Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Время разряда аккумулятора авто | Онлайн калькулятор расчета

Какое время разряда аккумулятора — это интересует многих автовладельцев. Особенно если с утра обнаружилось, что забыл выключить свет, а при попытках запуска двигателя выясняется – батарея полностью посажена. Вот тогда-то и возникает вопрос: «могла ли лампочка освещения салона или габаритного света посадить аккумулятор или это какая-то неисправность?». Забегая наперед, ответ однозначный – конечно могла, особенно если это зима и у АКБ не было 100% заряда.

Чтобы не завестись буквально через день, достаточно всего лишь иметь утечку тока 100 и более миллиампер, что уж и говорить об источнике потребление в 400-700 мА. Убедится в этом можно подсчитав номинальное время разряда аккумулятора автомобиля. Формула расчета имеет такой вид:

T=Ёмкость (АКб) / Ток потребителя

Наш онлайн калькулятор позволит рассчитать на сколько хватит аккумулятора при включенном источнике потребления тока, когда вы его случайно забыли или намеренно оставили работать. Расчет будет произведен с учётом номинальной ёмкости аккумулятора, мощности потребителя и естественной утечке тока в состоянии покоя.

При малых токах потребления, емкий аккумулятор может обеспечить большее время работы. Естественно, чем больше емкость аккумулятора, тем больше время работы, но и заряжать генератору тогда придется дольше. А значит, поездка на короткую дистанцию не позволит ему быстро восстановится. В зимнее время это может привести к отказу запуска двигателя стартером.

Время разряда аккумулятора

Как посчитать время разряда аккумулятора можно понять разобрав конкретный пример. Допустим, в бортовой сети автомобиля включен потребитель мощностью 120 Ватт. По закону Ома можно подсчитать, что в час он высасывает из аккумулятора 10А. То-есть, если в машине стоит батарея на 55 Ач, то полный её разряд наступит не более чем через 5,5 часов. Но это лишь приблизительное вычисление, так как есть еще другие факторы, которые будут влиять на потребление тока. Заметим, что для того, чтобы машина не завелась, достаточно 15-25% остатка, а это часа 4.

Таблица времени разряда батареи при минимальном потреблении:

Процент разряженности (%)102030405060708090100
Время разряда (ч)*7142026323945525864

*Для расчета были взяты минимальные значения утечки тока в 20 мА и мощность автомобильной лампы 10W от АКБ емкостью 55Ah.

Те данные о 20 часах работы аккумулятора, что указаны на его этикетке, заложены в расчете на ток равный 0,05 от ее емкости.

Допустимый разряд аккумулятора

Допустимый разряд автомобильного аккумулятора до 30% от первоначальной емкости (напряжение не ниже 11,8В). Заметьте, что при таком уровне можно запустить двигатель лишь при плюсовой температуре. В зимнее время не допускайте даже 50% процентной разряженности (12,1V).

Как пользоваться калькулятором расчета времени разряда

Используя элементарную формулу, можно посчитать на сколько хватит аккумулятора и на обычном калькуляторе, но нужно знать точное значение мощности потребления, а также добавить к нему утечку. Поэтому, куда быстрее можно узнать время разряда аккумулятора в зависимости от тока нагрузки, отметив галочками нужные потребители. Для подсчета нужно:

  1. В поле «Емкость АКБ» указать номинал батареи.
  2. В ячейке «Утечка тока», можно указать как среднестатистическую – 25-35 мА, так и проверив мультиметром. Чтобы посчитать допустимое значение, воспользуйтесь онлайн-калькулятором. Который, в зависимости от того, какие у вас имеются потребители – покажет предполагаемое нормальное значение утечки в состоянии покоя.
  3. Отметьте галочками (выберите из списка) необходимые потребители, включение которых повлекло разряд (или есть потребность посчитать время работы АКБ). Мощность ламп рассчитана на стандартный номинал.
  4. В поле «Мощность потребителя» цифра будет меняться в зависимости от выбранных источников. Либо можно ввести самостоятельно известное число в ваттах либо силе тока – амперах.
  5. По нажатию кнопки «Рассчитать» вы получите результат времени в часах.

Данный расчёт времени разряда АКБ является ориентировочным, так как в полной мере химические и электрические процессы в аккумуляторе не поддаются строгому математическому анализу.

Для справки, какую мощность имеет тот или иной потребитель, можно взять данные из таблицы.

Таблица потребителей тока в автомобиле

ПотребительМощность (Вт)Требуемый ток (А)
Передние габариты5 x21-2
Фары дальнего/ближнего света55 x27-10
ПТФ55 x27-10
Задняя противотуманная лампа21 x22–3,5
Стояночные огни5 x21-2
Задние габариты5 x21-2
Подсветка номера20,17
Стоп-сигнал5 x21-2
Аудиосистема5-250,5-2
Стеклоочистители605
Обогрев стекла1205-10
Подогрев сидений85-1607-14
Вентилятор печки80-2006-16
Автономный отопитель60-1205-10
Система зажигания202-4
Управление двигателем (ЭБУ)101-2

Часто задаваемые вопросы

  • На сколько хватит аккумулятора 60Ач при разряде 60 Вт?

    При учете того, что аккумуляторная батарея емкостью 60Ач была полностью заряжена, а утечка тока в сети автомобиля не превышает нормы, то при разряде потребителем в 60 Ватт – АКБ хватит не более чем на 12 часов.

  • На сколько хватит аккумулятора 7Ач 12в?

    Для расчета времени на сколько хватит аккумулятора 7Ач напряжением 12В, которые могут использоваться для сигнализации либо освещения светодиодной лентой вовремя пропадании электричества в ночное время, при мощности источника потребления в 0,7А хватит на 10 часов работы либо 15 ч. если потребление 5 Вт.

  • Какая формула времени разряда аккумулятора?

    Формула времени разряда аккумулятора выглядит так: емкость источника питания (АКБ) выраженной в А*ч деленная на ток потребителя в амперах A. То есть t = Сак / Iн. Однако это будет лишь абсолютное значение, фактическое несколько меньше. Потому как аккумуляторную батарею можно считать севшей, когда ее напряжение снизится до 11,8 Вольт и к тому же разряд происходит по экспоненте.

  • Какое минимальное напряжение разряда аккумулятора?

    Доступная емкость аккумуляторной батареи зависит от режима разряда и температуры, поэтому чем выше нагрузка, но ниже температура минимальное напряжение, до которого можно садить АКБ, будет ниже. В среднем минимальное напряжение разряженного 12 вольт аккумулятора при теплой погоде составит – 11,5В, а зимой минимум напряжения, до которого можно допускать аккумулятор автомобиля, составляет – 11,75В, что соответствует 30 процентам остатка ее емкости.

Чем опасен сильный разряд аккумулятора при замерзании в авто — журнал За рулем

Как отмечают специалисты сервис-центров, нередко причинами плохого пуска окоченевшего на морозе мотора оказываются дефекты бортовой сети автомобиля и плохая работа аккумуляторной батареи (АКБ). На каких моментах следует акцентировать внимание, чтобы избежать подобных проблем?

Не секрет, что осенью и зимой у автомобилей чаще всего фиксируются проблемы, связанные с затрудненным пуском холодного двигателя. Наверняка многим водителям знакома такая ситуация: когда включаешь стартер, он «молчит», а вместо этого слышны какие-то щелчки. Приходится несколько раз подряд включать-выключать зажигание, чтобы «пускач» наконец начал прокручивать стартер.

Впрочем, приведенный выше пример — это, как говорится, только «цветочки»! Как правило, при наличии исправной системы зажигания и правильно заряженной батареи причина подобных неполадок выявляется легко. Обычно они вызваны ослаблением механических соединений силовых проводов, питающих стартер, а также коррозией контактирующих поверхностей.

Например, при перепадах температур нередко слабеет «хват» стальных наконечников у мощных кабелей, соединяемых со свинцовыми выводами батареи. А неплотное соединение — это, по сути, своеобразный изолятор, резко снижающий пусковой ток. Поэтому самый простой способ устранения дефекта — своевременное подтягивание всех резьбовых и винтовых контактов бортовой электросети. Особенно это важно проверять на проводах, идущих к аккумулятору.

Когда замерзает электролит

Гораздо хуже, если виновником затрудненного пуска холодного двигателя становится сам бортовой источник питания. На этом эксплуатационном аспекте следует заострить внимание. Начнем с того, что стартерный автомобильный аккумулятор — это электрохимический свинцово-кислотный источник тока. Поэтому его работоспособность и пусковые характеристики во многом зависят от таких показателей, как температура внешней среды, степень заряженности и плотность электролита, залитого в АКБ. Чтобы лучше понять их взаимосвязь, приведем в качестве примера исследования специалистов словенской компании TAB, выпускающей одноименные аккумуляторы TAB, а также популярные батареи Topla.

Итак, при правильной эксплуатации АКБ, когда она полностью заряжена, плотность электролита будет близка к значению 1,29 г/см3 и сохранять свою текучесть почти до —60о С. Это значит, что аккумулятор будет крутить стартер даже при —50о С. Это качество фирменных батарей TAB и Topla уже по достоинству оценили многие российские автовладельцы, в том числе и те, кто проживает на Севере. Когда же уровень заряда аккумулятора понижается наполовину (до 50%), плотность его электролита падает до 1,19 г/см3. В этом случае он, конечно, тоже будет кратковременно работать, но только при температурах не ниже —24о С, при которой электролит попросту замерзнет.

Контроль за уровнем заряда АКБ

Следует понимать: приведенные как пример значения параметров АКБ обозначены как предельные. Очевидно, нарушать эти границы совсем нежелательно. Однако, часто из-за отсутствия опыта, некоторые автомобилисты этот факт игнорируют. Между тем в зимний период, особенно когда машина ночует на улице в сильные морозы, крайне важно контролировать уровень заряда аккумулятора и, если АКБ обслуживаемая, еще и плотность электролита.

Помните: электролит с плотностью менее 1,18 г/см3, находящийся в разряженном АКБ, может замерзнуть даже при относительно слабых (до —20о С) холодах. Причем при замерзании электролит превращается в лед. Расширяясь на морозе, он способен повредить как пластины батареи, так и ее корпус, который в подобных случаях нередко разбухает или трескается. В итоге аккумулятор выходит из строя, после чего его приходится попросту менять.

Пусковая энергетика

Отдельный вопрос — энергетические характеристики стартерного аккумулятора. В наших предыдущих статьях уже вкратце сообщалось о таких параметрах, как емкость (С20) и ток холодной прокрутки (ССА). Рекомендуемые значения данных параметров обычно указываются в инструкции к автомобилю. Очевидно, что они тоже зависят от температуры внешней среды. При ее понижении емкость АКБ и выдаваемый пусковой ток тоже уменьшаются, причем характер этой зависимости оказывается нелинейным.

Кстати, не все водители знают, что нормативный ток холодной прокрутки ССА) измеряется при —18о С. При этом, согласно методике ЕN, напряжение на клеммах АКБ во время испытания не должно опускаться ниже 6,2 В. На этот момент стоит обратить особое внимание. По мнению специалистов компании TAB, в машинах, которые зимой часто эксплуатируются при температурах ниже —18о С, предпочтительнее использовать аккумуляторы с максимально возможным пусковым током (фото выше). Это позволит избежать проблем с запуском двигателя при сильных холодах.

Запас емкости лишним не будет

Данная рекомендация обусловлена спецификой работы бортовых компьютеров в ряде современных автомобилей. Их «электронные мозги» прерывают процедуру запуска двигателя, когда напряжение бортсети в начальной фазе (первые 10–20 мс работы стартера) падает ниже заданного предела 5,5 В. Поэтому, чтобы напряжение не «проседало» до критического уровня при запуске застывшего на морозе двигателя, рекомендуется взять АКБ с более высокой, чем у штатной батареи, энергоемкостью.

В качестве примера рассмотрим случай, когда в машине штатно используется аккумулятор европейского типа с емкостью 60 Ач и пусковым током до 600 А. Найти АКБ с такими параметрами труда не составит. Однако, следуя рекомендациям специалистов TAB, в канун зимы лучше установить более мощную батарею того же типоразмера. Например, популярный аккумулятор Topla Energy с емкостью 66 Ач и током 620 А (фото выше). У него более чем 10-процентное превышение производительности в  сравнении со штатным АКБ. А такой запас энергоресурса гарантированно повысит шансы для надежного запуска холодного двигателя в зимний период.

Проведение контрольно-тренировочного цикла (КТЦ) АКБ

Емкость аккумуляторных батарей измеряется в ампер-часах (Ач). При этом на корпусе батарей производители указывают номинальную емкость, которая не всегда равняется реальной. Последняя может отличаться от номинальной в пределах от 80% для отработавших определенный срок батарей до 110% и выше для новых вводимых в эксплуатацию. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации реальная емкость постепенно меняется с сторону уменьшения ввиду воздействия таких факторов, как: условия эксплуатации, время эксплуатации, температурный режим эксплуатации режимы заряда и разряда, наличие и периодичность обслуживания и другие.

Как правило, аккумуляторные батареи считаются работоспособными до отдачи не менее 80% заявленной производителем номинальной емкости. Чтобы выявить этот предел работоспособности в процессе эксплуатации в течение всего срока службы необходимо периодически проводить проверку батарей на соответствие их заявленным характеристикам. Самый главный показатель здесь – это остаточная емкость аккумуляторов или, другими словами, фактическая, или как уже упоминалось ранее, реальная емкость на данный момент времени.

Для проведения контроля фактической емкости герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей проводится так называемый контрольно-тренировочный цикл (КТЦ), который заключается в подключении контрольной нагрузки к батарее в соответствии с технической спецификацией и разрядными таблицами завода-изготовителя для данного типа батарей до нормативного допустимо полного разряда с последующей фиксацией емкости на данный момент времени.

Периодичность проведения КТЦ не регламентирована, но рекомендуется проводить с регулярностью не реже одного раза в год и по необходимости в тех случаях, когда требуется определить отдаваемую аккумуляторной батареей емкость или оценить пригодность ее к дальнейшей эксплуатации.

Порядок проведения КТЦ

КТЦ рекомендовано проводить следующим образом.

Предварительно аккумуляторная батарея должна быть выдержана не менее 6 часов для выравнивания температуры элементов с окружающей средой помещения, где будет производиться КТЦ (20-25°С). Особенно это касается зимнего периода при отрицательных температурах.

Если температура в помещении находится в диапазоне от 18°С до 25°С, выходное напряжение зарядного устройства устанавливается равным номинальному значению зарядного напряжения, указанное производителем для данного типа аккумуляторных батарей. Точность поддержания величины зарядного напряжения при заряде должна быть не хуже ±1%. В большинстве случаев по предписанию производителей заряд батареи осуществляется постоянным напряжением 14,4-15,0В для 12-вольтовых моноблоков. Время заряда таким режимом составляет, как правило, не менее 10 часов. Ток заряда следует ограничить в пределах 0,1С10. Следует обратить внимание, что заряд необходимо провести полностью и без перерывов. Признаком окончания заряда батареи является снижение зарядного тока до величины, меньшей 1 мА на Ач номинальной емкости аккумулятора и ее стабилизации в течение последних 3 часов заряда.

Далее дать им в течение 1-2 часов отстояться для приведения повышенной температуры после заряда в нормальную в пределах 20-25°С и нормализации повышенного напряжения сразу после заряда в напряжение холостого хода (напряжение разомкнутой цепи).

После этого приступить к последующему контрольному разряду. Разряд осуществляется током 0,1С10 (или 0,1С20) до конечного напряжения 10,8 В (или 10,5 В) в зависимости от спецификации аккумуляторных батарей в соответствии с их разрядными таблицами постоянным током, представленными заводом-изготовителем, а также конечным напряжением разряда в соответствии с этими таблицами. Отданную аккумуляторной батареей емкость определяют умножением величины разрядного тока в амперах на время разряда в часах. Зафиксированная при этом снятая емкость представляет собой фактическую емкость батареи на данный момент времени.

В качестве примера можно рассмотреть вариант определения тока контрольного разряда герметизированной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи CSB серии TPL121500 номинальным напряжением 12В номинальной емкости 150Ач. Исходя из данных таблицы завода-изготовителя ток разряда аккумуляторной батареи при 10-часовом цикле до конечного напряжения 1,80 В/Эл. должен быть равным 15,0 Ампер. Это и есть ток 0,1С10 для данной серии аккумуляторных батарей.

Учитывая, что в таблице конечное напряжение разряда указано в В/элемент, а батарея состоит из 6 элементов, то конечное напряжение для всей аккумуляторной батареи должно составлять 1,80 В/Эл. × 6 Эл. = 10,8 Вольта. То есть, это и есть то конечное напряжение до которого необходимо разряжать эту аккумуляторную батарею при проведении КТЦ.

После контрольного разряда батарею необходимо незамедлительно полностью зарядить в соответствии с Руководством по эксплуатации завода-изготовителя.

Таким образом, контрольно-тренировочный цикл позволяет не только осуществить контроль технического состояния аккумуляторных батарей и проверки отдаваемой ими емкости, но и «исправления» отстающих аккумуляторов.

Батарея считается работоспособной при отдаче на 1 цикле не менее 90-95% емкости от заявленной. Батареи выходят на свою проектную мощность после 3-5 циклов в циклическом режиме эксплуатации или через 3-6 месяцев эксплуатации в буферном режиме.

В дальнейшем в процессе эксплуатации батарея считается работоспособной до отдачи не менее 80% номинальной емкости.

Система контролируемого разряда аккумуляторных батарей

Система контролируемого разряда предназначена для проведения регламентных работ по определению емкости и времени автономной работы АБ. Полученные результаты используют для принятия решения о возможности дальнейшего использования АБ на объекте.

Задание параметров и выбор режима разряда (постоянным током, постоянной мощностью или постоянным сопротивлением) осуществляется через микропроцессорную панель управления (МПУ) с отображением введенной информации на жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ).

Разряд АБ автоматически прекращается при достижении напряжением заданной минимальной величины либо при окончании заданного времени разряда.

Микропроцессорная панель управления выполняет следующие функции:

  • ввод параметров разряда с их отображением на ЖКИ
  • защита (электронная) от превышения входного напряжения
  • отображение заданных и текущих параметров разряда (напряжения, тока, емкости и времени разряда)
  • возможность автоматического возобновление разряда при его случайном прерывании с сохранением всех данных
  • контроль температуры силовых электронных ключей, корпуса и балластного резистора (также есть возможность контроля температуры воздуха непосредственно в помещении с аккумуляторными батареями через выносной датчик температуры)
  • автоматическое прекращение работы и отключение от аккумуляторной батареи по истечению заданного времени, или достижению заданного минимального напряжения
  • ведение протокола разряда с последующим его сохранением во встроенной энергонезависимой памяти. По окончанию контролируемого разряда его результаты могут быть отображены на ЖКИ или перенесены на стандартный USB-flash накопитель

Схема подключения СКР к аккумуляторной батарее

СКР предназначена для проведения контролируемого разряда аккумуляторной батареи постоянным током с целью определения ее емкости. Также есть возможность проводить разряд с постоянной потребляемой мощностью (что позволяет оценить время автономной работы от АКБ) и на постоянное сопротивление. Выбор режима разряда (постоянным током, постоянной мощностью или постоянным сопротивлением), а также задание параметров производится через микропроцессорную панель управления (МПУ) с отображением введенной информации на жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ). Разряд АБ автоматически прекращается при достижении напряжением заданной минимальной величины либо при окончании заданного времени разряда.

СКР предназначена для проведения контролируемого разряда аккумуляторной батареи постоянным током с целью определения ее емкости. Также есть возможность проводить разряд с постоянной потребляемой мощностью (что позволяет оценить время автономной работы от АКБ) и на постоянное сопротивление. Выбор режима разряда (постоянным током, постоянной мощностью или постоянным сопротивлением), а также задание параметров производится через микропроцессорную панель управления (МПУ) с отображением введенной информации на жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ). Разряд АБ автоматически прекращается при достижении напряжением заданной минимальной величины либо при окончании заданного времени разряда.

Расчет автономной работы потребителя от аккумуляторов. Калькуляторы

Как правильно и корректно рассчитать время автономии, которое необходимо получить для вашего потребителя?

Для простоты мы сделали калькуляторы расчета:

А теперь представим алгоритм расчета:

1) Определяем совокупную мощность нагрузки и постоянный ток разряда.

2) Вычисляем необходимую емкость аккумулятора для заданной автономии.

3) Определяем тип аккумулятора

Пример

Дано: две светодиодные ленты мощностью по 10Вт и работающие от 12В. Необходимая автономия: 10ч. Срок службы: год при ежедневной эксплуатации. Условия эксплуатации: постоянная комнатная температура 20 градусов.

Найти: минимально допустимые и оптимальные аккумуляторы для решения задачи.

Решение

1) Совокупная мощность W=10Вт*2=20Вт. Постоянный ток разряда: I=20/12=1.67A. Для точных расчетов желательно померить ток потребления при помощи мультимера.

2) Для определения необходимой емкости следует пройти по пунктам:

а) Для того, чтобы продержать нагрузку на таком токе разряда необходимо определить минимальную расчетную емкость АКБ: 1,67*10=16,7Ач.

б) Нужно иметь ввиду, что емкость аккумуляторных батарей указывается производителями исходя из определенного времени разряда. Обычно это 10 часов. Но некоторые производители указывают 20 часов. Тут нам поможет спецификация по АКБ, которую можно взять на нашем сайте. Посмотрим спецификацию Delta DTM 1226:

Разрядные характеристики ближайшего планируемого АКБ

В нашем случае, время работы от АКБ 10 часов, значит мы можем считать емкость равной номинальной. Однако, если в задаче стоит 5 часов, то нужно делать поправку на то, что при таком времени разряда емкость АКБ будет ниже (умножаем ток разряда на часы – 4,8А*5ч=24Ач вместо 28).

в) Далее, нужно учитывать кол-во циклов заряда-разряда, на который мы проектируем систему (из спецификации):

Расчётное количество циклов

В задаче мы можем видеть, что планируемое кол-во циклов у нас 365. Ориентировочная предельная глубина разряда в нашем случае – около 57%. Желательно взять с запасом, будем рассчитывать на 50% разряд (реальные условия эксплуатации отличны от идеальных лабораторных условий).

Таким образом, вводим поправку 0,5: 16,7/0,8=33,4Ач.

г) В случае, если мы имеем дело с отличной от оптимальной температурой эксплуатации (25градусов), необходимо водить поправочный коэффициент, который тоже можем взять из спецификации:

Влияние температуры на емкость аккумулятора

Так при температуре 10 градусов следует ввести коэффициент 0.9, т.е. ещё +10% к расчётной емкости.

3) В случае, если нам необходимы долгие режимы разряда – следует обратить внимание на серии AGM аккумуляторов популярных на российском рынке производителей:

  • У АКБ Delta – серия DTM
  • У CSB – GP
  • У BB Battery  – BC

В случае, если разряд производится высокими токами, но короткое время:

Это АКБ оптимизированы на высокую энергоотдачу, хотя и для долгих разрядов они подходят не хуже (они просто дороже). Аккумуляторы по технологии GEL не совсем оптимальны для данной задачи, т.к. заметно дороже, а глубокий разряд хоть и допустим, но резко снижает срок службы.

Ответ: минимально: Delta DTM 1233 (33Ач), оптимально: Delta DTM 1240 (40Ач), либо аналоги.

Похожая статья про способы расчета в нашем блоге: https://tok-shop.ru/tok-blog/time-ups-akb/

О нагрузочном тестировании стационарных аккумуляторных батарей

Источник: Отдел технической поддержки продаж ЗАО «Логический Элемент».

Стационарные аккумуляторные батареи предназначены для гарантированного электропитания систем телекоммуникаций и связи, энергетики, промышленного, медицинского оборудования и прочих объектов, для которых необходимо бесперебойное обеспечение электроэнергией в случае отключения внешнего электроснабжения. Срок эксплуатации аккумуляторных батарей (АКБ) зависит непосредственно от качества аккумуляторов, обеспечения заданных производителем ограничений при эксплуатационных разрядах и последующих зарядах батареи, от соблюдения необходимых климатических условий, требующихся для обеспечения заданного изготовителем срока службы.

Основным параметром, характеризующим качество аккумулятора, является его электрическая емкость, определяемая по числу ампер-часов электричества, получаемого при разряде аккумулятора определенным током до установленного конечного напряжения. По классификации ГОСТ Р МЭК 896-1-95 номинальная емкость аккумулятора (Сн) определяется по времени его разряда током десятичасового режима разряда до конечного напряжения 1,8В/эл при средней температуре электролита при разряде 20ºС. Контрольный разряд АКБ следует проводить раз в 1-2 года, в результате которого определяется ее фактическая емкость. При разряде необходимо контролировать величины разрядного тока, напряжения АКБ и отдаваемой емкости.

Одним из лучших, на сегодняшний день, приборов для проведения контрольного разряда АКБ большой емкости и выского напяжения является Torkel 820/840/860. Прибор позволяет производить разряд аккумуляторных групп в диапазоне напряжений от 12В до 480В (для разных моделей Torkel). При этом ток нагрузки до 270А без учета блоков дополнительной нагрузки TXL, которые в работают в пассивном режиме и являются посути постоянным сопротивлением, что дает приблизительно 150-300А доп нагрузки (в зависимости от напряжения). Итого Torkel самостоятельно может генерировать постоянный ток порядка 300А, а вместе с блоком дополнительной нагрузки до 500А. Разряд может проводиться при постоянной величине тока, постоянной мощности или постоянном сопротивлении.

При тесте автоматически контролируются параметры тока и напряжения. Прибор выдает предупреждение и/или прерывает испытание автоматически при следующих условиях (программируются):

  • конечное напряжение АКБ;
  • по истечении заданного интервала времени;
  • при выборе заданной емкости.

Кривая суммарного напряжения и показания, полученные в конце испытания, сохраняются в приборе. Позже, используя ПО, возможно передать эти показания в компьютер для сохранения, вывода на печать или экспортирования. Данный способ тестирования не достаточно информативный в случае, если АКБ состоит из нескольких аккумуляторов (моноблоков), потому что емкость батареи определяется состоянием каждого аккумулятора (моноблока) из состава АКБ.

В этом случае используется многоканальная измерительная система CS-4001, которая согласуется через интерфейсный разъем с нагрузочным блоком Torkel820/840/860 и подключается к каждому аккумулятору. Цикл автоматического снятия всех замеров занимает менее 10с. При этом тест на емкость и нагрузочную способность более информативен и делает безусловной безопасность персонала в течение всего теста. Система CS-4001 работает, как отдельно, так и с внешним управлением. При отдельной работе все данные измерений отображаются на встроенном TFT-дисплее. Данные по измерениям каждой ячейки сохраняются напрямую в CS-4001. Если во время испытаний РС, с установленным на нем ПО, соединен с прибором CS-4001, то программа позволяет в реальном масштабе времени видеть показания всех параметров тестируемой АКБ:

  • общее напряжение АКБ,
  • установленный ток разряда,
  • время начала и длительности испытания,
  • напряжение каждого аккумулятора.

Также существует возможность управлять процессом тестирования (ввод параметров, пуск / остановка теста). В конце тестирования доступны данные измерений, которые с помощью ПО можно отобразить в различных видах (табличном, графическом):

 

 

Таким образом, используя нагрузочный блок Torkel 820/840/860 с системой CS-4001, представляется возможным проведение контрольного разряда любых типов стационарных свинцово-кислотных АКБ емкостью до 2500Ач включительно. А с использованием блоков дополнительных нагрузок TXL свыше 3000 Ач. При этом возможны любые режимы испытаний. И несомненным плюсом является удобный вид предоставления результатов испытания, на основе которых легко провести оценку состояния АКБ. (см рисунок)

Любое копирование и использование материалов сайта www.logic-cell.ru без разрешения авторов и ссылки на источник информации запрещено!

Контроль аккумуляторов | ЭлектроФорс

Информация о состоянии аккумуляторных батарей на катере или яхте нужна не только любителям электротехники. Эти данные часть системы безопасности судна. Потеря питания в чрезвычайной ситуации приводит к серьезным последствиям, а неконтролируемый разряд аккумуляторов к существенным материальным потерям

Содержание статьи

Что контролировать в аккумуляторах

Аккумуляторы нельзя разряжать ниже определенного уровня. «Напряжение окончания разряда» – это минимальное рабочее напряжение аккумуляторной батареи. Если разряд аккумулятора продолжается после достижения «напряжения окончания разряда» аккумулятор может быть поврежден или разряжен до такой степени, что его больше нельзя будет использовать.

Но главный показатель состояния аккумуляторной батареи – это емкость. Она характеризует способность аккумулятора сохранять энергию и определяет время его работы без подзарядки.

Высвобождаемая емкость   – это заряд, который аккумулятор отдает до того как его напряжение станет равным напряжению окончания разряда. Доступная емкость  – это высвобождаемая емкость полностью заряженного аккумулятора.  Для нового аккумулятора доступная емкость равна или немного отличается от номинальной. В процессе эксплуатации доступная емкость уменьшается.

Заряженность (SoC)  — это отношение высвобождаемой емкости к доступной. Характеризует текущий заряд аккумулятора. Измеряется в процентах

Работоспособность (SoH) – отношение доступной емкости к номинальной.

Контроль аккумуляторов под нагрузкой

Красная кривая – это зависимость напряжения аккумулятора от уровня его заряда без нагрузки. Синяя линия —  фактический профиль напряжения аккумуляторной батареи для некоторой заданной нагрузки постоянного тока. Зеленая — «Напряжение окончания разряда». Поскольку у аккумулятора есть ненулевое внутреннее сопротивление, синяя кривая расположена ниже красной. Чем больше потребляемый ток, тем сильнее реальный заряд отличается от максимально возможногоТакое устройство не только не сможет предсказать оставшееся время работы аккумулятора, но и не точно оценит его текущее состояние. За красивым индикатором кроется обычный вольтметр

Напряжение полностью заряженного аккумулятора выше чем разряженного. На этом факте основан самый простой способ контроля – измерить текущее напряжение аккумулятора и сравнить его с напряжением полностью заряженной батареи. Однако такая оценка оказывается не слишком аккуратной. По ней с уверенностью можно утверждать лишь, что аккумулятор заряжен на 100% и что он полностью разряжен. Не высокая точность вызвана тем, что при заданном состояния заряда и различных уровнях нагрузки мгновенное напряжение аккумулятора не постоянно, а колеблется вверх-вниз.

Скачки напряжения зависят от внутреннего сопротивления аккумуляторной батареи. Если ток разряда очень мал, то внутренние потери не велики и заряд, аккумулятора практически равен максимально возможному. При более высокой нагрузке потери увеличиваются и заряд, отданный аккумулятором до момента достижения минимального рабочего напряжения оказывается меньше.

Счетчик ампер часов

Вместо того, чтобы определять состояние аккумулятора по напряжению, можно измерять ток. Счетчик ампер часов контролирует ток, получаемый и отдаваемый аккумулятором, суммирует его за период использования и прибавляет вычисленное значение к начальной заряженности  аккумуляторной батареи. Поскольку исходное состояние аккумулятора и ток заряда-разряда можно измерить достаточно точно, счетчик ампер часов определяет текущее состояние аккумулятора достовернее, чем вольтметр. Однако у него тоже есть несколько недостатков

Как и в любом устройстве в аккумуляторе существуют потери, поэтому отдаваемый им заряд всегда меньше полученного. Потери не постоянны, а зависят от температуры, тока заряда-разряда и возраста батареи. Эффективность одного и того же аккумулятора в разных условиях разная.

Максимальный измеряемое напряжение, В 95 199
Максимальный измеряемый ток, А 500 199
Шунт 500А/50мВ 200А/100мВ
Количество подключаемых групп АКБ 1 4
Измерение напряжения групп АКБ, шт 1 4
Измерение тока групп АКБ, шт 1 4
Измерение заряженности групп АКБ, шт 1 1
Реле Высокое и низкое напряжение, высокий ток, низкий заряд аккумулятора
Подключение Отрицательный проводник Положительный или отрицательный проводник
ЗАКАЗАТЬ ЗАКАЗАТЬ

Однако кулонометр не учитывает потери и со  временем его показания все больше и больше отличаются от реального состояния аккумулятора. Чтобы избежать расхождений кулонометры необходимо регулярно перекалибровать

Если аккумулятор отключен от нагрузки и оставлен без подзарядки, то через токоизмеряющий датчик кулонометра ток не потечет. Но химические реакции в батарее по-прежнему будут идти и со временем ее энергия уменьшится. Через неделю напряжение ячеек и состояние аккумулятора изменятся, однако подсчет кулонов ничего об этом не скажет. Саморазряд аккумулятора кулонометр не учитывает

В процессе эксплуатации доступная емкость аккумулятора уменьшается. Текущее значение емкости кулонометр определить не может и ему регулярно приходится указывать верхнюю и нижнюю точки отсчета. Это делают полностью разряжая и заряжая аккумулятор. В реальных условиях это не всегда возможно и со временем показания кулонометра становятся все менее точными

Батарейный монитор

Схема подключения батарейного монитора Sterling Power PMP1. Устройство контролирует состояние всей электрической системы на катере или яхте. Ток измеряется на выходе с генератора, на входе и выходе сервисной аккумуляторной батареи. На стартовом аккумуляторе контролируется только напряжение

Современный батарейный монитор – это не просто счетчик ампер часов, а интеллектуальное устройство контроля аккумуляторов. Перед началом работы в монитор вводят номинальную емкость аккумулятора, в течении нескольких циклов устройство «обучается» и затем работает без постороннего вмешательства. Монитор следит за током, напряжением и температурой аккумуляторной батареи и сравнивает получаемые данные с собственной моделью аккумулятора. На основе фактических данных параметры модели корректируются и она  постоянно соответствует реальному состоянию работающего аккумулятора

Батарейные мониторы могут контролировать одну или несколько аккумуляторных батарей. Самое простое устройство измеряет напряжение, ток и заряженность единственного аккумулятора. Более продвинутые модели рассчитаны на две или три аккумуляторных группы. Для основной батареи они измеряют напряжение, ток и заряженность, а для дополнительных только ток и напряжение или только напряжение.

Модели, имеющие модульный принцип, позволяют добавлять в цепь до 20 независимых датчиков тока или «интеллектуальных» шунтов, и контролируют с их помощью до 6 аккумуляторных батарей. Такие мониторы имеют встроенный Wi-Fi модуль и передают информацию о состоянии аккумуляторов на смартфон или планшет владельца.

Установка устройства контроля аккумуляторов

«Интеллектуальные» шунты можно соединять между собой, чтобы на одном дисплее контролировать состояние до 6 аккумуляторных батарей. Один шунт не только измеряет напряжение, ток и заряженность аккумулятора, но и контролирует емкости и температуру

Если для запуска двигателя используется выделенный аккумулятор, то измерять потребляемый и отдаваемый им ток не обязательно. На стартовом аккумуляторе контролируют только напряжение. Зато на сервисной аккумуляторной батарее измеряют входной и выходной ток, напряжение и уровень заряда.

Если чисто стартового аккумулятора на лодке нет, а оба аккумулятора попеременно используются и для запуска двигателя и для питания бортового оборудования, устанавливают два шунта или перемещают шунт таким образом, чтобы через него протекал ток от обоих аккумуляторных батарей

В любой момент на лодке желательно знать куда уходит и откуда поступает энергия в аккумуляторную батарею. Несколько шунтов позволяют монитору отображать ток получаемый аккумуляторами от солнечных панелей и ветрогенератора или потребляемый микроволновой печью, холодильником и инвертором. Контроль мощных  устройств необходим, поскольку высокий ток способен быстро разрядить и повредить аккумулятор

Дисплей батарейного монитора отображает ток, который аккумуляторная батарея получает от дополнительных источников зарядки и отдает мощным потребителям. Голубая линия — солнечные панели. Желтые линии — потребители

Правильно установленный батарейный монитор – это незаменимый  инструмент для поиска неисправностей в электрической системе. С его помощью, например,  можно обнаружить, что солнечные панели стали грязными и больше не заряжают аккумуляторы как положено.

Большинство мониторов для измерения тока используют шунты, которые устанавливают на отрицательной стороне электрической цепи. Некоторые модели, позволяют использовать для этого и отрицательный и положительный проводники. Для контроля за потребителями (инверторами, подруливающими устройствами) или генераторами электрической энергии (зарядными устройствами, солнечными панелями) можно выбрать как положительную так и отрицательную сторону. Контроль за состоянием аккумулятора лучше производить на отрицательной стороне.

Стандартные шунты имеют номинал 200, 300 или 500 А. Однако если нагрузка в цепях не велика можно использовать шунт, состоящий из нескольких линий, каждая из которых рассчитана на  25 А.

Профилактический контроль аккумуляторов

Существует несколько способов выяснить состояния аккумулятора

  1. Проверить плотность электролита
  2. Проверить напряжение холостого хода
  3. Замерить напряжение под высокой нагрузкой
  4. Использовать тестер проводимости
  5. Выполнить полную проверку емкости

Плотность измеряют только у аккумуляторов с жидким электролитом. Соответствие заряженности аккумулятора плотности электролита приведено в таблице

Заряженность аккумулятора Плотность электролита при 27 С Плотность электролита при 16 С
100 1,265 1,273
75 1,225 1,233
50 1,190 1,198
25 1,155 1,163
0 1,120 1,128

 

Напряжение холостого хода

Заряженность аккумулятора можно приблизительно оценить по напряжению холостого хода, измеряемому между клеммами аккумулятора когда в цепи не течет никакой ток. Потребителей на лодке проще всего отключить от аккумуляторной батареи с помощью главного выключателя ( для этого достаточно перевести его в положение OFF). Однако так никогда не стоит делать при работающем двигателе – выпрямительные диоды генератора могут сгореть. Если на лодке установлены дополнительные источники зарядки — солнечные панели или ветрогенератор, то для получения правдивого результата измерения их также необходимо отключить.

Заряженность аккумулятора С жидким электролитом Гелевый AGM
100 12,7-12,6 12,95-12,85 12,9-12,8
75 12,4 12,65 12,6
50 12,2 12,35 12,3
25 12,0 12,0 12,0
0 11,8 11,8 11,8

 

Напряжение холостого хода зависит от того каким было начальное состояние аккумулятора, заряжался или разряжался он перед проверкой и от того сколько времени он находится в состоянии покоя. Напряжение правильно отразит состояние аккумулятора, если нагрузка и устройства зарядки отключены от него как минимум за десять минут до измерения. Результаты окажутся точнее, если аккумулятор находится в состоянии покоя 1-2 часа, а еще лучше в течении 12 часов. У гелевых и AGM аккумуляторов время выравнивания напряжения достигает 48 часов.

Проверка емкости аккумулятора

Емкость это — главная характеристика аккумулятора. Если она существенно меньше номинальной, то срок службы аккумулятора подходит к концу. Другие параметры, влияющие на работоспособность батареи — это внутреннее сопротивление и саморазряд. Внутреннее сопротивление ограничивает ток аккумулятора, а высокий саморазряд указывает на механические дефекты пластин.

Напряжение или плотность электролита свинцово-кислотного аккумулятора могут указывать на его полный или почти полный заряд, но батарея не будет нормально функционировать из-за существенной потери емкости, которая произошла из-за сульфатации пластин, коррозии решеток или осыпания активного материала. Правильные напряжение холостого хода и плотность электролита говорят о том, что доступная емкость аккумулятора заряжена полностью, но не дают информации о том какова она по отношению к первоначальной. Выяснить это позволяют тестер проводимости и нагрузочная вилка.

Нагрузочный тестер искусственно создает для аккумулятора высокую нагрузку и одновременно измеряет напряжение аккумулятора. Исправный 12-вольтовый аккумулятор удерживает под нагрузкой напряжение выше 10 Вольт в течении 10 и более секунд. Напряжение же на аккумуляторе с уменьшившейся емкостью быстро падает. Если напряжение 12-вольтового аккумулятора в течении 15 секунд опускается ниже 9,5 вольт, аккумулятор скорее всего надо менять.

Для гелевых и AGM аккумуляторов нагрузка должна быть равна половине тока холодного пуска (ССА) или утроенной номинальной емкости С20 аккумулятора.

В процессе эксплуатации внутреннее сопротивление аккумулятора возрастает. Это становится особенно заметно, если пластины поражены сульфатацией. Доступную площадь пластин, а значит и способность аккумулятора отдавать ток, характеризует проводимость —  величина обратная внутреннему сопротивлению. Значение проводимости также используют для поиска дефектных пластин, короткого замыкания или обрывов цепи в аккумуляторе

Проводимость аккумулятора измеряют с помощью тестера, который кроме этого определяет и текущую доступную емкость аккумулятора (SoH). Номинал тестера должен соответствовать типу, емкости и току холодного пуска проверяемой аккумуляторной батареи.

Реальную емкость аккумулятора можно выяснить полностью разрядив его током в 1/20 от его номинальной емкости.  Перед проверкой аккумулятор сначала полностью заряжают, а затем разряжают до тех пор пока его напряжение не опустится до 10,5 вольт. Емкость вычисляют умножая время работы аккумулятора под нагрузкой на ток разряда. Если полученное в ходе проверки значение составляет меньше 80% от номинальной емкости, аккумулятор необходимо зарядить и проверить еще раз. Если при повторной проверке емкость также не поднялась выше 80%, аккумулятор скорее всего необходимо менять

После испытания аккумулятор необходимо немедленно зарядить, чтобы не допустить его сульфатации.

Полную проверку емкости сервисных аккумуляторных батарей желательно проводить перед началом каждого сезона или перед любой многодневной поездкой на катере или яхте

Почему я получаю предупреждение о разрядке аккумулятора на приборной панели автомобиля?

Автомобильные гиды

Джон Пол, автомобильный врач AAA Northeast, отвечает на вопрос читателя, обеспокоенного предупреждением на приборной панели.

Хендай Кона 2020 года. Хендай

В. Мой Hyundai Kona 2020 года выпуска будет отображать предупреждение о разрядке аккумулятора на приборной панели. Я несколько раз возил машину к дилеру, и они не могли найти ничего плохого.Пробег у машины всего 4500км. Не ожидал таких проблем от новой машины. Что я могу сделать?

A. Это предупреждение появляется, когда батарея разряжается. Как правило, это происходит, если вы сидите в машине с включенным радио (аксессуар или зажигание), а двигатель не работает. Это метод Hyundai предупреждает водителя о том, что продолжение этого может привести к разрядке аккумулятора. Другая возможная проблема — аккумулятор не заряжается полностью.Это возможно, поскольку вы проехали всего 4500 миль за год. На этом этапе я бы хотел, чтобы батарея медленно заряжалась, а затем тестировалась. При этом автомобиль следует проверить на наличие паразитного стока. У некоторых моделей Kona была проблема с неполным закрытием заднего люка, из-за чего плафоны оставались включенными.

Q. У меня есть Shelby GT500 2007 года выпуска. Купил новым, пробег всего 11 000 км. Когда я был во Флориде, у меня вышел из строя мой аккумулятор, и аккумулятор разрядился.Я вставил новую батарею, и теперь мой проигрыватель компакт-дисков Shaker 500 продолжает работать. Я не могу вытащить компакт-диск. Он продолжает работать, даже когда радио выключено и ключ вынут из замка зажигания. Вы слышали об этом или знаете средство?

A. Это довольно распространенная проблема с этой аудиосистемой. К сожалению, это не похоже на легкое или быстрое решение. Вы, конечно, можете попробовать полностью отключить радио и снова включить его, чтобы увидеть, не сбросит ли это блок управления. Хотя он может разрядить компакт-диск, устройство может по-прежнему циклически повторяться, как если бы оно пыталось извлечь компакт-диск.На этом этапе вам нужно будет отправить устройство на ремонт или обновить его до вторичного рынка.

Q. В моем грузовом фургоне есть съемное сиденье, и я думаю, что мои дети играли в фургоне и положили горсть пенни в место, где сиденье фиксируется к полу. Каждый раз, когда я останавливаюсь, я слышу, как падают пенни. Поскольку они стоят копейки, я не могу использовать магнит, чтобы достать их. Любая идея, как я могу заглушить шум?

A. Много лет назад я видел похожую проблему, и она была устранена путем впрыскивания смазки в канал фиксации сиденья.Смазка работала только до тех пор, пока не прогрелась и не начала «таять», после чего шум вернулся. Другое дело, что смазка имеет запах. Если бы это был мой автомобиль, я бы сначала попытался выудить пенни с помощью проволоки, прикрепленной к чему-то липкому. Если бы это не сработало, я бы попробовал обрызгать участок монтажной пеной. Пенни должен приклеить пенни на место и остановить шум.

В. Знакомы ли вы с продукцией Shine Armor? Работают ли они так хорошо, как заявляют, особенно средство для удаления царапин?

А. Я не знаком с линейкой продуктов Shine Armor. Когда дело доходит до средства для удаления царапин, тест на царапину заключается в том, что если вы можете зацепиться ногтем за краску, вы не заставите царапину исчезнуть. Вы можете свести к минимуму его внешний вид, но краска повреждена и может быть восстановлена ​​только краской для подкрашивания. Существует множество продуктов для детейлинга в виде спреев. Я попробовал несколько и обнаружил, что большинство «гибридных керамических» спреев похожи. Некоторые будут пахнуть лучше; у других лучше аэрозольные распылители, но в моем очень ненаучном тестировании конечный результат оказался примерно таким же.

В. Что вы думаете о новейшем грузовике Honda Ridgeline?

A. Honda Ridgeline, на мой взгляд, лучший компактный пикап среднего размера, продаваемый сегодня. Двигатель мощный и работает хорошо. Грузовая платформа полезна, а запираемый скрытый багажник очень удобен. В салоне комфортно, места достаточно для четверых взрослых. Моя единственная критика — это отсутствие ручки настройки радио и кнопочного переключателя, что мне не нравится.

В. Перед Covid вы пришли в наш центр для престарелых и рассказали об уходе за автомобилем. Это было довольно информативно. При всем интересе к электромобилям в наши дни, не могли бы вы рассказать о гибридах и других электромобилях? Возможно, вы сможете вести беседу практически из дома.

A. Конечно, виртуальные презентации стали новой нормой в наши дни, и я был бы рад провести лекцию о гибридах, подключаемых гибридах и электромобилях. Читатели, если вы хотите, чтобы я присутствовал на вашем мероприятии, просто пришлите мне электронное письмо: [email protected]

Джон Пол — автомобильный врач AAA Northeast.Он имеет более чем 40-летний опыт работы в автомобильном бизнесе и является сертифицированным ASE мастером-техником. Отправьте свой вопрос об автомобиле по электронной почте [email protected] Слушайте Car Doctor по радио в 10 утра каждую субботу на 104.9 FM или онлайн на northshore1049.com.

Подписка на рассылку новостей

Будьте в курсе всех последних новостей с Boston.com

Как читать кривые разряда батареи

Батареи представляют собой сложные электрохимические и термодинамические системы, и на их работу влияет множество факторов.Конечно, химия батареи находится в верхней части списка. Тем не менее, такие факторы, как скорость заряда и разряда, рабочая температура, условия хранения, детали физической конструкции и многое другое, играют важную роль при выборе батареи, которая лучше всего подходит для конкретного приложения. Для начала необходимо определить несколько терминов:

  • Напряжение разомкнутой цепи (Voc) — это напряжение между клеммами аккумулятора, когда на аккумуляторе нет нагрузки.
  • Напряжение на клеммах (Вт) — напряжение между клеммами аккумулятора при приложении нагрузки; это обычно ниже, чем Voc.
  • Напряжение отсечки (Vco) — это напряжение, при котором аккумулятор полностью разряжается. Несмотря на то, что заряд обычно остается, работа при напряжении ниже Vco может привести к повреждению аккумулятора.
  • Емкость измеряет общее количество ампер-часов (Ач), которое может быть получено от батареи в полностью заряженном состоянии, пока Vt не достигнет Vco.
  • Скорость зарядки (C-скорость) — скорость зарядки или разрядки батареи относительно ее номинальной емкости.Например, курс 1С позволит полностью зарядить или разрядить аккумулятор за 1 час. При скорости разряда 0,5С аккумулятор полностью разрядится за 2 часа. Использование высоких скоростей C обычно снижает доступную емкость батареи и может привести к ее повреждению.
  • Состояние заряда (SoC) определяет оставшуюся емкость аккумулятора в процентах от максимальной емкости. Когда SoC достигает нуля, а Vt достигает Vco, в батарее может оставаться заряд, но батарею нельзя разряжать дальше, не испытывая при этом какого-либо повреждения и снижения емкости в будущем.
  • Глубина разряда (DoD) является дополнением SoC и измеряет процент емкости батареи, которая уже была разряжена; DoD = 100 – SoC.
  • Срок службы — это количество доступных циклов, прежде чем батарея достигнет конца своего срока службы.
  • Окончание срока службы (EoL) батареи достигается, когда батарея не может работать в соответствии с предопределенными минимальными характеристиками. EoL можно количественно определить несколькими способами:
    • Снижение емкости основано на заданном процентном снижении емкости батареи по сравнению с ее номинальной емкостью при определенных условиях.
    • Падение мощности основано на заданном процентном снижении максимальной мощности батареи по сравнению с номинальной мощностью, также при определенных условиях.
    • Энергетическая пропускная способность количественно определяет общее количество энергии, которое батарея должна выработать в течение срока службы, например, 30 МВтч, в зависимости от конкретных условий эксплуатации.
  • Состояние работоспособности (SoH) батареи измеряет процент полезного срока службы, оставшегося до того, как батарея достигнет EoL.

Кривые поляризации

Кривые разрядки батареи основаны на поляризации батареи, возникающей во время разрядки. Количество энергии, которое может предоставить аккумулятор, соответствующее площади под кривой разряда, тесно связано с условиями эксплуатации, такими как C-скорость и рабочая температура. Во время разрядки аккумуляторов происходит падение Vt. Падение Vt связано с несколькими факторами, в первую очередь:

  • Падение IR – Падение напряжения элемента из-за тока, протекающего через внутреннее сопротивление аккумулятора.Этот фактор увеличивается в основном в виде линейного наклона при более высоких скоростях разряда при постоянной температуре.
  • Активационная поляризация – Относится к различным замедляющим факторам, присущим кинетике электрохимической реакции, таким как работа выхода, которую ионы должны преодолевать на стыке между электродами и электролитом.
  • Концентрационная поляризация – Этот коэффициент учитывает сопротивление, с которым сталкивается процесс переноса массы (диффузии), посредством которого ионы переносятся через электролит от одного электрода к другому.Этот фактор преобладает при полной разрядке литий-ионной батареи, когда наклон кривой становится очень крутым.

Поляризационная кривая (кривая разряда) батареи показывает кумулятивное влияние падения ИК-излучения, активационной поляризации, концентрационной поляризации на Vt (потенциал ячейки). (Изображение: BioLogic)

Рассмотрение кривой нагнетания

Аккумуляторы

были разработаны для широкого спектра применений и обладают широким диапазоном рабочих характеристик.Например, не менее шести основных литий-ионных (Li-ion) химических процессов, каждый из которых имеет свой собственный уникальный набор функций. Кривые разряда обычно отображают Vt по оси Y и SoC (или DoD) по оси X. Поскольку производительность батареи связана с различными параметрами, такими как C-скорость и рабочая температура, каждая химия батареи имеет семейство кривых разряда, основанных на определенном сочетании рабочих параметров. Например, на приведенном ниже графике сравнивается разряд для двух распространенных литий-ионных химикатов со свинцово-кислотным при комнатной температуре и 0.Скорость разряда 2C. Форма кривых расхода имеет важное значение для проектировщиков.

Кривые разряда литий-ионных аккумуляторов по сравнению со свинцово-кислотными при скорости разряда 0,2°C. (Изображение: Off Grid Ham)

Плоская кривая разряда может упростить некоторые конструкции приложений, поскольку напряжение батареи остается практически постоянным на протяжении всего цикла разрядки. С другой стороны, наклонная кривая может упростить оценку SoC, поскольку напряжение батареи тесно связано с оставшимся зарядом в ячейке.Однако для литий-ионных элементов с плоскими кривыми разряда оценка SoC требует более сложных методов, таких как кулоновский подсчет, который измеряет ток разряда батареи и интегрирует ток во времени для оценки SoC.

Кроме того, мощность элементов с наклонной вниз кривой разряда падает на протяжении всего цикла разряда. Ближе к концу цикла разрядки может возникнуть необходимость увеличить размер батарей для поддержки приложений с высокой мощностью. Повышающий регулятор напряжения часто требуется для питания чувствительных устройств и систем, использующих батареи с круто наклонной кривой разряда.

Приведенные ниже кривые разрядки литий-ионной батареи показывают, что эффективная емкость уменьшается, если элемент разряжается с очень высокой скоростью (или, наоборот, увеличивается с низкой скоростью разряда). Это называется смещением емкости, и этот эффект характерен для большинства клеточных химических процессов.

Напряжение и емкость литий-ионной батареи снижаются при более высоких показателях C. (Изображение: Richtek)

Рабочая температура является важным параметром, влияющим на работу аккумулятора. При очень низких температурах батареи с водными электролитами могут замерзнуть, что ограничивает диапазон рабочих температур.Литий-ионные аккумуляторы подвергаются литиевому покрытию анода при низких температурах, что приводит к необратимому снижению емкости. При высоких температурах химические вещества могут разрушиться, и батарея перестанет функционировать. В промежутке между замораживанием и химическим разрушением производительность батареи обычно сильно зависит от температуры.

На приведенном ниже графике показано влияние на производительность литий-ионных аккумуляторов при различных температурах. При очень низких температурах производительность может значительно снизиться. Но кривые разряда батареи — это только часть истории, касающейся производительности батареи.Например, чем дальше рабочая температура литий-ионного аккумулятора от комнатной температуры (как при более высоких, так и при более низких температурах), тем больше ухудшается срок службы. Полный анализ всех факторов, влияющих на пригодность различных химических элементов аккумуляторов для конкретных приложений, выходит за рамки данного обзора кривых разряда аккумуляторов. Примером других способов анализа производительности различных батарей является график Рагона.

Напряжение и емкость батареи зависят от температуры.(Изображение: Richtek)

Участки Рагона

График Рагона сравнивает удельную мощность с удельной энергией различных технологий накопления энергии. Например, при рассмотрении аккумуляторов электромобилей удельная энергия относится к запасу хода, а удельная мощность соответствует ускорению.

График Рагона, сравнивающий соотношение между удельной энергией и удельной мощностью для различных технологий. (Изображение: Researchgate)

Графики Рагона

основаны на гравиметрических плотностях энергии и мощности и не содержат никакой информации, относящейся к объемным параметрам.Хотя металлург Дэвид В. Рагон разработал эти графики для сравнения характеристик различных химических элементов аккумуляторов, график Рагона также полезен для сравнения любой группы устройств хранения энергии и энергетических устройств, таких как двигатели, газовые турбины и топливные элементы.

Отношение между удельной энергией по оси Y и удельной мощностью по оси X — это количество часов, в течение которых устройство может работать при номинальной мощности. Размер устройства не влияет на это соотношение, поскольку более крупные устройства будут иметь пропорционально большую мощность и энергоемкость.Изокривые, показывающие постоянное время работы на графике Рагона, представляют собой прямые линии.

Сводка

Важно понимать кривые разряда батареи и различные параметры, которые составляют семейства кривых разряда, связанных с каждым конкретным химическим составом батареи. Из-за сложных электрохимических и термодинамических систем кривые разряда батареи также сложны, но они являются лишь одним из способов понять компромиссы производительности между различными химическими составами и конструкциями батарей.

Каталожные номера

Разрядные характеристики литий-ионных аккумуляторов, Университет аккумуляторов
Как читать кривые цикла работы аккумуляторов, BioLogic
Литий-ионные аккумуляторы и введение в датчики, Richtek

Время разряда батареи в зависимости от нагрузки

Все, что ниже, было создано после нескольких часов поиска и чтения в Интернете. Я не электрик, прошу простить за ошибки.

Емкость аккумулятора — это мера (обычно в ампер-часах) заряда аккумулятора.
Вы можете подумать, что рассчитать, как долго батарея будет работать при заданной скорости разряда, так же просто, как ампер-часы: например. для заданной емкости C и разрядного тока I время составит
,

Однако емкость аккумулятора уменьшается по мере увеличения скорости разряда.

Этот эффект был известен уже много лет, но именно Пекерт впервые разработал формулу, которая численно показывала, как разрядка с более высокой скоростью на самом деле отнимает у батареи больше энергии, чем это показал бы простой расчет.
Таким образом, эффект теперь известен как эффект Пейкерта. Формула для его расчета известна как уравнение Пейкерта, а важное число, уникальное для каждого типа батареи, которое вводится в уравнение для выполнения расчета, известно как показатель Пейкерта .

Вот уравнение Пейкерта

,
где
n – показатель Пейкерта
Cp – емкость Пейкерта
I – разрядный ток

Показатель Пейкерта показывает, насколько хорошо аккумулятор выдерживает высокие скорости разряда — в большинстве случаев он находится в диапазоне от 1.1 к 1,3, и чем ближе к 1, тем лучше. Показатель Пейкерта определяется эмпирически, путем запуска батареи при различных токах разряда. Показатель Пейкерта изменяется по мере старения батареи.

Многие аккумуляторы не имеют показателя Пейкерта в спецификации. Но иногда у них есть таблицы, показывающие разное время работы при разной скорости разряда, или график зависимости скорости разряда от времени работы. Показатель Пейкерта можно рассчитать по этим графикам или таблицам или путем выполнения двух тестов на разрядку с двумя разными скоростями разряда.Калькулятор ниже поможет это сделать:

Показатель Пейкерта
Точность вычислений

Знаки после запятой: 2

Ссылка Сохранить Виджет

Итак, какова мощность Пейкерта ?
Емкость Peukert — это емкость батареи, измеренная при скорости разряда 1 ампер. Батареи редко указываются с емкостью Peukert. Производители аккумуляторов оценивают емкость своих аккумуляторов при очень низкой скорости разряда, так как они служат дольше и таким образом получают более высокие показания.Это известно как «часовая» ставка, например, 100 Ач за 10 часов. Если не указано иное, производители обычно оценивают батареи по скорости разряда в течение 20 часов или 0,05°C.
0,05C — это так называемый C-rate , используемый для измерения тока заряда и разряда. Разряд 1C потребляет ток, равный номинальной емкости. Например, аккумулятор емкостью 1000 мАч обеспечивает 1000 мА в течение одного часа при разряде со скоростью 1С. Та же батарея, разряженная при 0,5°C, обеспечивает 500 мА в течение двух часов.

Зная часовой ресурс вашей батареи, ее номинальную емкость и показатель Пейкерта.Вы можете рассчитать емкость Пейкерта, используя следующую формулу:

, где
C – указанная емкость батареи (при указанном часовом рейтинге)
n – показатель Пейкерта
R – часовой рейтинг (т.е. 20 за 20 часов или 10 на 10 часов и т.д.)

Эта ссылка содержит дополнительную информацию по этому вопросу.

Наконец, зная емкость Пейкерта и показатель Пейкерта, можно рассчитать время разряда для заданного тока разряда. Калькулятор ниже делает это.
Но обратите внимание, что он показывает время разряда для разной глубины разряда. Почему вы должны заботиться об этом? Батареи многих типов нельзя полностью разрядить без серьезного и часто непоправимого повреждения батареи. Производители обычно указывают глубину разряда (DOD) батареи, которая определяет долю мощности, которую можно от нее отобрать. Например, у большинства автомобильных аккумуляторов глубина разряда составляет 20%, поэтому можно снять только 20% емкости.

Время разряда батареи в зависимости от нагрузки
Точность вычислений

Знаки после запятой: 3

Файл очень большой.Во время загрузки и создания может происходить замедление работы браузера.

Скачать

Peukert возможностей, AHRS

Номинальный разрядный ток,

Ссылка Сохранить Виджет

Другим аспектом эффекта Пейкерта является то, что разрядка с меньшей скоростью увеличивает время работы. Номинальная емкость той же батареи при 0,01C дает больше ампер-часов, чем номинальная емкость при 0,05C, поэтому вам следует обратить внимание на часовую норму, указанную в спецификации батареи.
Вы можете подумать, что очень низкие токи разряда увеличат количество доступных ампер-часов сверх емкости батареи. Это вполне правильно, однако при длительной работе начинает проявляться эффект саморазряда аккумулятора. Из-за саморазряда общее количество ампер-часов при очень низкой скорости разряда будет меньше, чем рассчитано по формуле Пейкерта.

Окончательный калькулятор ниже показывает доступное время работы для различных разрядных токов.

Время разряда батареи в зависимости от нагрузки
Точность расчета

Знаки после запятой: 3

Номинальный ток разряда, А

 

Емкость Peukert, Ач

 

Диапазон времени разряда и емкости для файл очень большой.Во время загрузки и создания может происходить замедление работы браузера.

Скачать

Ссылка Сохранить Виджет

Объяснение разряда батареи солнечной батареи

Откройте для себя пять причин, по которым происходит разрядка батареи , и научитесь понимать кривую разрядки батареи и различные стадии заряда солнечной батареи.

Что такое разряд батареи?

Батарея представляет собой электрический компонент, предназначенный для накопления в нем электрического заряда (или, другими словами, электрического тока).Всякий раз, когда нагрузка подключается к батарее, она потребляет ток от батареи, что приводит к разрядке батареи. Разряд батареи можно понимать как явление, при котором батарея разряжается на заряда. Чем больше ток, потребляемый нагрузкой, тем быстрее разряжается батарея.

Разряд батареи в режиме ожидания?

Разрядка аккумулятора также происходит при простое аккумулятора. Говорят, что батарея простаивает, когда она все еще подключена к нагрузке, но от нее не поступает ток.Напряжение свинцово-кислотного аккумулятора в режиме ожидания (без подачи тока или зарядки) зависит от того, насколько полностью заряжен аккумулятор. На приведенном ниже графике представлены характеристики разряда (напряжение в зависимости от процента заряда) типичной свинцово-кислотной батареи на 24 В, которая не заряжалась или от нее не отнимался ток в течение нескольких часов. Рисунок 1: Типичная кривая разряда (напряжение в зависимости от % заряда) для 24-вольтовой свинцово-кислотной батареи.

Пояснение к кривой разряда

Для примера свинцово-кислотной батареи 24 В, показанной на рис. 1, батарея, заряженная на 100%, будет иметь выходное напряжение около 25.6 вольт. При 50% заряде выходное напряжение батареи составляет около 24 В. Как только батарея разрядится на 30%, скорость разрядки батареи резко возрастет до полной разрядки .  Кривая разряда солнечной батареи для свинцово-кислотной батареи 24 В На приведенном выше графике можно наблюдать следующее: напряжение быстро падает. Аккумулятор может быть заряжен до 100%, если нагрузка требует повышения напряжения в течение короткого промежутка времени.

  • Диапазон от 40% до 80% является наиболее стабильным диапазоном (падение примерно 0,5 В). Это означает, что в этом диапазоне батарея будет медленно разряжаться и будет давать номинальное выходное напряжение.
  • Диапазон от 40% до 0% является наиболее нестабильной зоной и свидетельствует о внезапном падении напряжения. Батарея не должна идеально работать в этом диапазоне. Эксплуатация батареи в этом диапазоне может повредить батарею и значительно сократить срок ее службы. Обычно инвертор программируется таким образом, что батарея отключается, когда выходное напряжение составляет около 22 вольт.
  • Характеристики разряда батареи

    Различные типы батарей (а иногда даже одного и того же типа) имеют разные характеристики разряда . В общем, параметры, определяющие цикл разрядки аккумуляторов:

    1. Рабочая температура
    2. Номинальная мощность подключенной нагрузки
    3. Материалы, используемые при производстве аккумуляторов
    4. Техническое обслуживание аккумуляторов / цикл разрядки

    Скорость разряда батареи | Литиевые батареи

    Что такое C-рейтинг?

    C-rate — это единица для объявления текущего значения, которое используется для оценки и/или обозначения ожидаемого эффективного времени работы батареи в условиях переменного заряда/разряда.Ток заряда и разряда батареи измеряется в C-скорости. Большинство портативных аккумуляторов имеют рейтинг 1C. Это означает, что батарея емкостью 1000 мАч будет обеспечивать 1000 мА в течение одного часа при разряде со скоростью 1С. Та же батарея, разряженная при 0,5°C, обеспечивает ток 500 мА в течение двух часов. При 2C батарея емкостью 1000 мАч будет выдавать 2000 мА в течение 30 минут. 1С часто называют часовым разрядом; 0,5C соответствует двухчасовому разряду, а 0,1C — 10-часовому разряду. Емкость аккумулятора обычно измеряется с помощью анализатора аккумуляторов.Если показания емкости анализатора отображаются в процентах от номинального значения, отображается 100%, если батарея емкостью 1000 мАч может обеспечить этот ток в течение одного часа. Если батареи хватает только на 30 минут до отключения, будет отображаться 50%. Новый аккумулятор иногда обеспечивает более 100% емкости. При разрядке аккумулятора с помощью анализатора аккумуляторов, который позволяет устанавливать различные скорости разряда, наблюдается более высокое значение емкости, если батарея разряжается при более низкой скорости разряда, и наоборот.При разрядке батареи емкостью 1000 мАч при 2°C или 2000 мА анализатор масштабируется для достижения полной емкости за 30 минут. Теоретически показания емкости должны быть такими же, как и при более медленном разряде, так как выделяется одинаковое количество энергии, только за более короткое время. Из-за внутренних потерь энергии и падения напряжения, из-за которого батарея быстрее достигает отсечки низкого напряжения, показание емкости может быть снижено до 95%. Разрядка той же батареи при 0,5°C или 500 мА в течение двух часов может увеличить показания емкости примерно до 105%.Расхождение в показаниях емкости при разных C-рейтах связано с внутренним сопротивлением батареи.

    Чтобы рассчитать значение тока нагрузки с учетом скорости заряда/разряда, его можно получить с помощью;

    ∴ C-Rate (C) = ток заряда или разряда (A) / номинальная емкость батареи

    Кроме того, ожидаемое время работы батареи при заданной разрядной емкости может быть получено с помощью;

    ∴ Время работы аккумулятора = емкость разряда (Ач) / ток разряда (А)

    Разрядная способность литиевого элемента высокой мощности.

    [Пример] В продуктах высокой мощности номинальная емкость модели SLPB11043140H составляет 4,8 Ач. Литий-ионный элемент NMC.

    1. Какое состояние тока разряда 1С у этой модели?

    ∴ Ток заряда (или разряда) (А) = Номинальная емкость батареи * C-скорость = 4,8 * 1(C) = 4,8 А

    Это означает, что батарея доступна в течение 1 часа при текущем состоянии разрядки.

    2. Значение тока разряда при температуре разряда 20°C равно 4.8(A)*20(C)=96A Эта батарея демонстрирует превосходную производительность, даже если батарея разряжается до 20°C. Ниже показано доступное время работы аккумулятора, когда емкость аккумулятора показывает 4,15 Ач

    .

    ∴ Часы работы (ч) = емкость разряда (Ач) / потребляемый ток (А) = 4,15 (Ач) / 96 (А) ≒ 0,043 часа ≒ 2,6 минуты при 96 А

    Это означает, что аккумулятор можно использовать в течение 2,6 минут (0,043 часа) при токе нагрузки 96 А

    Узнайте больше о литиевых батареях здесь:

    Что означает предупреждение о разряде аккумулятора? – Mechanic Ask

    Предупреждение о разрядке аккумулятора означает, что аккумулятор вашего автомобиля разряжается больше, чем заряжается, что указывает на то, что в вашем автомобиле скоро могут возникнуть проблемы с электричеством.

    Это предупреждение будет отображаться на экране вашего автомобиля, информационно-развлекательной системы или информационного кластера.

    Разряд батареи может иметь серьезные последствия, а также может быть симптомом чего-то серьезного.

    Некоторые автомобили оснащены функцией Battery Saver Active, которая переводит автомобиль в режим экономии заряда батареи. Это отключит ненужные электрические аксессуары, чтобы сохранить аккумулятор.

    В большинстве случаев предупреждение о разрядке аккумуляторной батареи появляется, когда двигатель выключен, а автомобиль все еще потребляет энергию.Однако иногда вы можете получить это предупреждающее сообщение во время вождения, что указывает на более серьезную проблему.

    Что может привести к разрядке аккумулятора при выключенном двигателе?

    Ваш аккумулятор может разрядиться при выключении двигателя. Это время, когда генератор не заряжает аккумулятор. Таким образом, все работает исключительно на аккумуляторе. Давайте посмотрим, какие действия могут привести к разрядке аккумулятора при выключенном двигателе.

    Когда машина стоит на стоянке, очень часто мы включаем зажигание и начинаем слушать радио.Имейте в виду, что радиоприемник — это электрическое устройство, питающееся от батареи . Прослушивание радио при выключенном двигателе приведет к разрядке аккумулятора.

    Ослабленные клеммы убивают батарею. Эти клеммы могут привести к потере заряда , даже когда автомобиль не работает. Вам следует остерегаться незакрепленных клемм, если вы хотите избежать неудобств, связанных с разрядкой аккумулятора.

    Иногда вы не можете контролировать разрядку аккумулятора.Экстремальная погода – это стихийное бедствие. Когда слишком жарко или слишком холодно, это может повредить зарядке автомобильного аккумулятора. В идеале вы должны парковать свой автомобиль в гараже зимой, чтобы предотвратить разрядку аккумулятора.

    Старая батарея – еще одна причина необычного разряда батареи. Цикл из элементов стареющей батареи почти подходит к концу. Он может быть выписан раньше, чем обычно. Как только вы припаркуете машину, аккумулятор разрядится.

    Особенности автомобилей помогают нам, но местами и вредят.Порты для зарядки есть в большинстве современных автомобилей. Если вы случайно оставите свой мобильный телефон включенным для зарядки при выключенном двигателе, это разрядит аккумулятор, и в конечном итоге автомобиль предупредит вас.

    Паразитная утечка — еще одна возможность разрядить аккумулятор. Все, начиная от стеклоочистителей, электрических стеклоподъемников, электронного рулевого управления и заканчивая электроприводом и подогревом сидений, работает от электрического тока. Итак, неисправность в любом компоненте может потреблять чрезмерный ток от аккумулятора .Эта паразитная потеря может привести к более значительному разряду аккумулятора.

    Многие автомобили издают предупреждающий звуковой сигнал, если вы оставили включенными фары, выходя из машины. Никто не может винить человека после долгого рабочего дня, если он забыл выключить фары. Фары являются компонентом электрической системы автомобиля с наибольшим энергопотреблением , поэтому они могут очень быстро разрядить аккумулятор.

    Климат-контроль — это еще одна система, которая питается от аккумулятора, даже когда двигатель не работает.С климат-контролем дело в том, что это необходимость; вы должны включить его. Но слишком долгое включение может довольно быстро разрядить батарею.

    Что может привести к разрядке аккумулятора во время движения автомобиля?

    В идеале аккумулятор не должен разряжаться во время движения автомобиля. Но иногда это тоже может случиться. Давайте посмотрим, каковы различные сценарии, в которых вы можете получить предупреждение о разрядке аккумулятора во время вождения.

    Соединения с массой играют важную роль в защите автомобиля от возможного возгорания из-за короткого замыкания.Но плохое заземление может привести к разрядке аккумулятора. Причиной может быть утекающий в землю ток вместо зарядки аккумулятора .

    Вождение автомобиля заряжает аккумулятор; это правда. Но короткие поездки делают противоположное этому. Они не дают достаточно времени для зарядки аккумулятора вашего автомобиля. И если вы используете стерео или зарядные порты на этом коротком диске, то, скорее всего, вы получите разряженную батарею.

    Система зарядки автомобиля состоит из нескольких компонентов, таких как стартер, генератор переменного тока и датчики.Если какой-либо из этих компонентов работает неправильно , ваша батарея разрядится раньше, чем ожидалось.

    • Корродированные клеммы аккумулятора

    Физическое состояние аккумулятора также важно. Если клеммы аккумулятора покрыты коррозией или на их поверхности есть белый налет, это не позволит аккумулятору заряжаться. Даже при работающем автомобиле аккумулятор не заряжается.

    Изношенный поликлиновой ремень проявляется в виде разряженной батареи.Он в основном отвечает за подачу питания на генератор переменного тока, который затем вырабатывает ток. Если мощность теряется из-за проскальзывания, батарея заряжена неправильно.

    Слабая батарея все равно не будет заряжаться . Независимо от того, сколько вы едете, даже если генератор и поликлиновой ремень работают правильно, в конечном итоге он разрядится.

    Генератор переменного тока является основным компонентом системы зарядки автомобиля. Если его жизнь закончилась, он не будет функционировать должным образом. Генератор выходит из строя через 80 000 миль и перестает заряжать аккумулятор.

    Как исправить разряд батареи?

    Если аккумулятор вашего автомобиля разряжается, вы можете сделать несколько вещей. Следуя приведенному ниже руководству, вы можете попытаться устранить разрядку аккумулятора.

    1. Проверка электролита

    Первым и главным шагом является проверка уровня электролита. Сколько раз случалось, что месяцами не проверяли уровень электролита в аккумуляторе. Он сливается, и ваша машина не заводится.Причина в том, что в аккумуляторе нет электролита для подачи тока на клеммы.

    2. Jumpstart

    Jumpstart — старейший способ дать жизнь разряженному аккумулятору. Возьмите соединительные провода и подключите аккумулятор к хорошему аккумулятору. Если повезет, машина заведется, и как только она заведется, генератор снова ее подзарядит.

    3. Подзарядка

    Если ничего не работает, то попробуйте зарядить аккумулятор снаружи .На рынке доступно несколько внешних зарядных устройств постоянного тока. Или вы можете посетить магазин аккумуляторов, где они будут заряжать его за 10-20 долларов.

    4. Замените батарею

    Это последнее средство, если ничего не работает. Вы проверили электролит; вы пытались его запустить и пытались зарядить. Машина заводится, но аккумулятор разряжается, как только глушишь двигатель. Тогда пришло время приобрести новую батарею.

    Когда приходит время заменить батарею, также загорается индикатор батареи, указывая на наличие проблемы с электрической системой.

    Это будет стоить вам от 45 до 250 долларов США, в зависимости от марки и модели вашего автомобиля.

    Какие модели автомобилей имеют эту распространенную проблему?

    Модели Kia хорошо известны тем, что при использовании радиоприемника или других электронных устройств в неподвижном состоянии появляется предупреждающее сообщение о разрядке аккумулятора. Хотя это хорошо, сообщение может раздражать, так как его невозможно отключить.

    Другой популярной маркой автомобилей, у которой есть эта распространенная проблема, является Hyundai.Как сообщают несколько владельцев на форумах Hyundai, большинство моделей Hyundai предупредят вас, как только двигатель будет выключен, а кондиционер будет работать или слушать радио.

    Другие популярные автопроизводители, у которых есть эта проблема, включают BMW, Ford, Honda и Toyota.

    Каталожные номера

    Система зарядки

    Замена аккумулятора

    Что приводит к разрядке автомобильного аккумулятора?

    Краткое руководство по разрядным испытаниям

    Аккумуляторы служат основным источником питания на подстанции в случае отключения переменного тока.Они питают критически важные нагрузки и оборудование, такое как реле, индикаторные лампы, устройства управления автоматическими выключателями, моторные приводы, системы SCADA, регистраторы событий и т. д. Поскольку аккумулятор действительно подвергается испытанию только во время отключения, важно контролировать состояние аккумулятора на регулярно в рамках профилактического обслуживания, чтобы на них можно было положиться в случае отказа переменного тока. Тестирование емкости или тестирование на разрядку — это эффективный способ отслеживать состояние батареи и, таким образом, обеспечивать ее надежность.

    ТРЕБОВАНИЯ NERC/FERC

    Североамериканская корпорация по обеспечению надежности электроснабжения (NERC), сертифицированная Федеральной комиссией по регулированию энергетики (FERC) в качестве Организации по обеспечению надежности электроснабжения (ERO) в 2006 году, разрабатывает и обеспечивает соблюдение стандартов надежности среди всех владельцев систем энергоснабжения (BPS).Чтобы обеспечить надежную систему защиты, NERC охватывает процедуры обслуживания стационарных аккумуляторов в стандарте PRC-005-6.

    Помимо прочего, в PRC-005-6 указано, что испытания сопротивления или проверки емкости должны выполняться через определенные промежутки времени, которые различаются в зависимости от типа батареи.

    Таблица 1: Максимальный интервал технического обслуживания в зависимости от типа батареи

    Что такое емкость?

    Емкость — это способность батареи обеспечивать нагрузку в течение определенного времени.Измеряется в Ар. Аккумулятор определенной емкости (Ач) должен обеспечивать определенный ток (А) в течение определенного времени (ч). С помощью теста разряда или теста емкости можно измерить емкость аккумулятора. Тест емкости может определить, сможет ли батарея хорошо выполнять свои функции в случае отключения электроэнергии.

    Что такое проверка емкости?

    При проверке емкости батарея подвергается имитации отключения. Ток потребляется от батареи контролируемым образом, а разряд батареи контролируется.По мере выполнения теста напряжение батареи начинает постепенно падать до конечного значения. Время, необходимое батарее для достижения конечного напряжения, используется для определения емкости батареи. На рис. 1 показана типичная кривая разряда аккумулятора.

    Рис. 1. Кривая разряда батареи для группы батарей 48 В VRLA

    Проверка емкости может выполняться различными способами: разрядка при постоянном токе, разрядка при постоянной мощности, разрядка при постоянном сопротивлении, профиль нагрузки и т. д.Метод разряда постоянным током является наиболее популярным и широко применяемым. При выполнении теста с использованием этого метода тестовый ток поддерживается постоянным на протяжении всего теста.

    Почему тестирование емкости не рекомендуется?

    Несмотря на то, что тест на разрядку является настоящей проверкой батареи и дает ценную информацию, люди, как правило, неохотно проводят тест на разряд, в первую очередь потому, что это трудоемко и требует много времени. Это также один из тех тестов, который нужно сделать правильно в первый раз в этот день.Если при запуске теста допущена ошибка, тест не может быть перезапущен немедленно, поскольку предыдущая попытка может повлиять на данные о разряде батареи. Надлежащее планирование и подготовка обеспечат отсутствие заминок и правильное и легкое проведение теста на выписку.

    Безопасность превыше всего

    Прежде чем переходить к шагам, которые можно предпринять для обеспечения плавного разряда, важно рассмотреть аспект безопасности. Тестер должен быть хорошо оснащен для безопасного проведения теста (рис. 2).СИЗ включает защитные очки, лицевые щитки, кислотостойкие перчатки и защитный фартук. Наличие водоема для промывания глаз и кожи после контакта с электролитом, огнетушителя класса С и должным образом изолированных инструментов обеспечит безопасность персонала, проводящего испытания.

    Рисунок 2: Использование правильных СИЗ обеспечивает безопасность персонала, проводящего испытания

    ШАГИ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПРАВИЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ НА РАЗРЯД

    Важно иметь предварительную информацию о тестируемой группе батарей.После того, как производитель и модель станут известны, лист спецификаций разряда можно будет получить в Интернете. Параметры испытаний можно определить из листа спецификаций разряда. На рис. 3 показана таблица характеристик разряда образца для испытания постоянным током.

    Рис. 3: Испытательный ток 19 А требуется для 5-часового испытания на разряд постоянным током до напряжения на конце элемента 1,75 В на шт.

    Из этой таблицы можно определить испытательный ток для определенной продолжительности испытания.Как видно, более короткие испытания требуют более высоких токов. Предпочтительно выбирать продолжительность, наиболее близкую к рабочему циклу батареи. Продолжительность должна поддерживаться постоянной во время последующих испытаний на разряд батареи, чтобы обеспечить точное определение тенденции емкости батареи.

    После определения испытательного тока следующим шагом является определение возможностей испытательного оборудования. Разрядное испытательное оборудование или нагрузочные тестеры бывают разных форм и размеров. Массивные способны потреблять большое количество тока и могут работать с широким спектром аккумуляторных батарей, но не являются портативными.Портативные могут иметь ограниченную мощность. Таким образом, часть планирования включает выполнение расчетов для определения того, какое испытательное оборудование требуется, или будет ли существующее испытательное оборудование работать для испытания на разряд при определенном токе. На Рисунке 4 показана мощность системы тестирования разряда батареи.

    Рис. 4. Кривая энергопотребления системы тестирования разряда батареи

    Как видно из кривой, максимальный ток падает с увеличением напряжения на струне.Следовательно, напряжение струны является важным фактором при принятии решения о том, какой прибор можно использовать для конкретного испытания.

    Помимо блока нагрузки, можно использовать дополнительное оборудование для контроля напряжения отдельных ячеек. Мониторинг разряда отдельных ячеек, безусловно, полезен, поскольку он может помочь точно определить неисправные ячейки в цепочке. Это полезно для определения того, нужно ли заменить всю строку из-за плохого теста или замена нескольких ячеек в строке решит проблему. На рис. 5 показана установка для испытаний на разряд с использованием системы для испытаний на разряд аккумуляторов вместе с аксессуарами для измерения напряжения отдельных элементов.

    Рис. 5: Устройства , подключенные ко всем ячейкам в цепочке, предоставляют значения напряжения отдельных ячеек в режиме реального времени.

    Измерения напряжения ячейки должны выполняться между контактами одинаковой полярности на соседних ячейках, чтобы учитывать падение напряжения на межэлементном соединении. Недостатком этого является то, что ячейка, подключенная к более длинному межсотовому соединению (например, межъярусному кабелю), может иметь более низкое напряжение ячейки, чем другие (рис. 6), из-за более высокого падения напряжения на этом более длинном соединении.

     

    Рис. 6: Измерение напряжения элемента во время испытания на разрядку

    Должна быть предусмотрена резервная группа батарей для питания критических нагрузок во время испытаний группы батарей. На рис. 7 показана группа резервных батарей, используемая во время испытания на разряд.

    Рис. 7. Питание системы постоянного тока от группы резервных батарей во время теста на разрядку

    Также важно предварительно проверить состояние батареи.Он должен находиться в плавающем состоянии в течение определенного времени (3 дня для свинцово-кислотных аккумуляторов) перед испытанием.

    Перед началом теста можно выполнить определенные измерения. Непрерывность струны можно проверить, измерив импеданс и сопротивление перемычки. Это хорошая практика, поскольку проверяется не только качество электрического пути, но и данные об импедансе, полученные для отдельных элементов, также могут быть сопоставлены с данными разряда отдельных элементов, полученными в результате испытания емкости. Высокие значения сопротивления ленты могут указывать на ослабленные соединения, которые можно подтянуть и затянуть, чтобы избежать проблем с нагревом во время испытания на разряд.Необходимо измерить ток поплавка для цепи и записать напряжения поплавков на отдельных ячейках. Запишите температуру около 10% клеток в строке. Температура батареи влияет на ее производительность. Следовательно, температура батареи регистрируется и используется для применения поправочного коэффициента при расчете емкости.

    Кабельные соединения между тестером нагрузки и комплектом батарей должны быть хорошего качества, чтобы избежать проблем с нагревом во время сильноточных разрядов. Кабели должны быть короткими, но в то же время тестер нагрузки должен находиться на безопасном расстоянии от аккумуляторной батареи.Отдельные провода для измерения напряжения могут быть подключены к клеммам батареи, как показано на рис. 8, для более точного измерения за счет исключения падения напряжения на токовых выводах. Помещение должно хорошо проветриваться, чтобы тепло, рассеиваемое резисторами в тестере нагрузки, не влияло на температуру окружающей среды.

    Рис. 8. Напряжение на клеммах аккумулятора , точно измеренное с помощью отдельных проводов датчика напряжения

    Обход неисправных ячеек в свинцово-кислотных батареях

    Во время испытания на разрядку элементы можно обойти, если они приближаются к изменению полярности (1 В или менее).Допускается максимум один период простоя продолжительностью шесть минут или 10% от продолжительности теста, в зависимости от того, что короче, и тестировщик решает, в какой момент его пройти. Продолжительность остается короткой, потому что ячейки начинают восстанавливаться, как только они отключаются от нагрузки. Слишком долгое ожидание перед возобновлением разряда может значительно повлиять на кривую разряда батареи и привести к ошибочному измерению гораздо более высокого процента емкости. Из-за этой короткой продолжительности важно иметь инструменты поблизости, чтобы быстро обойти клетки.Конечное напряжение батареи необходимо скорректировать для нового количества элементов в цепочке.

    Если все вышеперечисленные меры приняты, испытание на разряд может быть проведено гладко. Тест заканчивается, когда батарея достигает конечного напряжения.

    РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

    Продолжительность разряда используется для расчета емкости в конце теста. Емкость можно рассчитать двумя способами.

    Метод настройки времени

    Этот метод используется для тестов продолжительностью более часа:

    где:

    t a – Фактическое время выгрузки

    t с – Заданное время разряда

    K t – Температурный поправочный коэффициент

    Способ корректировки скорости

    Этот метод предпочтительнее, если продолжительность теста составляет менее часа.

    где:

    X a – Фактическая скорость разряда

    X t – Заданная скорость сброса, соответствующая фактическому времени сброса

    K c – Температурный поправочный коэффициент

    Полученная таким образом емкость в процентах может использоваться для классификации батареи как плохой или хорошей.

    Приемочные испытания

    Испытание на разрядку, проводимое сразу после установки или ввода в эксплуатацию колонны, называется приемочным испытанием.Для свинцово-кислотных аккумуляторов измеренная емкость в процентах должна составлять не менее 90% от номинальной емкости, чтобы аккумулятор мог пройти испытание. Результаты, полученные в результате этого теста, могут быть использованы в качестве основы для будущих измерений.

    Затем через регулярные промежутки времени можно проводить тесты производительности

    для отслеживания состояния батареи. Комплект аккумуляторов можно заменить, если процентная емкость станет слишком низкой (80% от номинальной емкости для свинцово-кислотных аккумуляторов).

    Сервисные тесты или модифицированные тесты производительности также могут быть выполнены для проверки способности батареи в конкретных приложениях.

    В промежутке времени между последовательными разрядными испытаниями можно проводить онлайн-тестирование в виде измерений импеданса через равные промежутки времени. Любые существенные отклонения, наблюдаемые при измерении импеданса, могут быть затем исследованы путем проведения разрядного испытания. Аккумуляторы рассчитаны на сотни циклов зарядки/разрядки, поэтому несколько тестов на разрядку, проводимых в рамках технического обслуживания, не влияют на срок службы аккумулятора. Тест на разрядку дает окончательный ответ и выносит окончательный вердикт о состоянии батареи.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Хорошая программа технического обслуживания аккумуляторов включает в себя проверку разряда среди других мероприятий по техническому обслуживанию. Тестирование на разряд является лучшим инструментом для оценки состояния батареи, и хорошее понимание процедуры тестирования может привести к правильному проведению теста и, таким образом, к получению точных результатов.

    Дополнительные сведения об обслуживании и тестировании различных типов батарей, используемых в стационарных устройствах, приведены в следующих документах:

    • Стандарт IEEE.450–2020, Рекомендуемая практика IEEE по техническому обслуживанию, тестированию и замене свинцово-кислотных батарей с вентиляцией для стационарных приложений.

    • Стандарт IEEE. 1188–2005, Рекомендованная практика IEEE по техническому обслуживанию, тестированию и замене свинцово-кислотных аккумуляторных батарей с клапанным регулированием (VRLA) для стационарных устройств.

    • Стандарт IEEE. 1106–2015. Рекомендованная практика IEEE по установке, техническому обслуживанию, тестированию и замене никель-кадмиевых батарей с вентиляцией для стационарных приложений.

    Руководство по тестированию батарей мегомметра. Онлайн: https://bit.ly/3FjnRna.

    Санкет Болар — инженер по эксплуатации подстанций в компании Megger. С самого начала своей профессиональной карьеры Санкет принимал непосредственное участие в испытаниях и оценке состояния силовых трансформаторов, работающих в Siemens Ltd (Индия). Санкет стал частью Megger, работая над своей степенью магистра в рамках образовательной программы стажировки.По окончании учебы он присоединился к Megger в качестве инженера по применению, охватывающего широкий спектр продуктов для подстанций, от трансформаторов до приложений для обеспечения качества электроэнергии. Санкет окончил Университет Мумбаи, Индия, со степенью бакалавра в области электротехники и получил степень магистра в области электротехники со специализацией в области энергосистем в Университете штата Северная Каролина. Он является членом IEEE.

    .
    Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.