Расчет емкости АКБ и основные понятия

Аккумуляторная батарея представляет собой источник тока многоразового использования. Ее особенность заключается в цикличности: зарядив батарею, ее можно использовать установленное производителем количество часов. Разряженную батарею легко зарядить с помощью специального зарядного устройства. Время заряда связано с параметрами источника, а количество циклов “заряд-разряд” напрямую зависит от типа и особенностей АКБ.

Что такое емкость и зачем нужен этот показатель?

Емкость аккумуляторной батареи – ее ключевая характеристика. Она влияет на стоимость устройства, область применения (от бытовых нужд до медицинских), срок службы.

Эта характеристика отображает длительность временного промежутка, на время которого батарея будет полноценно питать соответствующее устройство (пульт, телефон и т.д.) и обеспечивать его автономную работу. Иными словами, емкость АКБ – это максимальное количество электрической энергии, которое батарея способна накапливать за 1 полный цикл заряда.

Единица измерения емкости АКБ – амперы в час (А*ч), а для батарей высокой мощности – миллиамперы в час (мА*ч).

Основные понятия, которые связаны с расчетом емкости АКБ

С определением емкости АКБ связаны несколько терминов, среди них ток разряда аккумулятора, энергетическая и резервная емкость и прочие. Рассмотрим основные из них.

1.Зависимость емкости АКБ от тока разряда

При подключении к аккумулятору защищенной нагрузки без преобразователя, величина тока не меняется. При этом время работы АКБ будет выглядеть как соотношение емкости к току. В виде формулы эта зависимость выглядит следующим образом:

где Q – емкость аккумулятора (А*ч или мА*ч);

I – постоянный ток разряда аккумулятора (А);

T – время разряда батареи (ч).

2. Зависимость емкости АКБ от энергии

Способность к накоплению энергии батареей связана с напряжением: чем оно больше, тем больше энергии накопит АКБ. Таким образом, электрическая энергия определяется как произведение тока, напряжения и времени:

W= I*U*T,

где W – энергия накопленная батареей (Дж);

U – напряжение аккумулятора (В);

I – постоянный ток (А);

T – время разряда (ч).

3. Энергетическая емкость

Под этим понятием подразумевается энергия, которую отдает полностью заряженный аккумулятор при разряде до минимального напряжения. Для расчета энергетической емкости используют формулу:

где Q – емкость аккумулятора (А*ч);

W – энергетическая емкость аккумулятора (Вт/элемент).

4. Резервная емкость

Этот термин используется при расчете емкости автомобильных аккумуляторов. Он описывает способность АКБ питать электрооборудование автомобиля, когда встроенный генератор не функционирует. Резервная емкость рассчитывается следующим образом:

где Q – емкость аккумулятора (А*ч);

T – резервная емкость аккумулятора (мин).

Расчет емкости аккумуляторной батареи

Измерение объема батареи необходимо в случае определения количества энергии для продолжительной автономной работы любых устройств (к примеру, для ноутбука, смартфона и т.д.);

Для того чтобы определить емкость АКБ, необходимо применить стандартную формулу:

где Q – рассчитываемая емкость АКБ (А*ч или мА*ч);

P – нагрузочная мощность (Вт);

t – временной промежуток резервирования (ч);

V – напряжение батареи (В);

k – коэффициент, отображающий какая часть емкости АКБ используется.

Значение k компенсирует ситуацию неполного заряда батареи. К слову, полный разряд после нескольких полных циклом работы существенно увеличивает работоспособность устройства.

Расчет заряда АКБ на конкретном примере

Для того чтобы провести подсчет емкость батареи смог даже новичок, рассмотрим следующую задачу.

Мы имеем критическую нагрузку 500 Вт, которая требует резервирования на протяжении 3 часов, а также стандартное напряжение 12 В. Сперва посчитаем емкость для батареи, которая разряжается на 70 процентов, а потом заряжается. Это будет выглядеть следующим образом:

Q = 500*3/12*0,7 = 178,6 А*ч.

Так рассчитывается минимальная емкость. Чаще всего следует считать объем АКБ с небольшим запасом (например, 20%). В таком случае батарея проработает максимальное количество времени. Расчет будет выглядеть так:

Q = 178,6*1,2 = 214,3 А*ч.

В любом случае, вы сможете самостоятельно рассчитать емкость необходимой батареи, просто подставим свои значения в вышеуказанную формулу.

Власть и техника, деньги и товары имеют ценность и полезны лишь постольку, поскольку они дают человеку свободу.

Что такое емкость аккумулятора? Методика ее расчета

Понятие емкости АКБ

Емкость аккумуляторной батареи является одной из ее важнейших технических характеристик. Под этим термином понимают количество времени, которое способен питать источник автономной энергии подключенных к нему электропотребителей. Другими словами – это максимальное количество электроэнергии, накапливаемое АКБ за полный цикл зарядки. Единицей измерения емкости является А·ч (ампер-час), для небольших батарей – мА·ч (миллиампер-час).

Пример расчета необходимой емкости

Как известно, расчет потребленной мощности производится в Вт, а емкость батареи для ИБП – в А·ч. Чтобы рассчитать требуемую емкость аккумуляторов для питания той или иной техники, необходимо произвести некоторый пересчет. Для лучшего понимания рассмотрим конкретный пример. Допустим, имеется критичная нагрузка 500 Вт, требующая резервирования в течение 3 часов. Так как величина накопленной энергии зависит не только от емкости батареи, но и ее напряжения, для расчета делим общую мощность резервируемого оборудования на их рабочее напряжение (часто путают с напряжением холостого хода полностью заряженной батареи). Для стандартного 12В аккумулятора, величина необходимой емкости батареи составит:

Q= (P· t) / V· k

где Q – необходимая емкость аккумулятора, А·ч;

P – имеющаяся нагрузка, Вт;

V – напряжение каждой аккумуляторной батареи, В;

t – время резервирования, ч;

k – коэффициент использования емкости аккумуляторов (количества электрической энергии, допустимой к использованию потребителями).

Необходимость введения коэффициента k обусловлена возможностью неполного заряда АКБ. Вдобавок к этому, сильный (глубокий) разряд, следующий после небольшого количества рабочих циклов заряда и разряда, ведет к преждевременному износу и выходу из строя батареи. К примеру, если новый аккумулятор разряжать на 30% от его общей емкости, после чего сразу производить его зарядку, способен выдержать около 1000 подобных циклов. В случае если величина разряда уменьшится до 70%, то количество данных циклов снизится примерно на 200.

Итого, получаем, что для питания данной нагрузки в течение указанного периода времени потребуется:

Q= 500·3/ 12·0,7 = 178,6 А·ч.

Это минимально необходимая емкость аккумуляторных батарей для рассматриваемого случая. В идеале лучше брать источник энергии с небольшим запасом (около 20%) для того, чтобы каждый раз не разряжать его полностью – это поможет сохранить рабочие характеристики батареи в течении как можно большего периода времени.

Q= 178,6·1,2 = 214,3 А·ч.

Значит для решения поставленной задачи необходимо приобрести аккумуляторы суммарной емкостью не менее 215 А·ч. При использовании ИБП в паре с генератором величину поправочного коэффициента емкости рекомендуется снизить до 0,4, поскольку в такой связке батареи чаще всего применяются для поддержания непрерывного электропитания, пока не включится электростанция и вся нагрузка не переключится на нее. При этом если в значение коэффициента 0,4 закладывать потери емкости аккумулятора при его старении, обусловленные особенностью импульсного преобразователя и другие, то в среднем разряд аккумулятора может достигать 50% от его номинальной емкости.

В том случае, когда для резервирования нагрузки используется несколько аккумуляторов, количество накопленной в них энергии абсолютно не зависит от типа их соединения – параллельного, последовательного, либо смешанного. Учитывая данную особенность необходимо подставлять в формулу определения суммарной емкости аккумуляторов напряжение одной батареи, но при этом допускается использование только АКБ с одинаковыми техническими характеристиками.

Показатели аккумуляторных батарей, с которыми неразрывно связано понятие емкости

1. Зависимость емкости аккумулятора от тока его разряда.

В основе данной зависимости лежит следующий факт: когда защищаемая нагрузка подключается к аккумулятору без использования преобразователя, то величина тока, потребляемого батареей неизменна. При этом время функционирования подключенных электропотребителей определится, как отношение отбираемой емкости к потребляемому току. В более привычном виде данная формула записывается следующим образом:

Q = I·T

где Q – емкость аккумулятора, А·ч (мА·ч);

I – постоянный ток разряда аккумулятора, А;

T – время разряда батареи, ч.

Если имеем дело с большими величинами потребляемого тока, то реальные показатели мощности зачастую ниже номинальных, указанных в паспорте.

2. Зависимость емкости аккумулятора от энергии

Сегодня среди пользователей достаточно распространенным является мнение о том, что емкость аккумуляторной батареи является величиной, полностью характеризующей его электрическую энергию, накопленной АКБ заряженной на 100%. Это утверждение является не совсем корректным. Здесь еще необходимо сделать оговорку на то, что способность накапливать энергию у батареи напрямую зависит от ее напряжения и чем оно будет выше, тем большее количество энергии сможет накопить аккумулятор. На самом деле электрическая энергия определяется как произведение показателей тока заряда, напряжения батареи и времени протекания этого тока:

где W – энергия накопленная батареей, Дж;

U – напряжение аккумулятора, В;

I – постоянный ток разряда аккумулятора, А;

T – время разряда батареи, ч.

Исходя из того, что произведение тока и времени заряда дает нам емкость АКБ (как было рассмотрено выше), то получается, что электрическая энергия аккумулятора находится путем перемножения номинального напряжения батарее и ее емкости:

где W – энергия накопленная батареей, Вт·ч;

Q – емкость аккумулятора, А·ч;

U – напряжение аккумулятора, В.

При последовательном подключении нескольких аккумуляторов одинаковой емкости, общий показатель данной связки равен сумме емкостей всех АКБ, входящий в ее состав. В таком случае энергия полученного аккумуляторного блока определится, как произведение электроэнергии одной батареи на их количество.

3. Понятие энергетической емкости аккумулятора

Не менее полезным для потребителя показателем аккумуляторных батарей является их энергетическая емкость, измеряемая в таких единицах, как Вт/элемент. Данное понятие характеризует способность аккумулятора за определенный непродолжительный период времени, который чаще всего составляет не более 15 минут, в режиме постоянной мощности. Наибольшее распространение данный показатель получил в США, но в последнее время набирает популярность и среди потребителей многих других стран. Для приближенного расчета емкости аккумуляторной батареи, измеряемой в А·ч по величине его энергетической емкости в Вт/элемент для периода 15 минут, пользуются формулой:

Q = W/4

где Q – емкость аккумулятора, А·ч;

W – энергетическая емкость аккумулятора, Вт/элемент.

4. Понятие резервной емкости аккумулятора

Для автомобильных аккумуляторов выделяют еще одну характеристику – резервную емкость, которая говорит о способности батареи питать электрооборудование движущегося авто, когда штатный генератор транспортного средства не работает. Данный параметр также больше известен в США и называется «reserve capacity». Он измеряется в минутах разряда батареи величиной тока в 25 А. Для приблизительной оценки номинальной емкости аккумулятора по его показателю резервной емкости, указной в минутах, необходимо воспользоваться формулой:

Q = T/2

где Q – емкость аккумулятора, А·ч;

T – резервная емкость аккумулятора, мин.

Емкость аккумулятора и его заряд (заряженность)


Еще одним достаточно популярным заблуждением является отождествление понятий емкости батареи для и ее заряда (заряженности). Расставим все точки над «и». Под емкостью понимают максимальный потенциал аккумулятора, то есть количество энергии, которое он сможет накопить в полностью заряженном состоянии. Заряд же в свою очередь и представляет собой эту энергию, необходимую для питания нагрузки в автономном режиме. Отсюда вывод, что величина заряда одной и той же батареи может быть разной в зависимости от времени зарядки АКБ, а величина ее емкости в разряженном и заряженном состоянии одинакова. Здесь можно провести аналогию со стаканом, в который наливают воду. Объем прибора и будет представлять собой емкость – это величина не зависящая от того полный стакан или пустой, а самая наливаемая вода – это заряд.

От каких факторов еще зависит емкость аккумулятора?

Ток разряда

Те показатели емкости аккумуляторов, которые можно встретить в их технической документации и на корпусе изделия, производитель указывает исходя из результатов тестовых замеров, производимых по вышеуказанной формуле (Q = I·T) при стандартной длительности разряда (10, 20, 100 часов и т.д.). Соответственно обозначается и емкость – Q10, Q20 и Q100, а также ток разряда – I10, I20 и I100. В таком случае величина тока, протекающего через нагрузку при времени разряда 20 часов определится по формуле:

I20= Q20/20

Следуя данной логике можно предположить, что при разряде, длящемся четверть часа (15 мин) ток будет равен Q20 х 4. Однако это не так, как показывает практика, в случае 15-минутного разряда емкость стандартной свинцовой батареи составит не более половины его номинальной емкости. Соответственно величина параметра I0,25 будет чуть менее Q20 х 2. Отсюда можно сделать вывод, что такие характеристики, как время и ток разряда являются не пропорциональными друг другу.

Конечное напряжение разряда

Каждый раз при разряде аккумулятора напряжение на нем постепенно падает, а по достижению так называемого конечного напряжения разряда обязательно необходимо произвести отключение АКБ. При этом, чем ниже данная характеристика, тем соответственно выше будет фактическая емкость батареи. Как правило, производители указывают на собственных аккумуляторах минимальную величину конечного напряжения разряда, которая в свою очередь зависит от того каким током производится разряд. Случаются ситуации, когда напряжения источника энергии падает ниже этой величины (забыли вовремя отключить аккумулятор или этого нельзя было сделать, так как в течение длительного периода нельзя было обесточивать нагрузку). Тогда возникает явление, называемое глубоким разрядом АКБ. Если часто допускать глубокий разряд батареи, она может быстро выйти из строя.

Износ аккумулятора

Как принято считать, новый аккумулятор обладает номинальной емкостью (той, которую указывает производитель). Однако реальная величина данного показателя может немного отличаться – быть меньше заявленной по причине длительного хранения на складе, либо после нескольких полных циклов заряда и разряда и непродолжительной работы в буферном режиме немного увеличиться. Дальнейшая эксплуатация батареи, а также его хранение неизменно ведут к физическому изнашиванию источника энергии, его старению и постепенному выходу из строя.

Температура

Такой важный фактор, как окружающая температура в месте, где используется аккумулятор, очень сильно влияет на емкость последнего. В случае повышения температуры с 20°С до 40°С показатель емкости батареи возрастает на 5%, а при снижении до 0°С – уменьшается в среднем на 15%. Дальнейшее понижение температуры воздуха ведет к падению указанного параметра еще на 25% относительно номинальной величины.

Как проверить емкость аккумулятора?

Очень часто перед владельцем б/у аккумулятора встает задача определения его остаточной емкости. Классическим и нужно отдать должное самым надежным и эффективным способом проверки фактической емкости аккумулятора считается контрольный разряд. Под данным термином понимают следующую процедуру. Аккумуляторную батарею сперва полностью заряжают, после чего выполняют ее разряд постоянным током, при этом замеряют время, за которое она полностью разрядится. После этого рассчитывают емкость АКБ по уже известной формуле:

Читайте также:  Приготовление смеси глины и опилок с помощью миксера

Величину постоянного тока разряда для большей точности расчета лучше подбирать таким образом, чтобы время разряда составляло около 10 или 20 часов (это зависит от времени разряда, при котором была рассчитана номинальная емкость батареи производителем). Затем полученные данные сравнивают с паспортными, и в случае если остаточная емкость будет меньше номинальной на 70-80%, АКБ подлежит замене, так как это явный признак сильного износа аккумулятора и его дальнейший износ будет протекать ускоренными темпами.

Основными недостатками данного метода являются сложность и трудоемкость в реализации, а также необходимость выведения аккумуляторов из эксплуатации на достаточно продолжительный период времени. Сегодня в большинстве устройств, использующих для своей работы аккумуляторные батареи, имеется функция самодиагностики – быстрой (всего за пару секунд) проверки состояния и работоспособности источников энергии, однако точность таких измерений не всегда высока.

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:

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.

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.

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

Как определить реальную ЕМКОСТЬ АККУМУЛЯТОРА

Реальная емкость свинцово-кислотного аккумулятора является одной из важнейших его характеристик, которая неминуемо уменьшается с момента его покупки и установки на автомобиль. Ее измерение в процессе эксплуатации позволяет наглядно оценить текущее состояние АКБ, даже если полученные результаты не отличаются высокой точностью. Сделать это можно несколькими способами, среди которых есть очень простые и доступные для самостоятельного выполнения в элементарных гаражных условиях.

Зачем измерять емкость авто аккумулятора?

Поскольку далеко не все автолюбители в силу отсутствия опыта уверенно ориентируются в характеристиках аккумуляторных батарей, начать стоит именно с этого. На самом деле здесь все предельно просто. Достаточно все «разложить по полочкам» понятными для большинства словами и понятиями.

Автомобильная батарея любого типа имеет следующие основные характеристики:

Все эти характеристики в некоторой степени напрямую связаны, и зависят друг от друга. Например, если напряжение АКБ в состоянии покоя равно 12,7 В, то это означает, что она заряжена на 100%. То есть, в данный момент в ней запасено максимальное количество ампер-часов, и она сможет отдать стартеру свой максимальный пусковой ток.

Если при том же условии покоя напряжение, скажем, 12,2 В, то батарея заряжена примерно наполовину. Это означает, что и ампер-часов в ней только половина из возможного потенциала. А пусковой ток, который она сможет отдать, примерно в два раза меньший от того, на который она способна в полностью заряженном состоянии. Именно поэтому слабо заряженная АКБ крутит стартер вяло, а запуск двигателя не всегда заканчивается успехом.

Теперь подробнее о емкости – характеристике, которой посвящен данный материал. Единица ее измерения (А*ч) показывает, сколько времени проработает АКБ (часов), отдавая один и тот же ток (ампер). Для наглядности рассмотрим пример. Есть полностью заряженная аккумуляторная батарея с реальной (это важно) емкостью 60 А*ч. К ней подключили нагрузку (например, лампочку накаливания), которая в среднем потребляет ток силой 3 А. При указанной емкости такая нагрузка разрядит нашу батарею в течение 20 часов (60 / 3 = 20).

Если к той же АКБ подключить лампочку, которая потребляет ток только 1,5 А (вдвое меньше), то до полного разряда пройдет более 40 часов времени. И так далее. Эти примеры очень условные, так как процессы разряда аккумуляторных батарей не являются линейными. Но об этом чуть позже.

Вернемся к вопросу – зачем измерять реальную емкость АКБ? Зная эту характеристику, можно наглядно оценить степень ее износа и ресурс. Так, например, если реальная емкость бывшей некоторое время в эксплуатации батареи выше 60% от указанного на корпусе значения, то она еще вполне пригодна для дальнейшего использования. Если замеры показали, что данная характеристика снизилась до диапазона 40-60%, то АКБ пора бы уже заменить. Особенно, если «на носу» зима. Показатели ниже 40% уже граничат с риском, что вы не сможете однажды запустить двигатель даже летом.

Теперь для полного понимания совместим рассмотренные проценты с ампер-часами. Допустим, заявленная на корпусе емкость вашей батареи – 60 А*ч (как в примере выше). Измерения одним из описанных ниже способов показали, что реальная емкость составляет всего 30 А*ч. Это значит, что от ее первоначальной емкости осталось только 50%. В свою очередь это значит, что подключенная 3-амперная нагрузка разрядит такую батарею не за 20 часов, а всего за 10 часов. Соответственно, установленная в машине АКБ будет быстрее разряжаться во время стоянки, особенно, если эти стоянки длительные, включены какие-либо приборы, или же есть токи утечки выше нормы.

Читайте также:  Обшивка деревянного дома: разновидности и этапы монтажа

Когда аккумуляторная батарея теряет емкость, почти прямо пропорционально уменьшается и максимальный пусковой ток. То есть, если на корпусе заявлено 400 А, то при износе в 50% батарея едва ли сможет обеспечить 200 А в полностью заряженном состоянии. Когда же пуски двигателя затруднены температурными условиями и не всегда заканчиваются успехом с первого раза, АКБ не может обеспечить пусковой ток, необходимый для того, чтобы «сдвинуть с места» стартер. У кого были проблемы с аккумулятором зимой, тот хорошо знает эти несколько вялых «вжик-вжик», после которых при повороте ключа зажигания – тишина.

Способы измерения реальной емкости аккумулятора

В первую очередь стоит отметить, что для измерения реальной емкости АКБ существуют специальные приборы. Они бывают двух основных типов. Рассмотрим их вкратце. Более детально описан способ измерения емкости АКБ без специальных приборов, так как он более доступен для большинства.

Первая разновидность приборов для измерения емкости аккумуляторов работает по принципу измерения внутреннего сопротивления и максимального пускового тока. Преимущества: сравнительно невысокая стоимость (от полторы тысячи рублей) и почти мгновенный результат на экране. Прибор подключается к заряженной АКБ, после чего вводятся исходные настройки. Как правило, это тип батареи (гелевые, обычные и так далее), заявленная на корпусе емкость, а также пусковой ток.

После запуска прибор кратковременно нагружает батарею, и на основании замеров просадки напряжения и максимальной силы тока считает и выдает ее текущее состояние. А поскольку пусковой ток и емкость АКБ – две зависимые друг от друга характеристики, то по выданным на экран процентам можно судить об общем ресурсе батареи.

Второй тип приборов для измерения емкости аккумуляторов работает по принципу постоянной нагрузки с измерением времени. То есть, после введения предварительных настроек полностью заряженная АКБ разряжается стабилизированным током. Параллельно прибор фиксирует значения напряжения и время, в течение которого под нагрузкой батарея сохраняет работоспособность. Результат выдается на экран в виде заветных ампер-часов, сравнив которые с заявленными на корпусе, можно оценить степень изношенности АКБ.

Преимущество у таких приборов только одно – это высокая точность получаемых результатов. Однако есть весомые недостатки.

  1. Во-первых, добротные девайсы этого типа стоят немалых денег.
  2. Во-вторых, для получения максимально точной оценки состояния АКБ она разряжается, как говорится, в ноль. А это, мягко говоря, не очень полезно для современных аккумуляторных батарей.

Как измерить емкость аккумулятора мультиметром

Если нет возможности или желания покупать описанные выше приборчики, но реальную емкость АКБ измерить, все же, хочется, то можно применить способ, не требующий никаких затрат. Данная методика, конечно же, уступает по точности «специальным измерителям». Но полученных результатов будет более чем достаточно, чтобы оценить состояние АКБ и понять, пора ли ее менять, или она еще «походит».

Для измерения понадобится всего две вещи – самый дешевый китайский мультиметр и лампочка из фары головного освещения. Если есть два мультиметра – задача упростится. Их стоимость по сравнению со спец приборами – «копейки» (около сотни рублей за штуку). Что касается лампочки, то необходимо взять самую обычную, не светодиодную. В идеале, если она будет потреблять ток около 3 А. Связано это с тем, что емкость автомобильных аккумуляторов в соответствии с ГОСТом принято измерять, разряжая батарею током 0,05C. Это означает, что для АКБ с заявленной емкостью 60 А*ч оптимальным током разряда будет 3 А.

Такой ток будет потреблять автомобильная лампа мощностью 36-38 Вт, подключенная к полностью заряженному АКБ и до момента отдачи половины накопленной энергии.

Алгоритм измерения реальной емкости будет следующим:

  1. Аккумулятор перед измерением реальной емкости необходимо полностью зарядить. Заряженным считается АКБ, плотность электролита в которой 1,26 единиц, и при напряжении зарядного устройства 14,4 В она потребляет ток заряда менее 0,1 А.
  2. Сразу после окончания заряда емкость проверять нельзя. Она окажется слегка завышенной. По тому же ГОСТу АКБ надо дать постоять в покое не менее часа.
  3. К клеммам аккумулятора подключается мультиметр в режиме измерения напряжения. Прибор должен показывать больше 12,7 В. Если меньше, то батарея не заряжена или испорчена.
  4. Далее к клеммам подсоединяется лампочка с известными характеристиками и с этого момента засекается время.
  5. Разряжать АКБ следует до того момента, когда на вольтметре напряжение снизится до 12,2 В.
  6. Когда это произойдет, необходимо установить время, в течение которого смогла «продержаться» батарея.
  7. Производятся вычисления емкости.

По полученным данным определяется реальная емкость АКБ очень просто. Допустим, АКБ разряжалась током в среднем 3 А до напряжения 12,2 В на протяжении 7 часов. Это означает, что половина (мы разрядили только до половины) емкости нашей батареи соответствует 21 А*ч (3 ампера умножаем на 7 часов). То есть полная реальная емкость составляет примерно 42 А*ч.

В завершение немного детальнее рассмотрим некоторые нюансы подобных измерений.

  1. Во-первых, почему АКБ разряжается только наполовину, а не до конца? Потому что для некоторых типов батарей глубокий разряд очень вреден. Несколько таких экспериментов приведут к колоссальной потере емкости. Хотя точность измерений этим способом при полном разряде никак не повысится.
  2. Во-вторых, что делать, если потребляющую 3 А нагрузку подобрать не удалось? АКБ можно разряжать близкой к этому значению нагрузкой, то есть какой-либо другой лампой. Потребляемый ею средний ток можно вычислить, зная ее мощность, а также напряжение в начале и в конце эксперимента. Допустим, у вас нашлась лампочка мощностью 24 Вт. При полностью заряженной батарее напряжение ее питания будет 12,7 В. Мощность делим на напряжение и получаем ток – примерно 1,9 А. На полу разряженной батарее потребляемый ток вопреки математическим вычислениям не повысится, а наоборот, понизится. Многих это удивляет. Но ничего удивительного тут нет – при понижении напряжения лампа потребляет меньший ток потому, что работает с меньшей мощностью, чем написано на цоколе. Это видно и по тому, как тускнеет испускаемый ею свет.
  3. В-третьих, чтобы не заморачиваться с вычислениями тока, можно воспользоваться амперметром (вторым мультиметром в соответствующем режиме). Он подключается в разрыв цепи АКБ-лампа. По этому прибору фиксируется ток разряда в начале эксперимента и по его завершению. Для вычисления емкости аккумулятора берется среднее значение.

Ну и последнее, о чем стоит сказать – почему ток разряда должен быть максимально приближенным к 0,05C? Дело все в том, что при отклонениях от этого значения вычисленная емкость батареи будет иметь большую погрешность. Если, например, при токе разряда 3 А ваша АКБ разрядилась наполовину за 7 часов, то при нагрузке уже в 6 А она разрядится до этого состояния не за 3,5 часа, а на порядок быстрее. Эта закономерность работает и в обратном направлении. Если батарею разряжать током 1,5 А, то до половины она разрядится не за 14 часов, а сможет проработать гораздо дольше.

Как рассчитать емкость батареи

Использование батареи сопровождается проверкой ее емкости. Перед тем как рассчитать емкость аккумулятора, требуется изучить методику подсчета. Это позволит быстро и правильно получить результат.

Понятие емкости АКБ

Показатель влияет на несколько других характеристик батарейки:

Значение выражает временной период, на протяжении которого комплектующая способна поддерживать автономное функционирование аппарата, полноценно обеспечивая его энергией.

Измеряется показатель в ампер-часах (А · ч), для аккумуляторов небольшой мощности — в миллиампер- часах (мА · ч).

Зависимость изменения значения емкости

На емкость АКБ влияет несколько показателей. Если подключить аккумулятор к защищенной нагрузке, то величина тока останется неизменной. Расчет емкости производится умножением значения времени, требуемого на разрядку батарейки, на постоянный ток разряда.

Между энергией и напряжением аккумулятора существует прямая зависимость. Увеличение одного показателя автоматически активирует рост второго. Расчет электроэнергии заключается в умножении напряжения, постоянного тока и времени разряда между собой.

Показатели энергетической и резервной емкостей также оказывают влияние на изменение объема. Они позволяют применять элементарные формулы для расчета емкости АКБ. Зная эти данные, достаточно разделить значение энергетической – на 4, а резервной – на 2.

Часто возникают трудности с поиском подобной информации. По этой причине определять емкость батареи приходится более сложными методами. Предварительно ознакомьтесь с причинами, позволяющими удостовериться в необходимости проведения процедуры.

Причины расчета емкости батарейки

Существует несколько оснований для такого расчета.

Знать емкость необходимо:

Допустимы и другие причины определения емкости батареи. Избежать ошибок при подсчете поможет тщательное изучение нескольких методов. Есть стандартные и специальные способы. Выбор зависит не только от вашего желания и удобства.

Чтобы получить точный результат, потребуется провести тщательный анализ, но в дальнейшем это поможет быстро применять знания в любой ситуации и безошибочно определять емкость батареек.

Способы получения информации о емкости батарейки

Расчет емкости аккумулятора в зависимости от нагрузки и разновидности аппарата возможен в разных вариантах. Изучив их, вы сможете самостоятельно определять емкость источников питания электромобилей, пожарных сигнализаций охранного поста, конденсаторов и прочих инверторов.

Стандартная формула расчета для АКБ

Вариант используют для любой разновидности батарейки.

Расчет производят по формуле

Q = (P t) / V k,,

где P — мощность нагрузки;

t — время резервирования;

V — напряжение батарейки;

k — коэффициент использования АКБ (часть).

В случае неполного заряда батареи используют значение k.

Для ноутбука, используя командную строку

Требуется выполнить ряд последовательных действий для расчета емкости аккумулятора модели 18650 на 220 В:

После запустится программа-тестировщик, определяющая состояние батареи. На процедуру уйдет около 2 минут. На экране появится информация с основными данными о состоянии АКБ.

При помощи утилиты Battery Care

Программа бесплатная, воспользоваться ею вы можете в любое время. Резервная версия организовывает соединение с системой и позволяет узнать практически все данные о батарейке. Сильной нагрузки не происходит, что помогает быстро получить информацию в свободном доступе.

Процесс осуществляется в несколько действий:

  1. скачать и установить утилиту на ноутбук, планшет или смартфон;
  2. кликнуть по ярлыку для запуска программы;
  3. в появившемся окне перейти во вкладку «Дополнительно».

Вам станет доступно наименование батареи, текущее состояние, емкость и ряд других показателей.

Для аппаратов производства компании Apple

Ранее получить информацию о емкости АКБ было возможно только у сотрудников Genius Bar. Недавно реальным стало использование утилиты CoconutBattery. Бесплатная программа быстро и беспроблемно решает проблему расчета данных.

Приложение проверяет общее состояние аккумулятора и фазы его перезарядки. Утилита поддерживается на моделях смартфонов разных производителей, но чаще используется на iPhone и iPad.

После активации программы на экране появятся данные:

  1. об общем состоянии аккумулятора,
  2. емкости АКБ,
  3. уровне заряда,
  4. циклах перезаряда батареи.

Используя онлайн-калькулятор

На аккумуляторе указано значение показателя, но оно только помогает рассчитать реальное значение (ток разряда). Каждому присваивается рейтинг. Для подсчета применяют стандартную формулу, носящую название «Пекрета»:

Ср=R(C/R)n,

где C —емкость, указанная на батарейке;

R — присвоенный рейтинг, выраженный в часах;

По этому принципу калькулятор производит расчет емкости АКБ. Наименьшее потребление тока обеспечивает наибольшее время работы батарейки. Но вечную работу не сможет обеспечить ни один аккумулятор.

На каких устройствах можно узнать емкость АКБ представленными способами

Получить информацию о емкости батареи при помощи рассмотренных вариантов можно на различных устройствах. Методы помогают рассчитать емкость аккумулятора планшета, телефона, ноутбука, автомобиля, электровелосипеда, ИБП и прочих аппаратов.

Пример расчета емкости батареи представлен на видео.

Емкость аккумулятора может рассчитываться в любое время эксплуатации. Использование одного из методов должно зависеть от разновидности аппарата и источника его питания. На выбор оказывает влияние и необходимое напряжение, время зарядки и разряда. Подробное изучение методологии позволит определять значения быстро и точно, не допуская ошибок и отклонений.

Как определить емкость аккумулятора автомобиля и продлить службу АКБ

Автомобильные и другие АКБ характеризуются просто огромным количеством самых различных параметров, по которым проводится их выбор. Наиболее важным считается емкость — показатель, который определяет длительность работы аккумулятора под нагрузкой до полной разрядки. Определить емкость аккумуляторной батареи можно самыми различными способами, каждый из которых выбирается в зависимости от конструктивных особенностей.

  1. Проводимые расчеты
  2. Зависимость емкости от различных параметров
  3. Применение мультиметра
  4. Разновидности измерительных приборов
  5. Восстановление показателя емкости
  6. Рекомендации по эксплуатации

Проводимые расчеты

Определить емкость аккумулятора автомобиля можно при учете информации, которая указывается производителем на этикетке, а также путем простых вычислений. Минимальный показатель напряжения на выходе при полной разрядке для автомобильного АКБ составляет 10,8 вольта. На полный цикл разрядки уходит около 10−20 часов.

Если на автомобильном аккумуляторе указывается значение емкости 72 Ач, то он способен выдавать ток 3,6 Ампера на протяжении всего периода разрядки. После отвода нагрузки показатель напряжения на выходе должен составлять 10,8 вольта и более.

Для расчета емкости применяется специальная формула Ср= I k * t, в которой учитывается время разрядки (t) и коэффициент Пейкерта (k) — постоянный параметр для определенного типа АКБ. Для свинцовых моделей показатель составляет от 1,15 до 1,35.

При проведении расчетов стоит учитывать деление емкости на номинальную и резервную. К особенностям этих двух показателей можно отнести следующие моменты:

  1. Номинальная емкость выявляется путем разряда маленьким током, к примеру, при длительном использовании различного электрооборудования. При пуске двигателя возникает ток, который превышает минимальный в несколько раз.
  2. Резервная емкость определяет, сколько батарея сможет функционировать без применения генератора. В этом случае ток разряда составляет 25 ампер.

Номинальный параметр автомобильной батареи определяется при учете ее технологических и конструктивных особенностей. На емкость оказывает влияние условия использования АКБ.

Зависимость емкости от различных параметров

Определить емкость батареи автомобиля или других устройств можно при применении различных методов. Перед тем как проводить расчеты, нужно учитывать, что на показатель может оказывать влияние несколько различных факторов:

Читайте также:  Сварочные костюмы — особенности выбора, полезные советы.

  1. Состав электролита. Появление примеси может привести к существенному падению показателя емкости.
  2. Объем активной массы. Химические процессы, которые проходят внутри конструкции, приводят к испарению жидкости. В результате этого масса электролита падает, увеличивается концентрация кислоты.
  3. Уровень толщины и состояние пластины определяют длительность работы устройства и показатель емкости. Эксплуатация при малой массе электролита становится причиной повреждения пластин: они начинают осыпаться, толщина становится меньше. Кроме этого, попадающие мелкие частицы металла в состав жидкости становятся причиной возникновения мостиков между отдельными пластинами, что приводит к появлению короткого замыкания.

На скорость потери емкости оказывает влияние температура электролита и величина тока разрядки. Слишком высокая нагрузка может привести к тому, что жидкость начинает испаряться, и масса активного вещества снижается.

Применение мультиметра

Определить емкость автомобильного аккумулятора можно при применении мультиметра. Этот измерительный прибор получил широкое распространение, может применяться для снятия с батареи самых различных показателей. Существует несколько способов определения рассматриваемого показателя. К особенностям проводимой процедуры можно отнести следующие моменты:

  1. Замер емкости в большинстве случаев проводится при нагрузке, которая забирает половину тока аккумуляторной батареи.
  2. Для проведения теста нужно снять источник питания с автомобиля. Поверхность корпуса очищается от различных загрязнений. Для этого применяется ветошь, а также специальный раствор. Если снимать показатель при окисленных или загрязненных клеммах, то полученные данные могут существенно отличаться от реальных.
  3. Плотность электролита во многом определяет получаемый результат. При полной зарядке плотность жидкого химического вещества составляет 1,24 г/ см 3 . При разрядке аккумулятора наполовину плотность электролита снижается до 1,16 г/ см 3 .
  4. Рекомендуется проводить замер в случае, когда возникают трудности при старте двигателя. Это связано с тем, что для прокрутки коленчатого вала требуется достаточно большой пусковой ток. При падении емкости напряжение падает до значения, которого недостаточно для старта мотора.
  5. Перед применением измерительного прибора нужно учесть показатель номинальной емкости, которая указывается производителем на этикетке. От него зависит то, какую нужно прикладывать нагрузку на момент проведения тестов. При показателе емкости 7 А-ч нагрузка должна составлять 3,5 В. Для этого можно использовать лампочку автомобильной фары.
  6. Проводится подключение нагрузку, после чего потребуется несколько минут. Рекомендуется использовать лампочку в качестве нагрузки по причине того, что она сразу позволяет определить состояние источника питания. Если сразу после подключения она начинает гореть тускло, то аккумуляторная батарея больше не может использоваться.
  7. При ярком свете лампы можно проводить измерение требуемого показателя. Если мультиметр показал 12,4 В, то источник энергии находится в хорошем техническом состоянии и емкость полная. В случае когда двигатель не заводится с рассматриваемым аккумулятором, проблема заключается в его техническом состоянии.
  8. Показатель напряжения менее 12,4 В говорит о том, что в скором будущем придется провести замену аккумулятора. Специалисты утверждают, что при напряжении на клеммах менее 12 В устройство полностью разряжено. Если показатель менее 11 В, то батарея не должна эксплуатироваться.

Определить емкость АКБ можно в течение всего нескольких минут. Именно поэтому для продления срока эксплуатации приобретенного аккумулятора рекомендуется проводить тесты периодически, так как глубокий разряд приводит к повреждению конструкции и ее быстрому износу.

Разновидности измерительных приборов

Перед проведением теста следует приобрести более подходящий измерительный прибор. Все мультиметры делятся на две основные группы:

  1. Аналоговые — вариант исполнения, у которого для указания показателей применяется особая шкала со стрелками. Этот тип устройств — один из самых дешевых, но они характеризуются погрешностью при снятии показателей.
  2. Цифровые — измерительные приборы, которые получили весьма широкое распространение. Информация отображается на экране, устройство характеризуется высокой точностью.

Мультиметр применяется для определения самых различных показателей. Выбор более подходящего режима зачастую проводится путем поворота круглого регулятора. Корпус обязательно имеет два гнезда для подключения щупов: один из них красный, второй — черный. Красный щуп предназначается для положительной клеммы, черный — для отрицательной.

Восстановление показателя емкости

Для того чтобы аккумулятор работал на протяжении длительного периода, рекомендуется проводить периодическое обслуживание. Количество и плотность электролита можно восстановить при необходимости. Рекомендации по проведению восстановительных работ следующие:

  1. Для восстановления величины применяется свежий электролит, показатель плотности которого составляет 1,28 кг/ см 3 . В применяемом растворе должна присутствовать десульфатизирующая присадка. Для того чтобы она полностью растворилась, требуется около 48 часов, в течение которых нельзя использовать аккумуляторную батарею.
  2. На момент заливки нужно измерять плотность при помощи ареометра. Этот прибор предназначен для определения рассматриваемого показателя.
  3. Следующий шаг заключается в восстановлении уровня заряда батареи. Для этого проводится выкручивание пробок, после чего подключается зарядное устройство и выбирается соответствующий режим.
  4. Для того чтобы восполненный электролит вернул свои свойства, рекомендуется проводить несколько циклов зарядки и разрядки. На ЗУ применяется минимальный ток, который должен быть не более 10% от максимального.
  5. На момент зарядки источник питания не должен нагреваться, так как это приводит к повреждению установленных пластин. При повышении значения емкости до 13,8 В проверяется плотность воды, так как слишком высокая концентрация кислоты приводит к повреждению основных элементов конструкции.
  6. Далее рекомендуется провести корректировку плотности электролита, так как во время проведения нескольких циклов зарядки он может измениться.
  7. Следующий шаг заключается в разрядке аккумулятора. Для этого применяется в виде нагрузки лампочка или резистор. Разрядка проводится до момента, пока напряжение не упадет до 10,2 В. При этом рекомендуется засечь время с момента подключения нагрузки.

После восстановления емкости аккумулятора рекомендуется добавить присадку, которая существенно повышает его эксплуатационные качества и срок службы. Нельзя применять источник питания, в случае если снимаемые показатели мультиметров далеки от рекомендуемых.

Рекомендации по эксплуатации

Соблюдение некоторых рекомендаций по эксплуатации позволяет существенно продлить срок службы батареи. Как показывает практика, именно при неправильном использовании батареи она выходит из строя в течение года. Рекомендации по эксплуатации следующие:

  1. Нельзя допускать несколько полных разрядов. Это связано с тем, что аккумуляторы типа Са-Са при полном разряде начинают быстро разрушаться. Допустив несколько подобных случаев, придется заменить источник питания.
  2. В зимний период рекомендуется проводить периодическую зарядку даже в случае отсутствия проблем. Это связано с тем, что движение в городской черте на малой скорости при включении всех потребителей приводит к быстрой потере емкости, так как генератор не справляется с высокой нагрузкой.
  3. Нельзя допускать попадания воды и загрязняющих веществ на поверхность клемм. Это связано с тем, что снижение их проводимости приводит к росту сопротивления.
  4. Нельзя использовать аккумулятор в случае неисправности электроники автомобиля. Даже малая утечка тока при длительной эксплуатации батареи приводит к ускорению процесса потери емкости.
  5. Кроме уровня заряда, раз в год проводится проверка плотности электролита. Этот показатель также определяет срок эксплуатации батареи. Слишком высокая плотность приводит к разъеданию основных элементов, слишком низкий показатель — к снижению напряжения.
  6. Нельзя допускать нагрев батареи. Это связано с тем, что слишком высокая температура приводит к изменению основных свойств электролита.

При выборе источников питания рекомендуется отдавать предпочтение аккумуляторам известных производителей. Это связано с тем, что их продукция характеризуется более высокими эксплуатационными характеристиками.

Что такое ёмкость автомобильного аккумулятора и какое значение выбирать?

Автомобильный аккумулятор имеет ряд параметров, по которым его можно выбрать для того или иного транспортного средства. И это не только габариты, масса, расположение выводов. Это ещё и электрические характеристики, по которым можно судить о назначении аккумуляторной батареи. Сегодня в магазинах можно встретить аккумуляторы для мотоциклов, легковых автомобилей, грузовиков и спецтехники. Все они различны по своим показателям. Даже для различных классов легковых автомобилей аккумуляторы отличаются по своим электрическим параметрам. Если выбрать неподходящую АКБ, то могут возникнуть проблемы при последующей эксплуатации. Одна из ключевых характеристик аккумуляторной батареи – ёмкость. О ней мы сегодня и поговорим.

Основные характеристики аккумулятора

К основным характеристикам автомобильного аккумулятора относятся следующие:

Ёмкость автомобильной аккумуляторной батареи

Как уже было сказано, ёмкость АКБ измеряется в ампер-часах. Это значение обычно содержит наклейка автомобильного аккумулятора вместе с величиной пускового тока. Пример можно видеть ниже.

Обозначение ёмкости аккумуляторной батареи

Например, значение 72 А-ч показывает, что этот автомобильный аккумулятор сможет на протяжении 20 часов выдавать ток 3,6 ампер. При этом по окончании цикла напряжение на выводах должно составлять не менее 10,8 вольт. Но следует помнить, что этот же аккумулятор не сможет ток 72 ампер в течение 1 часа. При увеличении тока время разряда уменьшается, и это уменьшение выражается степенной зависимостью.

Одним из первых формулу этой зависимости вывел Пейкерт, немецкий учёный. Он вывел следующую формулу:

Cp — ёмкость аккумулятора,

k — коэффициент Пейкерта,

Коэффициент Пейкерта, используемый в формуле является постоянной величиной для определённого вида аккумуляторов. Для автомобильных свинцово-кислотных АКБ число Пейкерта лежит в пределах 1,15─1,35. Эта константа определяется по величине номинальной ёмкости АКБ.

В результате была выведена формула для расчёта реальной ёмкости АКБ при произвольном значении разрядного тока:

En — номинальная ёмкость АКБ,

Е – реальная ёмкость аккумулятора,

In номинальное значение разрядного тока, при котором установлена номинальная ёмкость. Ток в цикле 10 или 20 часов. Как правило, это 9 процентов от En.

Номинальная ёмкость аккумулятора определяется рядом технологических и конструктивных характеристик. Очень сильное влияние оказывают и условия эксплуатации автомобильной аккумуляторной батареи. Среди первоочередных характеристик, влияющих на этот параметр, можно назвать состав электролита, количество активной массы, геометрию и толщину свинцовых пластин. Основными технологическими характеристиками, определяющими величину ёмкости, являются состав и пористость активной массы. Кроме того, на разрядную ёмкость, как уже говорилось выше, влияют величина тока разряда и температура электролита.

Эффективность работы автомобильного аккумулятора можно оценить по следующей формуле:

Ep – ёмкость АКБ, рассчитанная при разряде, А-ч,

Eo – значение, рассчитанное на основе его электрохимических параметров, А-ч.

Как следует из закона Фарадея, чтобы получить ёмкости 1 А-ч, в теории требуется 3,865 грамма Pb, 4,462 грамма PbO2 и 3,659 грамм H2SO4. В сумме получается около 11,986 грамм на 1 А-ч. Но в реальности таких значений добиться невозможно. Полного расходования активных веществ в протекающей химической реакции добиться невозможно. Для реакции с электролитом доступна лишь половина активной массы пластин. Другая половина просто обеспечивает объёмный каркас пластин и механическую прочность электродов.

Как проверить ёмкость АКБ

Некоторые любознательные владельцы автомобилей интересуются, а как измерить ёмкость автомобильного аккумулятора своими руками. Кто-то хочет сделать это из любопытства, другие хотят проверить соответствие реального значения ёмкости тому, что написано на этикетке. Как же это сделать?

Все довольно просто. Все данные для этого уже были приведены выше. Например, можно проверить ёмкость автомобильной АКБ при проведении контрольно-тренировочного цикла. Для этого собирается следующая схема.

Схема устройства для проведения контрольно-тренировочного цикла аккумулятора

Здесь U – напряжение батареи,

Ток разряда выбирается в зависимости от ёмкости автомобильной батареи и цикла разряда (10 или 20 часов). На практике для разряда обычно используют автомобильную лампочку подходящей мощности. Мультиметром можно измерить точную величину проходящего в цепи тока и засекаете время до падения напряжения до 10,8 вольт. Полученное время, умноженное на ток, и будет реальной ёмкостью автомобильной батареи.

Как выбрать правильную ёмкость аккумулятора для своего автомобиля?

Обычно этот параметр аккумулятора подбирают по объёму двигателя. Ниже приводится таблица зависимости от объёма двигателя транспортного средства.

Ёмкость аккумулятора, А-чТранспортное средствоОбъем двигателя, л
55легковые автомобили1 – 1,6
60легковые автомобили1,3 – 1,9
66легковые автомобили (кроссоверы, внедорожники)1,4 – 2,3
77грузовые автомобили малой грузоподъемности1,6 – 3,2
90грузовые автомобили средней грузоподъемности1,9 – 4,5
140грузовые автомобили3,8 – 10,9
190спецтехника (экскаваторы, бульдозеры)7,2 – 12
200грузовые автомобили (фуры, автопоезда)7,5 – 17
Ёмкость аккумулятора, А-чТранспортное средствоОбъем двигателя, л

Как видите, для легковых автомобилей самыми ходовыми являются автомобильные батареи ёмкостью 50─65 А-ч. Для внедорожников обычно устанавливают батареи ёмкостью 70─90 А-ч. Здесь стоит отметить ряд моментов, когда следует брать АКБ с ёмкостью немного больше:

Но, помните, что слишком высокое значение также «не есть хорошо». Этому есть две причины:

Рекомендуем также прочитать статью про виды аккумуляторов для автомобилей.
Вернуться к содержанию

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *