Электрические характеристики автомобильного аккумулятора, ток

Напряжение автомобильного аккумулятора это разность потенциалов на полюсных выводах. Для большей точности рекомендуется измерять напряжение, когда переходные процессы, вызванные током заряда или разряда, закончились. Их длительность может составлять несколько часов, а изменение напряжения на аккумуляторе может достичь 0,6—1,8 Вольта. Хотя принято считать, что стартерные автомобильные АКБ имеют в номинале напряжение 12 Вольт, в действительности напряжение новой заряженной аккумуляторной батареи находится в пределах 12,7—13,3 Вольта. 

Электрические характеристики автомобильного аккумулятора, напряжение, емкость, сила тока холодного старта, резервная емкость, внутреннее сопротивление.

Емкость аккумуляторной батареи характеризуется количеством электричества, измеренное в ампер-часах, получаемое от аккумулятора при его разряде до установленного конечного напряжения, равного 10,5 Вольта и температуре 20 градусов. При нормальной эксплуатации разряжать аккумулятор автомобиля ниже конечного напряжения не рекомендуется. В противном случае резко снижается ресурс его работы.

Значение емкости АКБ позволяет рассчитать примерное время отдачи (или работы) ею среднего тока в нагрузку. Емкость зависит от силы разрядного тока, поэтому при испытаниях условия разряда нормируются. Ток разряда установлен 0,05 Cp для 20-ти часового режима разряда и 0,1 Cp для 10-ти часов. Для аккумуляторной батареи емкостью 60 Ач он, соответственно, равен 3 Ампер и 6 Ампер. При таких токах емкость новой аккумуляторной батареи соответствует номиналу. А для тока разряда 25 Ампер типовая емкость данной АКБ составляет 40 Ач. Такая емкость обеспечит время питания электрооборудования в течение 96 минут.

40 Ач х 60 минут / 25 Ампкр = 96 минут.

Величина тока в 25 А принята в тестах не случайно. Считается, что таково потребление тока электрооборудованием типового легкового автомобиля. При стартерных токах емкость автомобильного аккумулятора может упасть в 5 раз относительно номинальной. Так, для батареи 6СТ-55А при стартерном токе в 250 А и температуре минус 18 градусов емкость составляет всего 10 Ач вместо 55 Ач. И все же эта величина обеспечит суммарное время прокрутки стартера в 2,4 минуты.

10 Ач х 60 минут / 250 Ампер = 2,4 минуты.

Емкость автомобильного аккумулятора очень резко уменьшается при отрицательных температурах и уже при минус 20 градусах уменьшается до 40—50 %

Уменьшение тока холодной прокрутки и емкости АКБ 6СТ-55 при понижении температуры.

Изменение емкости автомобильного аккумулятора и рост крутящего момента двигателя в зависимости от температуры.

При большей емкости автомобильный аккумулятор дает и больший ток холодной прокрутки. Например аккумулятор емкостью 55 Ач обеспечивает ток в 420—480 Ампер по стандарту EN и 250—290 Aмпер по DIN, аккумулятор с емкостью 62 Ач обеспечивает ток 510 Aмпер по стандарту EN и 340 Ампер по DIN, а аккумулятор 77 Ач уже 600 Ампер по EN и 360 Ампер по DIN.

Сила тока холодного старта (Сold Cranking Amper — CCA) автомобильного аккумулятора, требования стандартов DIN 43539 T2, EN 60095-1, SAE, IEC 95-1 (МЭК 95-1).

Сила тока холодного старта автомобильного аккумулятора определяет его максимальную пусковую способность, то есть какой ток АКБ может отдать при температуре минус 18 градусов в конце заданного интервала времени, пока напряжение аккумуляторной батареи не упадет до требуемого минимального уровня. В стандартах DIN и EN предусмотрены две проверки процесса разряда автомобильного аккумулятора до величины напряжения 6 Вольт.

Первая проверка производится через 30 секунд от начала разряда, и в ней измеряется напряжение U30 аккумулятора, которое для стандарта DIN должно быть больше 9 Вольт, а для стандарта EN — больше 7,5 Вольт. Вторая проверка состоит в измерении длительности разряда Т6v до достижения АКБ напряжения 6 Вольт, которая должна быть не менее 150 секунд.

Существует четыре стандарта, DIN 43539 T2, EN 60095-1, SAE, IEC 95-1 (МЭК 95-1), определяющих продолжительность испытательного интервала времени и допустимое минимальное напряжение автомобильного аккумулятора, требования к которым указаны в таблице ниже

Требования стандартов DIN 43539 T2, EN 60095-1, SAE, IEC 95-1 (МЭК 95-1) для определения тока холодной прокрутки автомобильного аккумулятора.

В стандартах SAE и IEC определено лишь граничное значение напряжения U30. Для удобства сравнения значения тока холодной прокрутки автомобильного аккумулятора можно пересчитать из одного стандарта в другой. Перерасчет токов происходит по следующим формулам.

Isae = 1,5Idin + 40 (A)
Iiec = Idin/0,85 (A)
Ien = Idin/0,6 (А)
Idin = 0,6Ien (A)

Значения в стандарте EN округляют.

— При токе менее 200 А с шагом 10 А.
— При токе от 200—300 А с шагом 20 А (220, 240, 260, 280 А).
— При токе 300—600 А с шагом 30 А (330, 360, 390 А и т. д.).

Например, аккумулятор VARTA емкостью 55 Ач имеет ток в стандарте DIN, равный 255 Aмпер. Используя приведенные формулы, получим для Isae = 422,5 Aмпер, Iiec = 300 Aмпер, Ien = 425 Aмпер, округляя — 420 А.

Обычно величина силы тока холодного старта ССА автомобильного аккумулятора превышает численно номинальную емкость в 6,5—7,5 раз. Число возможных пусков двигателя за весь срок службы автомобильного аккумулятора составляет от 4000 для традиционных и мало обслуживаемых батарей и до 12 000 у батарей специальной конструкции, например АКБ Optima, по данным изготовителя.

Считается, что за один год при эксплуатации умеренной интенсивности производится от 1 000 до 2 000 стартов двигателя. Таким образом, срок службы автомобильного аккумулятора может составить от 4 до 2 лет. Отметим в виду важности, что ток холодного старта CCA в соответствии со стандартами нормируются каждым изготовителем автомобильного аккумулятора только для температуры минус 18 градусов. Данные для более низких температур изготовитель не приводит.

Для полностью заряженной и новой аккумуляторной батареи емкостью 50—60 Ач ток холодной прокрутки находится в пределах 300—500 Ампер. Если стартерный ток типовой АКБ 6СТ-55 при температуре плюс 25 градусов составляет 400 Ампер, то при температуре минус 30 градусов он снизится до 200 А. С каждой новой попыткой не успешного запуска его величина будет все меньше и меньше. Хотя технологии производства аккумуляторных батарей и улучшаются, но эти изменения почти не повлияли на степень снижения их стартерного тока при отрицательной температуре.

Резервная емкость (RC — остаточная емкость) автомобильного аккумулятора.

Резервная емкость или остаточная емкость автомобильного аккумулятора редко указывается в паспорте аккумулятора, но она важна для потребителя, поскольку показывает время, в течение которого аккумулятор будет обеспечивать работу автомобиля при выходе из строя автомобильного генератора. При этом потребление тока всеми системами автомобиля нормировано в 25 Ампер.

Резервная емкость автомобильного аккумулятора определена, как период времени в минутах, в течение которого АКБ может сохранить разрядный ток в 25 Ампер, пока напряжение не упадет до 10,5 Вольт. Стандартами требование к величине резервной емкости не устанавливается. Для многих аккумуляторов с емкостью в 55 Ач резервная емкость достигает 100
минут, что является хорошим показателем.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора.

Типовые значения внутреннего сопротивления у нового автомобильного аккумулятора составляет 0,005 Ом при комнатной температуре. Оно состоит из сопротивления между электродами и электролитом и из сопротивления внутренних соединений. К концу срока службы внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора многократно возрастает, что приводит к тому, что АКБ не может прокрутить стартер.

По материалам книги «Самоучитель по установке систем защиты автомобиля от угона».
Найман В. С., Тихеев В. Ю.

HydroMuseum – Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора – самая важная техническая
характеристика аккумулятора, которая показывает, сколько времени
аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Обычно емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах, а для
небольших аккумуляторов ─ в миллиампер-часах.

Сама единица измерения
показывает, что емкость аккумулятора является произведением постоянного тока
разряда аккумулятора (в амперах, иногда в миллиамперах) на время разряда (в
часах):

Е [А · час] = I [А] · T [час]

Вопреки расхожему
мнению, емкость аккумулятора не характеризует полностью энергию аккумулятора,
т. е. энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе.
Ведь чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия.
В самом деле, электрическая энергия равна произведению напряжения на ток и на
время протекания тока:

W [Дж]= I [А] · U [В] · T [с]

Следовательно,
энергия аккумулятора равна произведению его емкости на номинальное напряжение:

W [Вт·час]= E [А·час] · U [В]

Если несколько
аккумуляторов одной емкости соединены последовательно, то емкость получившейся
аккумуляторной батареи равна емкости входящих в батарею аккумуляторов. А
энергия аккумуляторной батарея является произведением энергии одного
аккумулятора на число аккумуляторов.

Иногда путают
емкость аккумулятора и заряд (заряженность) аккумулятора. Емкость показывает
потенциал аккумулятора, то, сколько времени он сможет питать нагрузку, если
будет полностью заряжен.

Можно провести
аналогию со стаканом воды. Емкость (объем) стакана не изменяется в зависимости
от того, полный он или пустой. Так и с аккумулятором ─ в заряженном и
разряженном состоянии аккумулятор имеет одну и ту же емкость.

Характеристики емкости свинцового
аккумулятора

Энергетическая емкость [Вт/элемент]

Характеристика
аккумулятора, показывающая способность аккумулятора разряжаться в режиме
постоянной мощности в течение определенного небольшого времени (обычно 15
минут). Эта характеристика распространена в США, но постепенно распространяется
и среди производителей аккумуляторов из других стран. Приближенно оценить
емкость аккумулятора в ампер-часах по его энергии в Вт/эл (15 мин) можно по
формуле:

Е [А·час] = W [Вт/эл] / 4

Резервная емкость

Характеристика
автомобильного аккумулятора, показывающая его способность питать электросистему
движущегося автомобиля, если генератор автомобиля не работает. Измеряется в
минутах разряда аккумулятора током 25 А. Распространена в США (reserve capacity). Приближенно оценить
емкость аккумулятора в ампер-часах по его резервной емкости в минутах можно по
формуле:

Е [А·час] = T [мин] / 2

Ток разряда

Чем больше ток
разряда, тем меньше емкость аккумулятора. Обычно производитель назначает
номинальной емкость свинцового аккумулятора при длительных (10, 20 или 100
часов) разрядах. При 15-минутном разряде емкость свинцового аккумулятора обычно
составляет чуть менее половины номинальной емкости.

Зависимость
времени разряда от тока разряда близка к степенной. Распространена, в
частности, формула (закон) Пейкерта (Пекерта) ─ по имени немецкого ученого
Peukert. Пейкерт установил, что:

I p·T = const

Здесь p ─ число Пейкерта ─ показатель степени, постоянный для данного
аккумулятора или типа аккумуляторов. Формула Пейкерта действует и для
современных герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов.

Для свинцовых
аккумуляторов число Пейкерта обычно изменяется от 1.15 до 1.35. Величину
константы в правой части уравнения можно определить по номинальной емкости
аккумулятора. Тогда, после нескольких преобразований, получим формулу для
емкости аккумулятора E при произвольном токе разряда I:

Е = E_н · (I_н / I)p-1

Здесь E_н ─ номинальная емкость аккумулятора, а I_н ─ ток разряда, при
котором задана номинальная емкость (обычно ток 20-часового или 10-часового
разряда).

Конечное напряжение разряда

По мере разряда
напряжение на аккумуляторе падает. При достижении конечного напряжения разряда
аккумулятор отключают. Чем меньше конечное напряжение разряда, тем больше
емкость аккумулятора. Производитель аккумулятора устанавливает минимальное
допустимое конечное напряжение разряда (оно зависит от тока разряда). Если напряжение
аккумулятора становится меньше этой величины (глубокий разряд), аккумулятор
может выйти из строя.

Температура

При повышении
температуры от 20 до 40 градусов Цельсия емкость свинцового аккумулятора
возрастает примерно на 5%. При уменьшении температуры от 20 до 0 градусов
Цельсия емкость аккумулятора уменьшается примерно на 15%. При уменьшении
температуры еще на 20 градусов, емкость аккумулятора падает еще на 25%.

Износ аккумулятора

Емкость
свинцового аккумулятора в состоянии поставки может быть чуть больше или чуть
меньше номинальной емкости. После нескольких циклов разряд-заряд или нескольких
недель пребывания под «плавающим» зарядом (в буфере) емкость
аккумулятора увеличивается. При дальнейшей эксплуатации или хранении
аккумулятора емкость аккумулятора падает ─ аккумулятор изнашивается, стареет и,
в конце концов, должен быть заменен новым аккумулятором. Чтобы заменить
аккумулятор вовремя, за износом аккумулятора лучше следить с помощью
современного тестера емкости аккумулятора ─ индикатора емкости свинцовых
аккумуляторов «Кулон»

Классическим методом проверки аккумулятора является
контрольный разряд. Аккумулятор заряжают, а затем разряжают постоянным током,
регистрируя время до конечного напряжения разряда. Дальше определяют остаточную
емкость аккумулятора по формуле:

Е [А·час]= I [А] · T [час]

Ток разряда
обычно выбирают таким, чтобы время разряда примерно соответствовало 10 или 20
часам (в зависимости от того, для какого времени разряда указана номинальная
емкость аккумулятора). Теперь можно сравнить остаточную емкость аккумулятора с
номинальной емкостью. Если остаточная емкость составляет менее 70-80%
номинальной емкости, аккумулятор выводят из эксплуатации, потому что при таком
износе, дальнейшее старение аккумулятора будет происходить очень быстро.

Недостатки
традиционного метода контроля емкости аккумулятора очевидны:

• сложность
  и трудоемкость;
• выведение
  аккумулятора из эксплуатации на длительный срок.

Для быстрого теста аккумуляторов сейчас
существуют специальные приборы, которые позволяют проверить емкость
аккумулятора за несколько секунд.

BU-903: Как измерить уровень заряда

Метод измерения напряжения

Измерить уровень заряда по напряжению просто, но оно может быть неточным, так как материалы элемента и температура влияют на напряжение. Самая вопиющая ошибка SoC на основе напряжения возникает при воздействии на батарею зарядом или разрядом. В результате волнение искажает напряжение, и оно больше не представляет правильный эталон SoC. Для получения точных показаний батарея должна находиться в разомкнутом состоянии не менее четырех часов; производители аккумуляторов рекомендуют 24 часа для свинцово-кислотных. Это делает метод SoC, основанный на напряжении, непрактичным для батареи в активном режиме.

Каждый химический состав батареи имеет свою собственную уникальную характеристику разряда. В то время как SoC на основе напряжения работает достаточно хорошо для отдохнувшей свинцово-кислотной батареи, плоская кривая разряда батарей на основе никеля и лития делает метод напряжения неприменимым.

Кривые напряжения разряда литий-марганцевого, литий-фосфатного и NMC очень плоские, и 80 процентов накопленной энергии остается в плоском профиле напряжения. Хотя эта характеристика желательна в качестве источника энергии, она представляет собой проблему для измерения топлива на основе напряжения, поскольку она указывает только на полный заряд и низкий заряд; важный средний раздел не может быть оценен точно. На рис. 1 показан плоский профиль напряжения литий-фосфатных (LiFePO) аккумуляторов.

Рисунок 1: Напряжение разряда литий-железо-фосфата

Литий-фосфат имеет очень плоский профиль разряда, что затрудняет оценку напряжения для оценки SoC.

Свинцово-кислотные пластины имеют различные составы пластин, которые необходимо учитывать при измерении SoC по напряжению. Кальций, добавка, которая делает аккумулятор необслуживаемым, повышает напряжение на 5–8 процентов. Кроме того, тепло повышает напряжение, а холод вызывает его понижение. Поверхностный заряд еще больше обманывает оценки SoC, показывая повышенное напряжение сразу после зарядки; краткий разряд перед измерением противодействует ошибке. Наконец, аккумуляторы AGM производят несколько более высокое напряжение, чем залитые эквиваленты.

При измерении SoC по напряжению холостого хода (OCV) напряжение батареи должно быть «плавающим» без нагрузки. В современных автомобилях такого нет. Паразитные нагрузки для вспомогательных функций переводят аккумулятор в состояние квазизамкнутого напряжения (CCV).

Несмотря на неточности, большинство измерений SoC частично или полностью зависят от напряжения из-за простоты. SoC на основе напряжения популярны в инвалидных колясках, скутерах и автомобилях для гольфа. Некоторые инновационные BMS (системы управления батареями) используют периоды отдыха для корректировки показаний SoC в рамках функции «обучения». На рис. 2 показан диапазон напряжения 12-вольтового свинцово-кислотного моноблока от полностью разряженного до полностью заряженного.

Рис. 2. Диапазон напряжения свинцово-кислотного моноблока на 12 В от полностью разряженного до полностью заряженного ^[1]

Ареометр

Ареометр предлагает альтернативу измерению SoC залитых свинцово-кислотных аккумуляторов. Вот как это работает: Когда свинцово-кислотная батарея заряжается, серная кислота становится тяжелее, что приводит к увеличению удельного веса (SG). По мере снижения SoC из-за разряда серная кислота удаляется из электролита и связывается с пластиной, образуя сульфат свинца. Плотность электролита становится легче и более похожей на воду, а удельный вес снижается. Table 3 provides the BCI readings of starter batteries

9005 8,43 9005

9005 8,43 93 9005

9005 8,43 9005

9005 8,43 9005

9005 8,43 9005 2,10

0053

Approximate state-of-charge	Average specific gravity	Open circuit voltage
		2V	6V	8V	12V
100%	1,265	2. 10	6,32	8,43					6,32	6,32	6,32	6,32	6,32	12.65
75%	1.225	2.08	6.22	8.30	12.45
50%	1.190	2.04	6.12	8.16	12.24
25 %	1.155	2.01	6.03	8.04	12.06
0%	1.120	1.98	5.95	7.72	11.89

Таблица 3: Стандарт BCI для оценки SoC стартерной батареи с сурьмой
Показания сняты при 26°C (78°F) после 24-часового простоя.

В то время как BCI (Международный совет по аккумуляторным батареям) указывает удельный вес полностью заряженной стартерной батареи на уровне 1,265, производители аккумуляторов могут использовать значение 1,280 и выше. Увеличение удельного веса приведет к перемещению показаний SoC вверх по справочной таблице. Более высокий удельный вес улучшит характеристики батареи, но сократит срок ее службы из-за повышенной коррозионной активности.

Помимо уровня заряда и плотности кислоты, низкий уровень жидкости также изменяет SG. Когда вода испаряется, показатель SG повышается из-за более высокой концентрации. Батарея также может быть переполнена, что снижает число. При добавлении воды дайте время для перемешивания перед измерением удельного веса.

Удельный вес зависит от применения батареи. В батареях глубокого цикла используется плотный электролит с SG до 1,330 для получения максимальной удельной энергии; авиационные батареи имеют SG около 1,285; тяговые батареи для вилочных погрузчиков обычно на уровне 1,280; стартерные батареи стоят 1,265; а стационарные батареи имеют низкий удельный вес 1,225. Это снижает коррозию и продлевает срок службы, но снижает удельную энергию или емкость.

Ничто в мире батарей не является абсолютным. Удельный вес полностью заряженных аккумуляторов глубокого цикла одной и той же модели может составлять от 1,270 до 1,305; полностью разряженных, эти батареи могут варьироваться от 1,097 до 1,201. Температура – ​​еще одна переменная, влияющая на показания удельного веса. Чем холоднее падает температура, тем выше (плотнее) становится значение SG. В таблице 4 показан удельный вес батареи глубокого разряда при различных температурах.

Electrolyte temperature		Gravity at full charge
40°C	104°F	1.266
30°C	86°F	1.273
20° C	68°F	1.280
10°C	50°F	1.287
0°C	32°F	1.294

Table 4: Relationship of specific плотность и температура батареи глубокого цикла
Чем ниже температура, тем выше показания удельного веса.

Неточности в показаниях SG также могут возникать, если батарея расслоилась, что означает, что концентрация легкая сверху и тяжелая снизу (см. BU-804c: Потеря воды, расслоение кислоты и поверхностный заряд) Высокая концентрация кислоты искусственно повышает напряжение холостого хода , что может обмануть оценки SoC через ложную индикацию SG и напряжения. Электролит должен стабилизироваться после заряда и разряда, прежде чем снимать показания SG.

Подсчет кулонов

Ноутбуки, медицинское оборудование и другие профессиональные портативные устройства используют подсчет кулонов для оценки SoC путем измерения входного и выходного тока. Ампер-секунда (As) используется как для заряда, так и для разряда. Название «кулон» было дано в честь Шарля-Огюстена де Кулона (1736–1806), который наиболее известен разработкой закона Кулона (см. BU-601: Как работает умная батарея?)

Хотя это элегантное решение к сложной проблеме потери уменьшают общую доставленную энергию, и то, что доступно в конце, всегда меньше, чем то, что было вложено. саморазряд. Были внесены улучшения за счет учета старения и саморазряда в зависимости от температуры, но по-прежнему рекомендуется периодическая калибровка, чтобы привести «цифровую батарею» в соответствие с «химической батареей». (См. BU-603: Как откалибровать « «Умный» аккумулятор)

Чтобы обойти калибровку, современные датчики уровня топлива используют функцию «обучения», которая оценивает, сколько энергии батарея отдала при предыдущем разряде. Некоторые системы также соблюдают время зарядки, потому что сгоревшая батарея заряжается быстрее, чем исправная.

Создатели передовых BMS заявляют о высокой точности, но реальная жизнь часто свидетельствует об обратном. Большая часть притворства скрыта за причудливыми показаниями. Смартфоны могут показывать 100-процентный заряд, когда батарея заряжена только на 90 процентов. Инженеры-конструкторы говорят, что показания SoC на новых батареях для электромобилей могут отличаться на 15 процентов. Сообщалось о случаях, когда у водителей электромобилей заканчивался заряд, а показания SoC все еще оставались на уровне 25 процентов на указателе уровня топлива.

Спектроскопия импеданса

Состояние заряда батареи можно также оценить с помощью спектроскопии импеданса с использованием метода комплексного моделирования Spectro™. Это позволяет снимать показания SoC при устойчивой паразитной нагрузке 30А. Поляризация напряжения и поверхностный заряд не влияют на показания, поскольку SoC измеряется независимо от напряжения. Это открывает возможности для применения в автомобилестроении, где одни аккумуляторы разряжаются дольше, чем другие, во время испытаний и отладки и требуют зарядки перед транспортировкой. Измерение SoC с помощью спектроскопии импеданса также можно использовать для систем выравнивания нагрузки, в которых аккумулятор постоянно заряжается и разряжается.

Измерение SoC независимо от напряжения также поддерживает прибытие в док и демонстрационные залы. При открытии двери автомобиля возникает паразитная нагрузка около 20 А, которая взбалтывает аккумулятор и искажает измерение SoC на основе напряжения. Метод Spectro™ помогает отличить аккумулятор с низким уровнем заряда от аккумулятора с настоящим дефектом.

Измерение SoC с помощью спектроскопии импеданса ограничено новой батареей с заведомо хорошей емкостью; емкость должна быть зафиксирована и иметь неизменное значение. В то время как показания SoC возможны при постоянной нагрузке, батарея не может быть заряжена во время теста.

На рис. 5 показаны результаты испытаний импедансной спектроскопии после снятия с батареи паразитной нагрузки 50 А. Как и ожидалось, напряжение разомкнутой клеммы повышается как часть восстановления, но показания Spectro™ остаются стабильными. Стабильные результаты SoC также наблюдаются после снятия заряда, когда напряжение нормализуется как часть поляризации.

Рис. 5: Соотношение напряжения и измерений, полученных методом импедансной спектроскопии после снятия нагрузки

Аккумулятор восстанавливается после снятия нагрузки. Показания Spectro SoC остаются стабильными при повышении напряжения.

---

Каталожные номера

^[1] Источник: Power-Sonic ваш аккумулятор глубокого цикла.

Аккумуляторная батарея представляет собой набор соединенных между собой батарей, которые хранят электрическую энергию. Помимо систем солнечной энергии, аккумуляторные батареи также используются в автомобилях, жилых автофургонах и лодках. Оставшийся уровень заряда батареи известен как «стадия заряда». Вы можете определить состояние заряда, посмотрев на напряжение батареи.

Большинство владельцев беспокоятся о сроке службы своих аккумуляторов, некоторые беспокоятся о том, достаточно ли напряжения, чтобы удовлетворить их потребности. Если у вас есть система солнечной энергии, но вы не уверены, нужна ли вам батарея, попросите надежных экспертов Energy Matters помочь вам начать работу.

Хотя это и не совсем точно, самый простой способ определить это — с помощью мультиметра, если у вашего солнечного регулятора или контроллера заряда нет показаний напряжения.

Состояние заряда немного различается между типами герметичных свинцово-кислотных, залитых, гелевых и аккумуляторов глубокого цикла AGM, а также между брендами. Даже погода может сыграть роль.

Батареи лучше работают в холодную погоду и имеют более высокий уровень заряда. В более теплых условиях производительность батареи снижается, а также состояние заряда. Чтобы убедиться, что вы получаете только лучшее состояние батареи, очень важно помнить об этих факторах.

В таблице ниже показано напряжение и приблизительный уровень заряда для каждого типа батареи.

Примечание:  Цифры основаны на показаниях обрыва цепи. То есть, когда аккумулятор глубокого разряда не находился под нагрузкой в ​​течение нескольких часов. Этот сценарий может не случаться очень часто в системе на основе батареи, которая постоянно используется.

Итак, лучшее время для измерения – раннее утро, пока солнце не коснется ваших панелей, вечером, когда солнце садится, или когда очень пасмурно. Если вы снимете показания, когда аккумулятор заряжается, они могут показывать до 14,5 вольт.

Если вы берете показания, когда панели не подвергаются воздействию солнца, поскольку в это время, вероятно, будет потребляться электроэнергия, вы можете предположить, что независимо от показания напряжения, это консервативная оценка. Как только вся нагрузка будет снята с батареи, напряжение может существенно восстановиться. Взгляните на диаграмму ниже:

Глубина разрядки аккумулятора

Общее практическое правило: чем меньше аккумулятор глубокого цикла разряжается перед перезарядкой, тем дольше он прослужит.

Вот пример:

Гелевая батарея Sonnenschein Solar Bloc 100 Ач, разряженная до 70 %, т. е. с оставшимся зарядом всего 30% или 30 Ач (ампер-часов), будет иметь срок службы около 1200 циклов, что достаточно впечатляющий.

Однако, если он разряжается только до 50%, ожидаемое количество циклов резко возрастает до 1700! Если цикл составляет день, это увеличивает срок службы батареи более чем на 1,25 года.

Глубина разряда, также известная как глубина разряда, не должна превышать 50 % в большинстве аккумуляторов глубокого цикла, чтобы получить наилучшее соотношение цены и качества. Поэтому, если у вас есть аккумулятор на 100 Ач, считайте, что предельная глубина разряда составляет 50 Ач.

Измерение глубины разрядки — это очень важный расчет, который вы должны сделать при выборе размера батареи глубокого разряда.

Вот еще один пример:

Если вы хотите подключить портативный компьютер, проверьте номинальную силу тока на адаптере. Скорее всего, это где-то между отметкой 3 и 5 ампер. Это означает, вероятно, около 2–4 ампер в час при нормальном использовании, поскольку ваш ноутбук не будет постоянно использовать полную мощность. Итак, исходя из нижнего предела:

Аккумулятор емкостью 100 Ач = доступная емкость 50 Ач/потребление 2 А = 25 часов использования.

Четыре основных типа обычных и свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого цикла

На рынке представлено множество свинцово-кислотных аккумуляторов. Но обычно используются четыре типа: герметичные свинцово-кислотные, залитые свинцово-кислотные, гелевые и AGM.

Четыре основных типа имеют свои преимущества и недостатки. Важно определить, какой тип соответствует вашему бюджету, а также вашим предпочтениям. Давайте немного подробнее рассмотрим аккумуляторы глубокого цикла и напряжение свинцово-кислотных аккумуляторов.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее распространенным типом аккумуляторов глубокого разряда, используемых в домашних условиях. Их предпочитают жилые и коммерческие объекты, поскольку они не требуют обслуживания и имеют длительный срок службы. Тем не менее, они также являются самым тяжелым типом батареи.

Залитая свинцово-кислотная батарея

Залитая свинцово-кислотная батарея требует периодического обслуживания и добавления воды в элементы, но они менее дороги, чем батареи других типов.

Гелевые батареи

Гелевые батареи аналогичны герметичным свинцово-кислотным батареям в том, что они не требуют обслуживания, но они дороже и могут служить не так долго. Напряжение гелевой батареи обычно составляет около 2 вольт на элемент, что означает, что 12-вольтовая батарея обеспечивает шесть элементов.

Аккумуляторы AGM

Аккумуляторы AGM являются самым дорогим типом аккумуляторов, но они обеспечивают наилучшие характеристики и имеют самый длительный срок службы. Напряжение аккумулятора AGM может зависеть от конкретной модели и производителя. Минимальное напряжение аккумулятора Agm составляет 12 вольт, что означает, что он может выдавать 12 вольт при полной зарядке.

Контроллер заряда от солнечной батареи

Помимо свинцово-кислотных батарей, вы также должны рассмотреть возможность использования контроллера заряда от солнечной батареи. Контроллер заряда солнечной батареи является важной частью любой солнечной электростанции. Они регулируют поток энергии от ваших панелей к их батареям, тем самым предотвращая их перезарядку.

Одним из основных факторов при выборе контроллера солнечного зарядного устройства является тип вашей панели, размер батареи и количество источника энергии, который вам необходимо генерировать.