Опубліковано 01.07.2016 13:46 Abramova Olesya
Абсолютно всі акумуляторні батареї схильні до старіння, яке виражається зниженням ємності, підвищенням внутрішнього опору і збільшенням саморазряда. Новий акумулятор (рисунок 1) має ємність 100% від номіналу, старий же може мати тільки 20%. У нашому прикладі втрата ємності ілюструється у вигляді каменеобразной субстанції в корпусі акумулятора.
Малюнок 1: Новий акумулятор має всі 100% ємності. Ємність представлена у вигляді рідини, яка заповнила весь доступний обсяг в корпусі акумулятора. Такий акумулятор забезпечує максимально можливий час роботи.
Малюнок 2: Вироблений акумулятор. Втрачена ємність показана як простір, зайняте каменеобразной субстанцією. Такий акумулятор звичайно може експлуатуватися, але час його роботи буде залишати бажати кращого навіть якщо він повністю заряджений.
Автомобілісти краще за інших знайомі з такою характеристикою стартерного акумулятора як пусковий струм, так як саме від нього залежить здатність акумулятора завести двигун. Пусковий струм залежить від внутрішнього опору і по суті є здатністю акумулятора поставляти струм при підключеної високому навантаженні. На малюнку 3 показаний стартерний акумулятор з високим пусковим струмом, який символізується потужним потоком води з крана з відкритим вентилем. На малюнку 4 ілюстрований акумулятор з підвищеним внутрішнім опором, що впливає на пусковий струм, обмежене значення якого видно по аналогії зі слабкою цівкою з крана.
Малюнок 3: Низький внутрішній опір забезпечує високий пусковий струм. Наприклад, на автомобільному стартерном акумуляторі пусковий струм складає 300 А, а на акумуляторі гольфкар - 56 А.
Малюнок 4: Акумулятор з низьким значенням пускового струму. Зростання внутрішнього опору перешкоджає забезпеченню необхідних значень потужності. Але в першу чергу, як правило, відбувається деградація показника ємності.
Сучасні акумуляторні батареї досить технологічні, і підтримують низьке значення внутрішнього опору протягом більшої частини свого терміну служби, і тільки в самому кінці відбувається їх деградація, що виражається в збільшенні цього самого внутрішнього опору. Стартерні акумулятори також підтримують нормальне значення пускового струму до самого кінця терміну служби, але ємність у них поступово знижується. На малюнку 5 показано співвідношення ємності і пускового струму 20 старих акумуляторів, відсортованих по потужності.
Малюнок 5: Показники ємності і значень пускового струму 20 вікових акумуляторів. Акумулятори 1-9 мають хороший пусковий струм і високу ємність; пусковий струм акумуляторів 10-20 знаходиться в допустимих значеннях, але втрати ємності досить великі. Значення пускового струму має тенденцію залишатися в нормі з віком, в той час як ємність поступово знижується. Методи тестування акумуляторів: пусковий струм був отриманий за допомогою Spectro CA-12, ємність ж була виміряна Agilent Load Bank шляхом повної розрядки у відповідності зі стандартами BCI.
Ємність і пусковий струм акумуляторів 1-9 дозволить їм повноцінно функціонувати, в той час як зразки 10-20 показують помітне падіння ємності при прийнятних значеннях пускового струму. Але виснаження ємнісних показників в кінці кінців не дозволить акумуляторів виконувати свої прямі обов'язки - провертати стартер двигуна внутрішнього згоряння. Даному колапсу буде ще більш сприяти холодна погода, яка ще більше знизить ємність.
Виробники автомобілів часто використовують поріг ємності в 65% для гарантійної заміни стартера акумулятора, в той час як в транспортних підрозділах організацій прийнято міняти акумулятор на новий при 40% доступної ємності. (Дивіться BU-904: Як виміряти ємність ). При 40% звичайно ж ще можна експлуатувати акумулятор 6-12 місяців, але він вже стане причиною занепокоєння, і може підвести водія в самий невідповідний момент.
Для вивчення взаємозв'язку між ємністю і внутрішнім опором, компанія Cadex зазнала 175 старих акумуляторів, вимірюючи пусковий струм і ємність відповідно до стандарту SAE J537. Під час цих випробувань було виявлено, що кореляція між ємністю і пусковим струмом склала лише 0,55 (1 означало б ідеальне збіг). Це призвело до необхідності розробки технології оцінки ємності, так як прогнозування поведінки акумулятора виходячи з показника пускового струму або внутрішнього опору виявилося не особливо надійним. На малюнку 6 демонструється залежність ємності і пускового струму від віку стартерного акумулятора. (Дивіться BU-1011: Словник стандарту SAE J537).
Малюнок 6: Взаємозв'язок між показником пускового струму і ємністю 175 акумуляторів. Акумулятори в зеленому полі PASS є справними, червоне поле FAIL означає наявність несправності. Більшість акумуляторів зберегли допустимі значення пускового струму після падіння ємності нижче 40%. Випробування проводилися відповідно до стандарту SAE J537.
Горизонтальна вісь представляє собою ємність, вертикальна ж відповідає за значення пускового струму, чорними точками відзначені 175 протестованих акумуляторів. Стрілкою, що проходить через "Лінію Ємності" на лівій грані області PASS, вказана переважна тенденція старіння акумуляторів. Через лінію пускового струму вдалося ж прослизнути дуже небагатьом акумуляторів.
Це свідчить про те, що основною причиною виходу з ладу акумуляторів є саме втрата ємності, а не низький пусковий струм або зросле внутрішній опір. Дане твердження справедливе для більшості акумуляторів на основі свинцю та літію. Відповідно вимірювання ємності бачаться більш важливими в порівнянні з контролем внутрішнього опору, але оцінка ємності на льоту має на увазі більш високу складність в порівнянні зі зняттям омических показників.
Останнє оновлення 2016-05-26