Процент заряда аккумулятора по напряжению: Страница не найдена — AkkumulyatorAvto.ru

Напряжение аккумулятора

Проще всего оценить уровень заряда аккумулятора по напряжению на его клеммах. Для этого подойдет любой вольтметр, однако результат скорее всего окажется неточным. На измерения повлияют состояние материалов ячейки и ее температура. Наибольшая погрешность возникнет сразу после разряда или зарядки. Зарядное устройство или нагрузка выведут аккумулятор из устойчивого состояния, напряжение исказится и перестанет  точно соответствовать заряженности.

Обратно в состояние покоя аккумулятор возвращается долго. Чтобы напряжение точно отражало реальный уровень зарядки, аккумуляторная батарея должна находиться без нагрузки в течение не менее четырех часов. Производители свинцово-кислотных батарей рекомендуют выдерживать их перед проверкой в течении суток. Для работающего аккумулятора такой длительный период простоя не подходит

Свинцово кислотные аккумуляторы имеют различную конструкцию и химический состав пластин. Их также нужно учитывать при оценке заряженности аккумулятора с помощью вольтметра. Например, добавки кальция, делающие аккумулятор малообслуживаемым, повышают напряжение на 5-8 %. А напряжение AGM аккумуляторов как правило выше, чем батарей с жидким электролитом.

Дополнительно вводит в заблуждение поверхностный заряд из-за которого напряжение сразу после зарядки оказывается выше нормального. Поэтому чтобы снизить ошибку, перед измерением от аккумулятора отключают всю нагрузку и в течении нескольких минут разряжают его небольшим током. Наконец на напряжение влияет окружающая температура. В теплом помещении или жарком климате оно возрастает, в холодном становится ниже.

Каждый тип аккумуляторов имеет собственную уникальную кривую разряда. У свинцово-кислотных она имеет явно выраженный наклон, поэтому напряжения более менее точно соответствует состоянию АКБ. У Li-марганцевых, LiFePo4 и NMC аккумуляторных батарей напряжение остается постоянным до тех пор пока аккумулятор не разрядится до 80 процентов от номинальной емкости. Разрядная кривая этих аккумуляторов идет горизонтально в течении всего времени работы, а затем резко обрывается. Для источника энергии такая характеристика подходит лучше всего, но оценить состояние аккумулятора по напряжению в этом случае почти невозможно. Напряжение указывает только на полный заряд и разряд, но ни как не выделяет важную среднюю часть графика.

Несмотря на неточности, по напряжению заряженность аккумуляторов определяют чаще всего. А чтобы снизить погрешность, современные устройства используют периоды отключенной нагрузки, для самонастройки и «обучения».

Ареометр

У свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким электролитом заряженность можно определить с помощью ареометра. Принцип действия этого устройства основан на том, что во время зарядки концентрация серной кислоты возрастает и плотность электролита увеличивается. При разряде серная кислота вступает во взаимодействие с пластинами аккумулятора, образует на их поверхности сульфат свинца и ее концентрация в электролите понижается. Плотность электролита в этом состоянии приближается к плотности воды.

Плотность электролита, заряженность и напряжение для стартерных аккумуляторных батарей.

Стандартами плотность электролита для полностью заряженного стартового свинцово-кислотного аккумулятора определена в 1,265. Однако, чтобы повысить отдачу, производители аккумуляторных батарей иногда поднимают ее до 1,280 и выше. Заряженность такого аккумулятора, полученная по стандартной таблице, оказывается лучше, чем есть на самом деле. Кроме того, из-за повышенной плотности электролита возрастает коррозия и срок службы аккумулятора сокращается

На показания ареометра влияют не только состояние аккумулятора и концентрации кислоты, но и уровень электролита в аккумуляторной ячейке. Когда вода испаряется, электролит понижается, концентрации серной кислоты возрастает и ареометр показывает более высокое значение. У  перезалитого аккумулятора плотность электролита наоборот оказывается ниже.

Если электролит в ячейках идет почти не перемешивающимися слоями, то про такой аккумулятор говорят, что он стратифицирован.  Показания ареометра в этом случае также окажутся не точными из-за того, что на поверхность поднимется самый легкий слой, а тяжелые опустятся ближе ко дну.

Плотность электролита различна для разных типов аккумуляторных батарей. В аккумуляторах глубокого разряда максимальную удельную энергию получают при плотности 1,330. Авиационные аккумуляторы имеют плотность до 1,285, а тяговые аккумуляторы погрузчиков около 1,280. У стартовых аккумуляторов плотность ниже – 1,265. Самая низкая плотность электролита у аккумуляторов, предназначенных для буферного режима работы —  около 1,225.

Низкая концентрация серной кислоты уменьшает коррозию и продлевает срок службы аккумуляторных батарей, но снижает удельную энергию или емкость. Высокая искусственно повышает напряжение холостого хода, и приводит к неправильному определению состояния с помощью ареометра или вольтметра. Однако абсолютно правильных значений плотности не существует. Так одна и таже модель аккумуляторов глубокого разряда в полностью заряженном состоянии может иметь плотность 1,277  —  1,305, а в полностью  разряженном 1,097  —  1,201.

Температура — это еще один фактор, влияющий на плотность электролита. Чем ниже температура, тем плотнее электролит. В таблице 3 представлена зависимость плотности электролита аккумулятора глубокого разряда от температуры

Ареометр покажет заряженность аккумулятора точнее, если измерять плотность не сразу после зарядки, разряда или добавления в аккумуляторную батарею воды, а спустя некоторое время.

Счетчик ампер-часов

Профессиональные портативные устройства, ноутбуки и медицинское оборудование определяют заряженность с помощью кулонометров, которые измеряют входной и выходной ток аккумулятора. Поскольку в качестве единицы измерения в них используется  Ампер-секунда (As), то кулонометры также называют счетчиками ампер-часов. Кулонометры получили название в честь Чарльза-Августина де Кулона, открывшего в восемнадцатом веке закон взаимодействия двух неподвижных электрических зарядов.

Счетчики ампер часов определяют заряженность точнее, чем вольтметры и ареометры. Однако они не учитывают потери энергии — аккумулятор всегда сохраняет меньше ампер часов, чем получает во время зарядки. У литиевых аккумуляторов кулоновская эффективность выше, а уровень саморазряда ниже, поэтому с этим типом АКБ счетчики ампер часов работают особенно хорошо.

Современные кулонометры учитывают саморазряд из-за старения аккумулятора и изменения окружающей температуры. Однако некоторым моделям требуется периодическая калибровка для того чтобы «цифровой аккумулятор» в их памяти совпадал с реальным «химическим аккумулятором».

Калибровку исключают с помощью алгоритма «обучения», подсчитывающего сколько энергии аккумулятор отдал за предыдущий цикл разряда. Другие устройства дополнительно контролируют время зарядки, поскольку считается, что потерявший емкость аккумулятор зарядится быстрее, чем хороший.

Импедансная спектроскопия

Импедансная спектроскопия – еще один способ определить заряженность аккумуляторной батареи. Это технология не нова, но до последнего времени ее развитие сдерживалось размерами устройств и их высокой стоимостью.

Сущность метода состоит в следующем. Тестер сканирует аккумулятор электрическим сигналом малой амплитуды частотой 20 — 2000 Гц. Полученный отклик измеряется и обрабатывается процессором, который составляет «портрет» аккумуляторной батареи.  Зависимость электрохимического импеданса аккумулятора от частоты сигнала позволяет исследовать различные свойства аккумулятора и выдавать данные о его емкости, токе холодного пуска и состоянии заряда в течении 15 секунд

Импедансная спектроскопия подходит для работы с аккумуляторами под постоянной нагрузкой в несколько десятков ампер. Поляризационное напряжения и поверхностный заряд в этом случае не влияют на показания прибора, поскольку состояние заряда аккумулятора измеряется независимо от напряжения. Метод  помогает отличить нормальный аккумулятор с низким уровнем заряда от аккумулятора с дефектом.

С помощью импедансной спектроскопии определяют заряженность новых аккумуляторов с хорошо известной постоянной емкостью. Измерения можно проводить под нагрузкой, но заряжать аккумулятор во время теста нельзя.

Способы проверки уровня заряда аккумулятора на автомобиле

Аккумулятор – устройство, без которого система пуска двигателя автомобиля не будет работать. Завести машину без аккумулятора можно, но только в экстренной ситуации, тогда как для ежедневных поездок требуется, чтобы источник питания системы пуска был исправен. Аккумулятор позволяет при старте двигателя раскрутить стартер, который приводит в работу остальные агрегаты. Заряд аккумулятора должен находиться на высоком уровне, чтобы батарея могла безукоризненно справляться с возложенными на нее задачами. Проверить состояние аккумулятора может любой автомобилист, который имеет в своем распоряжении мультиметр или нагрузочную вилку.

Принципы проверки аккумулятора нагрузочной вилкой и мультиметром

Для многих водителей нагрузочная вилка является экзотикой, и бывают автомобилисты со стажем, которые ни разу не слышали о столь простом диагностическом устройстве. По сути, нагрузочная вилка представляет собою вольтметр, который имеет диагностические выводы и содержит в себе мощный нагрузочный резистор. Более сложные модели нагрузочных вилок дополнительно оснащаются амперметрами, что позволяет диагностировать сразу несколько параметров электрической цепи автомобиля, но для определения уровня заряда аккумулятора вполне будет достаточно модели с вольтметром.

Большую распространенность получил такой прибор как мультиметр, который имеется практически у каждого автомобилиста или электрика. Он позволяет с легкостью снимать информацию о напряжении между заданными точками, что полезно при проведении ремонтных и диагностических работ. Мультиметр стоит дороже нагрузочной вилки, но и подходит он для выполнения большего количества задач. В частности, проверить заряд с помощью мультиметра можно на 12-вольтовых и 24-вольтовых аккумуляторах, тогда как нагрузочная вилка подходит только для стандартного автомобильного источника питания на 12 Вольт.

Сам уровень заряда аккумуляторной батареи, обозначенные выше приборы, показать владельцу автомобиля не могут. Они используются для определения напряжения между клеммами аккумулятора, на основании которого можно сделать вывод об уровне заряда источника питания. Если при проведенных замерах аккумулятор показывает напряжение в 12,6 Вольт, можно отметить, что он полностью заряжен. Значение в 12,2 Вольта является допустимым, но водителю рекомендуется подобный аккумулятор зарядить. Все, что ниже 12 Вольт, требует срочной зарядки. Более подробно зависимость уровня заряда аккумулятора от напряжения между клеммами представлена в таблице.

Как проверить аккумулятор мультиметром?

Диагностировать уровень заряда аккумулятора при помощи мультиметра довольно просто, и для этого не требуется наличие специальных знаний. Перед тем как приступить к диагностике, рекомендуется снять аккумулятор с автомобиля или, как минимум, отключить от него клеммы. Проверка аккумулятора мультиметром заключается в следующем:

1. Первым делом настраивается мультиметр, и если на нем предусмотрена возможность выбора диапазона измерения, необходимо установить его в пределах от 0 до 24 Вольт;
2. Далее убедитесь, что аккумулятор отключен от клемм автомобиля и прикоснитесь красным щупом диагностического прибора к положительной клемме батареи, а черным к отрицательной;
3. Если мультиметр подключен верно, на его дисплее отобразится информация о напряжении между клеммами.

Полученные в результате измерения данные необходимо сравнить с таблицей, представленной выше, чтобы определить уровень заряда аккумулятора на автомобиле.

Проверка аккумулятора нагрузочной вилкой

Нагрузочная вилка является диагностическим прибором, который можно купить практически в любом автомобильном магазине. Ее следует использовать для проверки уровня заряда аккумулятора только в том случае, если батарея не работала в течение последних 7 часов. Данный показатель является важным, и при его несоблюдении диагност рискует получить неверные значения во время измерений.

Проверка напряжения на аккумуляторе при помощи нагрузочной вилки проводится следующим образом:

1. Необходимо убедиться, что клеммы сняты с аккумулятора;
2. Далее положительный вывод нагрузочной вилки (красный кабель или единственный некоторых моделях) подключается к положительному выводу аккумулятора;
3. Следом отрицательный вывод подключается к отрицательному выводу аккумулятора. Здесь следует обратить внимание, что некоторые нагрузочные вилки не имеют отрицательного (черного) вывода в виде клеммы, а вместо него на обратной стороне прибора расположен специальный штырь. В таком случае прислоняться к минусовому выводу следует штырем.

Измеренные результаты напряжения сравниваются с таблицей, приведенной выше, после чего можно сделать выводы о состоянии аккумуляторной батареи.

Проверку уровня заряда аккумулятора на автомобиле рекомендуется проводить раз в два месяца. В случае если заряд низкий, нужно скорее исправить ситуацию и зарядить батарею, к тому же, сделать это можно не снимая клеммы.

Таблица зарядки акб по напряжению

Зарядка аккумулятора автомобиля – это процесс полного или частичного заряда аккумуляторной батареи при помощи специального зарядного устройства, данный процесс не такой простой, как может показаться на первый взгляд. В данной статье будут рассмотрены правила зарядки автомобильных аккумуляторов на примере кислотных АКБ. Но, для начала рассмотрим компоненты зарядных устройств.

Как заряжать аккумулятор зарядкой.

Зарядка аккумулятора автомобиля – это, по сути, зарядное устройство (ЗУ), преобразователь электроэнергии, который производит заряд электрических аккумуляторов из внешнего энергетического источника. Наиболее простые ЗУ включают в себя только два элемента – понижающий трансформатор и диодный мост. Переменное напряжение (220В) поступая в ЗУ, преобразуется в постоянное (15В), за счет трансформатора и диодного моста. Данного вольтажа хватает для зарядки кислотного АКБ.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)

Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)

Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)

Степень заряда АКБ, %

Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

В конструкцию ЗУ очень часто включают дополнительные датчики (амперметр и вольтметр) и регуляторы (напряжения и силы тока). Они помогают более точно подобрать вольтаж для каждого отдельного аккумулятора. Хотя имеются уже ЗУ с автоматической регулировкой, которые сами подстраиваются под конкретный АКБ.

Условия зарядки аккумулятора.

Какие условия нужно учитывать при зарядке аккумулятора? Это простые параметры, которые обязательно нужно учитывать. Перед зарядкой аккумулятора, нужно учитывать несколько простых параметров:

• Оптимальной силой тока для зарядки является показатель в 10% от номинальной емкости кислотного АКБ. Например, если емкость аккумулятора составляет 80Ач, то сила тока при зарядке должна составлять 8А.
• Напряжение на клеммах зарядного устройства должно быть на 10% выше от напряжения батареи. Т.е. если напряжение на клеммах аккумулятора (он должен быть полностью заряжен) составляет 12,6В, то на клеммах ЗУ оно должно составит 13,86В.
• Для быстрой зарядки аккумуляторной батареи нужно использовать электричество с силой тока в 20-30А. Но, такую зарядку не желательно производить, так как она очень сильно повреждает аккумулятор.
• Заряжая гелиевый аккумулятор нельзя превышать напряжение в 14,2В. Данный показатель является критическим для АКБ.

Теперь перейдем к самой зарядке аккумулятора.

Домашняя зарядка аккумулятора.

Домашняя зарядка аккумулятора – процесс зарядки аккумуляторной батареи при помощи специального зарядного устройства в домашних условиях. Перед началом домашеней зарядки аккумулятора нужно убедиться в том, что аккумулятор цел и действительно разряжен. Поэтому его нужно аккуратно извлечь из автомобиля и очистить от грязи. Далее следует внимательно осмотреть его корпус на наличие трещины. Если такая имеется, то это значит что в внутри уже нету электролита (он вытек) и использовать аккумулятор не представляется возможным.

Определить уровень разряда батареи можно по цвету специального индикатора, который производители устанавливают на крышке корпуса. Разные аккумуляторы имеют в свою очередь разные индикаторы, поэтому нужно заранее обратить внимание на наклейку с пояснением, которая в большинстве случаев размещена где-то рядом на крышке.

Заряд аккумулятора можно проверить и по напряжению на клеммах, воспользовавшись обычным тестером. Если батарея разряжена напряжение будет ниже номинального.

Также следует проверить уровень электролита через заливные пробки. Он должен быть чистым и не иметь примесей, а его уровень должен покрывать пластины. Если видны пластины – нужно долить дистиллята.

Еще перед началом заряда нужно очистить вентиляционное отверстие в крышке аккумулятора.

Зарядка аккумулятора зарядным.

Зарядка аккумулятора зарядным устройством осуществляется вне жилого помещения, так как идет испарение электролита. Также сначала к аккумулятору подсоединяется ЗУ и только потом подключается к электрической сети. К этому нужно отнестись очень внимательно, так как неправильное подключение приведет к выходу из строя предохранителей ЗУ.

Аккумулятор может заряжаться двумя разными способами:

1. В первом случае зарядку можно производить при постоянном значении напряжения (14-15В), изменяя силу тока. Т.е. в начале она может достигать 20-30А, но по мере зарядки аккумулятора должна снижаться.
2. Второй вариант диаметрально противоположный. Сила тока является постоянным значением, а напряжение меняется. Этот способ более сложный, так как требует определенных знаний и навыков.

После зарядки можно проверить напряжение на клеммах аккумулятора. Сделать это можно с помощью нагрузочной вилки. Если таковой не имеется, то можно просто поместить батарею в автомобиль. Заряженный аккумулятор, без каких либо проблем будет запускать силовую установку и крутить стартер.

Напряжение, измеренное на выводах аккумулятора, В

Напряжение аккумулятора автомобиля — ведущий показатель, на основании которого грамотному водителю следует делать выводы о том, в каком состоянии находится АКБ, нуждается ли она в зарядке или в замене. Известно, что имеется прямая зависимость напряжения от уровня заряда автомобильного аккумулятора. Вначале мы рассмотрим вопрос о том, на основании каких показателей напряжения можно сделать вывод о работоспособности АКБ, почему батарея теряет U и что означает норма напряжения. После этого попробуем определить заряд аккумулятора по напряжению: таблица, на основании которой делаются те или иные выводы о состоянии батареи, будет приложена в конце статьи.

Аккумулятор теряет напряжение: в чем причина?

Если заряженный источник питания быстро разряжается, причин такого «поведения» батареи может быть несколько. Уровень заряда аккумулятора может быстро падать вследствие естественной причины: АКБ просто исчерпала свой ресурс обычным путем и нуждается в замене.

Также может выйти из строя генератор, который заряжает батарею в процессе езды, помогая ей поддерживать необходимый уровень рабочего состояния. Если аккумулятор еще не старый, и генератор в порядке — вероятно, в автомобиле есть серьезные проблемы с током в виде его постоянной утечки.

Кроме этого, бортовая сеть автомобиля может быть неисправной — например, магнитола или какой-нибудь другой прибор берет слишком много тока, и аккумулятор просто не справляется с этой нагрузкой.

Для того чтобы устранить падение напряжения, иногда бывает достаточно исправить возникшую неполадку путем технического осмотра, выявления причины, ее устранения и повторных замеров напряжения на клеммах аккумулятора после нескольких часов его эксплуатации. Важно оценить и такие показатели, как уровень плотности электролита, а также измерить напряжение под нагрузкой и без нее. Подробнее о проверке АКБ нагрузочной вилкой →

Что означает нормальное напряжение аккумулятора?

Для нормальной работы батареи ее напряжение должно колебаться в пределах 12,6-12,7 вольт, не меньше. Эта норма должна быть усвоена начинающими водителями, как таблица умножения — для того, чтобы не пропустить критический уровень падения заряда аккумулятора и не оказаться в том положении, когда машина внезапно «встанет».

Также следует знать и о том, что, в зависимости от характеристик АКБ и автомобиля, а также иных сопутствующих условий, норма может изменяться — до 13 вольт и чуть выше. Именно так утверждают некоторые производители аккумуляторных батарей, и этот фактор тоже нужно принимать во внимание. То, сколько вольт должно быть в идеале — цифра относительная. Но ориентироваться всегда нужно на показания от 12,6 до 13,3 вольт — в зависимости от типа и страны-производителя АКБ.

Если напряжение в батарее опускается ниже 12 вольт — она разряжена, как минимум, наполовину, а когда оно падает ниже 11,6 вольт — аккумулятор срочно нуждается в зарядке.

Итак, норма показателя напряжения большей части автомобильных АКБ — от 12,6 до 12,7 вольт, а если используется нестандартная модель аккумулятора, норма U может быть несколько выше: 13 вольт, но максимум 13,3. Некоторые начинающие автомобилисты спрашивают о том, какой должен быть показатель U в идеале. Идеальных цифр, разумеется, нет, поскольку меняться может и уровень тока в сети авто, и погодные условия, и потребление энергии отдельными элементами бортовой сети автомобиля.

Для того чтобы не пропустить того момента, когда заряд батареи станет понижаться до критического уровня, существует так называемая таблица заряда АКБ. Если вы замерили U на клеммах вашей батареи, можно определить заряд аккумулятора по напряжению: таблица поможет сориентироваться в этом. В ней выведена прямопропорциональная зависимость U от уровня заряженности АКБ в процентном соотношении.

Также в таблице приведены показатели плотности электролита и температуры, при которой он может замерзать в холодное время года — тоже в зависимости от того, каков уровень заряда и U в аккумуляторе.

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

Нормальный заряд аккумулятора

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

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

Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора

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

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

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

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

Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:

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

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

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

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

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

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

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

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

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

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Уровень заряда АКБ

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

Напряжение в разомкнутой цепи

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

Измерить степень заряженности

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям

Опубликовано 16.09.2016 13:03

Автор: Abramova Olesya

Измерение степени заряженности по напряжению является простым, но, может быть, неточным, поскольку на само напряжение могут влиять материалы, из которых сделан аккумулятор, и температура окружающей среды. Наиболее вопиющая ситуация связана с измерениями, основанными на напряжении. Она возникает в тот момент, когда аккумулятор находится под воздействием разрядных или зарядных процессов. В результате этого внутреннее состояние аккумулятора нестабильно, и напряжение уже не может служить надежным индикатором. Для того, чтобы получить точные измерения, аккумулятор должен отстояться будучи отсоединенным от электрической цепи по крайней мере в течение четырех часов, а для свинцово-кислотной электрохимической системы производители и вовсе рекомендуют 24 часа покоя. Данная особенность делает метод, основанный на напряжении, непрактичным для аккумуляторов, которые активно эксплуатируются.

Каждая электрохимическая система имеет свои уникальные разрядные характеристики. В то время как измерение степени заряженности, основанное на напряжении, хорошо работает для “отдохнувших” свинцово-кислотных аккумуляторов, особенности поведения напряжения у никелевых и литиевых аккумуляторов делают использование этого метода непрактичным.

Кривая разрядного напряжения у Li-марганцевых, Li-фосфатных и NMC аккумуляторов очень плоская, и 80 процентов накопленной энергии отдается при стабильном напряжении. И если такая особенность является весьма желательной в разрезе эксплуатационных характеристик, то определение степени заряженности исходя из напряжения становится сложной задачей, поскольку возможно определить лишь состояние высокой и низкой степени заряженности, а все что между ними – не может быть оценено точно. На рисунке 1 показана плоская кривая разрядного напряжения Li-фосфатного (LiFePO4) аккумулятора.

Рисунок 1: Разрядное напряжение литий-фосфат-железного аккумулятора. LiFePO4 имеет очень плоскую кривую разрядного напряжения, что делает оценку степени заряженности исходя из напряжения весьма затруднительной.

Свинцово-кислотные аккумуляторы могут комплектоваться пластинами разного состава, что необходимо учитывать при определении степени заряженности исходя из напряжения. Кальций, добавление которого снижает потребность аккумулятора в периодическом обслуживании, повышает напряжение на 5-8 процентов. Кроме того, тепло увеличивает напряжение, а холод, соответственно, уменьшает. Поверхностный заряд [BU-804c] мешает корректному определению степени заряженности, приводя к повышенному напряжению сразу после зарядки, но противодействием данному эффекту может служить кратковременная разрядка перед измерениями. И, наконец, AGM аккумулятор [BU-201a] имеет немного более высокое напряжение в сравнении с затопленным эквивалентом.

Так как степень заряженности должна измеряться при разомкнутой цепи, напряжение аккумулятора должно быть “плавающим”, то есть без подключенной нагрузки. И в случае, если это аккумулятор современного транспортного средства, следует понимать, что когда он подключен к автомобилю (даже если тот заглушен), наверняка присутствуют паразитарные нагрузки, приводя к квази-замкнутому состоянию электрической цепи.

Несмотря на недостаточную точность, большинство измерений степени заряженности полагаются частично или полностью на напряжение из-за простоты. Методы, ориентированные на напряжение, популярны в таких агрегатах как электрические инвалидные коляски, электроскутеры и гольфкары. Некоторые инновационные BMS (от англ. Battery Management System — Система управления электрическими батареями) используют периоды отдыха для корректировки показаний степени заряженности как часть интеллектуальной функции.

Ареометр предлагает альтернативный метод измерения степени заряженности для свинцово-кислотной электрохимической системы. Смысл метода состоит в том, что когда аккумулятор заряжается, объем серной кислоты становится больше, в результате чего удельная плотность электролита увеличивается. При разрядке же, количество кислоты уменьшается из-за образования на пластинах сульфата свинца, доля воды в электролите повышается и, как следствие, его удельная плотность становится ниже. В таблице 2 приведены стандартные характеристики стартерных аккумуляторов.

Таблица 2: Стандарты BCI (от англ. Battery Council International — Международный совет по электрическим батареям) для оценки степени заряженности стартерных аккумуляторов с добавлением сурьмы. Показания снимаются при температуре 26°С после 24 часов покоя.

В то время как по стандартам BCI удельная плотность полностью заряженного стартерного аккумулятора равна 1,265, производители часто могут установить ее на уровне 1,280 и выше. Увеличение удельной плотности зависит степень заряженности исследуемого аккумулятора исходя из вышеприведенной таблицы, но хотя этот шаг и улучшит характеристики, срок службы аккумулятора сократится из-за повышенной коррозионной активности.

Помимо степени заряженности и количества кислоты, на удельную плотность также может влиять низкий уровень воды в электролите. Когда вода в процессе эксплуатации или хранения испаряется, показатель удельной плотности возрастает из-за повышения концентрации серной кислоты. Также возможна ситуация, когда воды в электролите слишком много, что, соответственно, снижает удельную плотность. При добавлении воды, дайте время для ее равномерного растворения, только после этого измерения с помощью ареометра будут корректны.

Значение удельной плотности варьируется в зависимости от сферы применения аккумуляторов. Глубокоразрядные аккумуляторы используют электролит с повышенной удельной плотностью — до 1,330, что позволяет получить максимальную удельную энергоемкость; авиационные аккумуляторы имеют удельную плотность на уровне 1,285; стартерные — 1,265; а стационарные — 1,225. Более низкая удельная плотность уменьшает коррозию и продлевает срок службы, но в то же время удельная энергоемкость и емкость уменьшаются.

Ничто в мире электрических батарей не является абсолютом. Удельная плотность полностью заряженных глубокоразрядных аккумуляторов одной и той же модели может варьироваться от 1,270 до 1,305, а их же, но полностью разряженных — от 1,097 до 1,201. Температура является еще одним фактором, который влияет на этот параметр. Чем ниже температура, тем выше плотность электролита. В таблице 3 иллюстрирована удельная плотность глубокоразрядных аккумуляторов при различных температурах.

Таблица 3: Зависимость удельной плотности и температуры для глубокоразрядных аккумуляторов. Холодная температура обеспечивает более высокий показатель удельной плотности.

Неточности в показаниях удельной плотности может внести стратификация, приводящая к уменьшению концентрации кислоты в верхней части аккумулятора и повышению в нижней. (Смотрите BU-804c: Кислотная стратификация и поверхностный заряд). Высокая концентрация кислоты искусственно завышает напряжение разомкнутой цепи, что обманет метод как использующий напряжение, так и основанный на удельной плотности. Электролиту необходимо дать время для стабилизации после зарядки или разрядки, прежде чем измерять его удельную плотность.

Ноутбуки, медицинское оборудование и другие портативные устройства используют кулоновский подсчет для оценки степени заряженности путем измерения протекающего из аккумулятора тока. Заряд в один кулон в секунду соответствует силе тока в один ампер (1А), и это термин, который часто используется как в разрезе зарядных, так и разрядных процессов. Само название “кулон” происходит от фамилии французского ученого Шарля Огустена де Кулона (1736-1806), известного разработкой одноименного закона.

Хотя этот метод и является элегантным решением сложной проблемы, потери уменьшают суммарное количество поставляемой энергии, и ее количество доступное в конце всегда будет меньше чем было отправлено. Несмотря на этот факт, кулоновский подсчет работает неплохо, особенно с литий-ионной электрохимической системой, обеспечивая высокую кулоновскую эффективность и низкий саморазряд. Метод улучшается, беря в учет такие нюансы как возраст аккумулятора или вызванный температурой саморазряд, но в то же время ему необходима периодическая калибровка.

Но и проблема калибровки была решена, современные индикаторы заряда используют интеллектуальную функцию, которая оценивает, сколько энергии было предоставлено аккумулятором во время предыдущего разряда. Некоторые системы также учитывают время зарядки, так как изношенный аккумулятор заряжается быстрее нормального.

Создатели продвинутых систем мониторинга аккумуляторных батарей заявляют о высочайшей точности, но в реальности все не на так радужно. Бывают случаи, когда смартфон показывает 100 процентную зарядку, а в самом деле заряжен на 90. Электромобили также не лишены подобных проблем с кулоновским подсчетом — сообщается о случаях, когда заряд аккумулятора такого транспортного средства исчерпывался, хотя индикатор сигнализировал об еще имеющихся 25 процентах.

Степень заряженности также может быть оценена с помощью импедансной спектроскопии, путем использования технологии комплексного моделирования Spectro™. Данный метод устойчив к воздействию паразитарных нагрузок вплоть до 30А. Перенапряжение и поверхностный заряд также не влияют на измерения, так как степень заряженности оценивается независимо от напряжения. Эти преимущества позволяют стать методу импедансной спектроскопии предпочтительным для использования в автомобильной сфере, где аккумуляторы обычно разряжены в разной степени, и им уже не нужна будет предварительная калибровка. Также это метод может быть использован для больших стационарных систем, которые постоянно находятся под воздействием зарядных или разрядных процессов.

Независимое от напряжения, измерение степени заряженности наилучшим образом оптимизировано для док-станций и демонстрационных стендов. Дистанционное открытие двери автомобиля приводит к паразитарной нагрузке в 20А, что вносит определенную сумятицу в аккумулятор и фальсифицирует базирующиеся на напряжении измерения степени заряженности. Метод же Spectro™ позволит отличить просто разряженный аккумулятор от экземпляра с реальным дефектом.

Измерения степени заряженности с помощью импедансной спектроскопии ограничены новыми аккумуляторами с известной хорошей емкостью. Емкость должна быть стабильной и иметь не изменяющееся значение. В то время как снятие показаний допустимо при подключенной постоянной нагрузке, во время процесса зарядки это тестирование проводить нельзя.

На рисунке 4 показаны результаты тестирования методом импедансной спектроскопии после отсоединения от аккумулятора паразитарной нагрузки в 50А. Как и следовало ожидать, после этого напряжение на клеммах возросло, но показания Spectro™ остаются стабильными. Устойчивость получаемых значений степени заряженности также присутствует и сразу после процесса зарядки, когда напряжение повышено из-за электрохимической поляризации электродов.

Рисунок 4: Зависимость напряжения и точности измерений с помощью импедансной спектроскопии сразу после отсоединения нагрузки. В аккумуляторе происходят процессы восстановления после отключения нагрузки. Результаты, полученные с помощью метода Spectro™, остаются стабильными и при повышенном напряжении.

Последнее обновление 2016-05-27

Что там с зарядом аккумулятора? — android.mobile-review.com

23 июня 2020

Александр Носков

Facebook

Twitter

Вконтакте

Привет! Поговорим о том, как смартфон измеряет заряд аккумулятора, почему он скачет как угорелый и что можно сделать.

В наши дни даже недорогие смартфоны могут порадовать нас производительностью, качеством камер и силой приема сотового сигнала. Казалось бы, живи да радуйся, но существует объективный фактор, который портит удовольствие от использования смартфона, и речь, конечно же, про аккумулятор. Дело даже не в его объеме, или скорости заряда, а в том, что несмотря на все уверения элитных пиарщиков, отследить реальный заряд батареи практически невозможно. Многие из нас часто видели скоростное падение уровня заряда на индикаторе Android или iOS, или наоборот, смартфон «восполнял» 1-2% просто полежав пару минут с выключенным экраном. Эта нестабильность в показаниях и вызывает наибольшее неудовольствие у пользователей, сеет в них недоверие к бренду, расшатывает нервы и раскрашивает мир в черные краски. Особенно, когда на покупку смартфона были потрачены большие деньги. Но прежде, чем обвинять аккумулятор смартфона в асоциальном поведении его хозяина, давайте разберемся, а так ли уж он виноват?

Как смартфоны измеряют уровень заряда

Современный метод на самом деле несложный и дешевый, позволяет убедить стороннего наблюдателя, что он видит реальный заряд аккумулятора смартфона, а если еще операционная система начнет предсказывать разряд, то покупатель будет в полном восторге. Жаль только, что к реальности это не имеет отношения, и вот почему. В смартфоне нельзя разделять понятие измерения уровня заряда смартфона отдельно от заводской статистики тестов батареи. Что происходит? На заводе-изготовителе проводятся тесты конкретной батареи и рисуется эталонный график разряда. Например, такой:

Абсолютно типичная картина, не существует потребительских (недорогих) Li-ion аккумуляторов, которые бы разряжались равномерно. В данном графике по оси Y указывается уровень напряжения, а по оси X процент заряда. На основе этого конкретного графика, сделанного для конкретного аккумулятора конкретного смартфона, Android OS и высчитывает уровень заряда, который мы видим на экране. Информацию о вольтаже предоставляет аппаратное средство (контроллер аккумулятора), а дальнейшие расчеты производит приложение операционной системы. Разумеется, встроенный в аккумулятор контроллер никогда не допустит разряда батареи до настоящих 0% (на графике уровень заряда 0% соответствует напряжению 3В), подобные ошибки приводят к невозможности запуска процесса заряжания Li-ion аккумулятора. Кстати, в недорогих смартфонах Xiaomi из программы Android One, часто встречалась эта недоработка и их владельцы были вынуждены полностью менять аккумуляторы («пробивать» не заряжающийся аккумулятор сильным зарядом тока никому не советую). В дальнейшем Android OS анализирует работу смартфона и корректирует данные о заряде (и перспективе разрядки), а данные об этом хранит в файле «batterystats.bin», который находится в корневом разделе системы. Заводской «график» никогда не меняется, и изначально хранится в загрузчике (Boot.img).

Из сказанного выше можно сделать несколько выводов:

1. Метод основан на сравнении заводских параметров и текущем уровне напряжения
2. Смартфон на самом деле ничего не измеряет, а только делает выводы из полученной извне информации. Т.е., он «думает», что знает уровень заряда и показывает свое предположение пользователю
3. Если в разделе настроек «батарея» в вашем Android-смартфоне вы видите прямую косую линию, то вас либо нагло обманывают (дешевый суббренд), либо производитель ПО смартфона (Samsung, Apple, Nokia, OnePlus, Huawei и т.д.) ответственно подошел к делу и разработал хороший алгоритм энергопотребления (вовремя понижает и повышает частоты ЦП и ОЗУ)

Когда что-то пошло не так

Что-то всегда может пойти не так, если начинаешь модифицировать смартфон без полных знаний о процессах. Об этом очень хорошо написано в материале Эльдара Муртазина. В чем и я убедился на личном опыте на примере планшета производства DNS (планшет давно гниет на свалке, модель не помню). Суть проблемы была простая – уровень заряда батареи абсолютно всегда отображался некорректно: показывая заряд 100% он мог выключиться через 10 минут, или часами работать на 15%. Не разобравшись в том, как это все работает, я стер файл «batterystats.bin» и получил бесценный опыт. Android OS после перезагрузки планшета создала файл заново и процент зарядки стал работать более корректно, показывая реальный заряд, вот только время работы сократилось в разы. Впоследствии, разобрав устройство, перед тем как его выкинуть (интересно же) из-за смерти флеш-памяти, моему взгляду открылся аккумулятор без какого-либо контроллера вообще. Это была просто стопка листов, обмотанная дешевой пленкой, из которой торчали два провода.

Другим примером «что-то не так», безусловно являются инструкции по «раскачиванию» батареи, которые были в тренде еще несколько лет назад. По задумке «инструкторов», аккумулятор можно было заставить работать лучше (нести больший заряд), если после удаления статистики батареи несколько раз заряжать его до 100% и разряжать до выключения. Владельцы смартфонов для ускорения процесса разряда аккумулятора применяли различные бенчмарки, вновь и вновь запуская их. Привело это к тому, что предполагаемое Android OS время разряда аккумулятора стало более пессимистическим (время рассчитывалось исходя из полной нагрузки на смартфон), но реально смартфон работал дольше! У пользователя девайса складывалось ничем не обоснованное ощущение, что аккумулятор стал «раскачанным» и он передавал «бесценный опыт» дальше, нахваливая данный метод. На старых форумах можно встретить предложение повторять эту процедуру раз в две недели. Лично мне это напоминает другую процедуру, сугубо физиологическую.

Но чаще всего с отображением уровня заряда что-то идет не так у самых обычных пользователей, которые не пытаются изменить прошивку или пользоваться странными советами. И вина этих пользователей заключается лишь в том, что они вместо оригинального аккумулятора на замену купили дешевую копию («зато дешевле»). Или решили воспользоваться более продвинутым предложением и приобрели заднюю крышку с аккумулятором повышенной емкости (производства Nokla или Samsunc). В обоих случаях все ясно, – аккумулятор не соответствует заводским параметрам и статистическим данным, которые накопила Android OS. Даже если пользователь догадается сбросить телефон до заводских настроек, то это не исправит ситуацию и отображаемый уровень заряда начнет удивлять. Поэтому важно пользоваться только оригинальными комплектующими, либо продукцией сторонних поставщиков, которые приобрели лицензию на производство (у Apple, например).

Как измерить реальный заряд аккумулятора сторонними средствами?

Разумеется, есть специальные гаджеты для измерения емкости аккумулятора, стоят они недорого и продаются везде.

Или мультиметром, если он работает в режиме мАч, а аккумулятор смартфона можно извлечь. Для этого заряжаем смартфон на 100% (согласно индикатору Android OS), выключаем смартфон, извлекаем батарею, и соединяем красный щуп мультиметра с плюсом аккумулятора, а черный с минусом. После этого полученную мультиметром цифру делим на емкость аккумулятора, которая указана в ТТХ смартфона, и умножаем полученный результат на 100. Полученная цифра и будет отображать реальный заряд в процентах относительно эталонного значения. Например, мультиметром получаем результат 2800 мАч, производим расчеты с эталонным значением 3000 мАч и в итоге имеем, что реальная емкость аккумулятора нашего смартфона составляет только 93,3%. У операционной системы мультиметра нет, поэтому она будет опираться на сравнение заводских данных и статистику использования, т.е., самозабвенно врать пользователю о том, что «батарея в хорошем состоянии».

А что, если вставить в смартфон мультиметр, а то и измеритель мощности?

Если отбросить фактор размера (потребуется еще одна схема и силовые элементы, которые сделают смартфон толще), то перешагнуть через здравый смысл и законы физики все-равно не получится. По логике вещей, уровень заряда аккумулятора должен измеряться постоянно, а кто-нибудь задумывался, сколько электроэнергии потребляет сам мультиметр? Ведь он фактически заводит заряд в свою электрическую цепь и, перебирая сопротивления (потребляя электричество в процессе), выдает результат. Т.е., аккумулятор у нас один, а устройств электропотребления со схожими параметрами получается два. Поэтому и не устанавливают в смартфоны силовые измерительные приборы, как считаете?

Выводы

Приходится констатировать, что хоть как-то повлиять на срок службы аккумулятора смартфона, или добиться от него правдивых показаний по уровню заряда, пользователь не в состоянии. Все сторонние программы, якобы делающие это, являются заведомым «фейком», и даже вредны. Остается полагаться на совесть и компетентность производителя, пользоваться только оригинальными запчастями, и, главный вывод, – ничего не трогать руками и терпеть, потому что иначе будет только хуже.

И по-прежнему действует правило, которое выглядит так: меньше сторонних приложений – меньше расход заряда батареи.

Расскажите о вашем личном опыте по моддингу Android (касаемо энергопотребления), думаю всем будет интересно.

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

Параметры заряда и разряда батареи

Ключевой функцией батареи в фотоэлектрической системе является обеспечение энергией, когда другие источники энергии недоступны, и, следовательно, батареи в фотоэлектрических системах будут испытывать непрерывные циклы зарядки и разрядки.На все параметры аккумулятора влияет цикл зарядки и перезарядки аккумулятора.

Состояние заряда батареи (BSOC)

Ключевым параметром батареи, используемой в фотоэлектрической системе, является состояние заряда батареи (BSOC). BSOC определяется как доля общей энергии или емкости батареи, которая была использована по сравнению с общей доступной от батареи.

Уровень заряда батареи (BSOC или SOC) показывает отношение количества энергии, хранящейся в настоящее время в батарее, к номинальной номинальной емкости.Например, для батареи с 80% SOC и емкостью 500 Ач энергия, запасенная в батарее, составляет 400 Ач. Распространенным способом измерения BSOC является измерение напряжения батареи и сравнение его с напряжением полностью заряженной батареи. Однако, поскольку напряжение аккумулятора зависит от температуры, а также от состояния заряда аккумулятора, это измерение дает лишь приблизительное представление о состоянии заряда аккумулятора.

Глубина разряда

Во многих типах батарей вся энергия, накопленная в батарее, не может быть извлечена (другими словами, батарея не может быть полностью разряжена) без серьезного и часто непоправимого повреждения батареи.Глубина разряда (DOD) батареи определяет долю энергии, которая может быть снята с батареи. Например, если DOD батареи указан производителем как 25%, то только 25% емкости батареи может быть использовано нагрузкой.

Почти все батареи, особенно для возобновляемых источников энергии, имеют номинальную емкость. Однако фактическая энергия, которая может быть извлечена из аккумулятора, часто (особенно для свинцово-кислотных аккумуляторов) значительно меньше номинальной емкости.Это происходит потому, что, особенно для свинцово-кислотных аккумуляторов, извлечение из аккумулятора полной емкости резко сокращает срок службы аккумулятора. Глубина разряда (DOD) — это доля емкости аккумулятора, которая может быть использована от аккумулятора, и указывается производителем. Например, аккумулятор на 500 Ач с DOD 20% может обеспечить только 500 Ач x 0,2 = 100 Ач.

Суточная глубина разряда

Помимо указания общей глубины разряда, производитель аккумуляторов обычно также указывает суточную глубину разряда.Суточная глубина разряда определяет максимальное количество энергии, которое может быть извлечено из батареи за 24 часа. Обычно в более крупномасштабной фотоэлектрической системе (например, для удаленного дома) размер аккумуляторной батареи изначально такой, что суточная глубина разряда не является дополнительным ограничением. Однако в небольших системах, которые имеют относительно несколько дней хранения, может потребоваться рассчитать суточную глубину разряда.

Скорость зарядки и разрядки

Обычный способ определения емкости батареи — это указать емкость батареи как функцию времени, которое требуется для полной разрядки батареи (обратите внимание, что на практике батарея часто не может быть полностью разряжена).Обозначение для определения емкости батареи таким образом записывается как Cx, где x — время в часах, которое требуется для разряда батареи. C10 = Z (также записывается как C10 = xxx) означает, что емкость аккумулятора равна Z, когда аккумулятор разряжается за 10 часов. Когда скорость разряда уменьшается вдвое (а время, необходимое для разряда батареи, увеличивается вдвое до 20 часов), емкость батареи возрастает до Y. Скорость разряда при разряде батареи за 10 часов определяется путем деления емкости на время.Следовательно, C / 10 — это тариф заряда. Это также может быть записано как 0,1C. Следовательно, спецификация C20 / 10 (также обозначаемая как 0,1C20) — это скорость заряда, полученная, когда емкость батареи (измеренная, когда батарея разряжается за 20 часов) разряжается за 10 часов. Такие относительно сложные обозначения могут возникнуть, когда в течение коротких периодов времени используются более высокие или более низкие тарифы.

Скорость зарядки в амперах выражается в сумме заряда, добавляемого к аккумулятору за единицу времени (т.е.е., Кулон / сек, что является единицей измерения ампер). Скорость заряда / разряда может быть указана напрямую, задавая ток — например, аккумулятор может заряжаться / разряжаться при токе 10 А. Однако более часто скорость заряда / разряда задается путем определения количества времени, необходимого для полностью разрядите аккумулятор. В этом случае скорость разряда определяется как емкость аккумулятора (в Ач), деленная на количество часов, необходимое для зарядки / разрядки аккумулятора. Например, аккумулятор емкостью 500 Ач, который теоретически разряжается до напряжения отключения за 20 часов, будет иметь скорость разряда 500 Ач / 20 ч = 25 А.Кроме того, если аккумуляторная батарея 12 В, то мощность, подаваемая на нагрузку, составляет 25 А x 12 В = 300 Вт. Обратите внимание, что аккумулятор разряжен до максимального уровня только «теоретически», поскольку большинство практичных аккумуляторов не могут быть полностью разряжены без повреждения аккумулятора или сокращения срока его службы.

Режимы зарядки и разрядки

Каждый тип батареи имеет определенный набор ограничений и условий, связанных с режимом зарядки и разрядки, и многие типы батарей требуют определенных режимов зарядки или контроллеров заряда.Например, никель-кадмиевые батареи перед зарядкой должны быть почти полностью разряжены, в то время как свинцово-кислотные батареи никогда не должны разряжаться полностью. Кроме того, напряжение и ток во время цикла зарядки будут разными для каждого типа аккумулятора. Как правило, зарядное устройство или контроллер заряда, предназначенные для одного типа аккумулятора, не могут использоваться с другим типом.

Зарядные батареи | Mastervolt

Напряжение заряда

Mastervolt gel (2 В, 12 В) и Mastervolt AGM (6 В, 12 В) следует заряжать напряжением 14.25 В для систем 12 В и 28,5 В для систем 24 В. За фазой абсорбции следует фаза подзарядки (см. 3-ступенчатую + зарядную характеристику на стр. 242), в которой напряжение снижается до 13,8 В для систем 12 В и 27,6 В для систем 24 В. Эти цифры предполагают температуру 25 ° C.

Для влажных свинцово-кислотных аккумуляторов напряжение поглощения составляет 14,25 В для систем 12 В и 28,5 В для систем 24 В. Напряжение холостого хода для этого типа батареи составляет 13,25 В для 12 В и 26,5 В для систем на 24 В. Все эти цифры приведены для 25 ° C.

заряжаются напряжением поглощения 14,25 В для 12 В и 28,5 В для систем на 24 В. Напряжение холостого хода составляет 13,5 В для 12 В и 27 В для 24 В.

Ток заряда

Практическое правило для гелевых и AGM аккумуляторов гласит, что минимальный зарядный ток должен составлять от 15 до 25% емкости аккумулятора. Во время зарядки вы обычно продолжаете подавать питание на подключенные устройства, и эту потребляемую мощность следует прибавить к 15-25%.

Это означает, что для батареи на 400 Ач и подключенной нагрузки в десять ампер требуется зарядное устройство емкостью от 70 до 90 ампер, чтобы зарядить батарею за разумное время.

Максимальный ток зарядки составляет 50% для гелевой батареи и 30% для батареи AGM. Литий-ионные аккумуляторы Mastervolt могут подвергаться гораздо более высоким токам заряда. Однако, чтобы максимально продлить срок службы литий-ионной батареи, Mastervolt рекомендует максимальный зарядный ток 30% от емкости. Например, для батареи на 180 Ач это означает максимальный зарядный ток 60 ампер.

Зарядное устройство с температурной компенсацией для оптимальной защиты

Для обеспечения максимально длительного срока службы гелевых, AGM и литий-ионных аккумуляторов требуется современное зарядное устройство Mastervolt с трехступенчатой ​​+ зарядной характеристикой.Эти зарядные устройства для аккумуляторов непрерывно регулируют напряжение заряда и ток заряда.

Для влажных гелевых и AGM аккумуляторов рекомендуется иметь датчик для измерения температуры аккумулятора. Это регулирует напряжение заряда в соответствии с температурой аккумулятора, продлевая срок его службы. Мы называем это «температурной компенсацией».

Кривая температурной компенсации

Поскольку устройства, такие как холодильники, всегда потребляют энергию от аккумулятора, даже когда он заряжается, температурная компенсация Mastervolt включает максимальный эффект компенсации для защиты подключенных устройств.Компенсация составляет не более 14,55 В для системы 12 В и 29,1 В для системы 24 В.

При очень высоких (> 50 ° C) и низких (<-20 ° C) температурах влажные гелевые и AGM-аккумуляторы больше не могут заряжаться. За пределами этих пределов зарядное устройство Mastervolt будет продолжать питать подключенных потребителей, но не заряжать батареи.

Для литий-ионных батарей не требуется регулировка напряжения на более высокую или более низкую температуру.

Приведенная ниже формула используется для расчета времени зарядки гелевого или AGM аккумулятора:

Приведенная ниже формула используется для расчета времени зарядки литий-ионного аккумулятора:

Lt = время зарядки
Co = емкость аккумулятора
eff = эффективность; 1.1 для гелевой батареи, 1,15 для батареи AGM и 1,2 для залитой батареи
Al = ток зарядного устройства
Ab = потребление подключенного оборудования в процессе зарядки

Расчет времени зарядки

При расчете времени зарядки аккумулятора необходимо учитывать следующее:

Первое, на что следует обратить внимание — это эффективность батареи. В стандартной влажной батарее это около 80%. Это означает, что если 100 Ач разряжены от батареи, необходимо зарядить 120 Ач, чтобы снова можно было извлечь 100 Ач.У гелевых и AGM аккумуляторов эффективность выше — от 85 до 90%, поэтому потери меньше и время зарядки меньше по сравнению с мокрыми батареями. В литиево-ионных батареях КПД достигает 97%.

Еще одна вещь, которую необходимо иметь в виду при расчете времени зарядки, заключается в том, что последние 20% процесса зарядки (от 80 до 100%) занимают около четырех часов с влажными, гелевыми и AGM батареями (это не относится к литий-ионным батареям. батареи). Во второй фазе, также называемой фазой поглощения или постзарядки, тип батареи определяет, сколько тока потребляется, независимо от емкости зарядного устройства.

Явление фазы постзарядки снова не относится к литий-ионным батареям, которые заряжаются намного быстрее.

Вредное воздействие пульсаций напряжения на аккумуляторы

Батарея может выйти из строя преждевременно из-за пульсаций напряжения, создаваемых зарядными устройствами. Чтобы предотвратить это, пульсации напряжения, вызванные зарядным устройством, должны оставаться как можно более низкими.

Пульсации напряжения приводят к токам пульсаций. Как показывает практика, пульсирующий ток должен оставаться ниже пяти процентов от установленной емкости батареи.Если к аккумулятору подключено навигационное или коммуникационное оборудование, такое как устройства GPS или VHF, пульсации напряжения не должны превышать 100 мВ (0,1 В). Дальнейшее действие может привести к неисправности оборудования.

Mastervolt оснащены отличной системой регулирования напряжения, а генерируемые ими пульсации напряжения всегда ниже 100 мВ.

Еще одним преимуществом низкого напряжения пульсаций является предотвращение повреждения системы, если, например, клемма аккумулятора не закреплена должным образом или подверглась коррозии.Благодаря низкому напряжению пульсаций зарядное устройство Mastervolt может питать систему даже без подключения к аккумуляторной батарее.

Определение степени заряда аккумулятора

Приведенное рядом объяснение, касающееся экспоненты Пойкерта, показывает, что состояние заряда батареи не может быть просто определено на основе, например, измерения напряжения батареи.

Самый лучший и самый точный способ проверить состояние заряда — использовать амперметр (монитор батареи).Примером такого измерителя является монитор батареи Mastervolt MasterShunt, BTM-III или BattMan. Помимо тока заряда и разряда, этот монитор также показывает напряжение батареи, количество потребляемых ампер-часов и время, оставшееся до того, как аккумуляторная батарея потребует подзарядки.

Одна из вещей, которая отличает Mastervolt Battery Monitor от других поставщиков, — это наличие исторических данных. Это показывает, например, циклы заряда / разряда батареи, самый глубокий разряд, средний разряд, а также самое высокое и самое низкое измеренное напряжение.

Закон Пойкерта

На первый взгляд кажется несложным подсчитать, сколько еще батарея будет обеспечивать достаточную мощность. Один из наиболее распространенных методов — разделить емкость аккумулятора на ток разряда. Однако на практике такие расчеты часто оказываются неверными. Большинство производителей аккумуляторов указывают емкость аккумулятора, исходя из того, что время разряда составляет 20 часов. Например, батарея на 100 Ач должна обеспечивать 5 ампер в час в течение 20 часов, в течение которых напряжение не должно опускаться ниже 10.5 В (1,75 В / элемент) для аккумулятора 12 В. К сожалению, при разряде при уровне тока 100 ампер аккумулятор на 100 Ач обеспечивает всего 45 Ач, а это означает, что его можно использовать менее 30 минут.

Это явление описывается формулой — законом Пейкерта — изобретенной более века назад первопроходцами в области аккумуляторных батарей Пойкертом (1897) и Шредером (1894). Закон Пейкерта описывает влияние различных значений разряда на емкость батареи, то есть то, что емкость батареи уменьшается при более высоких скоростях разряда.Все мониторы аккумуляторов Mastervolt учитывают это уравнение, поэтому вы всегда будете знать правильное состояние своих аккумуляторов.

Пойкерта не применяется к литий-ионным батареям, поскольку подключенная нагрузка не влияет на доступную емкость.

Формула Пойкерта для определения емкости аккумулятора при заданном токе разряда:

Cp = емкость аккумулятора, доступная при заданном токе разряда
I = уровень тока разряда
n = показатель Пейкерта = log T2 — logT1: log I1 — log I2
T = время разряда в часах

I1, I2 и T1, T2 можно найти, выполнив два испытания на разряд.Это включает в себя двукратную разрядку аккумулятора при двух разных уровнях тока.

Один высокий (I1) — скажем, 50% емкости батареи — и один низкий (I2) — около 5%. В каждом из тестов регистрируется время T1 и T2, которое проходит до того, как напряжение батареи упадет до 10,5 В. Провести два испытания на разряд не всегда просто. Часто большая нагрузка будет недоступна или не будет времени для теста медленной разрядки. Вы можете получить данные, необходимые для вычисления показателя Пойкерта, из технических характеристик батареи.

Вентиляция

В нормальных условиях гелевые, AGM и литий-ионные аккумуляторы практически не выделяют опасного газообразного водорода. Утечка газа незначительна. Однако, как и в случае со всеми другими батареями, во время зарядки выделяется тепло. Чтобы обеспечить максимально долгий срок службы, важно, чтобы это тепло отводилось от батареи как можно быстрее. Следующая формула может использоваться для расчета вентиляции, необходимой для зарядных устройств Mastervolt.

Q = требуемая вентиляция в м³ / ч
I = максимальный ток заряда зарядного устройства
f1 = 0.Уменьшение на 5 для гелевых батарей
f2 = уменьшение на 0,5 для закрытых батарей
n = количество используемых элементов (12-вольтовая батарея имеет шесть элементов по 2 вольта каждая)

Возвращаясь к примеру аккумуляторной батареи 12 В / 400 Ач и зарядного устройства на 80 А, минимальная необходимая вентиляция будет: Q = 0,05 x 80 x 0,5 x 0,5 x 6 = 6 м³ / ч

Этот воздушный поток настолько мал, что обычно достаточно естественной вентиляции. Если батареи установлены в закрытом корпусе, потребуются два отверстия: одно сверху и одно снизу.Размеры вентиляционного отверстия можно рассчитать по следующей формуле:

A = отверстие в см²
Q = вентиляция в м³

В нашем случае это составляет 28 x 6 = 168 см² (около 10 x 17 см) для каждого отверстия.

не выделяют водород и поэтому безопасны в использовании. При быстрой зарядке аккумуляторов происходит некоторая степень выделения тепла, и в этом случае приведенная выше формула может использоваться для отвода тепла.

Обратитесь к установщику для более крупных систем с несколькими зарядными устройствами.

<< Назад к обзору

Как определить, заряжен ли аккумулятор 12 В

by G.K. Bayne

Только 12-вольтовые свинцово-кислотные аккумуляторы можно заряжать с помощью электрического зарядного устройства. Есть два основных физических типа свинцово-кислотных аккумуляторов, SLA (герметичные свинцово-кислотные) и обслуживаемые аккумуляторные батареи с открытым верхом.SLA соответствует названию; он не дает доступа для проверки уровня жидкости в батарее внутри каждой отдельной батареи. Батарея с открытым верхом или обслуживаемая батарея позволяет пользователю проверять и добавлять жидкость в батарею. Оба этих типа батарей можно легко проверить на полную зарядку.

Шаг 1

Присоедините автомобильную фару на 12 В к положительной (+) и отрицательной (-) клеммам аккумуляторной батареи. Оставьте лампу подключенной примерно на три минуты. Это снимет любые поверхностные заряды с аккумулятора, если он был недавно заряжен.Поверхностный заряд возникает в процессе зарядки и может дать ложный результат при следующем испытании.

Шаг 2

Вставьте красный провод вольтметра в разъем, обозначенный как «Вольт». Вставьте черный провод измерителя в разъем, помеченный как «com». Установите переключатель на измерителе в положение «DC Volts».

Шаг 3

Коснитесь красным проводом положительной клеммы аккумулятора. Подключите черный провод к отрицательной клемме.

Шаг 4

Считайте значение в постоянном токе на лицевой стороне измерителя.

Соблюдайте следующие значения, чтобы оценить состояние аккумулятора по показаниям счетчика. Значение напряжения 12,7 В и выше означает, что аккумулятор заряжен на 100 процентов. Значение напряжения 12,4 В будет указывать на то, что аккумулятор заряжен только на 75 процентов. Показания счетчика 12,2 В или 12,0 В будут указывать на уровень заряда 50 процентов и 25 процентов соответственно. Любые значения ниже 11,9 В будут указывать на полностью разряженную батарею и, возможно, повреждение накопителя.Показания напряжения 10,5 В и ниже показывают, что аккумулятор серьезно поврежден и требует замены.

Справочная информация

Советы

• При обслуживании свинцово-кислотных аккумуляторов соблюдайте спецификации производителя аккумуляторов и подробности технического обслуживания. Для некоторых типов батарей могут применяться особые меры предосторожности.

Вещи, которые вам понадобятся

• Автомобильная фара на 12 В
• Вольтметр

Предупреждения

• Всегда заряжайте свинцово-кислотные аккумуляторы в хорошо вентилируемом месте.В процессе зарядки выделяется легковоспламеняющийся газ, который может воспламениться любым открытым пламенем.

Еще статьи

Увеличение срока службы батарей — Century Batteries

Аккумулятор — это самое важное оборудование в вашем автомобиле. Ваш автомобиль может быть от известного производителя, быть в хорошем состоянии, иметь полный бак топлива и быть оснащен новыми шинами, но если у вас разряженная батарея, вы никуда не поедете.

Большинство автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов теперь классифицируются как «необслуживаемые», но это не означает, что вы ничего не можете сделать, чтобы продлить их срок службы.

Если вы хотите продлить срок службы батареи, есть несколько простых вещей, которые вы можете сделать дома. Как правило, следующие пункты следует проверять один раз в месяц для поддержания производительности optiumum или как минимум каждые три месяца.

1. Проверить напряжение

Для проверки напряжения вам понадобится вольтметр, который можно недорого купить в большинстве крупных магазинов автомобильных запчастей. Проверьте напряжение аккумулятора с помощью вольтметра, чтобы определить дальнейшие действия.

• 12,6 В или выше — Аккумулятор исправен и полностью заряжен. Никаких дополнительных действий не требуется.
• 12,5 В — Ваш аккумулятор находится в хорошем состоянии заряда, но мы рекомендуем повторно проверить его в течение нескольких дней, чтобы убедиться, что напряжение больше не упало.
• 12,1 — 12,4 В — Аккумулятор частично разряжен, и его следует как можно скорее зарядить с помощью подходящего зарядного устройства. Срок службы батареи будет умеренно снижаться, если она будет оставаться в этом диапазоне напряжений в течение продолжительных периодов времени.
• 12,0 В или ниже — При напряжении 12,0 В аккумулятор считается полностью разряженным или «разряженным», и его следует зарядить как можно скорее. Срок службы батареи значительно снизится, если она будет оставаться в этом диапазоне напряжений в течение продолжительных периодов времени.
  • ПРИМЕЧАНИЕ: После полной подзарядки мы настоятельно рекомендуем посетить ближайшего продавца Century, чтобы получить бесплатную проверку аккумулятора . Эта проверка поможет определить, есть ли неисправность в аккумуляторе или в системе зарядки вашего автомобиля.

2. Проверить уровень электролита