На что влияет емкость аккумулятора

Емкость аккумуляторной батареи.

Емкость аккумуляторов — количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).
Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:
C=Ip _* tp, где С– емкость, Ач;
Ip – сила разрядного тока, А;
Tp – время разряда, Ч.
Номинальная емкость — емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.
Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.
Пример оценки ёмкости батареи 20-часовым режимом разряда, током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости).
Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.
Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.
Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.
Емкость остаточная – величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечного напряжения .
Резервная ёмкость аккумуляторной батареи — время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.
Емкость зарядная — количество электричества, сообщаемое аккумулятору во время заряда . Зарядная емкость АКБ всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.
При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I _* t, где t — время заряда.
Измерение емкости ведется до падения напряжения хотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.
В течение срока службы емкость АКБ изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.
Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличия посторонних примесей в электролите и других факторов.
При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.
С повышением температуры электролита емкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы . Это происходит потому, что при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление. Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.
При низких же температурах емкость и полезное действие АКБ быстро уменьшается.
Если увеличить концентрацию ( плотность электролита ), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.

Нужно ли гнаться за большой ёмкостью автомобильного аккумулятора

Автомобильный аккумулятор – расходник, подлежащий замене всего через несколько лет после покупки автомобиля. Когда батарея выходит из строя, перед автолюбителями встаёт непраздный вопрос – что выбрать взамен и как на этом не погореть. Самое простое, и, пожалуй, правильное, — купить и установить аналогичную по ёмкости батарею. Однако этим путём идут далеко не все. Искушение поступить по-своему велико, ведь в продаже имеется множество идентичных по физическим размерам, но иных по ёмкости аккумуляторов. Любой из них вполне можно применить, достаточно соблюсти полярность. И всё же, нюансы есть. Ёмкость – это главный параметр батареи, пренебрегать которым не стоит. Он измеряется в Ампер-часах и показывает, сколько часов аккумулятор может выдавать напряжение в 12 Вольт при силе тока 1 Ампер. Иными словами, чем больше ёмкость, тем сложнее её полностью истратить, и наоборот.

На практике большая ёмкость батареи сулит вам возможность гораздо дольше крутить стартер автомобиля, слушать музыку или подсвечивать палатку ночью при выключенном двигателе. Именно она спасает водителей при неуверенном запуске мотора в период экстремально низких зимних температур. От неё же зависит, как далеко вы сможете двигаться своим ходом при перебоях в работе или полном отказе автомобильного генератора. Внушительный список, не правда ли?! А как отреагирует бортовая сеть автомобиля, генератор и стартер на увеличение или уменьшение ёмкости батареи. Ответ прост – никак!

Больше всего энергии, как известно, тратится во время запуска двигателя. Стартер высасывает одинаковое её количество как при пуске от большой по ёмкости батареи, так и от меньшей. А значит, и на подзарядку условных батарей генератору потребуется одно и то же время. Нагрузка на этот узел при увеличении или уменьшении ёмкости аккумулятора не возрастает и не уменьшается. К слову, современный генератор на всех машинах работает совершенно одинаково, и ему глубоко плевать на ёмкость аккумулятора. Работа агрегата зависит исключительно от текущего уровня потребления в бортовой сети. Чем больше задействовано потребителей, тем больше он вынужден вырабатывать энергии. При этом ток, потребляемый аккумулятором во время подзарядки, в десятки раз ниже того, что может выдавать исправный генератор. А как же стартер? Нагрузка на него зависит исключительно от того, как долго автомобилист крутит моторчик во время пуска. Чем больше ёмкость батареи, тем дольше можно насиловать этот агрегат – вероятность спалить его резко увеличивается.

Теперь к главному – какой же на самом деле аккумулятор предпочтительнее выбрать. Оптимальной станет батарея штатной ёмкости – именно той, что применил производитель транспортного средства при сборке машины на конвейере. Будьте уверены, заводские инженеры сделали правильный выбор в пользу отличного баланса – невысокой цены аккумулятора и достаточной для беспроблемного пуска двигателя в любых условиях ёмкости. Однако это правило работает не всегда.

Жители южных регионов, где температура редко опускается до минус 10-15 градусов Цельсия, без последствий могут сэкономить, выбрав меньшую по размеру и более дешёвую батарейку пониженной ёмкости. На эксплуатационных свойствах это никак не отразится и поможет сэкономить как напрямую (во время покупки), так и косвенно. Ёмкая батарея – это гораздо больший вес. А лишний вес, как известно, — впустую потраченное топливо. Северянам напротив не помешает увеличение ёмкости аккумулятора. Правда, лишь в том случае, если машина эксплуатируется даже в лютые морозы — «большего» аккумулятора хватит на большее количество «холодных» пусков. Никаких других премудростей здесь попросту нет.

На что влияет емкость аккумулятора автомобиля?

Еще не так давно были известны только свинцово-кислотные сурьмянистые АКБ. Это достаточно мощные источники постоянного тока, которые вполне справлялись со своими обязанностями. Со временем количество разного электрического оборудования в автомобиле увеличилось, и штатных возможностей батарей стало недостаточно. Возникла необходимость повышать ток, уменьшать габариты и увеличивать емкость аккумулятора автомобиля. Для этого были придуманы новые технологии и внедрены более совершенные материалы, позволившие сделать долговечные стартерные и тяговые элементы питания.

Определение емкости АКБ

У каждого аккумулятора есть целый набор параметров. В него входят следующие характеристики:

Пусковой ток — величина, выраженная в Амперах и показывающая силовые возможности источника питания. Чем больше характеристика, тем более мощный крутящий момент АКБ создает. Есть 3 стандарта: EN, DIN и японский. Первые два отличаются между собой в 1,7 раза, потому что испытания проводятся при других условиях. Например, батарея 350 А по DIN соответствует АКБ 600 А по EN.
Номинальное напряжение — величина, выраженная в Вольтах, указывающая потенциал источника. В нормальном заряженном состоянии оно должно быть 12,7 В. Косвенно по напряжению можно судить о величине заряда элемента АКБ и общем состоянии. Если на аккумуляторной батарее оно не повышается более 9 В, это указывает на короткое замыкание в одной из ячеек.
Емкость свинцово-кислотного аккумулятора — это энергетическая величина, выражаемая в А/ч, которая указывает на длительность работы элемента питания. Чем цифра больше, тем и большее количество циклов выдержит батарея.

Емкость влияет на продолжительность работы, которая определяется в единицах времени. В простом понимании ее можно характеризовать как вместительность — то есть, она наглядно показывает, какое количество заряженных частиц может быть вмещено в структуру источника.

Первые батареи были менее энергоемкими. Данная величина аккумулятора автомобиля тех лет могла быть равна 10-30 А, потому что технологии их производства еще не были совершенными или настолько развитыми, как сейчас. В современное время, при меньших размерах батареи стали более вместительными. Для легковых автомобилей применяются элементы питания до 100 А/ч на грузовых — от 80 А/ч.

Емкость характеризует энергетический объем, но при этом батареи одного размера могут обладать разной емкостью, отличающейся на несколько десятков А/ч. Это связано с разными технологиями изготовления, но при этом общий принцип всегда остается единым: есть обкладки или решетки, погруженные в жидкий или гелеобразный электролит. В решетках содержится паста, способная накапливать заряженные ионы. Емкость косвенно показывает, сколько может вместиться этих самых ионов. Соответственно, для ее увеличения нужно делать решетки больше. Поэтому есть естественный предел, который ограничивается габаритами корпуса.

Как измерить емкость аккумулятора?

Чтобы понять, что такое емкость аккумулятора и на что она влияет, нужно разобраться в сущности определения. Емкость отражает время, в течение которого батарея сможет обеспечивать ток заданной величины. Рассмотрим пример автомобильной батареи с емкостью 65 А/ч.

Если к такой АКБ подключить нагрузку сопротивлением 1,2 Ома, то через нее пойдет ток, равный 10А. Если разделить 65 А/ч на 10А, мы получим время, в течение которого источник питания должен обеспечивать ток с указанной силой. В данном примере получается 6,5 часов. Многие спросят: как же так, если на батареях написаны также цифры 600 А или 590 А? Если их разделить на 10, получится намного больше! Но дело в том, что пусковой ток измеряется практически мгновенно. По стандарту EN проводится 2 цикла измерений: 10 и 30 секунд при полной и 60%-ой загруженности.

Емкость, как энергетическая характеристика аккумулятора, определяет время работы батареи на машине. Так как она используется практически только для запуска двигателя и питания оборудования при остановленном моторе, правильнее говорить, что она указывает на количество пусков. Именно этот параметр является наиболее показательным, так как данную величину можно измерить и самостоятельно, без всякого оборудования. Достаточно выполнить n-е количество пусков стартера автомобиля, пока напряжение не упадет до состояния 10,3 В, то есть до полной разрядки.

На этом же принципе работает измерение представленного показателя. Чтобы определить этот важный параметр, можно провести элементарный опыт:

Предварительно зарядите источник постоянного тока до состояния полного заряда. На нем должно быть напряжение 12,7 В.
Найдите у себя пару ламп на 12 В с мощностью 60 Вт каждая. Важно, чтобы они не превышали 120 Вт суммарно. На батарею нельзя длительно воздействовать большими токами. Она, как известно, работает в импульсном режиме, поэтому величину следует ограничить 10 А.
Подключите к батарее лампы вместе с прибором для контроля тока — это может быть амперметр, но также можно измерять напряжение на одной из ламп, если нет амперметра или мультиметра.
Засеките время с подключения цепи к АКБ и до момента, когда напряжение упадет до 10,3 В. Это важно, потому что при более глубоком разряде начнутся необратимые химические процессы, которые приведут к деградации пластин и их последующему разрушению.

Вы получите время, в течение которого батарея обеспечивала заданный высокий рабочий ток. Останется только его умножить на величину тока в цепи. Таким образом, можно определить общее состояние аккумуляторной батареи. Если полученная в ходе эксперимента цифра практически равна той, которая указана в паспорте, то батарея еще вполне исправна.

Как выбрать батарею по емкости?

Емкость зависит от технологии и геометрии источника постоянного тока. Например, АКБ с длиной корпуса 242 мм не может вместить в себя более 70 А/ч по конструктивным особенностям. В нее попросту не вмещается больше активной пасты, но если есть возможность увеличить ее с 65 до 70 А/ч, то это лучше сделать. Работа такой батареи будет продлена на несколько запусков ДВС. Что касается генератора, то он рассчитан на максимальный зарядный ток 120 А, чего с лихвой хватит для полной зарядки даже батарей с увеличенной емкостью.

Влияние емкости автоаккумулятора на функционирование генератора.

На сегодняшний день довольно распространенным является миф о том, что типовой автогенератор не способен в силу недостающей силы тока зарядить аккумулятор, емкость которого превышает значение, предусмотренное заводом-производителем. Это утверждение регулярно подпитывается на форумах автолюбителей различными «фактами». Исходя из представленной на автофорумах информации, если завод-производитель установил АКБ, емкость которого составляет 55 Ач, то установка батареи емкостью 60 Ач приведет к тому, что аккумулятор постоянно будет оставаться недозаряженным. Также бытует мнение, что ни в коем случае нельзя нарушать связь «мощность генератора-емкость аккумулятора».

Специфика зарядки автоаккумулятора следующая:

— зарядка осуществляется за счет тока;

— наибольшая величина напряжения заряда автогенератора является стабилизированной и граничное значение составляет 14,4 В;

— напряжение в севшем аккумуляторе равно 12 В, а в заряженном – 12,7 В;

— во время зарядки эта величина увеличивается и по завершению процесса составляет 14,4 Вольт;

— на ток заряда влияет исключительно разница напряжений генератора и аккумулятора. Чем больше заряжен АКБ, тем ниже ток заряда.

Исходя из вышеприведенной информации можно сделать вывод, что мощность генератора никак не влияет на ток заряда аккумулятора. Влияние оказывает разница напряжений автогенератора и автоаккумулятора.

Зачастую, изначально в машине ток заряда аккумулятора равен 1 Амперу. Спустя 60 минут езды данный показатель снижается до значения 0,4 А. Если напряжение повысилось до 14,4 вольт, а батарея полностью разрядилась, ток заряда будет равен примерно 0,01 А.

Даже наиболее слабенький автомобильный генератор имеет такую мощность, которая предоставляет ему возможность вырабатывать ток величиной 50 А. Модели с большей мощностью автогенераторов подают ток, величина которого равна 130 А. Усредненно заряд батареи потребляет около 1-2% мощности автомобильного генератора.

Чтобы на наглядном примере показать важность большой емкости, рассмотрим простую задачку из школьной программы. Исходя из ее условий, вода вытекает из бассейна по одной трубке, а из второй происходит ее наполнение. Теперь применим полученные сведения к реальности. Максимальное количество воды, которое может вместится в бассейн, является емкостью. Ее можно потратить, оставив машину с включенной «аварийкой» на ночь. И чем больше величина емкости, тем дольше осуществляются различные действия. Больший размер емкости позволяет дольше подзаряжать батарею. В таком случае в автомобиле, к примеру, дольше будет работать аварийный свет или же владелец авто сможет как можно реже прибегать к подзарядке ЗУ в профилактических целях.

Генератор большей мощности никак не повлияет на скорость зарядки аккумулятора. В любом транспортном средстве аккумуляторы заряжаются малыми токами. Согласно физическим законам, мощный генератор не заряжает током, равным 10 Амперам, а слабый – 3 Амперам. Вне зависимости от мощности, величина тока в начале будет равна 5-6 Амперам, через четверть часа значение снизится до 1,0-1,5 Ампера, и наконец приравняется к 0,3-0,5 Ампера.

Максимально разряженный авто аккумулятор, напряжение которого составляет 12,4 Вольт и ниже, должен заряжаться устройством, которое имеет соответствующую мощность. Процесс зарядки батареи ЗУ всегда будет происходить быстрее, чем при использовании автогенератора. Обычно, ЗУ не имеет жёсткого ограничения размера напряжения. Но при этом ограничение установлено на максимальный ток заряда – именно этот показатель играет важную роль при зарядке батареи, которая очень разряжена.

На что влияет емкость аккумулятора

Емкость аккумуляторной батареи.

Похожие статьи

Проверка аккумуляторной батареи нагрузочной вилкой.

Сульфатация аккумуляторных батарей.

Что такое аккумулятор.

Эксплуатационные дефекты в аккумуляторах