Характеристики автомобільного акумулятора

1. АКБ і її типи
2. Технічні характеристики: вага, сила струму, ємність, напруга
3. Маркування - дізнаємося ємність заряду, силу струму і інші параметри

Експлуатайіонний період акумуляторної батареї зазвичай не перевищує чотири роки, тому рано чи пізно перед автомобільними власниками постає питання про вибір нової батареї для машини. Але як зрозуміти якого типу акумулятор вибрати? Якими характеристиками керуватися? І де знайти їх опис? Про це ми сьогодні Вам і розповімо.

АКБ і її типи

Існує кілька основних типів акумуляторних батарей, які розрізняються матеріалом, з якого виготовлені електроди, і складом електроліту. Багато з Вас знають, що є різні нікель-кадмієві, нікель-металгідридні, літій-іонні, свинцево-кислотні акумулятори. З даного списку для застосування в якості стартерних використовуються лише одні - свинцеві. Це обумовлюється тим, що цей тип акумуляторних батарей наділений максимально великим запасом електроємності, в порівнянні з іншими, і здатний миттєво віддавати більшу силу струму.

Але при всьому цьому, доводиться миритися з тим, що їх наповнення дуже шкідливо, адже це свинець і кислота. Щоб забезпечити максимальну безпеку експлуатування свинцевих акумуляторів, їх корпуси виготовляють з особливого виду пластику, стійкий до впливу кислоти. Сьогодні матеріалом, з якого ізготавлівются електроди є свинець, не в чистому вигляді, звичайно, але з різними добавками, від яких і залежить вже подальший розподіл акумуляторів на кілька типів:

- Традиційні, які ще називають сурм'янисті;

- малосурм'янистих;

- кальцієві;

- Гібридні;

- Гелеві або AGM;

- Лужні;

- Літій-іонні.

Традиційні або сурм'янисті

Акумуляторні батареї даного типу в складі свинцевих електродів містять ще й 5% сурми. Їх називають ще просто класичними або традиційними. Але на сьогоднішній день актуальність цих назв вже не має прямого сенсу, адже вміст сурми зменшилася в рази. Сурму додають в сплав до складу електродів для підвищення їх міцності. Але ця добавка також прискорює процес електролізу, що починається вже на позначці в 12 вольт. Виділяється велика кількість газів і виникає відчуття кип'ятіння води. Через випаровування води в великих обсягах, електроліт змінює свою концентрацію на більш сильну через що верхівка електродів оголюється. Для того, щоб відновити водний баланс електроліту, в нього додають дистильовану воду.

Акумулятори з великим вмістом сурм'яних добавок дуже прості в обслуговуванні. Це обумовлено тим, що щомісяця потрібно перевіряти концентрацію електроліту і по потребі заливати дистильовану воду. У нових моделях автомобілів такі акумулятори вже не встановлюють, адже прогрес стрімко крокує вперед. Дані батареї встановлюють по колишньому на нерухомі установки, де важлива невибагливість і не виникають проблеми з обслуговуванням джерел живлення. Автомобільні же акумулятори зараз виготовляють без додавання сурми або ж мінімізують її кількість по максимуму.

малосурм'янистих

Щоб уникнути сильного випаровування води з електроліту, акумуляторні пластини, як уже було сказано вище, стали робити з мінімальними сурьмністимі добавкам, кількість яких не досягає позначки в 5%. У слідстві чого часта необхідність перевірки електроліту на рівень концентрації канула в лету. Також знизився саморазряд при тривалому зберіганні акумуляторної батареї.

Такий тип акумуляторів відноситься до тих, що мало обслуговуються або не обслуговується зовсім. Обґрунтовується це тим, що нутрощі батареї не потребують контролю і догляді. Хоча по суті такий термін як «не обслуговуються» відноситься до нереалізованої теорії або швидше за все до хитрим маркетинговим операціями, адже не досягли ще того рівня, при якому вода з електроліту зовсім не википає. Вона потроху та випаровується все одно, хоча і в значно менших обсягах, ніж у тих акумуляторах, які називають обслуговуються.

кальцієві

Виробники все б'ються над тим, як зробити повністю необслуговується батарею, щоб вода в ній не випаровувалася зовсім. Для цього сурму в гратах електродних пластин замінили на інший, більш відповідний, матеріал. Таким виявився кальцій. Акумулятори кальцієвого типу часто марковані літерами «Ca / Ca». Таке позначення говорить автовласникам про те, що пластини обох полюсів мають в своєму складі кальцій.

До того ж до складу електродів часом додають і срібло в дуже малих кількостях. Завдяки цьому знижується опір всередині акумулятора, що добре позначається на його продуктивності і енергоємності. Кальцій в складі свинцевих пластин прекрасно впорався із завданням зниження газовиділення і втрати води, що ставить цей тип на порядок вище малосурм'янистих батарей. Втрата води за час експлуатації батареї настільки мізерна, що необхідність в перевірці концентрації електроліту і його рівня в банках, просто стала непотрібною.

Таким чином акумуляторні батареї кальцієвого типу можна по праву називати не обслуговуються. Крім меншою втрати води, кальцієві акумулятори ще мають і на 70% нижчий, порівняно з попередніми опонентами, рівень саморозряду. Що дозволяє цим батареям більш тривалий термін утримувати на рівні свої експлуатаційні якості. Такі акумулятори встановлюють на заводах з виробництва іноземних автомобілів середнього цінового сегмента, де виробник сміливо гарантує стабільність і якість електричного обладнання.

Але купуючи акумулятор даного типу, знайте, що догляд за ним потрібно більш ретельний ніж малосурм'янистих. Але при належному обслуговуванні у Вас буде надійний і стабільний джерело харчування високої якості.

гібридні

Маркується тип даних акумуляторів як «Ca +». Гібридні акумуляторні батареї мають електродні пластини, які створені з використанням різних технологій: позитивні електроди малосурм'янистих, а негативні вже йдуть кальцієві. Така технологія дозволила поєднати потожітельние боку обох типів в одному акумуляторі. Вода в гібридних батареях витрачається на 50% повільніше ніж у малосурм'янистих, але все одно швидше ніж у кальцієвих акумуляторів. Але зате гібриди набагато стійкіші до перезарядити. За своїми характеристиками вони по праву займають нішу між двома попередніми представниками.

Гелеві або AGM

Банки гелевих акумуляторних батарей наповнені електролітом не в зрозумілому нам рідкому стані, а в гелеобразном, фіксованому, звідки і пішла назва даного типу. Завдяки такому стану електроліту, цим акумуляторам не страшні нахили, адже гель не так ліквідний, як рідина. Хоча це знову професійний «заманушний» маркетинговий хід, і перевертати акумулятори з гелевим наповненням краще не варто. Хоча виробники й пишуть, що такі акумулятори можна експлуатувати в будь-якому зручному положенні.

На прекрасній виброустойчивости не закінчуються позитивні сторони AGM акумуляторів. Вони також повільно саморазряжаются, завдяки цьому вони переносять тривале зберігання не боячись критичного зниження заряду. Організовувати їх зберігання слід в повністю зарядженому стані.

Сила струму, що подається АКБ, в залежності від заряду, незмінна навіть до повної розрядки. Їм так само не страшний і перерозряду, вони повністю відновлюють свою колишню ємність навіть після підзарядки. Але з зарядом батарей гелевого типу ситуація складається не так гладко як з розрядом. Не можна прискорено заряджати такі батареї. Їх зарядка повинна відбуватися дуже малим струмом. Для цього випускаються навіть зарядні пристрої, спеціально адаптовані під зарядку саме гелевих акумуляторів.

Хоча ринок багатий на універсальні зарядні пристрої, які за планом повинні заряджати будь-які типи акумуляторних батарей. Наскільки це все дійсно правда, однозначно відповісти не можна, адже виробники бувають різні і краще звертати увагу на тих, які вже устоялися на ринку і міцно себе зарекомендували.

Негативною стороною гелевих батарей є їх «боязнь» екстремально низьких температур. Чим нижче температура навколишнього середовища, тим нижче стає провідність гелевого електроліту. Якщо умови експлуатації сприятливі, такі акумуляторні батареї можуть прослужити і десяток років.

лужні

Чи знаєте Ви, що електроліт в акумуляторах може мати не тільки кислотну, а й лужну складову? І таких акумуляторів існує безліч різновидів, але ми візьмемо на рвссмотреніе лише ті, які застосовуються в автомобілях.

А ось автомобільні лужні батареї бувають лише двох типів: нікель-кадмієві та нікель-залізні. Батареї першого типу мають позитивні електроди, покриті гідроксооксідом нікелю NiO (OH), а негативні електроди - залізом з домішкою кадмію. В другому різновиді батарей, позитивні електроди покриті ідентично з тими, що знаходяться в нікель-кадмиевой батареї, тобто гідроксооксідом нікелю. А ось в негативному електроді вже присутні відмінності, тут він виконаний з чистого, без домішок, заліза. Лужним електролітом в обох типах батарей є розчин їдкого калію.

Літій-іонні

Даний і останній в нашому списку тип акумуляторних батарей вважається найбільш перспективним на сьогоднішній день. До складу електроліту даного типу акумуляторів входять іони літію. Про те, з якого матеріалу складаються електродні пластини, однозначно сказати не вийде, бо технологія виготовлення весь час рухається вперед. Однак, ми знаємо, що спочатку вони проводилися тз металевого літію, але через їх вибухонебезпечності, такі електроди використовувати перестали. На їх зміну прийшли графітові пластини. Для позитивно заряджених електродів використовувався оксид літію з додаванням кобальту або марганцю. Але в нинішній час відбувається їх заміщення на літій-феро-фосфатні, бо новий матеріал набагато менш токсичний, більш доступний і екологічно чистий. Такі пластини можна спокійно утилізувати.

Постійно йде робота по удосконаленню імующіхся типів акумуляторів, і вона неперервна. У центрах досліджень і випробувань невпинно трудяться над пошуком більш енергоємних джерел живлення компактних розмірів. Для регіонів з екстремалнимі зимами, знадобилося б винахід батарей стійких до сильних морозів, тоді б зважилася проблема з відмовою двигуна. Так само важливо рух і в сторону екологічності. Адже сьогодні поки ще не навчилися виробляти повністю екологічні акумуляторні батареї.

Не можна поки що обходитися без додавання токсичних елементів, таких як, наприклад, свинець, луг, сірчана кислота. Але у традиційних акумуляторів, майбутнє швидше за все закрито. Проміжним еволюційним етапом є гелеві батареї. Акумулятор майбутнього бачать без наповнення рідиною, довільної форми, а також з безліччю інших параметрів, які позбавлять автовласників від переживань щодо того, чи не вилився чи електроліт, а чи не відмовить батарея. Водій повинен насолоджуватися поїздкою.

Технічні характеристики: вага, сила струму, ємність, напруга

Найважливішими показниками якості акумуляторних батарей виступають: напруга, вага, ємність, габарити, номінальна глибина розряду, термін служби, коефіцієнт корисної дії, діапазон робочих температур, допустимий струм заряду і розряду. Також враховуйте той факт, що зазначені виробником характеристики дієві для температур 20-25 градусів за Цельсієм. При відхиленнях від цих чисел, вони змінюються і часто не в кращу сторону.

Значення напруги і ємності найчастіше використовується в назві моделі акумуляторної батареї. Так, наприклад, акумулятор RA12200DG. Напруга батареї 12 Вольт, її ємність 200 А / ч, гелевий електроліт, глубокоразрядная. Ця батарея видає енергію в 2,4 кВт, виходячи з формули 12 х 200 = 2400 Вт * год при розряді струмом протягом десяти годин в 10% від всієї ємності. При відхиленнях в сторону більшого струму і швидкої розрядки, ємність такої батареї зменшується. При менших токах - навпаки, найчастіше, збільшується. Потрібно дивитися на розрядні характеристики тих чи інших батарей, які Вас цікавлять. Часом виробники в назві вказують занадто ідеальну ємність акумуляторної батареї, яка можливо тільки в утопічних умовах. Такі любителі, наприклад, Haze, у яких ємність в реальності на порядок нижчою від заявленої, а саме на 10-20 пунктів, а це значно, погодьтеся.

Ємність батареї

Кількість енергії, яку в собі може зберігати акумуляторні батареї і називається її об'ємом. Її вимірюють в ампер-годинах А / ч. Наприклад один акумулятор з ємністю в 100 ампер-годин може подавати струм з силою в 1 ампер на протязі 100 годин, або струмом в 5 ампер 20 годин і так далі. Хоча ємність батареї зменшується, якщо збільшується розрядний струм. На ринку можна придбати акумулятори з ємністю від 1 до 2000 А / ч.

Термін служби

Для того, щоб продовжити термін експлуатації свинцевою акумуляторної батареї, краще використовувати лише невелику частину її ємності до повторної підзарядки. Кожен процес, який супроводжується розрядом і дозаряда акумулятора називається зарядним циклом, причому проводити повний розряд акумулятора не обов'язково. Припустимо, Ви розрядили акумулятор на чверть, а потім його знову зарядили, то у нього стався один зарядний цикл. Але кількість циклів буде безпосередньо залежати від глибини розряду.

Якщо акумулятор можна розряджати більше ніж на половину від його номінальної ємності без значного погіршення його параметрів, то такий агрегат називається «глубокоразрядним». Акумуляторна батарея може бути пошкоджена, якщо її перезарядити більше ніж необхідно. Максимальна напруга, що подається на кислотну батарею в 12 вольт, не повинно перевищувати 15 ват. Значна частина фотоелектричних акумуляторів мають м'якої навантажувальної характеристикою, тому зі збільшенням напруги зарядний струм значно знижується. Припустимо, для сонячних батарей завжди потрібно застосовувати певний контролер заряду. Так само його застосування необхідно і для вітроелектростанцій і мікрогідроелектростанцій.

напруга

Акумуляторне напруга - це найчастіше основний параметр, стежачи за яким можна визначати то наскільки заряджена акумуляторна батарея і в якому стані вона знаходиться. Особливо це стосується акумуляторів в герметичній оболонці, у яких фізично неможливо, не пошкодивши їх, виміряти концентрацію електроліту. Для того, щоб визначити наскільки заряджений акумулятор , Його напруга вимірюють на клемах протягом 4-5 годин за відсутності зарядного і розрядного струмів.

Напруга вимірюється під час заряду або при розряді батареї нічого не скаже про те, наскільки заряджений акумулятор. Залежність того наскільки заряджений акумулятор від напрженія на ньому вхолосту режимі різному в різних типів батарей. Для акумуляторів, які є герметизованими, наприклад, гелевих трохи більше ніж у тих типів, які мають в собі рідкий електроліт. Наприклад акумулятор типу AGM вважається повністю зарядженим, якщо напруга на його клемах дорівнює 13 ват, в той час як у кислотних акумуляторів воно дорівнює 12,5 ват.

ступінь зарядженості

Ступінь того наскільки заряджена акумуляторна батарея залежить від безлічі факторів. І точно визначити заряд акумулятора в стані лише спеціальні пристосування з пам'яттю і мікропроцесором. Вони стежать за зарядом і розрядом батареї протягом декількох зарядних циклів. Використання даного методу дасть Вам найточніші свідчення про зарядженості акумулятора, але так само і відніме чималу суму грошей. Але не варто скупитися на застосування даного методу, адже Ви зможете ізюежать зайвих витрат при подальшому обслуговуванні і заміні акумуляторної батареї. Застосовуючи спеціальні пристрої, що контролюють роботу батарей по мірі їх заряду, Ви помітно підвищите експлуатаційний період свого свинцево-кислотного акумулятора.

Для визначення того наскільки заряджена акумуляторна батарея Вашого автомобіля успішно використовуються і два наступних методу, які є спрощеними.

Напруга на акумуляторі

Цей способ НЕ відрізняється сильною точністю, но для его! Застосування необхідна наявність лишь цифрового вольтметра, з чутливістю до сотої Частки вольта. Перед тім як Приступати до вімірів, необходимо буде від'єднаті Акумуляторна батарею від всех спожівачів електроенергії, Які розряджають ее и від прістроїв, ее заряджаються. Почекаті НЕ менше двох годин и Приступати до вимірювання на терміналах акумулятора. У зарядженої на 100% гелеві батареї напряжение буде складаті 13 ват проти 12,5 ват у жідкоелектролітніх акумуляторів. У міру того, як акумуляторна батарея починає состарівают, її напруга знижується. Напругу можна вимірювати як на всьому акумуляторі, так і на кожній банці. Щоб знайти несправну, наприклад в 12-ти вольта, потрібно розділити загальну напругу на кількість банок, в даному випадку 6.

щільність електроліту

Наступний метод перевірки зарядженості батареї - по щільності електроліту. Як вже стало ясно, він підходить тільки для акумуляторів з рідким наповнювачем, для гелевих, наприклад, його застосувати, апріорі, не можна. Також, як і в першому способі, перед початком вимірів потрібно почекати не менше двох годин. Виміри проводяться ареометром. Важліво! Перед початком процедури обов'язково забезпечте себе, надівши рукавички і пластикові захисні окуляри. Тримайте під рукою соду і воду на той випадок, якщо електроліт потрапить на шкіру.

Термін служби акумуляторів

Експлуатаційний термін визначати тимчасовими відрізками - не зовсім правильно. Термін служби акумулятора обчислюється зарядними циклами і залежить він безпосередньо від експлуатаційних умов. Чим більше глибина розряду акумуляторної батареї і чим довше вона перебуває в розрядженому стані, то більша скорочується кількість її робочих циклів.

Як ми вже зрозуміли, що поняття кількості зарядних циклів абсолютно відносно, бо залежить безпосередньо від безлічі факторів. Крім цього кількість життєвих циклів одного акумулятора не буде таким же в іншого, це поняття не універсальне. Адже все залежить знову ж від факторів експлуатації і технології виробництва, яка різниться у того чи іншого виробника. Запам'ятайте, що термін експлуатації акумулятора обчислюється зарядними циклами, а часові відрізки приблизно розраховуються в тих випадках, якщо акумулятор експлуатується постійно в типових умовах.

Ще одним важливим моментом є те, що акумуляторна корисна ємність зменшується в процесі експлуатування акумулятора. Всі характеристики по числу циклів визначаються не до повної смерті батареї, а до втрати ним 40; від його номінальної ємності. Наприклад, якщо виробник вказав кількість в 600 циклів при заряді дорівнює половині його ємності, це означає, що через 600 ідентичних циклів в ідеальних умовах, корисна ємність батареї становитиме 60% від заводської. І вже при такомзначеніі ємності виробники рекомендують проводити заміну акумуляторної батареї. У свинцево-кислотних акумуляторів термін служби коливається від 300 і до 3000 циклів, залежно від того який тип і глибина розряду батареї.

Для того, щоб забезпечити тривалий термін експлуатації, розряд акумулятора в типовому циклі не повинен перевищувати 30%, а глибокий розряд - 80% ємності. Якщо свинцево-кислотний акумулятор розрядився, його необхідно чим швидше зарядити. Якщо такий акумулятор більше 12-ти годин знаходився в повністю розрядженому або недозаряженном стані, то наслідки що перейшли над ним можуть бути незворотні і термін його експлуатації різко знизиться.

Як же визначити, що акумуляторна батарея вже наближається до своєї межі? Все дуже просто. Внутрішній опір акумулятора різко підвищується, що призводить до стрибка напруги при заряді, в слідстві чого знижується і період самої зарядки і більш швидко відбувається розрядка батареї. Якщо Ви станете заряджати вмираючий акумулятор струмом, який близький до граничного, то він буде сильно грітися, набагато сильніше ніж раніше.

Максимальні струми заряду і розряду

Токи заряду і розряду будь-якого акумулятора вимірюються в залежності від його ємності. Як правило максимальний зарядний струм для акумуляторної батареї не варто перевищувати більш 0,3С. Перевищення заряду струму призведе до зниження експлуатаційного терміну акумуляторної батареі.Ми ж рекомендуємо виставляти зарядний струм не більше ніж 0,2 с.

саморозряд

Саморозряд, як явище характерний для всіх типів акумуляторних батарей в меншому або більшому ступені і полягає у втраті ними своїх ємнісних характеристик після того, як вони повністю зарядилися за відсутності зовнішнього споживача енергії. Для того щоб зручно було кількісно оцінити саморазряд акумуляторної батареї, буде зручним використання величини втраченої ємності за певний період часу, яка відсотково виражається від значення, яке отримано відразу після повного заряду. За часовий проміжок, як правило береться інтервал, який дорівнює одним діб або одного місяця.

Наприклад, якщо взяти справний акумулятор NiCD, то допустимий саморазряд у них дорівнює 10% на добу, після закінчення зарядки. Для NiMH батарей - трохи більше, а для Li-ION абсолютно малий і оцінюється за місяць. У свинцевих же батареях саморазряд вже обчислюється роками, бо він набагато зменшений і становить 40% на рік при температурі в 20 градусів за Цельсієм і 15% при температурі в 5 градусів. Якщо температура зберігання значно вище, то отже і саморозряд відбувається швидше.

Наприклад при температурі в 40 градусів акумуляторна батарея втратить своїх 40% ємності вже за 5 місяців. Відзначимо, що акумулятор сильно саморазряжаются тільки в першу добу після заряду, а після він значно вщухає. Якщо акумулятор піддається глибокого розряду і подальшого заряду, то це посилює його саморозряд. Процес саморазряда набирає силу при підвищених температурах. Так, наприклад, якщо навколишня температура різко підніметься на 10 градусів, по відношенню до звичної, то саморазряд збільшиться в два рази.

Ємність може розтрачуватися і в разі пошкодження сепаратора, коли кристали сліпаютс, утворюючи велику грудку, що пробиває його. Сепаратор в акумуляторі - це тонка пластина, яка розділяє електроди з позитивним і негативним зарядами. Таке трапляється при неправильному обслуговуванні акумуляторної батареї або взагалі його відсутність. Так само це може статися, якщо застосовувати неякісні пристрої для зарядки або ті, які не відповідають необхідним параметрам. Якщо акумулятор зношений, то його електродні пластини злипаються один з одним через їх розбухання. Це і призводить до прискореного саморазряду. На такій стадії пошкоджений сепаратор вже не піддається відновленню шляхом проведення заряду / розряду.

Маркування - дізнаємося ємність заряду, силу струму і інші параметри

маркування існує для того, щоб Ви, як покупець, могли отримати детальну необхідну інформацію про всіх потрібних технічних характеристиках, що цікавить Вас акумуляторної батареї. У неї входять: тип акумулятора, товарний знак і дата виробництва, вага і відповідність ГОСТу. Також вказується і кількість об'єднаних акумуляторів в єдину батарею, як правило їх повинно бути 3 або 6. Букви «Ст» говорять Вам про те, що Ви спостерігаєте перед собою старіерний акумулятор. Залежно від матеріалу виготовлення корпусу моноблока, вказується відповідна літера:

Е - ебоніт;

П - асфальтопековой пластмаса;

Т - термопласт.

Також важливий і матеріал, з якого виготовляються сепаратори. Якщо в маркуванні присутній велика літера «Р», то це мипора, буква «М» указиватся на міпласт, а «С» - це скловолокно.

Напруга, як таке, не вказується в маркуванні акумуляторної батареї, воно просто не обов'язково, адже воно є стандартною величиною, яку можна заміряти звичайної вилкою навантаження. Звертайте також свою увагу і на наявність літери «З», якщо вона є. При її наявності це вказує на батарею залитого типу, яка заряджена повністю. Якщо ж ця буква відсутня, то акумуляторна батарея - сухозаряженная.