Степень заряженности аккумулятора по напряжению: Страница не найдена — AkkumulyatorAvto.ru

Важный нюанс проверки при выключенном моторе – если двигатель заглушен только что, значение будет одним, на утро после простоя другим.

Оптимально замерять напряжение непосредственно до поездки. Уровень зарядки аккумулятора указывает на его способность удерживать значения по несколько суток. Если батарея заряжена полностью, а вы не ездили неделю и больше, то параметр резко снизится. То есть константным значение не является.

С применением нагрузочной вилки

Проверка аккумулятора с применением нагрузочной вилки – точный, простой и эффективный способ проверить работоспособность батареи автомобиля. В итоге вы выясните, заряжен ли аккумулятор.

Подсоедините вилку к нужному полюсу батареи максимум на 5 секунд. Сначала должно быть в районе 12–13 вольт, после пятой секунды – больше 10 вольт, несмотря на снижение. Такой элемент питания считается полностью заряженным, может работать под разными нагрузками.

Когда показатель в ходе тестирования при проверке нагрузочной вилкой снижается до 9 вольт, АКБ неисправен, рекомендуется его замена.

В холодный сезон

Снижение температурных показателей среды вызывает изменения в номинальной плотности рабочего вещества – электролита. С учетом уровня заряда АКБ будет определяться реакция на пониженные температурные показатели.

У полностью заряженной батареи резко возрастет плотность, что вызовет резкий скачок измерений.

Когда блок питания сел, плотность понижается по причине морозов, возникают сложности при запуске мотора.

Водители совершенно ошибочно полагают, что в зимнее время АКБ дополнительно разряжается из-за низких температур воздуха. В реальности роль играет не низкая температура среды, а замедление химических процессов в элементе питания в результате морозов.

Полезные рекомендации

Рекомендации, которые пригодятся при эксплуатации, обслуживании АКБ для продления времени его работы:

• время от времени тестируйте батарею и как можно чаще (хотя бы раз в квартал) выполняйте подзарядку от сети;
• следите за исправностью генератора, проводов, функции регулировки напряжения авто для нормального заряда элемента питания во время поездок;
• замеряйте токовые утечки;
• замеряйте плотность электролитного вещества после полной зарядки, сравнивайте цифры из таблицы выше, исправляйте ситуацию, если это нужно;
• держите автоаккумулятор в чистоте, чтобы минимизировать ток утечки.

Не замыкайте выводные выходы автомобильной батареи накоротко, поскольку последствия в данном случае будут плачевными.

Заключение

Из обзора вы узнали, сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор и почему важно контролировать эти значения. Напряжение АКБ, как и емкость, плотность рабочего вещества, дает возможность делать выводы о рабочем состоянии элемента питания.

Первый параметр автоаккумулятора указывает на степень его заряда, показатель учитывайте для продления срока службы элемента питания. Контроль сложностей не представляет, для его выполнения применяется базовый набор инструмента.

На АКБ авто в норме параметр составляет 12,6–12,9 вольта при 100%-й зарядке. Замер значения позволяет оперативно оценивать степень заряда. При этом степень износа, текущее состояние батареи так по показателю понять невозможно.

Чтобы получить точные сведения о состоянии АКБ, проверьте ее емкость, сделайте тест, когда дадите нагрузку. Применяются разные варианты проверки работоспособности батареи, все были рассмотрены в обзоре.

Удобно пользоваться таблицей степени заряда АКБ для всех моделей авто, в которой указываются значения температуры промерзания электролита, его плотности с учетом заряда батареи.

Таблица уровня заряда аккумулятора автомобиля по напряжению

Перед подключением ЗУ проверяют заряд аккумулятора по напряжению, таблица помогает узнать его состояние. В зависимости от показаний вольтметра выбирают режим восстановления емкости.

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Подзарядка батареи при работающем моторе, когда она отдает энергию, проводится автомобильным генератором. Если его работа нестабильна, то емкость не восстанавливается. При движении на большие расстояния АКБ заряжается, энергии хватает для пуска двигателя, но емкость на 100% не заполняется. Это предусмотрено конструкцией, чтобы аккумулятор не перезаряжался.

Проверяют состояние батареи и одновременно автомобильного ЗУ вольтметром в режиме измерения напряжения. Красным щупом прикасаются к положительной клемме, черным — к отрицательной. Если подключить наоборот, то прибор просто покажет отрицательное значение. Бортовой вольтметр к АКБ подключен не напрямую, поэтому имеются погрешности в показаниях.

Вначале измеряют при разомкнутой цепи: снимают АКБ или отсоединяют клеммы. В норме показатели должны быть от 12,6 до 12,9В. Если они меньше — проблемы с батареей или генератор не обеспечивает ее током для восстановления емкости.

Более точную картину степени заряженности дают измерения при работающем ДВС без освещения:

• от 13,0 до 13,4В — небольшое падение емкости, требуется подзарядка;
• от 13,5 до 14,0В — состояние батареи и зарядного оборудования нормальное;
• выше 14В — аккумулятор разряжен (если зимой через некоторое время показатели пришли в норму, система в порядке).

Если включить освещение в заведенной машине, то вольтметр должен показать 12,8-13,0В. Еще один способ проверить источник питания — снять показатели в момент включения стартера. Они не могут опускаться ниже 9,5В.

Зарядку осуществляют при помощи внешнего устройства.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

Заряжают неизменными амперами или вольтами на ЗУ. Чтобы знать заряженность аккумулятора, следят за напряжением на его контактах. Оно растет, зарядный ток падает. Если замеры показывают, что оно не увеличивается на протяжении 2 часов, а ампераж стабильный, то батарея почти на 100% восполнила емкость.

Напряжение вырастает до аналогичного на ЗУ. Рекомендуемое значение — от 14,4 до 14,5В. Когда оно на приборе и клеммах АКБ сравняется, это значит, что достигнуто 90-95% заряда. Самые современные необслуживаемые батареи требуют 16,1-16,3В. Такой же показатель должен быть на клеммах.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Заряд стабильным током — основной универсальный метод восстановления емкости. Амперы остаются неизменными. Зарядить можно другим способом, подавая напряжение без изменения. Процесс происходит быстрее, но показатели ампер падают по мере увеличения емкости.

По закону Ома, если поддерживать постоянное сопротивление, то меняться в процессе заряда будет напряжение. Но аккумулятор обладает внутренним непостоянным сопротивлением. Оно меняется по мере заряженности, нагрузки и других факторов. Если сопротивление переменное, то вольты или амперы будут стабильными.

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Чтобы запустить зарядку, от ЗУ требуется большее напряжение, чем оно есть на аккумуляторе. Чем существеннее между ними разница, тем быстрее набирается емкость. Есть границы подъема, за которыми начинается закипание электролита.

Если установить оптимальный параметр, то происходит наиболее полный заряд, нет газовыделения. На автомобиле напряжение ограничивает реле, поэтому при исправной системе батарее не грозит перезаряд и закипание электролита. Если используется внешнее ЗУ, то показатель выставляют вручную.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

На него влияет вид АКБ. От вольтажа зависит, как быстро и насколько полно восстановится емкость.

Все батареи, кроме кальциевых, заряжают преимущественно стабильным током или напряжением. При неизменном ампераже его устанавливают на величину 10% емкости АКБ. Заряжают до тех пор, пока вольтметр не покажет значения 14,3-14,4В. Амперы после этого уменьшают вдвое и продолжают зарядку. Когда напряжение поднимется до 15В, то опять уменьшают ампераж в 2 раза. Заряжают до тех пор, пока вольты и амперы не стабилизируются.

Используя метод постоянного напряжения, на зарядном устройстве выставляют максимальное значение — 14,4В и ожидают. Когда показатели на ЗУ и клеммах сравняются, то можно считать, что аккумулятор заряжен.

У элитных автомобилей бортовая система работает от 16В, аккумулятор подзаряжается повышенным током. Кислотные устройства выдержать его неспособны, поэтому используются необслуживаемые Ca/Ca. У них закрытая система, нет газовыделения, выдерживают жесткие эксплуатационные условия. Однако не допускается глубокий разряд и некорректная работа системы бортовой сети.

Использование кальциевых АКБ оправдано на автомобилях, где установлено хорошее оборудование для контроля бортовой электрической системы. Заряжать такие батареи требуется до 16В с применением особого режима. Используется специальное программируемое ЗУ, способное выдавать 16,1-16,5В. С таким напряжением кальциевый аккумулятор заряжают до 100%. Если устройство выдает не более 14,8В, то емкость восполнится на 50%. При ограничении 15,5В Ca/Ca батарея зарядится на 75%.

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

Полный заряд меняет характеристики АКБ. Процессы внутри поднимают температуру электролита, что сказывается на емкости. На морозе заряд падает. Поэтому аккумулятор проверяют спустя несколько часов, отключив от ЗУ.

На окончание заряда указывают 14,4В на тестере. На заводских устройствах об этом сообщает зеленая индикаторная лампочка. Если зарядка неполная, то напряжение через несколько часов начнет падать. Если оно меняется в меньшую сторону на работающей машине, то можно судить о неисправности аккумулятора или генератора.

Отклонения от правильного вольтажа в конце зарядки опасны. Если напряжение недостаточное, АКБ не зарядится, сульфатируется. А если в момент подзарядки выходят газы, то поднимается температура электролита. Последствия могут быть опасны: ресурс уменьшается сильнее.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

При зарядке стабильным напряжением наблюдается прямая зависимость емкости АКБ от подаваемого с ЗУ вольтажа:

• 14,4В — 80%;
• 15В — 90%;
• 16В — 96%;
• 16,5 В — 100%.

Каждую батарею заряжают в режиме, предусмотренном конструкцией. Наиболее низкое напряжение требуется для обслуживаемых кислотных и гелиевых АКБ. Самое высокое — для кальциевых. Заряжать прекращают при достижении номинального показателя.

Таблица уровня заряженности АКБ

Емкость АКБ измеряют тестером, отключив зарядку от сети. Для получения более точных данных снимают показатели под нагрузкой 100А. Напряжение также характеризует плотность электролита и точку его замерзания.

Таблица служит для оценки состояния аккумулятора.

Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению

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

Нормальный заряд аккумулятора

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

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

Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора

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

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

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

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

Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:

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

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

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

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

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

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

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

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

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

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Таблица 1. Степень заряда аккумулятора по напряжению.

Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора

Под плотностью следует понимать соотношение дистиллированной воды и серной кислоты (65% к 35% соответственно), являющееся максимально оптимальным для автомобильных источников электрического питания и обеспечивающее накопление заряда электричества. Чем ниже плотность электролита, тем ниже напряжение аккумулятора автомобиля и уровень его заряда. При увеличении плотности ухудшается работоспособность АКБ.

Определённая степень разряда батареи характеризуется активным поглощением серной кислоты и её оседанием на пластинах. Сульфация металлических элементов становится причиной увеличения их жёсткости и неспособности участвовать в химическом процессе. Так как серная кислота тратится, меняется соотношение компонентов — жидкость становится менее плотной, что сказывается на способности аккумулятора в машине держать заряд.

Наглядно увидеть зависимость уровень заряда аккумулятора от плотности электролита можно в этом графике:

Таблица 2. Степень заряда аккумулятора по плотности.

Определение степени зарядки аккумулятора по встроенному гидрометрическому индикатору

Диагностика работоспособности источника питания вышеописанными способами нужна в тех случаях, когда аккумуляторная батарея не оснащена специальным индикатором. Наличие указателя зарядки аккумулятора автомобиля позволяет оценить состояние источника питания без использования дополнительных средств.

При заряде батареи свыше 60% индикатор горит зелёным светом. Это означает полную исправность АКБ и возможность запуска двигателя. Отсутствие зелёной индикации и тёмный цвет окошка сообщает о низком заряде батареи и необходимости её зарядить. Запуск автомобиля может быть затруднён. Светлый указатель информирует о том, что процент дистиллированной воды мал — её необходимо долить.

В данной статье мы постарались максимально развёрнуто ответить на все вопросы о степени зарядки АКБ по напряжению. Для диагностики состояния источника питания вам понадобится специальный инструмент:

• вольтметр или мультиметр, с помощью которых можно провести исследования как по вольтажу, так и по значениям сопротивления;
• ареометр, замеряющий плотности электролита;
• устройство необходимое для заряда АКБ, имеющей определённую степень разряженности.

Для удобства восприятия информации в тексте представлена таблица заряда аккумулятора и таблица напряжения аккумулятора автомобиля.

Во время работ не забывайте про степень зарядки источника питания, которая напрямую влияет на получаемые показания. Определить степень заряженности вам также помогут вышеперечисленные приборы.

Аккумулятор — важный элемент системы машины, позволяющий ей полноценно функционировать, даже когда она не заведена. Вряд ли кому-то хочется в неподходящий момент оказаться перед проблемой разряженного источника питания. Мы настоятельно рекомендуем проводить диагностику батареи с определённой периодичностью. А как вы проверяете заряд автомобильной АКБ, поделитесь с нами в комментариях.

минимальное и полностью заряженного, под нагрузкой и без нее, а также какой должен быть нормальный заряд АКБ

Важными показателями аккумуляторной батареи являются ее емкость, напряжение и плотность электролита. От них зависит качество работы и функциональность устройства. В автомобиле аккумулятор подает пусковой ток на стартер для запуска двигателя и питает бортовую сеть, когда это необходимо. Поэтому знать рабочие параметры своего АКБ и поддерживать его работоспособность критически важно для обеспечения исправного состояния автомобиля в целом.

Напряжение АКБ

Для начала разберемся со значением термина «напряжение». По сути, это “давление” заряженных электронов, создаваемое источником тока, через контур (провод). Электроны выполняют полезную работу (питание лампочек, агрегатов и т.д.). Измеряют напряжение в Вольтах.

Для измерения напряжения аккумулятора можно использовать мультиметр. Контактные щупы прибора прикладываются к клеммам АКБ. Формально считается нормой напряжение в 12В. Фактическое напряжение аккумулятора должно быть в пределах 12,6В -12,7В. Такие показатели у полностью заряженной батареи.

Эти показатели могут меняться в зависимости от условий окружающей среды и времени проверки. Сразу после зарядки прибор может показать 13В – 13,2В. Хотя такие значения также считаются приемлемыми. Чтобы получить правильные данные, нужно подождать час-два после зарядки.

Если напряжение падает ниже 12 Вольт, то это говорит о разряде батареи. Значение напряжения и уровень заряда можно сопоставить по следующей таблице.

Как видно из таблицы, напряжение ниже 12В говорит о 50% разряде АКБ. Аккумулятор нуждается в срочной подзарядке. Следует знать, что в процессе разряда происходит процесс сульфатации пластин. Плотность электролита падает. Серная кислота распадается, участвуя в химической реакции. На пластинах образуется сульфат свинца. Своевременная зарядка запускает этот процесс в обратном направлении. Если допустить глубокий разряд, то батарею уже будет трудно реанимировать. Она либо полностью выйдет из строя, либо значительно потеряет в емкости.

Минимальным напряжением, при котором батарея может работать считается 11,9 Вольт.

Под нагрузкой и без нагрузки

Даже при низком напряжении аккумулятор вполне способен запустить двигатель. Главное, чтобы после этого генератор обеспечил зарядку батареи. Во время старта двигателя аккумулятор подает большой ток на стартер, резко теряя при этом в заряде. Если батарея исправна, то заряд постепенно восстанавливается до нормальных значений в течение 5 секунд.

Напряжение на новом аккумуляторе должно быть в пределах 12,6 – 12,9В, но эти значения не всегда показывают реальное состояние батареи. Например, в состоянии покоя, без подключенных потребителей, напряжение находится в пределах нормы, а под нагрузкой резко падает и быстро расходуется заряд. Такое может быть.

Именно поэтому проводят измерения под нагрузкой. Для этого используют такой прибор, как нагрузочная вилка. Этот тест показывает, держит ли заряд батарея или нет.

Вилка состоит из вольтметра, контактных щупов и нагрузочной спирали в корпусе. Прибор создает сопротивление тока в два раза превышающее емкость аккумулятора, имитируя пусковой ток. Например, если емкость батареи 50А*ч, то прибор нагружает АКБ до 100А. Главное, правильно подобрать сопротивление. При превышении 100А потребуется подключать уже две спирали сопротивления, чтобы получить точные данные.

Измерения под нагрузкой проводят при полностью заряженной батарее. Прибор удерживается в течение 5 секунд, затем фиксируются результаты. Под нагрузкой напряжение падает. Если аккумулятор исправен, оно упадет до 10 Вольт и будет постепенно восстанавливаться до 12,4В и выше. Если напряжение падает до 9В и ниже, значит, батарея не держит заряд и неисправна. Хотя после зарядки может показывать нормальные значения – 12,4 В или выше.

Плотность электролита

Уровень напряжения также показывает плотность электролита. Сам электролит представляет собой смесь 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Мы уже говорили, что при разрядке концентрация серно

Зарядка литий-ионных батарей — Battery University

Узнайте, как продлить срок службы батареи, используя правильные методы зарядки.

Зарядка и разрядка аккумуляторов — это химическая реакция, однако литий-ионные батареи считаются исключением. Ученые, занимающиеся аккумуляторными батареями, говорят об энергиях, поступающих в аккумуляторную батарею и исходящих из нее, как части движения ионов между анодом и катодом. В этом утверждении есть основания, но если бы ученые были полностью правы, то батарея жила бы вечно.Они винят снижение емкости из-за захвата ионов, но, как и во всех аккумуляторных системах, внутренняя коррозия и другие дегенеративные эффекты, также известные как паразитные реакции на электролит и электроды, играют роль. (См. BU-808b: Что вызывает смерть литий-ионных аккумуляторов?).

Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов — это устройство ограничения напряжения, которое имеет сходство со свинцово-кислотной системой. Отличия от литий-ионных аккумуляторов заключаются в более высоком напряжении на элемент, более жестких допусках по напряжению и отсутствии непрерывного или плавающего заряда при полной зарядке.В то время как свинцово-кислотный предлагает некоторую гибкость с точки зрения отключения напряжения, производители литий-ионных элементов очень строго подходят к правильной настройке, потому что литий-ионные аккумуляторы не выдерживают перезарядки. Так называемого чудо-зарядного устройства, обещающего продлить срок службы батареи и получить дополнительную емкость с помощью импульсов и других уловок, не существует. Литий-ионная система — это «чистая» система, которая берет только то, что может поглотить.

Литий-ионный аккумулятор с традиционными катодными материалами из кобальта, никеля, марганца и алюминия обычно заряжается до 4.20В / ячейка. Допуск составляет +/– 50 мВ / элемент. Некоторые разновидности на основе никеля заряжаются до 4,10 В / элемент; литий-ионный аккумулятор высокой емкости может достигать 4,30 В / элемент и выше. Повышение напряжения увеличивает емкость, но выход за пределы спецификации вызывает нагрузку на аккумулятор и снижает безопасность. Встроенные в блок схемы защиты не допускают превышения установленного напряжения.

На рис. 1 показаны характеристики напряжения и тока при прохождении литий-ионных аккумуляторов через ступени постоянного тока и начального заряда. Полная зарядка достигается, когда ток снижается до 3–5 процентов от

| Напряжение и удельный вес батареи 12 В

«Состояние заряда» (SOC) батареи — это показатель оставшейся энергии (в процентах). Это похоже на указатель уровня топлива. Измерение и знание SOC батареи или блока батарей полезно при использовании альтернативной энергии или в любой другой ситуации, когда вам необходимо знать ее состояние.

Есть несколько способов определить SOC батареи.

1. Измерьте химический состав батареи (удельный вес) ареометром (точный метод).

2. Измерьте его напряжение вольтметром при разомкнутой цепи, без нагрузки (общее приближение).

3. Отслеживайте ток, протекающий в батарее и выходящий из нее, с помощью «шунта» и соответствующей измерительной цепи (общей для альтернативных энергосистем).

((Аккумуляторный ареометр))
Посмотреть самый популярный ареометр на AMZN

Я составил следующую диаграмму состояния заряда батареи, которая показывает степень заряда (в процентах) в зависимости от напряжения или удельного веса батареи.Напряжения и удельный вес указаны для батарей на 6 или 12 вольт и батарей на 24 и 48 вольт.

Таблица представлена ​​ниже. Но сначала несколько важных замечаний и оговорок…

Как я сделал диаграмму состояния заряда аккумулятора

Как я определил значения напряжения:

Я исследовал как можно больше производителей аккумуляторов в отношении их собственных опубликованных данных SOC. Некоторые немного отличались друг от друга в отношении значений SOC.Однако я усреднил их всех вместе, чтобы получить диаграмму, которая представляет то, что я считаю хорошим ОБЩИМ показателем.

Измерения напряжения батареи приблизительные

Примечание: Измерения напряжения являются приблизительными для определения SOC. Измерение напряжения аккумулятора — НЕ самый точный способ сделать это (необходимо учитывать переменные). Но хорошее обобщение. Более точный метод — измерить удельный вес каждой ячейки в батарее.Однако для многих батарей это сложно или невозможно (например, батареи AGM). Многие (большинство) альтернативных энергосистем включают шунт постоянного тока, который отслеживает SOC, отслеживая ток, протекающий в батарее или банке батарей и выходящий из них, что является очень точным способом отслеживания состояния заряда.

Измерение в состоянии покоя «Обрыв цепи»

Примечание: Для большей точности при измерении напряжения батареи батарея должна быть в состоянии «разомкнутой цепи» (в состоянии покоя или «покоя»).Это означает, что аккумулятор НЕ должен находиться под нагрузкой и НЕ должен заряжаться. Чтобы быть в некоторой степени точным, аккумулятор должен быть в таком состоянии в течение часа или двух, прежде чем проводить измерение, а для более точного измерения вы должны подождать от 6 до 24 часов.

Зависимость напряжения аккумулятора от температуры

Примечание: Напряжение батареи зависит от температуры. Фактически, хорошие зарядные системы (альтернативные энергосистемы) имеют встроенную температурную компенсацию. Данные о напряжении в таблице ниже указаны производителем.листовые листы (близость к комнатной температуре).

Наконечник для ареометра

Примечание: Если измеряется удельный вес (залитые / мокрые батареи глубокого цикла), при отборе пробы из батареи сначала наполните и слейте воду из ареометра несколько раз, прежде чем останавливаться после измерения.

Держите уровень заряда выше 50%

Примечание: Для увеличения срока службы батарейки должны оставаться в зеленой зоне (40% или более SOC). Случайные провалы в желтом цвете могут не причинить вреда, но постоянные разряды до этого уровня значительно сократят срок службы батареи.Вообще говоря, чем меньше вы разряжаете аккумулятор перед подзарядкой, тем дольше он прослужит. Большинство систем, работающих на альтернативных источниках энергии, рассчитаны на поддержание уровня заряда батарей не менее 50% или выше.

Это НЕ напряжение зарядки

Примечание: 100% напряжение НЕ является рекомендуемым зарядным напряжением (которое будет выше и многоступенчатым). См. Рекомендации производителя аккумулятора относительно зарядки.

«Умное» зарядное устройство на 12 В с очень высоким рейтингом:
((Самое популярное зарядное устройство на amzn))

ТАБЛИЦА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА

Напряжение холостого хода или удельный вес на элемент

Загрузить полноразмерный PDF (состояние заряда аккумулятора)

Если вы точно знаете свой аккумулятор, вы можете найти соответствующую информацию о напряжении на их веб-сайте.Но приведенная выше диаграмма дает общее представление о состоянии заряда.

(Эта статья была обновлена ​​с момента ее первоначальной публикации)

% PDF-1.4 % 18 0 объект > endobj xref 18 57 0000000016 00000 н. 0000001785 00000 н. 0000001879 00000 н. 0000001921 00000 н. 0000002172 00000 н. 0000002541 00000 н. 0000002965 00000 н. 0000003012 00000 н. 0000003059 00000 н. 0000003106 00000 п. 0000003431 00000 н. 0000003533 00000 н. 0000003634 00000 н. 0000009365 00000 н. 0000009617 00000 н. 0000010069 00000 п. 0000010470 00000 п. 0000014980 00000 п. 0000019534 00000 п. 0000024402 00000 п. 0000028237 00000 п. 0000033808 00000 п. 0000034424 00000 п. 0000034875 00000 п. 0000034929 00000 п. 0000035441 00000 п. 0000035815 00000 п. 0000035914 00000 п. 0000041626 00000 п. 0000046879 00000 п. 0000047460 00000 п. 0000050527 00000 п. 0000054842 00000 п. 0000059704 00000 п. 0000063740 00000 п. 0000311224 00000 н. 0000394294 00000 н. 0000394348 00000 н. 0000394529 00000 н. q0r2c

Методы разряда батареи — Battery University

Узнайте, как определенные разрядные нагрузки сокращают срок службы батареи.

Назначение батареи — накапливать энергию и высвобождать ее в желаемое время. В этом разделе исследуется разряд при различных скоростях C и оценивается глубина разрядки, на которую батарея может безопасно перейти. В документе также наблюдаются различные сигнатуры разряда и исследуется срок службы батареи при различных схемах загрузки.

Электрохимическая батарея имеет преимущество перед другими устройствами накопления энергии в том, что энергия остается высокой на протяжении большей части заряда, а затем быстро падает по мере истощения заряда.Суперконденсатор имеет линейный разряд, а сжатый воздух и маховик накопителя являются противоположностью батареи, поскольку вначале выдают самую высокую мощность. На рисунках 1, 2 и 3 показаны смоделированные разрядные характеристики накопленной энергии.

Большинство перезаряжаемых аккумуляторов могут быть кратковременно перезаряжены, но этого следует избегать. Срок службы батареи напрямую зависит от уровня и продолжительности нагрузки, которая включает заряд, разряд и температуру.

Любители дистанционного управления (ПДУ) — это особая категория пользователей батарей, которые максимально увеличивают терпимость к «хрупким» высокопроизводительным батареям, разряжая их со скоростью 30 ° С, что в 30 раз превышает номинальную емкость. Таким же захватывающим, как вертолет с дистанционным управлением, может быть гоночный автомобиль или скоростной катер; срок службы пакетов будет коротким. Любители RC хорошо осведомлены о компромиссе и готовы как заплатить цену, так и столкнуться с дополнительными рисками безопасности.

Чтобы получить максимальную энергию на единицу веса, производители дронов обращаются к элементам с высокой емкостью и выбирают Energy Cell.В этом отличие от отраслей, требующих больших нагрузок и длительного срока службы. Эти приложения относятся к более надежным элементам Power Cell с меньшей емкостью.

Глубина разряда

Свинцово-кислотные разряды до 1,75 В / элемент; система на никелевой основе до 1,0 В / элемент; и большинство литий-ионных до 3,0 В / элемент. На этом уровне расходуется примерно 95 процентов энергии, и если бы разряд продолжался, напряжение быстро упало бы. Чтобы защитить аккумулятор от чрезмерной разрядки, большинство устройств предотвращают работу сверх указанного напряжения в конце разряда.

При снятии нагрузки после разряда напряжение исправного аккумулятора постепенно восстанавливается и повышается до номинального напряжения. Различия в сродстве металлов в электродах создают этот потенциал напряжения, даже когда батарея разряжена. Паразитная нагрузка или высокий саморазряд препятствуют восстановлению напряжения.

Высокий ток нагрузки, как в случае сверления бетона с помощью электроинструмента, снижает напряжение аккумулятора, и порог напряжения конца разряда часто устанавливается ниже, чтобы предотвратить преждевременное отключение.Напряжение отключения также следует снижать при разрядке при очень низких температурах, поскольку напряжение аккумулятора падает, а внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается. В таблице 4 показаны типичные значения напряжения в конце разряда для батарей различного химического состава.

Заряд аккумулятора от температуры и плотности электролита: SOC

*SOC = State of charge — уровень заряда аккумуляторной батареи
**Wet Low Maintenance (Sb/Ca) or Wet Standard (Sb/Sb): Сурьмянисто-кальциевые редкообслуживаемые батареи с электролитом и стандартные Сурьмянистые батареи с электролитом
***Wet «Mainteneance Free» (Ca/Ca): Кальциевые обслуживаемые батареи с электролитом

Скачать таблицу зависимости заряженности аккумулятора от температуры и плотности электролита (SOC) в PDF

Степень зарядки автомобильного аккумулятора по напряжению таблица

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

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

Нормальный заряд аккумулятора

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

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

Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора

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

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

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

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

Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:

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

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

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

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

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

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

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

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

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

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Уровень заряда АКБ

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

Напряжение в разомкнутой цепи

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

Двигатель — это «сердце автомобиля», тогда аккумулятор это часть его нервной системы — это его спинной мозг. От нормально функционирующей батареи зависит работа электроприборов и конечно пуск двигателя. Особенно критичен пуск в холодное время. К зиме аккумулятор должен быть подготовлен. Любой диагност и опытный автолюбитель знает, что ключевой показатель при диагностике аккумулятора — это его напряжение.

Напряжение — это физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля (включающего сторонние поля), совершаемой при переносе единичного пробного электрического заряда из точки A в точку B.

Если говорить простыми словами, то это накопленная энергия, которую аккумулятор передаст стартеру при повороте ключа. Стартер эту энергию потратит, а генератор потом компенсирует. Этот процесс должен проходить неразрывно. Водитель должен постоянно следить за величиной напряжения. Чтобы не запутаться и сделать всё правильно рассмотрим всё по порядку.

Нормальные показатели с нагрузкой и без

Чтобы распознать неполадки, нужно знать как аккумулятор работает в норме. Для выявления отклонений в работе требуется знать какое напряжение должен показывать заряженный аккумулятор автомобиля. Рассмотрим как правильно определить заряд аккумулятора.

Очень важно понимать в какой момент производить замер: в покое или под нагрузкой. Это принципиально разные величины. Прежде всего рассмотрим номинальное и фактическое напряжение в покое заряженного АКБ без нагрузки.

• Номинальное (в покое) должно быть 12,6 — 12,7 В. Данная цифра прописана в паспортах и инструкциях к аккумуляторам почти любого производителя и она говорит о полной исправности и нормальной работы батареи.
• Фактическое (в покое) несколько отличается от номинального. На деле диапазон колеблется в пределах от 12,4 до 12,8 В.

При замерах напряжения аккумулятора в покое величина может подняться до 13,2 В. Такая картина возникнет, если замерять сразу после зарядки, поэтому необходимо подождать 30 минут и повторить замер. Тогда вы увидите реальный показатель.

Чаще всего 12,6 вольт — это то каким должно быть напряжение нормального АКБ.

Важно! Если заряд аккумулятора в покое упали ниже 12 В — это говорит о недостаточной заряженности АКБ и необходимо срочно поставить батарею на зарядку.

Теперь разберёмся с напряжением аккумулятора под нагрузкой. Для чего она нужна и каковы нормативы?

Нагрузка на аккумулятор требуется для проверки работоспособности АКБ. Нормативное напряжение может вынести любая АКБ, а вот уже нагрузку далеко не любая. Если нагрузить батарею, то напряжение изменится.

Проверка эта очень простая. Специальным прибором нагружаем аккумулятор.

Нагрузка должна быть почти в два раза больше емкости батареи. Например, если Ваш аккумулятор имеет емкость 80 А/ч, нагружаем его на 160 ампер.

Нагрузка даётся на 5 секунд (не больше)! Напряжение должно получиться выше 9 вольт. Если заряд падает ниже этого предела — это значит аккумулятор разряжен, либо его дальнейшая эксплуатация невозможна. В этом процессе есть один нюанс. После нагрузки, напряжение должно приблизиться к норме примерно за 5-6 секунд.

Чтобы узнать в каком состоянии аккумулятор, нужно повторить весь процесс после зарядки. Если со второго раза величина поднимается до 9 вольт и выше, значит АКБ в нормальном состоянии, но был разряжен.

Определение уровня заряженности

Измерение напряжения АКБ производится мультиметром (также подойдут вольтметр или нагрузочная вилка). Для того чтобы замерить напряжение (неважно под нагрузкой или в покое) необходимо перевести регулятор мультиметра в режим «U» и прислонить щупы прибора к клеммам аккумулятора. На дисплее отобразиться результат замера.

Как писалось выше — замер можно производить в покое и под нагрузкой. В первом случае, а также, в случае, если мы берём нагрузку с внешнего прибора — электрические цепи должны быть разомкнуты, зажигание отключено.

Проверка напряжения аккумулятора под нагрузкой при помощи бортовой сети автомобиля — нежелательна, потому что сеть подключена не напрямую к батарее. Поэтому здесь могут быть погрешности измерений и неточности.

Важно! Нагрузочная вилка должна использоваться строго в соответствии с полюсами (плюс или минус). А вот при замерах вольтметром или мультиметром можно не обращать внимание на полярность щупов и клемм аккумулятора.

Помимо напряжения, есть ещё уровень заряженности аккумулятора Эти две величины неразрывны между собой. Зная нормальное и фактическое напряжение батареи, мы можем определить до какой степени она заряжена, нужно ли подзаряжать ещё. Рассмотрим как проверить уровень заряда аккумулятора.

Таблица заряженности

Данная таблица поможет определить состояние аккумулятора и степень его заряженности.

Определить уровень заряда по напряжению не трудно. Как видно из таблицы — при снижении напряжения до 12,06 вольт, можно говорить о разрядке аккумулятора наполовину. Если напряжение падает до 11,31 вольт, значит он заряжен всего лишь на 10%. Падение напряжения ниже говорит о его полном разряде. Напротив, если заряд аккумулятора 12,6 вольт и выше, значит он заряжен полностью и подзарядка не требуется. Напряжение в 12,5 — 13 вольт — именно то, до которого и нужно заряжать.

Нужно помнить что эти данные актуальны только для классических свинцово — кислотных АКБ, заряженность EFB, AGM, GEL и прочих, технологичных батарей требуется проверять по другим таблицам. К примеру в ольтаж полностью заряженного EFB аккумулятора равен 16, вольт.

Подробное видео об определении работоспособности аккумулятора по напряжению:

Причины отклонений от нормы

Если заряженная батарея теряет заряд в одночасье, причин может быть целый ряд. Уровень заряда аккумулятора может быстро снижаться вследствие естественной причины и ряда неполадок:

• АКБ просто исчерпала свой ресурс из-за длительной эксплуатации и требует замены.
• Также может сломаться генератор, который заряжает батарею в поездке и компенсирует затраты энергии аккумулятора на пуск стартера.
• Если аккумулятор новый и замены не требует, а генератор работает без нарушений — вероятно, в автомобиле есть серьезные проблемы с током в виде его постоянной утечки.

Подробно вопрос диагностики тока утечки в данной статье не рассматриваются, но ему нужно уделить пристальное внимание. В двух словах: ток утечки — это потребление тока, непредусмотренное конструкцией авто, которое планомерно садит ваш аккумулятор. Теоретически причиной возникновения тока утечки может оказаться любой прибор, подключенный к бортовой сети автомобиля.

Все вышеуказанные причины и неполадки разряжают ваш аккумулятор. Этим объясняется падение напряжения, в случае их появления. К счастью, нормальная и своевременная диагностика помогает легко их выявить и устранить.

Нельзя не отметить, что может возникнуть и обратная ситуация. Когда напряжение превысит 13 В и произойдёт так называемый перезаряд АКБ. Произойти это может по причине неисправного генератора (за исключением тех случаев, когда автовладелец намеренно перезарядил АКБ на станции, например для того чтобы поднять плотность электролита). Привести это может к выкипанию электролита и выходу батареи из строя. Вот основные неисправности машины, которые могут привести к перезаряду АКБ:

• Сломано реле устройства. Этот элемент отключает генератор после полной зарядки батареи. Если он не работает — ток и дальше поступает в полностью заряженную батарею. Это простая неполадка, заменить реле не трудно, да и недорого.
• Сломан сам генератор. Ремонт обойдётся дороже, но суть та же, что и в предыдущем пункте.
• Неверно выбрано зарядное устройство.

Повторные замеры напряжения на клеммах аккумулятора после устранения причин и нескольких часов его эксплуатации показывают правильность той или иной причины. Важно оценить и такие показатели, как уровень плотности электролита.

В заключении хотелось бы отметить, что своевременная диагностика и устранение причин продлит срок жизни Вашего аккумулятора и сбережёт нервы и деньги в кошельке.

Какой должен быть заряд акб

Заряд аккумулятора по напряжению: таблица

Напряжение аккумулятора автомобиля — ведущий показатель, на основании которого грамотному водителю следует делать выводы о том, в каком состоянии находится АКБ, нуждается ли она в зарядке или в замене. Известно, что имеется прямая зависимость напряжения от уровня заряда автомобильного аккумулятора.

Вначале мы рассмотрим вопрос о том, на основании каких показателей напряжения можно сделать вывод о работоспособности АКБ, почему батарея теряет U и что означает норма напряжения.

После этого попробуем определить заряд аккумулятора по напряжению: таблица, на основании которой делаются те или иные выводы о состоянии батареи, будет приложена в конце статьи.

Аккумулятор теряет напряжение: в чем причина?

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

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

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

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

Что означает нормальное напряжение аккумулятора?

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

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

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

Итак, норма показателя напряжения большей части автомобильных АКБ — от 12,6 до 12,7 вольт, а если используется нестандартная модель аккумулятора, норма U может быть несколько выше: 13 вольт, но максимум 13,3.

Некоторые начинающие автомобилисты спрашивают о том, какой должен быть показатель U в идеале.

Идеальных цифр, разумеется, нет, поскольку меняться может и уровень тока в сети авто, и погодные условия, и потребление энергии отдельными элементами бортовой сети автомобиля.

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

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

Таблица уровня заряженности АКБ

Было полезно? — Сохраните информацию в социальных сетях:

Источник: https://batteryk.com/zaryad-akkumulyatora-po-napryazheniyu-tablitsa

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля. Под нагрузкой и без нее, не забудем и про зиму

Напряжение аккумулятора транспортного средства, как и его емкость – самые важные показатели этого автомобильного узла, от которых напрямую зависит его функциональность и качество работы.

Батареи используются для запуска силового агрегата, поэтому каждый автовладелец должен знать о том, каким является нормальное напряжение аккумулятора автомобиля, постоянно поддерживая его в рабочем состоянии.

Конечно, я уже затрагивал эту тему в предыдущих статьях про аккумуляторы, однако сегодня хочу конкретизировать эту информацию

Для начала хочется сказать, что в современных машинах уже нет приборов с измерением «Вольт», хотя раньше они были. Поэтому чтобы определить напряжение нужно для начала обзавестись мультиметром, подробнее про это читайте здесь. Хочу отметить, что желательно хотя бы раз в месяц — два проверять напряжение батареи, чтобы вовремя принять меры.

Норма для основных свойств аккумулятора

Каким минимальным это значение должно быть, чтобы можно было запустить двигатель? Точного показателя здесь нет. В стандартном состоянии это свойство у полностью заряженной батареи должно составлять в среднем 12,6-12,7 вольт.

Зависимо от конкретных условий этот показатель может незначительно изменяться, и в этом нет ничего плохого. Так например, некоторые производители, заверяют что у их продукции напряжение около 13 – 13,2 В, это допустимо, однако сразу хочу вас предупредить.

Не стоит мерить напряжение сразу после зарядки АКБ, как пишут многие эксперты, нужно подождать хотя бы час, тогда оно должно опуститься с 13 до 12,7 Вольта.

Но оно может гулять и в другую сторону, когда падает ниже 12 вольт – это свидетельствует о том, АКБ разряжена на 50%.

В таком случае устройству понадобиться срочная зарядка, поскольку ее эксплуатация в таком состоянии гарантировано приводит к сульфатации пластин свинца. Это снижает и работоспособность АКБ, и продолжительность ее эксплуатации.

Но даже в случае такого низкого напряжения запустить мотор легкового транспорта вполне возможно. Если аккумулятор находится в рабочем состоянии, ему не требуется ремонт и генератор при работе двигателя обеспечивает зарядку батареи, устройство даже в таком состоянии можно смело использовать.

В том же случае, когда данный электрический параметр аккумулятора надает ниже 11,6 В, батарея практически полностью разряженная, дальнейшее ее использование в таком состоянии без подзарядки и проверки на работоспособность невозможно.

Таким образом, уровень нормального напряжения находится в интервале 12,6 – 12,7 Вольт (редко, но возможно до 13,2В. максимум.)

Однако на практике это встречается очень редко. Чаще всего для легковых автомашин составляет 12,2-12,49 вольта, что свидетельствует о неполном заряде.

Но в этом нет ничего плохого: снижение работоспособности и качество устройства начинается в том случае, если происходит снижение до 11,9 вольт или ниже.

Под нагрузкой

Напряжение можно разделить на три основных  показателя:

• Номинальное;
• Фактическое;
• Под нагрузкой.

Если говорить о номинальном напряжении, его кстати принято указывать в литературе и прочих материалах, оно равняется – 12В, но прямо-таки этот показатель далек от фактического параметра, я молчу о нагрузке.

Как мы уже говорили, нормальное рабочее напряжение аккумулятора легкового автомобиля составляет 12,6 – 12,7вольт. Но на самом деле более достоверным является фактический показатель, который может колебаться в пределах от 12,4 вольт примерно до 12,8 В. Я хочу, подчеркнуть — этот параметр снимается без нагрузки, что говорится в состоянии покоя.

А вот если подать нагрузку на нашу батарею, то параметры будут совершенно другими. Нагрузка обязательна, эта проверка показывает работоспособность батареи, ведь зачастую выдержать нормальное напряжение могут все АКБ, а вот нагрузку «дохлые» не выдерживают.

Суть проверки проста – на полностью работоспособный АКБ, создают нагрузку (при помощи специального аппарата – «нагрузочной вилки») в два раза превышающее его емкость.

ТО есть если у вас батарея емкостью на 60 Ам/ч, то нагрузка должна быть 120 Ампер. Длительность нагрузки примерно 3 — 5 секунд, причем напряжение не должно проседать ниже 9 Вольт, если показатель 5 – 6, значит ваш АКБ либо разряжен, либо почти «сдох». Также хочется отметить, что после нагрузки напряжение должно восстановиться примерно за 5 секунд до нормального показателя, как минимум в 12,4.

При «просадке» первым делом нужно зарядить батарею, и после повторить опыт с «нагрузочной вилкой», если большого проседания не замечено, значит АКБ была нужна подзарядка. Смотрим видео о проверке под нагрузкой.

Пару слов об электролите

Главный параметр, который определяет уровень напряжения в аккумуляторной батарее – это плотность электролита, что есть внутри этого устройства.

При разрядке АКБ расходуется кислота, доля которой в этом составе равна 35 — 36%. В результате этого снижается уровень плотности этой жидкости. В процессе зарядки осуществляет обратный процесс: расход воды приводит к образованию кислоты — результатом чего является возрастание плотности электролитического состава.

В стандартном состоянии при 12,7 В плотность данной жидкости в батарее равна 1,27 г/см3. В случае уменьшения любого из этих параметров снижается и другой.

Снижение напряжение в зимнее время

Часто автовладельцы жалуются, что в зимнее время при сильных морозах в аккумуляторе падают основные его параметры, в результате чего машина не заводиться. Поэтому некоторые водители забирают на ночь батарею в тепло.

Но на самом деле все обстоит не совсем так. При отрицательных температурах изменяется плотность электролита, что, как уже отмечалось, влияет на уровень напряжения.

Но при достаточном заряде АКБ плотность электролита в морозы возрастает, вследствие этого возрастает и второе из самых важных свойств. Поэтому достаточно заряженной батарее даже в сильный мороз ничего не грозит.

Если же оставить ее в мороз разряженной, плотность электролита будет снижаться, в результате чего и возникнут проблемы с пуском двигателя авто, возможно даже замерзание.

Проблемы с использованием и запуском силового агрегата транспортного средства в зимнее время связаны не со снижением основных параметров его АКБ, а с тем, что основные химические процессы внутри него при отрицательных температурах проходят медленнее, чем в обычное время.

Поэтому, при нормальном заряде уровень плотности и напряжения аккумулятора будут достаточными для того, чтобы запустить мотор машины даже в зимние морозы.

Сейчас небольшое видео.

На этом заканчиваю статью, думаю было познавательно, читайте наш АВТОБЛОГ.

(64

Источник: http://avto-blogger.ru/akb-avto/normalnoe-napryazhenie-akkumulyatora-avtomobilya.html

Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжению

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

Нормальный заряд аккумулятора

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

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

Как изменяется напряжение при разряде аккумулятора

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

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

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

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

Остаточную ёмкость аккумулятора принято проверять:

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

Все эти способы базируются на сведениях о сопротивлении АКБ, что позволяет только качественно оценить состояние источника питания. Зависимость ёмкости аккумулятора от напряжения не является причиной для установления работоспособности батареи.

Связано это с возможным наличием плавающего заряда даст совершенно нормальный результат диагностики, что не будет соответствовать действительности.

Поэтому мы рекомендуем проверять остаточную ёмкость АКБ от напряжения с помощью специалистов, которые проведут компьютерное исследование батареи.

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

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

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

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

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

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

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

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Таблица 1. Степень заряда аккумулятора по напряжению.

Как изменяется плотность электролита при разряде аккумулятора

Под плотностью следует понимать соотношение дистиллированной воды и серной кислоты (65% к 35% соответственно), являющееся максимально оптимальным для автомобильных источников электрического питания и обеспечивающее накопление заряда электричества. Чем ниже плотность электролита, тем ниже напряжение аккумулятора автомобиля и уровень его заряда. При увеличении плотности ухудшается работоспособность АКБ.

Определённая степень разряда батареи характеризуется активным поглощением серной кислоты и её оседанием на пластинах. Сульфация металлических элементов становится причиной увеличения их жёсткости и неспособности участвовать в химическом процессе. Так как серная кислота тратится, меняется соотношение компонентов — жидкость становится менее плотной, что сказывается на способности аккумулятора в машине держать заряд.

Наглядно увидеть зависимость уровень заряда аккумулятора от плотности электролита можно в этом графике:

Таблица 2. Степень заряда аккумулятора по плотности.

Определение степени зарядки аккумулятора по встроенному гидрометрическому индикатору

Диагностика работоспособности источника питания вышеописанными способами нужна в тех случаях, когда аккумуляторная батарея не оснащена специальным индикатором. Наличие указателя зарядки аккумулятора автомобиля позволяет оценить состояние источника питания без использования дополнительных средств.

При заряде батареи свыше 60% индикатор горит зелёным светом. Это означает полную исправность АКБ и возможность запуска двигателя. Отсутствие зелёной индикации и тёмный цвет окошка сообщает о низком заряде батареи и необходимости её зарядить. Запуск автомобиля может быть затруднён. Светлый указатель информирует о том, что процент дистиллированной воды мал — её необходимо долить.

В данной статье мы постарались максимально развёрнуто ответить на все вопросы о степени зарядки АКБ по напряжению. Для диагностики состояния источника питания вам понадобится специальный инструмент:

• вольтметр или мультиметр, с помощью которых можно провести исследования как по вольтажу, так и по значениям сопротивления;
• ареометр, замеряющий плотности электролита;
• устройство необходимое для заряда АКБ, имеющей определённую степень разряженности.

Для удобства восприятия информации в тексте представлена таблица заряда аккумулятора и таблица напряжения аккумулятора автомобиля.

Во время работ не забывайте про степень зарядки источника питания, которая напрямую влияет на получаемые показания. Определить степень заряженности вам также помогут вышеперечисленные приборы.

Аккумулятор — важный элемент системы машины, позволяющий ей полноценно функционировать, даже когда она не заведена. Вряд ли кому-то хочется в неподходящий момент оказаться перед проблемой разряженного источника питания. Мы настоятельно рекомендуем проводить диагностику батареи с определённой периодичностью. А как вы проверяете заряд автомобильной АКБ, поделитесь с нами в комментариях.

Определяем степень заряженности аккумулятора по напряжениюСсылка на основную публикацию

Источник: https://akkumulyatoravto.ru/konstrukciya/parametry/zaryad.html

Какова норма заряда аккумулятора автомобиля и как её проверить

Аккумулятор (аккумуляторная батарея или АКБ) является один из ключевых узлов автомобиля. Основная роль автомобильного аккумулятора – подача тока на стартер в момент пуска двигателя.

Кроме того, при неработающем двигателе АКБ обеспечивает функционирование различных устройств (подсветка, звуковая система, сигнал и другие потребители тока). На стоянке батарея обеспечивает работу охранной системы. Да и во время поездки, когда генератор не справляется с нагрузкой, аккумулятор приходит ему на помощь.

Нормальное функционирование бортовой сети автомобиля возможно лишь с аккумулятором, у которого заряд в норме. Поэтому сегодня мы обсудим, какая же норма заряда для АКБ.

Норма заряда АКБ

Одним из основных параметров состояния автомобильной аккумуляторной батареи является напряжение. С помощью напряжения проверяется определённая норма заряда аккумулятора. Поэтому, владельцу автомобиля необходимо знать какое нормальное значение напряжения АКБ.

Если аккумулятор быстро разряжается, то следует проверить ток утечки на автомобиле. Ток утечки аккумулятора автомобиля: норма и способ измерения описаны в статье по ссылке.

Норма напряжения аккумуляторной батареи из шести банок в заряженном состоянии составляет 12,6─12,9 вольта. То есть, напряжение одного полностью заряженного элемента равно 2,1─2,15 вольта. Меньшее значение показывает, что аккумулятор разряжен.

Но это не значит, что его нельзя использовать. В идеале, конечно, нужно поддерживать батарею полностью заряженной. Но на практике такое можно осуществить, только если полностью зарядить аккумулятор, а затем подавать на выводы ток, равный саморазряду.
Так, что АКБ редко находится в полностью заряженном состоянии. Ниже можно посмотреть зависимость напряжения и степени зарядки батареи.

Что касается нормы заряда, то в большинстве случаев не рекомендуется эксплуатировать аккумулятор с напряжением менее 12 вольт. В этом случае его нужно ставить на зарядку. Эксплуатация АКБ в таком состоянии отрицательно сказывается на состоянии батареи. Это способствует увеличению сульфатации пластин и как следствие, приводит к уменьшению ёмкости аккумулятора.

Критической нормой напряжения можно назвать 10,8 вольта. Ниже этого значения напряжение опускаться не должно. Это называется глубокий разряд АКБ, который очень вреден для батареи и сильно сокращает срок её службы. Особенно вреден глубокий разряд для кальциевых необслуживаемых аккумуляторов. Для них 2─3 таких глубоких разряда приводят к выходу из строя. После такого падения напряжения они необратимо теряют часть своей ёмкости.

Как вы видели в таблице выше, со степенью зарядки неразрывно связана плотность электролита. Это действительно так. Норму заряда аккумулятора можно проконтролировать не только по напряжению на его выводах, но и по величине плотности электролита. У полностью заряженной аккумуляторной батареи значение плотности должно быть 1,27─1,29 гр./см3. Измеряется плотность электролита специальным прибором – ареометром. Подробнее об электролите в аккумуляторе читайте по указанной ссылке.

Ареометр

Стоит отметить ещё один важный момент, связанный с нормой напряжения АКБ. Если быть точным в определениях, то величина, измеряемая на выводах аккумулятора в разомкнутой цепи (не подключён к автомобилю), называется ЭДС.

ЭДС, как и напряжение, измеряется в вольтах и представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение плюсового заряда между выводами батареи. Без электродвижущей силы на выводах аккумуляторной батареи не будет напряжения. Напряжение и ЭДС присутствуют на выводах источника питания, даже без протекания тока в цепи.

Что это значит на практике? Допустим, вы зарядили аккумулятор и ЭДС на его выводах 12,6 вольта. После установки на автомобиль и замера напряжения величина будет 12,4─12,5 вольта. Это норма и не стоит беспокоиться по этому поводу. Теперь поговорим об инструментарии для измерения напряжения АКБ. Советуем также прочитать статью о том, почему генератор не заряжает аккумулятор.
Вернуться
 

Как проверить заряд автомобильного аккумулятора?

Для проверки напряжения аккумулятора используется вольтметр или мультиметр в режиме измерения напряжения.

Мультиметр

Для того чтобы измерить напряжение мультиметром, нужно перевести его в режим измерения напряжения. Затем щупами приложить к выводам батареи и прибор покажет значение напряжения. Полярность в этом случае соблюдать необязательно, поскольку вам нужна только величина.

Если вы приложите красный щуп на минус, а чёрный на плюс, то прибор просто покажет отрицательное значение. Кстати, можете подробнее прочитать о том, что это такое прямая полярность аккумулятора. Но фото ниже показан результат измерения напряжения подсевшего аккумулятора.

Измерения напряжения мультиметром

Также норму заряда аккумулятора можно проконтролировать с помощью такого прибора, как нагрузочная вилка. В составе этого прибора имеется вольтметр, с помощью которого и проводится измерение. Помимо нормы заряда АКБ, нагрузочная вилка даёт возможность оценить реальное состояние аккумуляторной батареи. Для этого делается измерение напряжения с сопротивлением в режиме замкнутой цепи. Фактически, вилка имитирует нагрузку на аккумулятор при пуске автомобильного мотора.

Нагрузочная вилка

Источник: https://akbinfo.ru/zaryadka/zarjad-akkumuljatora-avtomobilja-norma.html

Зарядка аккумуляторов AGM (12В)

Существует 2 режима работы АКБ, изготовленной по технологии AGM: буферный и циклический.

При буферном режиме работы аккумулятор постоянно подзаряжается источником питания
постоянного тока, лишь изредка подвергаясь разряду 1-2 раза в месяц.

Такой режим работы, например, может быть у АКБ, подключенной к источнику бесперебойного питания в квартире, где происходят не частые отключения электроэнергии. Требования к зарядному устройству, предназначенному для буферного режима работы АКБ:

1. Напряжение подзаряда должно быть в пределах рекомендаций завода-изготовителя аккумулятора — обычно 13,5-13,8 В.

2. Максимальный ток заряда должен быть не более 0,1-0,15С — то есть 10-15% от номинальной емкости АКБ. Например аккумулятор номинальной емкостью 100 А*ч необходимо заряжать током не более 10 А.

Такие условия могут обеспечить приборы или оборудование, совместно с которым используется такой режим работы: ИБП, инверторы с функцией заряда и т.д.

В них, как правило, либо есть возможность ограничения зарядного тока, либо встроенное зарядное устройство может выдавать небольшой ток зарядки — 1-6 А. Поэтому зарядку АКБ в буферном режиме можно не рассматривать.

Циклический режим работы аккумуляторных батарей подразумевает использование аккумулятора при постоянном разряде-заряде.
Т.е. аккумулятор сначала разряжается до минимального значения, а затем заряжается до полной емкости. рассмотрим заряд такого аккумулятора подробнее.

Любой аккумулятор после разряда следует немедленно зарядить. Это особенно касается аккумулятора, который был подвергнут «глубокому» разряду (Напряжение на аккумуляторе менее 10,8В). Если аккумулятор в течение длительного периода времени находится в разряженном состоянии, то возможна ситуация, при которой восстановить полностью его емкость будет невозможно, т.к. химия аккумулятора при недостаточном напряжении необратимо деградирует.

При зарядке аккумулятора нужно соблюдать 3 простых условия:

• Напряжение на выходе зарядного устройства поддерживается в пределах 13,8 – 14,7В в зависимости от типа аккумулятора (AGM, GEL). Кстати, на аккумуляторе всегда указывается, например, «Cycle use: 13.8-14.1V», что означает напряжение при циклическом заряде от 13,8 до 14,1 В.
• Ток заряда ограничен 10-30% от номинальной емкости батареи. Но лучше всего, скажем комфортнее для батареи, ток заряда не более 10% от емкости (Для 30Ah батареи, ток заряда будет 3А) Большими токами заряжать не стоит, т.к аккумуляторы технологии AGM подвержены пожвержены так называемому эффекту «терморазгона» — когда внутренние элементы разогреваются и АКБ вздувается. Такой аккумулятор уже нельзя использовать, т.к. существует риск короткого замыкания пластин.
• Температура акб должна быть не выше 25С (При зарядке при более высокой температуре, напряжение аккумулятора должно быть уменьшено, а приболее низкой наоборот — увеличено).

Важно! Категорически нельзя допускать напряжение заряда выше 15,2 В. При повышении этой цифры буквально на 0,05 В происходит активизация процесса гидролиза, который ведет к образованию газовой подушки и потере молекул воды. Все это влечет к сокращению срока службы аккумулятора. Далее необходимо снизить напряжение заряда до 13,5 – 13,8В с ограничением тока до 1% от емкости батареи. В этом режиме аккумулятор может находиться длительное время, следует продолжать заряд АКБ еще как минимум 10 часов.

Из практики, рекомендуем заряжать АКБ меньшим током более длительное время. Например, можно поставить АКБ на зарядку вечером после их разрядки и снять зарядки через 24 часа на следующий день.

Сейчас на рынке есть два типа зарядных устройств для аккумуляторов рассматриваемого типа – это механические ЗУ и полностью автоматические.

В случае с механическими версиями – нужно регулировать весь процесс заряда, как было описано выше. Тут требуется быть предельно внимательными и аккуратными.

Для зарядки аккумуляторов типа AGM или GEL автоматическое ЗУ — будет идеальным вариантом. Принимать участие в зарядке придется по минимуму. Советуем выбирать именно их.

При выборе ЗУ обязательно обращайте внимание на следующие моменты:

• Для каких типов аккумуляторов оно предназначено.
• Напряжение заряда должно соответствовать напряжению, указанному на вашей батареи при циклическом заряде
• Ток заряда не должен превышать 30% от номинальной емкости батареи. Лучше 10%!

Источник: https://ibp-ural.ru/zaryadka-akkumulyatorov-agm-12v

Зарядка аккумулятора

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

Как заряжать аккумулятор зарядкой

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

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

Условия зарядки аккумулятора

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

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

Теперь перейдем к самой зарядке аккумулятора.

Домашняя зарядка аккумулятора

Домашняя зарядка аккумулятора — процесс зарядки аккумуляторной батареи при помощи специального зарядного устройства в домашних условиях.

Перед началом домашеней зарядки аккумулятора нужно убедиться в том, что аккумулятор цел и действительно разряжен. Поэтому его нужно аккуратно извлечь из автомобиля и очистить от грязи. Далее следует внимательно осмотреть его корпус на наличие трещины.

Если такая имеется, то это значит что в внутри уже нету электролита (он вытек) и использовать аккумулятор не представляется возможным.

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

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

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

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

Зарядка аккумулятора зарядным

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

Аккумулятор может заряжаться двумя разными способами:

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

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

В принципе данной информации должно хватить для правильной зарядки автомобильного аккумулятора.

Источник: https://www.calc.ru/Zaryadka-Akkumulyatora.html

Как правильно заряжать аккумулятор

Как правильно заряжать аккумулятор? Для заряда аккумуляторных батарей применяются выпрямители постоянного тока, получившие в обиходе название зарядные устройства. Различают автоматические выпрямители и зарядные устройства с ручной регулировкой.

При правильной зарядке аккумулятора батарея будет заряжаться до конца, продлевая срок хранения и службы, а также полностью используя наличную емкость. Ошибки при заряде могут привести к усиленной сульфатации пластин и как следствие, сокращение срока жизни батареи.

Инструкция по зарядке аккумулятора

В процессе заряда важны три параметра: напряжение, ток и время. Лучше, если максимальное напряжение выпрямителя регулируемое, оно не должно быть не выше 14,4V. В случае частичного разряда аккумулятора начальный ток заряда при включении выпрямителя может резко подскочить. Следует отрегулировать его на номинал не выше 0,1 ёмкости аккумулятора, или меньше, если вольтметр показывает напряжение близко к 14V.

Например, батарея имеет маркировку 55Ah — максимальный ток должен быть 5.5. В процессе зарядки напряжение будет расти, а ток уменьшаться. Если ток не уменьшается в течение последних 2-3 часов, то аккумулятор считается заряженым. Помните — нельзя вести заряд большим током более 25 часов из-за опасности выкипания электролита и риска замыкания пластин от деформации.

Нормальное время полного заряда составляет около 15 часов.

Перед зарядкой АКБ необходимо открыть все газовые каналы: вывернуть пробки, снять крышки банок.Иногда необходимо выровнять плотность электролита в разных банках. В этом случае выпрямитель устанавливается на ток зарядки порядка 2А. Иногда ниже, ориентируйтесь по вольтметру (не выше 14V). Время такой зарядки до двух суток.

Как правило, заряд по такому принципу необходим в случае полной разрядки аккумулятора и выполнить его следует до начала сульфатизации пластин. Батареи, исключающие долив воды, должны заряжаться только устройствами с автоматической поддержкой зарядного напряжения. В противном случае снижается срок службы аккумуляторных батарей.

Конкретные требования по режиму заряда и эксплуатации должны быть изложены в инструкции или гарантийном талоне конкретного аккумулятора.

В аккумуляторную батарею доливают только дистиллированную воду. Не используйте воду сомнительного происхождения. Изготовители не предусматривают добавление в электролит стабилизирующих и улучшающих препаратов. Для доведения уровня электролита до нормы недопустимо использовать электролит! При сильном снижении уровня электролита внутри корпуса аккумулятора образуется опасная концентрация газовой смеси. Во избежании взрыва запрещается пользоваться открытым огнём вблизи такой батареи.

На зимней стоянке не рекомендуется хранить заряженную батарею в теплом помещении, чем ниже температура, тем меньше скорость ее саморазряда. Следует оставить аккумулятор на автомобиле со снятыми клеммами и лишь для облегчения запуска двигателя в сильные морозы занесите батарею на несколько часов в теплое помещение.

Недопустимо оставлять на морозе разряженную батарею. Электролит низкой плотности замерзнет, и кристаллы льда приведут ее в негодность. Плотность электролита разряженного аккумулятора может снизиться до 1,09 г/см3, что приведет к его замерзанию уже при температуре -7°С. Для сравнения –электролит плотностью 1.

28 г/см3 замерзает при t=-65°С.

Для борьбы с утечками тока после зимнего хранения, следует тщательно вытиреть корпус аккумулятора от различного вида загрязнений слабым раствором соды. Регулярно проверяйте крепление батареи, уровень электролита и его плотность.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

Источник: http://www.4akb.ru/stati/poryadok_zaryadki_akkumulyatora_s_pomoshchyu_zarya/

На зарядку становись: как распознать кончину автомобильного аккумулятора

МОСКВА, 23 ноя — РИА Новости, Сергей Белоусов. В русском языке есть много словосочетаний, которыми водители описывают ситуацию с неудачным запуском двигателя автомобиля. Одно из них — «аккумулятор сдох».

Именно этот важный элемент машины чаще всего заставляет людей мерзнуть в зимнюю стужу и стоять у дороги с протянутыми проводами.

РИА Новости попросило автомобильных экспертов рассказать о типичных проблемах «главной батарейки» современного транспорта и способах их устранения.

Размер имеет значение

В интернете есть множество магазинов, где автовладельцу подскажут, какая аккумуляторная батарея (АКБ) подходит именно для его автомобиля. Но даже в автоматизированные системы по подбору товара часто вкрадываются ошибки, не говоря уже о советах продавцов, которые при всем желании редко запоминают огромный список марок, моделей и разновидностей батарей.

Первое, на что стоит обратить внимание, — емкость аккумулятора. «При производстве автомобиля завод-изготовитель устанавливает АКБ с теми или иными характеристиками в зависимости от расчетов инженеров-конструкторов, — рассказывает Александр Лобов, директор по сервису «Авилон. Rolls-Royce».

 — При замене штатной батареи на другую со значительно меньшей емкостью запуск автомобиля при отрицательных температурах будет существенно затруднен, при движении в плотном трафике с большим количеством включенных бортовых потребителей напряжение бортовой сети также будет низким, что приведет к быстрому разряду аккумулятора.

При установке АКБ большей емкости основными проблемами станут нехватка заряда и повышенная нагрузка на генератор, что вскоре приведет к его поломке».

«Еще один параметр — пусковой ток, или ток холодной прокрутки, — говорит Павел Кузнецов, шеф-тренер дилерского центра «РОЛЬФ Юг». Чем этот параметр выше, тем лучше аккумулятор будет заводить двигатель зимой, но одновременно с этим увеличится нагрузка на щеточно-коллекторный узел стартера, что снизит его ресурс. Если ток холодной прокрутки меньше штатного, при низких температурах двигатель может вообще не запуститься. Поэтому на данный параметр стоит обращать особое внимание».

Часто покупатели ошибаются с размерами — и батарея оказывается шире, уже, а иногда даже выше, чем предусмотренная для нее ниша. В последнем случае можно даже промять капот, сиденье или фальшпол багажника в зависимости от того, где в машине находится АКБ.

Нередко путают полярность, и тогда провода на клеммы уже не накинуть, но даже если все подобрано правильно, проблемы могут возникнуть с креплением. В последнем случае тяжелый аккумулятор будет издавать неприятные звуки во время резких маневров, да и вообще может повредить подкапотное пространство.

Чтобы избежать этого, лучше приехать в магазин и сравнить свою батарею с приобретаемой. Вопрос в том, когда это надо делать?

Дай знать

При нормальной эксплуатации срок жизни любого современного аккумулятора превышает гарантийный срок почти всех автомобилей. Во время планового техосмотра на сервисе официального дилера, скорее всего, проверят состояние батареи и даже клеммы смажут, но ведь между ТО проходит целый год, или 10-20 тысяч километров. А если владелец решил заботиться о машине самостоятельно?

«Российские ГОСТы 959-91 и ГОСТ 959-2002 требуют, чтобы срок работы обслуживаемых аккумуляторов составлял не менее двух лет при пробеге не более 90 тысяч километров. Для необслуживаемых — четыре года при пробеге до 100 тысяч», — рассказывает Павел Кузнецов.

Обслуживаемые аккумуляторы сейчас — вымирающий вид, их на современных машинах уже не найти. «Срок службы современной автомобильной батареи напрямую зависит от условий эксплуатации автомобиля. Например, при ежедневных поездках в смешанном цикле движения и пробеге не менее 50 километров в день АКБ сможет прослужить в среднем пять лет», — считает Александр Лобов.

Еще большей лотерей является покупка подержанной машины, когда покупатель вообще не в курсе, как она эксплуатировалась и что с ее аккумулятором. По мнению Александра Лобова, самый надежный вариант распознать необходимость замены АКБ — это протестировать ее при помощи специального устройства либо на сервисе.

Если этого сделать не удалось, то о скорой кончине батареи будет сигнализировать некорректная работа электрических систем сразу после запуска мотора или индикация неисправностей на щитке приборов.

«Первым же симптомом, как правило, является затрудненный пуск двигателя: стартеру нужно больше времени, чтобы вывести ДВС на нужные обороты», — уточняет Павел Кузнецов.

Ой, мороз, мороз

В теплые летние дни даже старый полудохлый аккумулятор способен завести автомобиль. Но если на улице минус, а еще хуже — сильный минус, то ситуация кардинально меняется. Даже новенькая АКБ в таких условиях может дать сбой.

«Все зависит от того, как хранился аккумулятор на складе, — утверждает Павел Кузнецов. — Если не соблюдался регламент хранения и не осуществлялась его своевременная подзарядка, то ресурс такого аккумулятора значительно снижается, что негативно скажется на его эксплуатационных характеристиках». На запуск также могут повлиять неисправности электрики автомобиля или агрегатов, которые отвечают за пуск мотора.

Если машина долгое время стояла без движения в холодную погоду, то происходит саморазряд аккумулятора. Небольшое количество энергии потребляют электронные системы машины, поэтому периодический запуск двигателя, по мнению Павла Кузнецова, — это один из способов поддержания заряда АКБ.

«Во время длительного простоя есть еще несколько вариантов сохранить батарею исправной: снять ее и отнести на зарядку, проехать не менее восьми часов в смешанном режиме движения или подключить поддерживающее устройство Battery Conditioner на все время, пока автомобиль не эксплуатируется.

Также существует вариант съема плюсовой или минусовой клеммы с АКБ или отключение прерывателя «массы», — добавляет директор по сервису «Авилон. Rolls-Royce».

По мнению Александра Лобова, если аккумулятор исправен и машина постоянно используется, то таскать его домой на ночь даже при сильных морозах нет никакого смысла.

«Однако в морозную погоду шансов запустить двигатель с аккумулятором, принесенным из дома, больше. Ведь чем ниже температура АКБ, тем меньше ее емкость и способность отдавать ток. А если аккумулятор замерзнет до кристаллизации электролита, то батарее одна дорога — на свалку», — говорит Павел Кузнецов.

Если аккумулятор все же вышел из строя и уже не может завести автомобиль, то не стоит бояться использовать провода для «прикуривания». «Если соблюдать разумные правила техники безопасности и не путать плюс с минусом, то такой метод безопасен, — уверен Павел Кузнецов. — Как правило, все производители в руководстве по ремонту описывают данную процедуру».

С этим мнением согласен и другой эксперт. «Противников «прикуривания» хватает, но лично мое мнение — данная процедура не представляет никакой опасности для обоих автомобилей, — рассказывает Александр Лобов. — Важно следовать определенной методике. Во-первых, АКБ должна находиться в разряженном состоянии недолгое время. Если батарея «померла» давно, то в ней начинается сульфатация плюсовых пластин, которая снижает ресурс батареи или полностью выводит ее из строя.

Такой аккумулятор нужно заряжать не менее 24 часов, он, скорее всего, наберет заряд, но емкость такой батареи уже не будет соответствовать заявленным характеристикам. Во-вторых, подсоединение проводов необходимо производить при выключенном двигателе и зажигании автомобиля, с которого будет осуществляться «прикуривание». В-третьих, после соединения нужно завести исправный автомобиль и дать ему поработать на холостом ходу 15-20 минут.

Затем нужно заглушить мотор и попытаться завести неисправную машину, не снимая проводов».

Куда мир катится

Чем современнее автомобиль, тем больше на его борту потребителей энергии. Проблему дефицита электричества производители попытались решить при помощи аккумуляторов нового типа — AGM. Однако менять один тип АКБ на другой, если это не предусмотрено заводом-изготовителем, не рекомендуется. Как правило, аккумуляторами нового типа оснащают автомобили с функцией старт-стоп. Обычный кислотный аккумулятор не способен обеспечить корректную работу этой системы и быстро выйдет из строя.

Среди преимуществ AGM перед кислотными аккумуляторами Павел Кузнецов прежде всего выделяет устойчивость батарей нового типа к вибрациям, высокий пусковой ток (в среднем он выше на 50-70%), устранение проблемы глубокой разрядки, возможность транспортировки и эксплуатации практически в любом положении, а также высокий срок службы — от пяти до 12 лет. Среди недостатков эксперт отметил более высокую стоимость по сравнению с традиционными аккумуляторами на жидком электролите, недопустимость зарядки повышенным напряжением и необходимостью применения специфических зарядных устройств.

Источник: https://ria.ru/20171123/1509384236.html

Какое напряжение должно быть на аккумуляторе при работающем двигателе авто

Срок пригодности АКБ автомобиля исчисляется не гарантированными производителем годами, а количеством циклов «разрядка/зарядка». Чем грамотнее организованы эксплуатация и обслуживание аккумулятора, тем реже придется покупать новый. Вопрос о номинале напряжения на клеммах батареи волнует многих автомобилистов.

Каким оно должно быть в «статике», знают все – порядка 12,6 В. Это норма. А его величина при работающем двигателе авто? Изменится она или нет, и если да, то в какую сторону? Вот с этим и разберемся.

Если к аккумулятору нет претензий, то проверка напряжения на его клеммах при работающем двигателе позволяет диагностировать генератор. То есть определить, насколько корректно последний функционирует, и вообще, дает он зарядку или нет.

Однозначного ответа по поводу уровня напряжения на аккумуляторе авто не даст ни один специалист. Основная причина – неизвестно, какой режим работы двигателя подразумевается и включены (или нет) остальные потребители эл/энергии.

К таковым относятся (кто забыл) – фары, подсветки с поворотниками, печка и ряд других, в зависимости от модели авто. На величину зарядного тока (следовательно, и напряжения на аккумуляторе) частично влияет и температура воздуха.

Это мало кто принимает во внимание, но именно данный фактор приводит к некоторому разбросу в показаниях прибора.

Попробуем обобщить все данные по значениям напряжения на аккумуляторе (в В):

• 1 Двигатель авто не работает
• 2 Двигатель работает
• 3 Полезные советы

Двигатель авто не работает

У хорошего аккумулятора (о его выборе читайте здесь) на клеммах, как минимум, должно быть 12,4.  Нормой считается напряжение 12,5 – 13.  Более низкое значение свидетельствует о высокой степени разрядки. Еще одна причина – снижение емкости из-за начала сульфатации пластин, например. А это уже «звоночек» для хозяина машины. Тем более что при напряжении = 12 и ниже авто завести довольно проблематично, особенно при наступлении холодов.

Двигатель работает

 Нормой считается напряжение 13,5 – 14. 

Превышение значения (например, до 14,2) – признак сильной разрядки аккумулятора (о правилах зарядки читайте здесь). В этом случае генератор вынужден давать повышенный ток. Это основная причина. Для авто, оборудованных различной электроникой, есть и вторая. Датчики температуры в холодном помещении могут корректировать режим генератора. Результат тот же – завышенное напряжение на клеммах аккумулятора.

Чем это чревато? Если минут через 8 (±2) уровень напряжения придет в норму, то все в порядке. Электроника авто сработала. А если этого не происходит, то вероятный результат – «выкипание» электролита и перезаряд батареи.

Пониженное напряжение на аккумуляторе при работающем двигателе (менее 13) – свидетельство, что режим заряда АКБ не соответствует норме. Какие могут быть причины?

Во-первых, в самой батарее. Выработка ресурса, сульфатация – основные проблемы, с которыми чаще всего сталкиваются владельцы авто.

Во-вторых, или плохо работает генератор, или неисправность в эл/цепи. Например, повышенный ток утечки при снижении сопротивления изоляции. Как правило, дефекты в оплетке проводов, которые приводят к пробою и короткому замыканию.

В-третьих, проблема с контактами. Это следует проверить сразу же. Снять клеммы, осмотреть их и выводы АКБ на предмет окисления. При необходимости – зачистить, плотно затянуть крепеж.

Как проверить напряжение на аккумуляторе — смотрите видео:

Полезные советы

• Использовать возможности бортового ПК для замера напряжения на аккумуляторе нецелесообразно. Результат будет отличаться от истинного значения из-за специфики включения компьютера в бортовую сеть. Следовательно, погрешностей не избежать. А приблизительные данные, учитывая некоторый разброс параметров, владельцу авто мало о чем скажут.
• В нормальной работе генератора и хорошем состоянии АКБ можно убедиться так. Выключить всех потребителей и завести двигатель. Мультиметр должен показать порядка 13,6±1. Далее поочередно что-либо из приборов эл/сети включается. К примеру, фары, потом ближний свет. Каждый из эл/приборов «сажает» напряжение на 0,2. Но суммарно – не менее чем до 12,8. Иначе аккумулятор довольно быстро разрядится.
• Даже если АКБ соответствует всем описанным требованиям, комплексную проверку следует проводить регулярно. Хороший аккумулятор должен напряжение «держать». Если авто не эксплуатировалось, а, к примеру, через несколько дней мультиметр показал значение существенно меньшее, чем при предыдущем испытании, значит, батарея уже «на пределе». С ней нужно быть особенно аккуратным.

Автор обращает внимание, что все рекомендации – довольно приблизительные, обобщенные. Но именно такие простые методики позволяют даже малоопытным владельцам авто понять, в каком состоянии аккумулятор, работает ли генератор и насколько корректно производится подзарядка АКБ. Для более детального исследования всех составных частей бортовой эл/сети нужно обращаться к специалистам.

Источник: https://electroadvice.ru/battery/napryazhenie-na-akkumulyatore-pri-rabotayushhem-dvigatele/

Заряд и напряжение автомобильного аккумулятора: какими они должны быть?

Важными показателями аккумуляторной батареи являются ее емкость, напряжение и плотность электролита. От них зависит качество работы и функциональность устройства. В автомобиле аккумулятор подает пусковой ток на стартер для запуска двигателя и питает бортовую сеть, когда это необходимо. Поэтому знать рабочие параметры своего АКБ и поддерживать его работоспособность критически важно для обеспечения исправного состояния автомобиля в целом.

Напряжение АКБ

Для начала разберемся со значением термина «напряжение». По сути, это «давление» заряженных электронов, создаваемое источником тока, через контур (провод). Электроны выполняют полезную работу (питание лампочек, агрегатов и т.д.). Измеряют напряжение в Вольтах.

Измерение напряжение АКБ

Для измерения напряжения аккумулятора можно использовать мультиметр. Контактные щупы прибора прикладываются к клеммам АКБ. Формально считается нормой напряжение в 12В. Фактическое напряжение аккумулятора должно быть в пределах 12,6В -12,7В. Такие показатели у полностью заряженной батареи.

Эти показатели могут меняться в зависимости от условий окружающей среды и времени проверки. Сразу после зарядки прибор может показать 13В – 13,2В. Хотя такие значения также считаются приемлемыми. Чтобы получить правильные данные, нужно подождать час-два после зарядки.

Если напряжение падает ниже 12 Вольт, то это говорит о разряде батареи. Значение напряжения и уровень заряда можно сопоставить по следующей таблице.

Как видно из таблицы, напряжение ниже 12В говорит о 50% разряде АКБ. Аккумулятор нуждается в срочной подзарядке. Следует знать, что в процессе разряда происходит процесс сульфатации пластин. Плотность электролита падает.

Серная кислота распадается, участвуя в химической реакции. На пластинах образуется сульфат свинца. Своевременная зарядка запускает этот процесс в обратном направлении. Если допустить глубокий разряд, то батарею уже будет трудно реанимировать.

Она либо полностью выйдет из строя, либо значительно потеряет в емкости.

Минимальным напряжением, при котором батарея может работать считается 11,9 Вольт.

Под нагрузкой и без нагрузки

Даже при низком напряжении аккумулятор вполне способен запустить двигатель. Главное, чтобы после этого генератор обеспечил зарядку батареи. Во время старта двигателя аккумулятор подает большой ток на стартер, резко теряя при этом в заряде. Если батарея исправна, то заряд постепенно восстанавливается до нормальных значений в течение 5 секунд.

Напряжение на новом аккумуляторе должно быть в пределах 12,6 – 12,9В, но эти значения не всегда показывают реальное состояние батареи. Например, в состоянии покоя, без подключенных потребителей, напряжение находится в пределах нормы, а под нагрузкой резко падает и быстро расходуется заряд. Такое может быть.

Проверка АКБ нагрузочной вилкой

Именно поэтому проводят измерения под нагрузкой. Для этого используют такой прибор, как нагрузочная вилка. Этот тест показывает, держит ли заряд батарея или нет.

Вилка состоит из вольтметра, контактных щупов и нагрузочной спирали в корпусе. Прибор создает сопротивление тока в два раза превышающее емкость аккумулятора, имитируя пусковой ток. Например, если емкость батареи 50А*ч, то прибор нагружает АКБ до 100А. Главное, правильно подобрать сопротивление. При превышении 100А потребуется подключать уже две спирали сопротивления, чтобы получить точные данные.

Измерения под нагрузкой проводят при полностью заряженной батарее. Прибор удерживается в течение 5 секунд, затем фиксируются результаты. Под нагрузкой напряжение падает. Если аккумулятор исправен, оно упадет до 10 Вольт и будет постепенно восстанавливаться до 12,4В и выше. Если напряжение падает до 9В и ниже, значит, батарея не держит заряд и неисправна. Хотя после зарядки может показывать нормальные значения – 12,4 В или выше.

Плотность электролита

Уровень напряжения также показывает плотность электролита. Сам электролит представляет собой смесь 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Мы уже говорили, что при разрядке концентрация серной кислоты падает. Чем больше разряд, тем меньше плотность. Эти показатели взаимосвязаны.

Ареометр

Для измерения плотности электролита и других жидкостей используется специальный прибор – ареометр. В нормальном состоянии при полной зарядке 12,6В – 12,7В и температуре воздуха 20-25°С плотность электролита должна быть в пределах 1,27 г/см3 – 1,28 г/см3.

Следующая таблица показывает зависимость плотности от уровня заряда.

Чем выше плотность, тем устойчивее батарея к замерзанию. В регионах с особо суровым климатом, где температура опускается до -30°С и ниже, плотность электролита поднимают до 1,30 г/см3 путем добавления серной кислоты. Максимально можно поднять плотность до 1,35г/см3. Если будет выше, кислота начнет разъедать пластины и другие компоненты.

Источник: https://techautoport.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/istochniki-pitaniya/zaryad-i-napryazhenie-akb.html

Какое напряжение должно быть на аккумуляторе автомобиля: под нагрузкой, в состоянии покоя

Напряжение и емкость — два главных параметра любого автомобильного аккумулятора. Качество работы батареи зависит именно от них, поэтому водитель должен уметь проверить, насколько высокое в данный момент напряжение у аккумулятора, и является ли оно допустимым. В рамках данной статьи рассмотрим, какое напряжение должно быть у аккумулятора в рабочем состоянии, в том числе и под нагрузкой.

1. Каким должно быть напряжение аккумулятора 2. Как проверить норму напряжения аккумулятора 3. Напряжение аккумулятора зимой

Нет точного ответа на вопрос, какое напряжение аккумулятора можно считать идеальным. Обычно специалисты ориентируются на показатель необходимого напряжения для пуска двигателя. У заряженной новой аккумуляторной батареи напряжение для старта мотора должно быть на уровне около 12,6 или 12,7 Вольт.

Но не всегда, когда данный показатель выше, это является проблемой. Например, специалисты отмечают, что сразу после заряда аккумуляторной батареи ее напряжение при замере на 0,3-0,5 Вольт больше, чем реальное. При этом напряжение в 13-13,2 Вольт можно назвать допустимым, и даже на некоторых моделях новых батарей можно встретить подобный показатель, заявленный производителем.

Обратите внимание: Если вы хотите узнать реальное напряжение аккумулятора, не производите замер напряжения сразу после зарядки. Наиболее близкие к реальным значения батарея покажет через час-два после зарядки.

Нежелательным для аккумуляторной батареи считается напряжение ниже, чем 12,1 Вольт. Если батарея имеет напряжение ниже данного показателя, необходимо срочно зарядить ее. При эксплуатации батареи с низким напряжением велик риск развития сульфатации пластин, от чего избавиться в будущем будет довольно сложно, и аккумулятор придется менять на новый.

Стоит отметить, что даже с напряжением в 12,1 Вольт можно произвести старт двигателя.

Критическим можно назвать для аккумуляторной автомобильной батареи напряжение в 11,6 Вольт или ниже. Такая батарея не позволит стартовать двигателю, и ее можно считать полностью разряженной.

Важно: Выше приведены цифры, на которые следует ориентироваться. Если говорить о реальном положении дел, то на большинстве автомобилей, которые активно эксплуатируются, напряжение аккумулятора находится на уровне в 12,2-12,5 Вольт. Это вполне допустимые значения для грамотной работы мотора.

Как проверить норму напряжения аккумулятора

Можно выделить три основных вида напряжения автомобильного аккумулятора: номинальное, нормальное (фактическое) и напряжение под нагрузкой.

Номинальное напряжение — это то, которое можно встретить в различной технической литературе, связанной с автомобилями. Каждый водитель знает, что напряжение аккумуляторной батареи — 12 Вольт. Это и есть номинальное напряжение, то есть некое абстрактное значение.

Нормальное рабочее напряжение аккумулятора, как уже рассмотрели выше, находится на уровне от 12,2 до 12,7 Вольт. Это показатель напряжения аккумуляторной батареи без нагрузки.

Напряжение под нагрузкой — один из важнейших параметров, который позволяет диагностировать аккумуляторную батарею на ее работоспособность. Проверка проходит следующим образом:

1. Потребуется сам испытуемый аккумулятор (его необходимо снять с автомобиля) и “нагрузочная вилка”;
2. Далее на аккумулятор при помощи нагрузочной вилки подают нагрузку, которая в два раза превышает емкость батареи. Пример: Если батарея имеет емкость в 65 Ам/ч, то подать на нее нужно нагрузка в 130 Ампер;
3. Нагрузка подается примерно на 3-5 секунд, и в это время нужно следить за показателем вольтметра. Если напряжение не опускается ниже 9 Вольт, это говорит о том, что с батареей все нормально, и она заряжена. При падении напряжения до 5-6 Вольт, можно сказать, что такой батареи требуется зарядка. Если после зарядки вновь напряжение при тестировании опускается до 5-6 Вольт, это указывает на неработоспособность батареи.

Важно: После поданной “нагрузочной вилкой” напряжения через 3-5 секунд напряжение должно восстановиться до нормального значения (от 12,2 до 12,7 Вольт).

Стоит отметить, что напряжение в аккумуляторной батареи зависит от плотности электролита, который в ней находится. В процессе разрядки аккумулятора расходуется кислота, которой в электролите около 35-36% от общего объема. Из-за расхода кислоты снижается уровень плотности. В процессе заряда аккумуляторной батареи происходит восстановление процента кислоты.

Обратите внимание: При снижении плотности электролита снижается напряжение. Можно выделить следующую условную пропорцию: при напряжении аккумулятора в 12,7 Вольт плотность электролита в нем равна 1,27 г/см3.

Напряжение аккумулятора зимой

Снижение температуры окружающей среды приводит к изменению плотности электролита. В зависимости от того, насколько заряжена аккумуляторная батарея, следует делать вывод о реакции напряжения на низкую температура.

То есть, у заряженной батареи зимой повысится плотность, что приведет к повышению напряжения. Если батарея разряжена, то, наоборот, плотность будет снижаться из-за морозов, что может привести к трудностям при пуске двигателя.

Многие водители ошибочно считают, что зимой аккумулятор дополнительно разряжается от морозов. На самом деле это не так, и низкая температура окружающей среды не приводит к снижению параметров аккумулятора, но замедляет скорость химических процессов в нем.

(195 голос., 4,51 из 5)

Источник: https://okeydrive.ru/kakoe-napryazhenie-dolzhno-byt-na-akkumulyatore-avtomobilya/

Степень заряженности автомобильного аккумулятора

Аккумулятор (аккумуляторная батарея или АКБ) является один из ключевых узлов автомобиля. Основная роль автомобильного аккумулятора – подача тока на стартер в момент пуска двигателя. Кроме того, при неработающем двигателе АКБ обеспечивает функционирование различных устройств (подсветка, звуковая система, сигнал и другие потребители тока). На стоянке батарея обеспечивает работу охранной системы. Да и во время поездки, когда генератор не справляется с нагрузкой, аккумулятор приходит ему на помощь. Нормальное функционирование бортовой сети автомобиля возможно лишь с аккумулятором, у которого заряд в норме. Поэтому сегодня мы обсудим, какая же норма заряда для АКБ.

Норма заряда АКБ

Одним из основных параметров состояния автомобильной аккумуляторной батареи является напряжение. С помощью напряжения проверяется определённая норма заряда аккумулятора. Поэтому, владельцу автомобиля необходимо знать какое нормальное значение напряжения АКБ.

Норма напряжения аккумуляторной батареи из шести банок в заряженном состоянии составляет 12,6─12,9 вольта. То есть, напряжение одного полностью заряженного элемента равно 2,1─2,15 вольта. Меньшее значение показывает, что аккумулятор разряжен.

Но это не значит, что его нельзя использовать. В идеале, конечно, нужно поддерживать батарею полностью заряженной. Но на практике такое можно осуществить, только если полностью зарядить аккумулятор, а затем подавать на выводы ток, равный саморазряду.
Так, что АКБ редко находится в полностью заряженном состоянии. Ниже можно посмотреть зависимость напряжения и степени зарядки батареи.

Что касается нормы заряда, то в большинстве случаев не рекомендуется эксплуатировать аккумулятор с напряжением менее 12 вольт. В этом случае его нужно ставить на зарядку. Эксплуатация АКБ в таком состоянии отрицательно сказывается на состоянии батареи. Это способствует увеличению сульфатации пластин и как следствие, приводит к уменьшению ёмкости аккумулятора.

Критической нормой напряжения можно назвать 10,8 вольта. Ниже этого значения напряжение опускаться не должно. Это называется глубокий разряд АКБ, который очень вреден для батареи и сильно сокращает срок её службы. Особенно вреден глубокий разряд для кальциевых необслуживаемых аккумуляторов. Для них 2─3 таких глубоких разряда приводят к выходу из строя. После такого падения напряжения они необратимо теряют часть своей ёмкости.

Как вы видели в таблице выше, со степенью зарядки неразрывно связана плотность электролита. Это действительно так. Норму заряда аккумулятора можно проконтролировать не только по напряжению на его выводах, но и по величине плотности электролита. У полностью заряженной аккумуляторной батареи значение плотности должно быть 1,27─1,29 гр./см 3 . Измеряется плотность электролита специальным прибором – ареометром. Подробнее об электролите в аккумуляторе читайте по указанной ссылке.

ЭДС, как и напряжение, измеряется в вольтах и представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение плюсового заряда между выводами батареи. Без электродвижущей силы на выводах аккумуляторной батареи не будет напряжения. Напряжение и ЭДС присутствуют на выводах источника питания, даже без протекания тока в цепи.

Что это значит на практике? Допустим, вы зарядили аккумулятор и ЭДС на его выводах 12,6 вольта. После установки на автомобиль и замера напряжения величина будет 12,4─12,5 вольта. Это норма и не стоит беспокоиться по этому поводу. Теперь поговорим об инструментарии для измерения напряжения АКБ. Советуем также прочитать статью о том, почему генератор не заряжает аккумулятор.
Вернуться к содержанию

Как проверить заряд автомобильного аккумулятора?

Для проверки напряжения аккумулятора используется вольтметр или мультиметр в режиме измерения напряжения.

Для того чтобы измерить напряжение мультиметром, нужно перевести его в режим измерения напряжения. Затем щупами приложить к выводам батареи и прибор покажет значение напряжения. Полярность в этом случае соблюдать необязательно, поскольку вам нужна только величина. Если вы приложите красный щуп на минус, а чёрный на плюс, то прибор просто покажет отрицательное значение. Кстати, можете подробнее прочитать о том, что это такое прямая полярность аккумулятора. Но фото ниже показан результат измерения напряжения подсевшего аккумулятора.

Измерения напряжения мультиметром

Перед тем как проводить тест, батарею нужно полностью зарядить. Чтобы провести тест нагрузочной вилкой, подключите клеммы к выводам аккумулятора и подайте нагрузку на пять секунд. На пятой секунде засеките значение напряжения на вольтметре. Если оно упало ниже 9 вольт, то пора подумать о замене АКБ. Норма на работоспособном аккумуляторе – это падение напряжение до 10─10,5 вольта. После падения величина напряжения должна немного увеличиться. На видео ниже можно посмотреть процесс тестирования наглядно.

В принципе есть ещё один способ оценки нормы заряда аккумулятора. Можно измерить среднюю плотность электролита по банкам, а затем по таблице выше посмотреть степень заряженности. Но обычно так никто не делает. Гораздо удобнее воспользоваться вольтметром. Плотность электролита обычно измеряют после зарядки АКБ для оценки эффективности этого процесса.

Что делать, если заряд аккумулятора не соответствует норме?

Ответ на этот вопрос простой. Если заряд АКБ не в норме, батарею нужно зарядить. Процесс зарядки в подробностях был описан в статье «Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством». Здесь хотелось бы отметить некоторые нюансы.

• ускоренная. Этот режим ещё часто называют Boost и его можно встретить на многих современных зарядных устройствах (ЗУ). В таком режиме норма заряда АКБ не набирается, но его вполне хватает, чтобы завести двигатель. Этот вид зарядки используется, когда вам нужно срочно ехать, а батарея села. Такой режим не рекомендуется использовать постоянно. Здесь заряд ускоряется за счёт увеличения силы тока, что срок эксплуатации аккумулятора;
• с постоянным напряжением. Этот вид зарядки подразумевает поддержание постоянного напряжения на выводах. Такой режим используется в режиме автоматического заряда на большинстве ЗУ. Его рекомендуется использовать, когда аккумулятор разряжен не сильно (не ниже 12 вольт). Подробнее о напряжении аккумулятора автомобиля в статье по ссылке. Преимущества этого режима в том, что вам не нужно его контролировать. Зарядное устройство само определить, когда заряд будет в норме и остановит процесс;
• с постоянным током. Этот вариант зарядки подразумевает подачу постоянного тока на аккумулятор. Процесс ведётся в несколько стадий, на которых ток постепенно снижается. Такой режим рекомендуется при зарядке глубоко разряженной аккумуляторной батареи. Он позволяет наиболее полно и равномерно зарядить аккумулятор. Минус в том, что вам придётся постоянно контролировать процесс, измерять напряжение и прекратить процесс, когда заряд батареи будет в норме.

Процесс зарядки аккумулятора

В заключение хотелось бы напомнить о правилах безопасности при зарядке аккумулятора. Процесс должен вестись в проветриваемом помещении. Лучше не проводить зарядку в жилых помещениях. Рядом с заряжаемым аккумулятором не должно быть открытого огня и искр. В процессе заряда выделяется водород, который в сочетании с кислород образует взрывоопасную смесь!

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

Как заряжать аккумулятор зарядкой.

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

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

Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)

Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)

Степень заряда АКБ, %

Температура замерзания электролита, гр. Цельсия

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

Условия зарядки аккумулятора.

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

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

Теперь перейдем к самой зарядке аккумулятора.

Домашняя зарядка аккумулятора.

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

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

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

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

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

Зарядка аккумулятора зарядным.

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

Аккумулятор может заряжаться двумя разными способами:

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

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

Напряжение, измеренное на выводах аккумулятора, В

Этот способ по определению заряженности АКБ подходит в том случаи, если батарея находилась без подзарядки генератора автомобиля больше 8 часов и при этом не была подключена к источникам потребления.
Проводится измерение при температуре +20…+25 °С, у полностью заряженной батареи 12,7 — 12,9 Вольт, и не раньше чем 8 часов после остановки двигателя.
Важно знать! Эксплуатация АКБ не допустима, если батарея не до заряжается (это менее чем 13.9 V) или перезаряжается (это более чем 14.4 V) исходя из этого следует периодически проверять уровень зарядного напряжения.

Производить разряд нужно нагрузочным током (лампочкой) численность в амперах, которой равняется 1/5 номинальной емкости выраженной в ампер-часах, до напряжения 10,5 В.
и последующую зарядку до напряжения 14,2…14,5 при постоянном токе, равном 1/10 ёмкости батареи. Заряд считается законченным через 2 часа после достижении напряжения на батарее равного 16,0 В

Измерения тока утечки производим на разрыве клеммы батареи и составлять он должен до 60 мА

Если ток утечки больше чем 60 мА, нужно искать причину.контакты, земля, на магнитолу, на стартёр, на генератор, и т.п.

Как подключить магнитолу, чтобы уменьшить утечку

Красный — плюсовой, на включение магнитолы (от замка зажигания), слаботочные +12 вольт (логическая «1»).
Чёрный — земля
Желтый — силовое питание +12 вольт, от АКБ
Диоды — любые, достаточно слаботочных типа КД522Б
Синий — включение Антенны или др. устройств (слаботочные +12 вольт при вкл. магнитолы)

При работе генератор, должен выдавать 13.9-14.4 вольта (любых оборотах и при любой нагрузке) . Если меньше, ищем причину — массы, контакты, в генераторе — диодный мост (подкова), РН (регулятор напряжения), если это не помогает, то ставим РН нового образца или ставим диод типа КД219Б (или аналоги, прямой ток более 5 Ампер, обратное напряжение более 20 вольт, прямое напряжение 0.6-0.8 вольта) в разрыв цепи D (между подковой и РН или в разрыв земли РН).

Регулятор напряжения старого образца:

Регулятор напряжения нового абразца

Состояние заряда аккумулятора в зависимости от напряжения аккумулятора

Часто задаваемый вопрос, который я получаю, касается определения состояния заряда аккумулятора на основе напряжения аккумулятора. Если у вас работает нагрузка, напряжение аккумулятора упадет, а при наличии источника зарядки напряжение возрастет. Чтобы устранить эти внешние факторы, отключите все нагрузки и отсоедините солнечную батарею, чтобы напряжение батареи стабилизировалось. Это называется напряжением холостого хода аккумуляторной батареи. После стабилизации следующие данные будут служить хорошим ориентиром для уровня заряда аккумулятора.

Параметры заряда и разряда батареи

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

Состояние заряда батареи (BSOC)

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

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

Глубина разряда

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

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

Суточная глубина разряда

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

Скорость зарядки и разрядки

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

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

Режимы зарядки и разрядки

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

Определение уровня заряда аккумулятора

Знание количества энергии, оставшейся в батарее, по сравнению с энергией, которая была у нее, когда она была заполнена, дает пользователю представление о том, сколько еще батарея будет продолжать работать до того, как ей потребуется подзарядка.Это мера кратковременной емкости аккумулятора. Используя аналогию с топливным баком в автомобиле, оценку состояния заряда (SOC) часто называют функцией «Датчик уровня газа» или «Датчик уровня топлива».

См. Также «Состояние здоровья» (SOH), которое отражает долговременную работоспособность батареи.

SOC определяется как доступная мощность, выраженная в процентах от некоторого эталонного значения, иногда от его номинальной мощности, но более вероятно, от его текущей мощности (т.е. при последнем цикле заряда-разряда), но эта неоднозначность может привести к путанице и ошибкам. Обычно это не абсолютная мера в кулонах, кВтч или Ач энергии, оставшейся в батарее, что было бы менее запутанно.

Предпочтительным эталоном SOC должна быть номинальная емкость нового элемента, а не текущая емкость элемента. Это связано с тем, что емкость ячейки постепенно уменьшается с возрастом. Например, к концу срока службы элемента его фактическая емкость будет приближаться только к 80% от его номинальной емкости, и в этом случае, даже если элемент был полностью заряжен, его SOC будет только 80% от его номинальной емкости.Влияние температуры и скорости разряда еще больше снижает эффективную емкость. Эта разница в контрольных точках важна, если пользователь зависит от оценки SOC, как это было бы в реальном приложении газового манометра в автомобиле.

К сожалению, эталон измерения SOC часто определяется как текущая емкость элемента, а не номинальная емкость. В этом случае полностью заряженный элемент, срок службы которого приближается к концу, может иметь SOC, равный 100%, но он будет иметь эффективную емкость только 80% от его номинальной емкости, и к расчетной емкости должны быть применены поправочные коэффициенты. сравните его с его новой номинальной мощностью.Использование текущей мощности, а не номинальной, обычно является сокращением или компромиссом при проектировании, позволяющим избежать сложности определения и учета корректировок мощности, связанных с возрастом, которые обычно игнорируются.

Основание оценки SOC на текущей емкости аккумулятора, а не на его номинальной емкости в новом состоянии эквивалентно постепенному уменьшению емкости топливного бака в течение срока службы транспортного средства без уведомления водителя.Если требуется точная оценка оставшегося заряда аккумулятора, необходимо учитывать факторы старения и окружающей среды.

Для приложений балансировки ячеек необходимо знать только SOC любой ячейки относительно других ячеек в цепочке батарей. Поскольку все клетки будут подвергаться одинаковым воздействиям в течение своей жизни, для этой цели можно не принимать во внимание корректировки старения и окружающей среды, которые в равной степени относятся ко всем клеткам.

Требования к точности SOC

Знание SOC особенно важно для больших литиевых батарей. Из всех распространенных химических составов элементов литий является наиболее химически реактивным и единственным, которому необходимы электронные системы управления батареями (BMS), чтобы поддерживать батарею в безопасном рабочем интервале и обеспечивать длительный срок службы. Управление SOC — основная функция BMS.Кроме того, автомобильные приложения, одно из основных применений больших литиевых батарей, требуют очень точного контроля SOC для эффективного и безопасного управления потоками энергии.

• В приложениях EV SOC используется для определения дальности. Это должно быть абсолютное значение, основанное на емкости новой батареи, а не в процентах от текущей емкости, которая может привести к ошибке 20% или более из-за старения батареи.

  Как известно, автомобильные датчики уровня топлива неточны, поэтому точность SOC в 5%, если бы она могла быть достигнута, вероятно, была бы удовлетворительной для таких приложений.

• В приложениях HEV SOC определяет, когда двигатель включается и выключается. Ошибки SOC более 5% могут серьезно повлиять на топливную экономичность системы. Поэтому желательна точность, значительно превышающая 5%.

См. «Возможности точности оценки» ниже

Методы определения заряда

Было использовано несколько методов оценки степени заряда аккумулятора.Некоторые из них специфичны для определенного химического состава клеток. Большинство из них зависит от измерения некоторого удобного параметра, который зависит от уровня заряда.

Прямое измерение

Это было бы легко, если бы аккумулятор мог разряжаться с постоянной скоростью. Заряд в батарее равен току, умноженному на время, в течение которого он протекал. К сожалению, здесь есть две проблемы.Во всех практических батареях ток разряда непостоянен, но уменьшается по мере разряда батареи, обычно нелинейным образом. Следовательно, любое измерительное устройство должно иметь возможность интегрировать ток с течением времени. Во-вторых, этот метод зависит от разрядки аккумулятора, чтобы узнать, сколько в нем заряда. В большинстве приложений, за исключением, возможно, квалификационных испытаний, пользователю (или системе) необходимо знать, сколько заряда находится в элементе, не разряжая его.

Невозможно также напрямую измерить эффективный заряд аккумулятора, отслеживая фактический заряд, вложенный в него во время зарядки.Это связано с кулоновской эффективностью батареи. Потери в батарее во время цикла заряда-разряда означают, что батарея будет заряжать меньше во время разряда, чем было заложено в нее во время зарядки.

Кулоновский КПД или прием заряда — это мера того, сколько полезной энергии доступно во время разряда по сравнению с энергией, используемой для заряда элемента. На эффективность заряда также влияют температура и SOC.

SOC по измерениям удельного веса (SG)

Это обычный способ определения состояния заряда свинцово-кислотных аккумуляторов.Это зависит от измерения изменения веса активных химикатов. По мере того, как аккумулятор разряжается, активный электролит, серная кислота, расходуется, и концентрация серной кислоты в воде снижается. Это, в свою очередь, снижает удельный вес раствора прямо пропорционально степени заряда. Таким образом, фактическая удельная плотность электролита может использоваться как индикатор состояния заряда батареи. Измерения удельного давления традиционно выполнялись с помощью ареометра всасывающего типа, который работает медленно и неудобно.

В настоящее время электронные датчики, которые обеспечивают цифровое измерение удельного веса электролита, могут быть встроены непосредственно в элементы, чтобы обеспечить непрерывное считывание состояния аккумулятора. Этот метод определения SOC обычно не подходит для другого химического состава клеток.

Оценка SOC на основе напряжения

Использует напряжение аккумуляторной ячейки как основу для расчета SOC или оставшейся емкости.Результаты могут сильно различаться в зависимости от фактического уровня напряжения, температуры, скорости разряда и возраста элемента, и для достижения разумной точности должна быть предусмотрена компенсация этих факторов. На следующем графике показана взаимосвязь между напряжением холостого хода и остаточной емкостью при постоянной температуре и скорости разряда для свинцово-кислотного элемента большой емкости. Обратите внимание, что напряжение ячейки уменьшается прямо пропорционально оставшейся емкости.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Однако могут возникнуть проблемы с некоторыми химическими составами элементов, особенно с литиевыми, которые демонстрируют лишь очень небольшое изменение напряжения в течение большей части цикла заряда / разряда.На следующем графике показана кривая разряда для литий-ионного элемента большой емкости. Это идеально для применения в аккумуляторных батареях, поскольку напряжение элемента не падает заметно при разряде элемента, но по той же причине фактическое напряжение элемента не является хорошим показателем SOC элемента.

Быстрое падение напряжения элемента в конце цикла можно использовать как указание на неизбежную полную разрядку аккумулятора, но для многих приложений требуется более раннее предупреждение.Полностью разряженные литиевые элементы значительно сократят жизненный цикл, и в большинстве приложений будет наложено ограничение на DOD, которому подвергается элемент, чтобы продлить срок службы. Хотя напряжение ячейки можно использовать для определения желаемой точки отсечки, для критически важных приложений предпочтительнее более точное измерение.

См. Также, как измерение напряжения элемента во время «периодов покоя» может повысить точность оценок SOC в литиевых батареях на странице «Программно конфигурируемая батарея».

Текущая оценка SOC — (кулоновский счет)

Энергия, содержащаяся в электрическом заряде, измеряется в кулонах и равна интегралу по времени тока, который доставил заряд. Оставшуюся емкость элемента можно рассчитать путем измерения тока, входящего (заряжая) или покидающего (разряженного) элементов, и интегрируя (накапливая) его во времени.Другими словами, заряд, переносимый в элемент или из него, получается путем накопления стока тока с течением времени. Контрольной точкой калибровки является полностью заряженная ячейка, а не пустая ячейка, и SOC получается вычитанием чистого потока заряда из заряда в полностью заряженной ячейке. Этот метод, известный как кулоновский счет, обеспечивает более высокую точность, чем большинство других измерений SOC, поскольку он измеряет поток заряда напрямую. Однако он все еще требует компенсации, чтобы учесть рабочие условия, как и в случае метода на основе напряжения.

Можно использовать три метода измерения тока.

• Токовый шунт Самый простой метод определения тока — это измерение падения напряжения на низкоомном, высокоточном, последовательном резисторе считывания между батареей и нагрузкой, известном как токовый шунт. Этот метод измерения тока вызывает небольшую потерю мощности на пути тока, а также нагревает батарею и является неточным для малых токов.
Преобразователи на эффекте Холла
• позволяют избежать этой проблемы, но они более дорогие. К сожалению, они не переносят большие токи и подвержены шумам.
Магниторезистивные датчики
• GMR еще дороже, но они имеют более высокую чувствительность и более высокий уровень сигнала. Они также обладают лучшей устойчивостью к высоким температурам, чем устройства на эффекте Холла.

Кулоновский счет зависит от тока, протекающего от батареи во внешние цепи, и не учитывает токи саморазряда или кулоновский КПД батареи.

Обратите внимание, что в некоторых приложениях, таких как автомобильные батареи, «непрерывный» ток батареи не отслеживается. Вместо этого производится выборка тока, и по этим выборкам восстанавливается непрерывный ток. В таких случаях частота дискретизации должна быть достаточно высокой, чтобы фиксировать текущие пики и спады, связанные с ускорением и рекуперативным торможением, соответствующими стилю вождения пользователя.

Оценка SOC по измерениям внутреннего импеданса

Во время циклов зарядки-разрядки элемента состав активных химикатов в элементе изменяется, поскольку химические вещества преобразуются между заряженным и разряженным состояниями, что отразится на изменениях импеданса элемента.Таким образом, измерения внутреннего импеданса ячейки также могут использоваться для определения SOC, однако они не используются широко из-за трудностей с измерением импеданса, когда ячейка активна, а также трудностей в интерпретации данных, поскольку импеданс также зависит от температуры.

Fuzzy Logic и другие подобные модели использовались для решения этих проблем, и для этой цели были разработаны ASIC.

Прочие меры государственной ответственности

При постоянной нагрузке и постоянных условиях окружающей среды литиевые элементы имеют линейную характеристику разряда SOC с течением времени, что, возможно, позволяет определить SOC по времени работы или, в случае чисто электрического транспортного средства, по пройденному расстоянию.Этот метод зависит от поддержания постоянного режима вождения, и при изменении режима вождения будут внесены серьезные неточности. Его также нельзя применять, когда используется прерывистая зарядка, как в случае с HEV.

Хотя этот показатель может не подходить в качестве основы для BMS в автомобильной промышленности, его можно использовать для простых приложений, таких как индикаторы запаса хода велосипеда, а также он может обеспечивать контрольную проверку прогнозов модели BMS в целях безопасности.

Факторы, влияющие на степень заряда литиевых батарей

К сожалению, ни измерения напряжения, ни подсчета кулонов недостаточно для высокоточного измерения топлива, потому что заряд, который элемент может принять или доставить, зависит не только от основной конструкции элемента, но и от возраста элемента, а также от его краткосрочного и долгосрочного использования. рабочая среда.

Полезная емкость

SOC для литиевых элементов усложняется тем фактом, что полезная емкость элемента не постоянна, а значительно варьируется в зависимости от температуры, скорости заряда, разряда и возраста элемента и меньшего влияния на другие параметры, такие как время между зарядками. (из-за скорости саморазряда).

Заряд — скорость разряда

Эффективная емкость элемента зависит от скорости, с которой он заряжается и разряжается, как показано на графике скорости разряда. Это связано с тем, что для завершения электрохимических воздействий в ячейке требуется конечное время, и они не могут мгновенно следовать за электрическим стимулом или нагрузкой, приложенной к ячейке. Это объясняется в разделе о времени зарядки.Если элемент подвергается кратковременным импульсам зарядки и разрядки, как в приложениях EV и HEV, химический эффект импульса зарядки может быть не полностью завершен до того, как последующий импульс разрядки начнет обращать процесс. Даже при подсчете кулонов это может привести к ошибкам в определении SOC клетки, если не принимать во внимание скорость химического воздействия.

Гистерезис

В том же состоянии заряда напряжение холостого хода (OCV) после заряда выше, чем OCV после разряда.Это еще одно проявление постоянной времени, связанное с задержкой химической реакции батареи в соответствии с электрическим стимулом.

Подробнее о гистерезисе и его влиянии на точность измерений SOC.

Температура и скорость нагнетания

На следующем графике показано, как емкость литиевого элемента зависит от температуры и скорости разряда.Он показывает, что при нормальных рабочих температурах кулоновская эффективность элемента очень высока, но при низких температурах наблюдается значительное падение эффективности, особенно при высоких скоростях разряда, что может привести к серьезным ошибкам в оценке SOC. Это явление не свойственно литиевым элементам, поскольку другие химические элементы элементов также демонстрируют ухудшение характеристик при низких температурах.

На графике показан литиевый элемент, работающий между указанными верхним и нижним пределами отсечки напряжения, равным 4.2. Вольт и 2.5 Вольта соответственно. Они считаются полностью заряженными и пустыми состояниями ячейки. Линия «Полный» — это точка, в которой элемент достигает полного заряда с использованием метода зарядки постоянным током — постоянным напряжением при соответствующей температуре. Показаны две «пустые» линии, соответствующие двум разным скоростям разряда 0,2 ° C и 1,0 ° C.

Емкость ячейки при заданной скорости и температуре — это разница между строкой «Полный» и соответствующей строкой «Пустой».

На практике элемент может заряжаться при одной температуре и разряжаться при другой температуре, и это необходимо учитывать при расчете эффективной емкости элемента. Обратите внимание, что элемент очень неэффективен при отказе от заряда при высоких скоростях разряда и низких температурах. Другими словами, его кулоновский КПД резко ухудшается при низких температурах. Также обратите внимание, что указанный выше элемент может быть полностью разряжен при высоком уровне тока, но может быть дополнительно разряжен при низком уровне тока на количество миллиампер-часов между двумя «пустыми» точками, которые соответствуют текущей температуре элемента.

Типичные технические характеристики элемента указывают емкость только при 25 ° C и 0,3 ° C. На приведенном ниже графике показано комбинированное влияние скорости и температуры на эффективную емкость ячейки. Обратите внимание, что доступная емкость уменьшается при высоких скоростях разряда, и хотя есть небольшое снижение емкости при работе при высоких температурах, есть существенное снижение при низких температурах. Подобные эффекты проявляются во время цикла зарядки.

Приведенный выше график характеризует производительность литиевого элемента в двух ожидаемых рабочих условиях. Матрица значений емкости, связанных со всеми возможными комбинациями тока и температуры, полезна в качестве справочной таблицы , используемой приведенными ниже алгоритмами оценки заряда.

Эта матрица характеристик батареи подобна «карте двигателя», в которой хранится множество кривых характеристик двигателя при различных условиях эксплуатации, используемых в системах управления, используемых в современных двигателях внутреннего сгорания.

Старение клеток

График ниже показывает, как старение влияет на емкость ячейки. Чтобы учесть это, формулы для расчета остаточной мощности должны иметь возможность динамически изменяться с течением времени, чтобы оставаться точными.

Жизненный цикл элемента обычно считается завершенным, когда емкость элемента упала до 80% от своего значения, когда элемент был новым.Обратите внимание, что емкость уменьшается довольно линейно по мере старения элемента и продолжает уменьшаться после указанного срока службы батареи. Внезапной смерти нет, и батареи можно продолжать использовать, хотя и с меньшей емкостью.

Саморазряд

В дополнение к заряду, который вводится в аккумулятор и снимается с него во время нормального процесса заряда-разряда, необходимо также учитывать продолжающийся долгосрочный эффект саморазряда, потребляющий доступную энергию в элементе.

Прочие факторы

Другие факторы, такие как эффективность заряда / разряда, также влияют на емкость элемента.

Как отмечалось выше, измерения напряжения или тока могут дать приблизительное представление о состоянии заряда батареи, но для большей точности, особенно для литиевых батарей, необходимо учитывать другие факторы.

Теоретическая оценка SOC

Можно, но не обязательно, оценить SOC батареи из чисто теоретических соображений. Батареи нелинейные. SOC можно было бы рассчитать на основе измеренных параметров ячейки и условий эксплуатации, если бы было достаточно данных. К сожалению, это слишком сложно, поскольку существует 30 или более переменных, влияющих на производительность ячейки, некоторые из которых гораздо более значительны, чем другие.Они перечислены ниже только для информации, так как этот метод на практике не используется (если только в сильно урезанном виде) »

Теоретический расчет SOC всегда будет ограничен числом эффектов, для которых можно разработать уравнения.

Практическая оценка SOC

В качестве альтернативы можно измерить рабочие характеристики типичной ячейки (или ячеек) для образца, а результаты использовать в качестве шаблона для представления производительности остальной популяции.Основывать оценки производительности ячеек на справочных таблицах, построенных на основе данных измерений фактических ячеек, намного проще, чем проводить теоретические оценки, поскольку они автоматически учитывают большинство, если не все факторы, влияющие на SOC. Справочные таблицы представляют собой пошаговые аппроксимации кривых характеристик и характеристик, которые представляют характеристики разряда элемента как функцию температуры, скорости разряда или других параметров. См. Пример выше. Необходимые справочные таблицы разрабатываются на основе лабораторных измерений в контролируемых условиях.Процесс сбора данных и построения справочной таблицы называется характеристикой ячейки и должен выполняться только один раз, однако новый набор данных или справочная таблица должны быть созданы для каждого варианта химического состава ячейки и используемой конструкции ячейки.

Многоразовое стандартное программное обеспечение, которое можно использовать для обработки различных наборов данных

После того, как элементы были охарактеризованы, следующим шагом будет рассмотрение применения батареи.Кулоновский счет используется для обеспечения начальной оценки SOC ячейки, и это значение затем модифицируется, чтобы учесть неиспользуемую емкость ячейки, соответствующую ее рабочей точке, путем обращения к справочной таблице. Таким образом, оценка SOC выполняется путем построения модели батареи, которая воспроизводит характеристики батареи в программном обеспечении, и алгоритма, который предсказывает ее поведение в ответ на различные внешние и внутренние условия.

Для этого метода, конечно же, требуются датчики для предоставления данных измерений текущего состояния батареи, память для хранения модели батареи и микропроцессор для вычисления результатов.

в батарее обеспечивают аналоговые входы, представляющие температуру, напряжение и ток ячеек, для модели, а прецизионные аналого-цифровые преобразователи переводят эти входные данные в цифровую форму. Дополнительная информация, такая как температура окружающей среды и состояние различных аварийных сигналов, при необходимости, также может быть предоставлена ​​модели. Эти входные данные постоянно контролируются и обновляются по запросу микропроцессора, который управляет моделью. Затем модель может использовать эти входные данные для оценки SOC или другого состояния батареи в любой момент времени.

В динамических приложениях, таких как автомобильные аккумуляторы, входы должны контролироваться не реже одного раза в секунду, чтобы гарантировать, что не будут пропущены значительные потоки заряда или критические события, а прогноз SOC для каждой отдельной ячейки в батарее должен быть выполнен в течение интервала выборки. Из-за сложности алгоритма и количества задействованных входов система должна выполнять более миллиона или более вычислений с плавающей запятой в секунду.Для этого нужен мощный микропроцессор. Пример необходимости постоянного обновления оценок SOC в работающей системе приведен в разделе «Системы управления батареями».

Оценка точности оценок SOC на основе справочных таблиц

• Ошибки смещения (количество и значимость учитываемых факторов)

Для точного представления характеристик заряда / разряда элемента должны быть разработаны аналогичные справочные таблицы для всех известных факторов, которые существенно влияют на емкость элемента (Ач) и импеданс, такие как температура элемента, температура окружающей среды, заряд и разряд. скорости, скорости рассеивания тепла, скорости заряда саморазряда элемента или кулоновской эффективности и деградации емкости в течение срока службы элемента.

Если любой из ключевых параметров, влияющих на полезную емкость соты, игнорируется, в оценке SOC будет соответственно большая ошибка смещения.

Ошибка смещения

SOC, основанная только на кулоновском подсчете, без компенсирующих факторов, может достигать 30%!

• Размер и валидность выборки

Точность может быть ограничена небольшим размером выборки, использованной для построения набора данных, и тем, были ли образцы, использованные для характеристики клеток, действительно репрезентативными для популяции на протяжении ожидаемого производственного цикла ячеек.

• Точки данных и алгоритмы прогнозирования

Точность также будет напрямую зависеть от количества точек данных в справочной таблице. Для получения более точных оценок на основе ограниченных наборов данных были разработаны различные алгоритмы (примеры ниже). По сути, это означает объединение измеренных точек производительности в наборе данных или поисковой таблице в непрерывную поверхность, чтобы можно было извлечь значения производительности из промежуточных точек.Каждый из этих алгоритмов имеет свою характеристическую точность оценки.

• Кулоновский КПД

Подсчет кулонов также подвержен ошибкам, поскольку все кулоны, закачанные в аккумулятор во время зарядки, не могут быть преобразованы в доступный заряд. Часть энергии неизбежно теряется в процессе химического преобразования, обычно в виде тепла. Точно так же при обратном пути по тем же причинам часть доступного заряда теряется, и только часть сохраненного заряда доступна для выполнения работы.Потери энергии в оба конца для литиевой батареи составляют около 3%. Кулоновский КПД — это соотношение между энергией разряда и энергией заряда.

• Скорость саморазряда

Другая причина, по которой вся энергия, вложенная в батарею, не может выйти снова, — это саморазряд элементов. Саморазряд литиевых батарей обычно составляет менее 3% в месяц, поэтому в течение суток или около того эффект очень мал, но становится тем значительнее, чем больше периоды между зарядками, и может быть источником накопления ошибок, если только схема контроля батареи регулярно сбрасывается или калибруется.

• Случайные ошибки (точность измерения)

Случайные ошибки возникают из-за неточностей при измерении факторов, которые фактически учитываются при оценке SOC. Это относится как к характеристикам элементов, так и к элементам в работающих батареях, поэтому существует два потенциальных источника подобных ошибок.

• Напряжение элемента
• Температура ячейки
• Сила тока батареи
• Ошибка выборки тока
• Ошибки квантования аналого-цифрового преобразователя
• Скорость саморазряда
• Эффекты гистерезиса
• Возраст батареи / количество оборотов емкости (завершенных циклов)

Обычно чистый эффект серии случайных ошибок, например, из-за неточностей измерений, может быть рассчитан с использованием метода «корневой суммы квадратов».

• Накопительное накопление ошибок

Со временем эталонная точка «полностью заряженной» системы батареи может дрейфовать, поэтому систему следует регулярно калибровать для сброса эталонного SOC на 100%, когда батарея полностью заряжена. Регулярная калибровка системы оценки SOC необходима, чтобы избежать накопления кумулятивной ошибки. Это особенно верно для аккумуляторов HEV, которые при нормальных обстоятельствах никогда не достигают своего полностью заряженного состояния, когда систему можно сбросить до известного уровня заряда.

Принимая во внимание все эти факторы, расчет SOC может быть подвержен очень большим ошибкам, которые могут поставить под угрозу приложение, если в конструкции аккумуляторной системы не будут предприняты шаги для уменьшения этих ошибок. Точность, заявленная для расчета SOC, должна соответствовать совокупной точности измерений составляющих параметров плюс любые ошибки смещения. Заявления производителя о точности SOC выше 5% являются типичными, но это кажется трудно оправданным, учитывая факторы, описанные здесь, и ошибки могут расходиться еще больше по мере того, как клетки стареют.

Сравните это с требованиями к точности выше

Алгоритмы оценки заряда

Несколько различных методов, таких как нечеткая логика, фильтрация Калмана, нейронные сети и рекурсивные методы самообучения, были использованы для повышения точности оценки SOC, а также оценки состояния здоровья (SOH).

Нечеткая логика

Fuzzy Logic — это простой способ сделать определенные выводы из расплывчатой, неоднозначной или неточной информации.Он напоминает процесс принятия решений человеком с его способностью работать с приблизительными данными для поиска точных решений.

В отличие от классической логики, которая требует глубокого понимания системы, точных уравнений и точных числовых значений, нечеткая логика позволяет моделировать сложные системы с использованием более высокого уровня абстракции, основанного на наших знаниях и опыте. Это позволяет выразить это знание с помощью субъективных понятий, таких как большой, маленький, очень горячий, ярко-красный, долго, быстро или медленно.Это качественное лингвистическое представление экспертных знаний представляет собой естественное, а не числовое описание системы и позволяет относительно легко разработать алгоритм по сравнению с числовыми системами. Затем выходные данные можно сопоставить с точными числовыми диапазонами, чтобы обеспечить характеристику системы. Нечеткая логика широко используется в системах автоматического управления.

Используя этот метод, мы можем использовать всю доступную нам информацию о характеристиках батареи, чтобы получить более точную оценку ее состояния заряда или состояния здоровья.Доступны пакеты программного обеспечения, упрощающие этот процесс.

Фильтр Калмана

Фильтрация Калмана решает давний вопрос: как получить точную информацию из неточных данных? Что еще более важно, как обновить «наилучшую» оценку состояния системы при поступлении новых, но все еще неточных данных? Примером такой ситуации является автомобильное приложение HEV.На SOC аккумулятора влияет множество одновременных факторов, и он постоянно меняется в зависимости от стиля вождения пользователя. Фильтр Калмана предназначен для удаления нежелательного шума из потока данных. Он работает, прогнозируя новое состояние и его неопределенность, а затем корректируя это с помощью нового измерения. Он подходит для систем с несколькими входами и широко используется в прогнозирующих контурах управления в системах навигации и наведения. С помощью фильтра Калмана точность модели прогнозирования SOC батареи может быть улучшена, и для таких систем заявлена ​​точность более 1%.

Как и в случае с Fuzzy Logic, для облегчения его реализации доступны стандартные пакеты программного обеспечения.

Нейронные сети

Нейронная сеть — это компьютерная архитектура, смоделированная на основе взаимосвязанной системы нейронов человеческого мозга, которая имитирует процессы обработки информации, памяти и обучения. Он имитирует способность мозга сортировать шаблоны и учиться методом проб и ошибок, распознавая и извлекая взаимосвязи, лежащие в основе данных, с которыми он представлен.

Каждый нейрон в сети имеет один или несколько входов и производит выход; каждый вход имеет весовой коэффициент, который изменяет значение, поступающее в нейрон. Нейрон математически манипулирует входными данными и выдает результат. Нейронная сеть — это просто нейроны, соединенные вместе, причем выход одного нейрона становится входом для других, пока не будет достигнут окончательный результат. Сеть учится, когда ей представляются примеры (с известными результатами); весовые коэффициенты корректируются на основе данных — либо посредством вмешательства человека, либо с помощью запрограммированного алгоритма, — чтобы приблизить окончательный результат к известному результату.Другими словами, нейронные сети «учатся» на примерах (когда дети учатся узнавать собак на примерах собак) и демонстрируют некоторую способность к обобщению, выходящему за рамки обучающих данных.

напоминают человеческий мозг двумя способами:

1. Нейронная сеть приобретает знания в процессе обучения.
2. Знания нейронной сети хранятся в пределах силы межнейронных соединений, известных как синаптические веса.

Истинная сила и преимущество нейронных сетей заключается в их способности представлять как линейные, так и нелинейные отношения, а также в их способности изучать эти отношения непосредственно из моделируемых данных. Среди множества приложений — системы прогнозного моделирования и управления.

полезны для оценки производительности батареи, которая зависит от количественной оценки влияния множества параметров, большинство из которых не могут быть определены с математической точностью.Алгоритмы уточняются с помощью опыта, полученного при работе с аналогичными аккумуляторами.

Двухпараметрическая оценка SOC и повышение точности

В то время как изменение напряжения ячейки только от SOC недостаточно велико для обеспечения точного измерения SOC, тем не менее, достаточно предоставить ссылку на проверку ошибок для текущих (кулоновский счет) оценок SOC.Кроме того, поскольку точность SOC, определяемая кулоновским подсчетом, зависит от применения поправочных коэффициентов, зависящих от измеренного уровня заряда батареи, температуры и напряжения, те же измерения напряжения могут использоваться для обеспечения альтернативной оценки SOC без заметного влияния на сложность вычислений. система.

Общая точность оценки SOC затем может быть улучшена путем объединения подходящим образом взвешенных значений оценок SOC на основе тока и напряжения в одно значение.

Индикаторы состояния аккумуляторной батареи

Малые первичные элементы теперь доступны с аналоговыми индикаторами SOC на ячейках, известными как тестеры батарей или указатели уровня топлива. На боковой стороне ячейки имеется напечатанная полоса, напоминающая термометр, которая дает приблизительное представление об оставшейся емкости батареи.

На основе термохромных и проводящих чернил тонкий слой проводящих чернил наносится в форме клина.Самая узкая точка указывает на самый низкий уровень заряда, а самая широкая область указывает на полный заряд. Когда цепь замыкается и ток течет через проводящие чернила, сопротивление чернил заставляет их нагреваться. Небольшой ток может генерировать достаточно тепла, чтобы повлиять на наименьшую площадь клина, но по мере того, как область расширяется, требуется больше тока, чтобы поднять его температуру. Термохромные чернила, напечатанные поверх проводящих чернил, меняют цвет в зависимости от температуры, а степень изменения цвета вдоль клина указывает величину тока и, следовательно, напряжение батареи.

Дизайн завершен маскирующим слоем из обычных чернил, который создает иллюзию термометра или аналогового указателя уровня топлива.

Точность измерения зависит от температуры окружающей среды.

Состояние заряда конденсатора определяется напряжением на его выводах.

Срок службы батареи и SOC

Узнайте больше о том, как эксплуатация SOC влияет на срок службы батареи.

Общие сведения об аккумуляторах и зарядке аккумуляторов

Общие сведения об аккумуляторах и зарядке аккумуляторов

Понимание аккумуляторов и способов их использования в автономной или автономной системе не так сложно, как вы думаете.В наши дни мы используем батареи практически в каждом электрическом устройстве, чтобы приводить в действие наши телефоны, ноутбуки, пульты дистанционного управления, лампы или другое подобное портативное оборудование, и для этого существует поразительный диапазон типов и размеров батарей, так почему бы не использовать батареи для этого? приводить в действие наши дома.

Батареи накапливают электрическую энергию на своих внутренних пластинах в виде химического заряда, и после полной зарядки идеальная батарея может хранить эту потенциальную энергию неограниченно долго, пока не будет высвобождена через внешнюю подключенную нагрузку.Однако батареи не идеальны, и из-за внутренних токов утечки или паразитных нагрузок батареи будут медленно разряжаться, когда они не используются, но до тех пор они могут хранить электрическую энергию в течение очень длительных периодов времени. Тогда мы можем сказать, что аккумулятор — это устройство накопления энергии, способное накапливать и производить электричество до тех пор, пока оно не понадобится.

Электрическая энергия в виде источника постоянного тока создается аккумулятором в результате химической реакции, которая происходит между двумя металлическими пластинами, одна из которых называется положительным электродом , , а другая — отрицательным электродом , . оба погружены в химический раствор, называемый электролитом .

Типичная батарея глубокого разряда

Этот электролитический раствор можно классифицировать как «сухой», например, в форме порошка лития, как в стандартной батарее AA, или как «мокрый», как жидкий, как в свинцово-кислотном автомобильном аккумуляторе. В любом случае комбинация двух разных электродов, помещенных в электролит, образует основу одной аккумуляторной батареи.

образуют два основных типа: первичные батареи и вторичные батареи .Первичные батареи обычно используются один раз и выбрасывают батарейки от маленьких плоских батарей на 1,5 В и циклических батарей типа AA и AAA до более крупных квадратных 9,0 В PP3 и батарей с пружинными клеммами.

Первичная батарея не заряжается. Тем не менее, вторичные батареи — это батареи перезаряжаемого типа, от небольших батареек типа AA для пульта дистанционного управления телевизором до аккумуляторных батарей для ваших электроинструментов, автомобильных аккумуляторов и до более крупных батарей глубокого цикла, используемых для электромобилей и питающих домашние электрические нагрузки в течение ночи.

Тип необходимой батареи зависит от области применения и требований к разряду мощности, и это также верно для систем с солнечными батареями. Нет смысла покупать аккумулятор одного типа, потому что он дешев, если разряжается всего через час использования.

Тогда номинальная емкость аккумулятора в ампер-часах (Ач) является важной характеристикой для понимания емкости аккумулятора и величины электрического тока, который он может подавать в течение определенного периода времени, прежде чем потребуется подзарядка.

Подключение аккумуляторов серии

Отдельные батареи соединяются вместе «последовательно» для увеличения выходного напряжения на клеммах, сохраняя при этом номинальную мощность в ампер-часах такой же, как для одиночной батареи. Отрицательная (-ve) клемма первой батареи подключена непосредственно к положительной (+ ve) клемме второй батареи и так далее, как показано.

Батареи, подключенные последовательно

Батареи, соединенные в последовательную цепочку, довольно просто понять, достаточно просто сложить их напряжения.В показанном примере две 12-вольтовые батареи соединены вместе, а четыре 6-вольтовые батареи соединены вместе в последовательную цепочку, чтобы создать систему на 24 вольта. При соединении большего количества батарей вместе можно создать цепочки с более высоким напряжением 36 В или 48 В путем сложения напряжения каждой батареи, чтобы получить общее выходное напряжение.

Для последовательно соединенных батарей в идеале все батареи должны быть одного номинала в ампер-часах (Ач), марки или возраста, так как каждая батарея будет получать одинаковое количество тока при перезарядке, поэтому емкость батарей в серии должна различаться. Строка может привести к перезарядке батарей с более низким номиналом, в то время как батареи с более высоким номиналом могут остаться недозарядными.

Также помните, что для последовательно соединенных батарей максимальный выходной ток будет определяться батареей с наименьшим номиналом в ампер-часах в цепочке. Например, если у вас есть четыре батареи на 100 Ач и одна батарея на 80 Ач, батарея на 80 Ач управляет последовательной цепочкой, поэтому подключите батареи с умом.

Таким образом, для батарей, соединенных последовательно, напряжение увеличивается, но ток остается прежним. Поскольку мощность (P) рассчитывается как сумма напряжения (В), умноженного на ток (I) (P = V * I в ваттах), то увеличение последовательного напряжения при неизменном токе увеличивает доступную мощность и в примере выше доступная мощность батареи определяется как: 24 В x 100 Ач = 2400 Втч или 2.4кВт / ч

Хотя мы говорим о «батареях» как об одном источнике постоянного тока, сами батареи состоят из нескольких отдельных «электромеханических ячеек», соединенных последовательно в одном пластиковом корпусе. Каждая ячейка сама по себе производит примерно 2 вольта, поэтому, если напряжение на клеммах типичной свинцово-кислотной батареи глубокого цикла составляет 12 вольт, она будет состоять из шести отдельных ячеек. Точно так же 24-вольтовая батарея имеет двенадцать 2-вольтовых элементов, а 6-вольтовая батарея — только три 2-вольтовых элемента.

Параллельное подключение батарей

Отдельные батареи соединяются вместе «параллельно» для увеличения выходного тока или емкости хранения в ампер-часах, в то время как выходное напряжение на клеммах остается таким же, как для одиночной батареи.Для параллельно подключенных батарей все положительные (+ ve) клеммы каждой батареи соединены вместе, и все отрицательные отрицательные клеммы каждой батареи также соединены вместе, как показано.

Батареи подключены параллельно

Батареи, подключенные параллельно, увеличивают номинальный ток в ампер-часах, который является суммой суммированных емкостей аккумуляторов, но выходное напряжение на клеммах остается таким же, как номинальное напряжение одной отдельной батареи. Таким образом, в показанном выше примере две батареи на 12 В, соединенные вместе, будут производить 200 Ач, в то время как четыре батареи на 6 В, соединенные параллельно, произведут выходную емкость 400 Ач.Таким образом, при параллельном подключении большего количества батарей можно получить более высокую емкость в ампер-часах при том же выходном напряжении.

Вы можете подумать, что параллельное подключение батарей даст больше доступной мощности, но это не всегда так. Часть понимания аккумуляторов заключается в том, чтобы знать, как соединить их вместе для получения желаемой выходной мощности. В приведенном выше примере мощность аккумулятора, доступная для первого изображения, составляет: 12 В x 200 Ач = 2400 Втч или 2,4 кВтч, а для второго изображения: P = 6 В x 400 Ач = 2400 Втч или 2.4кВтч, то же самое.

Для параллельно подключенных батарей важно, чтобы они имели одинаковое номинальное напряжение и очень похожие номинальные значения тока в ампер-часах. Это связано с тем, что, хотя они будут получать одно и то же единичное зарядное напряжение, зарядный ток каждой батареи будет незначительно изменяться, пока не будет достигнуто выравнивание батареи. И последнее: чем больше у вас параллельно подключенных батарей, тем больше может быть емкость, но тем больше времени потребуется для их полной зарядки.

Батареи в последовательной / параллельной комбинации

Выше мы видели, что при последовательном соединении батарей доступное напряжение представляет собой сумму напряжений батарей, сложенных вместе, а при параллельном соединении общая доступная емкость в ампер-часах представляет собой сумму емкостей в ампер-часах каждого отдельного человека. батареи.

Но есть много разных способов, которыми группы батарей могут быть соединены вместе как в последовательной, так и в параллельной комбинациях, чтобы получить множество различных напряжений и ампер-часов, особенно для домашних солнечных систем, которые используют батареи глубокого цикла.Таким образом, автономные аккумуляторные батареи нередко имеют напряжение на клеммах в несколько сотен вольт и общую емкость в несколько сотен ампер-часов для питания всего дома в течение многих унылых дней или в течение ночи.

Батареи подключены параллельно

Аккумуляторные батареи глубокого цикла для использования в домашних солнечных батареях, а также те, которые в настоящее время устанавливаются в гибридных и электрических транспортных средствах (электромобилях), обычно состоят из отдельных аккумуляторных модулей и ячеек, расположенных последовательно и параллельно для обеспечения не только необходимого выходного напряжения системы, но и максимальный объем памяти, доступный между подзарядками аккумулятора.

Общие сведения об аккумуляторах — разрядка

Понимание аккумуляторов также означает понимание их состояния заряда и того, когда необходимо их перезарядить. Когда батарея подключена к внешней нагрузке, такой как фонари, насосы, инверторы и т. Д., Химическая энергия, хранящаяся в батарее, превращается в электрическую, в результате чего электрический постоянный ток течет из батареи в подключенную внешнюю цепь. Таким образом, при разряде батарея превращает химическую энергию в электрическую.

Если батарея подключена к нагрузке в течение достаточно длительного периода времени, энергия, запасенная в батарее, постепенно уменьшается и в конечном итоге прекращается, поскольку элементы батареи теряют способность генерировать напряжение. На этом этапе вся химическая энергия, содержащаяся или «хранящаяся» в растворе электролита батареи, была преобразована в электрическую энергию. Время, которое это займет, очевидно, будет сильно зависеть от подключенной нагрузки, а также от емкости в ампер-часах и емкости аккумуляторных элементов.

Итак, как мы узнаем, в каком состоянии батарея, и полностью ли она заряжена или разряжена. Очевидно, что существует множество различных типов аккумуляторов для использования в системах хранения возобновляемой энергии, от свинцово-кислотных аккумуляторов с жидким или жидким электролитом, до аккумуляторов AGM (Absorbed Glass Mat) и гелевых аккумуляторов и до новых литий-ионных (литий-ионных) элементов, используемых в электромобили (электромобили). Таким образом, один из простых способов узнать состояние аккумулятора или элемента — это измерить его State of Charge .

Состояние заряда (SOC) батареи или элемента дает доступную емкость (в Ач) элемента в процентах от его общей номинальной емкости.Это делается путем измерения удельного веса (SG) электролита (аккумуляторной кислоты) в каждом элементе аккумуляторной батареи. Поскольку существует линейная зависимость между напряжением на клеммах разомкнутой цепи аккумуляторных элементов (V _OC ) и его состоянием заряда, измеряя напряжение аккумулятора с помощью только мультиметра, мы можем определить его состояние заряда. Таким образом понимая состояние батарей.

Оценка состояния заряда батареи в любое время определяется: SOC = (оставшаяся в батарее емкость в ампер-часах) / (номинальная емкость А · ч), и исходя из этого мы можем создать таблицу SOC, как показано.

Состояние заряда 12-вольтной батареи Состояние

Другими словами, если уровень заряда полностью заряженной аккумуляторной батареи составляет 100% (SOC = 100%) и 0% при полной разрядке (SOC = 0%), соответственно. Так, например, батарея на 300 ампер-часов при уровне заряда 70% будет содержать 210 ампер-часов накопленной энергии, а при 50% -ном уровне заряда та же самая батарея будет содержать 150 ампер-часов и так далее.Тогда SOC батареи в любой момент можно легко определить, зная V _OC батареи с помощью чего-то вроде этого тестера оптимального состояния заряда, способного дать вам точные измерения.

Таким образом, из таблицы видно, что напряжение холостого хода для полностью заряженной свинцово-кислотной батареи на 12 В составляет приблизительно 12,7 В, что соответствует значению SOC, равному 100%, и падает примерно до 11,3 В, то есть SOC, равному 0%, при полном разряде. Следует избегать полной разрядки свинцово-кислотной батареи до этого уровня, поскольку это может привести к необратимому повреждению батареи из-за сульфирования электродных пластин.Для обеспечения хорошей производительности и долговечности аккумулятора обычно рекомендуется уровень заряда не менее 30% от оставшейся емкости.

Общие сведения об аккумуляторах — зарядка

Понимание состояния заряда батарей — это быстрый и простой способ определить состояние батареи путем простого измерения напряжения на ее разомкнутой клемме и, если требуется, для ее зарядки. Зарядка элемента или всей батареи фактически является обратным процессу разряда, поскольку электрическая энергия преобразуется в химическую энергию, которую батарея сохраняет до тех пор, пока она не понадобится.

Вторичные батареи можно заряжать с помощью различных контроллеров заряда, подключенных к электросети, резервных генераторов, ветряных турбин или используя бесплатную электрическую энергию, вырабатываемую фотоэлектрическими панелями, то есть солнечными панелями, при воздействии прямого солнечного света . В любом случае, чтобы использовать электрическую энергию для подзарядки аккумуляторов, он должен пройти через контроллер заряда напряжения.

Количество, мощность или количество фотоэлектрических панелей, необходимых для достаточной зарядки одной батареи или взаимосвязанного блока батарей, будет зависеть от количества и номинальной мощности используемых батарей.В автономных системах выходное напряжение фотоэлектрической (PV) массива должно соответствовать выходному напряжению емкости аккумуляторной батареи, и из этого может быть выбран соответствующий контроллер заряда, чтобы гарантировать, что контроллер заряда подает соответствующее количество заряда, когда это необходимо и будет не перезаряжайте батареи.

Основная задача контроллера заряда заключается в защите аккумуляторов от перезарядки, предотвращении нежелательной разрядки или разрядки глубокого цикла, а также предоставлении информации о состоянии заряда аккумуляторов, и для этого доступны три основных типа контроллеров заряда: Серии, Шунтирующие (параллельные контроллеры) и контроллеры максимальной мощности (MPP).У каждого есть свои преимущества и недостатки.

Иногда контроллер заряда может не понадобиться, например, если аккумулятор постоянно используется и разряжается, или если вы используете саморегулирующиеся солнечные панели малой мощности для зарядки одноразового или мелкоциклового аккумулятора для кемпинга, походов или полей. поездки и др.

Батареи для возобновляемых источников энергии — это так называемые батареи «глубокого цикла», которые могут выдерживать периоды длительных или непрерывных циклов разрядки и многократных перезарядок.Они работают с высокой эффективностью и длительным сроком службы. Но сколько глубоких циклов может выдержать аккумулятор глубокого разряда.

Общие сведения об аккумуляторах

Понимание батареек означает понимание характеристик имеющихся у вас батарей. Как правило, срок службы аккумулятора зависит не только от количества циклов зарядки, но и от глубины цикла разрядки. Количество глубоких циклов, которые может выдержать аккумулятор, сильно варьируется от производителя к производителю, а также от марки, модели и температуры хранения аккумулятора или аккумуляторов, но диапазон от 1000 до 1200 циклов зарядки не является редкостью.

Очевидно, что свинцово-кислотные батареи, у которых цикл зарядки составляет только 60 или 70% глубины заряда, прослужат дольше, чем батареи, разряженные до 10 или 20% емкости батареи. Батарея или банк, которые были разряжены до уровня заряда ниже 20%, называются «глубоко зацикленными». Аккумуляторные батареи глубокого цикла, которые содержатся в хорошем состоянии, с мелким циклом с пониженной емкостью, составляющей менее 10% энергии аккумулятора за цикл, и должным образом перезаряжаемые с помощью подходящего контроллера заряда, могут прослужить до 10 лет и более.

Чтобы узнать больше об аккумуляторах глубокого разряда, зарядке аккумуляторов и доступных устройствах контроля заряда аккумулятора, или просто изучить преимущества и недостатки систем накопления энергии для более подробного понимания аккумуляторов. Какими бы ни были причины, если вы уже серьезно подумали об этом, но, возможно, не знаете, как определить целесообразность использования фотоэлектрической энергии и аккумуляторов для автономного проживания, нажмите здесь, чтобы заказать свою копию на Amazon сегодня, чтобы дать Вы более разбираетесь в батареях .

Простое объяснение: напряжение аккумуляторной батареи и состояние заряда

Причина, по которой нет простой взаимосвязи между напряжением батареи (что показывает вольтметр или сколько из этих четырех идиотских лампочек загорается на вашем дисплее) и состоянием заряда (каково фактическое состояние хранения вашей батареи, 100% полная заряжена и 0% полностью мертва) заключается в том, что ваша система RV постоянно делает разные вещи — электричество приходит и уходит все время.

Между ними существует простая взаимосвязь для аккумулятора, который отключен от всех источников заряда и нагрузок и сидит около часа, но вы не хотите делать это каждый раз, когда проверяете систему. Тем не менее, это хорошее место для начала. Это называется напряжением «разомкнутой ячейки» или «напряжением покоя» батареи. Полностью заряженные 12-вольтовые батареи в состоянии покоя составляют около 12,8–12,9 вольт, а полностью разряженные — 12,0 вольт, поэтому 12,4 вольт на неактивной батарее означает, что она заряжена примерно на 50%.

🔋 Обзор напряжения батареи RV:

Как правило, зарядные входы повышают фактическое напряжение на аккумуляторе выше его напряжения покоя, а нагрузки (истощают аккумулятор) опускают его ниже его напряжения покоя. Включите Onan или двигатель-генератор или подключите береговое питание, и ваше напряжение поднимется до 14,0–14,5 вольт, даже если ваша батарея серьезно разряжена. Включите большую нагрузку, такую ​​как микроволновая печь (если у вас есть большой инвертор, который ее питает), и напряжение упадет до 11.Диапазон 5-11,8 В даже при полностью заряженных аккумуляторах. В общем, чем больше зарядный ток или нагрузка, тем выше или ниже будет напряжение в вашей системе. Таким образом, просмотр напряжения не дает вам точного представления о том, насколько заряжен ваш аккумулятор — вам нужно отрегулировать нагрузку и источники зарядки.

Простой способ определить уровень заряда (SOC) ⚡ Аккумулятор вашего автофургона 🔋

Надежный способ точно определить степень заряда — это использовать ареометр — простое устройство, которое измеряет плотность электролита аккумулятора.Полностью заряженные батареи содержат много серной кислоты в электролите, а разряженные — нет — кислота превращается в сульфат свинца на пластинах батареи по мере разряда батареи. Поскольку серная кислота тяжелее воды, полностью заряженные батареи имеют удельный вес электролита в диапазоне 1,255–1,275, разряженные на 50% батареи показывают значение 1,175–1,195, а разряженные батареи — 1,095–1,115. Ареометр можно купить в любом магазине автозапчастей менее чем за 10 долларов. В дополнение к числам удельного веса, они будут иметь диапазоны с цветовой кодировкой, которые говорят о хорошей батарее, средней батарее или разряженной батарее.

Теперь, чтобы использовать ареометр, вы должны вытащить лоток для батареи, открыть одну из крышек и набрать немного электролита в ареометр, чтобы вы не делали это часто или в дороге. Если у вас есть батареи AGM, как у более новых Roadtreks, вы не будете этого делать, и точка — вы вообще не можете добраться до электролита, потому что нет крышек. Однако для нас, приверженцев традиции, вы можете использовать ареометр для калибровки дисплея напряжения при известных условиях нагрузки, и вы будете знать, какое значение напряжения соответствует какому состоянию заряда.

Каковы известные условия нагрузки для батареи вашего дома на колесах?

Что я подразумеваю под «известными условиями нагрузки»? Ну, например, в моем Roadtrek телевизор всегда включен, и у нас обычно работает вентилятор, и горят один или два внутренних светильника. Я заряжаю свои аккумуляторы, проверяю, что они заряжены, убедившись, что показания ареометра находятся в районе 1,26, и смотрю на дисплей напряжения, когда он работает. Три идиотских фары и 12,5 вольт на счетчике.Под этой нагрузкой он полностью заряжен. Теперь я оставляю прибор включенным на несколько часов, возвращаюсь к ареометру и вижу, что удельный вес снизился до 1,18 — наполовину разряжен. Мой вольтметр показывает 11,7, и у меня горит одна идиотская лампочка.

Теперь я знаю, что при этой нагрузке телевизора, вентилятора и освещения именно в этот момент мне нужно перезарядить свои батареи — не разряжайте батареи ниже 50%, если только вы не находитесь в аварийной ситуации. Теперь я могу убрать ареометр — у меня есть номер напряжения 11.7, что соответствует разряду 50% и времени работы генератора. Легкий.

У людей разное количество или разные типы батарей и разные типовые нагрузки, поэтому 11,7 вольт в вашей системе может означать больше или меньше, чем 50% разряжено, но принцип тот же — есть определенное напряжение, которое соответствует разным состояниям заряда ваших батарей под нагрузкой.Для тех из вас, кто еще не спит, вот обсуждение этого Surrette, самого модного производителя аккумуляторов.

Значение напряжения, указанное в их таблице для 50% разряда, составляет 11,58 вольт, так что это, вероятно, использует большую нагрузку, чем моя (они говорят о включении всех ваших нагрузок, что безумие в моем RT), но протестируйте свою собственную систему и используйте нагрузку, которую легко установить — для меня это ОЧЕНЬ легко, потому что телевизор включается, как только моя жена просыпается, и остается включенным, пока она не выключится, и я его выключу.При такой нагрузке на ваши батареи есть надежное напряжение батареи, которое соответствует разряду 50%. Оставайтесь выше этого напряжения, и вы и ваши батареи проживете долгую здоровую жизнь.

Станьте сторонником стиля жизни на колесах и получите доступ к эксклюзивным советам, идеям путешествий, инструкциям по проживанию на колесах, частным лагерям только для участников с Майком и Дженнифер, а также специальным льготам, подаркам и скидкам. НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ для получения информации.

Каждый понедельник мы публикуем наш информационный бюллетень по стилю жизни на автофургонах, в котором еженедельно публикуем статьи о путешествиях на автофургонах, которые вдохновляют и информируют. Мы начнем с того, что отправим вам бесплатный контрольный список для путешествия на автофургоне. Кроме того, вы становитесь одним из наших Попутчиков, который дает вам множество специальных льгот и скидок на RV. Это совершенно бесплатно!
Введите свои данные ниже, и вы в!

Li-Ion BMS — Белая книга

Прямого способа измерения состояния заряда (SOC) литий-ионной батареи не существует.Есть косвенные способы его оценки, но каждый из них имеет свои ограничения. В этой статье описывается, как сочетание двух методов может привести к разумной оценке SOC.

Из различных методов оценки SOC два:

• Перевод напряжения АКБ
• Интеграция тока батареи («Кулоновский счет»)

Оба метода полезны, но каждый сам по себе не может надежно оценить SOC в литий-ионной батарее.

Во многих системах в качестве индикатора SOC используется простой вольтметр: напряжение батареи уменьшается более или менее линейно по мере разряда батареи.Этот эффект более или менее выражен в зависимости от химического состава батареи. В частности, напряжение в свинцово-кислотной батарее значительно снижается по мере ее разряда. Знание взаимосвязи напряжения батареи и SOC позволяет откалибровать вольтметр, чтобы сообщать SOC: то есть напряжение преобразуется в оценочное SOC.

Основным ограничением этого метода является то, что на напряжение батареи также влияют температура и ток батареи. Знание того, как температура и ток влияют на напряжение, позволяет в значительной степени компенсировать эти эффекты, что позволяет использовать преобразователь напряжения для многих типов батарей.

К сожалению, для большей части своего диапазона SOC напряжение литий-ионной батареи остается очень постоянным, что делает преобразование напряжения нецелесообразным. Тем не менее, напряжение литий-ионной батареи значительно изменяется на обоих концах ее диапазона SOC: напряжение быстро увеличивается, когда она полная, и значительно падает, когда она начинает разряжаться. Следовательно, преобразование напряжения можно использовать для оценки SOC очень полной или очень разряженной литий-ионной батареи.

Интегрирование тока в батарею или на выходе из нее дает относительное значение ее заряда, так же как подсчет валюты на банковском счете и из него дает относительную сумму на счете. Ключевое слово здесь — «относительный»: как и все определенные интегралы, «кулоновский счет» требует отправной точки. Если начальный заряд аккумулятора известен, с этого момента можно использовать «Кулоновский счет» для расчета его SOC.

Например, ток 2 А в батарее в течение 3 часов прибавит 2 * 3 = 6 Ач к заряду батареи. Если емкость аккумулятора составляет 24 Ач, это увеличит его SOC на 6/24 = 25%. Это на 25% больше, чем было в начале; но, не зная, каким был начальный SOC, мы не знаем окончательного SOC.

В зависимости от химического состава батареи кулоновский счет может быть очень точным методом.Подсчет кулонов
не работает также со свинцово-кислотными батареями, потому что:

• Значительный ток утечки в свинцово-кислотных аккумуляторах не проходит через датчик тока аккумулятора и поэтому не принимается во внимание.
• Не весь заряд свинцово-кислотной батареи превращается в полезную работу: часть его превращается в отходящее тепло, эффект, который характеризуется показателем Пейкерта.

С другой стороны, кулоновский счет также работает с литий-ионными батареями из-за их низкой утечки и хорошего показателя Пойкерта.

Еще одно ограничение кулоновского счета — дрейф. При любом интегрировании любая небольшая постоянная ошибка в интегрируемой переменной приводит к дрейфу результата. В случае кулоновского счета любое небольшое смещение в измерении тока батареи приведет к смещению SOC вверх (или вниз) с течением времени.

Дрейф может стать значительным в приложениях, которые в течение долгого времени используют очень небольшой ток батареи или челночный ток взад и вперед:

• Резервные батареи:
  • Даже если батарея полностью заряжена, небольшое смещение в датчике тока приведет к тому, что сообщаемый SOC с течением времени полностью изменится до 0%
• Аккумуляторы для гибридных автомобилей (HEV):
  • Резервные батареи:
  • Автомобиль использует энергию аккумуляторной батареи, когда она ему нужна, и пополняет ее, когда может, пытаясь поддерживать уровень заряда аккумулятора примерно на 50%;
  • Что ж, заявленный SOC вполне может оставаться на уровне 50%; но со временем из-за небольшого смещения на выходе датчика тока фактическое значение SOC будет дрейфовать вверх или вниз, и в конечном итоге фактический заряд батареи приближается к полному или разряженному состоянию

Следовательно, кулоновский подсчет можно использовать для оценки SOC литий-ионной батареи, если есть способ калибровки SOC в какой-то момент и достаточно часто, чтобы преодолеть дрейф.

Возвращаясь к аналогии с банковским счетом: балансировка вашей чековой книжки синхронизирует сумму, которая, по вашему мнению, находится на вашем счете, с суммой, которую ваш банк утверждает на этом счете. Точно так же «кулоновский счет» нуждается в способе калибровки своего результата, чтобы заряд, который он сообщает, был фактическим SOC.
Voltage Translation предоставляет способ сделать это, точно так же, как балансирование чековой книжки для банковского счета.

Комбинирование этих двух методов приводит к разумному способу оценки SOC в литий-ионной батарее:

• Ток батареи интегрирован («кулоновский счет») для получения относительного заряда в батарее и вне ее.
• Напряжение аккумулятора контролируется для калибровки SOC, когда фактический заряд приближается к любому концу

Если SOC, оцененный с помощью Coulomb Counting, не откалиброван (он не равен фактическому SOC), в конечном итоге батарея будет заряжена или разряжена до такой степени, что преобразование напряжения может использоваться для оценки SOC и калибровки оценочного значения. Например, если фактическое значение SOC составляет 80%, а расчетное значение SOC составляет 50%, а литий-ионный элемент заряжается, его напряжение вскоре становится выше порогового значения (скажем, 3,4 В), что соответствует фактическому значению SOC (скажем, , 90%). В этот момент BMS устанавливает расчетное значение SOC на 90%, чтобы откалибровать его.

Возвращаясь к проблеме дрейфа, давайте посмотрим, как сочетание этих двух методов влияет на два приложения, которые мы рассматривали ранее.

• Резервные батареи:
  • В режиме ожидания батарея полностью заряжена, что означает, что будет использоваться преобразование напряжения, что позволяет избежать дрейфа кулоновского счета.
• Аккумуляторы для гибридных автомобилей (HEV):
  • Когда фактический заряд батареи действительно дрейфует с обеих сторон, преобразование напряжения используется для калибровки сообщаемого SOC.
  • В HEV фактический SOC не имеет большого значения: важно то, что автомобиль ожидает, что в аккумуляторе останется достаточно энергии, когда потребуется дополнительная энергия для ускорения, и иметь возможность принимать избыточную энергию при торможении.
  • Проблема в том, что, если автомобилю требуется дополнительная энергия, он понимает, что аккумулятор фактически разряжен (а сообщаемый SOC необходимо откалибровать): рабочие характеристики автомобиля оставляют желать лучшего.
  • HEV попытается решить эту проблему, определив, когда можно провести тест (например, в середине долгой поездки на скоростной автомагистрали), и позволить аккумулятору зарядиться до точки, в которой может быть использован метод преобразования напряжения. используется для калибровки SOC, а затем возврата к 50% SOC.

Чтобы описанный выше метод работал, емкость аккумулятора должна быть известна априори. Иначе:

• Скорость интегрирования кулоновского счета будет неправильной, в результате батарея будет менять SOC слишком медленно или слишком быстро.
• При использовании преобразования напряжения для калибровки SOC вверху, SOC внизу не откалиброван; и наоборот

В приложении, в котором это может представлять проблему, необходимо измерить емкость аккумулятора.

Если аккумулятор используется в приложениях, где важно знать SOC (например, в электромобилях), необходимо измерить его фактическую емкость. Емкость аккумулятора измеряется путем интегрирования его тока от полностью полного до полностью разряженного (или наоборот).

Проблема в том, что не все приложения израсходуют всю энергию батареи за один сеанс.И во многих случаях аккумулятор будет полностью заряжен, даже если изначально он был не полностью разряжен.
В следующих приложениях измерение емкости невозможно:

• Резервные батареи:
  • Верхний предел: аккумулятор полностью заряжен, поэтому с этим концом все в порядке
  • Нижний предел: батареи рассчитаны таким образом, что они не разряжаются полностью до того, как ожидается восстановление питания. Если бы аккумуляторы время от времени подвергались полному циклическому включению, просто чтобы измерить их фактическую емкость, отключение электроэнергии могло бы произойти прямо в его середине, что было бы неприемлемо
• Электромобили:
  • Высокий уровень: перед использованием аккумулятор необходимо полностью зарядить, так что с этим концом все в порядке
  • Нижний предел: если транспортное средство движется до тех пор, пока аккумулятор полностью не разрядится, пользователь окажется в затруднительном положении, поэтому нельзя полагаться на это.
• HEV:
  • Высокий уровень: батарея всегда держится на уровне около 50% и никогда не должна превышать 75%
  • Нижний предел: батарея всегда держится около 50% и никогда не может опуститься ниже 30%
• PHEV (подключаемые гибриды):
  • Высокий уровень: аккумулятор следует полностью заряжать каждую ночь, так что это нормально
  • Как закончить: батарея никогда не должна опускаться ниже 10%

В некоторых из вышеупомянутых приложений точное знание SOC или емкости не имеет значения; например, в автомобилях HEV и PHEV есть бензиновый двигатель, который доставит вас домой.В других случаях (особенно в электромобилях) важно знать SOC и емкость, и поэтому ограничения вышеупомянутых методов вызывают беспокойство.

«Оценка состояния заряда литий-ионных аккумуляторов» Давиде Андреа под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License. Разрешения, выходящие за рамки данной лицензии, можно получить, связавшись с автором.

Давиде Андреа, Элитион, 10 января 2009 г.

Мониторинг состояния заряда батареи (SOC)

Мониторинг состояния заряда батареи (SOC), вероятно, является наиболее важной задачей для солнечной системы.К сожалению, это трудно оценить с высокой степенью точности, особенно для новичков. Существует три основных метода определения SOC аккумулятора.

1.Напряжение: напряжение необходимо измерять, когда батарея находится в состоянии покоя. Это означает, что батарея не заряжается и нагрузка не выходит. В идеале батарея должна находиться в состоянии покоя в течение 20-30 минут перед измерением напряжения. Приблизительные значения для 12-вольтовой батареи:

Как видите, диапазон напряжений довольно узок, поэтому для измерения этих значений вам понадобится неплохой цифровой мультиметр.

2. Удельный вес. Вы можете использовать ареометр для измерения плотности электролита, чтобы определить SOC.Это также подвержено интерпретации и оценке. Когда батарея разряжается, электролит становится светлее. Когда вы заряжаете аккумулятор, этот более легкий электролит будет плавать сверху и давать очень пессимистичные показания. Это называется расслоением электролита и преодолевается только тогда, когда электролит снова перемешивается под действием пузырьков хорошего заряда. Добавление в аккумулятор дистиллированной воды также повлияет на показания. Также есть проблемы с чтением ареометров и качеством ареометров.Грязный ареометр может загрязнить аккумулятор. Чтобы получить точные показания, вам необходимо откорректировать значения температурной компенсации. Различные производители аккумуляторов могут использовать в своих аккумуляторах кислоты разной концентрации. Итак, в заключение, оценка SOC батареи по показаниям ареометра также сопряжена со многими трудностями и присущими неточностями.

Регулятор Plasmatronics PL: последний метод включал мониторинг ампер-часов на входе и выходе из батареи. Цитата из Руководства по плазматронике:

SOC (State of Charge) следует рассматривать как процентную оценку того, насколько полная батарея.

Оценка основана на счетчике баланса ампер-часов. Этот счетчик поддерживает текущий баланс ампер-часов в ампер-часах по сравнению с выходными. Дисплей SOC показывает этот баланс в процентах от емкости батареи. Обратите внимание, что размер батареи должен быть введен установщиком с настройкой BCAP (емкость батареи), прежде чем SOC станет значимым.

Со временем счетчик баланса в ампер-часах будет отклоняться от реального состояния заряда батареи. Для перенастройки счетчика PL делает две поправки:

1.Когда состояние регулятора изменяется с Absorb на Float И рабочий цикл заряда меньше 25%, SOC сбрасывается на 100%.

2. SOC может считывать более 100%, однако, как только будет записан 1 Ач разрядки, он снова будет установлен на 100%.

Примечание. К цифре SOC следует относиться с осторожностью, поскольку она может быть неточной по нескольким причинам:

* PL автоматически не получает информацию обо всей системе. Чтобы SOC вообще работал, PL должен измерять весь заряд (Ah in) и разряд (Ah out).Если аккумулятор может заряжаться или разряжаться без знания PL, SOC не будет иметь смысла.

* Различия в эффективности заряда означают, что SOC будет немного оптимистичным.

* Эффективная емкость аккумулятора уменьшается с возрастом. В старых батареях необходимо уменьшить BCAP, чтобы приспособиться к этому.

* Саморазряд и колебания температуры также вызывают некоторую неточность.

Неэффективность батареи и потери на саморазряд проявляются, когда SOC показывает более 100%.Так что нет ничего необычного в том, чтобы увидеть SOC на уровне, скажем, 112%, когда ваша батарея переходит в состояние плавающего режима. 12% представляют собой дополнительную мощность, которую ваши источники зарядки должны были вложить, чтобы компенсировать потери батареи.

Если ваша батарея находится в плавающем состоянии — скажем, показывает 112% — она ​​упадет до 99% после разряда одного ампер-часа. Скажем, она снижается до 80%, а на следующий день поднимается только до 90%. К сожалению, потраченные 10% не учитывают потери при зарядке аккумулятора. Так что, вероятно, он заряжен только на 89%, а не на 90%.Это довольно мелочь. Однако при продолжительной пасмурной погоде или при зарядке в течение нескольких дней подряд без достижения поплавка ошибка становится накопительной. Таким образом, подобная зарядка на второй день приведет только к 88% заряда и т.