Таблица напряжений аккумулятора автомобиля: Напряжение аккумулятора автомобиля: таблица параметров заряженного и разряженного АКБ

Аккумуляторы в вопросах и ответах — журнал За рулем

Из-за чего разряжается батарея? Как выбрать режим заряда? Всегда ли правы гарантийщики? Ищем ответы на различные «аккумуляторные» вопросы.

Зарядка для кошелька называется работой. Заряжается месяц, садится за неделю. (анекдот)

Популярные вопросы на тему «Какую батарею купить?» всё чаще уступают место другим — из серии «А чой-то с ней случилось?». Иными словами, прежде чем бежать за новым аккумулятором, хочется убедиться, что он не помрет через пару дней вслед за старым. Это вполне разумный подход, особенно в кризисные времена.

Мы высказываем свое мнение по поводу наиболее типичных ситуаций из жизни аккумуляторов.

Каким должно быть напряжение на клеммах аккумулятора и как его правильно замерить?

Следует измерять так называемое напряжение разомкнутой цепи (НРЦ). Его контролируют при холодном двигателе; снимать клемму при этом не нужно. НРЦ должно составлять не менее 12,5 В для аккумулятора любого типа.

Если оно ниже, батарею нужно зарядить в теплом помещении. После заряда и выдержки (хранение отключенной от зарядного устройства батареи в течение 10–15 часов) НРЦ должно составлять 12,5- 12,7 В. В противном случае следует обратиться на сервис: пусть батарею попробуют оживить там. В любом случае это будет дешевле, чем сразу бросаться покупать новую.

Материалы по теме

Можно ли говорить о напряжении на клеммах как о критерии заряженности батареи? Как получается, что на сервисе потребителю часто отдают недозаряженную батарею, хотя фирменный тестер при этом показывает нормальное напряжение?

Можно: именно НРЦ — главный критерий заряженности. К сожалению, многие фирменные тестеры часто показывают лишь, что батарея «заряжена и в хорошем состоянии». Важный момент: если измерение проводится сразу после окончания заряда, то полученное значение — это не НРЦ, а напряжение при заряде. Например, в конце заряда безнагрузочный тестер дает оценку состояния батареи при 12,8 В, а после суток хранения батареи НРЦ составляет уже 12,3 В.

Чем зарядка на сервисе принципиально отличается от зарядки в домашних условиях?

Разница — в наличии мощного оборудования, которое в зависимости от состояния батареи обеспечит любой теоретически возможный режим заряда, например определенным током или при определенном напряжении. В идеале процесс должен быть комбинированным, сочетая в себе оба режима; именно поэтому предпочтительнее, чтобы неспециалист перепоручил такую работу сервису. Важно знать, что при разряде батареи на поверхности пластин оседает сульфат свинца с высоким электрическим сопротивлением — а в процессе заряда вся активная масса должна вернуться из сульфата в рабочее состояние. Недорогие импульсные зарядники с такой задачей, как правило, не справляются.

Если зарядному устройству нужна большая мощность, то не следует ли из этого вывод, что зарядники предыдущего поколения были эффективнее нынешних, малогабаритных?

Да, предыдущее поколение мощных трансформаторных выпрямителей эффективнее поднимало заряженность аккумулятора, но приходилось мириться с выкипанием воды и постоянно ее подливать. Современный автоматический режим (точнее, алгоритм заряда) бережно восстанавливает батарею, предотвращая потерю воды из электролита.

Зачем вообще нужны зарядные устройства, если машину удалось-таки пустить от внешнего источника? Достаточно ли просто проехать какое-то расстояние, чтобы батарея пришла в себя?

Да, достаточно, если разряд батареи произошел прошлой ночью, например из-за невыключенных фар. Нет, если разряд батареи накапливался постепенно в процессе эксплуатации. Такое бывает при коротких поездках или толкании в пробках с включенными энергопотребителями, когда батарее просто некогда нормально зарядиться.

Таблица напряжений аккумулятора автомобиля — Все о Лада Гранта

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

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

Ниже: степень заряженности, % -> Напряжение батареи (В.)
100 -> 12.71
95 -> 12.65
90 -> 12.57
85 -> 12. 53
80 -> 12.47
78 -> 12.41
70 -> 12.37
65 -> 12.33
60 -> 12.29
55 -> 12.25
50 -> 12.21
40 -> 12.13
30 -> 12.05
20 -> 11.99
10 -> 11.95
Более точно измерить уровень заряженности аккумулятора можно только с помощью специальных зарядных устройств с микропроцессором и памятью. Эти современные устройства могут отслеживать как разряд, так и заряд аккумулятора на протяжении нескольких циклов. Такой метод является наиболее точным и с его помощью можно сэкономить деньги при замене или обслуживании аккумулятора.

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

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

По напряжению аккумулятора можно судить о степени заряженности АКБ, поэтому следует научиться правильно определять эту величину на клеммах источника электроэнергии. В этой статье будут описаны основные методы измерения этого параметра с помощью мультиметра, а также будут приведены эталонные значения напряжения на батареях различной конструкции.

Напряжение аккумулятора под нагрузкой

Напряжение аккумулятора под нагрузкой будет ниже, чем в состоянии покоя. По этому показателю можно также судить об исправности батареи. Если после подключения нагрузочной вилки контрольный прибор покажет менее 9 В, то АКБ разряжена и ее необходимо зарядить. Если после повторения процедуры ситуация не изменится, то батарею в ближайшее время нужно будет заменить новой.

Если нет возможности применить нагрузочную вилку, для проведения тестирования аккумулятора под нагрузкой, то можно воспользоваться цифровым мультиметром, а в качестве нагрузки включить стартер двигателя.

Если напряжение в бортовой сети при включении стартера упадёт ниже 9 В, то в этом случае также потребуется зарядить АКБ с помощью ЗУ. Также стоит проверить элементы проводки и потребители электроэнергии на исправность. Если нет утечки электричества в системе, а при полностью заряженной батарее будет снова наблюдаться чрезмерное падение напряжения, то аккумулятор стоит заменить.

Если мощные потребители электроэнергии не будут подключаться к аккумулятору, то напряжение под незначительной нагрузкой слишком сильно изменяться не будет.

Напряжение аккумулятора без нагрузки

Напряжение аккумулятора, к которому не подсоединены потребители электроэнергии, составляет 12,6 – 12,8 В. Если напряжение в состоянии покоя меньше этого показателя, то это будет говорить о том, что батарея разряжена или в некоторых банках имеется короткое замыкание. Эксплуатация АКБ с пониженным уровнем заряда непременно приведёт к образованию на пластинах сернокислого свинца, что станет причиной значительного падения ёмкости устройства.

Чтобы произвести точные измерения напряжения аккумулятора без нагрузки следует обязательно снять клеммы с выводов батареи непосредственно перед подключением измерительного прибора.

Напряжение заряженного аккумулятора

Если аккумулятор полностью заряжен, то величина напряжения будет зависеть от модели АКБ. Если эксплуатируется обычная сурьмянистая батарея, то минимальное значение этого показателя должно быть 12,6 В.

У кальциевого аккумулятора этот показатель может быть немного выше, а на клеммах гелевой батареи, этот параметр не должно опускаться ниже 13 В. При отклонении этого показателя от нормы АКБ необходимо зарядить током равным 10% от ёмкости батареи.

Если напряжение аккумулятора замеряется при работающем двигателе, то показания прибора будут значительно выше. При исправном аккумуляторе и реле-регуляторе напряжение на клеммах может достигать максимального значения в 14 В.

Нормальное напряжение аккумулятора

Нормальное напряжение АКБ – это показатель, который отображён в документации к источнику электроэнергии. Если при покупке новой батареи, её не удаётся зарядить до указанного в инструкции значения, то такая неисправность будет являться гарантийным случаем.

Если на автомобиле исправен реле-регулятор и генератор, то АКБ, во время эксплуатации машины, будет автоматически заряжаться до нормального уровня. Желательно на протяжении всего срока эксплуатации стремиться к использованию батареи только при наличии нормального напряжения на клеммах. При значительных отклонениях этого параметра в меньшую сторону в зимнее время года, электролит в разряженном аккумуляторе может полностью замёрзнуть, а летом будут более интенсивно разрушаться свинцовые пластины.

Уровень заряда у сурьмянистых и гибридных АКБ при напряжении в Вольтах
Темперптура электролита	100%	75%	50%	25%	0%
48,9	12,663	12,463	12,253	12,073	11,903
43,3	12,661	12.,461	12,251	12,071	11,901
37,8	12,658	12,458	12,248	12,068	11,898
32,2	12,655	12,455	12,245	12,065	11,895
26,7	12,650	12,45	12,240	12,060	11,890
21,1	12,643	12,443	12,233	12,053	11,883
15,6	12,634	12,434	12,224	12,044	11,874
10	12,622	12,422	12,212	12,032	11,862
4,4	12,606	12,406	12,196	12,016	11,846
-1,1	12,588	12,388	12,178	11,998	11,828
-6,7	12,566	12,366	12,156	11,976	11,806
-12,2	12,542	12,342	12,132	11,952	11,782
-17,8	12,516	12,316	12,106	11,926	11,756

Уровень заряда у Кальциевых, AGM и GEL АКБ при напряжении в Вольтах
Темперптура электролита	100%	75%	50%	25%	0%
48,9	12,813	12,613	12,416	12,013	11,813
43,3	12,811	12,611	12,411	12,011	11,811
37,8	12,808	12,608	12,408	12,008	11,808
32,2	12,805	12,605	12,405	12,005	11,805
26,7	12,8	12,6	12,4	12,0	11,8
21,1	12,793	12,593	12,393	11,993	11,793
15,6	12,784	12,584	12,384	11,984	11,784
10	12,772	12,572	12,372	11,972	11,772
4,4	12,756	12,556	12,356	11,956	11,756
-1,1	12,738	12,538	12,338	11,937	11,738
-6,7	12,716	12,516	12,316	11,916	11,716
-12,2	12,692	12,492	12,292	11,892	11,692
-17,8	12,666	12,466	12,266	11,866	11,666

Напряжение разряженного аккумулятора

Если напряжение аккумулятора менее 11,6 В, то АКБ считается полностью разряженной. В этом случае эксплуатация источника электроэнергии невозможна и для восстановления его работоспособности потребуется использовать зарядное устройство, работающее от сети 220 В.

Практически все свинцовые АКБ чувствительны к полному разряду. Кислотно кальциевые аккумуляторы способно потерять значительную часть своей емкости даже после однократного глубокого разряда. Сурьмянистое устройство обладает большое терпимостью. Наиболее устойчивы к полному разряду являются гелевые и AGM батареи.

Напряжение аккумулятора зимой

Зимой, постоянный недозаряд батареи может привести к значительному уменьшению плотности электролита, вследствие чего жидкость внутри банок может замёрзнуть. Замерзание электролита, во многих случаях, приводит к полной неработоспособности источника электроэнергии. Чтобы этого не произошло в зимний период на клеммах должно быть не менее 12,5 В.

Если эксплуатируется обслуживаемая модель аккумулятора, то уровень заряженности батареи можно контролировать без использования вольтметра. Достаточно производить регулярные замеры плотности электролита, которая у полностью заряженной АКБ должна составлять около 1,28 г/см3.

Зависимость напряжения от плотности электролита

Уровень заряда батареи напрямую зависит от плотности электролита. Если АКБ является обслуживаемой, то уровень заряженности можно довольно точно померить без использования тестера. С помощью ареометра плотность замеряется забором небольшого количества электролита с каждой банки устройства. Максимальная плотность смеси серной кислоты и воды в полностью заряженном аккумуляторе составляет 1,3 г/см3.

Придерживаться этого показателя следует, если машина эксплуатируется на морозе. В летнее время может эксплуатировать АКБ при плотности 1,26 г/см3 и выше. Если плотность электролита находится в этих пределах, то напряжение на клеммах будет около 12,7 В. При падении плотности происходит и пропорциональное снижение разности потенциалов на клеммах аккумулятора.

Особенно сильно этот показатель может снизиться при наличии негерметичных мест в корпусе батареи, через которые часть электролита будет вытекать. Восстановить уровень электролита можно будет за счёт добавления дистиллированной воды.

Как проверить напряжение аккумулятора мультиметром

Замерить рабочее напряжение на клеммах аккумулятора можно с помощью вольтметром, который является одной из функций мультиметра.

Аккумуляторная батарея является источником постоянного тока, поэтому перед началом измерительных работ следует перевести прибор в положении «DC». Также следует установить ограничение по напряжению 20 В, чтобы можно было произвести более точные измерения.

После правильной подготовки измерительного прибора достаточно будет соединить чёрный щуп с минусом, а красный – с плюсом АКБ, чтобы прибор показал напряжение постоянного тока. Если перепутать щупы, то значение будет отрицательным.

Для безопасной эксплуатации аккумуляторных батарей необходимо придерживаться следующих правил:

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

Технические характеристики

Значения напряжения и емкости обычно входят в название модели батареи. Например: RA12-200DG — батарея напряжением 12 вольт и емкостью 200 ампер*часов, гелевая, глубокого разряда. Это значит, что батарея может выдать в нагрузку энергию 12 х 200 = 2400 Вт*ч при 10 часовом разряде током в 1/10 от емкости. При больших токах и быстром разряде емкость батареи понижается. При меньших токах — обычно увеличивается. Это можно видеть на графике разрядных характеристик аккумуляторных батарей. Также, нужно смотреть на разрядные характеристики на конкретные батареи. Иногда производители в названии пишут завышенную емкость аккумулятора, которая имеет место только в идеальных условиях — так, например, делает Haze (у аккумуляторов Haze реальная емкость процентов на 10-20 ниже, чем указано в названии батареи).

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

Емкость батареи

Заряд-разрядные кривые

Напряжение

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

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

Степень заряженности

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

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

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

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

Степень заряженности	Батарея 12В	Батарея 24 В	Плотность электролита
100	12.70	25.40	1.265
95	12.64	25.25	1.257
90	12.58	25.16	1.249
85	12.52	25.04	1.241
80	12.46	24.92	1.233
75	12.40	24.80	1.225
70	12.36	24.72	1.218
65	12.32	24.64	1.211
60	12.28	24.56	1.204
55	12.24	24.48	1.197
50	12.20	24.40	1.190
40	12.12	24.24	1.176
30	12.04	24.08	1.162
20	11. 98	23.96	1.148
10	11.94	23.88	1.134

Срок службы аккумуляторов

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

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

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

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

Максимальные токи заряда и разряда

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

Саморазряд

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

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

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

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

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

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

Дополнительная информация по теме в Разделе «Библиотека«. Настоятельно рекомендуем почитать эту статью

ГЛОССАРИЙ

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

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

Саморазряд — потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.

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

Срок хранения — максимальный период времени, в течение которого батарея может храниться при оговоренных условиях, не требуя дополнительной зарядки.

Таблица рабочих напряжений аккумуляторов: расчет нормального заряда АКБ

Аккумулятор для автомобиля – настолько важный элемент, что он может даже при выключенном моторе поддерживать работу многих узлов машины, работающих от электричества, а также системы сигнализации. Однако, главная задача аккумуляторной батареи (АКБ) состоит в запуске стартера после поворота ключа зажигания. Если в процессе работы двигателя генератору не хватает мощности, АКБ является резервным вариантом. Однако выполнять все возложенные функции аккумулятор может только, если сам будет достаточно заряжен, поэтому любому автолюбителю необходимо знать, каким же должно быть напряжение на аккумуляторной батарее.

Аккумулятор – один из важнейших элементов автомобиля

Что такое аккумуляторное напряжение

Напряжение АКБ, а также показатели объема и плотности электролитической жидкости в ней способны показать, насколько пригоден данный аккумулятор к работе. Для длительной и беспроблемной службы этого агрегата необходимо постоянно контролировать уровень его заряда и другие параметры и вовремя его подзаряжать.

Напряжением аккумуляторной батареи считается разница между потенциалами на ее выводных концах. Этот показатель неразрывно связан с понятием электродвижущей силы – ЭДС (она обуславливает течение электричества по цепи, а также существование той самой разницы потенциалов). При отсутствии ЭДС напряжение просто не появится. Однако даже если электрическая цепь разомкнута, в АКБ присутствует электродвижущая сила и, соответственно, имеется напряжение.

Чем и в чём измеряется напряжение

Так же, как и электродвижущая сила, аккумуляторное напряжение принято  считать в вольтах. Согласно электрофизической формуле, величина ЭДС есть сумма напряжения и произведения тока в цепи на внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи. Проще говоря, нормальное напряжение аккумулятора вкупе с током внешней нагрузки и составляют его электродвижущую силу.

Для того чтобы определить, сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор, пригодятся такие приборы, как тестер-мультиметр или совсем простой вольтметр.

Прибор для измерения напряжения в АКБ – мультиметр

Чтобы проверить заряд аккумулятора с помощью мультиметра, он должен быть выставлен в режим контроля напряжения. Его щупы-манипуляторы соприкасаются с:

• положительным выводом – щуп красного цвета;
• отрицательным выводом – щуп черного цвета.

Важно! Не стоит бояться перепутать выводы, в таком случае просто показатели аккумулятора по напряжению выйдут отрицательными, а это невозможно.

Обратите внимание! Предварительно следует разомкнуть электрическую цепь автомобиля, т. е. попросту снять аккумуляторную батарею (или убрать клеммы), чтобы АКБ работал без нагрузки. Значение напряжения будет высвечиваться на дисплее мультиметра.

При нежелательности или невозможности разрыва цепи в авто можно использовать специальные накладные датчики с эффектом изменчивости напряжения магнитного поля, если по ним пропускается электроток заданной величины. Такие измерения будут более точными.

На станциях техобслуживания профессионалы применяют для контроля напряжения, которое способен выдавать  аккумулятор, так называемую нагрузочную вилку – некоторое количество шунтов с определенным сопротивлением, которые присоединяются к батарее. В такой вилке уже есть внутренний вольтметр. Для измерения напряжения этим прибором также не требуется размыкать цепь. Показатели, полученные с помощью нагрузочной вилки, дают возможность оценить, какой уровень напряжения показывает аккумулятор при запуске двигателя.

Нагрузочная вилка имеет встроенный вольтметр

Норма заряда АКБ

Итак, какое напряжение должно быть на аккумуляторе, когда он полностью зарядится?

Нормой для АКБ из шести элементов является от 12,6 до 12,9 вольт. Это напряжение, выдаваемое в полностью заряженном состоянии, т. е. на одну «банку» приходится 2,1-2,15 вольта. Если измерения приносят меньшие цифры, аккумулятор разрядился или сломан, это чревато более медленным вращением стартера и плохой работой двигателя.

Напряжение на клеммах аккумулятора, которое измеряется в момент заведения мотора от стартера, должно быть не ниже 9,5 вольт (оптимально 13,5-14 вольт). Если значение опускается ниже нормы, это повод считать стартер неисправным (чем дольше он используется, тем более это вероятно). Если же показатели превышают норму (могут достигать 14,5 вольт), значит, аккумуляторная батарея очень сильно разряжена, и генератор это компенсирует повышенной выработкой тока.

Напряжение АКБ зависит и от плотности, и температуры электролитической жидкости в ней. Чем выше плотность, чем выше уровень напряжения батареи. Существует специальная таблица, показывающая зависимость процента заряженности аккумулятора, плотности и температуры электролита. Например, при 100-%ном уровне заряда напряжение составит 12,7 вольт, плотность электролита – 1,265 грамм/см3, а температура замерзания – 60 градусов. При половинном (50%) заряде напряжение – 12,20 вольт, плотность – 1,19 грамм/см3, а температура – 24 градуса.

Что делать, если аккумулятор разряжается

Если измерения показывают низкий заряд аккумулятора, это не значит, что он не пригоден к использованию. Конечно, все автоспециалисты в один голос советуют держать заряд батареи на ста процентах, однако достичь такого положения можно, только если сначала заряжаем ее и потом постоянно пускаем на выводы электричество, компенсирующее потери при саморазрядке.

Крайне не рекомендуется использовать АКБ в автомобиле, если напряжение в нем составляет меньше 12 вольт. Такая батарея обязательно требует зарядки, ибо ее работа в таком состоянии приведет к повышенному сульфатированию аккумуляторных пластин и, как следствие, резкому снижению батарейной емкости.

Дополнительная информация. Также может случиться т.н. глубокий разряд, пара случаев которого окончательно и необратимо выводят кальциевые батареи из строя.

Процесс зарядки автомобильного аккумулятора

Производить зарядку сетевым зарядным аппаратом необходимо по всем правилам, а также вовремя заменять вышедшие из строя элементы на новые. На 100%-ную зарядку требуется не менее 9 или даже10 часов, а вовсе не пару часов, как индексируется на зарядке. Необходимо придерживаться следующих правил:

• пробки аккумулятора должны быть откручены для контактирования с кислородом;
• при недостаточном уровне электролитической жидкости добавляется дистиллированная вода;
• при слишком низком уровне электролита лишь в одном элементе батареи (или во всех сразу) аккумулятор восстановлению не подлежит;
• такой же вывод следует из слишком мутной жидкости в «банках» акб;
• если аккумулятор необслуживаемый (в т.ч. гелевый), зарядка должна производиться не больше 2 часов.

Напряжение на аккумуляторе – один из главных показателей его работоспособности. Автовладельцам необходимо следить за уровнем заряда и вовремя подзаряжать. При этом срок службы АКБ определяется производителями в количестве раз разрядки и зарядки.

Видео

Оцените статью:

Электрические характеристики автомобильного аккумулятора, ток

Напряжение автомобильного аккумулятора это разность потенциалов на полюсных выводах. Для большей точности рекомендуется измерять напряжение, когда переходные процессы, вызванные током заряда или разряда, закончились. Их длительность может составлять несколько часов, а изменение напряжения на аккумуляторе может достичь 0,6—1,8 Вольта. Хотя принято считать, что стартерные автомобильные АКБ имеют в номинале напряжение 12 Вольт, в действительности напряжение новой заряженной аккумуляторной батареи находится в пределах 12,7—13,3 Вольта. 

Электрические характеристики автомобильного аккумулятора, напряжение, емкость, сила тока холодного старта, резервная емкость, внутреннее сопротивление.

Емкость аккумуляторной батареи характеризуется количеством электричества, измеренное в ампер-часах, получаемое от аккумулятора при его разряде до установленного конечного напряжения, равного 10,5 Вольта и температуре 20 градусов. При нормальной эксплуатации разряжать аккумулятор автомобиля ниже конечного напряжения не рекомендуется. В противном случае резко снижается ресурс его работы.

Значение емкости АКБ позволяет рассчитать примерное время отдачи (или работы) ею среднего тока в нагрузку. Емкость зависит от силы разрядного тока, поэтому при испытаниях условия разряда нормируются. Ток разряда установлен 0,05 Cp для 20-ти часового режима разряда и 0,1 Cp для 10-ти часов. Для аккумуляторной батареи емкостью 60 Ач он, соответственно, равен 3 Ампер и 6 Ампер. При таких токах емкость новой аккумуляторной батареи соответствует номиналу. А для тока разряда 25 Ампер типовая емкость данной АКБ составляет 40 Ач. Такая емкость обеспечит время питания электрооборудования в течение 96 минут.

40 Ач х 60 минут / 25 Ампкр = 96 минут.

Величина тока в 25 А принята в тестах не случайно. Считается, что таково потребление тока электрооборудованием типового легкового автомобиля. При стартерных токах емкость автомобильного аккумулятора может упасть в 5 раз относительно номинальной. Так, для батареи 6СТ-55А при стартерном токе в 250 А и температуре минус 18 градусов емкость составляет всего 10 Ач вместо 55 Ач. И все же эта величина обеспечит суммарное время прокрутки стартера в 2,4 минуты.

10 Ач х 60 минут / 250 Ампер = 2,4 минуты.

Емкость автомобильного аккумулятора очень резко уменьшается при отрицательных температурах и уже при минус 20 градусах уменьшается до 40—50 %

Уменьшение тока холодной прокрутки и емкости АКБ 6СТ-55 при понижении температуры.

Изменение емкости автомобильного аккумулятора и рост крутящего момента двигателя в зависимости от температуры.

При большей емкости автомобильный аккумулятор дает и больший ток холодной прокрутки. Например аккумулятор емкостью 55 Ач обеспечивает ток в 420—480 Ампер по стандарту EN и 250—290 Aмпер по DIN, аккумулятор с емкостью 62 Ач обеспечивает ток 510 Aмпер по стандарту EN и 340 Ампер по DIN, а аккумулятор 77 Ач уже 600 Ампер по EN и 360 Ампер по DIN.

Сила тока холодного старта (Сold Cranking Amper — CCA) автомобильного аккумулятора, требования стандартов DIN 43539 T2, EN 60095-1, SAE, IEC 95-1 (МЭК 95-1).

Сила тока холодного старта автомобильного аккумулятора определяет его максимальную пусковую способность, то есть какой ток АКБ может отдать при температуре минус 18 градусов в конце заданного интервала времени, пока напряжение аккумуляторной батареи не упадет до требуемого минимального уровня. В стандартах DIN и EN предусмотрены две проверки процесса разряда автомобильного аккумулятора до величины напряжения 6 Вольт.

Первая проверка производится через 30 секунд от начала разряда, и в ней измеряется напряжение U30 аккумулятора, которое для стандарта DIN должно быть больше 9 Вольт, а для стандарта EN — больше 7,5 Вольт. Вторая проверка состоит в измерении длительности разряда Т6v до достижения АКБ напряжения 6 Вольт, которая должна быть не менее 150 секунд.

Существует четыре стандарта, DIN 43539 T2, EN 60095-1, SAE, IEC 95-1 (МЭК 95-1), определяющих продолжительность испытательного интервала времени и допустимое минимальное напряжение автомобильного аккумулятора, требования к которым указаны в таблице ниже

Требования стандартов DIN 43539 T2, EN 60095-1, SAE, IEC 95-1 (МЭК 95-1) для определения тока холодной прокрутки автомобильного аккумулятора.

В стандартах SAE и IEC определено лишь граничное значение напряжения U30. Для удобства сравнения значения тока холодной прокрутки автомобильного аккумулятора можно пересчитать из одного стандарта в другой. Перерасчет токов происходит по следующим формулам.

Isae = 1,5Idin + 40 (A)
Iiec = Idin/0,85 (A)
Ien = Idin/0,6 (А)
Idin = 0,6Ien (A)

Значения в стандарте EN округляют.

— При токе менее 200 А с шагом 10 А.
— При токе от 200—300 А с шагом 20 А (220, 240, 260, 280 А).
— При токе 300—600 А с шагом 30 А (330, 360, 390 А и т. д.).

Например, аккумулятор VARTA емкостью 55 Ач имеет ток в стандарте DIN, равный 255 Aмпер. Используя приведенные формулы, получим для Isae = 422,5 Aмпер, Iiec = 300 Aмпер, Ien = 425 Aмпер, округляя — 420 А.

Обычно величина силы тока холодного старта ССА автомобильного аккумулятора превышает численно номинальную емкость в 6,5—7,5 раз. Число возможных пусков двигателя за весь срок службы автомобильного аккумулятора составляет от 4000 для традиционных и мало обслуживаемых батарей и до 12 000 у батарей специальной конструкции, например АКБ Optima, по данным изготовителя.

Считается, что за один год при эксплуатации умеренной интенсивности производится от 1 000 до 2 000 стартов двигателя. Таким образом, срок службы автомобильного аккумулятора может составить от 4 до 2 лет. Отметим в виду важности, что ток холодного старта CCA в соответствии со стандартами нормируются каждым изготовителем автомобильного аккумулятора только для температуры минус 18 градусов. Данные для более низких температур изготовитель не приводит.

Для полностью заряженной и новой аккумуляторной батареи емкостью 50—60 Ач ток холодной прокрутки находится в пределах 300—500 Ампер. Если стартерный ток типовой АКБ 6СТ-55 при температуре плюс 25 градусов составляет 400 Ампер, то при температуре минус 30 градусов он снизится до 200 А. С каждой новой попыткой не успешного запуска его величина будет все меньше и меньше. Хотя технологии производства аккумуляторных батарей и улучшаются, но эти изменения почти не повлияли на степень снижения их стартерного тока при отрицательной температуре.

Резервная емкость (RC — остаточная емкость) автомобильного аккумулятора.

Резервная емкость или остаточная емкость автомобильного аккумулятора редко указывается в паспорте аккумулятора, но она важна для потребителя, поскольку показывает время, в течение которого аккумулятор будет обеспечивать работу автомобиля при выходе из строя автомобильного генератора. При этом потребление тока всеми системами автомобиля нормировано в 25 Ампер.

Резервная емкость автомобильного аккумулятора определена, как период времени в минутах, в течение которого АКБ может сохранить разрядный ток в 25 Ампер, пока напряжение не упадет до 10,5 Вольт. Стандартами требование к величине резервной емкости не устанавливается. Для многих аккумуляторов с емкостью в 55 Ач резервная емкость достигает 100
минут, что является хорошим показателем.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора.

Типовые значения внутреннего сопротивления у нового автомобильного аккумулятора составляет 0,005 Ом при комнатной температуре. Оно состоит из сопротивления между электродами и электролитом и из сопротивления внутренних соединений. К концу срока службы внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора многократно возрастает, что приводит к тому, что АКБ не может прокрутить стартер.

По материалам книги «Самоучитель по установке систем защиты автомобиля от угона».
Найман В. С., Тихеев В. Ю.

Похожие статьи:

• Обкатка двигателя УМЗ-А275-100 EvoTech 2.7 на автомобилях Газель и Соболь после ремонта, проверка шумности работы двигателя, зоны прослушивания шумов.
• Руководство по эксплуатации двигателя ЗМЗ-5245.10, техническая характеристика, основные конструктивные особенности и техническое обслуживание двигателя.
• Стартер СТ230А1, 5234.3708000, 11.131.826, устройство, технические данные, принципиальная схема подключения, особенности технического обслуживания и регулировки стартера.
• Руководство по ремонту двигателя ЗМЗ-5245.10, принцип работы основных систем и узлов двигателей, приспособления применяемые при ремонте и проверке работоспособности узлов.
• Диагностика системы подачи топлива двигателя 21129 на автомобиле Лада Веста, схема, провер

Калькулятор расчета времени зарядки АКБ, формулы расчета

Аккумулятор играет важную роль в работоспособности автомобиля. В двигателях внутреннего сгорания это второй источник электроэнергии после генератора. Благодаря АКБ работает система зажигания и стартер. Он также позволяет включать парковочное освещение, отопление, кондиционер, слушать радио при выключенном двигателе. Чтобы нормально выполнять свои функции аккумулятор должен быть постоянно заряжен. Узнать, как долго он должен находиться на зарядке поможет Калькулятор расчета времени зарядки АКБ.

 

Как долго заряжать автомобильный аккумулятор

Ездить без аккумулятора невозможно. Он обеспечивает электричеством катушку зажигания, электрические цепи и стартер. Это источник постоянного тока, который используется, когда автомобиль припаркован с выключенным двигателем и когда двигатель запущен. Он постоянно подзаряжается во время движения от генератора переменного тока или от выпрямителя.

Если вы редко пользуетесь машиной, то будьте готовым к тому, что аккумулятор может разрядиться. Особенно быстро это происходит зимой. Все потому, что во время простоя энергия все равно используется для поддержания работоспособности таких устройств, как компьютер, блок управления, часы. Поэтому аккумулятор надо каждые 3-4 недели подключать к зарядному устройству.

На продолжительность зарядки батареи влияют три главных фактора:

• процент разрядки АКБ;
• температура окружающей среды;
• сила тока на выходе зарядного устройства.

Оптимально, когда зарядный ток составляет от 0,05 до 0,1 емкости аккумулятора. Например, если емкость 60 Ач, оптимальный ток зарядки будет 3 А, а максимально допустимый 6 А.

При использовании тока 0,05 от емкости, на зарядку уйдет намного больше времени, но зато полностью восстановятся активные массы во всех пластинах. Аккумулятор будет дольше держать заряд и увеличится срок его эксплуатации.

Использовать ток больше 0,1 — вредно для АКБ, а меньше 0,05 — нет смысла, она не будет заряжаться.

 

При этом надо учитывать, что низкие температуры снижают параметры аккумуляторов. Если элемент имеет 100% электрическую емкость при 25 ° C, то при 0 ° C она падает до 80%, а при -25 ° C — до 60%. Поэтому, если аккумулятор частично разряжен или недостаточно заряжен, он может перестать работать в любое время.

Как использовать калькулятор расчета времени зарядки АКБ

Очень важно правильно заряжать батарею. Поскольку по внешнему виду невозможно определить на каком уровне находится зарядка, то очень важно знать сколько времени необходимо для этого процесса.

Здесь вам поможет калькулятор расчета времени зарядки АКБ. После ввода основных данных, таких как

• номинальная емкость,
• степень разряда (в процентах),
• ток зарядки.

Достаточно нажать на кнопку “Рассчитать” и в результате вы получите время необходимое для зарядки. Например, если емкость АКБ 60 Ач и он разряжен на 80%, то для восстановления запаса энергии ему потребуется 16 часов (ток зарядки 6А).

Как рассчитать время заряда АКБ самостоятельно

Можно рассчитать это время, используя специальные формулы. Первым делом узнайте насколько разряжена батарея. Сделать это можно с помощью тестера, путем измерения напряжению на клемах.

Здесь обязательно учитывайте такой нюанс — напряжение на клемах на 10% выше напряжения самой батареи.

Проценты считаем по формуле x = V*100/v. где x — процент зарядки, V — реальное напряжение на клемах, v — оптимальное напряжение. Рассчитаем на примере. Если напряжение АКБ 12В, то на клемах будет 12+1,2(10%)=13,2V. При замерах вы получили показатель 7V. Процент зарядки будет 7*100/13,2=53%, соответственно, он разряжен на 100-53=47%.

Следующий шаг — определение потерянной емкости в Ач. Рассмотрим на примере: 60 (емкость АКБ)*47/100=28,2Ач. Дальше рассчитаем время зарядки АКБ по такой формуле Т=2*С/І, где Т — время зарядки, С — потерянная емкость, І — ток зарядки 2 — КПД заряда составляет 45-50%, поэтому умножаем на 2.

Т=2*28,2/6=9,4 часа.

Такие вычисления довольно сложные, намного проще использовать Калькулятор расчета времени зарядки АКБ, он это сделает это за секунду.

Предполагается, что среднее время заряда батареи с помощью ЗУ составляет 10–12 часов. Периодически его необходимо контролировать. В случае использования микропроцессорных выпрямителей, устройство автоматически переходит в режим ожидания, постоянно отслеживая уровень заряда.

Автоматические выпрямители — самые распространенные и простые в использовании. В зависимости от степени разряда аккумулятора они сами выбирают ток и время зарядки.

Перед подключением ЗУ слегка встряхните аккумулятор, чтобы смешать электролит. При использовании обслуживаемой АКБ, проверьте уровень электролита. При необходимости добавьте дистиллированную воду.

Заряжать аккумулятор с помощью ЗУ лучше всего вне автомобиля, например, в гараже или другом помещении, где есть вытяжка или хорошая вентиляция.

Ни в коем случае не заряжайте батарею в жилых помещениях.

5 вопросов и ответов по зарядке АКБ

1. Аккумулятор сел, сколько времени надо его заряжать, чтобы завести автомобиль? Чтобы запустить стартер достаточно 11,8 В, в летнее время батарея зарядится до такого напряжения за полчаса, а в зимнее понадобится больше — около часа. Автомобиль заведется, и дальнейшая зарядка аккумулятора уже пойдет от генератора.
2. Что влияет на скорость зарядки? В первую очередь — сила тока. Чем он выше, тем быстрее происходят химические реакции в батарее, она быстрее заряжается, но и нагревается. Необслуживаемые аккумуляторы (закрыты герметически) категорически запрещено заряжать большим током.
3. Сколько ампер будут оптимальными? По нормативам, оптимальная сила тока находится в диапазоне 5-10% от емкости батареи. Ниже нет смысла — не будет заряжаться, выше — небезопасно.
4. Как долго заряжать аккумулятор? В среднем время зарядки составляет 8-12 часов. Как правило, аккумулятор ставят на зарядку на ночь и утром он готов к работе.
5. Сколько ампер должна показать заряженная батарея? Зарядку АКБ проверяют по напряжению на клемах. Для обычной 12-вольтовой батареи она должна быть около 13 Вольт. По таблица вы можете определить какая заряженность аккумулятора соответствует таким величинам, как плотность электролита и напряжение.

Сколько времени понадобится, чтобы зарядить АКБ вы узнаете из видео.

 

Просмотр информации об аккумуляторах ноутбуков / нетбуков

BatteryInfoView v1.23 Copyright (c) 2011-2017 Нир Софер См. Также NK2Edit — редактировать, объединять и исправлять файлы автозаполнения (.NK2) Microsoft Outlook. DevManView — Альтернатива диспетчеру устройств Windows. DriverView — список всех драйверов устройств, загруженных в настоящее время в Windows. Описание BatteryInfoView — это небольшая утилита для ноутбуков и нетбуков, которая отображает текущий статус и информацию о вашем аккумуляторе.Отображаемая информация о батарее включает название батареи, название производителя, серийный номер, дата изготовления, состояние питания (зарядка / разрядка), текущая емкость аккумулятора, полная заряженная емкость, напряжение, скорость заряда / разряда и многое другое … BatteryInfoView также предоставляет окно журнала, которое добавляет новую строку журнала, содержащую состояние батареи каждые 30 секунд или любой другой временной интервал по вашему выбору. Системные требования и ограничения Эта утилита работает с любой версией Windows, начиная с Windows 2000 и заканчивая Windows 10. Некоторая информация, такая как серийный номер и дата изготовления, отображается только в том случае, если аккумулятор предоставляет эту информацию. История версий Версия 1.23: Изменил заголовок «Уровень износа батареи» на «Состояние батареи», что является правильным термином (уровень износа батареи противоположен). Версия 1.22: Добавлена ​​возможность отображать емкость аккумулятора в мАч (миллиампер-час). Эта опция работает только при наличии напряжения батареи. Версия 1.21: Добавлена ​​опция «Всегда сверху». Исправлена ​​ошибка: BatteryInfoView не мог запомнить последний размер / положение главного окна, если оно не было расположено на основном мониторе. Версия 1.20: Добавлена ​​опция «Автоматическая прокрутка вниз при новом элементе журнала». Добавлена ​​опция автоматического сохранения каждой новой строки журнала в файл в формате с разделителями-запятыми или с разделителями-табуляциями (эту функцию можно активировать в окне «Дополнительные параметры»). Версия 1.16: Исправленная проблема: окна свойств и параметров открывались не на том мониторе в системе с несколькими мониторами. Версия 1.15: Добавлен параметр «Начать как скрытый». Когда этот параметр и параметр «Поместить значок в лоток» включены, главное окно BatteryInfoView при запуске будет невидимым. Версия 1.13: Добавлен разделитель тысяч в значение «Скорость заряда / разряда». Версия 1.12: Добавлены дополнительные параметры для управления типами событий, добавленными в журнал батареи. (В окне «Дополнительные параметры») Версия 1.11: Добавлена ​​опция «Пометить четные / нечетные строки» в меню «Просмотр». Когда он включен, четные и нечетные строки отображаются разным цветом, чтобы было легче читать одну строку. Версия 1.10: Добавлены параметры командной строки для сохранения информации о батарее в файл. Версия 1.05: Добавлено поле «Уровень износа аккумулятора», которое рассчитывается по Значения полной заряженной емкости и расчетной емкости аккумулятора. Версия 1.00 — Первый выпуск. Использование BatteryInfoView BatteryInfoView не требует установки или дополнительных файлов DLL. Для того, чтобы начать пользоваться, просто запустите исполняемый файл — BatteryInfoView.exe. Главное окно BatteryInfoView предоставляет 2 режима просмотра: Информация об аккумуляторах: (Нажмите F7, чтобы переключиться в этот режим) Отображает общее состояние и информацию о вашей батарее.По умолчанию информация обновляется каждые 10 секунд, и вы меняете эту частоту обновления. в окне «Дополнительные параметры» (F9). Обновляются 4 вычисляемых поля только каждые 30 секунд или чаще. Журнал батареи: (Нажмите F8, чтобы переключиться в этот режим) В этом окне новый журнал, содержащий состояние батареи (Power State, % Емкости и т. Д.) Добавляется каждые 30 секунд. Вы можете изменить интервал журнала в окне «Дополнительные параметры» (F9). Новая строка журнала также добавляется, когда компьютер приостанавливается (режим ожидания / гибернация) и возобновляет работу, так что вы можете легко узнать, с какой скоростью разряжается аккумулятор, когда компьютер находится в режиме ожидания. В обоих режимах просмотра вы можете экспортировать информацию о батарее в файл csv / tab-delimited / html / xml, с помощью опции «Сохранить выбранные элементы» (Ctrl + S). Вы также можете скопировать информацию в буфер обмена, а затем вставить ее в Excel. или другое приложение для работы с электронными таблицами. Колонны Описание Название батареи: Название вашей батареи. Название производителя: Название компании, производившей аккумулятор. Серийный номер: Серийный номер вашей батареи.Это значение отображается только в том случае, если аккумулятор поддерживает его. Дата производства: Дата изготовления батареи. Это значение отображается, только если аккумулятор поддерживает его. Состояние питания: Текущее состояние питания аккумулятора: зарядка, разрядка, питание переменного тока или критическое. Текущая емкость (в%): Текущий% емкости, то же значение емкости, отображаемое Windows. Текущее значение емкости: Текущая абсолютная мощность, которая обычно отображается в единицах мВтч (милливатт-часы). Полная заряженная емкость: Емкость аккумулятора, когда он полностью заряжен. Это значение обычно отображается в единицах мВтч (милливатт-часы). Расчетная мощность: Полная емкость аккумулятора, когда он полностью новый. Состояние батареи: Здоровье батареи, в% Состояние новой батареи должно быть около 100%, а он постепенно уменьшается. Это значение рассчитывается в соответствии со значениями «Расчетная емкость» и «Полная заряженная емкость». Напряжение: Текущее напряжение аккумулятора на выводах аккумулятора в милливольтах. Скорость заряда / разряда: Текущая скорость заряда или разряда, обычно отображается в милливаттах. Химия: Химический состав аккумулятора: литий-ионный, никель-кадмиевый, никель-металлогидридный и т. Д. Низкая емкость аккумулятора: Предлагаемая производителем мощность в мВтч, при которой должно срабатывать предупреждение о низком заряде батареи. Количество циклов заряда / разряда: Количество циклов зарядки / разрядки, которые испытал аккумулятор. Это значение отображается, только если аккумулятор поддерживает его. Оставшееся время работы от батареи для текущего действия (оценка): Оставшееся время работы от аккумулятора в зависимости от текущей активности. Это значение рассчитывается в соответствии с изменением «Текущее значение емкости» за последние 30 секунд. Полное время работы от батареи для текущей активности (оценка): Время, в течение которого аккумулятор может держать полностью заряженный, в зависимости от текущей активности. Это значение рассчитывается в соответствии с изменением «Текущее значение емкости» за последние 30 секунд. Оставшееся время для зарядки аккумулятора (приблизительное): Оставшееся время для зарядки аккумулятора. Это значение рассчитывается в соответствии с изменением «Текущее значение емкости» за последние 30 секунд. Общее время зарядки аккумулятора (примерное): Общее время, которое вам нужно подождать, чтобы зарядить аккумулятор. (Отображается только когда аккумулятор находится в состоянии зарядки) Это значение рассчитывается в соответствии с изменением «Текущее значение емкости» за последние 30 секунд. Параметры командной строки / stext <Имя файла> Сохраните информацию о батарее в обычный текстовый файл. / stab <Имя файла> Сохраните информацию о батарее в текстовый файл с разделителями табуляции. / scomma <Имя файла> Сохраните информацию о батарее в текстовый файл с разделителями-запятыми. / stabular <Имя файла> Сохраните информацию о батарее в табличный текстовый файл. / shtml <Имя файла> Сохраните информацию о батарее в файл HTML (горизонтально). / sverhtml <Имя файла> Сохраните информацию о батарее в файл HTML (вертикально). / sxml <имя файла> Сохраните информацию о батарее в файл XML. Перевод BatteryInfoView на другие языки Чтобы перевести BatteryInfoView на другой язык, следуйте инструкциям ниже: Запустите BatteryInfoView с параметром / savelangfile: BatteryInfoView.exe / savelangfile В папке утилиты BatteryInfoView будет создан файл с именем BatteryInfoView_lng.ini. Откройте созданный языковой файл в Блокноте или в любом другом текстовом редакторе. Перевести все строковые записи на нужный язык. При желании вы также можете добавить свое имя и / или ссылку на свой веб-сайт. (Значения TranslatorName и TranslatorURL) Если вы добавите эту информацию, она будет используется в окне «О программе». После завершения перевода запустите BatteryInfoView и все переведено строки будут загружены из языкового файла. Если вы хотите запустить BatteryInfoView без перевода, просто переименуйте языковой файл или переместите его в другую папку. Лицензия Эта утилита выпущена как бесплатное ПО. Вы можете свободно распространять эту утилиту через дискеты, CD-ROM, Интернет или любым другим способом, если вы ничего за это не берете и не продавать или распространять как часть коммерческого продукта. Если вы распространяете эту утилиту, вы должны включить все файлы в дистрибутив без каких-либо модификаций! Заявление об ограничении ответственности Программное обеспечение предоставляется «КАК ЕСТЬ» без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий, включая, но не ограничиваясь, подразумеваемые гарантии товарной пригодности и пригодности для определенной цели.Автор не несет ответственности за какие-либо особые, случайные, косвенный или косвенный ущерб из-за потери данных или по любой другой причине. Обратная связь Если у вас есть проблемы, предложения, комментарии или вы обнаружили ошибку в моей утилите, вы можете отправить сообщение на [email protected] BatteryInfoView также доступен на других языках. Чтобы изменить язык BatteryInfoView, загрузите zip-файл на соответствующем языке, извлеките файл batteryinfoview_lng.ini, и поместите его в ту же папку, в которой вы установили утилиту BatteryInfoView.

Интеллектуальный монитор для автомобильного аккумулятора

Введение

В этой статье демонстрируется сочетание аппаратного и программного обеспечения для создания практического инструмента мобильной инженерии для мониторинга и проверки работоспособности, а также многих других параметров свинцово-кислотного аккумулятора. Автомобильный аккумулятор был выбран в качестве простого примера. Многие современные типы батарей (например, литиевые) имеют встроенную интеллектуальную микросхему батареи, которая предоставляет большой объем информации об их состоянии заряда и так далее.Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно делаются простыми и в них отсутствуют какие-либо интеллектуальные микросхемы аккумулятора, поэтому автомобильный магазин вынужден тестировать аккумулятор.

Тем не менее, в любом автомобиле есть достаточно места, чтобы иметь крошечный датчик, который может контролировать свинцово-кислотную батарею в режиме реального времени, поэтому был создан небольшой проект, чтобы заставить подходящее оборудование и программное обеспечение работать вместе, чтобы обеспечить интеллектуальные батареи, подобные автомобильным батареям.

Был использован простой и ненавязчивый подход, так что никакие кабели или провода не должны быть отрезаны или отсоединены в автомобиле, только датчики присоединяются к клеммам аккумулятора и один бесконтактный датчик тока на кабеле аккумулятора.

Фон

Интеллектуальный аккумуляторный чип, который обычно используется в современных аккумуляторах, таких как литиевые, непрерывно собирает три параметра времени работы: напряжение аккумулятора, ток аккумулятора и температуру аккумулятора. В зависимости от возможностей микросхемы интеллектуальной батареи он может отправлять необработанные данные или выполнять вычисления для представления более сложных данных на основе необработанных входных данных, например, подсчитывать количество циклов заряда-разряда батареи.

Чтобы обеспечить эквивалент функциональности микросхемы интеллектуальной батареи свинцово-кислотной батарее, необходимы те же три датчика: напряжения, тока и температуры.Платформа микроконтроллера Arduino оказалась хорошим стартом для этих датчиков. Он относительно хорошо сочетает в себе аппаратное и программное обеспечение и может легко взаимодействовать с программным обеспечением, работающим на ПК с Windows, через последовательное соединение.

На приведенной ниже диаграмме показано, как параметры автомобильного аккумулятора измеряются микроконтроллером, обрабатываются, регистрируются и, при необходимости, отправляются на ПК с Windows, разрушая battmon приложения .NET.

Описанный ниже интеллектуальный монитор автомобильного аккумулятора (battmon) имеет значительные возможности для получения, отображения и записи нескольких ключевых параметров аккумулятора, а также определения некоторых других свойств аккумулятора на основе нескольких циклов зарядки или запуска двигателя, чтобы уведомить пользователя о состоянии аккумулятора и ожидаемом сроке службы.Отображаются и записываются следующие необработанные параметры автомобильного аккумулятора

• Ток аккумулятора
• Напряжение аккумулятора
• Температура аккумулятора

На основе этих данных, полученных от автомобильного аккумулятора, вычисляются следующие параметры аккумулятора, которые отображаются в реальном времени во время работы и также записываются на SD-карту.

• Состояние заряда SoC (от 0 до 100%), отдельно, а
  • Зарядка
  • В состоянии покоя
  • Разрядка
• Запуск двигателя: потребляемый ток и продолжительность
• Внутреннее сопротивление аккумулятора
• Ампер запуска аккумулятора (CA), а если температура достаточно низкая, то ампер холодного запуска (CCA)
• Число циклов зарядки-разрядки
• Расчетная емкость аккумулятора (А * ч) на основе принятого и завершенного кулоновского заряда
• Время зарядки

Battmon может предоставить важную информацию о состоянии аккумулятора:

• в течение секунд
• без необходимости извлекать аккумулятор из автомобиля
• на автомобиле во время движения, когда он припаркован и когда двигатель не работает

Визуально на экране и, например, принимает ли аккумулятор заряд и насколько хорошо.На приведенном ниже рисунке показаны эти точки на снимке экрана battmon, снятом с автомобильного аккумулятора в хорошем состоянии, при запуске двигателя автомобиля (окно прокрутки самописца 10 секунд).

В долгосрочной перспективе, учитывая возможность установки battmon на автомобиле в течение некоторого времени, он позволяет battmon собирать достаточно данных для статистического анализа данных об автомобильных аккумуляторах и определять тенденции аккумуляторов с течением времени или температуры.

Кроме того, просматривая зарегистрированные данные о батареях, можно изолировать и исследовать любые предполагаемые скачки напряжения или тока, провалы или необычные события на линии батареи.

Battmon — Часть микроконтроллера

Назначение микроконтроллерного компонента battmon — выполнять три задачи:

• Собирать необработанные данные о батарее в миллисекундной шкале
• Выполнять ограниченную обработку необработанных данных о батарее
• Сохранять данные на SD-карту и / или отправлять данные в реальном времени на ПК

Заряд батареи в кулонах (Q) вычисляется непрерывно путем интегрирования ток батареи с течением времени, отдельно для положительного и отрицательного токов, поэтому заряд и разряд вычисляются отдельно, чтобы отслеживать, как батарея высвобождает и принимает заряд отдельно.

Схема ниже иллюстрирует конструкцию микроконтроллерной части Battmon. Использовался микроконтроллер, совместимый с Arduino Uno R3.

Оборудование

Датчик напряжения аккумулятора

Датчик напряжения

основан на встроенном 5-вольтовом 10-битном канале АЦП 0 микроконтроллера Arduino с делителем 1: 3, поэтому обеспечивает диапазон от 0 до 15 В для удовлетворения большинства потребностей в измерениях напряжения автомобильных аккумуляторов. Похоже, что встроенный датчик напряжения имеет аппаратную температурную компенсацию, но был протестирован для калибровки.

Датчик тока аккумулятора

Использовался датчик постоянного тока Холла с разделенным контуром, который обеспечивает линейное выходное напряжение, пропорциональное току батареи. Было опробовано несколько моделей, с датчиком тока YHDC + -100 А как наиболее практичным для этого проекта. Отрицательный ток –100A дает выходное напряжение 0 В на датчике, отсутствие тока составляет 2,4 В, а положительный ток +100 А составляет 5,0 В. Датчик постоянного тока был подключен к 5-вольтовому 10-битному каналу 1 АЦП микроконтроллера Arduino.

Датчик тока батареи откалиброван на микроконтроллере.Датчик тока аккумуляторной батареи выдает сигнал, требующий температурной компенсации, которая выполняется программным обеспечением в микроконтроллерной части battmon.

Дополнительный датчик Холла с разделенным контуром постоянного тока с большим диапазоном тока поддерживается на канале ADC 2 для автомобилей с тяжелым двигателем, который охватывает диапазон тока аккумуляторной батареи + -500 А.

Датчик температуры

Датчик температуры встроен в микроконтроллер Arduino как внутренний канал АЦП и использовался с индивидуальной калибровкой от -20 ° C до + 70 ° C.Плата микроконтроллера была установлена ​​на автомобильном аккумуляторе или рядом с ним, поэтому предполагалось, что температура, сообщаемая микроконтроллером, близка к температуре автомобильного аккумулятора.

Данные калибровки, используемые для этого проекта, и формулы преобразования доступны для просмотра в прилагаемом документе.

Чертеж схемы находится в следующем файле.

Фотографии собранной установки микроконтроллера показаны ниже в виде готовой сборки и установленной на автомобильном аккумуляторе (плата микроконтроллера видна завернутой в полиэтиленовый пакет).

Программное обеспечение микроконтроллера

Сбор данных об автомобильном аккумуляторе — это первая задача баттмона на микроконтроллере. Его программное обеспечение состоит из двух частей: однократного шага инициализации и непрерывного вызова функции цикла измерения.

Во время инициализации дата и время микроконтроллера инициализируются часами RTC, а SD-карта проверяется, чтобы проверить, можно ли создать файл журнала. Кроме того, последовательный порт микроконтроллера инициализируется на максимальной скорости 11520 бод.

Параметры по умолчанию для аналоговых входов АЦП на микроконтроллере Arduino использовались для аналого-цифрового преобразования, что привело к максимальной скорости передачи данных примерно 1 полный набор данных каждые 4 миллисекунды. Более высокие скорости возможны, если установить тактовую частоту АЦП микроконтроллера на 1 МГц, что может обеспечить более высокую частоту дискретизации, но, в свою очередь, дает довольно зашумленные данные о напряжении. Вариант с высокой скоростью АЦП в исходном коде микроконтроллера оставлен условно скомпилированным в файле volt_amp_temp.ino .

 // с установленной тактовой частотой АЦП по умолчанию, т.е.е. функция предварительного масштабирования по умолчанию возвращает результат за 111 микросекунд на вызов.
// более быстрый вариант: установить тактовую частоту АЦП на максимально высокую скорость, то есть на 1 МГц. Затем analogRead (portNo) возвращается через 16 микросекунд.
// # определяем FASTADC 1
// Рекомендуемая максимальная тактовая частота АЦП ограничена внутренним ЦАП в схеме преобразования.
// Для оптимальной производительности тактовая частота АЦП не должна превышать 200 кГц.
// Однако частоты до 1 МГц существенно не снижают разрешающую способность АЦП.
// Работа АЦП на частотах выше 1 МГц не характерна.// датчик тока батареи работает нормально на частоте 1 МГц с повторным считыванием
// пробник напряжения батареи шумит на частоте 1 МГц
#ifdef FASTADC
// определяет для установки и очистки битов регистра
#ifndef cbi
#define cbi (sfr, бит) (_SFR_BYTE (sfr) & = ~ _BV (бит))
#endif
#ifndef sbi
#define sbi (sfr, бит) (_SFR_BYTE (sfr) | = _BV (бит))
#endif
#endif 

Функция контура измерения многократно считывает необработанные данные с датчиков напряжения, температуры и тока. В зависимости от того, сколько микроконтроллер должен сделать за каждый проход, один цикл может занять всего 4 мс.

Кроме того, код измерительного контура использует некоторую интеллектуальную логику, чтобы выяснить, произошли ли какие-либо существенные изменения в каком-либо из этих параметров батареи, и выполнить интегрирование тока с течением времени для вычисления кулоновского заряда батареи отдельно для входа или выхода.

Мониторинг кулоновского заряда аккумулятора в течение срока его службы может предоставить ценную информацию для дальнейшего анализа программой battmon .NET на ПК с Windows.

На схеме ниже показан дизайн программной части микроконтроллера battmon:

Отправка данных об аккумуляторе на последовательный порт ПК

Нет необходимости отправлять данные о батарее каждый раз, когда цикл измерения завершает каждый проход.Скорее, функция измерения использует некоторую интеллектуальную логику, чтобы выяснить, произошли ли какие-либо существенные изменения в любом из этих параметров батареи. Если да, данные отправляются в следующем текстовом формате с запятой в качестве разделителя:

, Кодированные состояния I

Поле	1	2	3	4	5	6	7	8
Значение напряжения		батарея	Дата-время 9000 батарея	температура батареи	Состояние батареи	Разрядка	Зарядка	Причина отправки
Единица измерения	Формат ISO 8601 с миллисекундами	вольт	ампер	градусов Цельсия	градусов Цельсия	кулонов	кулонов	Причины кодирования C, V, T, B
Диапазон	Текущее или прошедшее во времени	от 0 до 15 В	от -100 A до +100 A	От -20 ° C до + 70 ° C	Зарядка, разрядка, без нагрузки (на холостом ходу)	> 0 Q	> 0 Q	C для изменения тока, V для напряжения, B для обоих, T для температуры

Пример одной строки из последовательного вывода данных battmon:

 2014-01-30T20: 48: 28.321, 14,3, 0,6, 16,1, С, 118481, 94206, С 

В коде C # каждая такая строка данных будет соответствовать структуре данных battmon C # (кроме причины для поля обнаружения, которое не отображается).

 [Serializable] public struct strctBattMonData
{
    общедоступные DateTime dtBattDateTime;
    публичный двойной dblBatVolts;
    публичный двойной dblBatAmperes;
    public double dblBattTemp;
    public char chBattState;
    публичный длинный liQIn;
    public long liQOut;
} 

В эту статью включены образцы файлов последовательного вывода данных battmon.

Таким образом, микроконтроллер отправляет данные о батарее с постоянной скоростью 115200 бод, но с переменной скоростью. Поскольку ПК с Windows может обрабатывать гораздо большую пропускную способность, чем микроконтроллер производит считывание данных батареи, цикл измерения отправляет одну строку данных батареи, даже если не было обнаружено никаких изменений в параметрах батареи, как сигнал сердечного ритма, каждую секунду.

Однако, если никаких значительных изменений ни в одном из этих параметров батареи не наблюдалось, данные не записываются на SD-карту. Если одно из: напряжение, температура или ток изменились, данные немедленно записываются на SD-карту.Поскольку данные записываются на SD-карту медленно, некоторые временные данные могут быть пропущены.

Battmon — часть приложения .NET

На платформе Windows Microsoft .Net Framework 4.5 использовалась для разработки части Battmon, которая выполняет обработку данных от батареи и отображает их в нескольких формах:

• Аналоговые датчики автомобильного типа (V, A, ° C)
• Цифровые дисплеи (V, A, ° C)
• Программное обеспечение Устройство записи диаграмм (V, A с течением времени)

При анализе ранее записанных данных Battmon, датчики реального времени не активны, скорее, самописец получает данные из файла, а затем позволяет перейти к желаемой точке для проверки.Кроме того, все ранее записанные файлы суммируются на листе свойств через раскрывающееся меню с отметкой времени, когда они были записаны для быстрого просмотра (нет данных самописца).

Снимок экрана ниже демонстрирует все функции на одном изображении:

Элементы управления

NexGen .NET использовались в части пользовательского интерфейса battmon как для аналоговых автомобильных датчиков, так и для цифровых дисплеев.

Цифровые дисплеи battmon, а также программный самописец отображают мгновенные значения, точно так же, как они получены от микроконтроллера battmon.Как ток, так и напряжение содержат некоторое дрожание при работе автомобильных аксессуаров, как видно на снимке экрана. Это приведет к прерывистой работе аналоговых датчиков. Чтобы сгладить движение стрелки датчика, простой фильтр пульсации применяется только к значениям аналогового датчика. Как следствие, мгновенные снимки экрана battmon могут отображать разные значения аналогового и цифрового тока, поскольку аналоговый датчик отображает сглаженное значение, а цифровой дисплей отображает мгновенное значение.

Уровень заряда автомобильного аккумулятора отображается как значение состояния заряда (SoC) в диапазоне от 0% до 100% для трех (3) режимов: зарядка, в состоянии покоя и разрядка при фактической температуре аккумулятора, отображаемой чуть выше группы индикаторов уровня заряда.

Измерения напряжения холостого хода аккумулятора для определения SoC в состоянии покоя могут использоваться для оценки состояния заряда, когда все автомобильные аксессуары выключены и двигатель не работает — battmon обнаружит это состояние, когда ток аккумулятора не превышает + -0,1 А. (индикатор средней полосы).

Поскольку SoC вычисляется с использованием табличной функции для свинцово-кислотной батареи, измеренной при 20 ° C, от значения C:

120003 12.30003 12,25 12,49

SoC	-C / 3	-C / 5	-C / 10	-C / 20	-C / 100	в состоянии покоя	+ C / 40	+ C / 20	+ C / 10	+ C / 5
0	9.5	10,2	10,99	11,46	11,5	11,6
10	9,95	10,6					11,2			12,08	12,38	12,6
20	10,38	10,91	11.5	11,85	11,89	11,9	11,9	12,25	12,6	12,75
30	10,72	11,12									12,55	12,8	12,95
40	10,88	11,33	11,88	12.21	12,24	12,25	12,7	12,85	12,85	13,2
50	11,15	11,55	12									13,2	13,35
60	11,35	11,65	12,11	12,45	12.39	12,4	12,9	13,15	13,3	13,52
70	11,5	11,8	12,25	12,5	12,5									13,7
80	11,6	11,9	12,35	12,55	12,57	12.58	13	13,3	13,65	14
90	11,65	12,45	12,5	12,58	12,59									12,65
100	11,7	12,08	12,5	12,6	12,62	12,63	13.5	14,2	15,2	15,9

battmon выполняет регулировку напряжения батареи на -0,0235 В / ° C для изменений температуры, чтобы довести напряжение до 20 ° C для определения SoC.

Структура кода C # Battmon

Имена классов для приложения battmon .NET показаны на рисунке ниже:

Super class Generic12Vbattery содержит достаточно элементов и методов для представления типовой свинцово-кислотной 6-элементной 12-вольтовой батареи.

Generic12Vbattery Класс также содержит статических таблицы для C-фактора для определения состояния заряда (SoC) во время работы при разрядке, зарядке и без нагрузки (в режиме ожидания).

{-0,333, -0,20, -0,10, -0,05, -0,01, 0,0, +0,025, +0,05, +0,1, +0,2};
 

Для конкретной батареи другой класс AutomotiveBattery является производным от суперкласса Generic12Vbattery . Здесь пользователь может установить значения для известных CA, CCA и емкости, а также производителя, модели и серийного номера.Когда battmon будет собирать данные с фактического автомобильного аккумулятора, он затем сравнит то, что пользователь предоставил для нового аккумулятора, как указано в паспорте производителя, с фактическими измерениями, таким образом давая представление о том, насколько сильно аккумулятор разряжен по сравнению с новым.

Выделенный класс batt_data_parser служит только одной цели: проверять данные батареи с микроконтроллера battmon, отправленные в реальном времени через последовательный порт или считанные с SD-карты.

Ser_Port_Listener Класс имеет описательное имя и обрабатывает данные об активной батарее, полученные через последовательный порт, проверяя каждое поле на соответствие диапазону допустимых чисел.

Два класса настроек отвечают за постоянное хранилище: BattMonSettings Класс содержит настройки программы battmon .NET, тогда как Settings Класс хранит все известные на сегодняшний день ключевые параметры автомобильного аккумулятора. Выпадающий список на главном экране battmon состоит из данных, полученных из постоянного экземпляра класса Settings .

Форма 1 содержит единую параллельную очередь для обмена данными между микроконтроллером формы входящего потока и пользовательским интерфейсом C #.

   общедоступная ConcurrentQueue  cnquBattDataQueue = null; 

, как показано на схеме ниже:

Интеллектуальная логика в коде C # для battmon способна обнаруживать событие запуска двигателя, которое подсчитывается и регистрируется отдельно от текущего журнала данных батареи. Быстрый анализ работы аккумулятора во время запуска двигателя выполняется во время работы и отображается немедленно.

Фотография баттмона, работающего в реальном времени на планшете с Windows 8, когда двигатель автомобиля работает на холостом ходу, показан ниже.Разъем USB типа A можно увидеть в верхнем левом углу планшета с черным кабелем, идущим из моторного отсека, с данными о работающей батарее, отправляемыми микроконтроллером на базе Arduino Battmon.

Также доступно видео, записанное с живым срабатыванием battmon при запуске автомобиля. Проект Battmon .NET можно скачать отдельно по ссылке в начале статьи. Он может быть построен для любых платформ Windows 7 или 8 (ARM, Win32 или X64).

Анализ прошлых данных об автомобильных аккумуляторах с помощью Battmon

Как только battmon стало известно о каких-либо данных цикла запуска двигателя, либо он работал в реальном времени с микроконтроллером, подключенным к ПК во время запуска двигателя, либо данные были импортированы в battmon на ПК с SD-карты, записанные микроконтроллером, работающим в автономном режиме, сразу же доступен быстрый обзор любых прошлых данных о запуске двигателя.

Выпадающий список содержит все известные события запуска двигателя в коротком формате, который включает отметку времени и ключевые параметры, такие как продолжительность работы стартера, температура батареи, внутреннее сопротивление, вычисленное CA, максимальный ток разряда, количество выпущенных кулонов и т. Д. если аккумулятор был предоставлен достаточно времени для зарядки, сколько времени это заняло. Снимок экрана части дисплея Battmon демонстрирует это.

В этой части экрана Battmon вычисляются и отображаются несколько параметров автомобильного аккумулятора, которые описаны ниже.

Цикл запуска двигателя

Выпадающее окно показывает дату и время одного цикла запуска двигателя, которые выделены. Время работы двигателя в секундах и максимальный потребляемый ток аккумуляторной батареи в амперах.

Зарядка и зарядка

Columbic charge, в кулонах, отдельно для заряда, выходящего при работе стартера, и для возврата заряда в аккумулятор, когда генератор заряжает аккумулятор. Ожидается, что эти значения будут одного порядка. Если они сильно отличаются, значит, аккумулятор недостаточно заряжается после того, как двигатель заработал после цикла запуска.

Флажок полностью заряжен и продолжительность перезарядки

Время, необходимое для перезарядки автомобильного аккумулятора, вычисляется с использованием критерия, когда ток зарядки аккумулятора со временем уменьшается и, наконец, приближается к нулю. Продолжительность подзарядки дает представление о том, как долго автомобиль должен работать, чтобы аккумулятор вернулся в заряженное состояние после запуска двигателя.

Внутреннее сопротивление батареи и CA

Внутреннее сопротивление аккумулятора показано в омах, а амперы запуска (CA) вычисляются для каждого цикла запуска двигателя.

Предыдущие события запуска двигателя могут быть обработаны для отображения и анализа внутреннего сопротивления автомобильного аккумулятора как функции времени в месячной шкале, чтобы определить, ухудшается ли внутреннее сопротивление аккумулятора, или как функция температуры аккумулятора. Пример такой диаграммы показан ниже:

Функциональность Battmon как усовершенствование для батареи на приборной панели автомобиля Значок

Функциональность

Battmon может стать частью встроенного в автомобильный встроенный компьютер.Таким образом, ключевые данные о батарее могут быть представлены в виде интеллектуального значка батареи на приборной панели автомобиля, а на бортовом компьютере будет храниться гораздо больше информации о батарее, которую можно будет извлечь для просмотра при необходимости.

Таким образом, примитивный двухсторонний значок предупреждения о батарее приборной панели автомобиля (не горит, если батарея исправна, и горит, когда напряжение батареи слишком низкое).

может быть заменен более информативным значком интеллектуальной батареи, доступным для водителя / водителя транспортного средства с данными о действующей батарее, как показано на прототипе ниже для двух случаев: исправный автомобильный аккумулятор и сульфатированный аккумулятор, который плохо принимает заряд:

Для цифровой автомобильной приборной панели с возможностью сенсорного экрана нажатие на значок интеллектуальной батареи откроет диалоговое окно с гораздо большей информацией, аналогичное тому, что battmon C #.NET-приложение предоставляет.

Достопримечательности

Этот проект battmon продемонстрировал, как собирать и анализировать данные об автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторах в реальном времени для отображения их во время работы, а также для записи на карту microSD с использованием комбинации микроконтроллера на базе Arduino и приложения C # .NET Framework на ПК с Windows. Состояние заряда (SoC) и другие ключевые параметры батареи определяются на основе данных о состоянии батареи.

История изменений

Первоначально разрабатывался для Windows 8 и более поздних версий для Windows 8.1. Должен работать и для Windows RT 8.1.

Батарея NorthStar AGM + модернизация усилителя напряжения

Батарея NorthStar AGM + модернизация усилителя напряжения

В этом потоке рассматривается модернизация до лучшей из имеющихся батарей AGM и изменение регулятора напряжения с помощью предохранителя «plug and play» для зарядки батареи при повышенном напряжении, как того требуют спецификации AGM. К дополнительным преимуществам относятся более яркие галогенные фары и топливные насосы с большей пропускной способностью для двигателей с наддувом.

Best AGM Battery
В области высокоэффективных аккумуляторов AGM постоянно появляются 3 именитых именитых и тяжелых типа: Opima, Odyssey и NorthStar. Существуют и другие бренды, которые также выпускают AGM, но эта тема будет сосредоточена на трех ведущих именах в отрасли.

Что такое аккумулятор AGM и почему он важен?
AGM — аббревиатура от Absorbed Glass Matt. Эти батареи не требуют обслуживания, они герметичны (не проливаются), имеют более высокую удельную мощность, чем заливные свинцово-кислотные батареи, они обычно более надежны и имеют более длительный срок службы.AGM могут заряжаться намного быстрее и иметь возможность глубокого цикла. AGM превосходит стандартную свинцово-кислотную батарею во всех отношениях.

Общие сведения о размерах аккумуляторов
Tacomas 2-го поколения поставлялись с аккумулятором размером 24F для грузовиков без буксировки и 27F для грузовиков с буксировкой (TRD). 3-е поколение Tacomas получило только меньшие батареи 24F. Можно установить более крупный 27F в лоток 24F, они были взаимозаменяемыми на 2-м поколении. Также можно установить более крупную батарею группы 31 вместо любой, хотя группа 31 большая и тяжелая, рекомендуется приобрести батарейный отсек группы 31 от поставщика послепродажного обслуживания.

Лучший способ оценить, что вы получаете, — это просмотреть данные.

Данные аккумулятора

Данные аккумулятора Примечания:
* Заводские спецификации основаны на стоимости замены аккумуляторов Toyota TrueStart. Спецификации аккумуляторов OEM не опубликованы. Гарантия 18 месяцев — это гарантия на замену, они распределяются по ступеням после 42 месяцев. Батареи TrueStart, вероятно, намного более производительны и качественны, чем OEM, входящие в комплект поставки автомобиля.
* NorthStar предлагает 4-летнюю гарантию, покупка BatteriesPlus X2 с маркировкой NorthStars дешевле и продлевает гарантию до 5 лет.
* NorthStar в публикациях заявляет о 900 циклах зарядки / разрядки, но если вы посмотрите на подробные данные, которые соответствуют 50% скорости изменения, другие бренды используют скорость зарядки 80%. Норма замены NorthStar на 80% составляет 400.
* Аккумуляторы Odessey проходят испытания на экстремальную вибрацию и проходят испытания, но не имеют такого множителя, как Optima и NorthStar.

Глядя на спецификации, становится ясно, что NorthStar — превосходный продукт. NorthStar 27F имеет более чем в 2 раза большую резервную емкость, чем OEM 24F, и почти в 2 раза больше CCA, при этом превосходя все характеристики производительности более крупной группы 31 Optima.А если у вас 2-е поколение, 27F — заводского размера. Если у вас 3-е поколение, установка 27F не должна быть проблемой.

Если вы хотите добиться больших успехов с батареей Group 31, Odessey и NorthStar подойдут гораздо лучше. Однако в каждой спецификации, где есть разница, NorthStar выходит вперед. Обратите внимание, что даже 27F значительно тяжелее стоковой, а батареи 31-й группы еще тяжелее. Сообщалось о растрескивании поддонов и опор при использовании тяжелых аккумуляторов и бездорожье, что следует учитывать.

По всем параметрам AGM NorthStar — лучшая батарея на рынке.

Немного фона Оптимы
Оптима производилась в США. В начале 2000-х годов была куплена Optima, новая материнская компания сократила расходы и перенесла производство в Мексику. В середине / конце 2000-х годов было некоторое совпадение, когда и американский, и мексиканский завод производили батареи. Я думаю, что в 2008 году материнская компания закрыла производство в США и перенесла все производство в Мексику. Аккумуляторы мексиканского производства, которые, как говорят, не того качества, на котором был построен бренд Optima.Хотя завод в США закрылся в 2008 году, все еще оставались запасы аккумуляторов американского производства, которые, вероятно, задерживались на некоторое время, прежде чем в конечном итоге все были проданы и заменены на батареи мексиканского производства.

У меня был желтый верх, который я купил в 2005 году для подъема на лебедку на моем Wrangler Rubicon. Эта батарея была солдатом и отлично справлялась с длительными жесткими тягами с лебедкой при температурах ниже нуля. Я хранил его в течение 8 лет на нескольких автомобилях, прежде чем в конце концов продал его вместе с автомобилем. Я бы больше не стал покупать Optima и вместо этого использовал бы NorthStar AGM американского производства.

Выбор размера батареи
27F по сравнению с Группой 31. NorthStar 27F на 20 фунтов больше стандартного для 2-го поколения, предлагая при этом существенный прирост по всем параметрам. Переход на еще более крупную группу 31 NorthStar действительно предлагает больше мощности, но я бы подумал о том, чтобы сделать это, только если действительно нужна дополнительная резервная мощность. Дополнительный дополнительный вес в 76 фунтов на переднем отсеке для батареи — это много и, конечно, не помогает Taco худеть. С большим запасом емкости можно было бы рассматривать одиночный Group 31 NorthStar как более простую альтернативу установке с двумя батареями.Для своего использования я выбрал 27F NorthStar.

Зарядное напряжение Аккумуляторы
AGM требуют более высокого зарядного напряжения, чем свинцово-кислотные. Поскольку Tacoma откалибрована для зарядки свинцово-кислотной батареей, это означает, что зарядного напряжения недостаточно. Свинцово-кислотный аккумулятор может заряжаться от 14,0 до 14,4 В. Я измерил свою горячую зарядку 4.0 2015 Tacoma при 13,91 В холостого хода и 14,02 В.

Прямо на батарее NorthStar AGM, цикл обслуживания 14,4–14,8 В.

Совершенно ясно, что зарядного напряжения 14,02 В недостаточно, это означает, что аккумулятор AGM должен поддерживаться на сетевом зарядном устройстве для обеспечения надлежащего состояния AGM или должно быть повышено напряжение генератора.Если зарядного напряжения недостаточно, произойдет сульфатирование аккумулятора, что снизит производительность и срок службы аккумулятора AGM.

Бустеры напряжения
Эти устройства работают, эффективно обманывая регулятор напряжения генератора, заставляя его видеть меньшее напряжение, чем он фактически производит, тем самым заставляя его компенсировать, чтобы производить больше. Итак, в простом примере, если вы хотите увеличить напряжение на 0,5 В, вы вызываете искусственную потерю 0,5 В на том, что обнаруживает регулятор напряжения, и он компенсирует это путем повышения напряжения на дополнительный 0.5v дает вам чистую прибыль.

Схема Alt-S <- Требуется для этого мода
Схема Alt-S — это схема, используемая регулятором напряжения для контроля напряжения на батарее и соответствующей регулировки. Вы можете узнать больше о трассе Toyota Alt-S здесь. Этот простой мод работает только в транспортных средствах, где существует схема Alt-S для регулятора напряжения для управления напряжением. В некоторых более новых автомобилях, таких как Tacomas 2016+, напряжение регулируется ЭБУ, что означает отсутствие цепи регулятора напряжения Alt-S для подделки.

HKB Electronics Voltage Boosters
Есть много способов сделать этот мод. Я не интересуюсь хакерскими решениями, мне хотелось чего-то безопасного, проверенного и отполированного. Если этот мод пойдет не так, под угрозой окажется много дорогой электроники. HKB Electronics из Австралии предлагает специально разработанные комплекты повышения напряжения plug and play для Tacoma именно для этой цели. В Австралии есть одни из лучших на рынке полноприводных автомобилей из-за их окружающей среды, поэтому неудивительно, что именно австралийская компания предлагает этот продукт.

HKB Electronics предлагает два разных продукта для Tacoma: «фиксированный» усилитель 0,5 В или регулируемый усилитель 0,2–1,0 В с шагом 0,2 В. Не зная, какой из них получить, очевидным ответом было однозначно купите их оба, чтобы я мог протестировать их и сказать вам, ребята, что лучше.

AGM требует 14,4–14,8 В за цикл обслуживания (он же заряд генератора). Это означает, что это целевое окно рабочего напряжения, до которого мы хотим отрегулировать напряжение заряда генератора. Исходя из стандартных измерений, он выглядит как 0.Минимальное увеличение 5в.

HKB Регулируемый усилитель напряжения

Для установки просто замените предохранитель в месте «Alt-S» на 7,5 А (показано в верхнем левом углу) на модифицированный усилитель напряжения в блоке предохранителей под капотом. Базовый подключи и играй.

Изображенный регулируемый усилитель напряжения смонтирован и настроен на + 0,8 В. (Рекомендуется 0,6 В)

Вот фотография установленного усилителя 0,5 В.

Тестирование
Первоначально я измерял напряжение мультиметром от батареи.Результаты, которые я получил, несколько вводили в заблуждение. Проблема заключалась в том, что данные, предоставляемые мультиметром, представляют собой фиксированный момент времени, а напряжение заряда со временем колеблется. Мне нужно было определить базовую линию пикового напряжения заряда, чтобы затем я мог произвести необходимую настройку, чтобы установить его на 14,6–14,8 В, но я не могу точно сказать, где находится пик, с помощью мультиметра. Мне действительно нужно было отслеживать напряжение с течением времени, поэтому я знал максимумы и минимумы данных, чтобы более точно определить настройку напряжения.

Итак, я регистрировал свои стандартные настройки напряжения заряда генератора с течением времени.

Я проверил точность монитора напряжения с помощью мультиметра, его характеристики находятся в пределах 0,03 В. Я подтвердил, что он соответствует спецификации, он показывает низкий уровень 0,03 В. В целом это очень маленькая дельта, но ее полезно знать.

Затем я установил свой усилитель на + 0,6 В и записал больше данных.

За несколько дней зарегистрированное пиковое напряжение составило 14,69 В, при низком значении 0,3 В, это означает, что пиковое напряжение составляет 14,72 В, по сравнению с 14,09 зарегистрированным (14,12 фактически). Затем я отправил эти данные в NorthStar, и они согласились, что настройки выглядят оптимизированными, и никаких дополнительных настроек не требуется.

Основанный на моем генераторе Tacoma 4.0 130A 2015 года, усилитель HKD Electronics, установленный на +0,6 В, обеспечивает измеренный максимальный выигрыш в производительности без перезарядки аккумулятора. Усилитель 0,5 В также будет работать при меньшем напряжении на 0,1 В, что означает ~ 14,6 В, что также просто попадет в оптимальный диапазон зарядки 14,6–14,8 В, указанный NorthStar.

Хотя эти настройки работали на моем грузовике, вы должны проверить, что работает на вашем, чтобы избежать перезарядки. При использовании мультиметра лучше всего проверить грузовик при холодном пуске после длительного сидения, например, в течение ночи, поскольку в этом случае выходное напряжение будет самым высоким.

Если вам интересно узнать больше о системах зарядки, это хороший обзор того, как регуляторы напряжения, генераторы переменного тока и батареи работают вместе в системе зарядки.

Регистрация данных батареи
Я действительно хотел регистрировать данные о напряжении с течением времени, чтобы лучше отслеживать и настраивать аккумулятор и производительность зарядки. После поиска продуктов для этого я нашел этот

. монитор батареи bluetooth.

Всего за ~ 32 доллара это дало гораздо лучшее представление о производительности моей системы зарядки, чем мой мультиметр стоимостью более 100 долларов, потому что он дал мне историю работы с течением времени. Это то, что я использовал ранее, чтобы поделиться графиками зарядного напряжения. Обратите внимание, что для наилучшей производительности вы хотите установить его поверх батареи. Мое изображение выше — это временное позиционирование для тестирования. Если вы установите рядом с аккумулятором, сигнал Bluetooth с низким энергопотреблением не сможет транслироваться через свинцовый аккумулятор, что приведет к очень точной дальности действия.Потребляемая мощность монитора составляет 1 мА, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, что он разрядит аккумулятор. Он также хранит до 30 дней данных на борту, а затем синхронизирует их, когда вы вернетесь в зону действия, чтобы у вас не было пробелов в ваших журналах данных.

Сигнализация батареи
Дополнительные функции для тех, кто использует ночное снаряжение для кемпинга от батарей, или, как и другие данные, он имеет несколько регулируемых сигналов мощности, поэтому он может уведомлять ваше мобильное устройство на уровне процента мощности. Вы также можете контролировать уровень заряда аккумулятора в режиме реального времени, если вам интересно состояние заряда.Он также уведомит ваше мобильное устройство о любых ненормальных условиях запуска.

Крепления для батареек
Аккумуляторы Northstar плохо подходят для крепления OEM, они очень плотно прилегают. Верхняя часть аккумулятора слишком широкая, поэтому крепление должно проходить под ручкой аккумулятора, как показано на предыдущих фотографиях. Эта проблема решается с помощью дополнительных приспособлений, вот некоторые из них:

@Coupe продает регулируемые крепления для батарей на TW.
Привязка аккумулятора Rogue Off Road
Привязка аккумулятора Off Grid Engineering

Усиление фар
Галогены увеличиваются экспоненциально до степени 3.3,4 = 1,16 или на 16% больше, чем напряжение перед повышением.

Измерение фактического освещения в люксах
14,0 В = 2014 люкс
14,7 В = 2335 люкс
Измеренное увеличение на 15,9% по сравнению с предварительно увеличенным запасом.