Зависимость заряда от напряжения аккумулятора: Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению

Содержание

Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению

Степень заряда автомобильного аккумулятора замеряют при приобретении новой АКБ и при возникновении проблем во время эксплуатации. И если летом допустима определённая разряженность батареи, то с понижением температуры могут возникнуть трудности с энергообеспечением оборудования или даже запуском двигателя. Определение степени заряженности аккумулятора — простая процедура, которую можно осуществить самостоятельно.

Нормальный заряд аккумулятора

Приобретая новый источник питания, следует проверить степень заряженности аккумулятора, подразумевающую количество энергии, которое может выдавать аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени. Именно поэтому замеряется заряд АКБ в Ампер-Часах. Для получения максимально грамотных показаний стоит проводить несколько замеров: без нагрузки или с ней.

Для новой АКБ уровень разности потенциалов должен быть больше 12 вольт. Если напряжение аккумулятора автомобиля упало до 10,8В, то использование такой батареи не рекомендуется — её следует зарядить. После полной зарядки АКБ показатель напряжения будет равен примерно 12,6 вольтам. Плотность электролита целиком заряженного аккумулятора составляет приблизительно 1,28 гр/см3.

Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора

Прямая связь таких параметров, как напряжение и состояние химических элементов (электролита и пластин), а также уровня зарядки, отражается на работоспособности всей системы.

После полного заряда автомобильного аккумулятора электролит имеет высокую концентрацию кислоты, и напряжение батареи максимально. Во время эксплуатации плотность уменьшается, в связи с этим падает значение напряжения, следовательно и заряд АКБ. Стоит отметить, что разность потенциалов источника питания изменяется не только от заряда аккумулятора, но и от количества приборов, подключённых к сети.

Как соотносятся заряженность батареи и напряжение аккумулятора, можно увидеть на этом рисунке:

Тесно связаны напряжение и ёмкость АКБ. Оба параметра производитель указывает в модели источника питания.

Они показывают, какую нагрузку энергии выдаёт аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени разряда. Большие токи и быстрый разряд уменьшают ёмкость источника питания, меньшие — могут способствовать увеличению этого показателя.

Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:

по напряжению под мощностью при помощи нагрузочной вилки и постоянного тока;
спектральным анализом;
приборами, снимающими показания при переменном токе.

Все эти способы базируются на сведениях о сопротивлении АКБ, что позволяет только качественно оценить состояние источника питания. Зависимость ёмкости аккумулятора от напряжения не является причиной для установления работоспособности батареи. Связано это с возможным наличием плавающего заряда даст совершенно нормальный результат диагностики, что не будет соответствовать действительности. Поэтому мы рекомендуем проверять остаточную ёмкость АКБ от напряжения с помощью специалистов, которые проведут компьютерное исследование батареи.

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

Максимально точные значения можно получить, осуществив комплекс диагностик. Для этого необходимо иметь при себе специальные устройства (мультиметр, вольтметр или нагрузочную вилку). Для осуществления измерений напряжения от аккумулятора необходимо соединить контакты устройства и клеммы батареи.

Во время диагностических процедур стоит понимать, что источник питания, подсоединённый к бортовой системе авто, потребляет энергию. Поэтому показания могут быть несколько ниже, но они не должны опускаться ниже значений 11—11,5 вольт. Проведение корректных измерений допустимо на полностью отключённой и заряженной АКБ, то есть электрическая цепь должна быть разомкнута. Однако это необязательное условие: если вы проверяете напряжение в замкнутой цепи, то учитывайте определённую погрешность.

АКБ подсоединена к системе автомобиля, который не заведён. При этом условии бортовая сеть потребляет определённое количество энергии, поэтому показатель напряжений должен находиться в диапазоне 12,5—13,0 В.
На заведённой машине с выключенными источниками потребления энергии показания прибора должны варьироваться в промежутке от 13,5 до 14 вольт. Более высокие показания говорят о том, что батарея разряжена, а генератор работает не в штатном режиме. Стоит учесть, что повышение данных в холодное время года не является точным свидетельством разряженности АКБ. Если в течение некоторого времени вольтаж вошёл в рамки, то система полностью работоспособна. Пониженные показатели (от 13 до 13,4 вольта) говорят о некоторой разряженности батареи. Необходима зарядка аккумулятора.

На заведённой машине с включёнными источниками потребления электроэнергии значение напряжений должно быть больше 12,8—13,0 В.

Обращаем ваше внимание, работа с мультиметром или вольтметром допускает обратное соотношение полюсов измерительного прибора и клемм АКБ. Нагрузочная вилка должна использоваться строго в соответствии с полярностью.

Мы не рекомендуем проверять напряжение аккумулятора в машине с помощью бортовой системы, потому что она подключена не напрямую к батарее.

Поэтому допускаются определённые погрешности измерений.

Проверка заряда аккумулятора по напряжению рекомендуется спустя некоторое время после полной зарядки аккумулятора автомобиля, а также в условиях рабочей температуры (около 20 градусов Цельсия).

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Уровень заряда АКБ	Напряжение в разомкнутой цепи малосурьмянистых (Sb/Sb) и гибридных (Sb/Ca) аккумуляторов, вольт	Напряжение в разомкнутой цепи в кальциевых (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca) аккумуляторах, вольт
100%	12,516—12,663	12,666—12,813
75%	12,316—12, 463	12,466—12,613
50%	12,106—12,253	12,266—12,413
25%	11,926—12,073	11,866—12,013
0%	11,756—11,903	11,666—11,813

Таблица 1. Степень заряда аккумулятора по напряжению.

Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора

Под плотностью следует понимать соотношение дистиллированной воды и серной кислоты (65% к 35% соответственно), являющееся максимально оптимальным для автомобильных источников электрического питания и обеспечивающее накопление заряда электричества. Чем ниже плотность электролита, тем ниже напряжение аккумулятора автомобиля и уровень его заряда. При увеличении плотности ухудшается работоспособность АКБ.

Определённая степень разряда батареи характеризуется активным поглощением серной кислоты и её оседанием на пластинах. Сульфация металлических элементов становится причиной увеличения их жёсткости и неспособности участвовать в химическом процессе. Так как серная кислота тратится, меняется соотношение компонентов — жидкость становится менее плотной, что сказывается на способности аккумулятора в машине держать заряд.

Наглядно увидеть зависимость уровень заряда аккумулятора от плотности электролита можно в этом графике:

Уровень заряда АКБ	Значение плотности электролита
100%	1,249—1,297
75%	1,209—1,257
50%	1,174—1,222
25%	1,139—1,187
0%	1,104—1,152

Таблица 2. Степень заряда аккумулятора по плотности.

Определение степени зарядки аккумулятора по встроенному гидрометрическому индикатору

Диагностика работоспособности источника питания вышеописанными способами нужна в тех случаях, когда аккумуляторная батарея не оснащена специальным индикатором. Наличие указателя зарядки аккумулятора автомобиля позволяет оценить состояние источника питания без использования дополнительных средств.

При заряде батареи свыше 60% индикатор горит зелёным светом. Это означает полную исправность АКБ и возможность запуска двигателя. Отсутствие зелёной индикации и тёмный цвет окошка сообщает о низком заряде батареи и необходимости её зарядить. Запуск автомобиля может быть затруднён. Светлый указатель информирует о том, что процент дистиллированной воды мал — её необходимо долить.

В данной статье мы постарались максимально развёрнуто ответить на все вопросы о степени зарядки АКБ по напряжению. Для диагностики состояния источника питания вам понадобится специальный инструмент:

вольтметр или мультиметр, с помощью которых можно провести исследования как по вольтажу, так и по значениям сопротивления;
ареометр, замеряющий плотности электролита;
устройство необходимое для заряда АКБ, имеющей определённую степень разряженности.

Для удобства восприятия информации в тексте представлена таблица заряда аккумулятора и таблица напряжения аккумулятора автомобиля.

Во время работ не забывайте про степень зарядки источника питания, которая напрямую влияет на получаемые показания. Определить степень заряженности вам также помогут вышеперечисленные приборы.

Аккумулятор — важный элемент системы машины, позволяющий ей полноценно функционировать, даже когда она не заведена. Вряд ли кому-то хочется в неподходящий момент оказаться перед проблемой разряженного источника питания. Мы настоятельно рекомендуем проводить диагностику батареи с определённой периодичностью. А как вы проверяете заряд автомобильной АКБ, поделитесь с нами в комментариях.

Напряжение на аккумуляторе автомобиля: таблица заряда, как замерить

Аккумулятор (аккумуляторная батарея или АКБ) является один из ключевых узлов автомобиля. Основная роль автомобильного аккумулятора – подача тока на стартер в момент пуска двигателя. Кроме того, при неработающем двигателе АКБ обеспечивает функционирование различных устройств (подсветка, звуковая система, сигнал и другие потребители тока). На стоянке батарея обеспечивает работу охранной системы. Да и во время поездки, когда генератор не справляется с нагрузкой, аккумулятор приходит ему на помощь. Нормальное функционирование бортовой сети автомобиля возможно лишь с аккумулятором, у которого заряд в норме. Поэтому сегодня мы обсудим, какая же норма заряда для АКБ.

Норма заряда АКБ

Одним из основных параметров состояния автомобильной аккумуляторной батареи является напряжение. С помощью напряжения проверяется определённая норма заряда аккумулятора. Поэтому, владельцу автомобиля необходимо знать какое нормальное значение напряжения АКБ.

Если аккумулятор быстро разряжается, то следует проверить ток утечки на автомобиле. Ток утечки аккумулятора автомобиля: норма и способ измерения описаны в статье по ссылке.

Норма напряжения аккумуляторной батареи из шести банок в заряженном состоянии составляет 12,6─12,9 вольта. То есть, напряжение одного полностью заряженного элемента равно 2,1─2,15 вольта. Меньшее значение показывает, что аккумулятор разряжен.

Но это не значит, что его нельзя использовать. В идеале, конечно, нужно поддерживать батарею полностью заряженной. Но на практике такое можно осуществить, только если полностью зарядить аккумулятор, а затем подавать на выводы ток, равный саморазряду.
Так, что АКБ редко находится в полностью заряженном состоянии. Ниже можно посмотреть зависимость напряжения и степени зарядки батареи.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)Степень заряда АКБ, %Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

1,11	11,7	8,4		-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60

Что касается нормы заряда, то в большинстве случаев не рекомендуется эксплуатировать аккумулятор с напряжением менее 12 вольт. В этом случае его нужно ставить на зарядку. Эксплуатация АКБ в таком состоянии отрицательно сказывается на состоянии батареи. Это способствует увеличению сульфатации пластин и как следствие, приводит к уменьшению ёмкости аккумулятора.

Критической нормой напряжения можно назвать 10,8 вольта. Ниже этого значения напряжение опускаться не должно.

Это называется глубокий разряд АКБ, который очень вреден для батареи и сильно сокращает срок её службы. Особенно вреден глубокий разряд для кальциевых необслуживаемых аккумуляторов.

Для них 2─3 таких глубоких разряда приводят к выходу из строя. После такого падения напряжения они необратимо теряют часть своей ёмкости.

Как вы видели в таблице выше, со степенью зарядки неразрывно связана плотность электролита. Это действительно так.

Норму заряда аккумулятора можно проконтролировать не только по напряжению на его выводах, но и по величине плотности электролита. У полностью заряженной аккумуляторной батареи значение плотности должно быть 1,27─1,29 гр. /см3.

Измеряется плотность электролита специальным прибором – ареометром. Подробнее об электролите в аккумуляторе читайте по указанной ссылке.

Ареометр

Стоит отметить ещё один важный момент, связанный с нормой напряжения АКБ. Если быть точным в определениях, то величина, измеряемая на выводах аккумулятора в разомкнутой цепи (не подключён к автомобилю), называется ЭДС.

ЭДС, как и напряжение, измеряется в вольтах и представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение плюсового заряда между выводами батареи. Без электродвижущей силы на выводах аккумуляторной батареи не будет напряжения. Напряжение и ЭДС присутствуют на выводах источника питания, даже без протекания тока в цепи.

Что это значит на практике? Допустим, вы зарядили аккумулятор и ЭДС на его выводах 12,6 вольта. После установки на автомобиль и замера напряжения величина будет 12,4─12,5 вольта.

Это норма и не стоит беспокоиться по этому поводу. Теперь поговорим об инструментарии для измерения напряжения АКБ. Советуем также прочитать статью о том, почему генератор не заряжает аккумулятор.

Вернуться к содержанию

Как проверить заряд автомобильного аккумулятора?

Для проверки напряжения аккумулятора используется вольтметр или мультиметр в режиме измерения напряжения.

Мультиметр

Для того чтобы измерить напряжение мультиметром, нужно перевести его в режим измерения напряжения. Затем щупами приложить к выводам батареи и прибор покажет значение напряжения. Полярность в этом случае соблюдать необязательно, поскольку вам нужна только величина.

Если вы приложите красный щуп на минус, а чёрный на плюс, то прибор просто покажет отрицательное значение. Кстати, можете подробнее прочитать о том, что это такое прямая полярность аккумулятора. Но фото ниже показан результат измерения напряжения подсевшего аккумулятора.

Измерения напряжения мультиметром

Также норму заряда аккумулятора можно проконтролировать с помощью такого прибора, как нагрузочная вилка. В составе этого прибора имеется вольтметр, с помощью которого и проводится измерение. Помимо нормы заряда АКБ, нагрузочная вилка даёт возможность оценить реальное состояние аккумуляторной батареи. Для этого делается измерение напряжения с сопротивлением в режиме замкнутой цепи. Фактически, вилка имитирует нагрузку на аккумулятор при пуске автомобильного мотора.

Нагрузочная вилка

Перед тем как проводить тест, батарею нужно полностью зарядить. Чтобы провести тест нагрузочной вилкой, подключите клеммы к выводам аккумулятора и подайте нагрузку на пять секунд. На пятой секунде засеките значение напряжения на вольтметре.

Если оно упало ниже 9 вольт, то пора подумать о замене АКБ. Норма на работоспособном аккумуляторе – это падение напряжение до 10─10,5 вольта. После падения величина напряжения должна немного увеличиться.

На видео ниже можно посмотреть процесс тестирования наглядно.

В принципе есть ещё один способ оценки нормы заряда аккумулятора. Можно измерить среднюю плотность электролита по банкам, а затем по таблице выше посмотреть степень заряженности. Но обычно так никто не делает. Гораздо удобнее воспользоваться вольтметром. Плотность электролита обычно измеряют после зарядки АКБ для оценки эффективности этого процесса.

Советуем также прочитать материал на тему, сколько заряжать автомобильный аккумулятор.
Вернуться к содержанию

Что делать, если заряд аккумулятора не соответствует норме?

Ответ на этот вопрос простой. Если заряд АКБ не в норме, батарею нужно зарядить. Процесс зарядки в подробностях был описан в статье «Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством». Здесь хотелось бы отметить некоторые нюансы.

Зарядное устройство

Можно выделить три основные разновидности зарядки:

ускоренная. Этот режим ещё часто называют Boost и его можно встретить на многих современных зарядных устройствах (ЗУ). В таком режиме норма заряда АКБ не набирается, но его вполне хватает, чтобы завести двигатель. Этот вид зарядки используется, когда вам нужно срочно ехать, а батарея села. Такой режим не рекомендуется использовать постоянно. Здесь заряд ускоряется за счёт увеличения силы тока, что срок эксплуатации аккумулятора;
с постоянным напряжением. Этот вид зарядки подразумевает поддержание постоянного напряжения на выводах. Такой режим используется в режиме автоматического заряда на большинстве ЗУ. Его рекомендуется использовать, когда аккумулятор разряжен не сильно (не ниже 12 вольт). Подробнее о напряжении аккумулятора автомобиля в статье по ссылке. Преимущества этого режима в том, что вам не нужно его контролировать. Зарядное устройство само определить, когда заряд будет в норме и остановит процесс;
с постоянным током. Этот вариант зарядки подразумевает подачу постоянного тока на аккумулятор. Процесс ведётся в несколько стадий, на которых ток постепенно снижается. Такой режим рекомендуется при зарядке глубоко разряженной аккумуляторной батареи. Он позволяет наиболее полно и равномерно зарядить аккумулятор. Минус в том, что вам придётся постоянно контролировать процесс, измерять напряжение и прекратить процесс, когда заряд батареи будет в норме.

Процесс зарядки аккумулятора

В заключение хотелось бы напомнить о правилах безопасности при зарядке аккумулятора. Процесс должен вестись в проветриваемом помещении. Лучше не проводить зарядку в жилых помещениях. Рядом с заряжаемым аккумулятором не должно быть открытого огня и искр. В процессе заряда выделяется водород, который в сочетании с кислород образует взрывоопасную смесь!

Советуем также прочитать материал о том, сколько весит автомобильный аккумулятор. Надеемся, что материал помог составить представление о норме заряда автомобильного аккумулятора. Если в вас есть замечания или дополнения, оставляйте их в х. Голосуйте в опросе и оценивайте материал!

Вернуться к содержанию

Источник: https://akbinfo.ru/zaryadka/zarjad-akkumuljatora-avtomobilja-norma.html

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля: цифры, которые необходимо выучить наизусть

Вопросы, рассмотренные в материале:

Какое напряжение на аккумуляторе автомобиля считается нормальным
Как проверить напряжение аккумулятора под нагрузкой
Каким должно быть напряжение аккумулятора зимой
Как осуществлять контроль напряжения аккумулятора автомобиля

По аналогии с распространенным высказыванием о том, что «мотор является сердцем авто» аккумуляторную батарею можно назвать спинным мозгом машины. Состояние АКБ отражается на работоспособности электрооборудования и качестве запуска мотора. Наиболее важным параметром аккумулятора считается напряжение.

Именно этот показатель измеряют при диагностике авто. Для автовладельца важно знать, что такое нормальное напряжение аккумулятора автомобиля, какой должна быть величина этого параметра и допускается ли изменение напряжения АКБ в разное время года. Ответы на эти и другие вопросы вы найдете в нашей статье.

Какое напряжение на аккумуляторе автомобиля считается нормальным

Стоит отметить, что на приборном щитке современных моделей авто уже нет индикаторов, показывающих величину напряжения АКБ. Для того чтобы самостоятельно определить работоспособность аккумулятора, стоит приобрести мультиметр.

С помощью данного устройства нужно минимум один-два раза в месяц проверять показатель вольтажа АКБ.

Это позволит предупредить ситуацию, когда аккумулятор не сможет выдать нормальный пусковой ток, необходимый, чтобы завести силовой агрегат.

При каком минимальном показателе напряжения АКБ будет не в состоянии осуществить запуск мотора? Точное значение этого параметра указать сложно. В обычном состоянии напряжение аккумуляторной батареи находится на уровне 12,5-12,7 В. Эти цифры могут меняться в зависимости от эксплуатационных условий, что считается нормальной ситуацией.

Более того, некоторые бренды, которые выпускают АКБ для авто, указывают, что для их аккумуляторов нормой является напряжение от 13 В до 13,2 В. Эксперты считают, что такие показатели допустимы. При этом измерение стоит проводить не сразу после полной зарядки АКБ.

Если подождать около 60 минут, то его значение опустится, к примеру, с 13 В до 12,7 В.

В тоже время показатель вольтажа может меняться и в сторону уменьшения. Но если он опускается ниже 12 В, то можно утверждать, что аккумулятор автомобиля разрядился примерно на 50%.

В этом случае батарею следует зарядить до нормального напряжения.

Эксплуатация автомобиля с АКБ, которая имеет низкий уровень зарядки, сопровождается сульфатацией свинцовых пластин, что приводит к снижению срока эксплуатации батареи.

Стоит отметить, что в нормальных условиях завести силовой агрегат легкового авто можно и при низком напряжении АКБ. Если у аккумулятора нет неисправностей, а генератор во время работы мотора обеспечивает необходимый заряд, то и при низкой зарядке батарея может эксплуатироваться.

Если же нормальное напряжение аккумулятора автомобиля в покое (при отключенных потребителях и заглушенном двигателе) снижается до показателей менее 11,6 В, можно говорить о практически полной разрядке батареи. В этом случае недопустима эксплуатация АКБ без проверки ее исправности и подзарядки.

Подытоживая приведенную выше информацию, отметим, что нормальное напряжение аккумулятора автомобиля — от 12,6 В до 12,7 В, но в редких случаях оно может достигать и 13,2 В.

При этом достаточно часто при измерении этого параметра у АКБ легковых авто фиксируются показания на уровне 12,2-12,49 В (неполная зарядка).

Такие показатели нельзя назвать очень плохими, так как заметное снижение качества работы автомобильного аккумулятора наблюдается лишь при падении его напряжения ниже уровня 11,9 В.

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля под нагрузкой

Специалисты различают 3 вида напряжения АКБ автомобиля:

Номинальное напряжение — это характеристики, которые приводятся в специальной технической литературе и в документации автопроизводителей. Всем, кто интересуется автотранспортными средствами, известно, что АКБ легковых автомобилей имеют напряжение 12 В. Но такие характеристики являются абстрактными.
Нормальное или фактическое напряжение аккумуляторной батареи составляет 12,2 В — 12,7 В. Эти параметры аккумулятор автомобиля выдает без нагрузки.
Напряжение под нагрузкой считается наиболее важной характеристикой для оценки состояния АКБ.

Для диагностики аккумулятор необходимо демонтировать с автомобиля, подать на него напряжение с помощью специального устройства, которое называется «нагрузочной вилкой». При этом подаваемая нагрузка на АКБ должна в 2 раза превышать ее емкость. Например, для аккумулятора емкостью 50 Ам/ч следует подать нагрузку в 100 Ампер.

Длительность подачи тока нагрузки составляет от 3 до 5 секунд. В это время необходимо фиксировать показания вольтметра. Для нормальной рабочей АКБ напряжение не должно опускаться менее 9 В. Если же этот показатель снижен до 5-6 В, то это говорит о необходимости зарядки аккумулятора.

Если после зарядки напряжение АКБ опускается ниже 5 В, то это может свидетельствовать о ее неисправности.

Нужно отметить еще один важный момент. Через 5 секунд после подачи нагрузки напряжение аккумулятора автомобиля должно возвращаться к нормальным цифрам(12,2 В – 12,7 В). Эти показатели зависят от плотности электролита в АКБ.

При разрядке батареи происходит расход кислоты, составляющей около 35 % от всего объема электролита. При расходе кислоты снижается плотность электролита.

Восстановление процентного содержания кислоты происходит во время зарядки аккумулятора автомобиля.

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля зимой

С понижением температуры воздуха меняется плотность электролита в аккумуляторе автомобиля. При этом характеристики АКБ зависят от степени ее заряженности.

Если аккумулятор заряжен, то с похолоданием плотность электролита будет повышаться, и напряжение батареи увеличится.

Когда заряд будет недостаточно высоким, то при минусовой температуре уровень плотности уменьшается, и завести мотор сложнее.

Среди владельцев авто существует представление, что нормальное напряжение аккумулятора автомобиля без нагрузки в зимнее время будет снижаться. В реальности при низких температурах напряжение АКБ не уменьшается, но происходит замедление химических реакций.

Какие параметры батареи в морозную погоду считаются нормальными? Если температура воздуха находится в пределах 10°C — 15°C со знаком «-», то при полностью заряженном аккумуляторе его нормальный вольтаж составляет 12 В. Но так как протекание электрохимических процессов замедляется, то во время морозов в АКБ происходят следующие изменения:

При -30°C рабочая емкость аккумулятора автомобиля составляет около 50% от показателей, указанных в паспорте устройства.
При плотности 1,28 г/см3 напряжение при -30°C составляет 12,4 В, а при +25°C – 12,7 В.
Когда наружная температура становится менее -25°C, аккумуляторная батарея перестает брать заряд от генератора.

Для повышения плотности электролита аккумуляторов в автомобилях, которые эксплуатируются в северных регионах, часто добавляют серную кислоту.

При показателях плотности от 1,30 до 1,32 г/см3 нормальное напряжение АКБ без нагрузки в морозную погоду (от -10°C до -15°C) должно составлять 12,9В.

При увеличении концентрации H₂SO₄, нужно следить, чтобы плотность электролита не превышала 1,35 г/см3, так как это приведет к разъеданию пластин.

«Сколько заряжать аккумулятор автомобиля» Подробнее

Причины низкого напряжения в аккумуляторе автомобиля

Причин резкого падения напряжения в полностью заряженном аккумуляторе автомобиля может быть несколько:

Аккумуляторная батарея выработала свой ресурс и ее нужно заменить.
Из-за неисправного генератора АКБ не получает нужной зарядки.
Случается, что и новый аккумулятор резко теряет напряжение даже при полностью исправном генераторе. Это происходит из-за утечки тока бортовой электроцепи автомобиля. Причиной такой ситуации может быть любое электрооборудование машины.

Все существующие причины падения напряжения автомобильного аккумулятора могут быть устранены без особых сложностей, за исключением случая, когда АКБ выработала свой ресурс. В этом случае необходимо купить и установить новую батарею.

Неправильная эксплуатация автомобиля также может привести к снижению нормального напряжения аккумулятора автомобиля. Если машина постоянно используется для поездок на короткие расстояния, то генератор не успевает полностью восстановить АКБ после запуска двигателя.

Кроме того, снижение напряжения батареи может произойти из-за не выключенного освещения в салоне, света фар, работающего во время стоянки магнитофона и т. д.

Даже один электроприбор, включенный во время стоянки автомобиля, всего за несколько часов может полностью «посадить» аккумулятор.

Не менее опасной является и перезарядка АКБ (напряжение батареи превышает 13 В). Чаще всего это происходит из-за неправильной работы генератора.

В некоторых случаях автовладельцы умышленно перезаряжают аккумулятор, чтобы повысить его плотность. Когда напряжение батареи превышает нормальные значения, то начинает выкипать электролит и сокращается ресурс АКБ.

Рассмотрим основные причины, которые приводят к перезарядке АКБ автомобиля:

Неправильно работает реле, которое отключает генератор после того, как аккумулятор заряжается до нормального напряжения. Неисправность такого устройства приводит к тому, что ток зарядки продолжает поступать после того, как АКБ полностью зарядился. Данная поломка устраняется легко, да и реле стоит не очень дорого.
Поломка генератора. В этом случае ремонт будет более дорогостоящим.
Неправильно подобрано оборудование для зарядки автомобильного аккумулятора.

После того как причина повышенного напряжения АКБ устранена, необходимо выполнить повторные замеры этого параметра на клеммах батареи, чтобы убедиться в нормальной работе оборудования.

«Нужно ли делать сход-развал после замены сайлентблоков» Подробнее

Как осуществлять контроль напряжения аккумулятора автомобиля

Чтобы измерить напряжение АКБ, понадобится мультиметр либо стандартный вольметр. Рассмотрим процесс измерения с помощью первого вида оборудования. С аккумулятора нужно снять клеммы (замер производится при разомкнутой цепи). Мультиметр следует установить в режим измерения напряжения, а его щупы приложить к выводам АКБ автомобиля (красный к «+», а черный к «-»).

В автосервисах для измерения напряжения аккумулятора автомобиля часто используется такое устройство как нагрузочная вилка. Этот прибор имеет встроенный вольметр. Особенность нагрузочной вилки состоит в том, что с ее помощью можно провести тестирование аккумуляторной батареи в замкнутой цепи. Такой прибор позволяет оценить состояние АКБ, так как он позволяет имитировать запуск мотора авто.

Чтобы измерить напряжение аккумулятора с помощью нагрузочной вилки, необходимо присоединить ее клеммы к выводам батареи и на пять секунд включить нагрузку. Показания встроенного вольтметра нужно зафиксировать на последней секунде. Если измеренное напряжение меньше 9 В, значит АКБ исчерпала свой ресурс и подлежит замене.

Полностью заряженный аккумулятор при разомкнутой цепи выдаст напряжение от 12,6 В до 12,9 В. Если на такую батарею подать нагрузку, то показатель напряжения снизится до 10 – 10,5 В, а потом он будет понемногу расти.

Нужно отметить, что аккумулятор автомобиля может иметь нормальное напряжение, но его работоспособность будет низкой. Другими словами, напряжение показывает не состояние АКБ, а только уровень ее заряженности.

Степень зарядки аккумуляторной батареи можно контролировать не только по напряжению, но и по показателям плотности электролита. В процессе подзарядки за счет испарения влаги увеличивается процентное содержание кислоты, что и способствует повышению плотности. Для полностью заряженного аккумулятора автомобиля показатель плотности составляет 1,27 — 1,29 г/см3.

Чтобы провести измерения, нужно опустить ареометр в отверстие для залива электролита и сделать его забор путем нажатия груши так, чтобы внутренний поплавок начал свободно перемещаться. При этом показания шкалы измерительного прибора, соответствующие верхнему уровню электролита, покажут его плотность, которая может зависеть от температуры воздуха и состояния АКБ.

В заключение стоит еще раз напомнить, что периодическое диагностирование аккумулятора и устранение факторов, снижающих работоспособность АКБ, позволит увеличить ее ресурс и сэкономить деньги автовладельца на ремонт автомобиля.

Источник: https://rad-star.ru/pressroom/articles/normalnoe-napryazhenie-akkumulyatora/

Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению

Степень заряда автомобильного аккумулятора замеряют при приобретении новой АКБ и при возникновении проблем во время эксплуатации.

И если летом допустима определённая разряженность батареи, то с понижением температуры могут возникнуть трудности с энергообеспечением оборудования или даже запуском двигателя.

Определение степени заряженности аккумулятора — простая процедура, которую можно осуществить самостоятельно.

Нормальный заряд аккумулятора

Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора

После полного заряда автомобильного аккумулятора электролит имеет высокую концентрацию кислоты, и напряжение батареи максимально.

Во время эксплуатации плотность уменьшается, в связи с этим падает значение напряжения, следовательно и заряд АКБ.

Стоит отметить, что разность потенциалов источника питания изменяется не только от заряда аккумулятора, но и от количества приборов, подключённых к сети.

Как соотносятся заряженность батареи и напряжение аккумулятора, можно увидеть на этом рисунке:

Тесно связаны напряжение и ёмкость АКБ. Оба параметра производитель указывает в модели источника питания. Они показывают, какую нагрузку энергии выдаёт аккумуляторная батарея на протяжении определённого времени разряда. Большие токи и быстрый разряд уменьшают ёмкость источника питания, меньшие — могут способствовать увеличению этого показателя.

Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:

по напряжению под мощностью при помощи нагрузочной вилки и постоянного тока;
спектральным анализом;
приборами, снимающими показания при переменном токе.

Связано это с возможным наличием плавающего заряда даст совершенно нормальный результат диагностики, что не будет соответствовать действительности.

Поэтому мы рекомендуем проверять остаточную ёмкость АКБ от напряжения с помощью специалистов, которые проведут компьютерное исследование батареи.

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

Проведение корректных измерений допустимо на полностью отключённой и заряженной АКБ, то есть электрическая цепь должна быть разомкнута.

Однако это необязательное условие: если вы проверяете напряжение в замкнутой цепи, то учитывайте определённую погрешность.

АКБ подсоединена к системе автомобиля, который не заведён. При этом условии бортовая сеть потребляет определённое количество энергии, поэтому показатель напряжений должен находиться в диапазоне 12,5—13,0 В.
На заведённой машине с выключенными источниками потребления энергии показания прибора должны варьироваться в промежутке от 13,5 до 14 вольт. Более высокие показания говорят о том, что батарея разряжена, а генератор работает не в штатном режиме. Стоит учесть, что повышение данных в холодное время года не является точным свидетельством разряженности АКБ. Если в течение некоторого времени вольтаж вошёл в рамки, то система полностью работоспособна. Пониженные показатели (от 13 до 13,4 вольта) говорят о некоторой разряженности батареи. Необходима зарядка аккумулятора.
На заведённой машине с включёнными источниками потребления электроэнергии значение напряжений должно быть больше 12,8—13,0 В.

Мы не рекомендуем проверять напряжение аккумулятора в машине с помощью бортовой системы, потому что она подключена не напрямую к батарее. Поэтому допускаются определённые погрешности измерений.

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Уровень заряда АКБ	Напряжение в разомкнутой цепи малосурьмянистых (Sb/Sb) и гибридных (Sb/Ca) аккумуляторов, вольт	Напряжение в разомкнутой цепи в кальциевых (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca) аккумуляторах, вольт
100%	12,516—12,663	12,666—12,813
75%	12,316—12, 463	12,466—12,613
50%	12,106—12,253	12,266—12,413
25%	11,926—12,073	11,866—12,013
0%	11,756—11,903	11,666—11,813

Таблица 1. Степень заряда аккумулятора по напряжению.

Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора

Определённая степень разряда батареи характеризуется активным поглощением серной кислоты и её оседанием на пластинах.

Сульфация металлических элементов становится причиной увеличения их жёсткости и неспособности участвовать в химическом процессе.

Так как серная кислота тратится, меняется соотношение компонентов — жидкость становится менее плотной, что сказывается на способности аккумулятора в машине держать заряд.

Наглядно увидеть зависимость уровень заряда аккумулятора от плотности электролита можно в этом графике:

Уровень заряда АКБ	Значение плотности электролита
100%	1,249—1,297
75%	1,209—1,257
50%	1,174—1,222
25%	1,139—1,187
0%	1,104—1,152

Таблица 2. Степень заряда аккумулятора по плотности.

Определение степени зарядки аккумулятора по встроенному гидрометрическому индикатору

вольтметр или мультиметр, с помощью которых можно провести исследования как по вольтажу, так и по значениям сопротивления;
ареометр, замеряющий плотности электролита;
устройство необходимое для заряда АКБ, имеющей определённую степень разряженности.

Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению
Ссылка на основную публикацию

Источник: https://AkkumulyatorAvto.ru/konstrukciya/parametry/zaryad.html

Напряжение автомобильного аккумулятора: нормы, правила измерения

Напряжение с емкостью – два основных параметра автомобильного АКБ. Эти значения определяют качество функционирования элемента, поэтому водитель должен контролировать значения. Из обзора вы узнаете, какое напряжение должно быть на аккумуляторе в обычном рабочем состоянии и при повышенных нагрузках.

Общие моменты

Электродвижущая сила отвечает за нормальное прохождение тока по цепочке, дает запрограммированную разность выводных частей источника питания – то есть АКБ. Искомая величина рассчитываться будет как разница потенциалов.

Электродвижущая сила равна расходуемой на перенос заряда между выводами энергии. Значения токовых сил, напряжений связаны друг с другом неразрывным образом. Когда внутри батареи данная сила не возникает, отсутствует ток и на выводящих частях.

Когда цепные связи размыкаются, ток отсутствует, но в аккумуляторе начинает возбуждаться электродвижущая сила, в зоне выводов появляется движение.

Для измерения обеих величин используются вольты. Электродвижущая общая сила в автоаккумуляторе развивается в результате электрических и химических процессов, протекающих внутри него. ЭДС всегда больше напряжения в аккумуляторе на величину, равную падению внутреннего напряжения.

Для замеров применяются вольтметры с мультиметрами. В аккумуляторе для авто размеры ЭДС будут зависеть от плотности, температурных значений электролита.

Точных сведений по вопросу того, какое значение для батареи питания идеальное, нет. Специалисты во внимание принимают оптимальные показатели пуска для старта моторного механизма. Если АКБ новый, заряженный, данное значение должно быть 12,6–12,7 вольта.

Если напряжение заряженного аккумулятора автомобиля без нагрузки выше, это еще не указывает на наличие проблемы.

Например, сразу после зарядки АКБ ее ток при замерах будет выше на 0,5 вольта реального, и при итоговых подсчетах это нужно учитывать. 13,0–13,2 вольта – цифра, которая превышает допустимые значения напряжения, но для некоторых моделей батарей она является нормальной.

Близкие к рекомендованным значениям данные батарея показывает спустя пару часов после зарядки.

Критическим для АКБ считается 12 вольт и менее. Если значение меньше этой цифры, нужна срочная зарядка. Использовать элемент питания на ресурсном пределе нельзя, поскольку в данном случае запустится процесс сульфатации пластин. В будущем от последствий сульфатации избавиться проблематично, и придется покупать новую батарею.

При этом 12,1 вольта достаточно для старта мотора, проблемы возникают на 11,6 вольта и ниже. Это все цифры, о которых нужно знать и учитывать их во время работы. В большинстве случаев значение напряжения заряженного аккумулятора автомобиля находится на отметке в 12,2–12,5 вольта.

Таблица заряда

Чтобы не упустить момент, когда заряд батареи упадет до предельно критического уровня, используйте таблицу заряда АКБ. Если измерить U на клеммах, можно рассчитать общий заряд.

Также в таблице вы найдете значения плотности электролита, температурных значений, при которых он может замерзать зимой. Ознакомиться с основными значениями можно в таблице заряда аккумулятора автомобиля по напряжению.

Все способы проверки

Проверять напряжение аккумулятора автомобиля на степень разряженности можно разными способами. Рассмотрим их.

Мультиметром

Для проверки аккумуляторов «Акум», «Ватра» и других марок, устанавливаемых на авто «КамАЗ», «Вольво», «БМВ» удобно использовать мультиметр.

Прибор вы найдете в любом специализированном магазине, есть он на СТО. Для разовых замеров мультиметр проще одолжить, хотя большинству водителей он нужен регулярно.

Скорее всего, показания мультиметра и бортового компьютера будут различаться.

Стандартные устройства приборной панели часто ошибаются, дают незначительную погрешность, поскольку подключаются к АКБ не напрямую. Обычно отклонения идут в меньшую сторону.

При работающем моторе

Какое напряжение должно быть на заряженном аккумуляторе автомобиля, мы разобрались, теперь рассмотрим порядок измерения текущих показателей при работающем моторе.

Сначала сделайте замеры при заведенном двигателе – в норме значение должно быть в районе 13,5–14,0 вольт.

Если значение превышает 14,2 вольта, зарядка низкая, генератор будет направлять энергию на зарядку элемента питания. Чрезмерные показатели в зимнее время года в данном случае считаются нормой.

В высоком токе плохого ничего нет. Когда с электрооборудованием все в порядке, спустя 10 минут электронные части системы скинут текущие значения до стандартных максимальных 14 вольт.

При отсутствии данной реакции цифра до оптимальных величин постепенно не сбрасывается, возможен перезаряд аккумулятора. Он постоянно будет функционировать на максимальной отдаче, начнет выкипать электролит.

Когда при включенном моторе показатель составляет меньше 13,0–13,4 вольта, можно говорить об отсутствии полной зарядки. В сервис сразу не бегите, для начала измерьте показания при выключенных потребителях – это кондиционер, магнитола, фары, прикуриватель и пр.

Также резкое падение возможно в случае окисления контактов – проверьте их перед поездкой в сервис и, если нужно, зачистите шкуркой.

Другой метод проверки – при выключенных источниках потребления энергии, работающем моторе вы должны получить 13,6. Проверьте соответствие параметров, если все в норме, включите ближний свет, при этом показатель должен упасть на 0,1–0,2 вольта.

Теперь включайте в машине музыку, сплит-систему, прочие потребители энергии. Действия выполняйте постепенно, при каждом новом включении потребителя параметр должен немного падать.

При резких скачках, скорее всего, проблема в генераторной системе – он работает не на всю мощность, либо износились, загрязнились щетки.

Даже если включены все потребители энергии, показатель все равно в норме не падает ниже 13 В. Иначе батарея начнет разряжаться сильно и сядет полностью.

При отключенном моторе

Вам также потребуется для проведения работ мультиметр. Если показатель на выводах ниже 11,8 вольта, машина, скорее всего, просто не заведется, придется прикуривать ее от другого авто.

Показатель нормального уровня при отключенном моторе – 12,5–13,0 вольт. Значение 12,9 указывает на то, что АКБ заряжен примерно на 90 %, 12,5 – наполовину, 12,1 – осталось не более 10 %. Это расчеты на глаз, но многие автомобилисты пользуются ими.

Оптимально замерять напряжение непосредственно до поездки. Уровень зарядки аккумулятора указывает на его способность удерживать значения по несколько суток. Если батарея заряжена полностью, а вы не ездили неделю и больше, то параметр резко снизится. То есть константным значение не является.

С применением нагрузочной вилки

Проверка аккумулятора с применением нагрузочной вилки – точный, простой и эффективный способ проверить работоспособность батареи автомобиля. В итоге вы выясните, заряжен ли аккумулятор.

Подсоедините вилку к нужному полюсу батареи максимум на 5 секунд. Сначала должно быть в районе 12–13 вольт, после пятой секунды – больше 10 вольт, несмотря на снижение. Такой элемент питания считается полностью заряженным, может работать под разными нагрузками.

Когда показатель в ходе тестирования при проверке нагрузочной вилкой снижается до 9 вольт, АКБ неисправен, рекомендуется его замена.

В холодный сезон

Снижение температурных показателей среды вызывает изменения в номинальной плотности рабочего вещества – электролита. С учетом уровня заряда АКБ будет определяться реакция на пониженные температурные показатели.

У полностью заряженной батареи резко возрастет плотность, что вызовет резкий скачок измерений.

Когда блок питания сел, плотность понижается по причине морозов, возникают сложности при запуске мотора.

Водители совершенно ошибочно полагают, что в зимнее время АКБ дополнительно разряжается из-за низких температур воздуха. В реальности роль играет не низкая температура среды, а замедление химических процессов в элементе питания в результате морозов.

Полезные рекомендации

Рекомендации, которые пригодятся при эксплуатации, обслуживании АКБ для продления времени его работы:

время от времени тестируйте батарею и как можно чаще (хотя бы раз в квартал) выполняйте подзарядку от сети;
следите за исправностью генератора, проводов, функции регулировки напряжения авто для нормального заряда элемента питания во время поездок;
замеряйте токовые утечки;
замеряйте плотность электролитного вещества после полной зарядки, сравнивайте цифры из таблицы выше, исправляйте ситуацию, если это нужно;
держите автоаккумулятор в чистоте, чтобы минимизировать ток утечки.

Не замыкайте выводные выходы автомобильной батареи накоротко, поскольку последствия в данном случае будут плачевными.

Заключение

Из обзора вы узнали, сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор и почему важно контролировать эти значения. Напряжение АКБ, как и емкость, плотность рабочего вещества, дает возможность делать выводы о рабочем состоянии элемента питания.

Первый параметр автоаккумулятора указывает на степень его заряда, показатель учитывайте для продления срока службы элемента питания. Контроль сложностей не представляет, для его выполнения применяется базовый набор инструмента.

На АКБ авто в норме параметр составляет 12,6–12,9 вольта при 100%-й зарядке. Замер значения позволяет оперативно оценивать степень заряда. При этом степень износа, текущее состояние батареи так по показателю понять невозможно.

Чтобы получить точные сведения о состоянии АКБ, проверьте ее емкость, сделайте тест, когда дадите нагрузку. Применяются разные варианты проверки работоспособности батареи, все были рассмотрены в обзоре.

Удобно пользоваться таблицей степени заряда АКБ для всех моделей авто, в которой указываются значения температуры промерзания электролита, его плотности с учетом заряда батареи.

Источник: https://3batareiki.ru/akkumulyatory/avtomobilnye-akkumulyatory/kakoye-napryazheniye-dolzhno-byt-na-akkumulyatore

Степень заряда автомобильного аккумулятора

Нормальные значения параметров АКБ «надо знать в лицо». По ним контролируется степень ее заряженности. Если контроль взять за привычку, то можно продлить срок службы изделия и избавить себя от встречи с последствиями его разрядки. Обсудим допустимые цифры и способы их замера. Также порассуждаем о причинах отклонений и выработаем список действий по возвращению величин в приемлемые рамки.

Нормальное напряжение полностью заряженного аккумулятора автомобиля и методы его замера

Измерение вольтажа производится вольтметром. Он встречается в составе мультиметра, в конструкции нагрузочной вилки и в ассортименте дополнительного бортового оборудования. Вещь бездушная, но будучи присоединенной к АКБ, способна вызывать тревогу.

Без нагрузки: что показывает тестер при 100% заряде

12,6-12,7 Вольт при +20…+25°C. Именно такое напряжение должно быть на аккумуляторе автомобиля через 6 часов после полной зарядки от бытовой сети или стоянки с неработающим двигателем. При измерениях важно отсоединить одну из клемм и учитывать температуру аккумулятора. Скажем, при -10…-15°C «напруга» 12,7 В соответствует уже 75% заряду.

Сразу после отключения крокодилов зарядного устройства разность потенциалов несколько выше. Конкретной цифры нет. К примеру, у AGM она может быть в районе 13,8-14,8 В, у EFB и кальциевого – 13,8-14,4 В.

Под нагрузкой: что показывает нагрузочная вилка при 100% заряде и стоит ли вообще ей доверять

Все АКБ, которые держат более 10В в течение первых 5 секунд, считаются исправными. Да, статус размазанный, но точную степень разряженности или заряженности вилка без детального анализа параметров не скажет. Именно поэтому опираться на показания прибора с дополнительным сопротивлением не стоит даже при проверке нового аккумулятора перед покупкой в магазине.

Проблема в том, что у каждого АКБ свой показатель в А*ч, а единого напряжения, соответствующего 100% заряду под нагрузкой – нет. Таблиц тоже нет, зато есть еще одна головная боль. Отсутствуют единые требования к изготовлению нагрузочных вилок. В результате, можно купить прибор, потребляющий, скажем, 200 А или 100 А. И тогда вовсе возникает путаница.

Остается полагаться на реальные данные, которые берутся из опытов. Известно, что обычная батарея на 55 А*ч считается полностью заряженной, если нагрузочная вилка выдает 10,5 В, при этом:

Напряжение после снятия нагрузки восстанавливается до 12,66-12,7 В.
Температура окружающей среды – около +15°C.
Нагрузка – 100 А.

В дополнение к вольтажу: плотность электролита заряженной АКБ

С эпохи дефицита батарей известно, что напряжение заряженного аккумулятора автомобиля напрямую зависит от плотности электролитической жидкости. С тех пор ничего не изменилось. Электролит – это по-прежнему смесь серной кислоты и дистиллированной воды, а ареометр – прибор №1 в комплекте юного аккумуляторщика.

1,26-1,28 г/см3 при +20…+25°C. Такая плотность химического вещества в каждой банке соответствует напряжению 12,6-12,7 В. Подобное соотношение показаний ареометра и мультиметра говорит о том, что емкость источника питания восстановлена до 100%. Говоря научным языком, сульфат, откладывающийся на пластинах при разряде в составе сульфата свинца, полностью покинул электроды и прореагировал с водородом, перейдя в серную кислоту.

Зимой: каким должно быть напряжение полностью восстановленного аккумулятора автомобиля в мороз

12,9 В при -10…-15°C. Эта разность потенциалов соответствует 100% заряду АКБ. При минусовой температуре ход электрохимических реакций замедляется и факты тому подтверждение:

При -30°C фактическая емкость батареи составляет примерно 50% от указанной на этикетке.
Плотность электролита – 1,28 г/см3. Напряжение при -30°C – 12,4 В, а при +25°C – 12,7 В.
При температуре ниже -25°C аккумулятор перестает брать заряд от генератора.

В холодных регионах принято добавлять в электролит серную кислоту, благодаря чему повышается его плотность. При 1,30-1,32 г/см3 напряжение аккумулятора автомобиля на морозе должно быть 12,9 В без нагрузки (температура: -10…-15°C). Увеличивая концентрацию сернокислого компонента, не стоит превышать 1,35 г/см3, иначе он начнет разъедать пластины.

К сведению. При разряде выделяется вода, и плотность электролитической жидкости падает, отчего случается ее замерзание при минусовых температурах. Лед коробит пластины, чем выводит АКБ из строя.

Чем вызваны отклонения от нормы в 12,6-12,7 В

Глубокая сульфатация пластин препятствует восстановлению напряжения без нагрузки до нормальных величин. В целом, это не единственный ее признак:

Уменьшается плотность электролитической жидкости в банках.
Аккумулятор быстро разряжается и быстро заряжается.
Пластины покрыты белым слоем.

Крупные сульфаты не растворяются в ходе обычного зарядного цикла с током 10% от емкости АКБ. Поэтому, время заряда от стандартного ЗУ сокращается, и электролит быстро закипает.

Прогресс сульфатации вызван хранением в разряженном состоянии. Частный случай – использование в режиме хронического недозаряда. Противостоять деструкции не способны ни кальциевые, ни прогрессивные батареи AGM и EFB.

Что делать, если разность потенциалов ниже 12,6 В

Зарядить. 12,3-12,4 В. До этого напряжения можно разряжать аккумулятор автомобиля без особого для него вреда. Свыше 60% степени заряженности сульфатация протекает замедленным образом. Для восстановления батарею рекомендуется «погонять» током до 10% от емкости в течение 6-7 часов. Если изделие часто подзаряжается и в автономном состоянии держит норму, интересуйтесь, почему АКБ быстро разряжается при простое.
Произвести десульфатацию. В незапущенных случаях достаточно подключить десульфатирующее устройство к клеммам АКБ на несколько дней и емкость восстановится. Спецприбор дорог, поэтому многие имитируют его функционал с помощью обычного зарядника и лампы из автомобильной фары.

Интересные факты из эксплуатации аккумуляторных батарей

Сколько потребляет стартер зимой, каков минимальный порог вольтажа для его срабатывания и сколько прокруток он может совершить в -20°C, прежде чем сядет аккумулятор? Как оценить степень заряженности АКБ только с помощью мультиметра, и как часто пользоваться зарядным устройством? Обо всем этом рассказывают эксперты журнала.

Батарея и стартер

Максимальный пусковой ток электромотора стартерного механизма на переднеприводных Ладах – не более 400 А. Зимой, как правило, дело доходит до 350 А. Летом требуется меньше – порядка 200 А.

Если сделать последовательно 5 попыток запуска двигателя при -20°C, аккумулятор сядет.
Результат получен при определенных условиях:

Емкость АКБ – 60 А*ч.
Изделие заряжено: при комнатной температуре тестер показывал 12,7 В.
Батарея ночевала на улице.
Длительность 1 попытки безуспешного запуска – 10 секунд.
Машина – Lada Priora.
Масло – полусинтетика Liqui Moly 10W-40.

К сведению. После отогревания в помещении батарея частично восстанавливается и способна еще несколько раз покрутить стартер.

11,9 В без нагрузки при температуре +15°C – минимальное напряжение, при котором двигатель еще может запуститься. Но ситуация опасна, поскольку при 11,9 В и ниже прогрессирует сульфатация.

Мультиметр – аккумулятор – ЗУ

Для оценки степени заряженности аккумулятора разработаны таблицы, увязывающие напряжение на клеммах с % заряда по шкале от 0 до 100%. Критическим принято считать 10,8 В. Это глубокий разряд. Обычная батарея переносит не более 2-3 таких предельных режимов.

Раз в два месяца при смешанном цикле езды. Такова периодичность подзаряда АКБ летом, весной и осенью. Зимой частота увеличивается до 2-3 недель при -10°C за бортом. При эксплуатации при температуре ниже -25°C зарядка должна производиться 1 раз в 5 дней.

Рабочее состояние аккумуляторной батареи определяется по ее напряжению, которое, надо заметить, при разряде, заряде и на холостом ходу будет очень сильно различаться и, тем не менее, эта характеристика АКБ является основной для определения степени заряженности аккумулятора вашего автомобиля.

Первый способ
Можно воспользоваться двумя простыми методами определения заряженности АКБ. Первый способ наиболее простой. Он заключается в обычном измерении электрического напряжения на контактных клеммах аккумуляторной батареи, для чего необходим цифровой вольтметр, поскольку он может показать при замере точное значение уровня напряжения АКБ, включая десятые и даже сотые доли вольта.
Напряжение аккумуляторной батареи измеряют на ее клеммах обязательно при отсутствии как разрядного, так и зарядного токов в течение 4-5 часов. Это время необходимо для того, чтобы напряжение могло придти в нормальное стабильное состояние. Нормальное напряжение стартерных аккумуляторных батарей с жидким электролитом составляет от 12,5 до 12,9 вольт. В таблице мы привели показатели напряжения для АКБ с жидким электролитом и степень его заряженности.

Ниже: степень заряженности, % -> Напряжение батареи (В.)
100 -> 12.71
95 -> 12.65
90 -> 12.57
85 -> 12.53
80 -> 12.47
78 -> 12.41
70 -> 12.37
65 -> 12.33
60 -> 12.29
55 -> 12.25
50 -> 12.21
40 -> 12.13
30 -> 12.05
20 -> 11.99
10 -> 11.95
Более точно измерить уровень заряженности аккумулятора можно только с помощью специальных зарядных устройств с микропроцессором и памятью. Эти современные устройства могут отслеживать как разряд, так и заряд аккумулятора на протяжении нескольких циклов. Такой метод является наиболее точным и с его помощью можно сэкономить деньги при замене или обслуживании аккумулятора.

Второй способ определения заряженности АКБ
Второй способ заключается в измерении плотности электролита и по этому параметру можно будет определять степень заряженности аккумулятора вашей автомашины, но этот метод подходит не ко всем аккумуляторам, а только к АКБ с жидким электролитом.
В таблице приведены показатели плотности электролита и соответствующий этому показателю уровень заряженности аккумулятора.

Ниже: уровень заряженности, % -> Плотность электролита
100 -> 1.266
95 -> 1.258
90 -> 1.250
85 -> 1.242
80 -> 1.234
78 -> 1.226
70 -> 1.219
65 -> 1.212
60 -> 1.205
55 -> 1.198
50 -> 1.191
40 -> 1.177
30 -> 1.163
20 -> 1.149
10 -> 1.135

Информационный сайт о накопителях энергии

Автомобильная батарея состоит из 6 элементов, соединенных последовательно. Каждая банка имеет полный заряд 2,10-2,15 В, поэтому общее напряжение суммируется, составляет 12,6 – 12,8 В. Какое напряжение у АКБ после отключения ЗУ? При установке аккумулятора в авто величина напряжения после зарядки должна быть 12,4 В. это нормально. Аккумулятор автомобиля стартовый, в период запуска двигателя разряжается, в процессе движения восстанавливает энергию от генератора машины. Если напряжение в аккумуляторе снижается до 12 В, устройство требует зарядки от сети. Большая потеря заряда в банках характеризуется, как глубокий разряд, разрушающий батарею.

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Автомобиль, эксплуатируемый с преимуществом длинных пробегов, успевает полностью зарядиться от генератора для следующего пуска. Но заряд его не будет полным. Степень зарядки аккумулятора можно определить по напряжению на клеммах. Чем меньше величина, тем слабее концентрация электролита в банках.

Проверить заряд аккумулятора, можно воспользовавшись мультиметром. Следует установить градуировку «переменный ток» и замерить показатель на клеммах. Можно определить уровень заряда по плотности электролита.

Степень зарядки автомобильного аккумулятора определяется по напряжению, как в таблице.

Чтобы поднять емкость аккумулятора, необходимо зарядить его специальным зарядным устройством. Это преобразователь напряжения, выпрямитель. Аккумуляторы бывают обслуживаемые, необслуживаемые, гелевые, AGM, литиевые. Напряжение и ток зарядки их отличается по напряжению, времени, длительности циклов. Есть универсальные ЗУ, рассчитанные на переключение режимов для разных моделей АКБ, регулирование параметров.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

Для зарядки аккумулятра от зарядного устройства выбирают режим с постоянным током или напряжением. Оба они одинаково эффективны, но применяются к разным батареям. В процессе зарядки и эксплуатации аккумулятора необходимо производить замеры напряжения на клеммах кислотного аккумулятора.

Чтобы зарядить батарею на 12 В, потребуется установить режим постоянного напряжения 16 -16,5 В. Используя ток 14,4 В можно зарядить аккумулятор на 75-85 %. При постоянном напряжении сила зарядного тока величина переменная, ограничивается только ЗУ.

Какое напряжение для зарядки нужно установить? Исходят из достижения критического напряжения, сопровождающегося «кипением» — выделением газа из банок автомобильного аккумулятора. Нормально заряженным считают аккумулятор, с напряжением на клеммах от 12,6 до 14,5 В. Снимать показания следует прибором, не полагаясь на бортовой компьютер. Замеры на работающем двигателе, и в отключенной батарее отличаются.

Допустимое напряжение зарядки на клеммах аккумулятора при работающем моторе варьируется 13,5 -14 В. Показатель показывает недозаряд батареи, если напряжение выше. Нужно повторить замер через 2 минуты, возможно, батарея разрядилась при запуске. Если напряжение зарядки низкое – аккумулятор теряет ресурс или проблемы исходят от автомобильного генератора. Проводить замеры нужно, отключив бортовые системы.

Замеряя напряжение зарядки аккумулятора на неработающем авто, невозможно выявить проблемы с генератором, однако хорошо определяется степень зарядки аккумулятора. Напряжение 12,5 – 14 В говорит об отсутствии проблем. При низком показателе необходимо проверить:

состояние электролита – субстанция должна быть прозрачной, уровень нормальным;
многое зависит от уровня заряда АКБ;
определение возможности подзарядки до оптимального напряжения.

Тестирование выявит проблемы с аккумулятором, его работоспособность.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Возможна ли зарядка АКБ с постоянным сопротивлением? Из формулы I =U*R, понятно, если установить сопротивление величиной постоянной, то переменными станут ток или напряжение. Но внутри аккумулятора сопротивление – величина переменная, влияющая на поглощение энергии. Полное сопротивление складывается из сопротивления поляризации, которое меняется и омического, остающегося стабильным в одинаковых условиях и для конкретного аккумулятора.

На сопротивление влияют температура, степень разряженности, концентрация электролита, учтенные в характеристиках разрядных кривых АКБ. Но если в формуле сопротивление величина переменная во времени и состоянии автомобильного аккумулятора, то постоянным при зарядке может быть ток, напряжение или комбинирование тока и напряжения. Для сглаживания величины тока зарядки используется резистор — балластное сопротивление.

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Напряжение это разность потенциалов, и ток потечет в ту сторону, где эта величина будет меньшей. Поэтому напряжение зарядного устройства выбирается всегда выше, чем уровень зарядки автомобильного аккумулятора. Чем больше разница напряжения, тем быстрее и полнее наберет емкость аккумулятор автомобиля после зарядки.

Во время зарядки при постоянном напряжении предел установленного на ЗУ параметра ниже, чем характеристика, при которой начинается выделение газов из обслуживаемого аккумулятора. Какое значение разности потенциалов нужно для зарядки автомобильного аккумулятора? Максимальное напряжение, применяемое при зарядке батареи 16, 5 В. Какой параметр должен быть, зависит от вида АКБ. От напряжения зависит время и полнота зарядки аккумулятора. Соотношение напряжения заряда, восстановления емкости для батареи 12 В за 24 часа таково:

Напряжением 14,4 В можно зарядить батарею на 75-80 %;
Используя напряжение 15 В степень заряда 85 – 90 %;
Напряжением 16 В батарея заряжается на 95 – 97 %;
Максимальным напряжением 16,3 -16,5 В батареи заряжаются полностью.

При достижении напряжения на батарее 14,4 – 14,5 на ЗУ загорается сигнал окончания зарядки.

Установлено, что именно это напряжение автомобильного аккумулятора не создает газовыделения после и во время зарядки. Поэтому при реальной эксплуатации автомобилей, генератор через регулятор напряжения ограничивает максимальный уровень напряжения этим значением. Летом этот показатель близок к 100 % емкости, зимой соответствует 13,9-14,3 В, при работающем моторе, что соответствует 70-75 % емкости.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

Мы знаем, современные авто высокого класса имеют бортовую систему, работающую на 16 В. Какие аккумуляторы применяются в этих АКБ? Для того чтобы не было газовыделения, ситема должна быть закрытой.

Значит, необслуживаемые Ca/Ca аккумуляторы могут выдержать жесткие условия эксплуатации. Для них используется особый режим зарядки. Использование кальция вместо сурьмы позволяет вести зарядку аккумулятора повышенным напряжением, при этом электролит вскипает. Необслуживаемый аккумулятор не терпит резких перепадов напряжения в бортовой сети. Он предназначен для автомобилей с хорошей системой электронного контроля напряжения. Более терпимы к условиям эксплуатации гибридные батареи, из малосурьмянистых и кальциевых пластин.

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

После полной зарядки АКБ заряд несколько изменится. Происходит диссоциация электролита с заполнением пор токовыводящих пластин. Установленный в подкапотное пространство автомобильный аккумулятор принимает температуру окружающей среды, и емкость изменится в большую сторону при жаре или падает при минусовых температурах. Поэтому точно узнать после зарядки, какое напряжение аккумулятора автомобиля, можно, установив его на место. Даже, находясь в мастерской, напряжение на клеммах изменяется. Это особенно заметно, если не полностью проведен цикл и ток зарядки не упал до 200 мА. При этом происходит перераспределение заряда, и возможна дополнительная подпитка устройства энергией.

Но если после зарядки аккумулятора напряжение падает на работающей машине – это повод для ревизии генератора или замены аккумулятора.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.

Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.

Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей.

Видео

Предлагаем посмотреть советы специалиста, как правильно заряжать и обслуживать аккумулятор автомобиля, какое напряжение должно быть на аккумуляторе после зарядки.

Таблица уровня заряда аккумулятора автомобиля по напряжению

Перед подключением ЗУ проверяют заряд аккумулятора по напряжению, таблица помогает узнать его состояние. В зависимости от показаний вольтметра выбирают режим восстановления емкости.

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Подзарядка батареи при работающем моторе, когда она отдает энергию, проводится автомобильным генератором. Если его работа нестабильна, то емкость не восстанавливается. При движении на большие расстояния АКБ заряжается, энергии хватает для пуска двигателя, но емкость на 100% не заполняется. Это предусмотрено конструкцией, чтобы аккумулятор не перезаряжался.

Проверяют состояние батареи и одновременно автомобильного ЗУ вольтметром в режиме измерения напряжения. Красным щупом прикасаются к положительной клемме, черным — к отрицательной. Если подключить наоборот, то прибор просто покажет отрицательное значение. Бортовой вольтметр к АКБ подключен не напрямую, поэтому имеются погрешности в показаниях.

Вначале измеряют при разомкнутой цепи: снимают АКБ или отсоединяют клеммы. В норме показатели должны быть от 12,6 до 12,9В. Если они меньше — проблемы с батареей или генератор не обеспечивает ее током для восстановления емкости.

Более точную картину степени заряженности дают измерения при работающем ДВС без освещения:

от 13,0 до 13,4В — небольшое падение емкости, требуется подзарядка;
от 13,5 до 14,0В — состояние батареи и зарядного оборудования нормальное;
выше 14В — аккумулятор разряжен (если зимой через некоторое время показатели пришли в норму, система в порядке).

Если включить освещение в заведенной машине, то вольтметр должен показать 12,8-13,0В. Еще один способ проверить источник питания — снять показатели в момент включения стартера. Они не могут опускаться ниже 9,5В.

Зарядку осуществляют при помощи внешнего устройства.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

Заряжают неизменными амперами или вольтами на ЗУ. Чтобы знать заряженность аккумулятора, следят за напряжением на его контактах. Оно растет, зарядный ток падает. Если замеры показывают, что оно не увеличивается на протяжении 2 часов, а ампераж стабильный, то батарея почти на 100% восполнила емкость.

Напряжение вырастает до аналогичного на ЗУ. Рекомендуемое значение — от 14,4 до 14,5В. Когда оно на приборе и клеммах АКБ сравняется, это значит, что достигнуто 90-95% заряда. Самые современные необслуживаемые батареи требуют 16,1-16,3В. Такой же показатель должен быть на клеммах.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Заряд стабильным током — основной универсальный метод восстановления емкости. Амперы остаются неизменными. Зарядить можно другим способом, подавая напряжение без изменения. Процесс происходит быстрее, но показатели ампер падают по мере увеличения емкости.

По закону Ома, если поддерживать постоянное сопротивление, то меняться в процессе заряда будет напряжение. Но аккумулятор обладает внутренним непостоянным сопротивлением. Оно меняется по мере заряженности, нагрузки и других факторов. Если сопротивление переменное, то вольты или амперы будут стабильными.

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Чтобы запустить зарядку, от ЗУ требуется большее напряжение, чем оно есть на аккумуляторе. Чем существеннее между ними разница, тем быстрее набирается емкость. Есть границы подъема, за которыми начинается закипание электролита.

Если установить оптимальный параметр, то происходит наиболее полный заряд, нет газовыделения. На автомобиле напряжение ограничивает реле, поэтому при исправной системе батарее не грозит перезаряд и закипание электролита. Если используется внешнее ЗУ, то показатель выставляют вручную.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

На него влияет вид АКБ. От вольтажа зависит, как быстро и насколько полно восстановится емкость.

Все батареи, кроме кальциевых, заряжают преимущественно стабильным током или напряжением. При неизменном ампераже его устанавливают на величину 10% емкости АКБ. Заряжают до тех пор, пока вольтметр не покажет значения 14,3-14,4В. Амперы после этого уменьшают вдвое и продолжают зарядку. Когда напряжение поднимется до 15В, то опять уменьшают ампераж в 2 раза. Заряжают до тех пор, пока вольты и амперы не стабилизируются.

Используя метод постоянного напряжения, на зарядном устройстве выставляют максимальное значение — 14,4В и ожидают. Когда показатели на ЗУ и клеммах сравняются, то можно считать, что аккумулятор заряжен.

У элитных автомобилей бортовая система работает от 16В, аккумулятор подзаряжается повышенным током. Кислотные устройства выдержать его неспособны, поэтому используются необслуживаемые Ca/Ca. У них закрытая система, нет газовыделения, выдерживают жесткие эксплуатационные условия. Однако не допускается глубокий разряд и некорректная работа системы бортовой сети.

Использование кальциевых АКБ оправдано на автомобилях, где установлено хорошее оборудование для контроля бортовой электрической системы. Заряжать такие батареи требуется до 16В с применением особого режима. Используется специальное программируемое ЗУ, способное выдавать 16,1-16,5В. С таким напряжением кальциевый аккумулятор заряжают до 100%. Если устройство выдает не более 14,8В, то емкость восполнится на 50%. При ограничении 15,5В Ca/Ca батарея зарядится на 75%.

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

Полный заряд меняет характеристики АКБ. Процессы внутри поднимают температуру электролита, что сказывается на емкости. На морозе заряд падает. Поэтому аккумулятор проверяют спустя несколько часов, отключив от ЗУ.

На окончание заряда указывают 14,4В на тестере. На заводских устройствах об этом сообщает зеленая индикаторная лампочка. Если зарядка неполная, то напряжение через несколько часов начнет падать. Если оно меняется в меньшую сторону на работающей машине, то можно судить о неисправности аккумулятора или генератора.

Отклонения от правильного вольтажа в конце зарядки опасны. Если напряжение недостаточное, АКБ не зарядится, сульфатируется. А если в момент подзарядки выходят газы, то поднимается температура электролита. Последствия могут быть опасны: ресурс уменьшается сильнее.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

При зарядке стабильным напряжением наблюдается прямая зависимость емкости АКБ от подаваемого с ЗУ вольтажа:

14,4В — 80%;
15В — 90%;
16В — 96%;
16,5 В — 100%.

Каждую батарею заряжают в режиме, предусмотренном конструкцией. Наиболее низкое напряжение требуется для обслуживаемых кислотных и гелиевых АКБ. Самое высокое — для кальциевых. Заряжать прекращают при достижении номинального показателя.

Таблица уровня заряженности АКБ

Емкость АКБ измеряют тестером, отключив зарядку от сети. Для получения более точных данных снимают показатели под нагрузкой 100А. Напряжение также характеризует плотность электролита и точку его замерзания.

В разомкнутой цепи	Под нагрузкой	Заряженность, %	Плотность	Температура замерзания электролита, ° С
12,7	10,8	100	1,27	-60
12,6	10,7	94	1,26	-55
12,5	10,4	85	1,25	-50
12,4	10,2	75	1,23	-42
12,3	9,9	62,5	1,21	-32
12,2	9,7	56	1,2	-27
12,1	9,5	44	1,18	-18

Таблица служит для оценки состояния аккумулятора.

Мне нравится4Не нравится

Таблица заряда аккумулятора авто

Информационный сайт о накопителях энергии

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Степень зарядки автомобильного аккумулятора определяется по напряжению, как в таблице.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

состояние электролита – субстанция должна быть прозрачной, уровень нормальным;
многое зависит от уровня заряда АКБ;
определение возможности подзарядки до оптимального напряжения.

Тестирование выявит проблемы с аккумулятором, его работоспособность.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Напряжением 14,4 В можно зарядить батарею на 75-80 %;
Используя напряжение 15 В степень заряда 85 – 90 %;
Напряжением 16 В батарея заряжается на 95 – 97 %;
Максимальным напряжением 16,3 -16,5 В батареи заряжаются полностью.

При достижении напряжения на батарее 14,4 – 14,5 на ЗУ загорается сигнал окончания зарядки.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

Видео

Нормальный заряд аккумулятора

Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора

Как соотносятся заряженность батареи и напряжение аккумулятора, можно увидеть на этом рисунке:

Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:

по напряжению под мощностью при помощи нагрузочной вилки и постоянного тока;
спектральным анализом;
приборами, снимающими показания при переменном токе.

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

АКБ подсоединена к системе автомобиля, который не заведён. При этом условии бортовая сеть потребляет определённое количество энергии, поэтому показатель напряжений должен находиться в диапазоне 12,5—13,0 В.
На заведённой машине с выключенными источниками потребления энергии показания прибора должны варьироваться в промежутке от 13,5 до 14 вольт. Более высокие показания говорят о том, что батарея разряжена, а генератор работает не в штатном режиме. Стоит учесть, что повышение данных в холодное время года не является точным свидетельством разряженности АКБ. Если в течение некоторого времени вольтаж вошёл в рамки, то система полностью работоспособна. Пониженные показатели (от 13 до 13,4 вольта) говорят о некоторой разряженности батареи. Необходима зарядка аккумулятора.
На заведённой машине с включёнными источниками потребления электроэнергии значение напряжений должно быть больше 12,8—13,0 В.

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Уровень заряда АКБ

Напряжение в разомкнутой цепи малосурьмянистых (Sb/Sb) и гибридных (Sb/Ca) аккумуляторов, вольт

Напряжение в разомкнутой цепи

в кальциевых (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca) аккумуляторах, вольт

Таблица заряда аккумулятора аккумулятора автомобиля на 12 вольт по напряжению

Автор Акум Эксперт На чтение 6 мин Просмотров 1.4к. Опубликовано 19.02.2021

Из-за разряженной батареи автомобиль может не завестись в нужный момент. Поэтому автолюбитель должен уметь определять степень заряженности аккумулятора. Самый простой способ – измерить разность потенциалов на клеммах. Для этого нужны вольтметр и таблица заряда аккумулятора автомобиля по напряжению. Можно также оценить количество запасенной энергии по плотности электролита, но этот метод подходит не для всех батарей.

Таблица для определения степени заряда автомобильного АКБ по напряжению

Определить степень разряженности автомобильного аккумулятора можно по таблице заряда аккумулятора. Для этого нужно измерить разность потенциалов на клеммах и посмотреть уровень заряда в процентах по приведенной ниже таблице.

Таблица заряда АКБ

Определяем по плотности электролита

В состав электролита входит серная кислота и дистиллированная вода. Чистая серная кислота растворяет металлы. Поэтому, чтобы она не смогла повредить свинцовым пластинкам, ее разбавляют водой. Но если воды будет слишком много, протекание химических реакций затруднится.

Так как плотность воды и кислоты разные, то по плотности можно оценить соотношение компонентов в электролите. Если она выше нормы, значит, кислоты больше чем требуется. Соответственно, разложение свинцовых пластин идет быстрее. Оптимальной считается плотность 1,27 г/мл.

Плотность электролита зависит от температуры. Чем ниже температура, тем ниже плотность.

Зависимость плотности электролита от температуры

Автомобиль не будет постоянно эксплуатироваться в идеальных условиях. Он может использоваться для поездок на короткие дистанции. При этом двигатель часто запускается, а восстановить заряд не успевает. В таком случае будет идти ускоренная сульфатация свинцовых пластин, в результате чего плотность электролита снизится.

Если постоянно ездить на машине на большие расстояния, может произойти перезаряд аккумулятора. В результате этого электролит закипит, концентрация воды в нем уменьшится, а плотность увеличится.

В каждом из этих случаев напряжение на АКБ не будет соответствовать уровню заряда батареи. Поэтому, чтобы полностью контролировать состояние батареи, нужно регулярно измерять плотность электролита по методике .

Как измерить напряжение на батарее

Проще всего определить степень заряда аккумулятора по напряжению. Однако при этом нужно придерживаться правил:

проводить измерения можно через 4-5 часов после заряда, чтобы параметры успели стабилизироваться;
АКБ должен быть отключен от нагрузки;
Если все условия выполнены нужно выставить на приборе необходимый предел измерения и подключить его к клеммам батареи.

Зависимость степени заряда от разности потенциалов на клеммах

О том, как пользоваться мультиметром и проверить с его помощью аккумулятор, можно .

До какого напряжения нужно заряжать аккумулятор и как правильно это делать

Сначала разберемся как правильно заряжать аккумулятор. Существует два способа:

постоянным током;
постоянным напряжением.

Зарядка постоянным током включает в себя три этапа:

Сначала нужно установить величину тока. Она должна равняться 10% от емкости батареи. Например, для АКБ емкостью 80 Ач нужно, чтобы зарядный ток был равен 8 А. Разность потенциалов на клеммах начнет постепенно увеличиваться.
Когда разность потенциалов достигнет уровня 14,4 В, начнется процесс электролиза воды. В результате этого вода разлагается на кислород и водород и электролит «закипает». Чтобы его замедлить, нужно уменьшить зарядный ток в 3 раза. Если он у нас был 8 А, то нужно снизить его до 3 А.
Когда на клеммах напряжение станет равным 15 В, нужно еще раз уменьшить зарядный ток в два раза. В нашем случае он должен стать равным 1,5 А. На этом этапе нужно проверять показания приборов не реже 1 раза в 2 часа. Когда разность потенциалов и ток стабилизируются, то есть текущие показания мультиметра будут идентичны измеренным на один или два часа раньше, аккумулятор можно считать заряженным.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Недостатком этого метода зарядки является необходимость постоянно контролировать параметры зарядки.

График процесса зарядки постоянным током

Процесс зарядки постоянным напряжением заключается в поддержании постоянной разности потенциалов на выводах аккумулятора. Данную схему удобно использовать при использовании зарядки которая оснащена автоматической системой регулировки параметров зарядки.

По мере зарядки ток снижается. Когда он уменьшится до величины 0,2 А, АКБ будет считаться заряженным. При этом следует также обращать внимание на зарядный ток – он должен быть на уровне 10% от емкости. Если он больше 20%, то нужно временно уменьшить напряжение на батарее. Иначе она может выйти из строя.

При восстановлении АКБ после глубокого разряда ток не должен быть выше 5% от емкости. При этом начальная разность потенциалов обычно находится в диапазоне от 12 до 13 В.

При использовании данного способа пополнения энергии время заряда зависит от величины напряжения:

если заряжать постоянным напряжением 14,4 В, то через 24 часа уровень энергии будет равен 80%;
если установить показания вольтметра на уровне 15 В, то через 24 часа уровень заряда достигнет величины 90%;
используя напряжение величиной 16 В можно зарядить батарею за сутки.

Важно! Заряжать аккумулятор напряжением более 15,6 В небезопасно. А при глубокой разрядке на восстановление может потребоваться несколько суток.

График заряда постоянным напряжением

После зарядки желательно определить уровень запасенной энергии. Для начала измерим разность потенциалов на клеммах. У полностью заряженной батареи оно должно быть равно 12,7 В. Если используется нестандартный АКБ разность потенциалов может достигать от 13 до 13,3 В.

Чтобы полнее оценить состояние батареи рекомендуется провести тестирование под нагрузкой. Для этого нам потребуется лампочка мощностью 40 Вт. Подключаем лампочку к выводам аккумулятора и измеряем разность потенциалов. Напряжение должно просесть на небольшую величину. Если оно уменьшится больше, чем на 0,5 В при незначительной нагрузке, то такой АКБ скоро выйдет из строя и его необходимо менять.

Для тестирования можно также воспользоваться нагрузочной вилкой. Здесь батарея нагружается большим током. Чтобы оценить состояние АКБ, нужно воспользоваться следующей таблицей.

Определение состояния с помощью нагрузочной вилки

Рекомендуется также проверить напряжение на аккумуляторе при запущенном двигателе. Для этого нужно запустить двигатель и дать ему поработать в течение 15 минут. Обычно в этом случае показания приборов находятся в диапазоне от 13,5 до 14 В. Если они ниже (от 13 до 13,4 В), то батарея заряжена не полностью. Тогда энергия, получаемая от генератора, расходуется на зарядку батареи.

На втором этапе включаем имеющиеся электроприборы: отопительную систему, дальний свет, аудиоустройства и другие. В результате разность потенциалов должна просесть не более чем на 0,2 … 0,3 В. При большем падении нужно проверить генератор и реле.

О том, какое напряжение должно быть на заряженном АКБ .

Если аккумулятор относится к категории обслуживаемых, то желательно также измерить плотность электролита. Она должна быть равна 1,27 г/см3.

Заряд аккумулятора от температуры и плотности электролита: SOC

Температура электролита		Wet Low Maintenance (Sb/Ca) or Wet Standard (Sb/Sb)** батарея										Wet «Mainteneance Free» (Ca/Ca)*** или AGM/Gel Cell VRLA (Ca/Ca) батарея
Температура электролита		Значение плотности электролита					Значение напряжения разомкнутой цепи					Значение напряжения разомкнутой цепи
°F	°С	100% SoC*	75% SoC	50% SoC	25% SoC	0% SoC	100% SoC	75% SoC	50% SoC	25% SoC	0% SoC	100% SoC	75% SoC	50% SoC	25% SoC	0% SoC
120	48,9	1,249	1,209	1,174	1,139	1,104	12,663	12,463	12,253	12,073	11,903	12,813	12,613	12,413	12,013	11,813
110	43,3	1,253	1,213	1,178	1,143	1,108	12,661	12,461	12,251	12,071	11,901	12,811	12,611	12,411	12,011	11,811
100	37,8	1,257	1,217	1,182	1,147	1,112	12,658	12,458	12,248	12,068	11,898	12,808	12,608	12,408	12,008	11,808
90	32,2	1,261	1,221	1,186	1,151	1,116	12,655	12,455	12,245	12,065	11,895	12,805	12,605	12,405	12,005	11,805
80	26,7	1,265	1,225	1,19	1,155	1,12	12,65	12,45	12,24	12,06	11,89	12,8	12,6	12,4	12	11,8
70	21,1	1,269	1,229	1,194	1,159	1,124	12,643	12,443	12,233	12,053	11,883	12,793	12,593	12,393	11,993	11,793
60	15,6	1,273	1,233	1,198	1,163	1,128	12,634	12,434	12,224	12,044	11,874	12,784	12,584	12,384	11,984	11,784
50	10	1,277	1,237	1,202	1,167	1,132	12,622	12,422	12,212	12,032	11,862	12,772	12,572	12,372	11,972	11,772
40	4,4	1,281	1,241	1,206	1,171	1,136	12,606	12,406	12,196	12,016	11,846	12,756	12,556	12,356	11,956	11,756
30	-1,1	1,285	1,245	1,21	1,175	1,14	12,588	12,388	12,178	11,998	11,828	12,738	12,538	12,338	11,938	11,738
20	-6,7	1,289	1,249	1,214	1,179	1,144	12,566	12,366	12,156	11,976	11,806	12,716	12,516	12,316	11,916	11,716
10	-12,2	1,293	1,253	1,218	1,183	1,148	12,542	12,342	12,132	11,952	11,782	12,692	12,492	12,292	11,892	11,692
0	-17,8	1,297	1,257	1,222	1,187	1,152	12,516	12,316	12,106	11,926	11,756	12,666	12,466	12,266	11,866	11,666

*SOC = State of charge — уровень заряда аккумуляторной батареи
**Wet Low Maintenance (Sb/Ca) or Wet Standard (Sb/Sb): Сурьмянисто-кальциевые редкообслуживаемые батареи с электролитом и стандартные Сурьмянистые батареи с электролитом
***Wet «Mainteneance Free» (Ca/Ca): Кальциевые обслуживаемые батареи с электролитом

Скачать таблицу зависимости заряженности аккумулятора от температуры и плотности электролита (SOC) в PDF

Зарядное напряжение

— обзор

Электрические характеристики

Напряжение батареи — Никель-кадмиевый элемент имеет напряжение холостого хода около 1,3 В и номинальное напряжение 1,25 В. Производители рекомендуют зарядные напряжения в диапазоне 1,45–1,65 В. Никель-кадмиевые элементы могут выдерживать очень высокие уровни заряда без повреждений. Батарею можно оставлять заряженной на годы без потери срока службы.

Ячейка работает в относительно широком диапазоне напряжений и может выдерживать полную разрядку практически без постоянного ухудшения емкости или срока службы.В зависимости от количества используемых ячеек конечное напряжение разряда может варьироваться от 1,0 до 1,1 В на элемент. Рекомендуется использовать как можно большее количество ячеек, которое удовлетворяет рекомендациям производителя по зарядке, так как это приведет к наиболее экономичной батарее для приложения.

Емкость аккумулятора — Емкость аккумулятора — это мера энергии, которая может храниться в элементе. Емкость измеряется в ампер-часах (Ач). [Амперы, умноженные на часы разряда].

Количество Ач или Втч, которое может быть извлечено из ячейки, будет зависеть от скорости разряда, напряжения отсечки и температуры.

Для практических целей промышленность по рекомендации МЭК (Международной электротехнической комиссии) согласилась указать номинальную емкость батарей как количество Ач, которое может быть разряжено за 5-часовой период до конечного напряжения 1,00 вольт на единицу. ячейка при 25 ° C (IEC 623).

Номинальная мощность часто обозначается как C или C5.Доступные емкости при различных скоростях разряда часто выражаются в процентах от C. Аналогичным образом, токи разряда выражаются в долях C. Например, ток разряда C / 5 или 0,2C будет означать 20 А для батареи 100 Ач. Это удобный способ выражения относительных токов разряда или заряда для целого ряда аккумуляторов.

Возможность разряда — Все производители выпускают элементы с разной способностью разряда. Это достигается за счет изготовления пластин разной толщины (рис.3).

Рис. 3.

Ячейки с большой скоростью обеспечивают самую низкую стоимость Ач.

Ячейки с высокой скоростью передачи обеспечивают самую низкую стоимость усилителя.

На этом рисунке показаны пластины трех разных толщин: L, M и H. Ячейка L имеет несколько толстых пластин с большим количеством активного материала. В ячейке H используется множество тонких пластин, чтобы получить большую поверхность пластины. Это обеспечит хороший контакт электролита с активным материалом. Таким образом, энергия может быть извлечена быстрее.Элемент будет способен передавать большой ток относительно его емкости, объема или веса. Эти клетки называются высокоскоростными клетками (H-клетки).

Ячейки L обеспечивают ток с меньшей скоростью, поскольку они имеют меньшую поверхность пластины и, следовательно, более высокое внутреннее сопротивление. Они называются ячейками высокой емкости или ячейками большой емкости (L-ячейки).

С экономической точки зрения, L-элементы имеют самую низкую стоимость на Ач, в то время как H-элементы представляют самую низкую стоимость на ампер за короткий период разряда.Чтобы обеспечить экономичные батареи для любой скорости разряда, большинство производителей также производят элементы среднего уровня (M-элементы)

Как показывает опыт, H-элементы обеспечивают лучшую экономию для периодов ожидания менее 20 минут, M-элементы — от 20 до 90 минут. , anf L-элементы для разряда более 90 минут. Однако для определения наиболее экономичного решения часто приходится определять размеры и цены для более чем одного диапазона ячеек.

Характеристики и размер батареи. Для проверки характеристик и размера батареи производители предоставляют таблицы производительности, в которых указаны ток или ватт, доступные при различных скоростях разряда.Отдельные таблицы представлены для 1,00 В, 1,05 В, 1,10 В и 1,14 В на ячейку. Таблицы действительны для полностью заряженных элементов при 25 ° C в соответствии с IE 623. При более низких температурах должны применяться коэффициенты снижения номинальных характеристик. Проконсультируйтесь с производителем для приблизительных расчетов.

Перед тем, как выбрать аккумулятор для фотоэлектрической системы, проверьте максимальное и минимальное напряжение постоянного тока, которое может выдержать система. Важно выбрать правильное количество ячеек, чтобы можно было добиться хорошей подзарядки, а также максимального использования емкости батареи.Если окно напряжения слишком узкое, может потребоваться более крупная батарея. Проконсультируйтесь с производителем батареи и попросите показать его расчеты заряда батареи, основанные на вашей нагрузке и уровнях напряжения.

Напряжение батареи — обзор

Электрические характеристики

Напряжение батареи — Никель-кадмиевый элемент имеет напряжение холостого хода около 1,3 В и номинальное напряжение 1,25 В. Производители рекомендуют зарядные напряжения в диапазоне 1,45–1,65 В. Никель-кадмиевые элементы могут выдерживать очень высокие уровни заряда без повреждений.Батарею можно оставлять заряженной на годы без потери срока службы.

Ячейка работает в относительно широком диапазоне напряжений и может выдерживать полную разрядку практически без постоянного ухудшения емкости или срока службы. В зависимости от количества используемых ячеек конечное напряжение разряда может варьироваться от 1,0 до 1,1 В на элемент. Рекомендуется использовать как можно большее количество ячеек, которое удовлетворяет рекомендациям производителя по зарядке, так как это приведет к наиболее экономичной батарее для приложения.

Для практических целей промышленность по рекомендации IEC (Международной электротехнической комиссии) согласилась указать номинальную емкость батарей как количество Ач, которое может быть разряжено в течение 5 часов до конечного напряжения 1.00 вольт на элемент при 25 ° C (IEC 623).

Номинальная мощность часто обозначается как C или C5. Доступные емкости при различных скоростях разряда часто выражаются в процентах от C. Аналогичным образом, токи разряда выражаются в долях C. Например, ток разряда C / 5 или 0,2C будет означать 20 А для батареи 100 Ач. Это удобный способ выражения относительных токов разряда или заряда для целого ряда аккумуляторов.

Возможность разряда — Все производители выпускают элементы с разной способностью разряда.Это достигается за счет изготовления пластин разной толщины (рис. 3).

Рис. 3.

Ячейки с большой скоростью обеспечивают самую низкую стоимость Ач.

Ячейки с высокой скоростью передачи обеспечивают самую низкую стоимость усилителя.

На этом рисунке показаны пластины трех разных толщин: L, M и H. Ячейка L имеет несколько толстых пластин с большим количеством активного материала. В ячейке H используется множество тонких пластин, чтобы получить большую поверхность пластины. Это обеспечит хороший контакт электролита с активным материалом.Таким образом, энергия может быть извлечена быстрее. Элемент будет способен передавать большой ток относительно его емкости, объема или веса. Эти клетки называются высокоскоростными клетками (H-клетки).

Напряжение аккумулятора | PVEducation

Напряжение батареи — это основная характеристика батареи, которая определяется химическими реакциями в батарее, концентрацией компонентов батареи и поляризацией батареи. Напряжение, рассчитанное из условий равновесия, обычно называют номинальным напряжением батареи.На практике номинальное напряжение аккумулятора не может быть легко измерено, но для практических аккумуляторных систем (в которых перенапряжения и неидеальные эффекты низкие) напряжение холостого хода является хорошим приближением к номинальному напряжению аккумулятора.

Поскольку электрический потенциал (напряжение) от большинства химических реакций составляет порядка 2 В, в то время как напряжение, требуемое нагрузкой, обычно больше, в большинстве батарей многочисленные отдельные аккумуляторные элементы соединены последовательно. Например, в свинцово-кислотных аккумуляторах каждая ячейка имеет напряжение около 2 В.Шесть элементов соединены и образуют типичную свинцово-кислотную батарею на 12 В.

Изменение напряжения при разрядке

Из-за эффектов поляризации напряжение батареи при протекании тока может существенно отличаться от равновесного напряжения или напряжения холостого хода. Ключевой характеристикой аккумуляторной технологии является изменение напряжения аккумулятора в условиях разряда как из-за эффектов равновесной концентрации, так и из-за поляризации. Кривые разряда и зарядки аккумулятора показаны ниже для нескольких различных систем аккумуляторов.Кривые разряда и заряда не обязательно симметричны из-за наличия дополнительных реакций, которые могут иметь место при более высоких напряжениях, встречающихся при зарядке.

Рисунок: Изменение напряжения в зависимости от степени заряда для нескольких различных типов батарей.

Напряжение отключения

Во многих типах аккумуляторов, включая свинцово-кислотные, аккумулятор не может быть разряжен ниже определенного уровня, или это может привести к необратимому повреждению аккумулятора.Это напряжение называется «напряжением отключения» и зависит от типа батареи, ее температуры и скорости разряда батареи.

Измерение уровня заряда на основе напряжения

Хотя снижение напряжения батареи при разряде является отрицательным аспектом для батарей, который снижает их эффективность, одним практическим аспектом такого снижения, если оно является приблизительно линейным, является то, что при данной температуре аккумулятор может использоваться для приблизительного определения состояния. заряда батареи.В системах, где напряжение батареи не является линейным в некотором диапазоне состояния заряда батареи или в которых есть быстрые изменения напряжения с BSOC, будет труднее определить BSOC и, следовательно, будет труднее заряжать. Однако система аккумуляторов, которая поддерживает более постоянное напряжение со скоростью разряда, будет иметь высокий КПД по напряжению и ее будет легче использовать для управления нагрузками, чувствительными к напряжению.

Влияние температуры на напряжение

Напряжение батареи будет увеличиваться с увеличением температуры системы и может быть рассчитано по уравнению Нернста для равновесного напряжения батареи.

Эксперименты с зарядным напряжением литий-ионных аккумуляторов, показывающие, как емкость изменяется в зависимости от напряжения заряда и более продолжительного цикла при более низком напряжении заряда

Сколько напряжения нужно для зарядки литий-ионного аккумулятора аккумулятор?

Мотивация: Большинство батарей имеют определенное напряжение заряда. Ниже это напряжение, вы не можете сдвинуть химию в правильном направлении, выше этого напряжение, вы можете полностью зарядить аккумулятор, даже если это может занять много времени если вы чуть выше химического напряжения.

С литий-ионным (литий-ионный, литий-полимерный, литиево-железный фосфат и т. д.) дело обстоит не так. Есть напряжение, ниже которого есть никаких действий, химия просто не сдвинется с места. Но большая часть зарядки процесс заключается в том, чтобы ионы попадали в твердые соединения и выходили из них. Эти соединения имеют пространство между плоскостями кристалла или внутри кристаллической структуры для небольших ионы, такие как литий, вставляются сами. Но нужна сила, чтобы вести их дюйм, и чем больше сила, тем больше нагрузка на кристалл.Эта загрузка небольшая атомов в кристаллическую структуру называется интеркаляцией.

Таким образом, имеет смысл, что сумма зарядки зависит от Напряжение. Но как? Мне не удалось найти никаких данных по этому поводу, поэтому мы решили провести эксперимент.

Метод

1. Я использовал ультратонкий литий-полимерный аккумулятор емкостью 60 мАч. Этот небольшая емкость должна иметь возможность быстро заряжаться и разряжаться, она не будет нагревается, и если происходит что-то плохое, он не может сохранять давление, и не хватает энергии, чтобы нанести какой-либо урон.Вдобавок я могу сказать, что-то идет не так, потому что аккумулятор начинает раздуваться. Но это никогда не делал во время этих тестов.

2. Зарядка производилась лабораторным блоком питания, напряжение было установлен и батарея подключена без учета ограничения тока, но ток быстро ограничился аккумулятором. Типичные пусковые токи составляли от 60 до 100 мА. при более высоких напряжениях.

3. Аккумулятор разрядился при токе 100 мА до 2.8 вольт напряжение завершения

Сводка испытаний, см. Кривые разряда ниже
Напряжение заряда	3,3 В	3,5 В	3,6 В	3,7 В	3,8 В	3,9 В	4,0 В	4,05 В	4,1 В	4.15 В	4,2 В	4,25 В *	4,3 В *
Емкость мАч	0	1,8	3,1	5,3	22	38	44,7	51,4	55	57,8	61.6	64,5	65,4
Процент от емкости 4,2 В	0%	2,9%	5,0%	8,6%	36%	62%	73%	83%	89%	94%	100%	105%	106%
Процент от установленной мощности	0%	3%	5.2%	8,8%	37%	63%	75%	86%	92%	96%	103%	108%	109%
Срок службы	НЕТ	НЕТ	НЕТ	32x	16x	8x	4x	2.8x	2x	1,4x	1x	0,71 х	0,5 х

* Примечание: зарядка при напряжении выше 4,20 вольт вредна для аккумулятора. цикл жизни!

Комментарий: Похоже, магическое число около 3,8 вольт. Ниже у вас нет значительной зарядки, выше у вас есть.[10 * (4,2-Вч)] где Ef — коэффициент увеличенного жизненного цикла. (Ef = 2 означало бы, что аккумулятор выдержит в два раза больше заряда-разряда циклов, как Ef = 1), а Vch — напряжение заряда.

Итак, если вам понадобился аккумулятор, который даст вам от 4800 до 8000 циклов заряда-разряда до 2,8 вольт вы можете зарядить аккумулятор на 3,8 В и жить с 36% от номинала вместимость.

Как работает аккумулятор — Любопытно

Представьте себе мир без батарей.Все портативные устройства, от которых мы так зависим, были бы настолько ограничены! Мы сможем доставить наши ноутбуки и телефоны настолько далеко, насколько доступны их кабели, что сделает это новое работающее приложение, которое вы только что загрузили на свой телефон, практически бесполезным.

К счастью, у нас есть батарейки. Еще в 150 г. до н.э. в Месопотамии парфянская культура использовала устройство, известное как багдадская батарея, сделанное из медных и железных электродов с уксусом или лимонной кислотой. Археологи считают, что на самом деле это не были батареи, а использовались в основном для религиозных церемоний.

Изобретение батареи в том виде, в котором мы ее знаем, приписывают итальянскому ученому Алессандро Вольта, который собрал первую батарею, чтобы доказать свою точку зрения другому итальянскому ученому Луиджи Гальвани. В 1780 году Гальвани показал, что лапки лягушек, подвешенных на железных или латунных крючках, подергиваются при прикосновении к зонду из другого металла. Он считал, что это было вызвано электричеством из тканей лягушек, и называл это «животным электричеством».

Луиджи Гальвани обнаружил, что лапы лягушек, подвешенных на латунных крючках, дергались, когда их ткнули зондом из другого металла.Он думал, что эта реакция была вызвана «животным электричеством» внутри лягушки. Источник изображения: Луиджи Гальвани / Wikimedia Commons.

Вольта, первоначально впечатленный открытиями Гальвани, пришел к выводу, что электрический ток исходит от двух разных типов металла (крючки, на которых висели лягушки, и другой металл зонда) и просто передается через них, а не через них. из тканей лягушек. Он экспериментировал со стопками слоев серебра и цинка, перемежаемых слоями ткани или бумаги, пропитанной соленой водой, и обнаружил, что электрический ток действительно течет через провод, приложенный к обоим концам стопки.

Батарея Алессандро Вольта: куча цинковых и серебряных листов, перемеженных тканью или бумагой, пропитанной соленой водой. Представьте, что вы используете это для питания вашего телефона. Источник изображения: Луиджи Кьеза / Wikimedia Commons.

Volta также обнаружил, что, используя различные металлы в свае, можно увеличить количество напряжения. Он описал свои открытия в письме Джозефу Бэнксу, тогдашнему президенту Лондонского королевского общества, в 1800 году. Это было довольно большое дело (Наполеон был весьма впечатлен!), И его изобретение принесло ему устойчивое признание в честь «вольта». ‘(мера электрического потенциала), названная в его честь.

Я сам, шутя в сторону, поражен тем, как мои старые и новые открытия … чистого и простого электричества, вызванного контактом металлов, могли вызвать такое волнение. Алессандро Вольта

Так что же именно происходило с этими слоями цинка и серебра и действительно с подергивающимися лягушачьими лапами?

Химия батареи

Батарея — это устройство, которое накапливает химическую энергию и преобразует ее в электричество.Это известно как электрохимия, а система, лежащая в основе батареи, называется электрохимическим элементом. Батарея может состоять из одного или нескольких (как в оригинальной кучке Вольты) электрохимических ячеек. Каждая электрохимическая ячейка состоит из двух электродов, разделенных электролитом.

Итак, откуда электрохимический элемент получает электричество? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно знать, что такое электричество. Проще говоря, электричество — это тип энергии, производимый потоком электронов.В электрохимической ячейке электроны образуются в результате химической реакции, которая происходит на одном электроде (подробнее об электродах ниже!), А затем они перетекают на другой электрод, где расходуются. Чтобы понять это должным образом, нам нужно внимательнее изучить компоненты клетки и то, как они устроены вместе.

Электроды

Чтобы создать поток электронов, вам нужно где-то, чтобы электроны текли из , а где-то электроны текли с на .Это электроды ячейки. Электроны текут от одного электрода, называемого анодом (или отрицательным электродом), к другому электроду, называемому катодом (положительный электрод). Обычно это разные типы металлов или другие химические соединения.

В котле Вольта анодом служил цинк, от которого электроны текли по проволоке (при подключении) к серебру, которое было катодом батареи. Он сложил много этих ячеек вместе, чтобы получилась общая куча, и поднял напряжение.

Но откуда анод вообще берет все эти электроны? И почему они так счастливы, что их отправили в веселый путь к катоду? Все сводится к химии, происходящей внутри клетки.

Здесь происходит пара химических реакций, которые нам необходимо понять. На аноде электрод вступает в реакцию с электролитом, в результате чего образуются электроны. Эти электроны накапливаются на аноде. Между тем, на катоде одновременно происходит другая химическая реакция, которая позволяет этому электроду принимать электроны.

Технический химический термин, обозначающий реакцию, которая включает обмен электронами, — это реакция окисления-восстановления, обычно называемая окислительно-восстановительной реакцией. Вся реакция может быть разделена на две половинные реакции, и в случае электрохимической ячейки одна полуреакция происходит на аноде, а другая — на катоде. Уменьшение — это усиление электронов, и это то, что происходит на катоде; мы говорим, что катод восстанавливается во время реакции. Окисление — это потеря электронов, поэтому мы говорим, что анод окисляется.

Каждая из этих реакций имеет определенный стандартный потенциал. Думайте об этой характеристике как о способности / эффективности реакции либо производить, либо поглощать электроны — ее силу в электронном перетягивании каната.

Стандартные потенциалы полуреакций
Ниже приведен список половинных реакций, которые включают высвобождение электронов из чистого элемента или химического соединения. Рядом с реакцией указано число (E ⁰), которое сравнивает силу электрохимического потенциала реакции с силой готовности водорода расстаться со своим электроном (если вы посмотрите вниз по списку, вы увидите, что водородная полуреакция имеет нулевое значение E ⁰).E ⁰ измеряется в вольтах.
Причина, по которой этот список настолько интересен, заключается в том, что если вы выберете две реакции из списка и объедините их в электрохимическую ячейку, значения E ⁰ скажут вам, в каком направлении будет протекать общая реакция: реакция с более отрицательной реакцией. Значение E ⁰ отдает свои электроны другой реакции, и это определяет анод и катод вашей ячейки. Разница между двумя значениями E ⁰ говорит вам об электрохимическом потенциале вашего элемента, который в основном представляет собой напряжение элемента.
Итак, если вы возьмете литий и фторид и сумеете объединить их, чтобы сделать элемент батареи, у вас будет самое высокое напряжение, теоретически достижимое для электрохимического элемента. Этот список также объясняет, почему в котле Вольта цинк был анодом, а серебро — катодом: полуреакция цинка имеет более низкое (более отрицательное) значение E ⁰ (-0,7618), чем полуреакция серебра (0,7996). .
Источник: UC Davis ChemWiki

Любые два проводящих материала, которые вступают в реакцию с разными стандартными потенциалами, могут образовывать электрохимическую ячейку, потому что более сильный из них сможет забирать электроны у более слабого.Но идеальным выбором для анода был бы материал, который вызывает реакцию со значительно более низким (более отрицательным) стандартным потенциалом, чем материал, который вы выбираете для своего катода. В итоге мы получаем электроны, притягивающиеся к катоду от анода (и анод не очень сильно пытается бороться), и, когда у нас есть легкий путь, чтобы добраться туда — проводящий провод, мы можем использовать их энергию для обеспечения электрического питание нашего фонарика, телефона или чего-то еще.

Разница в стандартном потенциале между электродами как бы равна силе, с которой электроны перемещаются между двумя электродами.Это известно как общий электрохимический потенциал ячейки, и он определяет напряжение ячейки. Чем больше разница, тем больше электрохимический потенциал и выше напряжение.

У нас есть два варианта увеличения напряжения батареи. Мы могли бы выбрать для наших электродов другие материалы, которые придадут ячейке больший электрохимический потенциал. Или мы можем сложить несколько ячеек вместе. Когда элементы объединяются определенным образом (последовательно), это оказывает аддитивное влияние на напряжение батареи.По сути, силу, с которой электроны движутся через батарею, можно рассматривать как общую силу, когда они движутся от анода первого элемента на всем пути, сколько бы ячеек ни содержала батарея, к катоду последнего элемента.

Когда элементы объединяются другим способом (параллельно), это увеличивает возможный ток батареи, который можно рассматривать как общее количество электронов, протекающих через элементы, но не ее напряжение.

Электролит

Но электроды — это всего лишь часть батареи.Помните обрывки бумаги Вольты, пропитанные соленой водой? Соленая вода была электролитом, еще одной важной частью картины. Электролит может быть жидкостью, гелем или твердым веществом, но он должен обеспечивать движение заряженных ионов.

Электроны имеют отрицательный заряд, и поскольку мы посылаем поток отрицательных электронов по нашей цепи, нам нужен способ уравновесить это движение заряда. Электролит обеспечивает среду, через которую могут протекать положительные ионы, уравновешивающие заряд.

Поскольку химическая реакция на аноде производит электроны, для поддержания баланса нейтрального заряда на электроде также производится соответствующее количество положительно заряженных ионов. Они не проходят по внешнему проводу (только для электронов!), А попадают в электролит.

В то же время катод должен также уравновешивать отрицательный заряд электронов, которые он принимает, поэтому реакция, которая здесь происходит, должна втягивать положительно заряженные ионы из электролита (альтернативно, он также может высвобождать отрицательно заряженные ионы из электрода в электролит. электролит).

Итак, в то время как внешний провод обеспечивает путь для потока отрицательно заряженных электронов, электролит обеспечивает путь для переноса положительно заряженных ионов, чтобы уравновесить отрицательный поток. Этот поток положительно заряженных ионов так же важен, как и электроны, обеспечивающие электрический ток во внешней цепи, которую мы используем для питания наших устройств. Роль балансировки заряда, которую они выполняют, необходима для поддержания протекания всей реакции.

Так вот, если бы все ионы, высвобожденные в электролит, могли полностью свободно перемещаться через электролит, они в конечном итоге покрыли бы поверхности электродов и забили бы всю систему.Таким образом, в клетке обычно есть какой-то барьер, чтобы этого не произошло.

При использовании аккумулятора возникает ситуация, когда происходит непрерывный поток электронов (через внешнюю цепь) и положительно заряженных ионов (через электролит). Если этот непрерывный поток остановлен — если цепь разомкнута, например, когда ваш фонарик выключен — поток электронов остановлен. Заряды будут накапливаться, и химические реакции, приводящие в движение аккумулятор, прекратятся.

По мере использования батареи и протекания реакций на обоих электродах возникают новые химические продукты.Эти продукты реакции могут создавать своего рода сопротивление, которое может помешать продолжению реакции с такой же эффективностью. Когда это сопротивление становится слишком большим, реакция замедляется. Электронное перетягивание каната между катодом и анодом также теряет свою силу, и электроны перестают течь. Аккумулятор медленно разряжается.

Зарядка аккумулятора

Некоторые распространенные батареи предназначены только для одноразового использования (так называемые первичные или одноразовые батареи).Электроны перемещаются от анода к катоду в одну сторону. Либо их электроды истощаются по мере того, как они выделяют свои положительные или отрицательные ионы в электролит, либо накопление продуктов реакции на электродах препятствует продолжению реакции, и это делается и вытирается пыль. Батарея оказывается в мусорном ведре (или, надеюсь, на переработку, но это уже другая тема Nova).

Но. Изящная вещь в этом потоке ионов и электронов, который имеет место в некоторых типах батарей с соответствующими материалами электродов, заключается в том, что он также может двигаться в обратном направлении, возвращая нашу батарею в исходную точку и давая ей совершенно новую жизнь. .Подобно тому, как батареи изменили способ использования различных электрических устройств, аккумуляторные батареи еще больше изменили полезность этих устройств и их продолжительность жизни.

Когда мы подключаем почти разряженную батарею к внешнему источнику электричества и отправляем энергию обратно в батарею, происходит обратная химическая реакция, которая произошла во время разряда. Это отправляет положительные ионы, выпущенные из анода, в электролит, обратно к аноду, а электроны, которые катод принимает, также обратно к аноду.Возврат как положительных ионов, так и электронов обратно в анод подготавливает систему, так что она снова готова к работе: ваша батарея заряжена.

Однако процесс не идеален. Замена отрицательных и положительных ионов электролита обратно на соответствующий электрод при перезарядке батареи не такая аккуратная и не такая хорошо структурированная, как электрод вначале. Каждый цикл зарядки приводит к еще большему ухудшению состояния электродов, а это означает, что аккумулятор со временем теряет производительность, поэтому даже аккумуляторные батареи не работают вечно.

В течение нескольких циклов зарядки и разрядки форма кристаллов аккумулятора становится менее упорядоченной. Это усугубляется, когда аккумулятор разряжается / заряжается с высокой скоростью — например, если вы едете на электромобиле с большой скоростью, а не с постоянной скоростью. Высокоскоростное переключение приводит к тому, что кристаллическая структура становится более неупорядоченной, что приводит к менее эффективной батарее.

Эффект памяти и саморазряд

Почти, но не полностью обратимые реакции разряда и перезарядки также способствуют так называемому «эффекту памяти».Когда вы перезаряжаете некоторые типы аккумуляторных батарей, не разрядив их сначала, они «запоминают», где находились в предыдущих циклах разрядки, и не перезаряжаются должным образом.

В некоторых элементах это вызвано тем, как металл и электролит реагируют с образованием соли (и тем, как эта соль затем снова растворяется и металл заменяется на электродах при перезарядке). Мы хотим, чтобы наши клетки имели красивые, однородные, маленькие кристаллы соли, покрывающие идеальную металлическую поверхность, но это не то, что мы получаем в реальном мире! Некоторые кристаллы образуются очень сложно, а некоторые металлы откладываются во время перезарядки, поэтому некоторые типы батарей имеют больший эффект памяти, чем другие.Дефекты в основном зависят от первоначального состояния заряда батареи, температуры, напряжения заряда и тока зарядки. Со временем недостатки в одном цикле зарядки могут вызвать то же самое в следующем цикле зарядки и так далее, и наша батарея накапливает некоторые плохие воспоминания. Эффект памяти силен для некоторых типов элементов, таких как батареи на никелевой основе. Другие типы, такие как литий-ионные, не страдают этой проблемой.

Другой аспект аккумуляторных батарей заключается в том, что химический состав, делающий их перезаряжаемыми, также означает, что они имеют более высокую тенденцию к саморазряду.Это когда внутренние реакции происходят внутри аккумуляторного элемента, даже когда электроды не подключены через внешнюю цепь. Это приводит к тому, что клетка со временем теряет часть своей химической энергии. Высокая скорость саморазряда серьезно ограничивает срок службы аккумуляторов — и приводит к их разрядке во время хранения.

Литий-ионные аккумуляторы в наших мобильных телефонах имеют довольно хорошую скорость саморазряда около 2–3 процентов в месяц, и наши свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы также довольно разумны — они, как правило, теряют 4–6 процентов. месяц.Никелевые батареи теряют около 10–15 процентов своего заряда в месяц, что не очень хорошо, если вы планируете хранить фонарик в течение всего сезона, когда он вам не нужен! Неперезаряжаемая щелочная батарея теряет около 2–3% своего заряда в год.

Напряжение, ток, мощность, емкость… в чем разница?

Все эти слова в основном описывают мощность батареи, не так ли? Ну вроде как.Но все они несколько разные.

Напряжение = сила, при которой реакция, приводящая в движение аккумулятор, проталкивает электроны через элемент. Это также известно как электрический потенциал и зависит от разницы потенциалов между реакциями, которые происходят на каждом из электродов, то есть от того, насколько сильно катод будет тянуть электроны (через цепь) от анода. Чем выше напряжение, тем больше работы может совершить то же количество электронов.

Ток = количество электронов, которые проходят через любую точку цепи в данный момент времени.Чем выше ток, тем больше работы он может выполнять при том же напряжении. Внутри ячейки ток можно также рассматривать как количество ионов, проходящих через электролит, умноженное на заряд этих ионов.

Мощность = напряжение x ток. Чем выше мощность, тем быстрее батарея может работать — это соотношение показывает, насколько важны и напряжение, и ток для определения того, для чего подходит батарея.

Емкость = мощность батареи как функция времени, которая используется для описания продолжительности времени, в течение которого батарея может обеспечивать питание устройства.Аккумулятор большой емкости сможет проработать более длительный период, прежде чем разрядится / разрядится. У некоторых батарей есть небольшая печальная особенность: если вы слишком быстро попытаетесь извлечь из них слишком много энергии, химические реакции не успеют поспеть, и емкость станет меньше! Итак, мы всегда должны быть осторожны, когда говорим о емкости аккумулятора, и помнить, для чего он будет использоваться.

Еще один популярный термин — «плотность энергии». Это количество энергии, которое устройство может удерживать на единицу объема, другими словами, сколько энергии вы получите за свои деньги с точки зрения мощности по сравнению сразмер. В случае с батареей, как правило, чем выше плотность энергии, тем лучше, поскольку это означает, что батарея может быть меньше и компактнее, что всегда является плюсом, когда вам нужно заряжать то, что вы хотите держать в кармане. Для электромобилей это даже плюс — аккумулятор должен как-то влезать в машину!

Для некоторых приложений, таких как хранение электроэнергии на возобновляемых электростанциях, таких как ветряная или солнечная ферма, высокая плотность энергии не является большой проблемой, поскольку в них, скорее всего, будет достаточно места для хранения батарей.Основная цель такого использования — просто хранить как можно больше электроэнергии, как можно безопаснее и дешевле.

Почему так много типов?

Ряд материалов (раньше это были просто металлы) могут использоваться в качестве электродов в батарее. За прошедшие годы было опробовано множество различных комбинаций, но лишь немногие из них действительно прошли дистанцию.Но зачем вообще использовать разные комбинации металлов? Если у вас есть пара металлов, которые хорошо работают вместе в качестве электродов, зачем возиться с другими?

Различные материалы имеют разные электрохимические свойства, поэтому они дают разные результаты, когда вы соединяете их в батарейном элементе. Например, некоторые комбинации будут производить высокое напряжение очень быстро, но затем быстро падают, не в состоянии поддерживать это напряжение в течение длительного времени. Это хорошо, если вам нужно произвести, скажем, внезапную вспышку света, такую как вспышка фотоаппарата.

Другие комбинации будут производить только тонкую струйку тока, но они будут поддерживать эту струю вечно. Например, нам не нужен большой ток для питания детектора дыма, но мы хотим, чтобы наши детекторы дыма работали долгое время.

Еще одна причина для использования различных комбинаций металлов заключается в том, что часто два или более аккумуляторных элемента необходимо уложить в стопку для получения необходимого напряжения, и оказывается, что некоторые комбинации электродов складываются вместе намного удобнее, чем другие комбинации.Например, литий-железо-фосфатные батареи (тип литий-ионных аккумуляторов), используемые в электромобилях, складываются вместе для создания систем высокого напряжения (100 или даже более вольт), но вы никогда не сделаете этого с теми батареями NiCad Walkman, которые имеют горячий!

Наши различные потребности с течением времени привели к разработке огромного количества типов батарей. Чтобы узнать больше о них и о том, что ждет аккумулятор в будущем, ознакомьтесь с другими нашими темами о Nova.

Эта тема является частью нашей серии из четырех статей об аккумуляторах.Для дальнейшего чтения ознакомьтесь с типами аккумуляторов, литий-ионных аккумуляторов и аккумуляторов будущего.

Температурные воздействия на батареи — Intercel Services B.V.

Емкость батареи (сколько ампер-часов она может удерживать) уменьшается при понижении температуры и увеличивается при повышении температуры. Вот почему аккумулятор вашего автомобиля умирает холодным зимним утром, хотя накануне днем он работал нормально. Если ваши батареи проводят часть года дрожа на морозе, уменьшенную емкость необходимо учитывать при выборе размеров системных батарей.Стандартный номинал для батарей — при комнатной температуре 25 градусов C (около 77 F). Примерно при -22 градусах по Фаренгейту (-30 C) емкость аккумулятора в Ач падает до 50%. При замораживании емкость снижается на 20%. Емкость увеличивается при более высоких температурах — при 122 градусах по Фаренгейту емкость аккумулятора будет примерно на 12% выше.

Широкий диапазон температур

Напряжение зарядки аккумулятора также изменяется в зависимости от температуры. Оно будет варьироваться от 2,74 В на элемент (16,4 В) при -40 ° C до 2,3 В на элемент (13.8 вольт) при 50 C. Вот почему вы должны иметь температурную компенсацию на зарядном устройстве для свинцово-кислотных аккумуляторов или контроль заряда, если ваши аккумуляторы находятся на улице и / или подвержены сильным колебаниям температуры.

Внутренняя температура батареи

Термическая масса означает, что из-за большой массы они изменяют внутреннюю температуру намного медленнее, чем температура окружающего воздуха. Большой изолированный аккумуляторный блок может внутренне изменяться всего на 10 градусов в течение 24 часов, даже если температура воздуха колеблется от 20 до 70 градусов.По этой причине внешние (дополнительные) датчики температуры должны быть прикреплены к одной из ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ пластинчатых клемм и немного связаны с какой-либо изоляцией на клеммах. Затем датчик будет показывать очень близкую к фактической внутренней температуре батареи.

Срок службы батареи сокращается при повышении температуры

Несмотря на то, что емкость аккумулятора при высоких температурах выше, срок его службы сокращается. Емкость аккумулятора уменьшается на 50% при -22 градусах по Фаренгейту, но СРОК СЛУЖБЫ аккумулятора увеличивается примерно на 60%.Срок службы батареи сокращается при более высоких температурах — на каждые 15 градусов по Фаренгейту свыше 77 срок службы батареи сокращается вдвое. Это справедливо для ЛЮБОГО типа свинцово-кислотных аккумуляторов, будь то герметичные, гелевые, AGM, промышленные или любые другие. На самом деле это не так плохо, как кажется, так как батарея имеет тенденцию усреднять хорошие и плохие времена.

Последнее замечание о температурах — в некоторых местах с очень холодными или жаркими условиями могут продаваться на месте батареи, которые НЕ имеют стандартной концентрации электролита (кислоты).Электролит может быть более сильным (для холодного) или более слабым (для очень жаркого) климата. В таких случаях удельный вес и напряжения могут отличаться от того, что мы показываем.

Просмотреть все часто задаваемые вопросы

Литий-ионная батарея Зарядка »Литий-ионная зарядка» Электроника

Для правильной работы литий-ионных, литий-ионных аккумуляторов они должны быть правильно заряжены, в противном случае они не будут работать должным образом.

Литий-ионный аккумулятор Включает:
Литий-ионная технология Типы литий-ионных аккумуляторов Литий-полимерный аккумулятор Литий-ионная зарядка Литий-ионные преимущества и недостатки

Включая аккумуляторную технологию: Обзор аккумуляторной технологии Определения и термины батареи NiCad NiMH Литий-ионный Свинцово-кислотный

Литий-ионные, литий-ионные аккумуляторы обеспечивают отличный уровень производительности.Чтобы извлечь из них максимальную пользу, их необходимо правильно заряжать.

Если зарядка ионно-литиевых аккумуляторов не выполняется надлежащим образом, их работа может быть нарушена, и они могут даже выйти из строя, поэтому следует соблюдать осторожность.

Правильная зарядка литий-ионных аккумуляторов обеспечивает максимальную производительность и длительный срок службы. В результате зарядка литий-ионного аккумулятора обычно осуществляется в сочетании с системой управления аккумулятором. Это контролирует уровень заряда, разряда и скорость, с которой это может произойти.

Заряжается литий-ионный аккумулятор электроинструмента

Литий-ионный заряд / разряд

Проще говоря, зарядку и разрядку ионно-литиевой батареи относительно легко объяснить.

Когда ионно-литиевый элемент или батарея разряжается, они подают ток во внешнюю цепь. Внутри анода в процессе окисления высвобождаются ионы лития, которые переходят на катод. Электроны от созданных ионов текут в противоположном направлении, попадая в электрическую или электронную схему, на которую подается питание.Затем ионы и электроны реформируются на катоде.

Этот процесс высвобождает химическую энергию, которая хранится в клетке в виде электрической энергии.

Во время цикла зарядки реакции происходят в обратном направлении, когда ионы лития проходят от катода через электролит к аноду. Электроны, обеспечиваемые внешней схемой, затем объединяются с ионами лития, чтобы обеспечить накопленную электрическую энергию.

Следует помнить, что процесс зарядки не является полностью эффективным — некоторая энергия теряется в виде тепла, хотя обычно уровень эффективности составляет около 95% или немного меньше.

Электронные условия зарядки литий-ионного аккумулятора

С точки зрения электроники процесса зарядка литий-ионных аккумуляторов сильно отличается от зарядки никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов. Невозможно использовать одни и те же электронные схемы для их зарядки по разным причинам.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов зависит от напряжения, а не от тока. Таким образом, зарядка литий-ионных аккумуляторов больше похожа на зарядку свинцово-кислотных аккумуляторов.

Одно из отличий от зарядки литий-ионных аккумуляторов состоит в том, что они имеют более высокое напряжение на элемент — от 3,7 до 4 В на элемент по сравнению с 1,2 В. l

Литий-ионные элементы

также требуют гораздо более жесткого допуска по напряжению при обнаружении полного заряда, и после полной зарядки они не позволяют или не требуют подзарядки тонким или плавающим током. Особенно важно иметь возможность точно определять состояние полного заряда, потому что литий-ионные батареи не переносят перезарядки.Они перегреваются, и это сокращает их жизнь, но в экстремальных обстоятельствах это может привести к возгоранию или даже взрыву.

Типичная кривая разрядки потребительского литий-ионного элемента

Большинство ориентированных на потребителя литий-ионных аккумуляторов заряжаются до напряжения 4,2 В на элемент, и это имеет допуск около ± 50 мВ на элемент. Зарядка сверх этого значения вызывает нагрузку на элемент и приводит к окислению, которое сокращает срок службы и емкость. Это также может вызвать проблемы с безопасностью.

Показанная выше кривая разряда типична для литий-ионного элемента в форме оксида лития-кобальта.Различные типы ионно-литиевых элементов имеют немного разные напряжения, но все они будут иметь одинаковую форму кривых разряда.

Зарядку литий-ионных аккумуляторов можно разделить на два основных этапа:

Заряд постоянным током: На первом этапе зарядки литий-ионного аккумулятора или элемента контролируется зарядный ток. Обычно это значение составляет от 0,5 до 1,0 C. (Примечание: для батареи емкостью 2000 мАч скорость заряда будет составлять 2000 мА при скорости заряда C).
Для потребительских элементов LCO и батарей рекомендуется максимальная скорость заряда 0,8 ° C.
На этом этапе напряжение на литиево-ионном элементе увеличивается при постоянном токе заряда. Время зарядки для этого этапа может составлять около часа.
Заряд насыщения: Через некоторое время пик напряжения составляет около 4,2 В для элемента LCO. В этот момент элемент или батарея должны перейти на вторую стадию зарядки, известную как заряд насыщения.Поддерживается постоянное напряжение 4,2 вольта, и ток будет постоянно падать.
Конец цикла зарядки достигается, когда ток падает примерно до 10% от номинального. Время зарядки для этого этапа может составлять около двух часов в зависимости от типа аккумулятора, производителя и т. Д.

Эффективность заряда, то есть количество заряда, удерживаемого батареей или элементом, по сравнению с количеством заряда, поступающего в элемент, является высоким. Эффективность зарядки может составлять от 95 до 99%.Это отражается на относительно низких уровнях повышения температуры ячеек.

Многие элементы теперь предназначены для быстрой зарядки, хотя в пределах номинальных значений для элемента этот процесс может сократить срок службы батареи, и необходимо найти баланс между удобством и сроком службы.

Меры предосторожности при зарядке литий-ионного аккумулятора

Принимая во внимание количество энергии, хранящейся в ионно-литиевых батареях, их химический состав и т. Д., Необходимо обеспечить, чтобы батареи были заряжены надлежащим образом и с помощью соответствующих зарядных устройств и оборудования.

Зарядные устройства или аккумуляторные батареи

для литий-ионных аккумуляторов включают в себя различные механизмы для предотвращения повреждений и опасности. Часто эти механизмы предусмотрены в аккумуляторном блоке, который затем можно использовать с простым зарядным устройством.

Механизм, необходимый литиево-ионной батарее для зарядки и разрядки, включает:

Ток заряда: Ток заряда должен быть ограничен для литий-ионных аккумуляторов. Обычно максимальное значение составляет 0,8 ° C, но для обеспечения некоторого запаса чаще устанавливаются более низкие значения.Некоторые батареи могут заряжаться быстрее.
Даже для батарей или элементов, которые могут выдерживать более высокие токи зарядки, это влияет на срок службы. Если можно снизить скорость зарядки и не использовать быструю зарядку, это увеличит срок службы элемента.
Температура заряда: Следует контролировать температуру заряда литий-ионного аккумулятора. Элемент или аккумулятор нельзя заряжать при температуре ниже 0 ° C или выше 45 ° C.
Литий-ионные элементы и батареи
работают лучше всего при комнатной температуре, поэтому зарядка в указанных пределах обеспечивает наилучшую зарядку, а также продлевает срок службы батареи.
Ток разряда: Защита по току разряда необходима для предотвращения повреждения или взрыва в результате короткого замыкания. Для конкретного аккумуляторного блока будет установлен предел, и его не следует превышать. Принимая во внимание огромные запасы энергии, превышение пределов может привести к пожару или даже впечатляющему взрыву.
Обычно аккумуляторные блоки имеют схему управления зарядкой / разрядкой, чтобы гарантировать, что допустимый ток не будет превышен, но всегда лучше не перенапрягать их.
Различные типы литий-ионных аккумуляторов могут обеспечивать разные возможности — в результате фактический тип литий-ионных аккумуляторов, который следует выбрать, будет зависеть от области применения и необходимой способности тока / разряда.
Перенапряжение: Защита от перенапряжения заряда необходима для предотвращения подачи слишком высокого напряжения на клеммы аккумулятора.Если позволить зарядному напряжению слишком высоко подняться, это может привести к повреждению.
Защита от перезарядки: Схема защиты от перезарядки требуется для остановки процесса зарядки литий-ионных аккумуляторов, когда напряжение на элемент превышает 4,30 вольт. Чрезвычайно важно не перезарядить литиевый аккумулятор. Система управления аккумулятором должна обеспечивать защиту от перезарядки.
Защита от обратной полярности: Защита от обратной полярности литий-ионного аккумулятора необходима, чтобы гарантировать, что аккумулятор не заряжается в неправильном направлении, поскольку это может привести к серьезным повреждениям или даже взрыву.
Чрезмерная разрядка Li-Ion: Защита от чрезмерной разрядки необходима для предотвращения падения напряжения аккумулятора ниже примерно 2,3 В в зависимости от производителя.
Перегрев: Защита от перегрева часто включается, чтобы предотвратить работу батареи, если температура поднимется слишком высоко. Температура выше 100 ° C может нанести непоправимый ущерб.

При использовании литий-ионного аккумулятора обязательно использовать зарядное устройство производителя, поскольку в зарядном устройстве и аккумуляторном блоке могут использоваться различные элементы защиты в зависимости от конструкции.

Литий-ионные циклы заряда-разряда

Срок службы ионно-литиевых элементов и батарей часто выражается числом циклов заряда-разряда, которые они выдерживают, прежде чем их способность удержания заряда упадет.

Хотя литий-ионные элементы имеют так называемый календарный срок службы — их срок службы с точки зрения истекшего времени, даже если они не используются, другим важным фактором является количество циклов заряда-разряда, которые они могут выдержать. Обычно это, а не календарный срок службы означает конец полезного срока службы литий-ионного элемента.

По другим характеристикам литий-ионный аккумулятор лучше конкурентов. Было показано, что он способен выдерживать около 1000 циклов зарядки / разрядки при очень осторожном использовании и при этом сохранять 80% своей начальной емкости.

Ni-Cads обеспечивают до 500 циклов, хотя это очень зависит от способа их использования. Плохо обработанная клетка может дать только 50 или 100. NiMH клетки еще хуже, и это одна из основных областей развития. Они могут дать только 500 циклов в лучшем случае, прежде чем их емкость упадет до 80% от начального рейтинга заряда.

Также обнаружено, что литий-ионные элементы и батареи не страдают от эффекта памяти, который был очевиден для никель-кадмиевых аккумуляторов. Эффект памяти становился очевидным, если клетки разряжались лишь частично каждый раз при их использовании. Со временем они «вспомнили» уровень разряда, и их емкость соответственно уменьшилась. В результате было хорошо периодически выполнять полную разрядку ячеек. Это не так для литий-ионных элементов.

Зарядка и разрядка литий-ионных аккумуляторов являются ключом к их работе и долгой работе.Обычно в аккумуляторные блоки встроены микросхемы управления батареями. Это управляет зарядкой и разрядкой литий-ионного аккумулятора. Таким образом, пользователь может подключить аккумулятор к зарядному устройству и оставить его заряжаться, зная, что его не нужно отключать через определенное время. Микросхема управления батареей также гарантирует, что батарея не разряжается слишком далеко. Проблема заключается в том, чтобы убедиться, что руководство батареи понимает точное состояние заряда батареи.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».