Что значит емкость аккумулятора: Что такое емкость аккумулятора. Автомобиля или телефона, как и в чем измеряется

Содержание

Как понять, что такое емкость АКБ?

Она говорит, какой период времени аккумулятор может вырабатывать определенное количество электрического тока. Единица емкости — ампер-час (А*ч). 

С учетом емкости вы подбираете АКБ для своего четырехколесного друга. Каждый производитель советует определенное значение емкости для оптимальной работы автомобиля. Почти все АКБ оснащены контролем заряда. Это устройство предупреждает перезаряд, отслеживая процесс накопления емкости. При полном заряде аккумулятора с напряжением 12 В батарея покажет напряжение в 12,7 В. Последнее значение говорит о том, что зарядное устройство больше ее не питает. 

Пример. На батареях мы видим следующее обозначение — 60 А*ч. Оно означает нагрузку в 60 А с номинальным напряжением 12,7 вольт, при которых может работать источник питания целый час. Это и есть запас энергии, который способна накопить АКБ, или емкость.

Как выбрать аккумуляторную батарею с учетом нагрузки

Автомобили все очень разные – от класса А до Е или Д (представительские седаны). Для малолитражек достаточно батареи 45 А*ч, для более мощных авто нужно 60-75 А*ч. К тому же у компактных машин пространство под капотом небольшое. Монтировать большую АКБ просто незачем. 

Емкость батареи косвенно зависит от свинца и электролита. Чем больше их количество, тем больше энергии набирает аккумулятор. Устройства емкостью 40 и 75 А*ч будут отличаться и по размерам, и по весу.

Падение емкости

В процессе эксплуатации емкость АКБ резко снижается. В среднем кислотный аккумулятор функционирует 3-5 лет, в отдельных случаях — до 7 лет. После необратимого падения емкости батареи источник питания не дает ток необходимый для пуска в прежнем объеме. 

Основные причины падения емкости АКБ:

— сульфитация поверхности положительных пластин. Контакт с электролитом ухудшается, что ведет к падению емкости;

— разрушение пластин источника питания (например, от перезарядки). 

Чтобы вовремя заменить старый аккумулятор на новый, используют тестер емкости. Он позволяет за секунды измерить емкость АКБ, ее напряжение.


что это такое? Конечное напряжение разряда

Для безопасной эксплуатации аккумуляторных батарей необходимо придерживаться следующих правил:

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

Технические характеристики

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

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

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

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

Емкость батареи

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

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

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

Напряжение

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

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

Степень заряженности

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

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

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

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

Степень заряженностиБатарея 12ВБатарея 24 ВПлотность электролита
10012.7025.401.265
9512.6425.251.257
9012.5825.161.249
8512.5225.041.241
8012.4624.921.233
7512.4024.801.225
7012.3624.721.218
6512.3224.641.211
6012.2824.561.204
5512.2424.481.197
5012.2024.401.190
4012.1224.241.176
30
12.04
24.081.162
2011.9823.961.148
1011.9423.881.134
Срок службы аккумуляторов


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

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

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

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

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

Максимальные токи заряда и разряда

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

Саморазряд

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

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

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

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

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

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

ГЛОССАРИЙ

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

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

Саморазряд — потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.

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

Самый важный параметр практически любого аккумулятора – это его емкость! Ведь от нее зависит то — сколько он будет отдавать энергии в течение определенного времени. И это не обязательно аккумуляторная батарея автомобиля этим параметром обладают все АКБ, начиная от «пальчиковых» которые вы вставляете в свой фотоаппарат или плеер, заканчивая сотовыми телефонами. В общем, знать и правильно понимать этот параметр, это очень важно! Особенно для авто, ведь если взять не ту емкость – то возможны проблемы с запуском двигателя в холодное время, а также его может банально не хватать для вашей бортовой сети. В общем будем разбираться …

Для начала определение.

Емкость аккумулятора – это количество энергии, которую может отдавать батарея, при определенном напряжении, в определенный отрезок времени (зачастую берется обычный час). Измеряется в Амперах или Миллиамперах в час.

По этой характеристики вы выбираете батарею для своего автомобиля, ведь зачастую производитель рекомендует то или иное значение, для нормального функционирования машины. Если занизить этот параметр, то скорее всего холодные пуски будут осложнены.

Как определятся емкость аккумулятора?

НА многих автомобильных батареях (да и на простых бытовых тоже), мы зачастую видим такой параметр — 55, 60, 75 Ам*ч (англ. Ah).

На обычных телефонных — 700, 1000, 1500, 2000 mAh (тысячные доли Ампера). Этот параметр как раз и обозначает емкость АКБ. Не стоит его путать с другим параметром как напряжение, как нам известно – 12,7В

ИТАК — что же обозначают эти 60 Ам*ч ( Ah)?

Все очень просто – эта аббревиатура говорит нам о том, что аккумулятор может работать целый час с нагрузкой в 60 Ампер и номинальным напряжение в 12,7В. Это и является емкостью, то есть он способен накопить в себя такой запас энергии.

Однако это максимальные значения, 60 Ампер это очень большой ток, если перевести его на Ватты, то получается – 60 Х 12,7 = 762 Ватта. Хватит согреть несколько раз электрический чайник, или освещать весь дом несколько суток, с условием, что у вас светодиодные лампы, которые зачастую берут всего 3 – 5 Ватт в час.

Надеюсь это понятно, сразу хочется сказать — что если нагрузка не 60 Ампер, а скажем 30, то АКБ будет работать два часа, если 15 – 4 часа, если 7,5 – 8 часов. Думаю это понятно.

Но вот почему на одних авто емкость в 45 Ампер, у других 60, а третьи вообще должны комплектоваться 75А вариантами?

Все автомобили разные, существуют как класс «A» самый малый, до скажем класса «E» или «D» — представительские седаны. Характеристики машин различные, начиная от пуска до последующего потребления бортовой сетью. Ведь объемы двигателей будут различаться в разы.

Так для маленьких и «легких» малолитражек хватит за глаза аккумулятора в 40 – 45 Ампер – час, а вот для больших и мощных седанов нужно 60 – 75 Ам*ч.

Но почему так?

Все дело в — чем больше аккумулятор, тем больше в нем свинца, электролита и т.д. Что позволяет накопить больше энергии и больше одномоментно его отдать. Так скажем в варианта в 40А пусковой ток будет около 200 – 250А, которые, он сможет отдавать 10 секунд – для малого двигателя, этого достаточно скажем до объема в 1,0 – 1,2 литра. Но этого может быть недостаточно для больших моторов в 2,0 – 3,5 литра, тут пусковой ток должен быть в 300 – 400А, что в два раза больше. Также стоит учитывать, что зимний пуск, еще более сложный – нужно крутить не только поршни, но и густое моторное масло.

Поэтому на малолитражки можно ставить большие АКБ, а вот малые на большие авто нежелательно.

Корпус и емкость

Емкость напрямую зависит от количества – и электролита в конструкции. Понятно, что чем больше этих материалов использовано, тем больше может накопить энергии батарея. Вот почему варианты на 40 и 75А будут отличаться почти в два раза, как по габаритам, так и по весу. То есть здесь прямопропорциональная зависимость.

Малолитражки сами по себе маленькие машинки, подкапотное пространство у них скудное, а поэтому ставить «огромную» батарею просто не рационально! Да и зачем? Если малый вариант прекрасно справляется – запускает мотор.

Падение емкости

Со временем батарея деградирует, то есть емкость начинает падать. Для обычных кислотных АКБ срок службы примерно равен 3 – 5 годам (есть, конечно исключения, работают по 7 лет, но это редко).

Емкость падает, и АКБ уже не может отдать нужный пусковой ток, скажем в 200 – 300А за 10 секунд. Соответственно приходит время его менять. Но почему происходит процесс деградации, причин тут масса:

  • Сульфация плюсовых пластин. При глубоких разрядах на пластинах образовывается налет из солей серной кислоты, он очень плотный – полностью закрывает поверхность. Пятно контакта с электролитом падает, и емкость аккумулятора снижается.
  • Осыпание пластин. Такое может происходить при перезарядах, особенно когда не хватает уровня электролита в банке. Пластины просто осыпаются вниз и емкость снижается иногда просто катастрофически.
  • Замыкание банки. Если пластины перемкнут между собой, плюсовая и минусовая, тол банка выйдет из строя. Упадет не только емкость, но и напряжение. Однако такую .

Сейчас полезное видео, смотрим.

НА этом собственно заканчиваю, думаю информация для вас была полезна. Читайте наш АВТОБЛОГ.

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

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

Признаки поломки

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

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

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

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

Проверка заряда

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

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

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

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

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

Емкость

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

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

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

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

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

Проверка посредством мультиметра

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В чем и почему измеряется емкость аккумуляторов

Заряд Q, как количество электричества, измеряется к кулонах (Кл), электроемкость конденсаторов C — в фарадах, микрофарадах (мкф), а вот измеряется почему-то не в фарадах, а в ампер-часах (миллиампер-часах).

Что бы это значило? Один ампер — это кулон за одну секунду, мы знаем из курса физики, что если через проводник за 1 секунду проходит электрический заряд равный 1 кулону, то по проводнику течет ток в 1 ампер.

И что тогда такое ампер-час? Ампер-часом (Ач) считается емкость аккумулятора, при которой по приведенному току в 1 ампер, аккумулятор разрядится за 1 час до минимально допустимого напряжения.

1 ампер-час — это 3600 кулон. Пусть, мы хотим получить батарею конденсаторов, эквивалентную по разрядной характеристике, хотя и на коротком участке, аккумуляторной батарее номиналом 12 вольт, емкостью 55 ампер-часов. 55 ампер в течение часа — это 55*3600 кулон.

Примем изменение напряжения от 13 до 11 вольт, тогда поскольку Q = С(U1-U2), то С = 55*3600/2 = 99000 Ф. Почти 100 килофарад эквивалентная электроемкость автомобильного аккумулятора, если бы его разрядная характеристика была такой же, как у конденсатора.

В интернете есть видео, где шестью суперконеднсаторами по 3000 Ф, на 2,7 В каждый, соединенными последовательно заменяют стартерную батарею автомобиля. Получается 500 Ф примерно на 16 В.

Давайте прикинем, какой ток и в течение какого времени сможет дать такая сборка. Пусть рабочий диапазон принят снова от 13 до 11 вольт. В течение какого времени можно рассчитывать на ток в 200 А (с запасом)? I = С(U1-U2)/t, тогда t = C(U1-U2)/I = 500*2/200 = 5 секунд. Достаточно чтобы завести двигатель.

Аккумулятор — это устройство, предназначенное для хранения электрической энергии, причем энергия в этом устройстве хранится в химическом виде.

Принцип действия аккумулятора заключается в том, что два металла находятся в растворе кислоты, и при этом они вырабатывают электричество. Аккумуляторы характеризуется по таким основным характеристикам, как:

  • емкость
  • внутреннее сопротивление
  • ток саморазряда
  • срок службы

Емкость аккумулятора

Емкостью аккумулятора — это количество запасенной электроэнергии, которой обладает аккумулятор. Это одна из самых главных характеристик аккумулятора, ведь от емкости зависит время работы электроприборов, подключенных к аккумулятору.

Емкость аккумулятора измеряется в миллиампер-часах (мА*ч). При этом на этикетке или же непосредственно на аккумуляторе указывается номинальная емкость. Дело в том, что номинальная емкость не всегда равняется реальной. Реальная емкость аккумулятора может отличаться от номинальной в диапазоне от 80 до 110%. Связано это с тем, что на протяжении всего срока эксплуатации аккумулятора, его реальная емкость постепенно меняется, как правило, в сторону уменьшения и, кроме всего прочего, зависит от множества дополнительных факторов. Значительно влияют на реальную емкость условия эксплуатации и обслуживания, время эксплуатации и способ зарядки аккумулятора.

Различие номинальной и реальной емкости аккумулятора

Электрическая емкость аккумуляторной батареи состоит из номинальной и реальной.

Номинальная электрическая емкость — это то количество энергии, которым батарея теоретически должна обладать в заряженном состоянии.

Данный параметр аналогичен емкости, например, стакана. Так же как в стандартный граненый стакан можно налить 200 мл воды, так и в батарею можно «закачать» лишь вполне определенное количество энергии. Но определяется это количество энергии не в момент заряда, а при обратном процессе (при разряде батареи) постоянным током в течение измеряемого промежутка времени до момента достижения заданного порогового напряжения.

Измеряется емкость в ампер-часах (А/ч или мА/ч) и обозначается буквой С. Значение номинальной емкости батареи, как правило, зашифровано в ее обозначении.

Реальное значение емкости новой батареи на момент ввода ее в эксплуатацию колеблется от 80 до 110% номинального значения и зависит от фирмы-изготовителя, условий и срока хранения, а также от технологии ввода в эксплуатацию. Нижний предел (80%) обычно рассматривается как минимально допустимое значение для новой батареи.

Теоретически батарея, например, номинальной емкостью 1000 мА/ч может отдавать ток 1000 мА в течение 1 ч, 100 мА — в течение 10 ч, или 10 мА — в течение 100 ч.

Практически же при высоком токе разряда номинальная емкость не достигается, а при низком токе — превышается. В процессе эксплуатации емкость батареи уменьшается. Скорость уменьшения зависит от типа батареи, технологии обслуживания в процессе работы, используемых зарядных устройств, условий и длительности эксплуатации.

Внутреннее сопротивление батареи определяет ее способность отдавать в нагрузку большой ток. Эта зависимость подчиняется закону Ома. При низком значении внутреннего сопротивления батарея способна отдать в нагрузку больший пиковый ток (без существенного уменьшения напряжения на ее выводах), а значит, и большую пиковую мощность, в то время как высокое значение сопротивления приводит к резкому уменьшению напряжения на выводах батареи при резком увеличении тока нагрузки. Это приводит к тому, что внешне хороший аккумулятор не может полностью отдать запасенную в нем энергию в нагрузку.

Типичные сроки сохранности заряда различных типов батарей и аккумуляторов (при условии полного заряда)

  • Никель-гидридные (Ni-MH) аккумуляторы — 2 недели (саморазряд 30% в месяц).
  • Никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы — 3 недели (саморазряд 20% в месяц).
  • Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы — 6 недель (саморазряд 10% в месяц).
  • Свинцовые кислотные аккумуляторы — 3 месяца (саморазряд 5% в месяц).
  • Литиевые (Li-Metal) аккумуляторы — 1 год.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление — также достаточно важный параметр аккумулятора. Единицей измерения внутреннего сопротивления является миллиом (мОм). Сопротивление, в свою очередь, зависит от емкости одного элемента (банки) аккумулятора, числа этих элементов, типа аккумулятора, срока службы и условий работы. Определяется внутреннее сопротивление с помощью приборов-анализаторов.

Во время работы аккумулятора внутреннее сопротивление постепенно увеличивается. Если аккумулятор имеет сопротивление в целых 500 Ом, то можно сделать вывод о том, что он имеет весьма солидный возраст или просто неправильно использовался.

Большое внутреннее сопротивление приводит к повышенному расходу электроэнергии и, как следствие, к меньшему времени работы приборов, так как по закону Ома большое сопротивление значительно увеличивает потребляемый ток и одновременное падение напряжения. А при сильном падении напряжения подключенный электроприбор принимает аккумулятор за разряженный или же просто за тот, который не в состоянии работать. В результате аккумулятор не может выдать всю запасенную энергию, что значительно сокращает время работы электроприборов.

Саморазряд аккумулятора — это самопроизвольная утечка электроэнергии из заряженного аккумулятора в течение некоторого времени. Этому явлению подвержены практически все виды аккумуляторов, независимо от их устройства и электрохимического типа.

Для количественного определения саморазряда служит величина энергии, которую теряет аккумулятор на протяжении определенного периода времени, и исчисляется он в процентах от величины полностью заряженного аккумулятора. Величина саморазряда — не постоянна, так, в первые сутки после зарядки она достигает максимальных значений, а затем постепенно уменьшается.

В связи с этим, принято измерять величину саморазряда в первые сутки, а затем через месяц после заряда. На саморазряд также имеет влияние температура окружающей среды, причем взаимосвязь между величиной саморазряда и температурой пропорциональна. Имеется в виду, что при повышении температуры увеличивается и величина саморазряда.

К примеру, у некоторых типов аккумуляторов при повышении температуры от 20 до 30 градусов величина саморазряда увеличивается в два раза. Если говорить о более конкретных его значениях, то для аккумуляторов Ni-Cd типа нормальной считается величина 10% в сутки, а аккумуляторы Ni-MH типа имеют несколько большую величину саморазряда, для Li-Ion и для Li-Pol эта величина настолько мала, что ее оценивают только через месяц после заряда. Что же касается месячной величины саморазряда, то для этих же типов аккумуляторов соответственно имеем такие параметры:

  • Ni-Cd — 20%
  • Ni-MH — 30%
  • Li-Ion — 10%

Эти показатели являются среднестатистическими, и могут несколько отличатся у каждого конкретного аккумулятора.

Для определения величины срока службы аккумулятора используют количество циклов между зарядом и разрядом аккумулятора, которое он способен выдержать во время эксплуатации, не меняя при этом в значительных пределах своих главных параметров, таких как емкость, величина саморазряда, в!гутрсннее сопротивление.

Также учитывается время, которое истекло с момента изготовления аккумулятора. В том случае, если емкость уменьшается до 60% номинального значения, аккумулятор считается вышедшим из строя. На срок службы влияют самые различные факторы:

  • тип аккумулятора
  • способ заряда
  • условия эксплуатации
  • правильность обслуживания

В зависимости от используемой электрохимической системы все аккумуляторы делятся на следующие типы:

  • SLA/Pb — классические свинцово-кислотные
  • Ni-Cd — никель-кадмиевые
  • Ni-MH — никель-маталлгидридные
  • Li-Ion — литий-ионные
  • Li-Pol — литий-полимерные, которые являются относительно новым словом в современной технике.

Как определить остаточную емкость аккумулятора

Аккумулятор представляет собой источник тока многоразового действия, служащий для автономного электропитания различных устройств, а в данном случае – автомобиля. Поэтому со временем использования объемы емкости могут уменьшаться, как результат – уменьшается время его работы без дополнительного заряда.

Единицы показателей аккумулятора

Номинальная емкость – эта единица чаще всего служит для определения электрического заряда источников питания. Выражается номинальная емкость автомобильного аккумулятора в Ач, то есть в ампер-часах, или Ач ( Ah – ampere – hour в английской аббревиатуре).

Электрическое напряжение измеряется в вольтах, В. Аккумуляторы, используемые на легковых автомобилях, чаще всего имеют стандартный показатель в 12 В. Это характеристика, указываемая в техническом паспорте. А величина напряжения зачастую указывается следом за маркой, например, BOSCH 63 Ач, где 63 – емкость автомобильного аккумулятора, Ач.

Проверяем тестером

Итак, для начала автолюбитель задается вопросом о том, как определить остаточную емкость автомобильного аккумулятора.

Чтобы установить, каков объем емкости и понять, насколько он еще работоспособен, используются специальные тестеры. Это незаменимые устройства для проверки любых видов аккумуляторов, их функционал огромен. Тестер совсем не сложен в эксплуатации и в большинстве случаев имеет всего одну кнопку, с помощью которой определяются показатели различных параметров, например, как объем емкости, так и сила тока. Полученные результаты не обязательно будут точно отображать состояние аккумулятора, но при желании, при помощи несложных формул, можно подвести и окончательный расчет объема емкости автомобильного аккумулятора.

Применение мультиметра

Мультиметр (или авометр, от слова ампервольтомметр) – это также комбинированный прибор, использующийся для замеров показателей электрических приборов.

В нем также несколько режимов работы, он не сложен в эксплуатации.

Провести замер и узнать, какая емкость автомобильного аккумулятора, можно несколькими способами.

Тестирование под нагрузкой

В качестве нагрузки будет выступать обычная лампочка. Если при замерах уровень ее яркости будет снижаться, то тестирование сразу прекращается, поскольку это скажет о некачественной работоспособности батареи – не хватает заряда или нарушена схема устройства.

Чтобы просчитать требуемую нагрузку для емкости автомобильного аккумулятора, первым делом учитывается количество ампер. Если номинал емкости составляет, например, 7 Ач (Ah), то соответствующая величина нагрузки будет равна 3,5 Вольт. Если под рукой не окажется нужной лампочки, отлично подойдет обычная автомобильная фара.

Процесс замера

Как определить емкость автомобильного аккумулятора, должен знать каждый автолюбитель!

Для определения замеров емкости батареи проводят следующие действия, в точном порядке:

  1. Сначала необходимо отключить аккумуляторную батарею от генератора.
  2. Далее подвести нагрузку в виде лампочки и дать поработать аккумулятору буквально пару минут. Затем отключить ее.
  3. Затем к батарее подводится уже мультиметр и производится замер в течение 20 секунд.

Если напряжение составит 12,5 Вольт, то состояние аккумулятора хорошее. А вот если показатели равны 11,5 или даже ниже – то необходимо заменить батарею.

Метод контрольного разряда

Для того чтобы провести замер емкости автомобильного аккумулятора именно таким способом, надо знать силу тока разрядки конкретного источника питания. Для этого можно посмотреть техническую документацию, прилагаемую к нему. Сила тока разрядки емкости будет равна необходимому уровню нагрузки, который применится к аккумулятору.

В таком замере объема емкости мультиметр должен оставаться подключенным к аккумулятору столько времени, пока сила тока не снизится до 60, а лучше 50 %. В результате будет получено значение, которое необходимо сравнить со значением в техническом паспорте аккумулятора. Скорее всего, они не будут совпадать, поскольку каждый заряд/разряд аккумулятора постепенно снижает его рабочую емкость, однако цифры не должны сильно разнится! Если расхождение большое, вывод один – замена аккумулятора.

Замеры других показателей

Современный мультиметр – устройство с большим функционалом. Он подойдет для измерения и других параметров источника питания.

Замер напряжения

Если аккумуляторная батарея по типу относится к щелочно-кислотным или литий-ионным, то можно провести замеры напряжения аккумулятора, переведя его в режим вольтметра. В зависимости от уровня нагрузки измеряемого прибора настраивают мультиметр, установив соответствующий показатель. После этого к отрицательной клемме аккумулятора подводят черный провод, а к положительной – соответственно красный. Буквально в течение 2 следующих секунд на экране мультиметра отобразится показатель напряжения.

Если аккумулятор исправен, то величина показателя будет равна 12-12,5 Вольт. Это скажет о том, что состояние источника питания находится в норме.

Тест внутреннего сопротивления

Здесь опять же понадобится лампочка мощностью 12 В и, конечно, мультиметр.

Внутреннее сопротивление аккумулятора также является важным показателем работоспособности.

Чтобы провести замер, автолюбитель или мастер действует в следующем порядке:

  1. К аккумулятору подсоединяется лампочка. Батарея ни в коем случае не заряжается!
  2. Через пару секунд к клеммам аккумулятора подключается мультиметр и делается первый замер напряжения.
  3. Лампа отключается.
  4. И производится второй замер напряжения.

Если в полученных цифрах есть разница, но она не выше 0,05 В, то аккумулятор считается исправным. Если же разница выше, то требуется или замена, или осмотр и проведение дополнительных тестов. Внутреннее сопротивление не должно превышать норму!

Ток утечки

Если с вышеуказанными замерами не так сложно разобраться и запомнить действия, то далее надо переходить к вопросу о том, как проверить емкость автомобильного аккумулятора на утечку тока. Это показатель, от которого напрямую зависит объем самой емкости батареи, а значит, и срок ее «жизни».

Уровень саморазряда, допустимый для аккумулятора в состоянии покоя, прописан в его технической документации. Однако стоит знать, что у щелочных типов батарей этот уровень выше всего!

Любая утечка подразумевает наличие разрыва или некачественную герметизацию в цепи питания батареи. И если при замерах определился уровень утечки гораздо выше технически допустимого уровня, то аккумулятор будет разряжаться еще быстрей. Но не только разряд батареи может стать проблемой, поскольку плохая изоляция отдельных участков цепи питания может привести к короткому замыканию или возгоранию!

Для тестирования уровня утечки тока аккумулятора мультиметр переводится в соответствующий режим, а показатель напряжения устанавливается на 10 Ампер. Подключают мультиметр таким образом: красный провод подводится к плюсовой клемме, а черный же – отсоединяется вовсе.

Показатель утечки определяется так: если на мониторе прибора ничего не отображается, значит, проверка емкости автомобильного аккумулятора прошла успешно, утечки нет! Если же есть какие-то показания, то необходимо срочно проверить всю бортовую систему.

Восстановление емкости источника питания

После проведения всех необходимых замеров следующий логический шаг – научиться восстанавливать «размер» емкости батареи. Ведь в любом случае, особенно при долгой эксплуатации транспорта, аккумулятор теряет часть емкости.

Как же восстановить емкость автомобильного аккумулятора?

Подготовка к восстановлению начинается с осмотра и поверхностной чистки аккумулятора. Необходимо удалить все возможные подтеки внутреннего состава, грязь и окисление с клемм. Перед промывкой самого резервуара загрязненный электролит сливается. Обязательно проверяются свинцовые пластины на наличие целостности, поскольку в ином случае процедура восстановления просто ничего не даст.

Далее проводят контрольный цикл по полному разряду и дальнейшему заряду аккумуляторной батареи. Лучше его проводить не менее 4 раз.

Чтобы проконтролировать этот цикл, можно использовать:

  • ареометр – для определения плотности внутреннего состава батареи;
  • лампочку – для создания нужной нагрузки;
  • вольтметр или же мультиметр.

Непосредственно между циклом разряда и дальнейшего заряда емкости автомобильного аккумулятора в mAh устанавливается перерыв около 12-14 часов. Продолжительность заряда должна быть не меньше 8 часов. В технической документации указаны точные параметры необходимой силы тока, времени заряда, их нужно учитывать в каждом конкретном случае.

Период покоя между циклами нужен для того, чтобы сверху, на поверхности свинцовых пластин, устанавливался единый потенциал.

За каждый полный цикл разряда – заряда плотность электролитного состава будет увеличиваться. Если она станет очень высокой, то можно использовать дистиллированную воду для его разбавления.

После того как была слита дистиллированная вода и все емкости тщательно промыты, внутрь аккумулятора вливают раствор натрия. Его заливку также делают в несколько подходов, 2-3 раза.

Правила манипуляций

При работе с любыми электроприборами каждый должен знать, что скачки напряжения, вызываемые принудительным отсоединением от цепи питания, будут неблагоприятно отражаться на самом устройстве. Поэтому все действия должны происходить по возможности с выключенным двигателем. Если же возникла необходимость заменять аккумулятор при работающем двигателе, то для минимизации скачков напряжения надо включить в автомобиле все электроприборы (обогрев заднего стекла, фары, магнитолу). А подключение/отключение каждой клеммы делать максимально быстро, без многократных касаний. Таким образом, нежелательные перепады напряжения будут сведены к минимуму.

Если же возникает необходимость зарядки аккумулятора от другого оборудования, то соединение устройств должно производиться с тщательной аккуратностью. В противном случае это также может повлечь неисправность приборов.

Интересные факты

Понятия «лучший аккумулятор» просто не существует. Разные типы служат для разных целей. Например, кальциевые аккумуляторы имеют слабую утечку тока, но в то же время почти не переносят глубоких разрядов, особенно это наблюдается в зимнее время. В то же время для стандартных «обслуживаемых» батарей, например, свинцово-кислотных, емкостью автомобильного аккумулятора в 18Ah, такой разряд не будет критичен, но постоянно придется проводить замеры и делать промывку и долив дистиллированной воды.

Если температура низкая, то способность аккумулятора «заряжаться» резко сокращается. Поэтому короткие поездки в мороз могут привести к более быстрому разряду. Даже если аккумулятор новый! А это приведет к невозможности запуска мотора!

В зимнее время для аккумулятора хорошим подспорьем будет конструкция с подогревом, которая будет ускорять повышение температуры внутреннего состава батареи. Ведь он имеет определенную вязкость, поэтому его температура понижается или повышается вслед за температурой окружающей среды, с задержкой. И для того чтобы помочь аккумулятору эффективней получать заряд от генератора, необходимо обеспечить дополнительный источник теплого воздуха. А это в свою очередь поможет замедлить разряд батареи во время покоя. Также устройство можно брать домой и после согревания до комнатной температуры ставить на зарядку.

Чем регулярней проводится проверка показателей работоспособности источника питания и состояния «размера» его емкости, тем своевременнее можно заметить увеличение утечки тока, а значит, и провести восстановление. Чем незначительней отклонения, тем легче провести эту процедуру и тем вероятней вернуть утерянный объем. Ведь эксплуатация аккумулятора неизбежно ведет к разрушению свинцовых пластин, образованию подтеков электролита, а все это способствует его медленному выходу из строя.

Всем привет!
Решил немного освежить знания физики и применять их на практике.
Итак этот метод не сложный требуется мультиметр и лампочка в качестве нагрузки например на 55w.
На аккумуляторе нужно увидеть его характеристики и ток холодной прокрутки

В моем случае это ток холодной прокрутки по EN методике. Если у Вас указан ток измеренный другим методом(SAE, DIN, IEC) то можно воспользоваться таблицей перевода:

Итак в моем случае ток холодной прокрутки 600А, емкость 60 а/ч
Затем меряем напряжение на клеммах аккумулятора, в моем случае: 12,71В
Подключаем лампочку на 55w например и измеряем напряжение с подключенной лампочкой, в моём случае : 12,5В
Переключаем мультиметр в режим амперметра и подключаем его в разрыв лампочки и аккумулятора(лампочку одним контактом к плюсу, другим контактом к первому щупу мультиметра и вторым оставшимся щупом к минусу аккумулятора), в моем случае ток составил 3,75А

Далее берём калькулятор и считаем:

Рассчитываем начальное внутреннее сопротивление при -18:
Rнач = (12,666(ток нрц кальциевого заряженного аккумулятора при -18)-7,5)/600(ток холодной прокрутки) = 0,00861 Ом

Сопротивление зависит от окружающей температуры, примерно 40% при температуре -18 от значения при 25 градусах.
Расчитываем эталонное сопротивление:
Rэталон=0,00861 / 0,40 = 0,0215 Ом

Рассчитываем текущее внутреннее сопротивление:
Rфакт=(12.71(напряжение на аккумуляторе без нагрузки)-12.5(напряжение с лампочкой))/3.75(измеренныйе ток лампочки) = 0,056 Ом

Рассчитываем остаточную запасенную энергию
Cфакт=60*0,0215/0,056 = 23,035 А/ч

Учитывая что мой аккумулятор полностью заряжен, то в нем расчетная оставшаяся емкость составляет 23,035 А/ч, что много 50% от первоначальной ёмкости и подлежит утилизации.

Самым важным параметром каждой АКБ является его емкость аккумулятора. Она определяет количество энергии, отдаваемой им за каждый отрезок времени. Это касается всех батарей от автомобильных до телефонных. Знать о них и понимать устройство важно, поскольку при использовании батареи не той емкости могут возникнуть серьезные проблемы при запуске этих устройств.

Единицы измерения этой величины – Амперы или Миллиамперы / час. По данному параметру осуществляют выбор АКБ для техники, руководствуясь рекомендованными значениями. При нарушении рекомендаций, к примеру, автомобиль может не запуститься зимой.

Что такое емкость батареи или аккумулятора

Все аккумуляторы обычно украшают надписи вроде 55, 70 Ah либо 1800mAh. Такое обозначение говорит о том, что емкость данного аккумулятора – соответственно 55 Ампер или долей Ампер в час, только в переводе на английский – A/hour. Его нужно отличать от другого параметра – напряжения, которое пишется в Вольтах.

Показатель Ah показывает, сколько батарея проработает в течение часа на нагрузку 60 Ампер и напряжение 12,7В. Другими словами, емкость – это запас энергии, который в себе способен удерживать аккумулятор.

И если будет меньше, чем 60А нагрузки, то батарея продержится дольше 60 минут.

Как быстро проверить емкость любого аккумулятора

Чаще всего вместимость аккумулятора измеряется с помощью тестера. Это прибор для быстрых измерений. Он работает автоматически, для его применения не нужны никакие дополнительные познания. Временные затраты составляют не более 15 секунд. Все, что требуется – подключить тестер к источнику питания и надавить на единственную кнопку, после чего он начинает определять емкости подключенных аккумуляторов.

Его используют при выборе батареи, сравнивая остаточную и номинальную вместимость, которая официально указана на устройстве. Если разница составить больше 50%, то АКБ нельзя эксплуатировать.

Какой использовать прибор для точного измерения емкости любого аккумулятора

Показатель емкости определяет плотность электролитов, она определяется с помощью особого прибора – ареометра. На новых батареях всегда указаны основные параметры. Однако эта величина определяется и самостоятельно.

Наиболее простым способом являются обычные тестеры наподобие «Кулона». С помощью этого прибора измеряют вместимость и напряжение АКБ в автомобиле. Это требует минимальных затрат сил и времени при достижении достоверных результатов.

Чтобы воспользоваться «Кулоном», нужно подсоединить его к клеммам аккумулятора, после чего он начнет определять силу напряжения и величину вместимости.

Используется множество других способов вычисления данных параметров. Классическим является измерение с помощью мультиметра аккумулятора авто. Для того чтобы это осуществить, в нем должен быть полный заряд и соединение с потребителем (достаточно обычной лампочки в 60Вт). Однако даже это не гарантирует абсолютной точности показаний.

Первым шагом после сбора цепи из самой батареи, мультиметра, лампочки станет подача напряжения. В случае если на протяжении 2 минут лампочка не гаснет (если это не так, батарею не восстановить), брать показания «Кулона». Как только показания будут падать ниже стандартов напряжения аккумулятора, он начинает разряжаться. Замерив время, потребовавшееся для окончательного израсходования энергии и ток нагрузки потребителя, нужно эти показания друг на друга умножить друг на друга. Получившееся число и есть вместимость батареи.

В случае отличия результата от официального значения аккумулятор нужно заменять. Мультиметр позволяет посчитать емкость любой батареи. Неудобство такого способа в больших временных затратах.

Во втором способе измерения обеспечивают разрядку АКБ с помощью резистора по специальной схеме. С помощью секундомера определяется время разряда. Однако важно не разрядить АКБ полностью, предохраняясь от этого посредством реле.

Как сделать прибор собственными руками

Если под рукой необходимой техники нет, реализовать устройство можно самому. Подойдут нагрузочные вилки. Их всегда много в продаже, но их собирают и самостоятельно. Ниже рассмотрен такой вариант.

У данной вилки расширена шкала, что позволяет достичь высочайшей точности показания. В строено сопротивление нагрузке. Диапазоны шкалы делятся напополам, благодаря чему понижается погрешность показаний. Прибор оснащен 3-х вольтовой шкалой. Это дает возможности проверить отдельные банки батареи. Шкалы в 15В достигают посредством понижения на диодах и стабилитронах напряжения.

Показание тока прибора вырастет, как только значения напряжения станут больше уровня открытия стабилитрона. Во время подачи напряжения не той полярности диоды оказывают защиту. На картинке: SB1 – тумблер, R1 является передатчиком требуемого тока, R2 и R3 – резисторами, предназначенными для M3240, R4 – определителями ширины узких диапазонов шкал, R5 – нагрузочным сопротивлением.

Как в домашних условиях узнать емкость телефонного аккумулятора

При использовании сотового телефона его аккумулятор подвергается постоянной деградации. Этого процесса не избежать, он естественен. Это происходит вне зависимости от модели, цен, функций телефона. Чтобы точно понимать, сколько еще прослужит аккумулятор в устройстве, нужно измерять текущую его емкость. Это позволит вовремя заменить батарею до того, как она начнет отключаться в самое неподходящее время.

В первую очередь нужно осмотреть батарею. Опасные проблемы в литиевой батарее видны сразу: корпус может вздуваться, быть полным следов коррозий, пятен зеленоватых и белых оттенков.

При обнаружении признаков вздутия дальше использовать такую батарею опасно. Это может спровоцировать замыкание электросхем в телефоне. Возможно начало вздутия с маленькой выпуклости вплоть до серьезных деформаций. К настораживающим фактором относится и быстрое падение заряда в телефоне.

На сегодняшний день существует множество приложений для измерения текущей вместимости телефона.

Чтобы точно определить вместимость батареи, используют метод продвинутого зарядного устройства. Аккумулятор полностью разряжают, затем подключают к данному устройству. Оно, в свою очередь, высчитывает вместимость аккумулятора с учетом времени и значения тока.

Различия нагрузки

Параметры каждого автомобиля разные. Различаются их объемы двигателей, вместимости аккумулятора. В легковом авто обычно АКБ вместимостью 40-45А, а в большой машине около 60-75А.

Причины этого кроются в пусковом токе – чем меньше батарея, тем меньше в ней электролитов, свинца и т.п. Чем он больше, тем больше количество энергии, которую может отдавать в один момент. Исходя из этого, на малолитражке способны успешно работать крупные АКБ, а маленькие недопустимо вставлять в крупный автомобиль.

Зависимость от корпуса

Аккумуляторы разных размеров

Вместимость прямым образом связана с числом электролитов и свинца АКБ. Из-за этого батареи маленькой вместимости будет гораздо меньше в объеме и весе, чем более вместительные батареи. По этим причинам на малолитражку никогда не ставят большие аккумуляторы, так как это не имеет смысла – в этих машинах мало пространства под капотом. А маленькая батарея прекрасно справляется с функцией запуска мотора.

Уменьшение емкости

Любая батарея подвержена воздействию амортизации, ее вместимость становится меньше со временем. Обычные аккумуляторы служат около 3-5 лет. Наиболее качественные экземпляры сохраняются в хорошем состоянии до 7 лет.

Когда вместимость падает, батарея теряет способность давать достаточно пускового тока. Тогда ее приходит пора заменять. К основным причинам падения вместимости относятся:

  • Скопление серной кислоты на плюсовой пластине. Она может полностью перекрыть все поверхности, ухудшается контакт с электролитами, вместимости падает.
  • Пластина осыпается из-за перезарядов, тогда происходит недостаток электролитов. Это ведет к мгновенному понижению емкости батарей.
  • При замыкании банки и соединении минусовой и плюсовой пластин друг с другом происходит снижение емкости батареи. Тем не менее, ее восстанавливают.

От чего зависит текущая емкость АКБ?

В течение всего срока службы аккумуляторной батареи ее емкость меняется. На начало своей работы они обладают наибольшей емкостью, поскольку пластины активно разрабатываются. Затем наступает период стабильной работы, и вместимость держится на одном и том же уровне. Дальше начинается спад вместимости по причине изнашивания пластин.

Процесс проверки аккумулятора

Вместимость аккумулятора меняется в зависимости от наличия активных материалов и конструкции электродов, электролитов, их температур и концентрации, величин разрядного тока, амортизации батареи, концентрации дополнительных налетов в электролитах и от многих других факторов.

С повышением разрядного тока вместимость АКБ понижается. При быстрой, спровоцированной специально разрядке АКБ теряют меньше вместимости, чем при более плавных режимах с малыми величинами тока. Исходя из этого на корпусе фиксируются показатели для 4, 15, 100 часов разряда. Вместимости одних и тех же АКБ при этом меняются крайне сильно. Меньше всего вместительность при 4 часах разрядки, а больше всего прочего – при больших отрезках времени.

Также показатели емкости меняются при повышении температуры электролитов, однако при повышении предельно допустимых норм происходит снижение сроков службы. Причины этого кроются в том, что при повышенной температуре электролиты проникают в активную массу, ведь их вязкость уменьшается, а сопротивление наоборот растет. Из-за этого в реакциях разрядки активной массы больше, чем во время заряда с пониженной температурой.

При особенно маленькой температуре вместимость АКБ снижается так же, как и ее полезное действие.

С увеличением концентрации электролитов повышается и емкость аккумулятора. Однако АКБ быстрее портится, так как разрыхляется активная масса аккумулятора.

Таким образом, проверка емкости аккумулятора необходима на всех этапах его жизни.

Обзор емкости

и номинальных характеристик аккумулятора

Обзор емкости и номинальных характеристик батареи

Применение и технология аккумуляторов

Обзор емкости и номинальных характеристик аккумулятора

В общих чертах, емкость элемента / батареи — это доступная величина заряда, выраженная в ампер-часах (Ач).Ампер — это единица измерения электрического тока, которая определяется как кулон заряда, проходящего через электрический проводник за одну секунду. В Емкость элемента или батареи зависит от количества активных материалов в нем, количества электролита и площади поверхности пластин. Емкость аккумулятора / элемента измеряется путем разряда при постоянном токе до тех пор, пока он не достигнет своего напряжения на клеммах (обычно около 1,75 В). Обычно это делается при постоянной температуре в стандартных условиях 25 ° C (77 ° F).Емкость рассчитывается путем умножения значения разрядного тока на время, необходимое для достижения напряжения на клеммах.

Наиболее распространенным термином, используемым для описания способности батареи передавать ток, является ее номинальная емкость емкость . Производители часто указывают номинальную емкость своих батарей в ампер-часах при определенной скорости разряда. Например, это означает, что свинцово-кислотная батарея на 200 Ач (при 10-часовом режиме работы) будет обеспечивать ток 20 ампер в течение 10 часов при стандартных температурных условиях (25 ° C или 77 ° F).В качестве альтернативы, скорость разряда может быть указана его скоростью заряда или C-скоростью, которая выражается как кратное номинальной емкости элемента или батареи. Например, батарея может иметь емкость 200 Ач при скорости разряда C / 10. Скорость разряда определяется следующим уравнением:

Емкость аккумулятора зависит от скорости разряда. Чем выше скорость разряда, тем меньше емкость элемента. Чем ниже скорость разряда, тем выше емкость.В документации производителя по батареям обычно указывается несколько значений скорости разряда (в амперах) вместе с соответствующим временем разряда (в часах). Емкость батареи для каждой из этих различных скоростей разряда может быть рассчитана, как описано выше.

Номинальная емкость свинцово-кислотных аккумуляторов обычно указывается из расчета 8, 10 или 20 часов (C / 8, C / 10, C / 20). Батареи ИБП рассчитаны на 8-часовую емкость, а телекоммуникационные батареи — на 10-часовую.

Глоссарий по батареям

— Ач, ампер-час или ампер-час — База знаний BatteryGuy.com

Ач, ампер-час или ампер-час все описывают одну и ту же характеристику батареи — сколько она прослужит при подключении к источнику, который она питает. Это часто называют «емкостью» батареи.

Это измерение часто неправильно понимают, например: «батарея на 5 Ач будет обеспечивать питание устройства на 5 А в течение одного часа».Это не правильно.

Рейтинг усилителя в часах сам по себе ничего не значит, если вы также не знаете:

  • Температура окружающей среды, в которой тестировалась батарея
  • Используемая «часовая ставка»
  • На каком аккумуляторе работает
  • Конечное напряжение (Когда батарея разряжается, ее напряжение также уменьшается — см. Глоссарий по батареям — Напряжение для подробностей)

У качественной батареи вы всегда найдете это на продукте или в прилагаемом листе технических характеристик.Технические характеристики герметичной свинцово-кислотной батареи на 6 В, 4 Ач могут выглядеть следующим образом:

Производительность 25 ° C (77 ° F) 20-часовой тариф (0,2 А, 5,25 В) 4,0 Ач
5-часовой режим (0,7 А, 5,25 В) 3,5 Ач
1 час (2,5 А, 4,8 В) 2,5 Ач

Что все это значит? Давайте разберем это.

Сначала нам сообщают температура окружающей среды, в которой тестировалась батарея .Это важно, потому что батареи лучше работают при комнатной температуре, чем в очень жарких или очень холодных средах. Батарея с такими же данными, как мы видим выше, которая была протестирована при 41 ° F (5 ° C), была бы лучшей батареей, поскольку она могла бы обеспечить такую ​​же емкость, но в условиях, враждебных ее конструкции.

  • Первая строка таблицы говорит нам, что эта батарея может питать прибор на 0,2 А в течение 20 часов. По истечении этого времени он будет иметь напряжение 5,25 и емкость 4,0 Ач. Это средний отраслевой рейтинг за 20 часов.
  • Вторая строка говорит нам, что батарея может питать прибор на 0,7 А в течение 5 часов. По истечении этого времени он будет иметь напряжение 5,25 и емкость 3,5 Ач
  • .
  • Третья строка говорит нам, что батарея может питать прибор на 2,5 А в течение 1 часа. По истечении этого времени он будет иметь напряжение 4,8 и емкость 2,5 Ач

Иногда производители могут предпочесть отображать данные несколько иначе, указав, сколько времени требуется батарее, например, для перехода от полностью заряженного 12 вольт к 10.5 вольт при разной скорости разряда. Первую строку вышеприведенной таблицы можно также записать как:

.

4,0 А · ч при скорости 20 часов до 5,25 В

Как рассчитать вместимость?

Разделив количество ампер-часов на «часовую норму», вы узнаете, какое устройство может заряжать аккумулятор за этот период времени.

Ампер-час / час = Ампер устройства

Итак, как мы видели выше, батарея 4 Ач при 20-часовом режиме дает:

Скорость 4 Ач / 20 часов = 0.Устройство на 2 усилителя

Взаимосвязь между силой тока устройства и сроком службы батареи не представляет собой прямую линию на графике. Если бы мы подключили эту батарею 4 Ач к устройству на 0,4 А (вдвое больше, чем у устройства на 0,2 А в приведенном выше примере), его хватило бы примерно на девять часов, а не на десять, как можно было бы ожидать. В два раза устройство потребляет снова 0,8 ампера, а время разряда уменьшается не до четырех с половиной, а до четырех часов.

Основная причина этого в том, что большинство батарей не любят быструю разрядку.Чем выше скорость разряда, тем больше внутреннее сопротивление внутри батареи, которое тратит энергию на тепло и сокращает время, в течение которого батарея может питать устройство.

Расчет фактического ожидаемого срока службы батареи в любой конкретной ситуации можно выполнить с помощью калькулятора закона Пойкерта. К большинству качественных аккумуляторов прилагается лист технических характеристик, который также включает график, подобный приведенному ниже.

Этот график для образца герметичной свинцово-кислотной батареи 12 В, 12 Ач показывает, как долго она может питать устройства с разной силой тока.

Здесь мы видим, что при подключении к устройству на 12 А заряда батареи хватит примерно на 40 минут, прежде чем напряжение упадет ниже 10, после чего устройство, вероятно, отключится. Не тот час, в который верят многие.

Обратите внимание на то, что на некоторых графиках используется буква «C» вместо «A». C — это Ах, но как сила тока. Так что для аккумулятора 12Ач 1С = 12 ампер. В приведенном выше графике мы заменим 12A на 1C, 24A на 2C и 36A на 3C.

Берегитесь покупателя

Стандартный отраслевой стандарт — 20 часов, но это не означает, что все производители следуют ему.Производитель, который решит использовать 10-часовой тариф, будет производить батарею на 4 Ач очень низкого качества, поэтому всегда настаивайте на ознакомлении с листом технических характеристик перед покупкой.

См. Дополнительную информацию об этом и других способах введения в заблуждение.

Также важно знать, что батареи изнашиваются по мере старения (календарный срок) и использования (цикл). Совершенно новый аккумулятор на 4 Ач может обеспечить питание устройства на 0,2 А в течение 20 часов, но тот, который многократно разряжался и перезаряжался, прослужит более короткий период.

Ватт-час против. Ампер-час

Электричество переносит энергию, которую можно измерить несколькими способами. Мощность — скорость, с которой оборудование использует энергию, выражается в ваттах. Общее количество энергии, использованной с течением времени, составляет ватт-часы. Амперы или амперы измеряют ток, поток электрического заряда. Вольт измеряет его силу. Ампер-часы измеряют электрическую емкость аккумулятора при условии, что его напряжение остается постоянным.

Вт и ватт-часы

Практически все оборудование и приборы имеют номинальную потребляемую мощность в ваттах.Например, люминесцентная лампа мощностью 15 Вт потребляет электроэнергию медленнее, чем тостер мощностью 1000 Вт. Ватты, умноженные на часы, дают ватт-часы — меру общей энергии, потребляемой с течением времени. Если вы запустите тостер на 1000 ватт в течение пяти минут, это будет одна двенадцатая часть часа, умноженная на 1000 ватт, или 83,33 ватт-часа. Если вы оставите 15-ваттную люминесцентную лампу включенной на шесть часов, это в сумме составит 90 ватт-часов — это больше общей потребляемой мощности. Ваш электросчетчик измеряет киловатт-часы или единицы по 1000 ватт в час.Чтобы увеличить счетчик на одну единицу, бытовая техника, освещение и электроника в вашем доме потребляли 1000 ватт-часов энергии.

Ампер-час

Щелочные батареи размеров элементов AA, AAA, C и D выдают одинаковое напряжение прямо из упаковки: около 1,5 вольт. Батареи различаются не только размером, но и емкостью: чем больше батарея, тем больше ее текущая емкость. Для больших батарей это измеряется в ампер-часах; для маленьких батареек это миллиампер-часы.Если батарея D имеет емкость 12 000 миллиампер-часов, и вы используете ее в фонарике на 200 миллиампер, заряда батареи хватит на 60 часов. При использовании в меньшем, 50-миллиамперном фонарике, заряда батареи хватает на 240 часов.

Ватт-часов для аккумуляторов

Производители аккумуляторов оценивают аккумуляторы в ампер-часах для удобства; они могли так же легко оценить их в ватт-часах. Например, 1,5-вольтовая батарея D с емкостью 12 000 миллиампер-часов вмещает в общей сложности 18 000 милливатт-часов, или 18 ватт-часов энергии.Ватт-часы подтверждают наличие напряжения батареи, а ампер-часы его игнорируют. Пока ваши единицы измерения согласованы, будет работать любая мера.

Изменение напряжения

Ваш электросчетчик измеряет киловатт-часы, а не килоампер-часы, потому что бытовые приборы потребляют энергию двух напряжений: 110 и 220 вольт. В киловатт-часах учитываются как напряжение, так и сила тока. Значения батареи в ампер-часах работают, потому что напряжение батареи остается довольно постоянным, пока устройство потребляет свою энергию.

Еще раз о том, что означает ампер-час для аккумуляторных батарей для электроинструментов, и другие лакомые кусочки

Если вы покупаете что-то по нашим ссылкам, ToolGuyd может получать партнерскую комиссию.

Я написал большую часть этого в электронном письме читателю, но понял, что публикация была бы даже лучшей идеей.

Некоторое время назад я писал об ампер-часах здесь. Но вот еще раз:

Ампер-час Аналогия

Рассмотрим стационарный контейнер, вмещающий 5 галлонов воды.Вы можете прикрепить большой кран или маленький для наполнения стаканов. В любом случае, вы получите 5 галлонов воды из контейнера, пока вам не придется снова его наполнить.

Но теперь учтите, что размер патрубка имеет значение. Этот контейнер может вмещать 5 галлонов воды, но присоедините к нему очень большой кран, и вы можете не налить столько же чашек воды, как если бы вы использовали небольшой кран.

Пояснение: Налейте в кухонную раковину чашку воды. Теперь попробуйте налить одну из крана в ванне.Сколько воды теряется при наполнении чашки у раковины? Сколько при наполнении в ванне?

С батареями каждая ячейка имеет измеримую максимальную емкость, измеряемую в ампер-часах. Амперы — это единицы измерения тока. Батарейный элемент емкостью 1,0 ампер-час может обеспечивать ток 1,0 ампер в течение 1 часа.

Если к той же ячейке подключен более энергоемкий инструмент, который потребляет 2,0 ампер тока, батарея может обеспечивать 2,0 ампера тока в течение 1/2 часа.

Присоедините двигатель еще большего размера, и он может поставить, скажем, 10.0 ампер тока в течение 1/10 часа или 6 минут.

Допустим, есть еще более мощный двигатель, который потребляет 20,0 ампер. Теоретически мы могли ожидать 1/20 часа работы или 3 минуты.

Внутреннее сопротивление, или что блокирует патрубок

Но на самом деле в игре есть другие силы. Вы когда-нибудь чувствовали, что провод, мотор или аккумулятор были теплыми или даже горячими на ощупь?

Как и вода, протекающая по трубе, ток, протекающий через провод, может привести к потерям энергии.Подобно трению, сопротивление преобразует часть электрической энергии в тепло.

(Тепло и шум — два сигнала о потере энергии.)

Элементы батареи имеют так называемое внутреннее сопротивление. Думайте о внутреннем сопротивлении как о накоплении в патрубке, ограничивающем поток.

Номинальная зарядная емкость аккумулятора будет уменьшаться в зависимости от условий окружающей среды и условий эксплуатации.

В аккумуляторной ячейке с завышенными налогами вы, вероятно, увидите более высокую температуру элемента, более быстрое падение напряжения и сокращение времени работы из-за больших потерь энергии и более высокого внутреннего сопротивления.

Таким образом, хотя номинальная мощность батареи в ампер-часах теоретически постоянна, она зависит от других факторов.

Размер, возможности и емкость

Теперь рассмотрим различные размеры аккумуляторных ячеек. У вас есть ячейка меньшего размера, например 18650, с номиналом 3,0 Ач и большая ячейка, например 21700, с тем же номиналом 3,0 Ач. Если предположить, что оба они являются современными высокопроизводительными ячейками, ячейка 21700 будет рассчитана на то, чтобы обеспечивать больший ток.

Почему? Производители доводят аккумуляторы до предела своих возможностей и, исходя из этого, могут определять безопасные рабочие параметры для своих элементов.

Тяжелоатлет может жать 200 фунтов и выполнить 6 повторений. Как они это узнали? Тестирование.

Рассмотрим 2 аккумуляторных блока, оба компактные, в одном из которых используется аккумулятор меньшего размера, а в другом — более крупный. Подключите тот же инструмент, скажем маломощный светодиодный фонарик. Вы можете увидеть сравнимое время работы обоих инструментов. Затем подключите тяжелый инструмент, например, сабельную пилу, которая используется для резки жесткого блока материала.

Инструменты потребляют большой ток от обоих аккумуляторных блоков.Меньший, с более низким номинальным постоянным током, не сможет запитать инструмент долго, пока он не перегреется. Или, если он не перегреется, он может, по крайней мере, потерять больше энергии на внутреннее сопротивление и стать более горячим. Аккумуляторные блоки предназначены для охлаждения своих ячеек, но имеют максимальную скорость рассеивания тепла. Если они не могут охладить элементы достаточно быстро, датчики температуры отключат устройства при превышении определенной температуры, чтобы избежать повреждения элементов или аккумуляторной батареи.

Ампер-часы — это не амперы

Бен напомнил о распространенном недоразумении.ТОЛЬКО ампер-час относится к емкости заряда или «размеру бензобака».

Электроинструменты

для тяжелых условий эксплуатации выиграют от более мощного аккумуляторного блока, поскольку они проработают дольше, прежде чем потребуется зарядить аккумулятор или заменить его на полностью заряженный.

Когда используются батареи одного класса, блоки батарей должны работать аналогичным образом. При прочих равных больше только время выполнения.

Рассмотрим аналогию ампер-часа с кувшином для воды. Чем выше число, тем больше он может вместить.Но патрубок должен быть похожим или даже таким же.

Другими словами, аккумулятор на 4,0 Ач должен работать так же, как аккумулятор на 5,0 Ач, и наоборот. Аккумулятор 5,0 Ач теоретически должен прослужить на 20% дольше, прежде чем потребуется его подзарядка.

Если все другие соображения не равны, например, если вы говорите о компактном аккумуляторном блоке (5 ячеек) и блоке большой емкости (10 ячеек) или даже о больших батареях (15 ячеек), это все меняет.

Больше мышц, меньше усталости

Теперь рассмотрим 2.Компактный аккумулятор 0 Ач и аккумулятор повышенной емкости 4,0 Ач. Компактный блок состоит из 5 элементов, соединенных последовательно, в то время как аккумулятор большей емкости состоит из 10 элементов, соединенных последовательно и параллельно.

Что произойдет, если у вас будет 2 штангиста, каждый из которых может поднять 200 фунтов? Вместе они могут поднять валун весом 400 фунтов. Некоторые бренды программируют свои инструменты так, чтобы они потребляли немного больше энергии от батарейных блоков большей емкости, потому что они могут.

Но, допустим, у вас есть валун весом 200 фунтов.Один тяжелоатлет может поднять его, но валун находится на пределе того, с чем он может справиться, что приводит к некоторому фырканью и пыхтению. Два штангиста облегчат работу, потому что они работают вдвое меньше их максимальной мощности.

Аналогичная аналогия применима к отдельным элементам батареи. Ячейка 18650, рассчитанная на максимальный непрерывный ток 15 А, будет работать горячее, чем ячейка 21700 такой же емкости, которая рассчитана на выдачу не более 30 А постоянного тока.

Конкретные примеры

Вот графики характеристик разряда двух аккумуляторов — Samsung IRN18650-30Q и Panasonic NCR20700A. В этих графиках не учитываются соображения по конструкции аккумуляторной батареи и рассматриваются только отдельные элементы.

Этот элемент Samsung INR с зарядной емкостью 3,0 Ач имеет максимальный непрерывный ток разряда 15 А.

После полной разрядки при 10А температура достигает 60 ° C. При 15 А он достигнет 60 ° C всего за 1,3 Ач разряда и 80 ° C после полного разряда.При 20 А она достигнет 60 ° C через 0,95 Ач и 100 ° C после полной разрядки. Я не могу найти номинального диапазона рабочих температур.

Этот элемент Panasonic 21700 емкостью 3,1 Ач имеет максимальный номинальный ток непрерывной разрядки 30 А.

При 10А аккумулятор Panasonic полностью разряжается и достигает ~ 42 ° C. При токе разряда 20 А он нагревается до ~ 60 ° C при полном разряде.

Ячейка большего размера будет работать холоднее и дольше при более высоких скоростях разрядки.

Когда больше не лучше

В то время как некоторые бренды использовали размер 18650 3.Ячейки 0 Ач в аккумуляторных блоках на 6,0 Ач, увеличение с 2,5 Ач до 3,0 Ач приводит к значительному падению номинальных значений непрерывного тока. Когда я спросил одного менеджера по продукту о батареях на 6,0 Ач, они сказали мне, что тестировали комплекты конкурентов и увидели, что их аккумуляторы на 6,0 Ач обеспечивают меньшее время работы, чем аккумуляторы 5,0 Ач в ресурсоемких приложениях.

Размер ячейки и рекомендации по охлаждению

Литий-ионные элементы меньшего размера достигли технологического потолка. Ячейки большего размера могут обеспечить более высокие показатели производительности, но может существовать ограничение по плотности энергии, поскольку ячейки большего размера имеют менее эффективное охлаждение.3.

Переход от ячейки 18650 к ячейке 21700 приводит к увеличению внутреннего объема на 47%, но только на 26% к увеличению площади поверхности.

Таким образом, когда вы слышите, как люди говорят о снижении эффективности охлаждения более крупных аккумуляторных элементов, они имеют в виду именно это. Батарейные блоки не имеют фиксированной конструкции, поэтому бренды могут работать над конструкциями батарей, которые компенсируют это.

НО, как показано на графиках выше, более крупные ячейки работают холоднее, чем более мелкие, по крайней мере, в этих двух конкретных примерах.Аккумулятор Panasonic 21700 3,0 Ач явно лучший выбор, чем аккумулятор Samsung 18650 3,0 Ач для требовательных приложений. Батареи емкостью 2,0 или 2,5 Ач с фактором размера 18650 тоже могут быть лучшим выбором.

Измерение Ач

Наконец, я могу измерить ампер-часы любой аккумуляторной батареи с максимальным напряжением 12 В, 18 или 20 В. Для этого у меня есть оборудование — это не займет много времени. Электронная нагрузка обеспечивает стабильную нагрузку на аккумуляторную батарею и измеряет, сколько времени требуется, прежде чем аккумуляторная батарея достигнет точки отсечки рабочего напряжения.Из всего этого вы получаете измерение ампер-часов.

Или измерьте потребляемую мощность от чего-то вроде светодиодного рабочего фонаря, и в течение длительного периода времени он будет питаться от выбранной аккумуляторной батареи.

Измерение номинальной мощности в ампер-часах для аккумуляторов в условиях повышенного спроса? Это другая история. Необходимое лабораторное оборудование продается по цене от 4000 до 5000 долларов (и выше), и это без учета того, что необходимо для создания безопасной среды тестирования.

Суть в следующем: ампер-часы батареи основаны на оценках производителя, реальных условиях и поведении использования.

Вопросы?

Измерительная батарея Возможности системы накопления электроэнергии

Измерение возможностей аккумуляторной системы электрического накопления

Боб Шивли, президент и ведущий фасилитатор Enerdynamics

Коммунальные предприятия объявляют об установке новых сетевых аккумуляторных батарей обычным явлением. По данным Управления энергетической информации, в конце 2017 года в эксплуатации находилось почти 700 МВт аккумуляторных батарей:

Источник: https: // www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=34432

Ожидается, что рост количества установок продолжится при снижении цен, а варианты использования будут подтверждены на основе предварительных данных по проектам. Например, PG&E недавно выпустила пресс-релиз, в котором объявляется, что она запросила разрешение Комиссии по коммунальным предприятиям Калифорнии (CPUC) на 567 МВт хранилищ, перечисленных в следующей таблице:

Сложность чтения объявлений состоит в том, что емкость батарей можно измерить разными способами, что затрудняет понимание различных проектов.Ключевые количества, которые вам необходимо знать, следующие:

  • Мощность или номинальная мощность: максимальное количество энергии, которое батарея может мгновенно производить на постоянной основе. Его можно сравнить с паспортными данными силовой установки. Мощность или номинальная мощность измеряются в мегаваттах (МВт) для крупных сетевых проектов и в киловаттах (кВт) для установок, принадлежащих потребителю.
  • Емкость накопителя энергии: количество энергии, которое может разрядить аккумулятор до того, как его потребуется перезарядить.Это можно сравнить с мощностью электростанции. Емкость накопления энергии измеряется в мегаватт-часах (МВтч) или киловатт-часах (кВтч).
  • Продолжительность: время, в течение которого аккумулятор может быть разряжен при его номинальной мощности до тех пор, пока аккумулятор не будет заряжен.

Три количества связаны следующим образом:


Продолжительность = емкость накопителя энергии / номинальная мощность

Предположим, что ваша электросеть установила аккумулятор номинальной мощностью 10 МВт и энергоемкостью 40 МВтч.Используя приведенное выше уравнение, мы можем сделать вывод, что батарея имеет срок службы 4 часа:

Продолжительность = 40 МВтч / 10 МВт = 4 часа

Это означает, что если аккумулятор полностью заряжен и разряжен с максимальной номинальной мощностью, он будет обеспечивать энергию в течение четырех часов, прежде чем потребуется подзарядка. Конечно, если он разряжается с номинальной мощностью ниже максимальной, он может обеспечивать энергию в течение более длительного периода времени.

Итак, теперь, когда вы читаете объявление о батареях, вы можете понять, что означают цифры!

Вернуться на главную страницу блога

Почему диапазон вашего электромобиля может варьироваться

Хотя стоимость зарядки электромобиля зависит от ваших местных тарифов на электроэнергию, она также зависит от размера батареи.Или, точнее, какая емкость аккумулятора у вашего электромобиля. Но, как и грузовое пространство, сравнить мощности двух электромобилей сложнее, чем кажется на первый взгляд. И это одна из причин, почему вы не получаете такой запас хода от электромобиля, как вы ожидали.

Аккумулятор электромобиля может иметь несколько типов емкости 2021 Hyundai Kona Электрический аккумулятор в сборе | Милан Ярош / Bloomberg через Getty Images

Хотя они не идентичны «обычным» аккумуляторам, аккумуляторы для электромобилей по-прежнему являются аккумуляторами.Это означает, что они используют одни и те же единицы и термины для количественной оценки своих возможностей и уровня производительности. И если вы хотите выразить, сколько энергии имеет аккумулятор, вы указываете емкость аккумулятора, поясняет Car and Driver .

Емкость аккумулятора электромобиля измеряется в киловатт-часах (кВтч). При прочих равных условиях электромобиль большей вместимости имеет больший запас хода. Вот почему, например, Porsche Taycan 2021 года со стандартным пакетом 79,2 кВтч имеет заявленный EPA запас хода в 200 миль.Но если вы перейдете на пакет мощностью 93,4 кВтч, заявленная дальность полета увеличится до 225 миль, сообщает Roadshow .

Однако эти цифры не являются полной историей — и мы не говорим об оценках диапазона EPA. Это связано с тем, что у каждого аккумулятора электромобиля есть два значения емкости, поясняет Car и Driver .

Цифры «79,2» и «93,4», указанные ранее, представляют собой «общую» или «общую» емкость аккумулятора Porsche Taycan. Эти числа представляют собой энергосодержание аккумулятора при 100% полной зарядке.Тем не менее, по причинам, которые мы вскоре рассмотрим, автопроизводители не хотят, чтобы владельцы заряжали свои электромобили до 100% -ного максимума.

Порше Тайкан 2021 года | Porsche

Вместо этого встроенное оборудование и программное обеспечение обычно перестают заряжаться примерно при 85% полной емкости, сообщает Car . Это так называемая «чистая» или «полезная» емкость аккумулятора. Таким образом, пакет на 79,2 кВтч в Taycan вмещает только до 71 кВтч в нормальных условиях, сообщает Car and Driver .

Емкость аккумулятора электромобиля нестабильна, будь то полная или годная к употреблению, равно как и ее диапазон Индикатор заряда аккумулятора Porsche Taycan 2019 года крупным планом | Porsche

СВЯЗАННЫЙ: Тестирование аккумуляторов электромобилей не совсем похоже на тестирование двигателей

Технически полная и полезная емкость аккумулятора являются точным способом описания аккумуляторной батареи электромобиля.Но в автомобильной промышленности они используются непоследовательно. Некоторые автопроизводители указывают только общую емкость аккумулятора, а другие — обе цифры.

И что еще больше сбивает с толку, Tesla не «блокирует» какую-либо часть своих пакетов, сообщает Car and Driver . Однако, хотя это означает, что владельцы могут использовать больше своей батареи, это также усугубляет врожденную проблему. Это та же проблема, которую другие автопроизводители пытаются предотвратить, не позволяя владельцам заряжать свои автомобили на 100%: деградация.

СВЯЗАННЫЙ: Станут ли электронные батареи действительно доступными в 2023 году?

Несколько факторов могут повлиять на срок службы и полезный диапазон аккумулятора электромобиля. Одно из них — постоянное воздействие сильного холода и / или жары; повторная быстрая зарядка — другое. Первый влияет на химические вещества и реакции, от которых зависит аккумулятор, а второй вызывает механическое напряжение, поясняет MotorTrend . Как сообщает Autocar , быстрая зарядка также может вызвать резкие колебания температуры, что также плохо сказывается на долговечности.Таким образом, многократная разрядка аккумулятора до 0% с последующей подзарядкой до «истинной» 100% емкости также ускоряет деградацию.

Безусловно, все аккумуляторные батареи электромобилей со временем разлагаются и теряют запас хода. Но именно поэтому автопроизводители указывают полную емкость аккумулятора и полагаются на полезную емкость, объясняет Battery University . Это дает рюкзаку некоторую «изящную способность», которой «приносят в жертву» до того, как это повлияет на реальный диапазон. Это похоже на временные очки жизни в Dungeons & Dragons : при попадании временное HP вашего персонажа расходуется до того, как удар повлияет на его «фактическое» HP.

Что это означает для владельцев и покупателей электромобилей?

СВЯЗАННЫЙ: Ford Mustang Mach-E имеет больший запас хода, чем Tesla Model Y?

Что касается снижения емкости аккумулятора, то хорошей новостью является то, что автопроизводители имеют заводскую гарантию на электромобиль специально на него. Обычно это означает, что если емкость упадет более чем на 30% в течение отведенного периода, вы можете заменить пакет. Автомобиль и водитель Tesla Model 3, работающая в течение длительного времени, может испытывать такой же уровень деградации.

Когда дело доходит до полной и полезной емкости аккумулятора, это все еще вопрос емкости. Другими словами, это похоже на вопрос, у какой машины бензобак больше. Единственная разница в том, что вам, возможно, придется глубже изучить спецификации, чтобы определить полезную емкость. И не исключено, что два электромобиля с одинаковой полной емкостью аккумуляторной батареи имеют разную полезную емкость. Поэтому, если сомневаетесь, спросите, является ли заявленная мощность брутто или нетто.

СВЯЗАННЫЙ: Как гонки приводят к созданию лучших внедорожников для бездорожья

Возможно, не менее важно знать, как ведет себя конкретный электромобиль, если у вас все же осталось 0 миль.«Это часто бывает разным для разных марок, — сообщает Car и Driver .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *