Часто задаваемые вопросы — Определение степени заряженности аккумулятора
Батарею следует поддерживать в заряженном состоянии. Не реже одного раза в 3 месяца, а также в случае ненадёжного пуска двигателя, необходимо проверять степень заряженности по равновесному напряжению разомкнутой цепи (НРЦ) для аккумуляторов S4 Silver и S5 Silver Plus и по плотности ‘электролита для Standard.
Измерение равновесного НРЦ необходимо производить не ранее чем через 8 часов после выключения двигателя. У полностью заряженной батареи величина НРЦ составляет 12,7 — 12,9 Вольт при температуре 20 -25 °С.
Измерение НРЦ производить в помощью высокоомного вольтметра класса точности не ниже 1,0. После измерения НРЦ батареи следует установить степень её заряженности по табл.1 с учётом температуры окружающей среды.
| Степень заряженности | Степень заряженности(*) | Напряжение на аккумуляторной батарее В (***) | |||||
| 100% | 0% | 1,28 | 12,7 | ||||
| 80% | 20% | 1,245 | 12,5 | ||||
| 60% | 40% | 1,21 | 12,3 | ||||
| 40% | 60% | 12,1 | |||||
| 20% | 80% | 1,14 | 11,9 | ||||
| 0% | 100% | 1,1 | 11,7 |
*указанные зависимости справедливы при температуре 20-25 С
**плотность во всех ячейках должна быть равномерной и отличаться не более +-0,02-0,03,
***Напряжение необходимо определять высокоомным омметром . Способ определение степени заряженности по напряжению справедлив только для аккумуляторов находившихся в стационарном состоянии не менее 8 часов.
Определяем степень заряженности аккумулятора | Пособие автомобилиста
Этот способ по определению заряженности АКБ подходит в том случаи, если батарея находилась без подзарядки генератора автомобиля больше 8 часов и при этом не была подключена к источникам потребления.
Проводится измерение при температуре +20…+25 °С, у полностью заряженной батареи 12,7 — 12,9 Вольт, и не раньше чем 8 часов после остановки двигателя.
Важно знать! Эксплуатация АКБ не допустима, если батарея не до заряжается (это менее чем 13.9 V) или перезаряжается (это более чем 14.4 V) исходя из этого следует периодически проверять уровень зарядного напряжения.
Производить разряд нужно нагрузочным током (лампочкой) численность в амперах, которой равняется 1/5 номинальной емкости выраженной в ампер-часах, до напряжения 10,5 В.
и последующую зарядку до напряжения 14,2…14,5 при постоянном токе, равном 1/10 ёмкости батареи. Заряд считается законченным через 2 часа после достижении напряжения на батарее равного 16,0 В
Измерения тока утечки производим на разрыве клеммы батареи и составлять он должен до 60 мА
Если ток утечки больше чем 60 мА, нужно искать причину.контакты, земля, на магнитолу, на стартёр, на генератор, и т.п.
Как подключить магнитолу, чтобы уменьшить утечку
Красный — плюсовой, на включение магнитолы (от замка зажигания), слаботочные +12 вольт (логическая «1»).
Чёрный — земля
Желтый — силовое питание +12 вольт, от АКБ
Диоды — любые, достаточно слаботочных типа КД522Б
Синий — включение Антенны или др. устройств (слаботочные +12 вольт при вкл. магнитолы)
При работе генератор, должен выдавать 13.9-14.4 вольта (любых оборотах и при любой нагрузке) . Если меньше, ищем причину — массы, контакты, в генераторе — диодный мост (подкова), РН (регулятор напряжения), если это не помогает, то ставим РН нового образца или ставим диод типа КД219Б (или аналоги, прямой ток более 5 Ампер, обратное напряжение более 20 вольт, прямое напряжение 0.6-0.8 вольта) в разрыв цепи D (между подковой и РН или в разрыв земли РН).
Регулятор напряжения старого образца:
Регулятор напряжения нового абразца
Определяем степень заряженности аккумулятора
5 (100%) 1 голос[а]Как определить процент заряда аккумулятора. Нормальное напряжение автомобильного аккумулятора
Как известно, автомобиля представляет собой одно из основных устройств, питающих оборудование в машине. Поэтому для того, чтобы никогда не сомневаться в работоспособности тех или иных узлов, необходимо вовремя проверить . В этой статье мы расскажем обо всех нюансах этого вопроса.
Диагностика и тест состояния автомобильной батареи включает в себя несколько этапов:
- внешняя диагностика прибора;
- измерение машины;
- диагностика состояния его плотности;
- проверка уровня напряжения на батарее с помощью прибора анализатора;
- диагностика АКБ с помощью нагрузочной вилки.
Внешняя диагностика
Как проверить аккумулятор автомобиля по внешнему виду? Данный способ диагностики состояния работоспособности должен осуществляться регулярно, при каждом открывании капота. Во время эксплуатации батареи на ее поверхности собирается грязь, влажность, при кипении может выделяться электролит. Эти факторы напрямую влияют на появление тока саморазряда батареи.
А если вдобавок ко всему клеммы устройства окислились, а часть тока уходит на утечку, то это может привести к полному разряду. Соответственно, если вовремя вы не успели проверить аккумулятор автомобиля, это может привести к сульфатации пластин, а соответственно — к понижению срока использования АКБ.
Есть ли в вашем случае саморазряд — можно понять по подключению одного щупа прибора анализатора — вольтметра — к клемме батареи. В это время вторым щупом прибора анализатора необходимо провести по поверхности устройства. В том случае, если анализатор покажет присутствие напряжения, это свидетельствует о саморазряде.
Чтобы понизить вероятность этого, потеки электролита надо убрать с помощью раствора воды с содой, в этом случае одна чайная ложка соды ложится на один стакан воды. Сами клеммы нужно время от времени очищать с использованием мелкозернистой наждачной бумаги, а также нужно проверять состояние их соединения с проводами и самой батареей. И, разумеется, нужно обращать внимание на корпус прибора в целом — это основное требование теста. В том случае, если в ходе теста вы выявили, что батарея крепится плохо, в частности, зимой, то постоянные вибрации могут привести к началу появления трещин (автор видео — Svetlograd1).
Диагностика уровня электролита
Следующим этапом после диагностики корпуса и ликвидации саморазряда будет замер уровня электролита в устройстве. Этот этап актуален только для тех АКБ, которые обслуживаются. Измерение наличия электролита осуществляется с помощью еще одного прибора анализатора — специальной трубки. Следует отметить, что для этого уровень электролита должен находиться приблизительно на 1 см над пластинами батареи.
Уровнемерная трубка представляет собой обыкновенную трубку с отмеченными на ней делениями, исчисляемыми в мм. Конец трубки опускается в заливное отверстие батареи до того момента, пока она не соприкоснется с сеткой сепаратора, а верхний ее конец необходимо зажать пальцем. В итоге уровень электролита покажет общий его уровень в батарее. При слишком малом уровне электролита возможно его выкипание, поэтому для начала его нужно просто долить (дистиллят).
Диагностика состояния плотности
Чтобы правильно произвести тест плотности, используется специальный прибор анализатор — ареометр. Чтобы правильно сделать тест, прибор анализатор устанавливается в заливное отверстие батареи, а грушей осуществляется извлечение электролита таким образом, чтобы поплавок мог свободно плавать. В итоге теста показания снимаются по шкале прибора анализатора. Необходимо учитывать, что результаты теста на полностью будут зависеть от температуры окружающей среды.
В том случае, если уровень температуры электролита в ходе теста будет в районе 20-30 градусов, то полученные показания будут правильными. Если же температура в помещении или на улице другая, то к полученным в итоге теста параметрам необходимо добавить или вычесть поправки, отмеченные в таблице. Обычно в АКБ, которые вы можете проверить прибором анализатором на витрине магазина, показатель плотности — 1.27 г/см3.
В том случае, если следующее измерение прибором анализатором в ходе теста показало значение 1.22 кг/см3, это свидетельствует о том, что АКБ разрядилась на треть. Разумеется, ее нужно в первую очередь зарядить, помните о том, что этот параметр влияет на температуру, при которой электролит замерзает. Чем меньшей она будет зимой, тем быстрее АКБ будет разряжаться (автор видео — Аккумуляторщик).
Диагностика уровня напряжения
Процедура замера осуществляется с помощью прибора анализатора — вольтметра либо мультиметра. Чтобы произвести тест состояния работоспособности мультиметр должен работать в режиме постоянного напряжения, а диапазон его работы должен быть максимальным. Черный или минусовой щуп устройства подключается к минусу АКБ, а красный, то есть плюсовой, соответственно, к плюсу.
Полученные результаты для нормально работающей АКБ должны составлять не меньше 12.6 вольт. В том случае, если показатель будет меньшим, это свидетельствует о том, заряд устройства снизился более, чем на 50%. Необходимо срочно произвести заряд и КТЦ (контрольно тренировочный цикл), в противном случае это может привести к сульфатации пластин. Если в ходе проверки работоспособности вы выяснили, что полученный показатель составляет 11.6 вольт, то это свидетельствует о полном разряде АКБ. В этом случае тренировка в виде КТЦ будет бессмысленной до того, пока вы не зарядите устройство.
Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой
Если вы не знаете, как , но думае
Как узнать заряженность аккумулятора — Мобильные Электросистемы
Содержание статьи
Напряжение аккумулятора
Проще всего оценить уровень заряда аккумулятора по напряжению на его клеммах. Для этого подойдет любой вольтметр, однако результат скорее всего окажется неточным. На измерения повлияют состояние материалов ячейки и ее температура. Наибольшая погрешность возникнет сразу после разряда или зарядки. Зарядное устройство или нагрузка выведут аккумулятор из устойчивого состояния, напряжение исказится и перестанет точно соответствовать заряженности.
Обратно в состояние покоя аккумулятор возвращается долго. Чтобы напряжение точно отражало реальный уровень зарядки, аккумуляторная батарея должна находиться без нагрузки в течение не менее четырех часов. Производители свинцово-кислотных батарей рекомендуют выдерживать их перед проверкой в течении суток. Для работающего аккумулятора такой длительный период простоя не подходит
Свинцово кислотные аккумуляторы имеют различную конструкцию и химический состав пластин. Их также нужно учитывать при оценке заряженности аккумулятора с помощью вольтметра. Например, добавки кальция, делающие аккумулятор малообслуживаемым, повышают напряжение на 5-8 %. А напряжение AGM аккумуляторов как правило выше, чем батарей с жидким электролитом.
Дополнительно вводит в заблуждение поверхностный заряд из-за которого напряжение сразу после зарядки оказывается выше нормального. Поэтому чтобы снизить ошибку, перед измерением от аккумулятора отключают всю нагрузку и в течении нескольких минут разряжают его небольшим током. Наконец на напряжение влияет окружающая температура. В теплом помещении или жарком климате оно возрастает, в холодном становится ниже.
Разрядные профили свинцово-кислотного и LiFePO4 аккумуляторов. У литиевого аккумулятора напряжение держится почти постоянным в течении всего разряда. Определить с помощью вольтметра его состояние сложноКаждый тип аккумуляторов имеет собственную уникальную кривую разряда. У свинцово-кислотных она имеет явно выраженный наклон, поэтому напряжения более менее точно соответствует состоянию АКБ. У Li-марганцевых, LiFePo4 и NMC аккумуляторных батарей напряжение остается постоянным до тех пор пока аккумулятор не разрядится до 80 процентов от номинальной емкости. Разрядная кривая этих аккумуляторов идет горизонтально в течении всего времени работы, а затем резко обрывается. Для источника энергии такая характеристика подходит лучше всего, но оценить состояние аккумулятора по напряжению в этом случае почти невозможно. Напряжение указывает только на полный заряд и разряд, но ни как не выделяет важную среднюю часть графика.
Несмотря на неточности, по напряжению заряженность аккумуляторов определяют чаще всего. А чтобы снизить погрешность, современные устройства используют периоды отключенной нагрузки, для самонастройки и «обучения».
Ареометр
У свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом заряженность можно определить с помощью ареометра. Принцип действия этого устройства основан на том, что во время зарядки концентрация серной кислоты возрастает и плотность электролита увеличивается. При разряде серная кислота вступает во взаимодействие с пластинами аккумулятора, образует на их поверхности сульфат свинца и ее концентрация в электролите понижается. Плотность электролита в этом состоянии приближается к плотности воды.
Плотность электролита, заряженность и напряжение для стартерных аккумуляторных батарей.
| Приблизительное состояние заряда аккумулятора, % | Средняя плотность | Напряжение, В | |||
| 2 | 6 | 8 | 12 | ||
| 100 | 1,265 | 2,1 | 6,32 | 8,43 | 12,65 |
| 75 | 1,225 | 2,08 | 6,22 | 8,3 | 12,45 |
| 50 | 1,190 | 2,04 | 6,12 | 8,16 | 12,24 |
| 25 | 1,155 | 2,01 | 6,03 | 8,04 | 12,06 |
| 0 | 1,120 | 1,098 | 5,95 | 7,72 | 11,89 |
Стандартами плотность электролита для полностью заряженного стартового свинцово-кислотного аккумулятора определена в 1,265. Однако, чтобы повысить отдачу, производители аккумуляторных батарей иногда поднимают ее до 1,280 и выше. Заряженность такого аккумулятора, полученная по стандартной таблице, оказывается лучше, чем есть на самом деле. Кроме того, из-за повышенной плотности электролита возрастает коррозия и срок службы аккумулятора сокращается
На показания ареометра влияют не только состояние аккумулятора и концентрации кислоты, но и уровень электролита в аккумуляторной ячейке. Когда вода испаряется, электролит понижается, концентрации серной кислоты возрастает и ареометр показывает более высокое значение. У перезалитого аккумулятора плотность электролита наоборот оказывается ниже.
Если электролит в ячейках идет почти не перемешивающимися слоями, то про такой аккумулятор говорят, что он стратифицирован. Показания ареометра в этом случае также окажутся не точными из-за того, что на поверхность поднимется самый легкий слой, а тяжелые опустятся ближе ко дну.
Плотность электролита различна для разных типов аккумуляторных батарей. В аккумуляторах глубокого разряда максимальную удельную энергию получают при плотности 1,330. Авиационные аккумуляторы имеют плотность до 1,285, а тяговые аккумуляторы погрузчиков около 1,280. У стартовых аккумуляторов плотность ниже – 1,265. Самая низкая плотность электролита у аккумуляторов, предназначенных для буферного режима работы — около 1,225.
| Температура электролита, С | Плотность при полной зарядке |
| 40 | 1,266 |
| 30 | 1,273 |
| 20 | 1,280 |
| 10 | 1,287 |
| 0 | 1,294 |
Низкая концентрация серной кислоты уменьшает коррозию и продлевает срок службы аккумуляторных батарей, но снижает удельную энергию или емкость. Высокая искусственно повышает напряжение холостого хода, и приводит к неправильному определению состояния с помощью ареометра или вольтметра. Однако абсолютно правильных значений плотности не существует. Так одна и таже модель аккумуляторов глубокого разряда в полностью заряженном состоянии может иметь плотность 1,277 — 1,305, а в полностью разряженном 1,097 — 1,201.
Температура — это еще один фактор, влияющий на плотность электролита. Чем ниже температура, тем плотнее электролит. В таблице 3 представлена зависимость плотности электролита аккумулятора глубокого разряда от температуры
Ареометр покажет заряженность аккумулятора точнее, если измерять плотность не сразу после зарядки, разряда или добавления в аккумуляторную батарею воды, а спустя некоторое время.
Счетчик ампер-часов
Профессиональные портативные устройства, ноутбуки и медицинское оборудование определяют заряженность с помощью кулонометров, которые измеряют входной и выходной ток аккумулятора. Поскольку в качестве единицы измерения в них используется Ампер-секунда (As), то кулонометры также называют счетчиками ампер-часов. Кулонометры получили название в честь Чарльза-Августина де Кулона, открывшего в восемнадцатом веке закон взаимодействия двух неподвижных электрических зарядов.
Счетчики ампер часов определяют заряженность точнее, чем вольтметры и ареометры. Однако они не учитывают потери энергии — аккумулятор всегда сохраняет меньше ампер часов, чем получает во время зарядки. У литиевых аккумуляторов кулоновская эффективность выше, а уровень саморазряда ниже, поэтому с этим типом АКБ счетчики ампер часов работают особенно хорошо.
| Blue Sea 1830 | Sterling Power PMP1 | |
 |  | |
| Максимальный измеряемое напряжение, В | 70 | 199 |
| Максимальный измеряемый ток, А | 500 | 199 |
| Шунт | 500А/50мВ | 200А/100мВ |
| Количество подключаемых аккумуляторных батарей | 3 | 4 |
| Измерение напряжения аккумуляторов, шт | 3 | 4 |
| Измерение тока аккумуляторов, шт | 1 | 4 |
| Измерение заряженности аккумуляторов, шт | 1 | 1 |
| Реле | Высокое и низкое напряжение, высокий ток, низкий заряд аккумулятора | — |
| Подключение | Отрицательный проводник | Положительный или отрицательный проводник |
Современные кулонометры учитывают саморазряд из-за старения аккумулятора и изменения окружающей температуры. Однако некоторым моделям требуется периодическая калибровка для того чтобы «цифровой аккумулятор» в их памяти совпадал с реальным «химическим аккумулятором».
Калибровку исключают с помощью алгоритма «обучения», подсчитывающего сколько энергии аккумулятор отдал за предыдущий цикл разряда. Другие устройства дополнительно контролируют время зарядки, поскольку считается, что потерявший емкость аккумулятор зарядится быстрее, чем хороший.
Импедансная спектроскопия
Импедансная спектроскопия – еще один способ определить заряженность аккумуляторной батареи. Это технология не нова, но до последнего времени ее развитие сдерживалось размерами устройств и их высокой стоимостью.
Сущность метода состоит в следующем. Тестер сканирует аккумулятор электрическим сигналом малой амплитуды частотой 20 — 2000 Гц. Полученный отклик измеряется и обрабатывается процессором, который составляет «портрет» аккумуляторной батареи. Зависимость электрохимического импеданса аккумулятора от частоты сигнала позволяет исследовать различные свойства аккумулятора и выдавать данные о его емкости, токе холодного пуска и состоянии заряда в течении 15 секунд
Импедансная спектроскопия подходит для работы с аккумуляторами под постоянной нагрузкой в несколько десятков ампер. Поляризационное напряжения и поверхностный заряд в этом случае не влияют на показания прибора, поскольку состояние заряда аккумулятора измеряется независимо от напряжения. Метод помогает отличить нормальный аккумулятор с низким уровнем заряда от аккумулятора с дефектом.
С помощью импедансной спектроскопии определяют заряженность новых аккумуляторов с хорошо известной постоянной емкостью. Измерения можно проводить под нагрузкой, но заряжать аккумулятор во время теста нельзя.
Измерить степень заряженности
- Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям
- Опубликовано 16.09.2016 13:03
- Автор: Abramova Olesya
По напряжению
Измерение степени заряженности по напряжению является простым, но, может быть, неточным, поскольку на само напряжение могут влиять материалы, из которых сделан аккумулятор, и температура окружающей среды. Наиболее вопиющая ситуация связана с измерениями, основанными на напряжении. Она возникает в тот момент, когда аккумулятор находится под воздействием разрядных или зарядных процессов. В результате этого внутреннее состояние аккумулятора нестабильно, и напряжение уже не может служить надежным индикатором. Для того, чтобы получить точные измерения, аккумулятор должен отстояться будучи отсоединенным от электрической цепи по крайней мере в течение четырех часов, а для свинцово-кислотной электрохимической системы производители и вовсе рекомендуют 24 часа покоя. Данная особенность делает метод, основанный на напряжении, непрактичным для аккумуляторов, которые активно эксплуатируются.
Каждая электрохимическая система имеет свои уникальные разрядные характеристики. В то время как измерение степени заряженности, основанное на напряжении, хорошо работает для “отдохнувших” свинцово-кислотных аккумуляторов, особенности поведения напряжения у никелевых и литиевых аккумуляторов делают использование этого метода непрактичным.
Кривая разрядного напряжения у Li-марганцевых, Li-фосфатных и NMC аккумуляторов очень плоская, и 80 процентов накопленной энергии отдается при стабильном напряжении. И если такая особенность является весьма желательной в разрезе эксплуатационных характеристик, то определение степени заряженности исходя из напряжения становится сложной задачей, поскольку возможно определить лишь состояние высокой и низкой степени заряженности, а все что между ними – не может быть оценено точно. На рисунке 1 показана плоская кривая разрядного напряжения Li-фосфатного (LiFePO4) аккумулятора.
Рисунок 1: Разрядное напряжение литий-фосфат-железного аккумулятора. LiFePO4 имеет очень плоскую кривую разрядного напряжения, что делает оценку степени заряженности исходя из напряжения весьма затруднительной.
Свинцово-кислотные аккумуляторы могут комплектоваться пластинами разного состава, что необходимо учитывать при определении степени заряженности исходя из напряжения. Кальций, добавление которого снижает потребность аккумулятора в периодическом обслуживании, повышает напряжение на 5-8 процентов. Кроме того, тепло увеличивает напряжение, а холод, соответственно, уменьшает. Поверхностный заряд [BU-804c] мешает корректному определению степени заряженности, приводя к повышенному напряжению сразу после зарядки, но противодействием данному эффекту может служить кратковременная разрядка перед измерениями. И, наконец, AGM аккумулятор [BU-201a] имеет немного более высокое напряжение в сравнении с затопленным эквивалентом.
Так как степень заряженности должна измеряться при разомкнутой цепи, напряжение аккумулятора должно быть “плавающим”, то есть без подключенной нагрузки. И в случае, если это аккумулятор современного транспортного средства, следует понимать, что когда он подключен к автомобилю (даже если тот заглушен), наверняка присутствуют паразитарные нагрузки, приводя к квази-замкнутому состоянию электрической цепи.
Несмотря на недостаточную точность, большинство измерений степени заряженности полагаются частично или полностью на напряжение из-за простоты. Методы, ориентированные на напряжение, популярны в таких агрегатах как электрические инвалидные коляски, электроскутеры и гольфкары. Некоторые инновационные BMS (от англ. Battery Management System — Система управления электрическими батареями) используют периоды отдыха для корректировки показаний степени заряженности как часть интеллектуальной функции.
Ареометр
Ареометр предлагает альтернативный метод измерения степени заряженности для свинцово-кислотной электрохимической системы. Смысл метода состоит в том, что когда аккумулятор заряжается, объем серной кислоты становится больше, в результате чего удельная плотность электролита увеличивается. При разрядке же, количество кислоты уменьшается из-за образования на пластинах сульфата свинца, доля воды в электролите повышается и, как следствие, его удельная плотность становится ниже. В таблице 2 приведены стандартные характеристики стартерных аккумуляторов.
| Приблизительная степень заряженности | Средняя удельная плотность | Напряжение разомкнутой цепи | |||
|
2V |
6V |
8V |
12V |
||
|
100% |
1,265 |
2,10 |
6,32 |
8,43 |
12,65 |
|
75% |
1,225 |
2,08 |
6,22 |
8,30 |
12,45 |
|
50% |
1,190 |
2,04 |
6,12 |
8,16 |
12,24 |
|
25% |
1,155 |
2,01 |
6,03 |
8,04 |
12,06 |
|
0% |
1,120 |
1,98 |
5,92 |
7,72 |
11,89 |
Таблица 2: Стандарты BCI (от англ. Battery Council International — Международный совет по электрическим батареям) для оценки степени заряженности стартерных аккумуляторов с добавлением сурьмы. Показания снимаются при температуре 26°С после 24 часов покоя.
В то время как по стандартам BCI удельная плотность полностью заряженного стартерного аккумулятора равна 1,265, производители часто могут установить ее на уровне 1,280 и выше. Увеличение удельной плотности зависит степень заряженности исследуемого аккумулятора исходя из вышеприведенной таблицы, но хотя этот шаг и улучшит характеристики, срок службы аккумулятора сократится из-за повышенной коррозионной активности.
Помимо степени заряженности и количества кислоты, на удельную плотность также может влиять низкий уровень воды в электролите. Когда вода в процессе эксплуатации или хранения испаряется, показатель удельной плотности возрастает из-за повышения концентрации серной кислоты. Также возможна ситуация, когда воды в электролите слишком много, что, соответственно, снижает удельную плотность. При добавлении воды, дайте время для ее равномерного растворения, только после этого измерения с помощью ареометра будут корректны.
Значение удельной плотности варьируется в зависимости от сферы применения аккумуляторов. Глубокоразрядные аккумуляторы используют электролит с повышенной удельной плотностью — до 1,330, что позволяет получить максимальную удельную энергоемкость; авиационные аккумуляторы имеют удельную плотность на уровне 1,285; стартерные — 1,265; а стационарные — 1,225. Более низкая удельная плотность уменьшает коррозию и продлевает срок службы, но в то же время удельная энергоемкость и емкость уменьшаются.
Ничто в мире электрических батарей не является абсолютом. Удельная плотность полностью заряженных глубокоразрядных аккумуляторов одной и той же модели может варьироваться от 1,270 до 1,305, а их же, но полностью разряженных — от 1,097 до 1,201. Температура является еще одним фактором, который влияет на этот параметр. Чем ниже температура, тем выше плотность электролита. В таблице 3 иллюстрирована удельная плотность глубокоразрядных аккумуляторов при различных температурах.
| Температура электролита | Удельная плотность при полном заряде |
| 40 | 1,266 |
| 30 | 1,273 |
| 20 | 1,280 |
| 10 | 1,287 |
| 0 | 1,294 |
Таблица 3: Зависимость удельной плотности и температуры для глубокоразрядных аккумуляторов. Холодная температура обеспечивает более высокий показатель удельной плотности.
Неточности в показаниях удельной плотности может внести стратификация, приводящая к уменьшению концентрации кислоты в верхней части аккумулятора и повышению в нижней. (Смотрите BU-804c: Кислотная стратификация и поверхностный заряд). Высокая концентрация кислоты искусственно завышает напряжение разомкнутой цепи, что обманет метод как использующий напряжение, так и основанный на удельной плотности. Электролиту необходимо дать время для стабилизации после зарядки или разрядки, прежде чем измерять его удельную плотность.
Кулоновский подсчет
Ноутбуки, медицинское оборудование и другие портативные устройства используют кулоновский подсчет для оценки степени заряженности путем измерения протекающего из аккумулятора тока. Заряд в один кулон в секунду соответствует силе тока в один ампер (1А), и это термин, который часто используется как в разрезе зарядных, так и разрядных процессов. Само название “кулон” происходит от фамилии французского ученого Шарля Огустена де Кулона (1736-1806), известного разработкой одноименного закона.
Хотя этот метод и является элегантным решением сложной проблемы, потери уменьшают суммарное количество поставляемой энергии, и ее количество доступное в конце всегда будет меньше чем было отправлено. Несмотря на этот факт, кулоновский подсчет работает неплохо, особенно с литий-ионной электрохимической системой, обеспечивая высокую кулоновскую эффективность и низкий саморазряд. Метод улучшается, беря в учет такие нюансы как возраст аккумулятора или вызванный температурой саморазряд, но в то же время ему необходима периодическая калибровка.
Но и проблема калибровки была решена, современные индикаторы заряда используют интеллектуальную функцию, которая оценивает, сколько энергии было предоставлено аккумулятором во время предыдущего разряда. Некоторые системы также учитывают время зарядки, так как изношенный аккумулятор заряжается быстрее нормального.
Создатели продвинутых систем мониторинга аккумуляторных батарей заявляют о высочайшей точности, но в реальности все не на так радужно. Бывают случаи, когда смартфон показывает 100 процентную зарядку, а в самом деле заряжен на 90. Электромобили также не лишены подобных проблем с кулоновским подсчетом — сообщается о случаях, когда заряд аккумулятора такого транспортного средства исчерпывался, хотя индикатор сигнализировал об еще имеющихся 25 процентах.
Импедансная спектроскопия
Степень заряженности также может быть оценена с помощью импедансной спектроскопии, путем использования технологии комплексного моделирования Spectro™. Данный метод устойчив к воздействию паразитарных нагрузок вплоть до 30А. Перенапряжение и поверхностный заряд также не влияют на измерения, так как степень заряженности оценивается независимо от напряжения. Эти преимущества позволяют стать методу импедансной спектроскопии предпочтительным для использования в автомобильной сфере, где аккумуляторы обычно разряжены в разной степени, и им уже не нужна будет предварительная калибровка. Также это метод может быть использован для больших стационарных систем, которые постоянно находятся под воздействием зарядных или разрядных процессов.
Независимое от напряжения, измерение степени заряженности наилучшим образом оптимизировано для док-станций и демонстрационных стендов. Дистанционное открытие двери автомобиля приводит к паразитарной нагрузке в 20А, что вносит определенную сумятицу в аккумулятор и фальсифицирует базирующиеся на напряжении измерения степени заряженности. Метод же Spectro™ позволит отличить просто разряженный аккумулятор от экземпляра с реальным дефектом.
Измерения степени заряженности с помощью импедансной спектроскопии ограничены новыми аккумуляторами с известной хорошей емкостью. Емкость должна быть стабильной и иметь не изменяющееся значение. В то время как снятие показаний допустимо при подключенной постоянной нагрузке, во время процесса зарядки это тестирование проводить нельзя.
На рисунке 4 показаны результаты тестирования методом импедансной спектроскопии после отсоединения от аккумулятора паразитарной нагрузки в 50А. Как и следовало ожидать, после этого напряжение на клеммах возросло, но показания Spectro™ остаются стабильными. Устойчивость получаемых значений степени заряженности также присутствует и сразу после процесса зарядки, когда напряжение повышено из-за электрохимической поляризации электродов.
Рисунок 4: Зависимость напряжения и точности измерений с помощью импедансной спектроскопии сразу после отсоединения нагрузки. В аккумуляторе происходят процессы восстановления после отключения нагрузки. Результаты, полученные с помощью метода Spectro™, остаются стабильными и при повышенном напряжении.
Последнее обновление 2016-05-27
Как правильно определить степень разряженности аккумулятора
Проверка состояния автомобильной аккумуляторной батареи
Проверка состояния автомобильной аккумуляторной батареи – очень важная и необходимая процедура, ведь его разрядка может привести к нарушениям работы других устройств автомобиля. Если батарея разряжена в зимнее время больше чем на 25% или в летний период больше чем на 50%, то ее нужно уже обязательно зарядить.
Как проверить аккумулятор?
Предлагаю Вашему вниманию два основных способа проверки степени разряженности аккумуляторной батареи:
- по напряжению;
- по плотности электролита.
Первый способ – проверка разряженности по напряжению аккумуляторной батареи. Сам способ считается легким, но не достаточно точным.
Порядок выполнения проверки:
- сначала измеряем напряжение на каждой клемме без нагрузочного сопротивления;
- напряжение должно находится в пределах от 2,0 до 2,2 В;
- если оно в норме, то производим замер напряжения на каждой клемме с нагрузочным сопротивлением. Для этого прижимаем концы нагрузочной вилки к штырям самого аккумулятора на несколько секунд. Через 5 секунд измеряем напряжение;
- разница между двумя замерами должна быть не больше 0,1-0,2 В.
Таблица определения степени разряженности батареи
Следующая таблица поможет при определении степени разряженности батареи.
Второй способ – проверка разряженности батареи по плотности электролита. Считаемся более сложным способом. Для проверки понадобится ареометр.
Порядок выполнения проверки:
-
Таблица температурного режима электролита
сначала нужно измерить температуру самого электролита. Нормой считается результат в пределах от 20 до 30° С, но если он отличается, то необходимо при дальнейших измерениях учесть температурные поправки (указанные в таблице) и добавить их к будущим показаниям ареометра;
- проверьте плотность электролита.
- После чего с помощью полученного результата и ниже представленной таблицы определите степень разряженности аккумуляторной батареи.
Внимание! Во избежание получения неправильных результатов не рекомендуется измерять плотность электролита:
Измерение плотности электролита
- если сам электролит слишком холодный или слишком горячий, оптимальная температура для произведения измерений — от 15 до 27°С;
- если его уровень в аккумуляторе меньше необходимой нормы;
- после включения стартера. Рекомендуется подождать некоторое время для того, чтобы плотность электролита стала равномерной в батарее;
- после добавления дистиллированной воды в аккумулятор. Необходимо подождать некоторое время для того, чтобы электролит перемешался с водой;
- во время «кипящего» электролита. Необходимо набрать в ареометр электролит и подождать пока пузырьки не выйдут на поверхность.
В представленной таблице для более точного проверки степени разряженности совмещены данные о плотности электролита и напряжении аккумулятора без нагруза.
