Уход за стартерным аккумулятором
Неутешительная статистика поломок
Ни одна другая деталь в транспортном средстве не подвержена поломкам так сильно, как стартерный аккумулятор. По данным ADAC (Allgemeiner Deutscher Automobil-Club), количество проблем с аккумуляторами выросло в четыре раза между 1996 и 2010 годами. ADAC, крупнейший автомобильный клуб Европы, также утверждает, что каждая третья поломка связана с разряженным или неисправным аккумулятором. В отчете, опубликованном немецким «Motorwelt» в мае 2013 года, также отмечается, что лишь немногие стартерные аккумуляторы достигают среднего возраста в пять лет, и это касается всех автомобилей. Статистика была получена на основе более четырех миллионов поломок, которые автоклуб ADAC обычно получает в течение года. Исследование включает только новые автомобили; транспортные средства, требующие обслуживания, старше шести лет, были исключены.
Проблемы с аккумуляторами не ограничиваются Германией, страной, которая производит одни из лучших автомобилей. Япония также утверждает, что поломка аккумулятора является самой большой жалобой среди владельцев новых автомобилей. Низкий заряд, приводящий к сульфатации и кислотному расслоению, является распространенной причиной поломки. Это особенно заметно в перегруженных японских городах, где водители проезжают в среднем всего 13 км (8 миль) в день. Северная Америка может быть защищена от этих проблем с аккумуляторами частично из-за поездок на дальние расстояния.
Производители аккумуляторов исследуют высокий уровень отказов, и результаты впечатляют. Ведущий немецкий производитель аккумуляторов проверил 400 стартерных аккумуляторов, возвращенных по гарантии, и обнаружил, что у 200 из них не было проблем. Другой производитель аккумуляторов обнаружил, что настоящие заводские дефекты в гарантийных возвратах составляют всего 5–7%. Что-то не сходится.
Рост нагрузки на современные аккумуляторы
Когда Cadillac представил стартерный аккумулятор в 1912 году, его основной целью было обеспечение функций запуска, освещения и зажигания. Сегодня аккумулятор также помогает в управлении и торможении, помимо функций, добавляющих комфорт, таких как обогрев и охлаждение. Простое открытие водительской двери приводит к подаче тока в 20 А, не говоря уже об электроприводе боковых и задней дверей. Функция «старт-стоп» — это новое требование, которое разряжает залитый свинцово-кислотный аккумулятор за пределами его возможностей. Все это приводит к потере емкости и преждевременному выходу из строя.
Аккумуляторы LiFePO4
Надежные литий-железо-фосфатные аккумуляторы для солнечных и резервных систем.
LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Ач)
Компактный аккумулятор с встроенным BMS для безопасной работы в солнечных и резервных системах.
Купить
LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг
Современная литий-железо-фосфатная батарея (LiFePO4) со встроенным BMS и защитой от перегрузки
Купить
LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah
Высококачественный источник энергии с длительным сроком службы, высокой безопасностью и совместимостью с экосистемой Victron Energy
КупитьСейчас предлагаются литий-ионные стартерные аккумуляторы. Их малый размер и малый вес впечатляют, но когда немецкого производителя спортивных автомобилей спросили, беспроблемны ли эти аккумуляторы, он ответил, что, несмотря на высокую цену, литий-ионный стартерный аккумулятор не является беспроблемным. Долговечность сравнима со свинцово-кислотными.
Емкость vs. Ток холодной прокрутки (CCA)
Емкость – это главный показатель состояния аккумулятора. Измеряется в Ач (ампер-часах) или RC (резервная емкость в минутах при разряде 25 А), емкость отражает, сколько энергии может удерживать аккумулятор. CCA (ток холодной прокрутки) отвечает за подачу энергии и связан с внутренним сопротивлением аккумулятора. Представьте, что CCA — это свободно текущий водопроводный кран, а емкость – это жидкость в контейнере. Вторжение горных пород демонстрирует необратимую потерю емкости.
Рисунок 1. Графическое изображение стартерной батареи
🚀 CCA (Ток холодной прокрутки)
Отвечает за мгновенную подачу энергии для запуска двигателя. Это как давление воды в кране – способность выдать мощный поток сразу.
🔋 Емкость (Ач)
Показывает, сколько энергии может удерживать аккумулятор. Это как объем воды в контейнере – общий запас энергии на длительное время.
Снижение емкости заметно не влияет на запуск двигателя, и большинство стартерных аккумуляторов хорошо работают, пока двигатель не перестанет заводиться однажды утром. Аккумулятор не разряжается внезапно; он просто исчерпывает свою емкость. Это похоже на скачущую лошадь, которая сохраняет свою резвую производительность до окончательного истощения.
Проблема диагностики: почему тестеры ошибаются
Большое количество возвратов по гарантии и высокий уровень аварийности на дорогах частично объясняются нехваткой надежных тестеров аккумуляторов. Большинство тестеров измеряют только CCA, емкость, главный показатель исправности, неизвестна. Поскольку емкость уменьшается с использованием и возрастом, внутреннее сопротивление остается низким. Это делает резистивные измерения ненадежными как индикатор состояния и окончания срока службы. Это приводит к неправильной диагностике, когда исправный аккумулятор ошибочно заменяется, а аккумулятор с низкой емкостью остается без внимания, но выходит из строя на дороге.
Методы тестирования аккумуляторов
Состояние аккумулятора нельзя «измерить», его можно только оценить. Подобно тому, как врач осматривает пациента, или метеоролог прогнозирует погоду, результаты тестов аккумулятора – это лишь прогнозы относительно состояния и конца срока службы. Разряженный аккумулятор легко предсказать, и большинство тестеров дают 100% точность. Проблема возникает при измерении рабочего аккумулятора в диапазоне емкости 70–100%. Кроме емкости, в игру вступают и другие атрибуты, а именно внутреннее сопротивление, сульфатация и саморазряд. Ни одно отдельное устройство не может оценить все характеристики аккумулятора с помощью кратковременного теста на лету.
Рисунок 2: Тест нагрузки применяет нагрузку во время считывания напряжения. Подтверждает функциональность, но не может считывать низкий уровень заряда, высокое внутреннее сопротивление и низкую емкость.
Рисунок 3: Тест нагрузки применяет сигнал переменного тока для измерения внутреннего сопротивления аккумулятора. Тестеры неинвазивны, быстры, не перегреваются, но не могут оценить емкость.
Рисунок 4: EIS сканирует аккумулятор по частотам. Для декодирования графика Найквиста требуются экспертные данные. Длительные испытания EIS преимущественно используются исследовательскими лабораториями.
Тест нагрузки (Угольный тест)
Одним из первых тестеров аккумуляторов был угольный тест. Аккумулятор проходит испытание, если напряжение остается выше установленного порога при нагрузке. Отражает реалистичные условия, но не может различить низкий заряд, высокое сопротивление и потерянную емкость.
Проводимость переменного тока
Одночастотные тестеры подают синусоидальный сигнал для измерения внутреннего сопротивления. Эти неинвазивные методы быстры, но оценка емкости остается недостижимой.
EIS-сканирование (Импедансная спектроскопия)
Ученые считают это будущим тестирования. Технология существует, но высокая стоимость, длительность и сложность расшифровки данных удерживают ее в лабораториях.
Spectro™: Новый шаг в диагностике
Сканирование батареи и построение кривой Найквиста с помощью электрохимической импедансной спектроскоскопии является относительно простым процессом; сложность возникает при оценке данных. Cadex поднял технологию электрохимической импедансной спектроскоскопии на уровень выше и разработал многомодельную электрохимическую импедансную спектроскопию, или сокращенно Spectro™.
Встроенный в элегантный портативный прибор, Spectro CA-12 сканирует аккумулятор сигналом 20–2000 герц, будто сканируя топологию ландшафта. Сердцем системы является алгоритм, который обрабатывает 40 миллионов транзакций и выдает показатели CCA и емкости за 15 секунд. Прогноз CCA имеет точность +/-5%, но его преимущество заключается в оценке емкости. Прогноз емкости имеет точность +/-20%.
Пользователи будут просить лучшего прогнозирования емкости, и улучшение матриц частично достигнет этого. Пользователь должен понимать, что неисправность аккумулятора можно диагностировать только при наличии измеряемых показателей. По неизвестным причинам обратимая (мягкая) сульфатация не проявляет заметных симптомов, и аккумулятор получает «исправность». Только постоянная (жесткая) сульфатация, которую уже невозможно исправить, согласуется с результатом. Параллель можно провести с пациентом, у которого уникальное состояние, не поддающееся медицинским инструментам.
Как и все передовые системы, Spectro™ требует инфраструктуры, а именно матриц, также известных как алгоритм распознавания образов. Матрица — это многомерная таблица поиска, с которой сравниваются показания. Распознавание текста, идентификация отпечатков пальцев и визуальная визуализация работают по схожему принципу. Cadex сейчас создает библиотеку матриц, которая включает различные типы аккумуляторов. Общие матрицы являются наиболее практичными, так как они обслуживают широкий спектр аккумуляторов, сортируя их по порогу емкости.
Выводы
Диагностика и мониторинг аккумуляторов развиваются не так быстро, как того желает индустрия аккумуляторов, но постепенный прогресс все же наблюдается. Аккумуляторы – это сложные устройства, и методы испытаний должны различать низкий заряд и потерянную емкость – симптомы, которые отличаются внешне, но имеют схожие диагностические качества. Характеристики аккумуляторов также меняются после зарядки и длительного хранения.
Зарядные устройства для электрокаров
Зарядные устройства от известного производителя с гарантией 5 лет
Зарядное устройство для электромобиля Victron EV Charging Station
Обеспечивает до 22 кВт мощности в трехфазном режиме или до 7,3 кВт в однофазном, поддерживает работу с GX-устройствами и VRM, имеет встроенный Wi-Fi, Bluetooth, сенсорный дисплей и кольцо световой индикации.
Купить
Зарядная станция для электромобилей Victron EV Charging Station NS
Это идеальное решение для тех, кто хочет заряжать электромобиль от солнца, управлять процессом с телефона или GX-устройства, контролировать статистику через VRM-портал, и при этом иметь надежное и стильное устройство.
Купить
Черная передняя часть для EV Charging Station NS
Сменная лицевая часть корпуса для зарядной станции Victron Energy EV Charging Station NS. Также предусмотрена версия белого цвета.
КупитьЕмкость – это главный показатель состояния, который определяет окончание срока службы аккумулятора. Стартерный аккумулятор следует заменить, когда емкость падает ниже 40%. При методе, основанном на сопротивлении, емкость неизвестна, и многие аккумуляторы могут быть заменены на основе ложного предположения. Также существует сопротивление замене аккумулятора, который все еще запускается, но имеет опасно низкую емкость. Аккумулятор не разряжается внезапно, а исчерпывает свою емкость, и это случается в основном во время холодов. Управление автомобилем с разряженным аккумулятором похоже на корродированный мост, который был закрыт для движения, но все еще стоит.
Немецкие производители автомобилей класса люкс хотят удалить слово «поломка» из словаря. Диагностика на основе емкости поможет в этих усилиях, что также уменьшит статистические показатели помощи на дороге от ADAC. Улучшенное тестирование аккумуляторов также принесет пользу неавтомобильным отраслям промышленности. Оценка емкости аккумуляторов ИБП приведет к лучшей оценке и, возможно, более длительному сроку службы. Продленный срок службы улучшит кошелек и защитит окружающую среду, поскольку меньше аккумуляторов будет выбрасываться.
