Содержание
Заряд аккумулятора от температуры и плотности электролита: SOC
| Температура электролита | Wet Low Maintenance (Sb/Ca) or Wet Standard (Sb/Sb)** батарея | Wet «Mainteneance Free» (Ca/Ca)*** или AGM/Gel Cell VRLA (Ca/Ca) батарея | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Значение плотности электролита | Значение напряжения разомкнутой цепи | Значение напряжения разомкнутой цепи | ||||||||||||||
| °F | °С | 100% SoC* | 75% SoC | 50% SoC | 25% SoC | 0% SoC | 100% SoC | 75% SoC | 50% SoC | 25% SoC | 0% SoC | 100% SoC | 75% SoC | 50% SoC | 25% SoC | 0% SoC |
| 120 | 48,9 | 1,249 | 1,209 | 1,174 | 1,139 | 1,104 | 12,663 | 12,463 | 12,253 | 12,073 | 11,903 | 12,813 | 12,613 | 12,413 | 12,013 | 11,813 |
| 110 | 43,3 | 1,253 | 1,213 | 1,178 | 1,143 | 1,108 | 12,661 | 12,461 | 12,251 | 12,071 | 11,901 | 12,811 | 12,611 | 12,411 | 12,011 | 11,811 |
| 100 | 37,8 | 1,257 | 1,217 | 1,182 | 1,147 | 1,112 | 12,658 | 12,458 | 12,248 | 12,068 | 11,898 | 12,808 | 12,608 | 12,408 | 12,008 | 11,808 |
| 90 | 32,2 | 1,261 | 1,221 | 1,186 | 1,151 | 1,116 | 12,655 | 12,455 | 12,245 | 12,065 | 11,895 | 12,805 | 12,605 | 12,405 | 12,005 | 11,805 |
| 80 | 26,7 | 1,265 | 1,225 | 1,19 | 1,155 | 1,12 | 12,65 | 12,45 | 12,24 | 12,06 | 11,89 | 12,8 | 12,6 | 12,4 | 12 | 11,8 |
| 70 | 21,1 | 1,269 | 1,229 | 1,194 | 1,159 | 1,124 | 12,643 | 12,443 | 12,233 | 12,053 | 11,883 | 12,793 | 12,593 | 12,393 | 11,993 | 11,793 |
| 60 | 15,6 | 1,273 | 1,233 | 1,198 | 1,163 | 1,128 | 12,634 | 12,434 | 12,224 | 12,044 | 11,874 | 12,784 | 12,584 | 12,384 | 11,984 | 11,784 |
| 50 | 10 | 1,277 | 1,237 | 1,202 | 1,167 | 1,132 | 12,622 | 12,422 | 12,212 | 12,032 | 11,862 | 12,772 | 12,572 | 12,372 | 11,972 | 11,772 |
| 40 | 4,4 | 1,281 | 1,241 | 1,206 | 1,171 | 1,136 | 12,606 | 12,406 | 12,196 | 12,016 | 11,846 | 12,756 | 12,556 | 12,356 | 11,956 | 11,756 |
| 30 | -1,1 | 1,285 | 1,245 | 1,21 | 1,175 | 1,14 | 12,588 | 12,388 | 12,178 | 11,998 | 11,828 | 12,738 | 12,538 | 12,338 | 11,938 | 11,738 |
| 20 | -6,7 | 1,289 | 1,249 | 1,214 | 1,179 | 1,144 | 12,566 | 12,366 | 12,156 | 11,976 | 11,806 | 12,716 | 12,516 | 12,316 | 11,916 | 11,716 |
| 10 | -12,2 | 1,293 | 1,253 | 1,218 | 1,183 | 1,148 | 12,542 | 12,342 | 12,132 | 11,952 | 11,782 | 12,692 | 12,492 | 12,292 | 11,892 | 11,692 |
| 0 | -17,8 | 1,297 | 1,257 | 1,222 | 1,187 | 1,152 | 12,516 | 12,316 | 12,106 | 11,926 | 11,756 | 12,666 | 12,466 | 12,266 | 11,866 | 11,666 |
*SOC = State of charge — уровень заряда аккумуляторной батареи
**Wet Low Maintenance (Sb/Ca) or Wet Standard (Sb/Sb): Сурьмянисто-кальциевые редкообслуживаемые батареи с электролитом и стандартные Сурьмянистые батареи с электролитом
***Wet «Mainteneance Free» (Ca/Ca): Кальциевые обслуживаемые батареи с электролитом
₽38 990
В корзину
₽12 450
В корзину
₽28 150
В корзину
₽5 800
В корзину
Скачать таблицу зависимости заряженности аккумулятора от температуры и плотности электролита (SOC) в PDF
Какое напряжение должно быть на аккумуляторе и как померить
По напряжению аккумулятора можно судить о степени заряженности АКБ, поэтому следует научиться правильно определять эту величину на клеммах источника электроэнергии.
В этой статье будут описаны основные методы измерения этого параметра с помощью мультиметра, а также будут приведены эталонные значения напряжения на батареях различной конструкции.
Содрежание
- Напряжение аккумулятора под нагрузкой
- Напряжение аккумулятора без нагрузки
- Напряжение заряженного аккумулятора
- Нормальное напряжение аккумулятора
- Напряжение разряженного аккумулятора
- Напряжение аккумулятора зимой
- Зависимость напряжения от плотности электролита
- Как проверить напряжение аккумулятора мультиметром
Напряжение аккумулятора под нагрузкой
Напряжение аккумулятора под нагрузкой будет ниже, чем в состоянии покоя. По этому показателю можно также судить об исправности батареи.
Если после подключения нагрузочной вилки контрольный прибор покажет менее 9 В, то АКБ разряжена и ее необходимо зарядить. Если после повторения процедуры ситуация не изменится, то батарею в ближайшее время нужно будет заменить новой.
Если нет возможности применить нагрузочную вилку, для проведения тестирования аккумулятора под нагрузкой, то можно воспользоваться цифровым мультиметром, а в качестве нагрузки включить стартер двигателя.
Если напряжение в бортовой сети при включении стартера упадёт ниже 9 В, то в этом случае также потребуется зарядить АКБ с помощью ЗУ. Также стоит проверить элементы проводки и потребители электроэнергии на исправность.
Если нет утечки электричества в системе, а при полностью заряженной батарее будет снова наблюдаться чрезмерное падение напряжения, то аккумулятор стоит заменить.
Если мощные потребители электроэнергии не будут подключаться к аккумулятору, то напряжение под незначительной нагрузкой слишком сильно изменяться не будет.
Напряжение аккумулятора без нагрузки
Напряжение аккумулятора, к которому не подсоединены потребители электроэнергии, составляет 12,6 – 12,8 В. Если напряжение в состоянии покоя меньше этого показателя, то это будет говорить о том, что батарея разряжена или в некоторых банках имеется короткое замыкание.
Эксплуатация АКБ с пониженным уровнем заряда непременно приведёт к образованию на пластинах сернокислого свинца, что станет причиной значительного падения ёмкости устройства.
Чтобы произвести точные измерения напряжения аккумулятора без нагрузки следует обязательно снять клеммы с выводов батареи непосредственно перед подключением измерительного прибора.
Напряжение заряженного аккумулятора
Если аккумулятор полностью заряжен, то величина напряжения будет зависеть от модели АКБ. Если эксплуатируется обычная сурьмянистая батарея, то минимальное значение этого показателя должно быть 12,6 В.
У кальциевого аккумулятора этот показатель может быть немного выше, а на клеммах гелевой батареи, этот параметр не должно опускаться ниже 13 В. При отклонении этого показателя от нормы АКБ необходимо зарядить током равным 10% от ёмкости батареи.
Если напряжение аккумулятора замеряется при работающем двигателе, то показания прибора будут значительно выше. При исправном аккумуляторе и реле-регуляторе напряжение на клеммах может достигать максимального значения в 14 В.
Нормальное напряжение аккумулятора
Нормальное напряжение АКБ – это показатель, который отображён в документации к источнику электроэнергии. Если при покупке новой батареи, её не удаётся зарядить до указанного в инструкции значения, то такая неисправность будет являться гарантийным случаем.
Если на автомобиле исправен реле-регулятор и генератор, то АКБ, во время эксплуатации машины, будет автоматически заряжаться до нормального уровня. Желательно на протяжении всего срока эксплуатации стремиться к использованию батареи только при наличии нормального напряжения на клеммах.
При значительных отклонениях этого параметра в меньшую сторону в зимнее время года, электролит в разряженном аккумуляторе может полностью замёрзнуть, а летом будут более интенсивно разрушаться свинцовые пластины.
| Уровень заряда у сурьмянистых и гибридных АКБ при напряжении в Вольтах | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Темперптура электролита |
100% | 75% | 50% | 25% | 0% |
| 48,9 | 12,663 | 12,463 | 12,253 | 12,073 | 11,903 |
| 43,3 | 12,661 | 12. ,461 |
12,251 | 12,071 | 11,901 |
| 37,8 | 12,658 | 12,458 | 12,248 | 12,068 | 11,898 |
| 32,2 | 12,655 | 12,455 | 12,245 | 12,065 | 11,895 |
| 26,7 | 12,650 | 12,45 | 12,240 | 12,060 | 11,890 |
| 21,1 | 12,643 | 12,443 | 12,233 | 12,053 | 11,883 |
| 15,6 | 12,634 | 12,434 | 12,224 | 12,044 | 11,874 |
| 10 | 12,622 | 12,422 | 12,212 | 12,032 | 11,862 |
| 4,4 | 12,606 | 12,406 | 12,196 | 12,016 | 11,846 |
| -1,1 | 12,588 | 12,388 | 12,178 | 11,998 | 11,828 |
| -6,7 | 12,566 | 12,366 | 12,156 | 11,976 | 11,806 |
| -12,2 | 12,542 | 12,342 | 12,132 | 11,952 | 11,782 |
| -17,8 | 12,516 | 12,316 | 12,106 | 11,926 | 11,756 |
| Уровень заряда у Кальциевых, AGM и GEL АКБ при напряжении в Вольтах | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Темперптура электролита |
100% | 75% | 50% | 25% | 0% |
| 48,9 | 12,813 | 12,613 | 12,416 | 12,013 | 11,813 |
| 43,3 | 12,811 | 12,611 | 12,411 | 12,011 | 11,811 |
| 37,8 | 12,808 | 12,608 | 12,408 | 12,008 | 11,808 |
| 32,2 | 12,805 | 12,605 | 12,405 | 12,005 | 11,805 |
| 26,7 | 12,8 | 12,6 | 12,4 | 12,0 | 11,8 |
| 21,1 | 12,793 | 12,593 | 12,393 | 11,993 | 11,793 |
| 15,6 | 12,784 | 12,584 | 12,384 | 11,984 | 11,784 |
| 10 | 12,772 | 12,572 | 12,372 | 11,972 | 11,772 |
| 4,4 | 12,756 | 12,556 | 12,356 | 11,956 | 11,756 |
| -1,1 | 12,738 | 12,538 | 12,338 | 11,937 | 11,738 |
| -6,7 | 12,716 | 12,516 | 12,316 | 11,916 | 11,716 |
| -12,2 | 12,692 | 12,492 | 12,292 | 11,892 | 11,692 |
| -17,8 | 12,666 | 12,466 | 12,266 | 11,866 | 11,666 |
Напряжение разряженного аккумулятора
Если напряжение аккумулятора менее 11,6 В, то АКБ считается полностью разряженной.
В этом случае эксплуатация источника электроэнергии невозможна и для восстановления его работоспособности потребуется использовать зарядное устройство, работающее от сети 220 В.
Практически все свинцовые АКБ чувствительны к полному разряду. Кислотно кальциевые аккумуляторы способно потерять значительную часть своей емкости даже после однократного глубокого разряда. Сурьмянистое устройство обладает большое терпимостью. Наиболее устойчивы к полному разряду являются гелевые и AGM батареи.
Напряжение аккумулятора зимой
Зимой, постоянный недозаряд батареи может привести к значительному уменьшению плотности электролита, вследствие чего жидкость внутри банок может замёрзнуть. Замерзание электролита, во многих случаях, приводит к полной неработоспособности источника электроэнергии. Чтобы этого не произошло в зимний период на клеммах должно быть не менее 12,5 В.
Если эксплуатируется обслуживаемая модель аккумулятора, то уровень заряженности батареи можно контролировать без использования вольтметра.
Достаточно производить регулярные замеры плотности электролита, которая у полностью заряженной АКБ должна составлять около 1,28 г/см3.
Зависимость напряжения от плотности электролита
Уровень заряда батареи напрямую зависит от плотности электролита. Если АКБ является обслуживаемой, то уровень заряженности можно довольно точно померить без использования тестера.
С помощью ареометра плотность замеряется забором небольшого количества электролита с каждой банки устройства. Максимальная плотность смеси серной кислоты и воды в полностью заряженном аккумуляторе составляет 1,3 г/см3.
Придерживаться этого показателя следует, если машина эксплуатируется на морозе. В летнее время может эксплуатировать АКБ при плотности 1,26 г/см3 и выше. Если находится в этих пределах, то напряжение на клеммах будет около 12,7 В. При падении плотности происходит и пропорциональное снижение разности потенциалов на клеммах аккумулятора.
Особенно сильно этот показатель может снизиться при наличии негерметичных мест в корпусе батареи, через которые часть электролита будет вытекать.
Восстановить уровень электролита можно будет за счёт добавления дистиллированной воды.
Как проверить напряжение аккумулятора мультиметром
Замерить рабочее напряжение на клеммах аккумулятора можно с помощью вольтметром, который является одной из функций мультиметра.
Аккумуляторная батарея является источником постоянного тока, поэтому перед началом измерительных работ следует перевести прибор в положении «DC». Также следует установить ограничение по напряжению 20 В, чтобы можно было произвести более точные измерения.
После правильной подготовки измерительного прибора достаточно будет соединить чёрный щуп с минусом, а красный – с плюсом АКБ, чтобы прибор показал напряжение постоянного тока. Если перепутать щупы, то значение будет отрицательным.
Остались вопросы о напряжении аккумулятора или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.
Напряжение батареи | PVEducation
Напряжение батареи является фундаментальной характеристикой батареи, которая определяется химическими реакциями в батарее, концентрациями компонентов батареи и поляризацией батареи.
Напряжение, рассчитанное из условий равновесия, обычно называют номинальным напряжением батареи. На практике номинальное напряжение батареи не может быть легко измерено, но для практических систем батарей (в которых перенапряжения и неидеальные эффекты невелики) напряжение холостого хода является хорошим приближением к номинальному напряжению батареи.
Поскольку электрический потенциал (напряжение) большинства химических реакций составляет порядка 2 В, а напряжение, требуемое нагрузками, обычно выше, в большинстве аккумуляторов многочисленные отдельные аккумуляторные элементы соединены последовательно. Например, в свинцово-кислотных батареях каждая ячейка имеет напряжение около 2В. Шесть ячеек соединены в типичную свинцово-кислотную батарею на 12 В.
Изменение напряжения при разрядке
Из-за эффектов поляризации напряжение батареи при протекании тока может существенно отличаться от равновесного напряжения или напряжения холостого хода. Ключевой характеристикой аккумуляторной технологии является то, как напряжение батареи изменяется в условиях разрядки, как из-за эффектов равновесной концентрации, так и из-за поляризации.
Кривые разрядки и зарядки аккумулятора показаны ниже для нескольких различных аккумуляторных систем. Кривые разряда и заряда не обязательно симметричны из-за наличия дополнительных реакций, которые могут иметь место при более высоких напряжениях, возникающих при зарядке.
Рисунок: Изменение напряжения в зависимости от уровня заряда для нескольких различных типов батарей.
Напряжение отсечки
Во многих типах аккумуляторов, включая свинцово-кислотные, аккумулятор нельзя разряжать ниже определенного уровня, иначе аккумулятор может быть поврежден. Это напряжение называется «напряжением отсечки» и зависит от типа аккумулятора, его температуры и скорости разряда аккумулятора.
Измерение состояния заряда по напряжению
В то время как снижение напряжения батареи при разряде является отрицательным аспектом батарей, который снижает их эффективность, один практический аспект такого снижения, если оно является приблизительно линейным, заключается в том, что при заданной температуре батарея может использоваться для аппроксимации состояние заряда аккумулятора.
В системах, в которых напряжение батареи нелинейно в некотором диапазоне состояния заряда батареи или в которых происходят быстрые изменения напряжения с BSOC, будет сложнее определить BSOC и, следовательно, будет сложнее заряжать. Однако аккумуляторная система, которая поддерживает более постоянное напряжение со скоростью разряда, будет иметь высокий КПД по напряжению и будет легче использоваться для управления чувствительными к напряжению нагрузками.
Влияние температуры на напряжение
Напряжение батареи увеличивается с ростом температуры системы и может быть рассчитано по уравнению Нернста для равновесного напряжения батареи.
BU-405: Зарядка от источника питания
Аккумуляторы можно заряжать вручную от источника питания с регулируемым пользователем напряжением и ограничением тока. Я подчеркиваю руководство , потому что зарядка требует ноу-хау и никогда не может быть оставлена без присмотра; прекращение заряда не автоматизировано.
Из-за трудностей с определением полного заряда никелевых аккумуляторов я рекомендую заряжать вручную только свинцовые и литиевые аккумуляторы.
Свинцово-кислотный
Перед подключением аккумулятора рассчитайте напряжение заряда в соответствии с количеством последовательно соединенных элементов, а затем установите желаемое напряжение и ограничение тока. Чтобы зарядить 12-вольтовую свинцово-кислотную батарею (шесть элементов) до предела напряжения 2,40 В, установите напряжение на 14,40 В (6 x 2,40). Выберите ток заряда в соответствии с размером батареи. Для свинцово-кислотных аккумуляторов это составляет от 10 до 30 процентов от номинальной емкости. Аккумулятор емкостью 10 Ач при 30-процентной зарядке около 3А; процент может быть ниже. Стартерный аккумулятор емкостью 80 Ач может заряжаться током 8А. (10-процентная скорость зарядки равна 0,1C.)
Следите за температурой, напряжением и током батареи во время зарядки. Заряжайте только при температуре окружающей среды в хорошо проветриваемом помещении.
Как только батарея полностью заряжена и ток упал до 3 процентов от номинального Ач, зарядка завершена. Отключите зарядку. Также отключите заряд через 16–24 часа, если ток достиг нижнего предела и не может опуститься ниже; высокий саморазряд (мягкое короткое замыкание) может помешать аккумулятору достичь низкого уровня насыщения. Если вам нужен плавающий заряд для готовности к работе, уменьшите напряжение заряда примерно до 2,25 В на элемент.
Вы также можете использовать источник питания для выравнивания свинцово-кислотной батареи, установив напряжение заряда на 10 процентов выше рекомендуемого. Время перезарядки имеет решающее значение и должно тщательно соблюдаться. (См. BU-404: Что такое выравнивающий заряд)
Блок питания также может устранить сульфатацию. Установите напряжение заряда выше рекомендованного уровня, отрегулируйте ограничение тока до минимально возможного значения и наблюдайте за напряжением батареи. Полностью сульфатированная свинцово-кислотная батарея сначала может потреблять очень небольшой ток, но по мере растворения слоя сульфатации ток будет постепенно увеличиваться.
Повышение температуры и размещение батареи на ультразвуковом вибраторе также могут помочь в этом процессе. Если батарея не принимает заряд через 24 часа, восстановление маловероятно. (См. BU-804b: Сульфатация и способы ее предотвращения)
Литий-ионный
Литий-ионный аккумулятор заряжается так же, как и свинцово-кислотный, и вы также можете использовать блок питания, но соблюдайте особую осторожность. Проверьте напряжение полного заряда, которое обычно составляет 4,20 В на элемент, и установите пороговое значение соответствующим образом. Убедитесь, что ни один из элементов, соединенных последовательно, не превышает это напряжение. (Схема защиты в коммерческом блоке делает это.) Полный заряд достигается, когда элемент(ы) достигает 4,20 В/напряжение элемента, а ток падает до 3 процентов от номинального тока или достигает нижнего предела и не может снижаться дальше. После полной зарядки отсоедините аккумулятор. Никогда не оставляйте ячейку при напряжении 4,20 В более чем на несколько часов.
(см. БУ-409: Зарядка литий-ионных)
Обратите внимание, что не все литий-ионные аккумуляторы заряжаются до порогового напряжения 4,20 В/элемент. Фосфат лития-железа обычно заряжается до напряжения отсечки 3,65 В на элемент, а титанат лития — до 2,85 В на элемент. Некоторые энергетические элементы могут принимать напряжение 4,30 В/элемент и выше. Важно соблюдать эти пределы напряжения. (См. BU-205: Типы литий-ионных аккумуляторов)
NiCd и NiMH
Зарядка никелевых аккумуляторов с помощью источника питания является сложной задачей, поскольку обнаружение полного заряда основано на сигнатуре напряжения, которая меняется в зависимости от применяемого ток заряда. Если вам необходимо заряжать NiCd и NiMH с помощью регулируемого источника питания, используйте повышение температуры при быстрой зарядке на 0,3–1°C как показатель полного заряда. При зарядке малым током оцените уровень оставшегося заряда и рассчитайте время зарядки. Пустой NiMH аккумулятор емкостью 2 Ач будет заряжаться примерно за 3 часа при токе 750–1000 мА.
