Как часто случается в нашем несовершенном мире, общепринятой единицей измерения ёмкости аккумуляторов стала единица, не способная точно отразить ёмкость - миллиампер-часы (mAh, мАч, мА·ч). Многие производители пытались "привить" населению "правильную" единицу измерения - ватт-часы (Wh, Втч, Вт⋅ч), но почему-то она до сих пор не прижилась.

Объясню, почему ватт-часы "правильная единица", а миллиампер-часы (или ампер-часы) "неправильная". Аккумуляторы и аккумуляторные сборки бывают на разное номинальное напряжение, например 1.2, 3.6, 3.7, 7,4, 11.1, 14.8 V. При этом аккумулятор 7.4 V 2000 mAh имеет вдвое большую ёмкость, чем 3.7 V 2000 mAh, с ватт-часами такой путаницы не будет - первый аккумулятор имеет ёмкость 14.8 Wh, второй 7.4 Wh. В данном случае, чтобы получить ватт-часы я просто умножил номинальное напряжение аккумулятора на заряд в ампер-часах (1Ah=1000mAh).

Но это ещё не всё. Давайте посмотрим, как разряжается Li-ion аккумулятор от смартфона Cubot S200.

В процессе разряда напряжение на аккумуляторе меняется. У нашего литий-ионного аккумулятора оно падает от 4.291 V до 3.0 V.

При этом в характеристиках аккумулятора указывается среднее напряжение 3.7 V и заряд в миллиампер-часах для этого напряжения. Реальное количество энергии, которое выдаст аккумулятор, можно посчитать лишь в ватт-часах, умножая текущее напряжение на текущий ток в каждый момент времени и получая итоговое значение ёмкости из суммы этих значений, разделив её на количество таких подсчётов в час.

Анализатор разряжал аккумулятор 36694 секунды, поддерживая постоянный ток разряда 301 mA. Если просто умножить 301 на 36694 и разделить на 3600 (количество секунд в часе) получим 3068 mAh. Умножим это значение на номинальное напряжение аккумулятора 3.7 V и разделим на 1000. Получится 11.35 Wh.

А что же на самом деле?

Анализатор замеряет значения напряжения 10 раз в секунду. Умножив каждое значение напряжения на ток разряда получим мощность во время каждого замера. Сложим значения мощностей всех 366913 замеров и разделим на количество замеров в час (36000).

C вашего позволения, скриншоты 366893 промежуточных строк я приводить не буду. :)

Получается значение 11.78 Wh - реальное количество энергии, которое выдал аккумулятор. Если разделить это значение на 3.7V получим расчётный заряд 3184 mAh.

Расхождение реального количества энергии, которую выдал аккумулятор, отличается от расчётного на 3.8%, именно такая ошибка получится, если измерять не ватт-часы, а миллиампер-часы, выданные аккумулятором.

Справедливости ради надо сказать, что у обычных аккумуляторов это расхождение обычно составляет около одного процента.

Именно поэтому все устройства, измеряющие ёмкость аккумуляторов в миллиампер-часах дают лишь приблизительные результаты, ведь напряжение в процессе разряда меняется, а это не учитывается.

Точные результаты могут быть только в ватт-часах при условии, что в процессе разряда делается множество измерений.

Автомобиль состоит не только из механических элементов, но и из электронных. И их основой является автомобильный аккумулятор. Именно он обеспечивает работу всей электроники в машине, накапливая заряд и предоставляя его по необходимости. В его основе лежит химическая реакция, поэтому он имеет свойство постепенно снижать свои технические характеристики по мере использования.

Так как аккумулятор не вечен, необходимо регулярно проверять его работоспособность. Это позволит избежать неприятностей, связанных с его разрядкой или недостаточным напряжением для запуска автомобиля. Лучше проводить проверку комплексно, используя услуги СТО, однако не всегда это доступно. В таких случаях возможна самостоятельная проверка с помощью подручных средств.

Признаки поломки

Электроника - сложная вещь, поэтому определить поломку аккумулятора лишь на основе внешних признаков достаточно сложно. Но, если изначально знать основные признаки неисправности питания, то эта задача становится куда проще. Поэтому стоит запомнить основные признаки, свидетельствующие о недостаточном заряде или поломке автомобильного аккумулятора. Среди них:

• отсутствие свечения от индикатора заряда аккумулятора;
• щелчки при запуске стартера;
• медленная работа стартера;
• слабое свечение фар.

Вся электроника автомобиля дает сбои, если аккумулятор имеет слабый заряд . Хотя проблемы могут быть по другим причинам, комплекс этих признаков явно означает неполадки АКБ.

Совет! Если на вашем аккумуляторе встроен индикатор заряда, то определить работоспособность куда проще. Зачастую индикатор имеет два цвета: зеленый и белый. Первый свидетельствует о нормальном состоянии устройства, а второй означает низкий уровень жидкости. Если же индикатор вовсе не работает, то АКБ нужно зарядить.

Проверка заряда

Первым делом при проблемах с аккумуляторов необходимо проверить уровень его заряда. Ведь именно это определяет эффективность устройства и работу всей электроники в автомобиле. Кроме того, недозаряд АКБ может быть признаком поломки генератора. Поэтому стоит следить за этим фактором и по возможности проверять.

В современных моделях аккумуляторов для проверки уровня зарядки имеются специальные индикаторы, изменяющие свой цвет. Но зачастую такого элемента на устройстве нет, поэтому нужно проверять старыми и доступными методами.

Для проверки заряда можно использовать мультиметр или вольтметр. Процесс проверки элементарен — необходимо лишь замерить напряжение на клеммах аккумулятора, предварительно отключив его. На основе результата определяется текущее состояние устройства и возможность его дальнейшей эксплуатации.

Оптимальным показателем напряжения в аккумуляторе является 12,6 В. Он сигнализирует о полностью исправном устройстве с полным зарядом. Если же показатель упал до 12,2 В, то это свидетельствует о незначительном разряде. Если же напряжение даже ниже 12 В, то такая батарея требует срочной зарядки.

При падении ниже 11 В - высок шанс поломки устройства. Необходимо попытаться зарядить его, если проблема заключается в неисправности генератора или других элементов питания. Если же они работают нормально, но напряжение повысить не удается, то использовать такой аккумулятор опасно. Это может пагубно повлиять на работу автомобиля и повредить другие электронные элементы системы.

Емкость

Этот показатель является основой для автомобильного аккумулятора. Он отражает собой время, которое способна работать батарея без потери силы тока. Она измеряется в ампер-часах и является важным фактором при приобретении подобных устройств.

Количество энергии, которое способна содержать батарея, постепенно снижается в процессе ее эксплуатации. Это важный фактор для работы автомобиля, поэтому нужно контролировать его и периодически замерять. Для этого имеется несколько методов:

• контрольный разряд;
• расчет посредством мультиметра;
• с помощью специальной техники.

Хотя первые два метода достаточно сложны, они позволяют в домашних условиях определить емкость батареи. Последний же требует специальной аппаратуры, которая зачастую имеется на СТО. Если же найти такую аппаратуру, то самостоятельная проверка емкости существенно упрощается.

Важным нюансом является то, что проверки проводятся лишь на полностью заряженном аккумуляторе. В противном случае результат будет некорректен.

Проверка посредством мультиметра

Метод проверки емкости посредством мультиметра или вольтметра довольно сложен, хотя и быстр. Для измерения этого показателя понадобится следующее оборудование: мультиметр, а также прибор, который будет потреблять приблизительно половину заявленной емкости устройства. Другими словами, при емкости в 7 А/ч потребление должно составлять около 3,5 А.

При этом стоит учесть напряжение, при котором работает прибор. Оно должно составлять 12 В. Для таких задач подойдет обычная лампа от автомобильной фары, но все же потребление стоит подбирать соответственно своему аккумулятору.

Недостатком такого метода является то, что с его помощью нельзя сказать точную емкость АКБ. Можно лишь узнать текущий процент емкости от первоначальной. Другими словами, такой тест определяет износ устройства.

Метод схож с ранее упомянутым способом проверки заряда аккумулятора. Подключив определенный прибор, необходимо подождать пару минут, после чего замерять напряжение на клеммах. После необходимо сверять по следующим параметрам, определяющим процент от первоначальной емкости:

• более 12,4 В — 90-100%;
• между 12 и 12,4 В — 50-90%;
• между 11 и 12 В — 20-50%;
• менее 11 В — до 20%.

Однако уже при показателе меньше 50% емкости ездить с таким аккумулятором нельзя . Это комплексно вредит всему автомобилю.

Интересно! Если в качестве питаемого прибора подключалась лампа, то по ней можно определить поломку аккумулятора. Если она светит тускло или мигает, то такая батарея однозначно неисправна.

Полученный результат нужно сравнить с процентом, после чего сопоставить с заявленной емкостью. Это позволит приблизительно определить текущую емкость и вынести соответствующее решение насчет дальнейшей эксплуатации устройства.

Определить емкость аккумулятора куда проще посредством контрольного разряда или специальных тестеров. Использование второго варианта позволит получить быстрый результат, поэтому они используются в различных сервисах и мастерских. Первый же метод заключается в замере скорости разрядки АКБ на основе силы тока.

Емкость автомобильного аккумулятора — важный фактор, который стоит учитывать и регулярно проверять, так как со временем ресурс устройства уменьшается, емкость стремительно снижается. Существенное снижение сказывается на работе электроники автомобиля, поэтому стоит тщательно за этим следить.

Что касается метода контрольной зарядки, в этом видео описываются нюансы этого метода. Это позволит узнать точную емкость АКБ, используя лишь подручные инструменты:

Автомобильный аккумулятор — это одно из самых важных устройств среди прочего автомобильного оборудования. Именно поэтому к его выбору необходимо относиться ответственно и вдумчиво.

На рынке представлены аккумуляторные батареи различных изготовителей и моделей. Они отличаются не только по цене. Аккумулятор является достаточно сложным устройством, которое характеризуется многими показателями. Не все они являются взаимозаменяемыми и не все могут устанавливаться на любую автомобильную технику.

Кроме этого, существуют критерии качества изделия, от которых зависит их надежность и срок службы. Чтобы зарядное устройство выбрать правильно, необходимо следовать советам специалистов и учитывать основные факторы правильной покупки.

Критерии выбора аккумуляторной батареи

Перед походом в магазин необходимо определить главные критерии, по которым аккумуляторная батарея будет выбираться. Ведь она должна не только подходить по размеру, но и работать вместе с другими электрическими устройствами и оборудованием автомобиля.

При выборе автомобильного аккумулятора следует обязательно принимать во внимание следующие параметры этого устройства:

— Электрическая емкость (ее еще называют номинальной емкостью), которая измеряется в ампер-часах (А ч);
— Пусковой ток (ток холодной прокрутки), А;
— Габариты батареи;
— Тип подключения клемм и полярность;
— Масса аккумулятора;
— Возможность обслуживания.

Чтобы запустить двигатель внутреннего сгорания аккумулятор должен иметь достаточный запас энергии или определенную электрическую емкость и одновременно выдавать достаточную мощность во время разряда. Стандартами установлено и регламентируется два режима, связанного с разрядом стартерной батареи: определения емкости и «холодного старта».

В принципе, изготовителями автомобилей указываются основные параметры аккумуляторных батарей, которые подходят к данной модели машины (так же, как и изготовителями аккумуляторов указываются модели автомобилей, на которые их можно устанавливать), но при некотором опыте это можно делать и самостоятельно.

Емкость батареи

Этот параметр является основным, на который следует ориентироваться при выборе аккумуляторной батареи. Он прямо связан с показателем количества электричества, которое отдает аккумуляторная батарея при разряде при длительной работе. Другими словами, он указывает на потенциальные возможности аккумулятора.

Существует два режима определения электрической емкости батареи — при двадцатичасовом разряде (номинальная емкость) или в резервном режиме (время, в течение которого аккумулятор может давать ток в 25А).

Номинальная электрическая емкость указывается в маркировке АКБ. Этот параметр подбирается в зависимости от параметров двигателя автомобиля (типа, объема и мощности), условий эксплуатации автомобиля и его оснащенности различным электрооборудованием.

Так, автомобиль с бензиновым двигателем объемом 2,5 — 3,0 л, эксплуатируемый в обычных условиях и имеющий базовое электрооборудование, может комплектоваться аккумуляторной батареей емкостью 62 А ч. Увеличение или уменьшение объема на 1,0 л в среднем отражается на показателе номинальной емкости на 12-15 А ч. Дизельные двигатели нуждаются в большей номинальной емкости аккумулятора в среднем на 20% от бензиновых двигателей аналогичного объема.

Если автомобиль эксплуатируется зимой или на бездорожье, то номинальная емкость батареи должна быть увеличена на 10-15 А ч. То же можно сказать и о машине, которая плотно «нафарширована» различными электрическими устройствами (кондиционер, мощная аудиосистема, подогреватели и т.п.).

Пусковой ток

Пусковая мощность аккумуляторной батареи характеризует максимальную выходную мощность, которую она выдает при температуре -18 градусов в течение 30-ти секунд. Этот параметр связан со способностью АКБ запускать холодный мотор. Поэтому его еще называют током холодной прокрутки. В основном пусковой ток зависит от класса батареи и ее объема, но в некоторых случаях на него следует обращать внимание более тщательно. Это относится, в основном, к особым условиям эксплуатации.

Так, для того, чтобы завести двигатель автомобиля при температуре -20 градусов Цельсия требуется пусковой ток вдвое больший, чем при +20 градусах. Кроме этого, на значение тока холодного запуска влияет степень изношенности двигателя, его состояние и тип моторного масла (при применении сортов с высокой вязкостью потребуется больший ток для запуска).

При замене старой батареи на новую, следует выбирать аккумулятор со значениями пускового тока и емкости не меньшими от старых. При этом емкость новой батареи может быть большей. При нормальных условиях эксплуатации генератор без проблем обеспечит ее заряд.

Вопреки общему мнению, использование автомобильного аккумулятора большей емкости не влияет на срок его службы. Батарею меньшей емкости от паспортной использовать можно только в теплое время года, но и при этом — недолго. Иначе такое оборудование прослужит мало времени.

Габариты, масса, размеры клемм и полярность

«Народные умельцы», конечно, могут приспособить любой аккумулятор с помощью подручных средств и молотка. Однако, зачем это делать, если можно выбрать подходящее оборудование? Для этого необходимо знать размеры ниши под аккумуляторную батарею, а также определить нахождение плюсовой клеммы на ней.

Если «плюс» находится слева, такая схема подключение называется прямой. Если же слева находится «минус» — обратной. Во многих случаях батарею с обратной полярностью можно разместить в прямой схеме подключения, но часто может не хватить длины проводов или выводы на поверхности могут препятствовать закрытию крышки капота. Именно поэтому следует подбирать аккумулятор, подходящий по габаритам и подключению.

Обслуживаемые и необслуживаемые аккумуляторные батареи

В обслуживаемых АКБ имеется возможность возобновления уровня электролита, который обязательно следует контролировать, по крайней мере, раз в месяц и доливать в случае испарения или выкипания (при нестабильной работе). Необслуживаемые модели не предназначены для разборки. Электролит, который в них содержится, более густой или абсорбированный.

Безопасность эксплуатации необслуживаемых аккумуляторов намного выше. Они не подвержены деформациям при изменении температуры, их можно переворачивать и эксплуатировать при значительной тряске, но стоят они несколько дороже. Поэтому на неновый автомобиль, который не обременен дополнительным оборудованием, с изношенным генератором лучше поставить недорогой обслуживаемый аккумулятор. Но при этом необходимо постоянно следить за уровнем электролита.

Избегайте подделок!

При покупке также важно избегать подделок, так как качество и заявленные параметры будут редко соответствовать действительности. Подделку легко определить по качеству корпуса, пробки, выводных клемм, отсутствию на них защитных колпачков, детальной маркировки и специального техпаспорта.

6. От чего зависит емкость аккумулятора?

Ток разряда

О бычно производитель назначает номинальной емкость свинцового аккумулятора при длительных (10, 20 или 100 часов) разрядах. Емкость аккумулятора при таких разрядах обозначается как С 10 , С 20 или С 100 . Мы можем рассчитать ток, протекающий через нагрузку при 20-часовом (например) разряде - I 20:

I 20 [А] = Е 20 [А*час] / 20[час]

З начит ли это, что при 15-минутном (1/4 часа) разряде ток будет равен Е 20 х 4 ? Нет, это не так. При 15-минутном разряде емкость свинцового аккумулятора обычно составляет чуть менее половины номинальной емкости. Поэтому и ток I 0.25 не превышает Е 20 х 2. Т.е. ток разряда и время разряда свинцового аккумулятора не пропорциональны друг другу.

З ависимость 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 .

Д ля 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

П о 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

П ри 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

Е мкость 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"

7. Как проверить емкость свинцового аккумулятора?

К лассическим 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]

Т ок 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.

Н едостатки 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.

Для безопасной эксплуатации аккумуляторных батарей необходимо придерживаться следующих правил:

• Не создавать цепь короткого замыкания между клеммами батареи, поскольку значительный ток короткого замыкания заряженной батареи способен расплавить контакты клемм и нанести термический ожог.
• Не хранить аккумуляторные батареи в разряженном состоянии. В этом случае происходит сульфатация электродов и батареи значительно снижают свою емкость.
• Подключать аккумуляторную батарею в устройство только в правильном соответствии с полярностью. Заряженная батарея имеет значительный запас энергии и способна при неправильном подключении вывести устройство из строя.
• Не вскрывать корпус батареи. Содержащийся внутри гелеобразный электролит способен вызвать химический ожог кожи.
• Утилизировать отслужившую свой срок батарею в соответствии с правилами утилизации для изделий, содержащих тяжелые металлы.

Технические характеристики

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

Наиболее важными показателями качества АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также, необходимо учитывать, что все характеристики производитель дает при определенной температуре — обычно 20 или 25 °С. При отклонениях от этого напряжения, характеристики меняются, и обычно в худшую сторону.

Значения напряжения и емкости обычно входят в название модели батареи. Например: — батарея напряжением 12 вольт и емкостью 200 ампер*часов, гелевая, глубокого разряда. Это значит, что батарея может выдать в нагрузку энергию 12 х 200 = 2400 Вт*ч при 10 часовом разряде током в 1/10 от емкости. При больших токах и быстром разряде емкость батареи понижается. При меньших токах — обычно увеличивается. Это можно видеть на графике разрядных характеристик аккумуляторных батарей. Также, нужно смотреть на разрядные характеристики на конкретные батареи. Иногда производители в названии пишут завышенную емкость аккумулятора, которая имеет место только в идеальных условиях — так, например, делает Haze (у аккумуляторов Haze реальная емкость процентов на 10-20 ниже, чем указано в названии батареи).

При разряде током в 0,1 С время работы составляет 10 часов и батарея полностью выдаст в нагрузку аккумулированную энергию. При разряде током 2 С (в 20 раз большим) время работы будет около 15 минут (1/4 часа) и при этом батарея выдаст в нагрузку только половину аккумулированной энергии. При больших токах разряда это значение еще меньше. Зачастую в источниках бесперебойного питания аккумуляторные батареи работают в еще более тяжелых режимах, при которых токи разряда достигают 4 С. При этом время разряда сравнимо с 5 минутами и батарея выдает в нагрузку менее 40% энергии.

Емкость батареи

Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее емкостью. Она измеряется в ампер-часах. Одна АБ емкостью 100 Ач может питать нагрузку током 1 А в течение 100 часов, или током 4 А в течение 25 часов, и т.п., хотя емкость батареи снижается при увеличении разрядного тока. На рынке продаются батареи емкостью от 1 до 2000 Ач.

Для увеличения срока службы свинцово-кислотной АБ желательно использовать только малую часть ее емкости до повторной зарядки. Каждый процесс разряда-заряда называется зарядным циклом, причем не обязательно полностью разряжать аккумулятор. Например, если вы разрядили аккумулятор на 5 или 10% и затем снова зарядили его — это тоже считается как 1 цикл. Конечно, количество возможных циклов будет сильно отличаться при различной глубине разряда (см. ниже). Если возможно использовать более 50% энергии, запасенной в АБ до ее заряда, без заметного ухудшения ее параметров, такая батарея называется батареей «глубокого разряда» .

Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение кислотных АБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Многие фотоэлектрические батареи имеют мягкую нагрузочную характеристику, поэтому при увеличении напряжения ток заряда снижается значительно. Поэтому всегда необходимо использовать специальный контроллер заряда для . В случае применения ветроэлектрических станций или микроГЭС, такие контроллеры также обязательны.

Напряжение

Напряжение на аккумуляторе зачастую является основным параметром, по которому можно судить о состоянии и степени заряженности аккумулятора. Особенно это относится к герметизированным аккумуляторам, у которых не возможно измерить плотность электролита.

Напряжение при заряде, разряде и отсутствии тока очень сильно отличаются. Для определения степени заряженности аккумулятора измеряют напряжение на его клеммах при отсутствии как зарядного, так и разрядного токов в течение как минимум 3-4 часов. За это время напряжение обычно успевает стабилизироваться. Значение напряжения при заряде или разряде ничего не скажет от состоянии или степени заряженности АБ. Примерная зависимость степени заряженности аккумулятора от напряжения на его клеммах в режиме холостого хода, приведена в таблице ниже. Это типичные значения для стартерных аккумуляторов с жидким электролитом. Для герметизированных аккумуляторов (AGM и гелевых) обычно эти напряжения немного выше (нужно запрашивать производителя) — например, AGM батареи полностью заряжены, если напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В).

Степень заряженности

Степень заряженности зависит от очень многих факторов, и точно ее могут определить только специальные зарядные устройства с памятью и микропроцессором , которые отслеживают как заряд, так и разряд конкретного аккумулятора в течение нескольких циклов. Этот метод наиболее точный, но и наиболее дорогой. Однако он сможет сэкономить много денег при обслуживании и замене аккумуляторов. Применение специальных устройств, контролирующих работу аккумуляторов по степени их заряженности, позволяет очень сильно повысить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов. Ряд предлагаемых нами контроллеров для солнечных батарей имеют встроенные устройства вычисления степени заряженности аккумулятора и регулируют заряд в зависимости от ее величины.

Для определения степени заряженности можно использовать также следующие 2 упрощенных метода.

1. Напряжение на аккумуляторе . Этот способ наименее точный, но требует только наличия цифрового вольтметра, способного измерять десятые и сотые доли вольта. Перед измерениями нужно отсоединить от аккумулятора всех потребителей и все зарядные устройства и подождать как минимум 2 часа. Затем можно измерить напряжение на терминалах аккумулятора. Ниже в таблице приведены напряжения для аккумуляторов с жидким электролитом. Для полностью заряженной новой AGM или гелевой батареи напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В). По мере старения аккумуляторов это напряжение снижается. Можно измерять напряжение на каждой банке аккумулятора, чтобы найти неисправную банку (разделите напряжение для 12В на 6 для того, чтобы определить нужное напряжение на одной банке).
2. Второй метод определения степени заряженности — по плотности электролита . Этот метод подходит только для аккумуляторов с жидким электролитом.

Также, нужно подождать 2 часа перед измерениями. Для измерения используется ареометр. Обязательно наденьте резиновые перчатки и защитные очки! Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если вода попадет на кожу.

Срок службы аккумуляторов

Неправильно определять срок службы аккумуляторов в годах или месяцах. Срок службы батареи определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.

Само понятие «количество рабочих циклов «заряда-разряда» аккумулятора» относительное, так как сильно зависит от различных факторов. Кроме того, значение количества рабочих циклов, например для одного типа аккумулятора, не является универсальным понятием, так как зависит от технологии, различной у каждого из производителей.Срок службы аккумуляторов определяется в циклах, поэтому время работы в годах — приблизительное и рассчитано для типичных условий работы. Поэтому, если, например, в рекламе указано, что срок службы аккумуляторов составляет 12 лет, это значит, что производитель посчитал срок службы для буферного режима с средним числом циклов заряд-разряд 8 в месяц. Например, для AGM аккумуляторов Haze указывается срок службы 12 лет и максимальное число циклов 1200 при разряде на 20%. В год получается 100 таких циклов, в месяц — около 8.

Еще один важный момент — в процессе эксплуатации полезная емкость аккумулятора уменьшается. Все характеристики по количеству циклов обычно приводятся не до полной смерти аккумулятора, а до момента потери им 40% своей номинальной емкости. Т.е, если производителем приведено количество циклов 600 при 50% разряде, это значит, что через 600 идеальных циклов (т.е. при температуре 20С и разряде током одной величины, обычно 0,1С) полезная емкось аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.

Свинцово-кислотные АБ, предназначенные для использования в системах автономного электроснабжения имеют, срок службы от 300 до 3000 циклов в зависимости от типа и глубины разряда. В системах на базе ВИЭ батарея может разрядиться гораздо сильнее, чем при буферном режиме. Для обеспечения длительного срока службы, в типичном цикле разряд не должен превышать 20-30% емкости АБ, а глубокий разряд — не более 80% емкости. Очень важно сразу же после разряда заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы. Длительное нахождение (более 12 часов) в разряженном или не полностью заряженном состоянии приводит к необратимым последствиям в аккумуляторах и снижению их срока службы.

Как определить, что аккумулятор уже близок к окончанию своего срока службы? Очень просто — у аккумулятора повышается внутреннее сопротивление, это приводит к более быстрому росту напряжения при заряде (и, соответственно, снижению времени, требуемого для заряда), и более быстрому разряду аккумулятора. Если заряд производится током, близким к предельно допустимому, умирающий аккумулятор будет нагреваться при заряде сильнее, чем раньше.

Максимальные токи заряда и разряда

Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно ее емкости. Обычно для аккумуляторов максимальный ток заряда не должен превышать 0,2-0,3С. Превышение зарядного тока ведет к сокращению срока службы аккумуляторов. Мы рекомендуем устанавливать максимальный ток заряда не более 0,15-0,2С. Смотрите характеристики на конкретные модели аккумуляторов для определения максимального зарядного и разрядного токов.

Саморазряд

Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены в отсутствие внешнего потребителя тока.

Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH – немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев.

Следует отметить, что саморазряд аккумуляторов максимален именно в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Глубокий его разряд и последующий заряд увеличивают ток саморазряда.

Саморазряд аккумуляторов в основном обусловлен выделением кислорода на положительном электроде. Этот процесс еще больше усиливается при повышенной температуре. Так, при повышении окружающей температуры на 10 градусов по отношению с комнатной возможно увеличение саморазряда в два раза.

В некоторой степени саморазряд зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Потери емкости могут быть вызваны повреждением сепаратора, когда образования слипшихся кристаллов пробивают его. Сепаратором принято называть тонкую пластину, разделяющую положительный и отрицательный электроды. Это обычно происходит из–за неправильного обслуживания аккумулятора, его отсутствия или применения несоответствующих или некачественных зарядных устройств. У изношенного аккумулятора пластинки электродов разбухают, слипаясь друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда, при этом поврежденный сепаратор невозможно восстановить проведением циклов заряда/разряда.

Каргиев Владимир, «Ваш Солнечный Дом»
©При цитировании ссылка на эту страницу и на «Ваш Солнечный Дом» обязательна

ГЛОССАРИЙ

Емкость (С) — энергия, которую способен отдать аккумулятор в нагрузку, выражаемая в ампер-часах (А·ч, мA·ч). Она будет больше при следующих условиях: меньшем токе разряда, разряде с меньшими перерывами, более высокой температуре окружающей среды, а также более низком конечном напряжении.

Номинальная емкость — номинальное значение емкости: количество энергии, которую способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.

Саморазряд — потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.

Срок службы батареи — наработка, при которой разрядная емкость сделается меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов «заряд-разряд».