Как проверить емкость батареи ноутбука?
Емкость батареи ноутбука – один из ключевых показателей, определяющих продолжительность его автономной работы. Чем она больше, тем больше времени можно использовать устройство без подзарядки от сети, поэтому при выборе батареи этому показателю уделяется особое внимание. Однако любые батареи питания со временем теряют емкость – это обусловлено протекающими в них физико-химическими процессами. Для повышенной емкости ноутбуков необходимо соблюдать правила использования аккумуляторных батарей, а при сильном износе их в любом случае приходится менять.
Утилиты для проверки емкости батареи
Чтобы узнать емксть батареи ноутбука, можно обратиться в сервисный центр, а можно воспользоваться специальными программами-утилитами, предоставляющими пользователю полную информацию о работе системы и установленного оборудования. Некоторые из них выложены в свободный доступ, а некоторые являются платными. Основные программы:
- BatteryCare – бесплатная программа с автоматическим обновлением, она показывает расчетную емкость батареи и ее износ в процентах.
- Battery Optimizer – еще одна полезная программа, показывающая уровень изношенности батареи. Главное отличие от аналогов – она показывает, как увеличится продолжительность автономной работы, если отключить определенные программы и работающие службы. Такая экономия заряда позволит продолжать работу в автономном режиме и сохранить важные данные.
- AIDA 64 – утилита, предоставляющая информацию не только об аккумуляторе, но и обо всех параметрах работы устройства. Она показывает все установленные программы, состояние автозагрузки, дату обновления Биоса и многие другие полезные сведения, а также предоставляет информацию о том, насколько емкость аккумулятора отличается от паспортных данных. Если степень износа достигает половины, батарею пора заменить на новую.
С помощью некоторых утилит можно попробовать временно увеличить емкость батареи ноутбука. Battery Optimizer покажет, какие службы являются наиболее энергозатратными, и от чего в данный момент можно избавиться. Чтобы повысить срок автономной работы можно уменьшить яркость дисплея и разрешение экрана, убрать ненужные программы из автозагрузки, отключить беспроводное соединение, если в нем в данный момент нет необходимости. Эти простые методы способны значительно продлить время работы АКБ без подзарядки.
Проверка емкости командной строкой
Проверить емкость батареи ноутбука можно и без использования сторонних приложений, для этого можно воспользоваться командной строкой. Запустите ее, нажав «Win + R» на клавиатуре, после чего в строке введите CMD. Далее нужно нажать кнопку «Энтер» и в окне командной строки ввести powercfg energy. В результате вы получите отчет в виде «.html» файла, который можно найти в корневом каталоге.
В нем будет представлена вся информация о работе элемента питания, но наиболее важными являются два параметра: расчетная емкость и последняя полная зарядка.
Чем больше между ними расхождение, тем выше степень изношенности аккумулятора, и тем важнее провести своевременную замену.
Как правило, продолжительность использования аккумулятора не превышает 4 лет даже при правильной эксплуатации, Интернет-магазин «В ноутбуке» поможет вам приобрести новую надежную батарею по выгодной стоимости для любой модели ноутбука.
Расчет емкости аккумуляторной батареи
При расчете системы автономного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи (АКБ).Для предварительного расчета Вы можете руководствоваться следующими простыми правилами.
емкость, которую должна выдавать АКБ, рассчитывается исходя из количества электроэнергии в Вт*ч, потребляемого от АКБ в режиме разряда.
Допустим емкость 1 АКБ 100 АЧ, и вольтаж 12 В. Соответственно полная емкость составит 100 АЧ *12 В=1200 Вт*ч.
Беда в том, что если разрядить такой АКБ на 100% он выйдет из строя. Поэтому нужно оставлять 30% емкости. Соответствено 100 АЧ * 12 В * 0.7=840 Вт*ч
Если батарей несколько – то количество энергии в них складывается.
в общем случае нужно руководствоваться следующими параметрами: допустимая глубина разряда не должна превышать 30-40% для герметичных необслуживаемых батарей, и не более 50% для стартерных батарей. При циклических режимах работы аккумулятора нужно применять гелевые аккумуляторы или специальные аккумуляторы с жидким электролитом. При буферном режиме работы (т.е. если основное время аккумуляторы находятся в заряженном состоянии и иногда, при пропадании электрической сети, отдают свою энергию) можно применять аккумуляторы AGM. Необходимо учитывать, что степень заряда аккумулятора не зависит жестко от его напряжения. При быстром разряде большими токами допускается более низкое конечное напряжение батарей (до 9,8В), а если аккумулятор разряжается малым током длительное время, то он может быть разряжен на 100% даже при напряжении на нем более 11,5В.
емкость АКБ понижается с понижением температуры Гелевые аккумуляторы меньше теряют емкость при понижении температуры, AGM и стартерные обычно имеют емкость в 2 раза ниже номинальной уже при 0°C и при дальнейшем понижении температуры их полезная емкость резко падает.
срок службы АБ понижается при увеличении температуры окружающей среды выше 25 °C.
Иногда, информация о том до какого напряжения проседает АКБ при разряде разными токами указывает производитель в пасспорте на аккумулятор.
Предположим, что нам нужно обеспечить работу прибора мощностью 2000 Вт в течении 5 часов – т.е. его потребление будет 10000Вт*ч. и для этого мы хотим использовать аккумуляторы на рабочее напряжение 12В и емкостью 100 АЧ.
Давайте рассчитаем сколько таких АКБ нам потребуется.
Количество запасенной энергии у заряженного аккумулятора будет равно:
P=RxV=100Ачx12В=1200 Вт.
ч
Такое количество энергии можно получить при полном разряде полностью заряженного аккумулятора. Но, аккумуляторы могут быть и не полностью заряженными. Кроме того, глубокий полный разряд после небольшого количества циклов заряд-разряд, быстро выведет аккумуляторы из строя. Например, обычный хороший аккумулятор при разряде на 30 % его емкости и последующей сразу после разряда зарядке способен выдержать 1000 таких циклов. Если при разряде отобрать 70% емкости, то количество циклов уменьшится примерно до 200. Поэтому, при расчетах нужно вводить коэффициент, который учитывает глубину разряда.
Извлекаемое количество энергии в АКБ равно
P=RxVxk
P=100Ачx12Вx0.7
Соответственно, для определения емкости нужно количество потребляемой энергии разделить на напряжение аккумулятора умноженное на коэффициент емкости.
Тогда формула определения необходимой емкости будет иметь такой вид:
E=Q / (V x k)
Где Е – необходимая общая емкость аккумуляторов в Ач;
Q- количество энергии, которую нужно получить от аккумуляторов в Вт.
ч;
V-напряжение каждого из аккумуляторов;
k-коэффициент использования емкости, учитывающий, какую часть энергии всех используемых аккумуляторов можно реально использовать потребителям.
Разобравшись с теорией, можно определить необходимую емкость аккумуляторов по заданным параметрам.
Для того чтобы определить, какую емкость можно отобрать от аккумуляторов, чтобы получить электрическую энергию в количестве 10000 Вт. ч, делим это количество энергии на рабочее напряжение каждого аккумулятора равное 12В. В результате получаем, что надо отобрать 833 А.ч от имеющейся емкости аккумуляторов. Если применить коэффициент емкости равный 0, 7 , учитывающий то обстоятельство , что недопустимо часто полностью разряжать кислотные аккумуляторы, то получаем значение необходимой установленной емкости аккумуляторов равное 1190 Ач.
E=10000Вт.ч/(12Вх07)=1190 Ач
Поскольку мы в нашем примере хотели использовать АКБ 100 Ач, то в этом случае необходимо будет 12 АКБ такой емкости.
Емкость аккумулятора и аккумуляторной батареи
Категория:
Электрооборудование автомобилей
Публикация:
Емкость аккумулятора и аккумуляторной батареи
Читать далее:
Емкость аккумулятора и аккумуляторной батареи
Емкостью аккумулятора называют количество электричества, выраженное в ампер-часах, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывном разряде постоянной силой тока до определенного конечного напряжения. По ГОСТ 959.0—71 номинальная емкость С20 стартерных батарей гарантируется при непрерывном 20-часовом разряде батареи силой тока, равной 0,05Сзо, до напряжения 1,75 В на отстающем аккумуляторе, средней температуре электролита 25 °С и его начальной плотности 1,285 г/см.
Для определения емкости батареи ее сначала полностью заряжают силой тока I — 0,1 С20 и доводят плотность электролита до 1,285 г/см3, а затем разряжают силой тока I = 0,05 С20 до тех пор, пока на одном из отстающих аккумуляторов напряжение не понизится до 1,75 В.
При стартерном режиме разряда батарею разряжают силой тока 1 — 3 С20. Если начальная температура электролита была +25 °С, разряд батареи прерывают, когда на одном из аккумуляторов напряжение понизится до 1,5 В; при начальной температуре электролита —18 °С эта величина должна составлять 1В.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Емкость батареи при 20-часовом режиме разряда больше емкости при Ю-часовом режиме разряда в 1,13 — 1,14 раза.
Емкость батареи при последовательном соединении одинаковых по емкости аккумуляторов равна емкости одного аккумулятора, а э. д. с. батареи равна сумме э. д. с. аккумуляторов, входящих в батарею.
При параллельном соединении аккумуляторов в батарею ее емкость равна сумме емкостей всех аккумуляторов, а э. д. с. батареи равна э. д. с. одного аккумулятора.
В практике обычно параллельно соединяют 12-вольтные батареи с целью увеличения емкости для пуска двигателя стартером, потребляющим большую силу тока.
При эксплуатации батарей разрядная емкость аккумуляторов зависит от следующих основных факторов: массы и пористости активной массы положительных и отрицательных пластин; силы разрядного тока; температуры электролита; плотности электролита; химической чистоты серной кислоты, воды и материалов, из которых изготовлены решетки и активная масса пластин; чистоты поверхности крышек аккумуляторов батареи; длительности работы пластин и др.
Увеличить емкость аккумулятора при одной и той же массе пластин можно путем увеличения количества пластин за счет уменьшения их толщины и увеличения пористости активной массы. При большем количестве пластин, меньшей их толщине и большей пористости активной массы увеличивается площадь соприкосновения активной массы с электролитом, облегчается проникновение электролита в глубокие слои активной массы, а следовательно, увеличивается количество активной массы, участвующей в химических реакциях, что повышает емкость аккумулятора.
Сила разрядного тока оказывает значительное влияние на емкость аккумуляторной батареи.
При увеличении силы разрядного тока, особенно при включении стартера, внутри пор активной массы положительных пластин быстро образуется большое количество воды, поэтому плотность электролита в порах значительно снижается. Следовательно, поверхностные слои активной массы пластин будут омываться более плотным электролитом и вследствие более интенсивного участия их в химических процессах разряжаются быстрее, а образующийся при этом сернокислый свинец закупоривает поры активной массы, уменьшая поступление свежего электролита внутрь пластин. Кроме того, кристаллы PbS04 покрывают стенки пор активной массы. Вследствие этого затрудняется использование химической энергии, запасенной во внутренних слоях активной массы пластик, и ее преобразование в электрическую энергию, что приводит к уменьшению разрядной емкости батареи. Этот фактор нужно учитывать при пуске двигателя стартером, особенно в зимнее время.
При 10-часовом режиме разряда работает около 50% активной массы пластин, а при стартерном режиме—не более 15%.
В соответствии с ГОСТ 959.0-71 при непрерывном разряде батареи ЗСТ-80 силой тока / = 0,05 С20, равной 4А, она отдает 80 А • ч, т. е. 100% номинальной емкости; при силе тока десятичасового режима, равной 7А, батарея отдает 70 А • ч, или 87,5%, а при силе тока / = 3 С20, равной 240 А, она отдает только 20 А • ч, или 25% емкости (рис. 8 и 9). Приведенные величины емкости получены при средней температуре электролита +25 °С для батареи с одинарными сепараторами.
С увеличением силы разрядного тока значительно уменьшается плотность электролита в порах активной массы положительных пластин, вследствие чего понижается э.д.с. и напряжение аккумулятора. Кроме того, напряжение понизится в результате увеличения падения напряжения внутри аккумулятора. Из-за быстрого снижения напряжения приходится преждевременно прекращать разряд батареи, и значительная часть разрядной емкости останется неиспользованной.
Во избежание образования крупных труднорастворимых кристаллов сернокислого свинца разряд аккумулятора при 10-часовом режиме разряда прекращают при конечном напряжении 1,7 В; при 20-часовом режиме — 1,75 В, а при стартерном режиме разряда силой тока 3 Сго и начальной температуре электролита + 25 °С — при конечном напряжении 1,5 В и при стартерном режиме разряда силой тока 3С20 и начальной температуре электролита —18 °С — при конечном напряжении 1В.
При двойных сепараторах повышается внутреннее сопротивление батареи, вследствие чего при ее разряде быстрее снижается напряжение до допустимого предела, что вызывает необходимость более раннего прекращения разряда батареи. Применение двойных сепараторов снижает продолжительность стартер-ного разряда примерно на 10%, а следовательно, и емкость батареи уменьшается на 10%.
Большое влияние на разрядную емкость оказывает температура электролита. Номинальная емкость гарантируется при температуре электролита +25 °С.
Рис. 1. Разрядные характеристики аккумулятора емкостью 80 А-ч при различной силе разрядного тока и температуре электролита +25 °С ЗСТ-80 от силы разрядного тока при температуре электролита +25 °С
Рис. 2. Зависимость емкости аккумуляторной батареи
Рис. 3. Зависимость емкости аккумуляторной батареи ЗСТ-80 от температуры электролита при силе разрядного тока 240 А
С понижением температуры увеличивается вязкость электролита, что затрудняет его проникновение в поры глубоких слоев активной массы пластин; при этом поверхностные слои активной массы быстрее преобразуются в PbS04 и кристаллы PbS04 закрывают поры активной массы, а поэтому химическая энергия, запасенная в глубоких слоях активной массы пластин, полностью не используется, а разрядная емкость батареи понижается.
При понижении температуры электролита ниже +25 °С емкость аккумуляторной батареи при ее разряде силой тока, соответствующей 0,05. уменьшается на 1% на каждый градус понижения температуры, а при большей силе разрядного тока — на большую величину.
При увеличении температуры электролита с +25 до +45 °С емкость аккумуляторной батареи будет на 10 — 14% выше номинальной. Однако при этом возможно сильное коробление пластин, оползание активной массы и разрушение решеток положительных пластин.
Влияние понижения температуры электролита на емкость аккумуляторной батареи сильно сказывается в зимнее время при пуске двигателя стартером. Так, при разряде батареи ЗСТ-80 силой тока 240 А (3 С20) при температуре электролита +25 °С разрядная емкость батареи раьна 20 А • ч, что соответствует приблизительно 25% номинальной, а при той же силе разрядного тока, но при температуре электролита —18 °С, разрядная емкость будет равна 12 А-ч, что составляет около 15% номинальной емкости батареи.
Для получения большей величины разрядной емкости в зимнее время батарею утепляют, особенно со стороны крышек аккумуляторов, так как около 80% тепла излучается от межаккумуляторных перемычек.
Емкость аккумуляторной батареи зависит от срока службы аккумуляторов. В начале эксплуатации емкость новой батареи возрастает вследствие увеличения количества активной массы пластин, преобразующейся в перекись свинца и губчатый свинец (активная масса «разрабатывается»), но при длительной эксплуатации емкость батареи снижается из-за выпадения активной массы или ее отслаивания от решеток пластин, образования крупнокристаллического сернокислого свинца, уплотнения активной массы отрицательных пластин и по другим причинам.
Рекламные предложения:
Читать далее: Основные неисправности аккумуляторных батарей
Категория: – Электрооборудование автомобилей
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Понятие емкости аккумулятора.
Емкость аккумулятора и аккумуляторной батареи
Емкость аккумулятора определяется количеством электричества, которое отдает полностью заряженный аккумулятор при непрерывной его разрядке постоянной силой тока до конечного значения напряжения.
По ГОСТ 959-71 номинальная емкость (Сном) стартерных аккумуляторных батарей гарантируется при непрерывной их 20-часовой разрядке силой тока, равной 5 % емкости батареи до напряжения 1,75 В на отстающем аккумуляторе, при средней температуре электролита 25 ˚С и его начальной плотности 1,285 г/см3.
Наиболее энергоемким процессом (с точки зрения затрат электроэнергии) при эксплуатации автомобиля является пуск двигателя стартером. Очевидно, что для автомобилей с мощными двигателями для пуска двигателя требуется и бóльшая мощность стартера, а это, в свою очередь, требует больших затрат электроэнергии и более емкого аккумулятора (аккумуляторной батареи).
Оценка номинальной емкости аккумуляторной батареи (или аккумулятора) осуществляется по результатам его разрядки нормируемой силой тока до установленного конечного значения напряжения между выводами разной полярности. Чем дольше разряжается аккумулятор (или батарея), тем больше его емкость.
Проверка номинальной емкости аккумуляторной батареи (или отдельного аккумулятора) осуществляется при 10-часовом режиме разрядки силой тока, равной 10 % емкости батареи (аккумулятора) до конечного напряжения 1,7 В на отстающем аккумуляторе.
При эксплуатации аккумуляторных батарей разрядная емкость аккумуляторов зависит от следующих факторов: массы и пористости активной массы положительных и отрицательных пластин; силы разрядного тока; температуры электролита и его плотности; химической чистоты серной кислоты, воды и материалов, из которых изготовлены решетки и активная масса пластин; чистоты поверхности крышек аккумуляторной батареи; продолжительности работы пластин и т. д.
Увеличить емкость аккумулятора при одной и той же массе пластин можно путем увеличения числа пластин за счет уменьшения их толщины и увеличения пористости активной массы. При этом увеличивается площадь контакта пластин с электролитом (активная или рабочая поверхность пластин).
При увеличении силы разрядного тока, особенно при включении стартера, внутри пор активной массы положительных пластин образуется большое количество воды, снижается плотность электролита. Разница плотности электролита в порах положительных пластин и между пластинами негативно сказывается на состоянии аккумулятора – сернокислый свинец закупоривает поры активной массы, образуются кристаллы сернокислого свинца (процесс сульфатации пластин). Это нужно учитывать при пуске двигателя стартером, особенно в зимнее время.
Большое влияние на разрядную емкость оказывает температура электролита. Номинальная емкость гарантируется при температуре +25 ˚С.
С понижением температуры увеличивается вязкость электролита, что затрудняет его проникновение в поры активной массы пластин, а это приводит к снижению емкости аккумулятора. С повышением температуры электролита емкость батареи будет увеличиваться, однако при этом возможно коробление пластин, сползание активной массы, разрушение решеток положительных пластин.
В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи ее емкость постоянно меняется. В начале срока службы она несколько повышается вследствие увеличения площади активной массы пластин, а затем снижается из-за выпадения активной массы или ее отслаивания от решеток пластин, процессов сульфатации, уплотнения пор и т. п.
***
Для определения емкости аккумуляторной батареи ее сначала полностью заряжают силой тока 5 % от паспортной емкости и доводят плотность электролита до 1,285 г/см3. Затем батарею разряжают силой тока 5 % емкости до тем пор, пока на одном из отстающих аккумуляторов напряжение не понизится до 1,75 В. Емкость аккумулятора определяется, как произведение разрядного тока на время разрядки.
***
Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов
Емкость аккумуляторной батареи при последовательном соединении одинаковых по емкости аккумуляторов равна емкости одного аккумулятора, а ЭДС такой батареи равна сумме ЭДС аккумуляторов, входящих в нее.
При параллельном соединении аккумуляторов емкость батареи будет равна сумме емкостей всех аккумуляторов, а ЭДС будет равна сумме одного аккумулятора. Обычно параллельно соединяют аккумуляторные батареи с целью увеличения их емкости при пуске двигателя стартером, потребляющим ток большой силы.
***
Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи
От величины внутреннего сопротивления аккумуляторов (Rаб) зависит максимальная сила тока в цепи стартера при пуске двигателя.
Внутреннее сопротивление заряженной аккумуляторной батареи 3СТ-80 при плотности электролита 1,27 г/см3 и температуре +40 ˚С составляет 0,01 Ом, а при -20 ˚С увеличивается до 0,02 Ом.
Внутреннее сопротивление аккумулятора уменьшается с увеличением числа пластин и их размеров, уменьшением расстояния между пластинами, при увеличении пористости сепараторов, с увеличением плотности электролита, уменьшение кристаллов сернокислого свинца в активной массе пластин.
***
Циклы зарядки и разрядки аккумулятора
Главная страница
Дистанционное образование
Специальности
Учебные дисциплины
Олимпиады и тесты
Эксплуатация, зарядка, хранение аккумуляторной батареи
23.12.2019Содержание
1. Техническое отступление
2.Основные характеристики аккумуляторных батарей2.1. Расход воды3. Терминология
2.2. Долговечность батареи
2.3. Рекомендации по эксплуатации
4. Маркировка АКБ
5. Выбор и покупка АКБ
6. Установка АКБ
7. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию7.1. Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации8. Особенности эксплуатации АКБ в зимний период
7.2. Продление жизни новой батарее
7.3. Зарядка аккумулятора зарядным устройством8.9. Особенности эксплуатации АКБ в летний период
10. Вопросы безопасности
11. Хранение аккумуляторной батареи
12. Приложения12.1. Реанимация аккумулятора
12.2. Ещё несколько способов, основанных на использовании электрического тока
1. Прикуривание от другого автомобиляСкрыть содержание
1. Техническое отступление
Назначение автомобильной аккумуляторной батареи понятно каждому мало-мальски сведущему в технических вопросах автолюбителю. С первой ее функцией – обеспечением запуска двигателя – мы сталкиваемся каждый день. Есть и вторая – реже применяемая, но от того не менее значимая – использование в качестве аварийного источника питания при выходе из строя генератора. Кроме того, на современных автомобилях с инжекторным впрыском аккумулятор выполняет роль сглаживателя пульсаций напряжения, выдаваемого генератором. Из этого следует, что следует крайне осторожно относиться к отключению аккумулятора на работающем двигателе.
Карбюраторному двигателю ничего не будет, а вот как поведёт себя компьютер, управляющий распределённым впрыском – одному богу известно… Можно загубить компьютер.Все стартерные батареи, выпускаемые в настоящее время для автомобилей, являются свинцово-кислотными. В основу их работы заложен известный еще с 1858 г., и по сей день остающийся практически неизменным принцип двойной сульфатации.
Как наглядно видно из формулы, при разряде батареи (стрелка вправо) происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца, осаждающийся на поверхности отрицательно заряженной пластины и вода. В итоге плотность электролита падает. При зарядке батареи от внешнего источника происходят обратные электрохимические процессы (стрелка влево), что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных – диоксида свинца. Одновременно с этим повышается плотность электролита.
Любая автомобильная батарея представляет из себя корпус – контейнер, разделенный на шесть изолированных ячеек – банок (см. рис.1).
Каждая банка является законченным источником питания напряжением порядка 2.1 В. В банке находится набор положительных и отрицательных пластин, отделенных друг от друга сепараторами. Как известно из школьного курса физики, две разнозаряженные пластины уже сами по себе являются источником постоянного напряжения, параллельное же их соединение увеличивает ток. Последовательное соединение шести банок и дает батарею с напряжением порядка 12.6-12.8 В. Любая из пластин, как положительная, так и отрицательная, есть ни что иное, как свинцовая решетка, заполненная активной массой. Активная масса имеет пористую структуру с тем, чтобы электролит заходил в как можно более глубокие слои и охватывал больший ее объем. Роль активной массы в отрицательных пластинах выполняет свинец, в положительных – диоксид свинца.
Вес залитой АКБ ёмкостью 55 Ач составляет около 16.
5 кг. Эта цифра складывается из массы электролита – 5кг (что соответствует 4,5 л), массы свинца и всех его соединений – 10 кг, а также 1 кг, приходящегося на долю бака и сепараторов.2. Основные характеристики аккумуляторных батарей
2.0. Электродвижущая сила (ЭДС)
Зависимость ЭДС (грубо говоря, напряжение на выводах аккумулятора) от плотности электролита выглядит так:
Е = 6 * (0,84 + р) , где Е – ЭДС аккумулятора , (В) р – приведенная к температуре 5°С плотность электролита , г/мл
2.1. Расход воды
Показатель, имеющий непосредственное отношение к степени обслуживаемости батареи. Определяется в лабораторных условиях. Батарея считается необслуживаемой, если она имеет очень низкий расход воды в эксплуатации. Необслуживаемые батареи не требуют доливки дистиллированной воды в течении года и более при условии исправной работы регулятора напряжения.
На расход воды прямое влияние оказывает процентное содержание сурьмы в свинцовых решетках пластин.
Как известно, сурьма добавляется для придания пластинам достаточной механической прочности. Однако у каждой медали есть обратная сторона. Сурьма способствует расщеплению воды на кислород и водород, следствием чего является выкипание воды и снижение уровня электролита. В батареях предыдущего поколения содержание сурьмы доходило до 10%, в современных этот показатель снижен до 1.5 %.
Панацею от этой беды фирмы видят в освоении т.н. гибридной технологии – замене сурьмы в одной из пластин на кальций. Кальций в решетке является веществом нейтральным по отношению к воде, не снижая при этом механической прочности решеток. А потому разложения воды не происходит и уровень электролита остается неизменным.
Преимущества “кальциевых” АКБ – можно устанавливать в местах , не не требующих удобного доступа для обслуживания. Меньше вероятность выхода из строя из-за коррозии решеток электродов. Лучшие стартерные характеристики.
Недостаток “кальциевых” АКБ – при глубоких разрядах происходит образование нерастворимых солей кальция, и емкость АКБ необратимо теряется.
Производители АКБ пытаются устранить этот недостаток добавлением в АКБ серебра и др. компонентов, результат пока окончательно не ясен.
2.2. Долговечность батареи
Средний срок службы современных АКБ при условии соблюдения правил эксплуатации – а это недопущение глубоких разрядов и перезарядов, в том числе по вине регулятора напряжения – составляет 4-5 лет.
Наиболее губительными для батарей являются глубокие разряды. Оставленные на ночь включенными световые приборы, либо другие потребители способны разрядить ее до плотности 1.12 – 1.15 г/см3, т.е. практически до воды, что приводит к главной беде аккумуляторов – сульфатации свинцовых пластин. Пластины покрываются белым налетом, который постепенно кристаллизуется, после чего батарею практически невозможно восстановить. Отсюда вытекает главный вывод – необходимо постоянно следить за состоянием батареи, периодически замерять плотность электролита. Особенно актуально это в зимнее время. Следует отметить, что сульфатация в определенных пределах – явление нормальное и присутствует всегда.
(Вспомните – на основе теории двойной сульфатации построен принцип работы батарей). Но при малом разряде и последующей зарядке батарея легко восстанавливается до исходного состояния. Это возможно и при глубоком разряде батареи, но только в том случае, если следом сразу, же последует заряд. Если же разряжать батарею длительное время, не давая ей “подпитки”, то падение плотности, ниже критического значения неизбежно приводит к образованию кристаллов сульфата свинца, не вступающих в реакцию ни при каких обстоятельствах. А это означает, что начался необратимый процесс сульфатации.
Не менее опасен для батареи и перезаряд. Это происходит при неисправном регуляторе напряжения. При этом электролит начинает “кипеть” – происходит разложение воды на кислород и водород, и понижение уровня электролита. Вот почему необходимо следить за зарядным напряжением. Естественно, это не составляет труда, если на панели приборов присутствует вольтметр. Ну а если его нет? В этом случае также можно довольно просто оценить зарядное напряжение.
Для этого запустите и прогрейте двигатель, установив средние обороты и подключите тестер (в режиме вольтметра) между “+” и “массой” аккумуляторной батареи. Нормальный зарядный режим батареи обеспечивается в диапазоне 14±0.5В. Если напряжение меньше – стоит проверить натяжение ремня, надежность контактных соединений цепей системы электроснабжения. Если же это не помогает – неисправность нужно искать в регуляторе напряжения. Впрочем, точно также вина ложится на регулятор, если напряжение превышает 14.5В.
В последнее время широкое распространение получили сепараторы карманного типа – т.н. конвертные сепараторы. Их название говорит за себя – в эти конверты помещают одноименно заряженные пластины. Такая конструкция увеличивает срок службы батареи, так как осыпающаяся в процессе эксплуатации активная масса остается в конверте, тем самым предотвращается замыкание пластин.
2.3. Рекомендации по эксплуатации
Батарея, не эксплуатировавшаяся в течении длительного времени (4-5 мес.
) нуждается в подзарядке. Связано это с тем, что батареям свойственно такое явление, как саморазряд. На графиках рис.2,3 показаны характеризующие саморазряд величины для различных батарей. В первом случае – это снижение плотности от времени хранения, во втором – падение напряжения.
Впрочем, зачастую подзарядки требует и находящаяся в эксплуатации батарея. Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение – 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность электролита, тем сильнее батарея разряжена. Уменьшение плотности на 0.01 г/см3 по сравнению с номинальной означает, что батарея разрядилась примерно на 6 – 8%. Используя график (см. рис.4) можно оценить зависимость степени разряженности батареи от плотности. Степень разряженности определяют по той банке, в которой плотность электролита минимальная. Всем известна аксиома, тем не менее, позволим повторить ее еще раз – батарею, разряженную летом более чем на 50%, а зимой более чем на 25%, необходимо снять с автомобиля и зарядить. При этом следует помнить, что пониженная плотность зимой более опасна, т.к. кроме всего прочего может привести к замерзанию электролита. Так, при плотности электролита 1.2 г/см3 температура его замерзания составляет около -20°С.
Также необходимо подзарядить батарею, если плотность в разных банках отличается более чем на 0.02 г/см3. Оптимальной является зарядка батареи током, равным 0.05 от ее ёмкости. Для батареи с ёмкостью 55 Ач эта величина составляет 2.75 А. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако не стоит впадать в крайность – при совсем низком токе батарея просто не “закипит”, к тому же время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея “закипит” значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%. Признаками окончания зарядки служит бурное выделение газа (т.н. “кипение”) и неизменяющаяся на протяжении 1-2 часов плотность электролита.
Для ориентировочной оценки времени, требуемого на зарядку батареи, можно воспользоваться следующим алгоритмом.
Первоначально, используя график (рис.4) необходимо определить степень разряженности батареи, исходя из реальной плотности АКБ, замеренной ареометром. Далее по степени разряженности определяем потерянную ёмкость (или ёмкость, которую необходимо принять батарее).
Затем, выбрав величину зарядного тока, вычисляем ориентировочное время зарядки по формуле:
Тут следует отметить, что не вся энергия идет на повышение ёмкости. КПД процесса составляет 60-80%, остальное тратится на нагрев, а также связанные с этим электрохимические процессы. Потому реальное время увеличивается примерно в полтора раза от расчетного (что и учитывается коэффициентом “1.5” в формуле).
Нужно сказать, что использование данного алгоритма оправдано лишь для облегчения процедуры, но ни в коей мере не избавляет от контроля за ходом зарядки. Процесс заряда, а особенно его окончание Вам необходимо контролировать самому, дабы не прозевать начало бурного кипения.
Другой вариант – использование для этих целей автоматических зарядных устройств, отличающихся тем, что зарядка идет при постоянном напряжении, но автоматически изменяющемся в зависимости от степени заряженности батареи токе. При этом зарядное устройство перестает давать ток, если батарея полностью заряжена. Принцип, используемый в подобных устройствах аналогичен зарядке от генератора на автомобиле.
Для примера определим время зарядки батареи ёмкостью 55 Ач током в 5А, плотность которой составляет 1.25 г/см3. Как видно из графика, при данной плотности батарея разряжена на 25%, что означает потерю ёмкости на величину
Таким образом, примерное время зарядки
Каждодневным способом зарядки батареи является ее заряд от бортовой сети автомобиля (естественно, при условии исправности последней). При данном способе, во первых, невозможен перезаряд, а во-вторых, происходит постоянное перемешивание электролита и наиболее полное его проникновение во внутренние слои активной массы.
Однако было бы ошибочным полагать, что заряд батареи начинается сразу же после пуска двигателя и продолжается все время, пока двигатель в работе. Исследования показывают, что батарея начинает принимать заряд только после прогрева электролита до положительной температуры, что при эксплуатации в зимних условиях происходит примерно через час после начала движения. Именно этим и опасен довольно распространенный, по крайней мере, в нашем автомобильном городе, способ эксплуатации транспортных средств. Холодный запуск зимой с получасовым движением до работы, и затем редкие непродолжительные поездки на протяжении рабочего дня не дают прогреться электролиту и, следовательно, зарядиться Вашей батарее. Тем самым разряженность АКБ увеличивается изо дня в день и в итоге может привести к печальному результату. Из этого следует, что зимой необходимо проверять состояние АКБ и своевременно подзаряжать ее регулярно
Физические процессы, происходящие при пуске двигателя, отличаются от процессов при разряде батареи потребителями. При пуске участвует не весь объем активной массы и электролита, а лишь та ее часть, которая находится на поверхности пластин и соприкасающийся с поверхностью пластин электролит. Поэтому, после неудачной попытки запустить двигатель, следует подождать некоторое время для того, чтобы электролит перемешался, плотность его выровнялась, он проник в поры активной массы. Нормальный запуск двигателя при однократном вращении стартера в течении 10с забирает ёмкость 300А х 10с = 3000 Ас = 0.83 Ач, что составляет около 1.5% от ёмкости аккумулятора.
При медленном же разряде участвуют не только поверхностные слои активной массы, но и глубинные, потому и разряд происходит более глубокий. Однако это не означает, что стартерные режимы не так губительны для батареи – стартером точно также можно разрядить батарею до критической величины.
Каковы же признаки выхода из строя батареи? Батарея не заряжается, плотность низкая и не повышается в процессе заряда. Большой саморазряд – батарея зарядилась, но не держит заряд. Можно попытаться потренировать батарею, однако если произошло осыпание активной массы пластин, либо кристаллизация сульфата свинца, то это уже не исправить.
Вообще, освоить способ оценки степени возможной разрядки батареи от каких-либо действий (в том числе и осознанных) не составит большого труда. Необходимо усвоить несколько истин и запомнить несколько цифр.
Батарея начинает принимать заряд лишь только после прогрева электролита до положительной температуры (как вы понимаете, при температуре воздуха -20°С температура электролита в батарее хранящегося на свежем воздухе автомобиля будет примерно такой же.)
Коэффициент полезного действия процесса зарядки составляет примерно 50%.
Каждый автомобильный генератор характеризуется следующими показателями:
ток отдачи генератора при работе двигателя на холостом ходу.
ток отдачи генератора при работе двигателя на номинальных оборотах.
Для ВАЗовских автомобилей эти цифры имеют следующие значения:
Таблица 1
Модель автомобиля…………………..2101-2106……2108-2109……2110
ток отдачи на холостом ходу…………….16………………24…………..35
ток отдачи на номинальных оборотах 42……………….55…………..80
Как видно из таблицы, на последних моделях автомобилей Волжского автозавода устанавливаются генераторы, имеющие характеристики тока отдачи, в два раза превосходящие по величине характеристики генераторов первых моделей.
И наконец, примерное потребление энергии автомобильными потребителями:
Таблица 2
потребитель……….ток, А (приблизительно)
зажигание……………..2
габариты……………….4
ближний свет…………9
дальний свет………..12
обогрев стекла……10-11
стеклоподьемник…20-30
вентилятор отопителя:
1-я скорость…………5-7
2-я скорость……….10-11
стеклоочистители…3-5
магнитола…………….5
ИТОГО……………….38-48
Таким образом, оставленные включенными габариты за три часа “съедят” 4А х 3ч= 12 Ач ёмкости батареи, что соответствует разряду приблизительно на 20%. Это не страшно для одного раза. Однако повторив это ещё раз, Вы уже рискуете не завести свою машину, особенно, если дело происходит зимой, т.к. разряд составит порядка 40% (тем более, что к тому же зимой батареи, как правило, эксплуатируются заряженными далеко не на 100%).
Аналогично можно прикинуть, что Вы имеете при продолжительной работе двигателя на холостом ходу. Как уже показано выше, ток отдачи генератора автомобиля ВАЗ-2108 на холостом ходу составляет 24А. Вычитаем из этой величины 2А, необходимые для обслуживания системы зажигания. Остается 22А. Используя таблицу 2, нетрудно прикинуть, что можно включать с тем, чтобы хоть немного досталось бы и аккумулятору (при этом помните про КПД зарядки, составляющий 50%).
Для владельцев иномарок с автоматической коробкой передач картина ещё более сложная. Обычно, стоя в пробке или на светофоре, Вы не переключаетесь на нейтраль, а давите ногой на тормоз. Это понижает обороты двигателя от стандартных 800-900 об./мин. до 600-700 об./мин., что, соответственно понизит ток, выдаваемый генератором, а стоп-сигналы добавят ещё пару ампер потребления тока. Да и обогрев заднего стекла у немцев, например, существенно мощнее, чем у отечественных автомобилей.
Следует знать, что зимние условия эксплуатации автомобиля в принципе очень тяжелы для аккумуляторной батареи. Наверняка будут полезны следующие данные. Результаты проводимых в ГДР исследований говорят о том, что при эксплуатации автомобиля в очень тяжелых условиях (испытания по так называемому режиму “город-зима-ночь”) аккумулятор получает порядка 1Ач в час
3. Терминология
Аккумуляторная батарея – один из основных элементов электрооборудования автомобиля, поскольку она накапливает и хранит электроэнергию, обеспечивает запуск двигателя в различных климатических условиях, а также питает электроприборы при неработающем двигателе.
Автомобильные свинцово-кислотные 12-вольтовые АКБ состоят из 6-ти последовательно соединенных элементов (банок), объединенных в общий корпус. Каждая банка имеет газоотвод, конструкции которого могут существенно отличаться.
Электролит представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде (для средней полосы России плотностью 1.27-1.28 г/см3 при t=+20°С). Кипение электролита – бурное выделение газа при электролитическом разложении воды с выделением кислорода и водорода. Это происходит во время заряда батареи.
Саморазряд – самопроизвольное снижение ёмкости АКБ при бездействии. Скорость саморазряда зависит от материала пластин, химических примесей в электролите, его плотности, от чистоты верхней части корпуса батареи и продолжительности ее эксплуатации.
Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи без нагрузки (ЭДС – электродвижущая сила) должно находиться в пределах 12.6-12.9 В. Напряжение в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе несколько выше, чем на клеммах АКБ, и должно находиться в пределах 14.0-14.2 В (0,2 В от крайних значений). Значение напряжения ниже 13.8 В ведет к недозаряду батареи, а выше 14.4В – к перезаряду, что одинаково пагубно сказывается на ее сроке службы.
Полярность аккумуляторной батареи – термин, определяющий расположение токосъемных выводов на ее корпусе. На зарубежных батареях полярность может быть прямой или обратной, т. е. ориентировка положительного и отрицательного выводов относительно корпуса может быть различной. По российскому стандарту (если смотреть со стороны выводов) отрицательный (-) должен располагаться справа, положительный (+) слева.
Емкость батареи – способность батареи принимать и отдавать энергию – измеряется в ампер-часах (Ач). Для оценки ёмкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0.05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной ёмкости). Т.е., если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75 А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда – 3А.
Данная характеристика определяет возможность питать потребителей в экстремальной ситуации (при отказе генератора). Характеризуется объемом активной массы.
Значение тока холодного старта при -18°С (по DIN) – Величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре -18°С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20°С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120А.) Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Сепараторы карманного типа без каких-либо других дополнений увеличивают напряжение батареи на 0.3В, одновременно улучшая стартовые характеристики. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.
Резервная ёмкость – время, в течении которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.
Корпус современных АКБ изготавливается из пластмассы, в большинстве случаев полупрозрачной, позволяющей контролировать уровень электролита.
Необслуживаемые батареи. Сразу следует оговориться, что этот термин не должен пониматься буквально и восприниматься как руководство к бездействию. Это название говорит об улучшенных потребительских свойствах батареи. Необслуживаемые АКБ требуют долива воды не чаще одного раза в год при условии использования их на автомобилях с исправным электрооборудованием и среднегодовым пробегом 15-20 тыс. км. Встречаются конструкции, исключающие всякое вмешательство на всем протяжении срока службы, но они особенно критичны к состоянию автомобильного электрооборудования.
Большинство необслуживаемых батарей выпускаются заводами-изготовителями, залитыми электролитом. Так как эти батареи имеют значительно меньший саморазряд, они могут храниться от 6 месяцев до 1 года без подзаряда. Саморазряд новых необслуживаемых батарей за 12 месяцев может составить до 50% от номинальной ёмкости.
4. Маркировка АКБ
На современные аккумуляторные батареи наносится следующая маркировка:
Некоторые батареи имеют такую маркировку:
Несмотря на то, что после ёмкости стоит значение 280А, цифра, интересующая нас и показывающая ток холодного старта по принятому у нас стандарту DIN равна 255А.
Обозначения основных характеристик на батареях различных производителей отличаются друг от друга. Большинство европейских производителей и значительная их часть в Азии руководствуются промышленным стандартом Германии DIN 43539 часть 2, который оговаривает два основных параметра: ёмкость батареи, измеряемую в ампер-часах (Ач) при +25°С, и ток стартерного разряда в амперах (А) при -18°С.
Батареи американских производителей испытываются по требованию американского стандарта SAE J537g, который включен в международный стандарт BCI и также вводит два основных параметра: резервную ёмкость, измеряемую в минутах при +27°С, и ток холодной прокрутки – в амперах при -18С. Стандарт SAE не предусматривает измерение ёмкости батареи в ампер-часах.
Первый рассматривает способность батареи к длительным разрядам меньшими токами, второй – разряд большими токами, но за меньший отрезок времени.
Пересчет значения тока стартерного разряда по европейскому стандарту DIN в ток холодной прокрутки по американскому стандарту SAE может производиться с помощью экспериментальных коэффициентов. Для батарей ёмкостью до 90Ач используется коэффициент 1.7, т. е. ISAE = 1.7 IDIN. Для батарей ёмкостью от 90 до 200 Ач используется коэффициент 1.6, т. е. ISAE = 1.6 IDIN.
В настоящее время в Европе наряду с немецким стандартом DIN введен новый единый стандарт En – 60095-1/93.
Кроме того, на необслуживаемых батареях проставляется соответствующая надпись. Чаще всего на русском, английском или немецком языке (либо на языке производителя, как например, на испанских батареях “Tudor”).
5. Выбор и покупка АКБ
Убедитесь, что выбираемая батарея соответствует конструктивным особенностям вашего автомобиля (ёмкость, место установки, способ крепления, полярность, форма и размер токосъемных выводов). Специализированные торговые фирмы имеют каталоги всего ассортимента, в которых систематизирована информация о модификациях и технических характеристиках.
Нецелесообразно на автомобиль с устаревшей системой электрооборудования устанавливать батарею, исключающую долив воды. Это приведет к сокращению ее срока службы или отказу.
Емкость батареи не должна существенно отличаться от указанной заводом-изготовителем автомобиля. Несоблюдение этого условия приводит к резкому сокращению службы, как батареи, так и стартера.
Очень неплохо знать рекомендуемую величину пускового тока для Вашего автомобиля. На многих (японских) автомобилях устанавливаются стартёры с редуктором. Это позволяет существенно уменьшить величину пускового тока, а значит существенно продлить жизнь Вашего аккумулятора.
Внимательно изучите текст гарантийного талона. Обратите особое внимание на те разделы, где перечислены: случаи, исключающие гарантийное обслуживание; адреса гарантийных мастерских; условия эксплуатации.
Маркировка аккумулятора должна иметь ссылку на стандарт (DIN, SAE, En или другие). В маркировке по стандарту SAE не указывается значение ёмкости в ампер-часах (Ач). Указание ёмкости в Ач в стандарте SAE – косвенный признак подделки. Наиболее подвержены подделкам дорогие аккумуляторы известных фирм-изготовителей, поэтому приобретать их лучше в торговых фирмах, заслуживающих доверие.
Большинство фирм-изготовителей кодирует дату выпуска АКБ. Современные необслуживаемые батареи допускают достаточно длительное хранение без существенной потери своих потребительских свойств, поэтому дата изготовления менее актуальна. Предпочтительнее приобретать залитый качественным заводским электролитом аккумулятор. Он готов к работе, легко поддается проверке. Не залитый сухозаряженный аккумулятор требует дополнительного времени и затрат на подготовку к эксплуатации.
Не спешите отдать деньги! Вы вправе требовать проверки аккумулятора. Первым делом сдерите с него защитную упаковочную пленку, какой бы красивой она ни была, и убедитесь, что корпус не поврежден – такое случается довольно часто. Затем попросите продавца измерить плотность электролита – она не должна быть ниже номинальной более чем на 0,02 г/см3 и одинаковой во всех банках, что соответствует примерно 80-процентной заряженности батареи. Последнюю проверку следует провести с нагрузочной вилкой – ее вольтметр должен показать 12.5–12.9 В при отключенной нагрузке, а при включенной – не опускаться в течение 10 секунд ниже 11В.
В случае отклонения от этих значений, батарея может оказаться частично или полностью непригодной к эксплуатации.
Если вам отказывают в проверке аккумулятора, не могут подтвердить качество товара сертификатом, гарантийным талоном, то лучше отказаться от покупки.
6. Установка АКБ
Перед установкой батареи обязательно полностью удалите с нее полиэтиленовую пленку. Газоотводные отверстия должны быть открытыми. Обратите внимание на правильность подключения. Клеммы АКБ рекомендуется зачистить и после закрепления смазать Литолом-24. Это делается для предохранения контактов от попадания влаги и окисления места контактов. Особенно это касается силовых проводов с медными (а не свинцовыми) наконечниками.
Очень важно уделить внимание проводам. Клеммы необходимо зачистить не только со стороны аккумулятора, но и с другой стороны. Место, куда крепится массовый провод (-) надо тоже тщательно зачистить от краски, масла и прочей грязи. Контакт затянуть туго. Это же касается клеммы на стартёре. Невнимание к проводам и контактам может очень сильно “выйти боком” зимой на морозе.
Батарея должна стоять на своём месте жёстко. Болтание её в крепёжных элементах недопустимо. Дополнительная вибрация скажется на долговечности батареи. Замыкание и осыпание пластин в банках чаще всего происходят именно из-за вибрации.
Обратите внимание, что на многих автомобилях батарея стоит довольно близко к выпускному коллектору. То есть летом ей будет довольно жарко, а это для батареи очень плохо! На “правильных” машинах предусмотрена термоизоляция АКБ от двигателя.
7. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию
Условия эксплуатации оказывают существенное влияние на срок службы аккумуляторной батареи. Частые запуски двигателя и поездки на короткие расстояния, неисправности электрооборудования (стартер, генератор, реле-регулятор), дополнительные потребители электроэнергии, несвоевременное обслуживание, ненадежное крепление батареи способны сильно сократить срок ее службы.
При продолжительном движении по трассе батарея может перезаряжаться (кипеть) – в городе с малыми пробегами и “пробками” она, как правило, разряжается (см. выше).
Генератор (при холостых оборотах двигателя) не обеспечивает работу большинства штатных потребителей, не говоря о дополнительных. Зимой ситуация усугубляется. К включенным габаритным огням, ближнему свету фар, стоп-сигналам, указателям поворота, аудиоаппаратуре добавляются обогрев заднего стекла и вентилятор отопителя. Ежедневный недозаряд батареи постепенно уменьшает ее ёмкость, что в итоге приводит к невозможности запуска двигателя стартером.
Отказ аккумуляторной батареи может быть вызван и током утечки в электрооборудовании автомобиля. Это происходит, когда при отключении всех потребителей один или часть из них остается включенным в электрическую цепь (неисправны выключатель или реле). Виновником может быть и сигнализация. После глубокого разряда АКБ может не восстановить свою первоначальную номинальную ёмкость. Батарея не сможет нормально работать, если для запуска двигателя требуется продолжительное включение стартера (неисправны системы питания, зажигания).
7.1. Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации сводится к проверке и приведению в соответствие с требованиями: уровня и плотности электролита; чистоты и надежности крепления электрических соединений батареи с корпусом автомобиля, параметров электрооборудования, крепления батареи. Необходимо также следить за правильным натяжением ремня генератора, очищать и смазывать выводы и клеммы, содержать батарею в чистоте. Протирайте верхнюю поверхность водным раствором питьевой соды. Доведение плотности электролита до требуемой производится путем заряда батареи от стационарного зарядного устройства.
Значение зарядного тока в амперах (А) не должно превышать 1/10 ёмкости батареи (упрощенно).
7.2. Продление жизни новой батарее
Коротко об этом сказать трудно. В первую очередь, следует залить электролит, точно соответствующий не только климатической зоне, но и сезону эксплуатации. Если батарея будет работать только в теплое время года, то плотность электролита может быть 1.20 г/см3, а если до -15°С — 1.24 г/см3 и т.д. Такая точность, безусловно, снизит скорость сульфатации пластин, следовательно, увеличит долговечность батареи.
На срок службы АКБ значительно влияет средняя степень заряженности, которая зависит от исправности реле-регулятора. Необходимо, чтобы эта величина поддерживалась не ниже 75%.
справка:
Установлено, что отклонение регулируемого напряжения на 10…12% вверх или вниз от оптимального сокращает срок службы батареи в 2…2.5 раза.
Во-первых, отрегулируйте двигатель так, чтобы он легко заводился с пол-оборота. Это предохранит АКБ от глубокого разряда. При пуске двигателя стартером через аккумуляторную батарею проходит ток в несколько сот Ампер, что не способствует ее долговечности. Поэтому, чем легче пуск двигателя, тем лучше для АКБ: она прослужит дольше.
справка:
Сокращение времени работы стартера вдвое при шести-восьми ежедневных пусках повышает срок службы аккумуляторной батареи приблизительно в 1.5 раза.
Во-вторых, отрегулируйте при необходимости реле-регулятор, чтобы напряжение было в пределах 13.8…14.4В. Это одно из важнейших условий. В-третьих, никогда не позволяйте снизиться уровню электролита в банках ниже требуемого.
справка:
Несвоевременная доливка в аккумуляторы дистиллированной воды может снизить срок службы батареи на 30%.
Эти простые советы, продлят жизнь АКБ.
Кроме этого, специалисты советуют при наличии зарядного устройства при любой возможности (например, на ночь) ставить аккумуляторную батарею на подзарядку малым током – около 1…2А. Для этого можно АКБ не снимать с автомобиля. Только эта операция, если ее проделывать регулярно, не реже одного раза в месяц, увеличивает срок службы батареи, по крайней мере, на год.
7.3. Зарядка аккумулятора зарядным устройством
Ну а теперь как заряжать? Зарядные устройства бывают с ручной и автоматической регулировкой (Орион PW-270, Орион PW-320) или автоматические (все остальные зарядные устройства Орион). Перед зарядкой необходимо открыть все газовые каналы: вывернуть пробки, снять крышки банок.
При зарядке важны три параметра: напряжение, ток зарядки и время. Когда аккумулятор частично процентов на 25 разряжен, то начальный ток заряда при включении выпрямителя может резко скакнуть вверх. Отрегулируйте его на зарядный ток около 1/10 ёмкости аккумулятора или меньше (это общепринятое правило заряда кислотных батарей). Т.е., если у Вас батарея имеет маркировку 55Ah – выставляем ток около 5.5А.
Если необходимо зарядить батарею в кратчайшее время, можно выставить и больший ток. В соответствии с законом Вудбриджа который гласит: сила зарядного тока (в амперах) не должна превышать величину заряда (в ампер-часах), недостающего до полной ёмкости акуммулятора. При этом зарядное устройство должно автоматически снижать ток при повышении напряжения или выключаться при достижении порогового напряжения на батарее. В противном случае (если ЗУ этого не делает) необходимо непрерывно контролировать зарядный ток и напряжение в ручную.
Далее в процессе зарядки напряжение будет расти, а ток уменьшаться. Считается, если ток не уменьшается в течение последних 2-3 часов, то аккумулятор заряжен. Важно помнить, что нельзя вести заряд большим током более 25 часов. Электролит сильно нагреется и выкипит, пластины от нагрева может повести и они замкнут друг на друга. Обычно нормальное время полного заряда около 15 часов.
Иногда необходимо выровнять плотность небольшим током. Например, если плотность электролита в разных банках 1.23, 1.25. Включив зарядное устройство, устанавливаем ток зарядки порядка 1-2А. Данное значение у разных АКБ- разное и зависит от многих факторов: конструкции, пассивационного материала пластин, состояния батареи и т.д. Время такой зарядки до двух суток. Особенно это необходимо делать после того, как аккумулятор разряжен в ноль бесплодными попытками завести двигатель. При чём, делать это надо сразу, пока не началась сульфатация пластин.
Батареи, исключающие долив воды, должны заряжаться только устройствами с автоматическим поддержанием зарядного напряжения. Несоблюдение этого условия приведет к снижению их срока службы. Конкретные требования по режиму заряда, эксплуатации и обслуживанию должны быть изложены в инструкции или гарантийном талоне, прилагаемом к батареям.
В настоящее время разные производители обозначают разное напряжение окончания заряда. Как правило, оно составляет от 15 до 16В (для батарей устаревших конструкций, с применением в качестве пассивирующего материала сурьмы – меньше). На самом деле, порог ограничения напряжения автоматического зарядного устройства 15 или 16 вольт (для батареи с прописанными, для полного заряда, 16ю вольтами, например Varta) влияет только на время заряда последних 2-4% емкости.
Для доведения уровня электролита до нормы недопустимо использовать электролит! В аккумуляторную батарею доливают только дистиллированную воду. Не используйте воду сомнительного происхождения. При частом выкипании проверьте электрооборудование автомобиля.
Необходимо знать, что при сильном снижении уровня электролита внутри корпуса аккумулятора может образоваться опасная концентрация газовой смеси. Чтобы исключить вероятность взрыва, нельзя подносить к батарее открытое пламя (даже сигарету) и допускать искрение электроконтактов. Системы газоотвода некоторых современных батарей более взрывобезопасны. В средней полосе России АКБ не требуют корректировки плотности электролита при смене сезонов.
Перед зимней эксплуатацией автомобиля сделайте обслуживание не только аккумуляторной батареи (см. выше), но и систем, влияющих на запуск двигателя. Обязательно залейте моторное масло, соответствующее сезону. Для облегчения запуска двигателя в сильные морозы занесите батарею на несколько часов в теплое помещение.
Перед длительной зимней стоянкой также обслужите батарею, но не храните ее в теплом помещении, а оставьте на автомобиле со снятыми клеммами. Чем ниже температура, тем меньше скорость ее саморазряда.
Недопустимо оставлять на морозе разряженную батарею. Электролит низкой плотности замерзнет, и кристаллы льда приведут ее в негодность. Плотность электролита разряженного аккумулятора может снизиться до 1,09 г/см3, что приведет к его замерзанию уже при температуре -7°С. Для сравнения – электролит плотностью 1.28 г/см3 замерзает при t=-65°С.
Опрокидывание аккумуляторной батареи и слив электролита могут привести к замыканию пластин и выходу ее из строя.
Для борьбы с паразитными токами утечки введите себе привычку вытирать корпус батареи насухо от всякой нечисти. Если совсем в лом, то хотя бы делайте чистый круг вокруг плюсовой клеммы, чтобы разорвать паразитные электрические связи. Ну, а если Вы любите свою машину, то разведите немного соды в воде и протрите всю поверхность корпуса батареи и вытрете ее насухо. Все тряпки, которые прикасались к аккумулятору выбросить немедленно! А заодно проверите крепление батареи, уровень электролита и его плотность. Времени это займёт минут 10-15, а сэкономить может часы и кучу нервов.
8. Особенности эксплуатации АКБ в зимний период
Перво-наперво замерим плотность электролита во всех банках без исключения. Норма 1.27-1.28 г/см3. У Вас далеко не так? Значит, снимаем батарею и ставим на зарядку. И это однозначно! Ни в коем случае не пытаемся повысить плотность электролита добавлением концентрированной кислоты, какая бы низкая не была его плотность. Желаемого же результата – повышения ёмкости батареи при этом не произойдет.
Далее. Обязательно провести ревизию всех силовых проводов, клемм и контактов. Клеммы зачистить мелкой шкуркой. Контакты на АКБ тоже зачистить и затянуть. Можно затем смазать литолом, чтобы к контактам не попадала влага. С другой стороны силовых проводов так же провести ревизию контактов.
8.1. Прикуривание от другого автомобиля
Для российских автовладельцев нормальная ситуация, когда сосед просит “прикурить” его аккумулятор. Для этой нехитрой процедуры помимо автомобиля с заряженным аккумулятором, необходимы ещё и правильные провода. Не забываем, что по этим проводам у нас потечёт около 200 ампер!
На что нужно обратить внимание при покупке:
1. Толщина жилы медного провода. Сняв изоляцию с крокодила (зажима) можно увидеть саму жилу. Чем толще, тем лучше. Не обращайте внимание на толщину кабеля. Главное проводник тока, а не толщина изоляции.
2. Надежность крепления жилы к крокодилу провода прикуривателя. Медная жила д.б. облужена, затем обжата и припаяна. Если эти условия соблюдены, то потерь в месте соединения будет меньше. Все стартовые провода Орион 100% паяются.
3. Изоляция. Лучший вариант – морозоустойчивая резина или силикон. Зимой такие провода остануться эластичными.
4. Длинна проводов. Провода по длинне нужно выбирать не длинее, чем нужно.
5. Крокодилы (зажимы). При покупке обращайте внимание на толщину стали из которой они сделаны и силу пружины, а не габаритные размеры.
Чтобы не навредить сложным электронным системам вашей собственной машины, эта, казалось бы, элементарная процедура требует соблюдения строгой последовательности действий.
1. Соедините красный кабель с клеммой (+) на заряженном аккумуляторе.
2. Соедините другой конец красного кабеля с клеммой (+) на “севшем” аккумуляторе.
3. Соедините черный кабель с клеммой (-) на заряженном аккумуляторе.
4. Соедините другой конец черного кабеля с чистой точкой заземления на блоке двигателя или на шасси, главное – подальше от аккумулятора, карбюратора, топливных шлангов и т.п. В момент подсоединения будьте готовы к небольшой искре.
5. Следите, чтобы оба кабеля не касались движущихся деталей.
6. Попробуйте запустить автомобиль с “севшим” аккумулятором. Если двигатель не заведется, подождите несколько минут и повторите попытку. Если же заведется, дайте ему поработать несколько минут в таком положении. Если не заведется повторите попытку через 2-3 минуты.
7. При отсоединении кабеля следуйте описанной выше процедуре в обратной последовательности.
8.2 Запуск машины при помощи предпускового зарядного устройства Вымпел. Подключаете устройство, выставляете максимальный ток 18А, оживляете акумулятор в течении 10-15 мин. Затем не отключая зарядного устройства пробуете завести. Если не получилось повторяете попытку заново.
9. Особенности эксплуатации АКБ в летний перио
д Не удивляйтесь, если однажды вам будет трудно или вообще не завести машину в жаркую погоду. Теплое время года – такое же испытание, как и холод. Тепло ускоряет химические процессы. Неисправности и дефекты электрической системы автомобиля или аккумулятора незамедлительно скажутся на состоянии батареи. Но, скорее всего, узнаете вы об этом в самый неподходящий момент. Например, ночью во время дождя, когда придется включить освещение, вентиляцию и стеклоочистители. Поэтому не расслабляйтесь. Лето – самый подходящий период для покупки нового аккумулятора.
Летом автомобилист не сразу заметит, что в аккумуляторе плотность электролита и его уровень в банках недостаточные. Но чем выше температура окружающей среды, тем активнее электрохимические процессы. В результате электролиза кислород вступает во взаимодействие с пластинами, а ставший свободным водород испаряется. Таким образом, из электролита исчезает вода. Как только уровень раствора оказывается ниже уровня пластин, начинается сульфатация пластин (сульфат свинца растворяется в электролите, а затем оседает на поверхности пластин уже в виде крупных нерастворимых кристаллов и происходит изоляция пластин от электролита). Емкость батареи уменьшается. Электрохимические реакции останавливаются. Аккумулятор выходит из строя.
Имейте в виду, что во время длительного хранения аккумулятора происходит саморазряд (снижение ёмкости). Оставлять батарею в разряженном состоянии не рекомендуется: в этом случае вода испаряется, и открываются пластины. А дальше все, как описано выше.
Саморазряд увеличивается от высокой температуры, грязи и электролита (воды) на крышке батареи. Еще одна причина возникновения паразитных токов – неодинаковая плотность электролита в разных банках и на разных уровнях. Это может произойти после доливки большого количества воды. Чтобы избежать неприятностей, зарядите аккумулятор или проедьте на машине, чтобы плотность раствора сравнялась. Есть еще один совет: доливайте дистиллированную воду в аккумулятор при работающем двигателе. Это обеспечит ее перемешивание с кислотой.
Ускорение электролиза способствует уплотнению активной массы. Этой “болезнью” страдают отрицательные пластины, активная масса которых во время эксплуатации постепенно уплотняется, а ее пористость уменьшается. Доступ электролита внутрь отрицательных пластин затрудняется, что снижает ёмкость батареи. К тому же уплотнение активной массы может сопровождаться образованием трещин и отслаиванием.
Пластины коробятся при увеличении силы зарядного тока, при коротком замыкании, понижении уровня электролита, частом и продолжительном включении стартера, когда батарея нагружается разрядным током большой силы. Чаще короблению подвержены положительные пластины, при этом в их активной массе образуются трещины, и она (активная масса) начинает выпадать из решеток.
Причиной выпадения активной массы из решеток пластин может стать длительная перезарядка, плохое крепление пластин, вибрация и т.д. Осыпающийся активный слой в конце-концов замыкает пластины, сокращает мощность и срок службы. В современных аккумуляторах пластины помещаются в конверт-сепараторы; осадок выпадает, но короткого замыкания удается избежать.
Летом вентиляционные отверстия забиваются пылью. Чтобы батарея не лопнула и не взорвалась следите за чистотой аккумулятора. Пробки заливных отверстий должны быть плотно закрыты.
Как сохранить свой аккумулятор летом?
Во-первых, следите за уровнем электролита и регулярно доливайте дистиллированную воду. Во-вторых, не оставляйте батарею незаряженной. В-третьих, следите за чистотой корпуса. В-четвертых, следите за состоянием электрической системы автомобиля. Неисправный стартер и генератор совершенно незаметно “подготовят” батарею к зиме и с первыми морозами она откажет.
Если вы планируете заменить аккумулятор, лучше не ждать до осени. В сезон выбор значительно меньше, цены выше, а желающих больше. В любом случае потребуется помощь подготовленного продавца-консультанта. Летом он сможет больше уделить вам времени.
10. Вопросы безопасности
Помните, что опасность возгорания кислорода и водорода, выделяющихся во время зарядки (а также после ее завершения), вполне реальна.
Хотя большинство серьезных производителей оборудуют крышки аккумуляторов ограничителями пламени, призванными предотвратить его попадание внутрь аккумулятора, подобная вероятность по-прежнему сохраняется.
Помните также, что искра возникает не только при отсоединении клеммы. Статического электричества от синтетической одежды может оказаться достаточно, чтобы вызвать взрыв.
Взрыв аккумулятора можно сравнить по мощности с выстрелом из ружья калибра 12мм. Результат представляет собой жуткое зрелище, и происходит это чаще, чем вы можете себе представить. При том, что взрыв, вероятно, не будет смертельным, он может серьезно травмировать вас, особенно лицо, так как осколки пластика разлетаются во все стороны. Поэтому всегда следует быть в защитных очках.
Если вдруг позарез понадобилось отсоединить аккумулятор на машине с работающим мотором (лучше, конечно, не подвергать свой автомобиль таким испытаниям), прежде надо включить как можно больше потребителей электроэнергии: печку, фары, противотуманки, “дворники”. Если этого не сделать, то может сгореть регулятор напряжения, а следом откажет электрооборудование и в том числе – системы управления двигателем. А для начала загляните в инструкции: позволяет ли она вообще производить такую операцию. Ведь на автомобилях некоторых марок, напичканных современной аппаратурой, любое отключение аккумулятора выводит из строя сложные электронные системы.
11. Хранение аккумуляторной батареи
1.снимите аккумулятор с машины (оставьте на машине со снятыми клеммами), очистите от грязи, полностью зарядите.
2.при отсутствии возможности подзарядки во время хранения АКБ можно рекомендовать следующий способ. Электролит в аккумуляторе необходимо заменить 5-процентным раствором борной кислоты. Перед заменой электролита АКБ полностью заряжают, а затем сливают электролит в течение 15 минут. Затем ее сразу же промывают дважды дистиллированной водой, выдерживая воду по 20 минут. После промывки наливают раствор борной кислоты, заворачивают пробки с открытыми вентиляционными отверстиями, вытирают батарею и ставят на хранение. Саморазряд аккумуляторов с раствором борной кислоты практически отсутствует.
Справка
Для приготовления 5-процентного раствора борной кислоты необходимо в 1 литре дистиллированной воды, нагретой до 50…60°С, растворить 50г борной кислоты. Раствор заливают в аккумуляторы при температуре 20…30°С.
Хранить батарею надо при температуре не ниже 0°С, поскольку заливаемый 5-процентный раствор борной кислоты может замерзнуть. А для ввода такой батареи в действие из нее выливают раствор борной кислоты в течение 15…20 минут и сразу же заливают сернокислый электролит плотностью 1.38…1.40 г/см3 для нашей зоны. После 40-минутной пропитки пластин электролитом АКБ можно устанавливать на автомобиль, если плотность электролита не уменьшилась ниже 1.24…1.25 г/см3. Если она стала ниже, следует откорректировать плотность отбором слабого раствора и добавлением электролита плотностью 1.40 г/см
12. Приложения
12.1. Реанимация аккумулятора
Реанимация аккумулятора. Старый фирменный аккумулятор может послужить еще, если его правильно восстановить! Итак, начнём. Имеем на руках убитый или почти убитый аккумулятор.
Нам понадобятся некоторые материалы и инструменты:
1) Свежий электролит (номинальной + желательно повышенной плотности)
2) Дистиллированная вода.
3) Измеритель плотности электролита (ареометр). Например ареометр производства НПП “Орион CПб”
5) Маленькая клизма (простите, надо!) и пипетка для наливных целей.
6) Нагрузочная вилка. НПП “Орион СПб” производит 4 модели: от простых и дешевых НВ-01, НВ-02, до профессиональных НВ-03, НВ-04.
Для начала определимся с возможными неисправностями:
1) Засульфатированность пластин – ёмкость аккумулятора падает почти до нуля.
2) Разрушение угольных пластин – при зарядке электролит становится черным.
3) Замыкание пластин – электролит в одной из секций аккумулятора выкипает, секция греется. (Тяжелый случай, но иногда небезнадежный)
4) Перемёрзший аккумулятор – распухшие бока, электролит при заряде сразу вскипает (многочисленные замыкания пластин) – тут уж ничем не помочь, аминь, упокой Господь его душу!
Начнем с конца списка. (п.3) При замыкании пластин ни в коем случае не пытайтесь его заряжать! Начинаем промывку дистиллированной водой. Не бойтесь переворачивать и трясти аккумулятор, хуже уже не будет. Промывайте его до тех пор, пока не перестанет вымываться угольная крошка (надеюсь, этот момент наступит, иначе прекратите этот мазохизм). При промывке часто замыкание пластин устраняется, и мы переходим от пункта (3) к пункту (2). После промывки и вытряхивания всякого мусора из недр аккумулятора приступаем к пункту (1), а именно к устранению отложений солей на пластинах аккумулятора. Следуйте инструкциям к присадке. Мой опыт может отличаться от того, что вы прочтёте в инструкции. Далее я делаю так:
1) Заливаем аккумулятор электролитом номинальной плотности (1.28 г/см3).
2) Добавляем присадку, исходя из объёма аккумулятора (см. инструкцию)
3) Даём электролиту выдавить воздух из секций, а присадке – раствориться в течении 48 часов (!), при необходимости доливаем электролит до номинального уровня. Кстати, присадку можно растворить в электролите до заливки в аккумулятор, если, конечно, она хорошо растворяется.
4) Подключаем зарядное устройство (не забудьте снять пробки!). НО МЫ НЕ БУДЕМ ЕГО ЗАРЯЖАТЬ! НЕ СЕЙЧАС! Сначала мы будем гонять его по циклу “зарядка-разрядка”, иначе “тренировка”, то есть заряжать и разряжать его, пока не восстановится нормальная ёмкость. Выставляем ток зарядки в районе 0.1- 0.2 А и следим за напряжением на клеммах. Не давайте электролиту кипеть или нагреться! Если необходимо, уменьшите зарядный ток, пузырьки газа и перегрев разрушают аккумулятор! Заряжайте, пока напряжение на клеммах аккумулятора не достигнет 2.3 – 2.4В на каждую секцию, т.е. для 12-вольтового аккумулятора – 13.8-14.4 В.
5) Уменьшаем зарядный ток вдвое и продолжаем зарядку. Зарядку аккумулятора прекращаем, если в течении 2 часов плотность электролита и напряжение на клеммах остаются неизменными.
6) Доводим плотность до номинальной доливкой электролита повышенной плотности (1.4) или дистиллированной воды.
7) Разряжаем аккумулятор через лампочку током примерно в 0.5А до падения напряжения на клеммах до 1.7В на элемент. Для 12-вольтового аккумулятора эта величина составит 10.2В, для 6-вольтового 5.1 соответственно. Из имеющихся величин тока разряда и времени разряда вычисляем ёмкость нашего аккумулятора. Если она ниже номинальной (4 ампер-часа), то:
Повторяем цикл заряда с начала до тех пор, пока ёмкость аккумулятора не приблизится к номинальной.
9) Добавляем в электролит ещё немного присадки и закрываем отверстия аккумулятора. ВСЁ!!! Мы имеем на руках рабочий аккумулятор, который, иногда способен проработать дольше китайского!
Дальше обращаемся с аккумулятором, как положено.
12.2. Ещё несколько способов, основанных на использовании электрического тока.
Способ первый – простой. Электролит заменить дистиллированной водой и зарядить аккумулятор или батарею очень небольшим (примерно 0.01 ёмкости) током. При этом в банках степень сульфатации снижается и образуется электролит, который заменять не нужно. После двух часов зарядки ее прекращают на такое же время. А затем снова повторяют.
Доказано, что после одного-трех таких циклов степень сульфатации резко снижается.
Второй способ – наиболее трудоемкий, но в безвыходном положении его тоже можно применить. Он химический, включает следующие операции: заряд батареи в течение 2…3 часов, слив электролита из банок, двух-трехкратная их промывка дистиллированной водой, заправка 2.5-процентным (25 г на 1 л) раствором питьевой соды и выдержка в течение 2…3 часов, слив раствора, заправка 2…3-процентным раствором повареной соли, заряд батареи в течение 1ч, слив раствора, промывка 4-процентным раствором питьевой соды, полный (из расчета 150-процентной ёмкости) заряд батареи, третья промывка банок, заправка их электролитом, полный (150-процентной ёмкости) заряд батареи.
Определение реальной ёмкости аккумулятора ноутбука
После того, как моя батарея от ноутбука Dell Vostro 1015n полностью вышла из строя, я решил купить новую, но не оригинальную, так как ее стоимость составляла $129.99, что равно стоимости самого ноутбука (ноутбуку больше 6-ти лет). Заказал я китайский аналог за $16.5. Через несколько недель пришла посылка. Внешне батарея не отличалась от оригинальной.
Оригинальная батарея:
Китайский аналог:
Как видно из этикеток, ёмкость китайской батареи примерно равна 5200mAh×11.1V≈58Wh (примерно равна потому, что напряжение в реальности не постоянная величина), а оригинальной составляет всего 48Wh. Я догадывался, что реальная ёмкость будет ниже, и у меня возникло желание выяснить на сколько.
Сперва я протестировал батарею по методике описанной в статье, посвященной определению ёмкости и степени износа аккумуляторной батареи ноутбука.
Портативная Aida64 показала, что паспортная (вшитая в микроконтроллер батареи) ёмкость равна 48840mWh (48.84Wh) что уже отличается от надписи на этикетке 🙂
Стандартная консольная утилита Windows:
powercfg /energy
показала такой же результат (часть отчёта из файла “energy-report.html”):
Порадовало то, что степень износа батареи равна 0%. Но меня интересовала немного другая задача: экспериментально определить реальную фактическую ёмкость батареи. В поисках подходящего инструмента я остановился на бесплатном для личного пользования приложении BatteryMon, отлично подходившим для решения поставленной задачи.
Приложение являет собой счетчик электроэнергии, потребляемой ноутбуком, в реальном времени. Среди множества различных полезностей программы больше всего меня интересовала желтая панелька на которой отображалась оставшийся/полный заряд батарейки (Capacity), падение/прирост заряда во время разрядки/зарядки (Capacity drop/ Capacity gain) и мгновенная мощность при разрядке/зарядке (Discharge rate /Charge rate). Мгновенная мощность при разрядке – это мощность ноутбука, развиваемая в данный момент времени. Интересно наблюдать за этой величиной при нагрузке на процессор 🙂
Установив новую батарею я увидел, что её ёмкость равна 54%. Я дал ноутбуку возможность разрядить её до 8% (такое требование в инструкции к батарее). Затем перезапустил программу и зарядил ноутбук до 100%.
Учитывая то, что батарея уже имела остаточных 8% заряда, несложными математическими расчетами определил, что полная реальная ёмкость батареи составляет:
(44888mWh/(100%-8%))×8%+44888mWh=48791mWh или 48791mWh/11.1V≈4396mAh.
Это меньше того, что написано на этикетке, но чуть больше ёмкости оригинальной батареи, что не может не радовать 🙂
Затем я проследил за разрядом батареи, для этого я отключил сетевой адаптер питания, перезапустил программу BatteryMon и разрядил батарею до 10%.
По аналогичному выше примеру рассчитал полную реальную ёмкость батареи:
(44855mWh/(100%-10%))×10%+44855mWh=49839mWh или 49839mWh/11.1V≈4490mAh.
При разрядке цифры оказались даже несколько выше! Такой результат я связываю с не совсем корректным замером заряда при зарядке аккумулятора, про что свидетельствует скачок в районе 90 — 100% при первой зарядке (см. рисунок выше). Думаю, это связано с логикой работы контроллера батареи, так как именно от него операционная система, и соответственно программа BatteryMon, по специальному 9-pin (в случае для моего ноутбука) интерфейсу получает сведения от батареи.
Но, не смотря на это, в целом я остался доволен: получил батарею которая держит так же, как и когда-то держала оригинальная, когда была новая, а это больше 4-х часов непрерывной работы в браузере при яркости экрана чуть ниже средней.
Среди возможностей программы BatteryMon хотелось бы отметить функцию отображения прошедшего и оставшегося времени работы ноутбука от батареи, а также полезную опцию просмотра сведений о батарее (производитель, ёмкость в mWh и mAh, напряжение и др.).
Как состояние аккумулятора влияет на производительность iPhone — Блог re:Store Digest
Изношенный аккумулятор не способен выдавать мощность, необходимую для работы iPhone на максимальной производительности. Поэтому iPhone может замедлять свою работу, предотвращая неожиданное выключение устройства. В iOS 11.3 вы можете узнать состояние своего аккумулятора, определить необходимость его замены, а также отключить замедление, если оно активно на вашем устройстве.
Какие аккумуляторы используются в iPhone
В iPhone используются литий-ионные аккумуляторы, которые обеспечивают максимально быструю зарядку, долгую разрядку и компактные габариты. Эта наиболее современная технология, которая доступна производителям смартфонов сегодня.
Литий-ионный аккумулятор состоит из электродов — катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге. Они разделены пористым сепаратором, пропитанным электролитом, и помещены в герметичный корпус.
Переносчиком заряда в литий-ионных аккумуляторах является положительно заряженный ион лития, который может внедряться в кристаллическую решётку других материалов с образованием химической связи.
Впервые литий-ионные аккумуляторы начали использовать в 1991 году. С тех пор они стали самым популярным источником энергии в портативных устройствах: ноутбуках, цифровых фотоаппаратах, видеокамерах, плеерах и смартфонах.
Каждый аккумулятор — это одновременно и сложный технологический продукт, и расходный материал с ограниченным сроком службы. Со временем емкость и производительность этого элемента питания снижаются, тогда его нужно заменить.
Что нужно знать о химическом старении аккумуляторов
Срок службы аккумулятора iPhone зависит от количества циклов полной перезарядки устройства, а также от условий, в которых оно используется. Рекомендуется сократить время работы со смартфоном при критических температурах — меньше 0°C и больше 35°C.
Если вы не планируете использовать iPhone на протяжении большого промежутка времени, храните его заряженным до 50% и исключите попадание прямых солнечных лучей. Это поможет увеличить срок службы аккумулятора.
Со временем падает максимальная емкость аккумулятора iPhone, поэтому устройство приходится заряжать чаще. Вместе с ней уменьшается и производительность аккумулятора, которую также называют его пиковой мощностью.
Для правильной работы iPhone у него должна быть возможность мгновенно получать питание от аккумулятора. Одним из атрибутов, который влияет на такую мгновенную отдачу заряда, является полное сопротивление аккумулятора.
Полное сопротивление аккумулятора увеличивается по мере его химического старения, в состоянии низкого уровня заряда и при температуре окружающей среды меньше 0°C. При большом химическом возрасте влияние полного сопротивления усиливается.
Как предупреждается выключение старых iPhone
Для правильной работы электронных компонентов iPhone нужно определенное минимальное напряжение. К таким компонентам относятся внутренний накопитель данных устройства, цепи питания и сам аккумулятор.
Система управления питанием определяет способность аккумулятора поставлять необходимое питание и управляет нагрузкой для обеспечения операций. Если мощности питания не хватает, iPhone отключается для обеспечения безопасности комплектующих.
Чтобы предотвратить неожиданное выключение устройства, iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE, iPhone 7 и iPhone 7 Plus могут динамически контролировать свою пиковую производительность.
Если iPhone неожиданно выключится из-за старого аккумулятора, то автоматически активируется функция динамического контроля пиковой производительности. Она работает на базе данных наблюдения за температурой устройства, состоянием заряда аккумулятора и его полным сопротивлением. Если переменные требуют этого, iOS снижает скорость работы iPhone таким образом, чтобы не допустить его внезапного отключения. Это может проявляться как, например, замедление запуска программ, снижение частоты кадров при прокрутке.
При этом не страдают качество сотовой связи и пропускная способность сети, фото- и видеовозможности iPhone, производительность GPS и точность геолокации, а также гироскоп, акселерометр, барометр и Apple Pay.
Как определить износ вашего аккумулятора и отключить динамическое управление производительностью
В iOS 11.3 система контроля состояния аккумулятора и его влияния на производительность iPhone получила обновление. Теперь вы можете самостоятельно определить необходимость его замены.
Исчерпывающая информация по поводу состояния аккумулятора находится в меню «Настройки» > «Аккумулятор» > «Состояние аккумулятора (бета-версия)».
Если на вашем iPhone включена функция динамического управления производительностью, то здесь можно отключить её. Для этого воспользуйтесь кнопкой «Отключить…» в нижней части данного экрана.
После отключения функции iPhone может работать быстрее обычного. С другой стороны, он может неожиданно выключиться. Если это произойдёт, то управление производительностью автоматически активируется обратно. При желании вы сможете снова отключить его в настройках.
Аккумулятор iPhone рассчитан на сохранение 80% емкости в среднем на протяжении 500 циклов полной перезарядки при соблюдении температурного режима использования. Его фактическая емкость указывается в этом меню.
После падения емкости аккумулятора до 79% и ниже, при его регулярных отключениях и постоянно активной функции управления производительностью его необходимо заменить. Для этого обратитесь в один из официальных сервисных центров Apple.
Емкость аккумулятора – обзор
20.2.3 Емкость аккумулятора
Емкость аккумулятора соответствует количеству электрического заряда, который может быть накоплен во время заряда, сохранен во время пребывания в разомкнутой цепи и высвобожден во время разрядки обратимым образом . Он получается путем интегрирования тока разряда, начиная с полностью заряженной батареи и заканчивая процесс разряда при определенном пороге напряжения, часто обозначаемом как напряжение отсечки или U cut_off , достигнутом в момент t cut_off .В этом случае она обозначается как разрядная емкость или C d , а в случае электрохимии свинцово-кислотных аккумуляторов она может быть выражена как
(20,5) Cd = ∫0tcut_offIdt = −2FMPbO2 (mPbO2initial − mPbO2cut_off ) = – 2FMPb (mPbinitial − mPbcut_off)
Уравнение (20.5) показывает, что емкость батареи пропорциональна количеству активных материалов, которые могут быть преобразованы электрохимически, пока напряжение батареи не достигнет порогового значения U cut_off .Знак разрядной емкости отрицательный; однако на практике его значение рассматривается как модуль. Когда батарея разряжается постоянным током, ее емкость определяется формулой C d = I · t d , где t d – продолжительность разряда. Когда последнее выражается в часах, типичной единицей измерения емкости аккумулятора является ампер-час.
Разрядная емкость новой батареи (т. Е. До заметного начала деградации батареи) является функцией температуры и профиля тока разряда.Основным этапом разработки каждого алгоритма управления батареями является оценка зависимости разрядной емкости от тока и температуры. Обычно это делается путем подвергания одной или нескольких идентичных батарей или элементов нескольких циклов заряда / разряда при постоянной температуре с использованием гальваностатического разряда с разными токами разряда и фиксированным режимом полной перезарядки. Процедура повторяется при нескольких разных температурах. При разработке такого плана экспериментов следует учитывать типичную скорость разрушения батареи при циклическом включении.Для аккумуляторов, скорость старения которых в режиме глубокого цикла высока (например, свинцово-кислотные аккумуляторы с тонкими пластинами и решетками, не содержащими сурьмы), количество таких глубоких циклов определения характеристик должно быть меньше, а количество экспериментальных точек на батарею должно быть ограничено. может быть компенсировано тестированием большего количества батарей.
Зависимость разрядной емкости от тока разряда часто соответствует уравнению Пейкерта [2]:
(20.6a) Cd = K · I1 − n
, где K и n – эмпирические константы.Коэффициент n сильно зависит от конструкции электродов. Например, свинцово-кислотные батареи с толстыми пластинами имеют значение n в диапазоне 1,4 [3], а для конструкций с более тонкими пластинами n находится в диапазоне 1,20–1,25 [4]. Для таких технологий, как литий-ионные батареи, где пластины очень тонкие (в диапазоне 0,2–0,3 мм), значение n близко к 1 [5]. В этом случае уравнение Пойкерта и соответствующие экспериментальные данные могут быть представлены с использованием продолжительности разряда t d вместо емкости:
(20.6b) td = K · I − n
Когда экспериментальные данные t d (I) построены в двойных логарифмических координатах, уравнение (20.6b) преобразуется в прямую линию с наклоном, равным к коэффициенту n . Уравнение Пейкерта демонстрирует одну и ту же тенденцию почти для всех типов первичных и аккумуляторных батарей – чем выше ток разряда, тем меньше емкость. Последнее с электрохимической точки зрения соответствует меньшему количеству активных материалов, превращающихся в продукты разряда.В технологии аккумуляторов степень этого преобразования обозначается как «использование активных материалов». Уменьшение использования активных материалов при высоких токах разряда очень часто можно приписать эффектам диффузии. Например, в случае разряда свинцово-кислотной батареи (уравнения (20.1a) и (20.1b)) серная кислота, необходимая для преобразования PbO 2 и Pb в PbSO 4 , должна диффундировать из объема электролита. к геометрической поверхности электрода, а затем внутрь его пористого объема.При высоких токах разряда электролит из объема элемента, расположенного между пластинами батареи, не успевает диффундировать внутри объема пластин, где он быстро истощается из-за электрохимических реакций. Это приводит к развитию локальных градиентов концентрации и появлению диффузной поляризации [6]. Последнее вызывает быстрое снижение напряжения разряда ячейки. По логике вещей, мы можем достичь большей емкости при более высоких токах только в аккумуляторных технологиях, использующих конструкции ячеек с более тонкими пластинами, где диффузия происходит быстрее.
Уравнение Пейкерта имеет различный диапазон применимости для каждой аккумуляторной технологии – для очень высокого и очень низкого тока разряда оно больше не действует. Следует отметить, что точный алгоритм BMS должен также полагаться на набор параметров n и K , измеренных для конкретного типа батареи, используемой в энергетической системе, т. Е. Пара «батарея плюс BMS» ведет себя как ключ и замочная скважина.
Уравнение (20.6b) можно использовать для объяснения терминов «номинальная емкость» и «номинальный ток», которые часто используются в аккумуляторной практике.Здесь «номинальный» соответствует выбору тока, который соответствует заданной продолжительности разряда (или желаемой автономности), или наоборот – как долго мы будем работать от батареи при приложенном токе разряда. Таким образом, ток, соответствующий 20-часовому разряду, обозначается как 20-часовой номинальный ток или I 20 (или I 20h ). Когда последнее умножается на 20 часов, произведение обозначается как 20-часовая номинальная производительность C 20 (C 20h ).
Другой термин, связанный с емкостью батареи, – это «номинальная емкость» (или емкость, указанная на паспортной табличке), обозначенная как C n . Определение C n часто связано с определенным приложением или стандартом тестирования батарей. Например, номинальная емкость свинцово-кислотных аккумуляторов для запуска, освещения и зажигания обычно совпадает с 20-часовой номинальной емкостью C 20h . Номинальная емкость может использоваться для выражения плотности тока заряда и разряда в виде рейтинга C, представленного как отношение между номинальной емкостью и “ целевой ” длительностью разряда или заряда (последняя отличается от реальной продолжительности заряда или продолжительности заряда). увольнять).Таким образом, для тока, предназначенного для зарядки или разрядки аккумулятора в течение 10 часов, плотность тока выражается как C n /10 час. Более высокие токи, такие как C n /1 ч, обозначаются как 1 C, C n 900 10/30 мин как 2 C, C n 900 10/15 мин как 4 C и т. Д. позволяет применять одинаковые условия тестирования к батареям разного размера и надежно сравнивать полученные результаты. Удобство такого подхода связано с большой разницей между возможностями тестирования аккумуляторов в лаборатории, которая занимается разработкой BMS, и фактическими размерами установки для аккумулирования энергии.Обычно стенды для проверки аккумуляторных батарей предназначены для проверки ячеек в диапазоне напряжений 0–5 В и тока ± 5–50 А (чем выше ток, тем дороже оборудование). Во многих реальных аккумуляторных установках для хранения возобновляемой энергии и поддержки сети типичный диапазон постоянного напряжения составляет 400 В, а токи могут достигать 500–1000 А в случае, когда используются огромные аккумуляторные элементы, что свидетельствует о том, что BMS фактически экстраполирует лабораторные характеристики элементов и батарей меньшего размера, чтобы контролировать и прогнозировать работу крупногабаритных аккумуляторов энергии.
Аккумулятор iPhone и производительность – Поддержка Apple
При низком уровне заряда аккумулятора, более высоком химическом возрасте или более низких температурах пользователи с большей вероятностью столкнутся с неожиданными отключениями. В крайних случаях отключения могут происходить чаще, что делает устройство ненадежным или непригодным для использования. Для iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE (1-го поколения), iPhone 7 и iPhone 7 Plus iOS динамически управляет пиками производительности, чтобы предотвратить неожиданное выключение устройства, чтобы iPhone все еще мог работать. использовал.Эта функция управления производительностью специфична для iPhone и не применяется к другим продуктам Apple. Начиная с iOS 12.1, iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X включают эту функцию; iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR включают эту функцию, начиная с iOS 13.1. Влияние управления производительностью на эти новые модели может быть менее заметным из-за их более совершенного аппаратного и программного обеспечения.
Это управление производительностью работает на основе комбинации температуры устройства, состояния заряда аккумулятора и сопротивления аккумулятора.Только если этого требуют эти переменные, iOS будет динамически управлять максимальной производительностью некоторых компонентов системы, таких как ЦП и ГП, чтобы предотвратить неожиданные отключения. В результате рабочие нагрузки устройства будут самобалансироваться, что позволит более плавно распределять системные задачи, а не производить более крупные и быстрые всплески производительности сразу. В некоторых случаях пользователь может не заметить никаких различий в повседневной производительности устройства. Уровень воспринимаемых изменений зависит от того, насколько управление производительностью требуется для конкретного устройства.
В случаях, когда требуются более экстремальные формы этого управления производительностью, пользователь может заметить такие эффекты, как:
- Более длительное время запуска приложения
- Пониженная частота кадров при прокрутке
- Затемнение подсветки (может быть отключено в Центре управления)
- Уменьшить громкость динамика до -3 дБ
- Постепенное снижение частоты кадров в некоторых приложениях
- В самых крайних случаях вспышка камеры будет отключена, как видно в пользовательском интерфейсе камеры
- Приложения, обновляющиеся в фоновом режиме, могут потребовать перезагрузки при запуске
Эта функция управления производительностью не влияет на многие ключевые области.Некоторые из них включают:
- Качество сотовой связи и пропускная способность сети
- Качество снятых фото и видео
- Характеристики GPS
- Точность местоположения
- Датчики, такие как гироскоп, акселерометр, барометр
- Apple Pay
Из-за низкого уровня заряда аккумулятора и более низких температур изменения в управлении производительностью являются временными. Если аккумулятор устройства химически состарился достаточно долго, изменения в управлении производительностью могут быть более длительными.Это связано с тем, что все аккумуляторные батареи являются расходными материалами и имеют ограниченный срок службы, и в конечном итоге их необходимо заменить. Если это повлияло на вас и вы хотите повысить производительность своего устройства, может помочь замена аккумулятора устройства.
DC 12V 24V 36V 48V 72V Измеритель батареи, индикатор индикатора напряжения монитора емкости батареи, тестер свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторов, для гольф-кара RV Marine Boat Club Автомобильный мотоцикл – с сигнализацией, синий –
Цвет: Синий
Этот измеритель батареи широко используется в свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторах.
Может определять емкость и напряжение аккумулятора.
С функцией мгновенного оповещения при низком уровне заряда батареи.
Лучший друг для вашего гольфмобиля, автофургона, яхты, клубного автомобиля, мотоцикла.
Широкий диапазон рабочего напряжения, 12-84 В постоянного тока
3 модели на выбор с помощью функциональной кнопки: емкость аккумулятора, напряжение в реальном времени и выключение
“Новая функция мигающего сигнала тревоги запускается автоматически, когда емкость аккумулятора меньше 20%.
Четкий и яркий цифровой ЖК-дисплей, водостойкий экран из ПВХ
Защита от обратного тока, процент электричества, значение напряжения точного отображения, точность напряжения 1%
Низкое энергопотребление
Компактный и портативный, с подключением к батарее , подключи и работай легко
Технические параметры:
Рабочее напряжение: 12-84 В постоянного тока
Рабочий ток:
Рабочая температура: 0 ℃ -40 ℃
Дисплей: емкость / напряжение
Подсветка: синий
Материал: ABS
Размеры изделия (ШхГхВ): 2.41 “x1,31” x0,53 “/ 61,3 x 33,3 x 13,5 мм
Размеры монтажного отверстия (Ш x Г) 2,3″ x 1,12 “/ 58,5 x 28,5 мм
Метод установки: с пряжкой, винты не требуются; поддержка Клеммный провод 30 см, простой в обслуживании
Вес нетто: 0,7 унции / 20 г
Применимые характеристики аккумулятора:
Свинцово-кислотный аккумулятор 12 В, 24 В, 36 В, 48 В; литий-ионный аккумулятор серии 3-15
Применимый тип аккумулятора:
Трехкомпонентный литиевый аккумулятор, полимерный литий-ионный аккумулятор, литий-ионный аккумулятор, аккумулятор, водяной аккумулятор
Применение:
Подходит для портативных устройств, тележки для гольфа, автофургона, морского транспорта, лодки, клубного автомобиля, мотоцикла, автомобиля, велосипеда, скутера , грузовик, средство передвижения, водные лыжи, вилочный погрузчик, электромобиль, балансировочная машина, самобалансирующаяся машина
В коплект входит:
1 х счетчик батареи постоянного тока
1 х клеммный провод
Литийvs.Свинцово-кислотный: емкость и эффективность аккумулятора
Литий-ионные батареиобычно ценятся за их меньший вес, меньший размер и более длительный срок службы по сравнению с традиционными свинцово-кислотными батареями. Если вам требуется аккумулятор, обеспечивающий большее время работы, лучшим вариантом будет выбрать литий-ионный аккумулятор глубокого разряда.
Следующие ниже факты о литиевых и свинцово-кислотных аккумуляторах демонстрируют огромную разницу в полезной емкости аккумулятора и эффективности зарядки между этими двумя вариантами аккумуляторов:
Свинцово-кислотные батареи Теряют емкость при высокой скорости разряда ЗаконПойкерта описывает, как на емкость свинцово-кислотных аккумуляторов влияет скорость их разряда.По мере увеличения скорости разряда полезная емкость аккумулятора уменьшается.
Типичная емкость аккумулятора измеряется током, который требуется для полной разрядки за 20 часов. Если ток разряда вашего приложения превышает 20-часовую норму производителя, закон Пейкерта объясняет, почему емкость аккумулятора значительно снижается.
Однако этот закон не выполняется для литий-ионных батарей из-за высокого уровня эффективности технологии. Емкость литий-ионного аккумулятора остается удовлетворительной в течение многих лет после установки, независимо от скорости разряда.
Литий-ионные батареи имеют более высокую полезную емкостьВо многих применениях свинцово-кислотные батареи рассчитаны на 50-процентную глубину разряда, чтобы продлить срок службы батарей. Это означает, что вы занимаетесь вдвое больше места и добавляете дополнительные расходы, что не является эффективным вариантом.
Перезаряжаемые литий-ионные батареиимеют КПД 99 процентов и предлагают гораздо более высокую полезную емкость при том же номинальном значении ампер-часов (А-ч). Литий-ионная технология обычно обеспечивает на 20-50 процентов больше полезной емкости и времени работы в зависимости от тока разряда.
Это позволяет заменить свинцово-кислотную батарею на литий-ионную батарею гораздо меньшего размера и меньшей емкости для достижения аналогичных результатов и времени работы. Кроме того, срок службы литий-ионных аккумуляторов намного превышает срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов.
Эффективность зарядки литий-ионных аккумуляторов сокращает время простояАлгоритм свинцово-кислотной зарядки имеет несколько специально разработанных этапов. Эти этапы обеспечивают правильную зарядку аккумулятора для максимального увеличения срока службы и производительности аккумулятора.В то же время это тоже медленный процесс.
Внутреннее сопротивление свинцово-кислотной батареи тем выше, чем глубже она разряжена. Итак, алгоритм зарядки предназначен для медленной зарядки аккумулятора при более низких уровнях напряжения. Напротив, алгоритм постоянного тока литиевых батарей предпочтительнее из-за высокого КПД и низкого внутреннего сопротивления. Это означает, что вы можете заряжать по гораздо более высокой ставке. В свою очередь, это сокращает время простоя и увеличивает время работы.
Литий-ионные аккумуляторыобладают множеством преимуществ, которые делают их более разумным выбором по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами.Значительное количество литий-ионных аккумуляторов также предлагают более высокую ценность в зависимости от цены, в зависимости от вашего приложения.
Все приложения выигрывают от более высокой эффективности батареи при использовании литий-ионных аккумуляторов. Независимо от того, питаете ли вы высокотехнологичную электронику, управляете электромобилем или заряжаете солнечные батареи для своего дома, разумно выбрать эффективность литий-ионных аккумуляторов.
BU-402: Что такое C-rate? – Battery University
Посмотрите, как масштабируются скорости заряда и разряда и почему это важно.Скорость заряда и разряда батареи регулируется показателем C-rate. Емкость батареи обычно оценивается в 1С, что означает, что полностью заряженная батарея номиналом 1 Ач должна обеспечивать 1 А в течение одного часа. Та же батарея, разряженная при 0,5 ° C, должна обеспечивать ток 500 мА в течение двух часов, а при 2 ° C – 2 А в течение 30 минут. Потери при быстром разряде сокращают время разряда, и эти потери также влияют на время заряда.
C-rate 1C также известен как одночасовая разрядка; 0.5C или C / 2 – это двухчасовая разрядка, а 0.2C или C / 5 – это 5-часовая разрядка. Некоторые высокопроизводительные батареи можно заряжать и разряжать выше 1С при умеренной нагрузке. Таблица 1 иллюстрирует типичное время при различных C-скоростях.
| C-скорость | Время |
|---|---|
| 5C | 12 мин |
| 2C | 30 мин |
| 1C | 9015C или C / 22h |
| 0,2C или C / 5 | 5h |
| 0,1C или C / 10 | 10h |
| 0,05C или C / 20 | 20h |
Емкость аккумулятора или количество энергии, которое может удерживать аккумулятор, можно измерить с помощью анализатора аккумуляторов. (См. BU-909: Оборудование для тестирования аккумуляторов) Анализатор разряжает аккумулятор калиброванным током, одновременно измеряя время до достижения напряжения конца разряда.Для свинцово-кислотных аккумуляторов окончание разряда обычно составляет 1,75 В на элемент, для NiCd / NiMH – 1,0 В на элемент и для литий-ионных аккумуляторов – 3,0 В на элемент. Если батарея емкостью 1 Ач обеспечивает 1 А в течение одного часа, анализатор, отображающий результаты в процентах от номинального значения, покажет 100 процентов. Если разряд длится 30 минут до достижения напряжения отключения конца разрядки, то емкость аккумулятора составляет 50 процентов. Стоимость новой батареи иногда переоценивается, и ее емкость может превышать 100 процентов; другие недооценены и никогда не достигают 100% даже после заливки.
При разряде батареи анализатором батареи, способным применять различные значения C, более высокая скорость C приведет к более низкому показанию емкости и наоборот. При разрядке батареи 1 Ач с более высокой скоростью 2C, или 2A, в идеале батарея должна обеспечить полную емкость за 30 минут. Сумма должна быть такой же, поскольку одинаковое количество энергии распределяется за более короткое время. В действительности внутренние потери превращают часть энергии в тепло и снижают результирующую мощность примерно до 95 процентов или меньше.Разряд той же батареи при 0,5 ° C или 500 мА в течение 2 часов, вероятно, увеличит емкость до более 100 процентов.
Чтобы получить достаточно хорошие показания емкости, производители обычно оценивают щелочные и свинцово-кислотные батареи как очень низкие 0,05 ° C или 20-часовую разрядку. Даже при такой низкой скорости разряда свинцово-кислотные батареи редко достигают 100-процентной емкости, так как номиналы аккумуляторов переоценены. Производители предоставляют компенсацию емкости для корректировки несоответствий, если она разряжается с более высокой скоростью, чем указано.(См. Также BU-503: Как рассчитать время работы от батареи) На рисунке 2 показано время разряда свинцово-кислотной батареи при различных нагрузках, выраженное в C-rate.
Из-за вялого поведения свинцово-кислотная кислота рассчитана на 0,2 ° C (5 часов) и 0,05 ° C (20 часов).
Хотя свинцовые и никелевые батареи могут разряжаться с высокой скоростью, схема защиты предотвращает разряд литий-ионного элемента питания при температуре выше 1 ° C.Ячейка питания с активным материалом из никеля, марганца и / или фосфата может выдерживать скорость разряда до 10 ° C, и порог тока устанавливается соответственно выше.
Батареи в портативном мире
Материал по Battery University основан на обязательном новом 4-м издании « Batteries in a Portable World – A Handbook on Batteries for Non-Engineers », которое доступно для заказа через Amazon.com.
Емкость аккумулятора
Емкость аккумулятораВот некоторые консервативные значения мощности для щелочно-марганцевой кислоты хорошего качества. диоксидные батареи доступны в местном продуктовом магазине.
| Тип батареи | Вместимость (мАч) | Типичный слив (мА) |
| D | 13000 | 200 |
| С | 6000 | 100 |
| AA | 2400 | 50 |
| AAA | 1000 | 10 |
| N | 650 | 10 |
| 9 Вольт | 500 | 15 |
| 6 Вольт Фонарь | 11000 | 300 |
Емкость батареи будет лучше при меньших токах утечки.Чтобы определить Срок службы батареи, разделите емкость на фактический ток нагрузки, чтобы получить часы работы. А Схема, потребляющая 10 мА от прямоугольной батареи на 9 В, будет работать около 50 часов: 500 мАч / 10 мА = 50 часов Напряжение щелочных элементов постоянно падает с использование от 1,54 вольт до примерно 1 вольта в разряженном состоянии. Напряжение около 1,25 вольт при точка сброса 50%. Емкость щелочных элементов немного увеличивается при нагревании. и производительность значительно падает при температурах ниже точки замерзания.Меркурий и серебро оксидные батареи имеют почти вдвое большую емкость, чем щелочные батареи того же размера, но текущие рейтинги значительно ниже. Щелочные батареи также имеют хороший срок хранения. что делает их идеальными для домашних электронных проектов. Аккумуляторы имеют меньше емкость, чем у первичных ячеек, как показано на следующей диаграмме. Эта диаграмма показывает емкость в процентах от емкости щелочной батареи тех же размеров.
| Тип батареи | % Вместимость |
| Свинцово-кислотный | 35 |
| Никель-кадмиевый | 30 |
| Серебро-цинк | 85 |
Новый тип перезаряжаемых щелочных батарей выходит на рынок во время это письмо и может предложить лучшее соотношение цены и качества, чем ni-cads.Никель-кадмиевые элементы имеют номинальное напряжение 1,2 В и обычно заряжаются при 1/10 ампер-часа. В зарядка занимает более 10 часов, так как эта скорость зарядки может зависеть от зарядки. неэффективность. Полная зарядка обычно занимает не менее 14 часов. Специальные ячейки Ni-CAD могут выдерживают скорость зарядки, приближающуюся к номинальной ампер-часу, но специальные зарядные устройства, которые сокращают требуется зарядный ток, когда аккумулятор нагревается. Свинцово-кислотные клетки имеют номинальное напряжение 2 В и может заряжаться с высокой скоростью, обычно выше ампер-часа темп.Зарядное устройство может быть простым источником напряжения с ограничением по току, обеспечивающим 2,33 В на каждый. ячейка при комнатной температуре с температурным коэффициентом -4 мВ / C.
Разные емкости аккумуляторов
| Тип батареи | мАч | Типовой слив | Банкноты |
| 223 Литий-марганцевый, 6 В | 1500 | 50 мА | Отлично подходит для кратковременных высоких токов |
| 28L Литий-марганцевый, 6 В | 160 | 5 мА | Отлично подходит для легких нагрузок |
См .: http: // www1.duracell.com/oem/productdata/default.asp
Емкость аккумулятора в США в 2020 году значительно выросла
2020 год стал важным годом для больших батарей в США, что имеет решающее значение для того, чтобы сети работали на более возобновляемой энергии. Согласно годовому отчету, опубликованному на этой неделе Управлением энергетической информации США (EIA), емкость батареи – показатель того, сколько энергии может мгновенно разрядиться батарея – для крупномасштабных батарей росла беспрецедентными темпами в США.
2020 побил предыдущий рекорд 2018 года
2020 побил предыдущий рекорд, установленный в 2018 году, по наибольшему росту мощности в США с добавлением 489 МВт крупномасштабных аккумуляторных батарей. Это более чем вдвое больше, чем было добавлено в 2018 году. К концу прошлого года в США было 1523 МВт большой емкости аккумуляторных батарей. Для сравнения: самая большая солнечная ферма в США имеет мощность 579 МВт и может вырабатывать достаточно электроэнергии примерно для 255 000 домов.
Это все хорошие новости для возобновляемых источников энергии, но для очистки электросети требуется гораздо больше батарей.«Здорово, что он растет. Но, судя по масштабу сетки, это все еще довольно маленькая капля в море », – говорит Гербранд Седер, профессор материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Беркли. Для перспективы, говорит Седер, общая емкость аккумуляторов в США к концу 2020 года все еще «не превышает одной или двух больших электростанций».
«Еще маленькая капля в море»
Батареи хранят возобновляемую энергию, поэтому ее можно использовать, когда утихают ветры и тускнеет солнечный свет.Они также являются чистой альтернативой «пиковым растениям», работающим на ископаемом топливе, которые периодически появляются в сети, чтобы обеспечить дополнительный сок при высоком спросе. Большие батареи также могут вмешаться, когда в результате стихийного бедствия другой источник энергии отключится. Таким образом, помимо сокращения выбросов парниковых газов, они могут сделать сеть более надежной и устойчивой.
НаЭлектричество в настоящее время приходится четверть выбросов парниковых газов в США. Но чистая сеть может сократить выбросы из других секторов, таких как транспорт и отопление, поскольку автомобили, дома и здания полностью перейдут на электричество.
Администрация Байдена поставила цель к 2035 году сделать энергетический сектор «свободным от углеродного загрязнения», чтобы замедлить и без того катастрофические последствия изменения климата. Этого можно достичь, обратившись к возобновляемым источникам энергии, таким как ветер и солнце. Или цель потенциально может быть достигнута за счет комбинации возобновляемых источников энергии плюс более спорная безуглеродная энергия от атомных станций и электростанций, работающих на ископаемом топливе, в сочетании с технологией, которая улавливает углекислый газ из их выбросов.Но учитывая озабоченность по поводу стоимости, безопасности и загрязнения от ядерной энергии и стратегий улавливания углерода, многие защитники окружающей среды надеются, что батареи могут обеспечить большую долю возобновляемой энергии, питающей сеть.
Стоимость хранения аккумуляторов упала
Стоимость аккумуляторов упала на 72% с 2015 года, как выяснило EIA, что помогает объяснить, почему подавляющее большинство доступных сегодня крупномасштабных аккумуляторных аккумуляторов было введено в эксплуатацию только в течение последних шести лет.По словам Седера, электромобили помогли снизить стоимость литий-ионных аккумуляторов в энергетическом секторе.
По прогнозам, в ближайшие годы по мере снижения затрат емкость аккумуляторов будет быстро расти. Согласно данным, представленным коммунальными предприятиями в EIA, с сегодняшнего дня до 2023 года планируется построить крупномасштабные аккумуляторные батареи мощностью 10 000 МВт. Это в десять раз больше, чем было в 2019 году, и большая часть из них будет подключена к солнечным генераторам.
.