, на них есть методика поверки и сертификаты установленного образца. Межповерочный интервал – 1 год).

 

Можно изначально держать в запасе дополнительный комплект щупов, а также измерительные провода для режима мультиметра и (в зависимости от модели) токовые клещи. Эти аксессуары позволят дополнить измерения внутреннего сопротивления другими тестовыми функциями. Возможна оценка тока пульсации (присутствие переменной составляющей в постоянном напряжении более 5% может служить симптомом – высокое значение пульсации приводит к перегреву и потере энергии). Можно отслеживать падение напряжения при разряде (измерения проводятся многократно в ходе процесса разрядки).

Сравнительные возможности тестеров АКБ серии Fluke BT 500

Необходимо подчеркнуть – приборы Fluke BT500 не дают информацию об остаточной емкости батарей, в результатах не фигурируют ампер-часы. Принципиальная позиция производителя состоит в том, что точно определить емкость можно только при полном заряде/разряде АКБ, а при быстром измерении точно сделать это нельзя в принципе, поскольку конструкции батарей и проходящие в них физико-химические процессы неодинаковы. Внутреннее сопротивление напрямую от остаточной емкости не зависит. Однако оно служит надежным критерием, позволяющим отличить батареи, годные к дальнейшему использованию, от тех, которые необходимо заменить. При регулярном тестировании риск сбоя сводится к минимуму, а на объекте обеспечивается бесперебойное функционирование систем, в которых используются АКБ.

Стандарты проверки аккумуляторных батарей

Существует несколько стандартов, регламентирующих процедуры проверки АКБ в зависимости от их типа (IEEE 450 и IEEE 1188 для стационарных свинцово-кислотных батарей, IEEE 1106 для никель-кадмиевых, есть и другие), но в основных положениях они сходятся:

1. При первоначальной установке батарей необходимо произвести испытания на разряд (проверка емкости батарей). Их может выполнять изготовитель на производственной площадке, предоставляя затем заказчику документацию, либо приемочные испытания проводятся на объекте. Чем детальнее предоставит информацию по батареям производитель, тем лучше – с этими данными можно будет сопоставлять результаты измерений, проведенных на различных этапах эксплуатации.

2. В тот же период первоначальной установки проводится тестирование внутреннего сопротивления батарей, чтобы определить их базовые параметры. Данные фиксируются для каждой батареи, в каждом блоке, и хранятся в виде сводных отчетов для будущего сопоставления.

3. Процедуры 1 и 2 необходимо повторять не реже 1 раза в 2 года для большинства систем, охватываемых гарантией – как правило, это одно из условий для продолжения действия гарантии.

4. Для большинства АКБ тестирование внутреннего сопротивления следует проводить не реже, чем раз в квартал. В некоторых случаях, если так предусмотрено производителем, батареи проверяются по годичному циклу, но для большинства моделей и типов проверка имеет квартальный график. На объектах, работа которых особо критична, может быть принят свой внутренний регламент, предусматривающий тестирование чаще, каждые 1-2 месяца.

5. В графике проверок учитывается заявленный производителем полный срок службы батарей: измерения должны проводиться как минимум по истечении каждых 25% срока службы АКБ.

6. Если батарея выработала 85% от ожидаемого срока службы, необходимо не реже раза в год подвергать ее испытанию на остаточную емкость. С такой же периодичностью тест необходимо проводить, если емкость упала ниже 90% от заявленного производителем уровня (или разница в показаниях между предыдущими измерениями составила более 10%).

7. Если проверка внутреннего сопротивления продемонстрировала большое расхождение с предыдущими результатами измерений, рекомендуется провести проверку остаточной емкости. При резком падении внутреннего сопротивления или превышении базового значения более чем на 25% батарею следует заменить.

8. Результаты измерений необходимо сохранять в четком, упорядоченном виде. По отчетам отслеживается состояние каждой батареи, и если на протяжении последних измерений она демонстрирует признаки ускоряющейся деградации, АКБ подлежит замене. Грамотное ведение отчетов позволяет заранее заказать нужные наименования в нужном количестве, чтобы произвести замену вовремя.

Выводы

За состоянием аккумуляторных батарей необходимо следить. Делать это быстро и при этом получать содержательную информацию об остаточном ресурсе АКБ помогут специальные приборы, способные измерять внутреннее сопротивление, такие как семейство тестеров Fluke BT500.

См. также:

• Приборы для проверки аккумуляторных батарей

Анализаторы и тестеры аккумуляторных батарей

Блоки нагрузки для аккумуляторных батарей

Кулон – тестеры / индикаторы емкости свинцовых аккумуляторов

Локализатор повреждения в системах постоянного тока

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Подпишитесь на рассылку новых материалов!

Имя

E-mail *

Согласие на отправку персональных данных *

* — Обязательное для заполнения

См. также:

Как определить остаточную емкость аккумулятора

Аккумулятор представляет собой источник тока многоразового действия, служащий для автономного электропитания различных устройств, а в данном случае – автомобиля. Поэтому со временем использования объемы емкости могут уменьшаться, как результат – уменьшается время его работы без дополнительного заряда.

Единицы показателей аккумулятора

Номинальная емкость – эта единица чаще всего служит для определения электрического заряда источников питания. Выражается номинальная емкость автомобильного аккумулятора в Ач, то есть в ампер-часах, или Ач ( Ah – ampere – hour в английской аббревиатуре).

Электрическое напряжение измеряется в вольтах, В. Аккумуляторы, используемые на легковых автомобилях, чаще всего имеют стандартный показатель в 12 В. Это характеристика, указываемая в техническом паспорте. А величина напряжения зачастую указывается следом за маркой, например, BOSCH 63 Ач, где 63 – емкость автомобильного аккумулятора, Ач.

Проверяем тестером

Итак, для начала автолюбитель задается вопросом о том, как определить остаточную емкость автомобильного аккумулятора.

Чтобы установить, каков объем емкости и понять, насколько он еще работоспособен, используются специальные тестеры. Это незаменимые устройства для проверки любых видов аккумуляторов, их функционал огромен. Тестер совсем не сложен в эксплуатации и в большинстве случаев имеет всего одну кнопку, с помощью которой определяются показатели различных параметров, например, как объем емкости, так и сила тока. Полученные результаты не обязательно будут точно отображать состояние аккумулятора, но при желании, при помощи несложных формул, можно подвести и окончательный расчет объема емкости автомобильного аккумулятора.

Применение мультиметра

Мультиметр (или авометр, от слова ампервольтомметр) – это также комбинированный прибор, использующийся для замеров показателей электрических приборов.

В нем также несколько режимов работы, он не сложен в эксплуатации.

Провести замер и узнать, какая емкость автомобильного аккумулятора, можно несколькими способами.

Тестирование под нагрузкой

В качестве нагрузки будет выступать обычная лампочка. Если при замерах уровень ее яркости будет снижаться, то тестирование сразу прекращается, поскольку это скажет о некачественной работоспособности батареи – не хватает заряда или нарушена схема устройства.

Чтобы просчитать требуемую нагрузку для емкости автомобильного аккумулятора, первым делом учитывается количество ампер. Если номинал емкости составляет, например, 7 Ач (Ah), то соответствующая величина нагрузки будет равна 3,5 Вольт. Если под рукой не окажется нужной лампочки, отлично подойдет обычная автомобильная фара.

Процесс замера

Как определить емкость автомобильного аккумулятора, должен знать каждый автолюбитель!

Для определения замеров емкости батареи проводят следующие действия, в точном порядке:

1. Сначала необходимо отключить аккумуляторную батарею от генератора.
2. Далее подвести нагрузку в виде лампочки и дать поработать аккумулятору буквально пару минут. Затем отключить ее.
3. Затем к батарее подводится уже мультиметр и производится замер в течение 20 секунд.

Если напряжение составит 12,5 Вольт, то состояние аккумулятора хорошее. А вот если показатели равны 11,5 или даже ниже – то необходимо заменить батарею.

Метод контрольного разряда

Для того чтобы провести замер емкости автомобильного аккумулятора именно таким способом, надо знать силу тока разрядки конкретного источника питания. Для этого можно посмотреть техническую документацию, прилагаемую к нему. Сила тока разрядки емкости будет равна необходимому уровню нагрузки, который применится к аккумулятору.

В таком замере объема емкости мультиметр должен оставаться подключенным к аккумулятору столько времени, пока сила тока не снизится до 60, а лучше 50 %. В результате будет получено значение, которое необходимо сравнить со значением в техническом паспорте аккумулятора. Скорее всего, они не будут совпадать, поскольку каждый заряд/разряд аккумулятора постепенно снижает его рабочую емкость, однако цифры не должны сильно разнится! Если расхождение большое, вывод один – замена аккумулятора.

Замеры других показателей

Современный мультиметр – устройство с большим функционалом. Он подойдет для измерения и других параметров источника питания.

Замер напряжения

Если аккумуляторная батарея по типу относится к щелочно-кислотным или литий-ионным, то можно провести замеры напряжения аккумулятора, переведя его в режим вольтметра. В зависимости от уровня нагрузки измеряемого прибора настраивают мультиметр, установив соответствующий показатель. После этого к отрицательной клемме аккумулятора подводят черный провод, а к положительной – соответственно красный. Буквально в течение 2 следующих секунд на экране мультиметра отобразится показатель напряжения.

Если аккумулятор исправен, то величина показателя будет равна 12-12,5 Вольт. Это скажет о том, что состояние источника питания находится в норме.

Тест внутреннего сопротивления

Здесь опять же понадобится лампочка мощностью 12 В и, конечно, мультиметр.

Внутреннее сопротивление аккумулятора также является важным показателем работоспособности.

Чтобы провести замер, автолюбитель или мастер действует в следующем порядке:

1. К аккумулятору подсоединяется лампочка. Батарея ни в коем случае не заряжается!
2. Через пару секунд к клеммам аккумулятора подключается мультиметр и делается первый замер напряжения.
3. Лампа отключается.
4. И производится второй замер напряжения.

Если в полученных цифрах есть разница, но она не выше 0,05 В, то аккумулятор считается исправным. Если же разница выше, то требуется или замена, или осмотр и проведение дополнительных тестов. Внутреннее сопротивление не должно превышать норму!

Ток утечки

Если с вышеуказанными замерами не так сложно разобраться и запомнить действия, то далее надо переходить к вопросу о том, как проверить емкость автомобильного аккумулятора на утечку тока. Это показатель, от которого напрямую зависит объем самой емкости батареи, а значит, и срок ее «жизни».

Уровень саморазряда, допустимый для аккумулятора в состоянии покоя, прописан в его технической документации. Однако стоит знать, что у щелочных типов батарей этот уровень выше всего!

Любая утечка подразумевает наличие разрыва или некачественную герметизацию в цепи питания батареи. И если при замерах определился уровень утечки гораздо выше технически допустимого уровня, то аккумулятор будет разряжаться еще быстрей. Но не только разряд батареи может стать проблемой, поскольку плохая изоляция отдельных участков цепи питания может привести к короткому замыканию или возгоранию!

Для тестирования уровня утечки тока аккумулятора мультиметр переводится в соответствующий режим, а показатель напряжения устанавливается на 10 Ампер. Подключают мультиметр таким образом: красный провод подводится к плюсовой клемме, а черный же – отсоединяется вовсе.

Показатель утечки определяется так: если на мониторе прибора ничего не отображается, значит, проверка емкости автомобильного аккумулятора прошла успешно, утечки нет! Если же есть какие-то показания, то необходимо срочно проверить всю бортовую систему.

Восстановление емкости источника питания

После проведения всех необходимых замеров следующий логический шаг – научиться восстанавливать «размер» емкости батареи. Ведь в любом случае, особенно при долгой эксплуатации транспорта, аккумулятор теряет часть емкости.

Как же восстановить емкость автомобильного аккумулятора?

Подготовка к восстановлению начинается с осмотра и поверхностной чистки аккумулятора. Необходимо удалить все возможные подтеки внутреннего состава, грязь и окисление с клемм. Перед промывкой самого резервуара загрязненный электролит сливается. Обязательно проверяются свинцовые пластины на наличие целостности, поскольку в ином случае процедура восстановления просто ничего не даст.

Далее проводят контрольный цикл по полному разряду и дальнейшему заряду аккумуляторной батареи. Лучше его проводить не менее 4 раз.

Чтобы проконтролировать этот цикл, можно использовать:

• ареометр – для определения плотности внутреннего состава батареи;
• лампочку – для создания нужной нагрузки;
• вольтметр или же мультиметр.

Непосредственно между циклом разряда и дальнейшего заряда емкости автомобильного аккумулятора в mAh устанавливается перерыв около 12-14 часов. Продолжительность заряда должна быть не меньше 8 часов. В технической документации указаны точные параметры необходимой силы тока, времени заряда, их нужно учитывать в каждом конкретном случае.

Период покоя между циклами нужен для того, чтобы сверху, на поверхности свинцовых пластин, устанавливался единый потенциал.

За каждый полный цикл разряда – заряда плотность электролитного состава будет увеличиваться. Если она станет очень высокой, то можно использовать дистиллированную воду для его разбавления.

После того как была слита дистиллированная вода и все емкости тщательно промыты, внутрь аккумулятора вливают раствор натрия. Его заливку также делают в несколько подходов, 2-3 раза.

Правила манипуляций

При работе с любыми электроприборами каждый должен знать, что скачки напряжения, вызываемые принудительным отсоединением от цепи питания, будут неблагоприятно отражаться на самом устройстве. Поэтому все действия должны происходить по возможности с выключенным двигателем. Если же возникла необходимость заменять аккумулятор при работающем двигателе, то для минимизации скачков напряжения надо включить в автомобиле все электроприборы (обогрев заднего стекла, фары, магнитолу). А подключение/отключение каждой клеммы делать максимально быстро, без многократных касаний. Таким образом, нежелательные перепады напряжения будут сведены к минимуму.

Если же возникает необходимость зарядки аккумулятора от другого оборудования, то соединение устройств должно производиться с тщательной аккуратностью. В противном случае это также может повлечь неисправность приборов.

Интересные факты

Понятия «лучший аккумулятор» просто не существует. Разные типы служат для разных целей. Например, кальциевые аккумуляторы имеют слабую утечку тока, но в то же время почти не переносят глубоких разрядов, особенно это наблюдается в зимнее время. В то же время для стандартных «обслуживаемых» батарей, например, свинцово-кислотных, емкостью автомобильного аккумулятора в 18Ah, такой разряд не будет критичен, но постоянно придется проводить замеры и делать промывку и долив дистиллированной воды.

Если температура низкая, то способность аккумулятора «заряжаться» резко сокращается. Поэтому короткие поездки в мороз могут привести к более быстрому разряду. Даже если аккумулятор новый! А это приведет к невозможности запуска мотора!

В зимнее время для аккумулятора хорошим подспорьем будет конструкция с подогревом, которая будет ускорять повышение температуры внутреннего состава батареи. Ведь он имеет определенную вязкость, поэтому его температура понижается или повышается вслед за температурой окружающей среды, с задержкой. И для того чтобы помочь аккумулятору эффективней получать заряд от генератора, необходимо обеспечить дополнительный источник теплого воздуха. А это в свою очередь поможет замедлить разряд батареи во время покоя. Также устройство можно брать домой и после согревания до комнатной температуры ставить на зарядку.

Чем регулярней проводится проверка показателей работоспособности источника питания и состояния «размера» его емкости, тем своевременнее можно заметить увеличение утечки тока, а значит, и провести восстановление. Чем незначительней отклонения, тем легче провести эту процедуру и тем вероятней вернуть утерянный объем. Ведь эксплуатация аккумулятора неизбежно ведет к разрушению свинцовых пластин, образованию подтеков электролита, а все это способствует его медленному выходу из строя.

Всем привет!
Решил немного освежить знания физики и применять их на практике.
Итак этот метод не сложный требуется мультиметр и лампочка в качестве нагрузки например на 55w.
На аккумуляторе нужно увидеть его характеристики и ток холодной прокрутки

В моем случае это ток холодной прокрутки по EN методике. Если у Вас указан ток измеренный другим методом(SAE, DIN, IEC) то можно воспользоваться таблицей перевода:

Итак в моем случае ток холодной прокрутки 600А, емкость 60 а/ч
Затем меряем напряжение на клеммах аккумулятора, в моем случае: 12,71В
Подключаем лампочку на 55w например и измеряем напряжение с подключенной лампочкой, в моём случае : 12,5В
Переключаем мультиметр в режим амперметра и подключаем его в разрыв лампочки и аккумулятора(лампочку одним контактом к плюсу, другим контактом к первому щупу мультиметра и вторым оставшимся щупом к минусу аккумулятора), в моем случае ток составил 3,75А

Далее берём калькулятор и считаем:

Рассчитываем начальное внутреннее сопротивление при -18:
Rнач = (12,666(ток нрц кальциевого заряженного аккумулятора при -18)-7,5)/600(ток холодной прокрутки) = 0,00861 Ом

Сопротивление зависит от окружающей температуры, примерно 40% при температуре -18 от значения при 25 градусах.
Расчитываем эталонное сопротивление:
Rэталон=0,00861 / 0,40 = 0,0215 Ом

Рассчитываем текущее внутреннее сопротивление:
Rфакт=(12.71(напряжение на аккумуляторе без нагрузки)-12.5(напряжение с лампочкой))/3.75(измеренныйе ток лампочки) = 0,056 Ом

Рассчитываем остаточную запасенную энергию
Cфакт=60*0,0215/0,056 = 23,035 А/ч

Учитывая что мой аккумулятор полностью заряжен, то в нем расчетная оставшаяся емкость составляет 23,035 А/ч, что много 50% от первоначальной ёмкости и подлежит утилизации.

Самым важным параметром каждой АКБ является его емкость аккумулятора. Она определяет количество энергии, отдаваемой им за каждый отрезок времени. Это касается всех батарей от автомобильных до телефонных. Знать о них и понимать устройство важно, поскольку при использовании батареи не той емкости могут возникнуть серьезные проблемы при запуске этих устройств.

Единицы измерения этой величины – Амперы или Миллиамперы / час. По данному параметру осуществляют выбор АКБ для техники, руководствуясь рекомендованными значениями. При нарушении рекомендаций, к примеру, автомобиль может не запуститься зимой.

Что такое емкость батареи или аккумулятора

Все аккумуляторы обычно украшают надписи вроде 55, 70 Ah либо 1800mAh. Такое обозначение говорит о том, что емкость данного аккумулятора – соответственно 55 Ампер или долей Ампер в час, только в переводе на английский – A/hour. Его нужно отличать от другого параметра – напряжения, которое пишется в Вольтах.

Показатель Ah показывает, сколько батарея проработает в течение часа на нагрузку 60 Ампер и напряжение 12,7В. Другими словами, емкость – это запас энергии, который в себе способен удерживать аккумулятор.

И если будет меньше, чем 60А нагрузки, то батарея продержится дольше 60 минут.

Как быстро проверить емкость любого аккумулятора

Чаще всего вместимость аккумулятора измеряется с помощью тестера. Это прибор для быстрых измерений. Он работает автоматически, для его применения не нужны никакие дополнительные познания. Временные затраты составляют не более 15 секунд. Все, что требуется – подключить тестер к источнику питания и надавить на единственную кнопку, после чего он начинает определять емкости подключенных аккумуляторов.

Его используют при выборе батареи, сравнивая остаточную и номинальную вместимость, которая официально указана на устройстве. Если разница составить больше 50%, то АКБ нельзя эксплуатировать.

Какой использовать прибор для точного измерения емкости любого аккумулятора

Показатель емкости определяет плотность электролитов, она определяется с помощью особого прибора – ареометра. На новых батареях всегда указаны основные параметры. Однако эта величина определяется и самостоятельно.

Наиболее простым способом являются обычные тестеры наподобие «Кулона». С помощью этого прибора измеряют вместимость и напряжение АКБ в автомобиле. Это требует минимальных затрат сил и времени при достижении достоверных результатов.

Чтобы воспользоваться «Кулоном», нужно подсоединить его к клеммам аккумулятора, после чего он начнет определять силу напряжения и величину вместимости.

Используется множество других способов вычисления данных параметров. Классическим является измерение с помощью мультиметра аккумулятора авто. Для того чтобы это осуществить, в нем должен быть полный заряд и соединение с потребителем (достаточно обычной лампочки в 60Вт). Однако даже это не гарантирует абсолютной точности показаний.

Первым шагом после сбора цепи из самой батареи, мультиметра, лампочки станет подача напряжения. В случае если на протяжении 2 минут лампочка не гаснет (если это не так, батарею не восстановить), брать показания «Кулона». Как только показания будут падать ниже стандартов напряжения аккумулятора, он начинает разряжаться. Замерив время, потребовавшееся для окончательного израсходования энергии и ток нагрузки потребителя, нужно эти показания друг на друга умножить друг на друга. Получившееся число и есть вместимость батареи.

В случае отличия результата от официального значения аккумулятор нужно заменять. Мультиметр позволяет посчитать емкость любой батареи. Неудобство такого способа в больших временных затратах.

Во втором способе измерения обеспечивают разрядку АКБ с помощью резистора по специальной схеме. С помощью секундомера определяется время разряда. Однако важно не разрядить АКБ полностью, предохраняясь от этого посредством реле.

Как сделать прибор собственными руками

Если под рукой необходимой техники нет, реализовать устройство можно самому. Подойдут нагрузочные вилки. Их всегда много в продаже, но их собирают и самостоятельно. Ниже рассмотрен такой вариант.

У данной вилки расширена шкала, что позволяет достичь высочайшей точности показания. В строено сопротивление нагрузке. Диапазоны шкалы делятся напополам, благодаря чему понижается погрешность показаний. Прибор оснащен 3-х вольтовой шкалой. Это дает возможности проверить отдельные банки батареи. Шкалы в 15В достигают посредством понижения на диодах и стабилитронах напряжения.

Показание тока прибора вырастет, как только значения напряжения станут больше уровня открытия стабилитрона. Во время подачи напряжения не той полярности диоды оказывают защиту. На картинке: SB1 – тумблер, R1 является передатчиком требуемого тока, R2 и R3 – резисторами, предназначенными для M3240, R4 – определителями ширины узких диапазонов шкал, R5 – нагрузочным сопротивлением.

Как в домашних условиях узнать емкость телефонного аккумулятора

При использовании сотового телефона его аккумулятор подвергается постоянной деградации. Этого процесса не избежать, он естественен. Это происходит вне зависимости от модели, цен, функций телефона. Чтобы точно понимать, сколько еще прослужит аккумулятор в устройстве, нужно измерять текущую его емкость. Это позволит вовремя заменить батарею до того, как она начнет отключаться в самое неподходящее время.

В первую очередь нужно осмотреть батарею. Опасные проблемы в литиевой батарее видны сразу: корпус может вздуваться, быть полным следов коррозий, пятен зеленоватых и белых оттенков.

При обнаружении признаков вздутия дальше использовать такую батарею опасно. Это может спровоцировать замыкание электросхем в телефоне. Возможно начало вздутия с маленькой выпуклости вплоть до серьезных деформаций. К настораживающим фактором относится и быстрое падение заряда в телефоне.

На сегодняшний день существует множество приложений для измерения текущей вместимости телефона.

Чтобы точно определить вместимость батареи, используют метод продвинутого зарядного устройства. Аккумулятор полностью разряжают, затем подключают к данному устройству. Оно, в свою очередь, высчитывает вместимость аккумулятора с учетом времени и значения тока.

Различия нагрузки

Параметры каждого автомобиля разные. Различаются их объемы двигателей, вместимости аккумулятора. В легковом авто обычно АКБ вместимостью 40-45А, а в большой машине около 60-75А.

Причины этого кроются в пусковом токе – чем меньше батарея, тем меньше в ней электролитов, свинца и т.п. Чем он больше, тем больше количество энергии, которую может отдавать в один момент. Исходя из этого, на малолитражке способны успешно работать крупные АКБ, а маленькие недопустимо вставлять в крупный автомобиль.

Зависимость от корпуса

Аккумуляторы разных размеров

Вместимость прямым образом связана с числом электролитов и свинца АКБ. Из-за этого батареи маленькой вместимости будет гораздо меньше в объеме и весе, чем более вместительные батареи. По этим причинам на малолитражку никогда не ставят большие аккумуляторы, так как это не имеет смысла – в этих машинах мало пространства под капотом. А маленькая батарея прекрасно справляется с функцией запуска мотора.

Уменьшение емкости

Любая батарея подвержена воздействию амортизации, ее вместимость становится меньше со временем. Обычные аккумуляторы служат около 3-5 лет. Наиболее качественные экземпляры сохраняются в хорошем состоянии до 7 лет.

Когда вместимость падает, батарея теряет способность давать достаточно пускового тока. Тогда ее приходит пора заменять. К основным причинам падения вместимости относятся:

• Скопление серной кислоты на плюсовой пластине. Она может полностью перекрыть все поверхности, ухудшается контакт с электролитами, вместимости падает.
• Пластина осыпается из-за перезарядов, тогда происходит недостаток электролитов. Это ведет к мгновенному понижению емкости батарей.
• При замыкании банки и соединении минусовой и плюсовой пластин друг с другом происходит снижение емкости батареи. Тем не менее, ее восстанавливают.

От чего зависит текущая емкость АКБ?

В течение всего срока службы аккумуляторной батареи ее емкость меняется. На начало своей работы они обладают наибольшей емкостью, поскольку пластины активно разрабатываются. Затем наступает период стабильной работы, и вместимость держится на одном и том же уровне. Дальше начинается спад вместимости по причине изнашивания пластин.

Процесс проверки аккумулятора

Вместимость аккумулятора меняется в зависимости от наличия активных материалов и конструкции электродов, электролитов, их температур и концентрации, величин разрядного тока, амортизации батареи, концентрации дополнительных налетов в электролитах и от многих других факторов.

С повышением разрядного тока вместимость АКБ понижается. При быстрой, спровоцированной специально разрядке АКБ теряют меньше вместимости, чем при более плавных режимах с малыми величинами тока. Исходя из этого на корпусе фиксируются показатели для 4, 15, 100 часов разряда. Вместимости одних и тех же АКБ при этом меняются крайне сильно. Меньше всего вместительность при 4 часах разрядки, а больше всего прочего – при больших отрезках времени.

Также показатели емкости меняются при повышении температуры электролитов, однако при повышении предельно допустимых норм происходит снижение сроков службы. Причины этого кроются в том, что при повышенной температуре электролиты проникают в активную массу, ведь их вязкость уменьшается, а сопротивление наоборот растет. Из-за этого в реакциях разрядки активной массы больше, чем во время заряда с пониженной температурой.

При особенно маленькой температуре вместимость АКБ снижается так же, как и ее полезное действие.

С увеличением концентрации электролитов повышается и емкость аккумулятора. Однако АКБ быстрее портится, так как разрыхляется активная масса аккумулятора.

Таким образом, проверка емкости аккумулятора необходима на всех этапах его жизни.

Как проверить заряд и емкость автомобильного аккумулятора? ✔️

Часто автолюбители сталкиваются с ситуацией в необходимости диагностики работоспособности аккумулятора на транспортном средстве, но зачастую не понимают в этом ничего.

В большинстве инструкций предполагается измерить плотность электролита, измерить напряжение аккумулятора и провести нагрузочное тестирование с помощью нагрузочной вилки. Но как правило ни ареометра, ни вольтметра, ни нагрузочной вилки нет.

Использование ареометра для измерения плотности электролита связано с риском облиться кислотой, испачкаться, а также в целом плотность не дает наглядной и полной информации о состоянии батареи.

Измерение напряжение дает информацию о степени заряда аккумулятора и необходимости в его заряде. Но дело в том, что есть ощутимая разница между новой заряженной батареей и БУ заряженной батарей — они вырабатывают различный пусковой ток, а также разряжаются с разной скоростью.

Обратим внимание на следующие иллюстрации.

Заряженная и разряженная аккумуляторная батарея:

Рис. 1 Новая заряженная батарея

Рис. 2 Новая разряженная батарея

Новая заряженная батарея и БУ заряженная батарея — с точки зрения пластин аккумулятора, это выглядит так:

Рис. 3 Новая заряженная батарея

Рис. 4 БУ заряженная батарея

Эти картинки показывают нам, что в каждом случае батарея заряжена на 100%, но часть пластин БУ аккумулятора больше не взаимодействует с кислотой и не участвует в электрохимических процессах. Это называется сульфатацией пластин аккумулятора, в результате чего, кстати, изменяется плотность аккумулятора и вернуть ее к номинальным значениям, как у новой батареи нельзя. Таким образом мы имеем одинаковое значения напряжения у БУ и новой батареи, но разную плотность электролита.

Различают полную сульфатацию и частичную. При полной сульфатации, пластины уже не могут взаимодействовать с кислотой, при частичной в случае зарядки аккумулятора зарядным устройством, при определенных условиях, сульфат свинца можно растворить в кислоте, очистить пластины и продлить срок службы батареи. В настоящее время есть много разных устройств с функциями десульфатации, например Optimate, CTEK, Battery Service и другие.

Нагрузочное тестирование аккумулятора можно разделить на два метода:

1. С помощью нагрузочной вилки 100-200А есть смысл проводить ТОЛЬКО при полном заряде аккумулятора, но к сожалению такое тестирование не всегда объективно. И чуть ниже мы объясним почему.
2. Разряд стабилизированным током (тест на емкость)

В свою очередь, проверка емкости аккумулятора на емкость должна проводиться с помощью нагрузки стабилизированным постоянным током С10, С20 (10, 20% током от емкости АКБ). Проверка электрической лампочкой не походит, т.к. в процессе разряда меняется ток и в такой тест говорит нам о емкости ровным счетом ничего. А говорит лишь о том, сколько времени у вас проживет аккумулятор, если вы забудете выключить свет в автомобиле.

В первом случае нам помогут нагрузочные вилки, типа Ring Automotive RBA10 или RBA15, а во втором только профессиональное оборудование типа разрядно-диагностических устройств Conbat, BSL, Torkel и прочих.

В настоящее время широко распространены тестеры аккумуляторных батарей, измеряющих пусковой ток аккумуляторной батареи по методикам EN, DIN, SAE, IEC и т.п. Данные приборы способны качественно оценить работу аккумулятора. Считается, что аккумулятор не пригоден к эксплуатации, если его пусковая характеристика снизится более чем на 25% по отношению к номинальному значению.

К примеру: новая 70Ач батарея имеет пусковой ток (ток холодной прокрутки) 600А (EN), следовательно, как только пусковой ток снизится до 450А (EN) такой аккумулятор необходимо заменить.

Примерами таких устройств могут быть опять же Ring Auotomotive RBA50, RBAG500, RBAG700, а также приборы, которые используют автодилеры от американской компании Midtronics MDX-335P, MDX-655P, EXP-1000  и другие.

₽154 061

В корзину

В корзину

₽117 990

В корзину

Сравнение результатов тестирования аккумуляторной батареи с помощью нагрузочной вилки и тестером пускового тока:

Первый вариант — новая батарея, полностью заряженная, все пластины в рабочем состоянии. Нагрузочная вилка покажет отличный результат.

Второй вариант — новая батарея, полностью разряженная. Нагрузочная вилка покажет плохой результат. Но батарея новая! Ее просто нужно зарядить.

Третий вариант — БУ батарея, полностью заряженная. Нагрузочный тест отличный, т.е. напряжение под нагрузкой изменяется в пределах нормы, а вот тест тока холодной прокрутки покажет потерю 25% пусковых характеристик. И вот с такой батареей начнутся проблемы.

Таким образом, мы видим, что не всегда достаточно определить уровень заряда батареи, а тест нагрузочной вилкой может быть необъективным в случае если батарея не заряжена полность, а разряженную батарею и вовсе не протестировать.

Измерение пускового тока батареи снимает неопределенность в случае БУ аккумуляторов, которые являются заряженными, но не могут выработать достаточное количество энергии для запуска двигателя ТС.

Альтернативный путь нагрузочного тестирования — это проверка напряжения во время запуска двигателя и фиксация наименьшего значения (как это делается в случае с нагрузочной вилкой, но на реальную нагрузку). Более подробно об этом методе описано в статье CrankCheck

(С) Battery Service.  Перепечатка материала возможна только c ссылкой на оригинал статьи.

Все о расчете оставшейся емкости аккумулятора

Использование системы очистки, роботов, военной техники и медицинского оборудования оказалось полезным в современную эпоху. Кроме того, было обнаружено, что измерительные инструменты, такие как портативные устройства (например, универсальный макияж), соответствуют тенденции развития. Тем не менее, большого развития не было замечено, потому что все портативные устройства должны питаться от батареи

Можно сказать, что батарея является самой сложной частью цепочки поставок, когда необходимо предсказать оставшееся время работы устройства. система. В результате постоянного увеличения количества портативных приложений возникает необходимость в выполнении более важных операций, таких как использование мобильного телефона для управления счетами; медицинское оборудование должно быть полностью развернуто для мониторинга основных данных

Методы контроля емкости аккумулятора

В настоящее время используются два типа методов контроля. Первый тип основан на интеграле тока (интегрировании тока), а второй тип основан на измерении напряжения. Первое основано на здравой идее, которая подразумевает, что всякий раз, когда батарея полностью заряжена, возникает поток разрядки. В этом случае можно получить величину остаточной мощности. Текущий метод интеграции работает очень хорошо, когда батарея только что перезаряжена и известно, что она полностью заряжена.

Этот метод успешно используется во многих текущих процессах мониторинга батарей.

Слабость контроля емкости батареи через интеграл тока

Важно подчеркнуть, что этот метод так или иначе ограничен. Одним из его слабых мест является неработоспособность аккумулятора в режиме использования. Всякий раз, когда батарея не использовалась в течение нескольких дней после зарядки или если несколько циклов перезарядки и разрядки не были полностью заряжены, саморазряд, вызванный внутренней химической реакцией, становится очевидным. Поскольку способов или методов саморазряда не существует, то лучший способ исправить это — использовать предопределенное уравнение. Различные модели аккумуляторов имеют разную скорость саморазряда в зависимости от состояния зарядки (SOC), температуры, истории циклов заряда/разряда аккумулятора и других факторов. Создание точной модели саморазряда требует значительного времени для сбора данных, хотя это и не гарантирует точность результатов.

Еще одна проблема с этим методом заключается в том, что можно обновить значение общей мощности только тогда, когда он полностью разряжен сразу после полной зарядки. Если количество полных разрядов в течение срока службы батареи недостаточно, реальная емкость батареи может начать значительно снижаться до того, как прибор обновит фактическое значение батареи. Следовательно, это приводит к тому, что мониторинг завышает количество энергии, доступной во время этих циклов.

Даже если заряд батареи обновляется при заданной температуре и скорости разряда, доступная мощность будет изменяться при изменении скорости разряда и температуры.

Контроль остаточной емкости по напряжению

Одним из первых методов является метод, основанный на напряжении. Нужно только измерить напряжение между двумя уровнями батареи. Метод основан на известной зависимости между напряжением батареи и оставшимся зарядом. Выглядит проще, но имеет массу сложностей в процессе мониторинга. Простая связь между напряжением батареи и мощностью присутствует только тогда, когда во время измерения не применяется нагрузка. При приложении нагрузки (это происходит в большинстве случаев, когда пользователя интересует емкость), напряжение батареи искажается из-за перепада давления, вызванного внутренним сопротивлением батареи. Кроме того, даже если нагрузка снята, процесс релаксации, происходящий на аккумуляторе, может вызвать непрерывное изменение напряжения в течение нескольких часов. В результате нескольких причин метод коррекции падения давления, основанный на знании импеданса аккумулятора, является по-прежнему проблематично

1. Химическая реакция и изменение напряжения батареи

2. Сложная электрохимическая реакция самой батареи вызывает переходную реакцию напряжения.

3. Первичные этапы переноса заряда с электродов литий-ионного аккумулятора (этапы других аккумуляторов аналогичны).

Заряд должен сначала пройти через электрохимически активный материал (анод или катод), запасающий энергию в виде электронов, которая сохраняется в электролите в виде ионов после достижения поверхности частицы. Эти химические этапы связаны с постоянной времени реакции батареи на напряжение.

Напряжение батареи со временем будет уменьшаться с разной скоростью и постепенно увеличиваться после снятия нагрузки. Релаксация напряжения литий-ионной батареи после приложения нагрузки при различных состояниях зарядки.

Зная погрешность контроля батареи по напряжению, мы предполагаем, что напряжение нагрузки можно скорректировать, вычитая падение давления IR, а затем получая текущий SOC за счет использования скорректированного значения напряжения. Первая проблема, с которой нужно столкнуться, заключается в том, что значение R зависит от SOC. Если использовать среднее значение, то в почти полностью разряженном состоянии (в это время импеданс более чем в десять раз превышает состояние заряженного). Оценка ошибки SOC будет достигать 100%. Одним из способов решения этой проблемы является использование нескольких вольтметров на основе SOC при разных нагрузках. Импеданс также в значительной степени зависит от температуры (температура при снижении на 10°С, импеданс увеличивается в 1,5 раза). Это взаимодействие необходимо занести в таблицу, а это крайне усложняет процесс расчета.

Характеристика аккумулятора неустойчива. Следствием этого является то, что эффективное значение R зависит от времени нагрузки, и очевидно, что мы можем рассматривать внутренний импеданс как омическое сопротивление без учета фактора времени. Это связано с тем, что даже если в вольтметре учитывать соотношение R и Soc, изменение нагрузки приведет к серьезной погрешности. Поскольку наклон функции SOC (V) зависит от SOC, диапазон переходных ошибок изменяется от 50 % в состоянии разряда до 14 % в процессе заряда.

Изменение импеданса между разными батареями усложняет ситуацию. Даже недавно произведенные батареи будут иметь низкочастотные изменения сопротивления постоянного тока ± 15%, что имеет большое значение для коррекции напряжения при высокой нагрузке. Например, в случае обычного тока заряда и разряда 1/2с, типичный импеданс постоянного тока батареи емкостью 2 Ач составляет около 0,15 Ом, в худшем случае разница напряжения между батареями составит 45 мВ, а соответствующая ошибка оценки SOC составляет 20%.

Наконец, когда батарея стареет, возникает проблема максимального импеданса. Общеизвестно, что прирост импеданса значительно ниже, чем у батареи. Типичная литий-ионная батарея имеет 70 зарядов и цикл разрядки, полное сопротивление постоянному току будет увеличено на один раз, а тот же цикл нулевой нагрузки снизится только на 2% ~ 3%.

Алгоритм, основанный на напряжении, кажется, хорошо работает для нового аккумуляторного блока, но если вышеуказанные факторы не принимаются во внимание, генерируется фатальная ошибка (50 %), когда аккумуляторный блок достигает 15 % срока службы (т. примерно 500 циклов зарядки и разрядки).

Мониторинг батареи: метод тока и метод напряжения

Компания TI использует потенциал метода тока и метода напряжения при создании алгоритма мониторинга мощности следующего поколения. Компания осторожно рассмотрела эту кажущуюся естественной, но применявшуюся до сих пор схему: комбинирование методов тока и напряжения для использования наиболее известного метода в различных ситуациях. В результате точной корреляции между напряжением холостого хода и SOC этот метод может обеспечить правильную оценку SOC без нагрузки и источника питания в состоянии релаксации. Кроме того, метод также позволяет удобно находить точное «начальное положение» Soc, используя период нерабочего состояния (у любого устройства с батарейным питанием будет рабочий период). Этот метод избавляет от необходимости коррекции саморазряда при отсутствии рабочего периода, так как устройство может распознавать точный SOC при подключении. Когда устройство находится в рабочем режиме и батарея заряжена, альтернативно используется текущий метод интеграции. Метод не требует сложной и неточной компенсации падения давления под нагрузкой, так как число кулонов-метров (счетчик кулонов) отслеживает изменение SOC с самого начала процесса.

Можно ли также использовать этот метод для полного обновления начислений?

Да! Метод можно использовать для обновления заряда. В зависимости от процента SOC, использованного до нагрузки, SOC после нагрузки (оба получены путем измерения напряжения в состоянии релаксации) и количества заряда, переданного между ними. Таким образом, можно легко определить полную мощность, которая соответствует изменению SOC в случае конкретного изменения заряда. Однако этого можно добиться, несмотря на объем передачи и начальные условия (без полной зарядки).

Это устраняет необходимость обновления заряда по некоторым особым соображениям. Таким образом, это помогает смягчить еще одну слабость текущего алгоритма интеграции. Этот метод не только предлагает решение проблем SOC, но также позволяет избежать влияния импеданса батареи и используется для достижения других целей. Этот метод позволяет обновить общее количество энергии, соответствующее состоянию «без нагрузки», например, максимально возможный заряд, который можно использовать. В результате уменьшения IR мощность при нулевой нагрузке также уменьшится, а время достижения конечного значения напряжения при возникновении нагрузки уменьшится. Если зависимость импеданса между SOC и температурой известна, можно определить, когда напряжение на клеммах может быть достигнуто при наблюдаемой нагрузке и температуре, на основе простой модели.

Тем не менее, как упоминалось ранее, импеданс зависит от батареи и быстро увеличивается по мере старения батареи и увеличения времени зарядки и разрядки. Поэтому хранение его в базе данных не имеет значения. Пытаясь найти решение этой проблемы, TI разработала тип ИС, который может выполнять измерение импеданса в реальном времени, а измерение в реальном времени может поддерживать постоянное обновление базы данных. Это предлагает решение различий между импедансом батареи и старением батареи. Постоянное обновление данных об импедансе позволяет точно прогнозировать ситуацию с напряжением при заданной нагрузке.

В нескольких сценариях этот метод можно использовать для облегчения снижения расчетной частоты ошибок потребления электроэнергии до уровня менее 1% и, что наиболее важно, для достижения высокой точности на протяжении всего жизненного цикла батареи.

Еще одним преимуществом адаптивного алгоритма является Plug and Play. При реализации алгоритма нет необходимости описывать зависимость между импедансом и Soc и температурой базы данных, поскольку эти данные будут получены путем измерения в реальном времени. База данных для коррекции саморазряда больше не нужна, но по-прежнему необходимо определить базу данных напряжений холостого хода и зависимостей SOC (включая температуру).

Однако это соотношение определяется химическими свойствами положительной и отрицательной полярной системы, а не конкретными конструктивными факторами модели батареи (например, электролитом, сепаратором, толщиной активного материала и добавкой). Поскольку большинство производителей аккумуляторов используют одни и те же активные материалы (LiCoO2 и графит), их отношения V (soc,t) одинаковы.

Всякий раз, когда сравниваются напряжения аккумуляторов разных производителей, особенно в случаях нулевой нагрузки, можно сделать вывод, что их значение напряжения очень близко к отклонению в 5 мВ. Также в наихудшем сценарии ошибка SOC составляет всего 1,5%. Разработка нового аккумулятора требует создания новой базы данных, в отличие от сотен баз данных, которые сейчас используются для разных моделей аккумуляторов. Это обеспечивает реализацию решения Power Meter на разных устройствах, а база данных не зависит от используемых батарей. Не нужно перепрограммировать даже аккумуляторы разных производителей. Таким образом, реализация точности и надежности IC Plug and Play для мониторинга батареи также улучшилась соответственно.

Как рассчитать время работы от аккумуляторов при проектировании оборудования с использованием аккумуляторов; Технические ресурсы по батареям для инженеров-конструкторов от PowerStream

Для
Калькулятор Java-скрипта, который дает разумную оценку времени работы от батареи
кликните сюда.

Примечания для инженеров-проектировщиков: как
подсчитайте, какая емкость аккумулятора вам нужна.

Я знаю, я чувствую
Ваша боль. Отдел маркетинга дал вам спецификацию, и все, что в ней сказано,
максимизируют время работы, минимизируют размер батареи и стоимость ». Но они
не скажу вам, сколько времени работы приемлемо, сколько размера и веса будет
рынок мирится, какая стоимость приемлема?

Эй, причина
что они не более конкретны, они надеются на чудо и не хотят
укажите больше, если они не получат чудо. Чудо ты был
надеясь, что это была полная спецификация, но давайте начнем с реальности.

Ваша месть
ждать 2 недели и возвращаться с Хорошие новости, я поместил его в фонтан
ручку для спецификации всего за 5000 долларов и урезав бюджет мощности (т.е. устранив
все, кроме одной из функций), мы заставили его работать более 5,5 секунд, прежде чем
подзарядка. А потом сидеть сложа руки и надеяться на лучшее руководство от
маркетинг!

Ты уже
знал, что не смогу помочь вам с вашей спецификацией, но, по крайней мере, вы
могут использовать следующие инструменты оценки дизайна, чтобы дать отделу маркетинга
матрица выбора. 18 электронов,.

Q =
я * т

где Q
— заряд в кулонах, I — ток в амперах, t — ток в амперах.
время в секундах.

Сумма
заряд, проходящий через этот провод (проводящий 1,0 ампер) за 60 секунд, составляет 60
кулонов, и через час вы сказали бы «привет» и
«до свидания» до 3600 кул заряда.

Батареи были
очевидно, разработан инженерами, подписавшимися на
самая простая система измерения. Они устали вытаскивать свой слайд
правила делить на 3600 каждый раз, когда они хотят знать, какова длина 24000 кулонов
хватило бы их и придумали самовольный агрегат на ампер-часов .
Позже, когда стали использовать батареи меньшего размера, они придумали
миллиампер-часов .

Не будь
смущает дефис. Ампер-часы означают амперы, умноженные на часы. Разделите на амперы и
Вы получаете часы, делите на часы, и вы получаете усилители. Так что это не усилители, и это
не ампер в час, а ампер-час. И, кстати, я даже использовал
термин ампер-секунды, потому что, когда вы говорите «кулоны», все
стеклянные глаза на вас.

Не получай
Я ошибаюсь, я люблю ампер-часы для единиц, это удобное практическое правило. Ампер-часы
сколько заряда хранится в аккумуляторе. Так как батарея меняет напряжение
во время разряда это не идеальная мера того, сколько энергии
хранится, для этого вам понадобятся ватт-часы. Умножение среднего или номинального
напряжение батареи, умноженное на емкость батареи в ампер-часах, дает оценку
от того, сколько ватт-часов содержит батарея.

Е = С*Vср

Где E — запасенная энергия в ватт-часах, C — это
емкость в ампер-часах, а Вср — среднее напряжение при разряде.
Да, ватт-часов — это мера энергии, как и киловатт-часы.
Умножьте на 3600 и вы получите ватт-секунд , что также известно как
Джоулей .

Пока мы
находятся в прелюдии, я мог бы также упомянуть, что, поскольку заряд в конденсаторе
Если Q=CV, то батарея также может быть оценена в фарадах. 1,5 вольт AA щелочной
батарея, которая хранит 2 ампер-часа заряда (это 7200 кулонов), имеет
эквивалентная емкость 4800 Фарад. Конечно, батарея делает ужасно
странный конденсатор, потому что напряжение не падает пропорционально
накопленный заряд, имеет высокое эквивалентное сопротивление и т. д.

Также я должен
упомяните, что вы не всегда получаете все ампер-часы, которые вы ожидаете от
батарея. Это объясняется в Части 3 ниже как эффект Пейкарта. Вот почему я
назвал это эмпирическим правилом, а не теоремой. Самые большие ошибки случаются, когда
вы быстро разряжаете батареи. Некоторые батареи, такие как угольно-цинковые, щелочные или
Свинцово-кислотные становятся менее эффективными при быстрой разрядке. Типичный герметичный
свинцово-кислотный аккумулятор отдаст только половину своей номинальной емкости при разряде при
скорость C/1 по сравнению со скоростью C/20.

Следующий метод предполагает, что вы знаете, сколько ампер
нужен гаджет под напряжением. Если вы знаете мощность, перейдите к шагу A ниже.

Шаг 1. Обратная сторона конверта

Если текущий
нарисовано x ампер, время T часов, затем мощность C
в ампер-часах

                         C
= хТ

Например, если
ваша помпа потребляет 120 мА, и вы хотите, чтобы она работала в течение 24 часов

                         C
= 0,12 ампер * 24 часа = 2,88 ампер-часа

Шаг 2 . Соображения о сроке службы

Это не так
хорошо разряжать аккумулятор до нуля во время каждого цикла зарядки. За
Например, если вы хотите использовать свинцово-кислотную батарею в течение многих циклов, вам
не должен запускать его выше 80% заряда, оставляя 20% в батарее.
Это не только увеличивает количество циклов, которые вы получаете, но и позволяет батарее
ухудшится на 20%, прежде чем вы начнете получать меньше времени выполнения, чем требует дизайн
на

             C
= С/0,8

Для примера
выше

             C
= 2,88 Ач / 0,8 = 3,6 Ач

Этап 3 : Рассмотрение скорости сброса

Какая-то батарея
химические вещества дают гораздо меньше ампер-часов, если вы разряжаете их быстро. Это
называется эффектом Пекарта. Это большой эффект в щелочных, углеродных, цинковых,
воздушно-цинковые и свинцово-кислотные батареи. Например, если вы рисуете на 1С на свинцово-кислотном
аккумулятор, вы получите только половину емкости, которую вы бы имели, если бы у вас был
нарисовано при 0,05С. Это небольшой эффект в NiCad, литий-ионных, литий-полимерных,
и NiMH батареи.

Для свинцово-кислотных
батареи номинальная емкость (т.е. число Ач, проштампованное на боковой стороне
батарея) обычно дается за 20-часовую скорость разряда. Если ты
разряжая с медленной скоростью, вы получите номинальное количество ампер-часов из
их. Однако при высоких скоростях разряда емкость резко падает. Правило
показывает, что скорость разряда в течение 1 часа (т. е. потребление 10 ампер от 10-амперного
час батареи, или 1С) вы получите только половину номинальной емкости (или 5
ампер-часов от аккумулятора емкостью 10 ампер-часов). Диаграммы, которые детализируют этот эффект для
Для большей точности можно использовать разную скорость разряда. Например, данные
листы, перечисленные в /BB.htm

Например, если ваш портативный гитарный усилитель
потребляя стабильные 20 ампер, и вы хотите, чтобы это длилось 1 час, вы бы начали
с шагом 1:

            C=20
Ампер * 1 час = 20 Ач

Затем перейдите к шагу 2

            C
= 20 Ач / 0,8 = 25 Ач

Тогда учитывайте высокую скорость

            C=25
/,5 = 50 Ач

Таким образом, вам потребуется герметичный свинцово-кислотный аккумулятор на 50 ампер-часов.
батарея для работы усилителя в течение 1 часа при среднем токе 20 ампер
рисовать.

Шаг 4. Что, если вы
у вас не постоянная нагрузка? Очевидное, что нужно сделать, это то, что нужно сделать.
Вычислите среднюю потребляемую мощность. Рассмотрим повторяющийся цикл, в котором каждый цикл
составляет 1 час. Он состоит из 20 ампер в течение 1 секунды, а затем 0,1 ампер в течение 1 секунды.
остаток часа. Средний ток рассчитывается следующим образом.

20*1/3600 + 0,1(3599)/3600 = 0,1044 ампер в среднем
Текущий.

(3600 — количество секунд в часе).

Другими словами, выяснить, сколько ампер потребляется на
среднего и использовать шаги 1 и 2. Шаг 3 очень трудно предсказать в случае
где у вас есть небольшие периоды высокого тока. Новости хорошие, стабильная ничья
1C снизит емкость намного больше, чем короткие импульсы 1C, за которыми следует пауза
период. Таким образом, если средний потребляемый ток составляет около 20 часов, то вы
приблизиться к мощности, предсказанной 20-часовой скоростью, даже если вы
рисуя его в сильноточных импульсах. Фактические данные испытаний трудно получить без
делать тест самостоятельно.

Если вы знаете ватты вместо ампер, выполните следующие действия.
процедура

Шаг A: Преобразование ватт в ампер

Фактически,
ватт — это основная единица мощности, а ватт-часы — запасенная энергия.
ключ в том, чтобы использовать известные вам ватты для расчета ампер
при напряжении батареи.

Например, вы хотите запустить 250-ваттный
Лампочка 110VAC от инвертора на 5 часов.
Ватт-часы = ватты * часы =
250 ватт * 5 часов = 1250 ватт-часов

Учет эффективности
инвертор, скажем, 85%

Ватт-часы = ватты * часы / КПД = 1250 / 0,85
= 1470 ватт-часов

Поскольку ватты = амперы * вольты, разделите ватт-часы на
напряжение батареи для получения ампер-часов аккумуляторной батареи

ампер-часов
(при 12 вольтах) = ватт-часы / 12 вольт = 1470 / 12 = 122,5 ампер-часа.
Если вы
используете аккумулятор другого напряжения, ампер-часы изменятся, разделив его
напряжением батареи, которую вы используете.

Теперь вернитесь к шагам 2-4 выше, чтобы
уточните расчет.

Уход за аккумулятором в Windows

Windows 11 Больше…Меньше

Литий-ионные аккумуляторы

являются наиболее распространенным типом аккумуляторов, используемых в современных мобильных устройствах, включая ноутбуки и планшеты. Эти батареи быстро заряжаются, разряжаются с постоянной скоростью и обладают высокой плотностью энергии, что позволяет использовать батареи небольшого размера.

Если вы немного разберетесь в литий-ионных батареях, вы сможете увеличить срок службы батареи и общий срок службы батареи в вашем устройстве:

• Емкость литий-ионных элементов уменьшается после определенного количества циклов зарядки и разрядки аккумулятора. Это означает, что вам придется чаще заряжать аккумулятор, а общая емкость аккумулятора может снизиться.

• При использовании устройства следите за тем, чтобы заряд батареи регулярно разряжался ниже 50%. Это поможет уменьшить износ элементов аккумуляторной батареи.

Нижняя емкость аккумулятора

Когда емкость аккумулятора ниже, его нельзя заряжать так же, как раньше, по сравнению с тем, когда он был новее. Поэтому срок службы батареи может сократиться, и вам придется чаще ее заряжать.

Максимальная работоспособность батареи

Как и все батареи, литий-ионные элементы стареют и изнашиваются со временем и по мере использования. Чтобы продлить срок службы батареи и производительность, старайтесь поддерживать уровень заряда батареи между 20 % и 80 % несколько раз в неделю вместо того, чтобы использовать устройство в течение короткого промежутка времени, а затем подключать его к сети для подзарядки батареи. Если ваше устройство поддерживает интеллектуальную зарядку, включите ее, чтобы убедиться, что ваше устройство остается заряженным до рекомендуемого уровня заряда батареи, даже если вы держите свое устройство подключенным к сети.

При использовании аккумулятора следует избегать некоторых условий, поскольку они могут привести к ускоренному износу и старению аккумулятора:

• Старайтесь не использовать устройство и не заряжать его при высоких температурах. Чрезвычайно высокие температуры могут привести к ускоренному износу литий-ионных аккумуляторов, что может привести к необратимому снижению емкости аккумулятора.

• Храните устройство с аккумулятором, заряженным менее чем на 50 %, но не полностью разряженным.  Аккумуляторы, которые более полностью заряжены, а затем хранятся, могут быстрее разряжаться. Если вам нужно хранить устройство в течение длительного периода времени, перед хранением лучше убедиться, что уровень заряда батареи ниже 50%, но не полностью разряжен.

Когда батарея сильно изношена, срок службы батареи может быть очень коротким или литий-ионные элементы могут расшириться. Когда батарея расширяется из-за износа, это чаще всего вызвано образованием негорючего углекислого газа (CO2). Если батарея вашего устройства заметно расширилась за пределы механического корпуса, мы рекомендуем вам прекратить использование устройства. Обращайтесь с устройством с осторожностью, чтобы не надавить на аккумулятор и не проткнуть его.

Получить подробный отчет об аккумуляторе в Windows 11

Если вы хотите получить дополнительную техническую информацию об использовании батареи и расчетной емкости, вы можете использовать параметр командной строки Powerfg, встроенный в Windows 11, для создания отчета о батарее.

1. Выберите Найдите на панели задач, введите Командная строка , нажмите и удерживайте (или щелкните правой кнопкой мыши) Командная строка , а затем выберите Запуск от имени администратора > Да .

2. В командной строке введите powercfg /batteryreport , затем нажмите Введите .