Напряжение содержания аккумуляторной батареи что это

ликбез от дилетанта estimata

Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.

четверг, 28 февраля 2019 г.

Основные характеристики аккумуляторов

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

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

Ёмкость аккумулятора

Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее ёмкостью. В системе СИ ёмкость аккумуляторов измеряют в кулонах (Кл), на практике часто используется внесистемная единица — ампер-час (А⋅ч). 1 А⋅ч = 3600 Кл. Ёмкость аккумулятора указывается производителем.

Одна АКБ емкостью 100 Ач может питать нагрузку током 1 А в течение 100 часов, или током 4 А в течение 25 часов, и т.д., хотя емкость батареи снижается при увеличении разрядного тока. На рынке продаются батареи емкостью от 1 до 2000 Ач.

Заряд-разрядные кривые.

Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение кислотных АКБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Многие фотоэлектрические батареи имеют мягкую нагрузочную характеристику, поэтому при увеличении напряжения ток заряда снижается значительно. Поэтому всегда необходимо использовать специальный контроллер заряда для солнечных батарей. В случае применения ветроэлектрических станций или микроГЭС, такие контроллеры также обязательны.

Напряжение аккумулятора

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

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

Степень заряженности аккумулятора

1. Напряжение на аккумуляторе.

2. По плотности электролита.

Этот метод подходит только для аккумуляторов с жидким электролитом. Также, нужно подождать 2 часа перед измерениями. Для измерения используется ареометр. Обязательно наденьте резиновые перчатки и защитные очки! Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если вода попадет на кожу.

Срок службы аккумуляторов

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

Максимальные токи заряда и разряда аккумуляторов

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

Саморазряд аккумуляторов

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

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

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

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

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

Источник

Какое напряжение должно быть на аккумуляторе автомобиля?

Напряжение аккумулятора и его энергоемкость являются главными параметрами, на которые в первую очередь необходимо обращать внимание. Также, можно узнать степень заряда аккумулятора по напряжению, но для этого автовладелец должен осуществлять контроль над значением напряжения аккумулятора автомобиля. Если не забывать про выполнение этой процедуры, то можно увеличить эксплуатационный срок устройства и избавить себя от негативных последствий его разреженности.

Из нашей статьи вы сможете узнать, что из себя представляет напряжение автомобильного аккумулятора, какое значение считается нормальным, какое напряжение должно быть на заряженном аккумуляторе, какое бывает напряжение аккумулятора при работающем двигателе, а также процедуру определения заряда аккумулятора по напряжению через таблицу.

Напряжение АКБ автомобиля

От этого параметра напрямую зависит запуск двигателя, работа бензонасоса при запуске, а также ближнего и дальнего света и т.п. По этой причине нужно чаще выполнять контроль нормального напряжения аккумулятора транспортного средства.

Напряжение заряженной АКБ

Питание на заряженном аккумуляторе автомобиля выполняется при помощи генератора. Однако в этом случае нужно учитывать одно обстоятельство: обеспечить полное функционирование АКБ таким методом возможно только в том случае, если проехать на авто не меньше 100км. Поэтому нужно не забывать про важность этой процедуры и выполнять проверку аккумулятора автомобиля по напряжению вовремя.

Сколько вольт должно быть на заряженном аккумуляторе

Сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор и какое напряжение должно быть на аккумуляторе для полноценной работы прибора? Напряжение заряженного автомобильного аккумулятора, равное 12,5В-12,9В, говорит о том, что батарея готова на 100% к использованию. Прибор с таким значением не нужно подсоединять к ЗУ, поскольку может произойти выкипание электролита, а это может привести к негативным последствиям. Покупая АКБ в магазине, учитывайте, что напряжение полностью заряженного аккумулятора автомобиля должен быть равен 12,6В. Однако при покупки батареи вам может встретиться вольтаж, равный 12,5В, но не нужно расстраиваться, поскольку это базовое состояние для устройства, которое продолжительное время не использовалось.

Напряжение заряженного автомобильного аккумулятора без нагрузки

Каким должен быть значение напряжения аккумулятора автомобиля без подключения нагрузки? В большинстве случаев, без применения дополнительной нагрузки, вольтаж равен 12,6В. Однако в некоторых случаях, при завершении зарядки, аккумулятор автомобиля может выдавать вольтаж до 13,2В.

Существуют батареи, у которых написано значение вольтажа на каждой банке АКБ. Здесь необходимо внимательно изучить следующее: электролитическая плотность в банках должна быть одинаковой, однако возможна маленькая неточность в пределах 0,02г/см3. Напряжение АКБ в таком случае составляет 1,9В. Если оно проседает до значения менее 1,7В, то банка прибора вышла из строя.

Сколько ампер в заряженной АКБ

Чтобы ответить на вопрос, какое напряжение должно быть у аккумуляторов, надо рассмотреть данные АКБ, которые размещены на самом приборе. Нужно посмотреть на такие важные характеристики, как напряжение заряженного аккумулятора автомобиля без нагрузки и энергоемкость устройства. Если вольтаж равен 65ампер/час, то батарея во время подзарядки может отдавать ток 5А в течение 11ч. Чтобы узнать число ампер, необходимо подсоединить изделие к ЗУ.

Но нужно учитывать, что показатели тока у различных батарей могут серьезно различаться. Все зависит от дополнительной нагрузки. Чем больше ее значение, тем больше энергии отдает АКБ. Также вольтаж на заряженном аккумуляторе автомобиля находится в зависимости от температуры. Так при температурах меньше 0˚С, батарея начинает выполнять свои функции хуже, поскольку снижается скорость прохождения хим. реакций.

Чтобы добиться нормального напряжения АКБ под нагрузкой, производители стали разрабатывать технологию хорошего соприкосновения раствора с пластинами, которые изготавливают из специальных материалов.

Таблица заряда

Чтобы не доводить АКБ до критичной степени разреженности, то нужно посмотреть на таблицу заряда. Если вы знаете напряжение на клеммах аккумулятора, то можно узнать и степень заряженности батареи. Помимо этого, здесь можно узнать значение электролитической плотности.

Какое напряжение на аккумуляторе автомобиля вообще считается нормальным

Если вольтаж варьируется от 12,5В до 13,2В, то, значит, параметр находится в нормальном состоянии.

Последнее значение появляется после зарядки. За 12ч перерыва функционирования автомобиля, вольтаж составляет 12,6В-12,8В. Чтобы узнать точно, надо оставить машину в покое на 12ч. Перед измерением необходимо снять 1 клемму с батареи. Держать заряд новый аккумулятор с энергоемкостью, к примеру, 50 А/ч сможет, при отсутствии морозов, 141 сутки.

Минимальное напряжение

Чтобы не допустить полной разреженности и поломки батареи, нужно регулярно следить за ее напряжением. Минимальным напряжением считается 10,5В. При 9В нормально подзарядить прибор возможно только оригинальным зарядником высокого качества. Но даже при восстановлении уровня заряда, аккумулятор не будет функционировать в прежнем режиме.

Под нагрузкой

Чтобы узнать вольтаж АКБ, надо приобрести специальный прибор. Однако он позволяет узнавать только готовность батареи к дальнейшему функционированию и степень зарядки АКБ. Это изделие не применяется для определения энергоемкости. По этой причине уточнить срок службы батареи через это изделие никак нельзя.

Прибор имеет следующую комплектацию, в которую входит:

Выполнять проверку батареи посредством нагрузочной вилки можно в течение 10 секунд, хотя по гармонизированным стандартам проверку можно осуществлять 20 секунд.

При работающем двигателе

При функционирующем двигателе авто более 10минут, вольтаж будет составлять от 13,5В до 14,5В. В этом случае, параметр будет несколько больше обычного, поскольку работает генератор авто. Начать проверять значение вольтажа необходимо после работы двигателя более 20 минут. Затем нужно включить элементы, которые расходуют автомобильную энергию:

После этого значение должен немного измениться (примерно на 0,2В). Если значение сильно уменьшилось, то, скорее всего, у вас генератор находится в неисправном состоянии или бывает другая ситуация, например, если вы используете сабвуфер или другой мощный прибор, и генератор не может справиться с такой нагрузкой, по этой причине вольтаж начинает проседать. В таком случае имеется только одно решение – купить более мощный генератор.

Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля зимой

Из-за зимних морозов значение электролитической плотности АКБ начинается изменяться. При этом вольтаж будет зависеть от того, сколько процентов заряда имеет АКБ. Если процент большой, то значение будет увеличиваться, а если зарядки мало, то параметр снизится, а из-за этой причины запустить двигатель будет проблематично.

У автовладельцев имеется такая точка зрения, что зимой этот параметр серьезно снижается, но на самом деле это не так, при морозе химические реакции начинают работать медленнее.

Для увеличения плотности батареи в транспортном средстве, который используется в северных районах, добавляют в АКБ состав концентрации сильной двухосновной кислоты.

При нахождении плотности электролита в пределе от 1,30г/см3 до 1,32г/см3, нормальным значением вольтажа аккумулятора без дополнительной нагрузки при отрицательной температуре будет 13В.

При увеличении такой концентрации, необходимо внимательно смотреть, чтобы электролитическая плотность не достигла 1,35 г/см3, так как это может вызвать поломку пластин.

Видео о напряжении аккумулятора автомобиля

Источник

Основные характеристики аккумуляторов

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

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

Емкость батареи

Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее емкостью. Она измеряется обычно в ампер-часах, хотя правильнее приводить значения в ватт-часах.

Заряд-разрядные кривые свинцово-кислотных аккумуляторов

где U – напряжение аккумулятора, В; I – ток, который он может отдавать в течение времени t.

Так как обычно принимается, что для различных аккумуляторов напряжение одинаковое, то из формулы убирается напряжение, и остается емкость в ампер-часах.

Напряжение

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

Степень заряженности

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

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

Срок службы аккумуляторов

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

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

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

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

Максимальные токи заряда и разряда

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

Зарядные и разрядные характеристики сильно зависят от химического состава аккумулятора. Также, многое зависит от конструкции аккумулятора – объем электролита, толщина пластин, покрытия, плотность электролита и т.п. Некоторые аккумуляторы разработаны для разрядом малыми токами долгое время, другие могут работать при больших токах короткое время.

Ниже приведена таблица с типичными значениями основных параметров аккумуляторов.

Саморазряд

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

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

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

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

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

Каргиев Владимир, “Ваш Солнечный Дом”
©При цитировании ссылка на эту страницу и на “Ваш Солнечный Дом” обязательна

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

Харакеристики аккумуляторов: ГЛОССАРИЙ

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

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

Саморазряд – потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.

Срок службы батареи – наработка, при которой разрядная емкость сделается меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов “заряд-разряд”.

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

Источник