Анализ отказов стартерных аккумуляторов
Исследовательские фирмы и торговые ассоциации сообщают об увеличении количества отказов стартерных аккумуляторов в современных автомобилях. Причиной более короткого, чем ожидалось, срока службы являются встроенные технологические системы, которые потребляют высокий ток и препятствуют полной зарядке аккумулятора. Другие неисправности – это тепловые нагрузки, возникающие при движении в жарком климате. Менее 7% зарегистрированных проблем вызваны заводскими дефектами.
Почему стартерные аккумуляторы выходят из строя 🤔
На отказы аккумулятора частично влияют привычки вождения, чрезмерное использование вспомогательных нагрузок, жаркий климат, система старт-стоп и крепление аккумулятора. Иногда отказ аккумулятора может быть вызван накоплением токопроводящих материалов на его клеммах, что вызывает ионный разряд. Всегда держите верхнюю часть аккумулятора и клеммы в чистоте. Это также касается хранения аккумуляторов.
Свинцово-кислотные аккумуляторы AGM/GEL
Надежные свинцово-кислотные аккумуляторы для максимальной эффективности работы
Аккумулятор Victron 12V/110Ah GEL Deep Cycle
Является идеальным выбором для применений, требующих надежного, долговечного и глубоко разрядного источника питания
Купить
Аккумулятор Victron AGM Super Cycle 12V 125Ah (M8)
Благодаря технологиям электрохимии, этот аккумулятор выдерживает до 300 циклов разряда до 100%, что делает его отличным решением для автономных электрических систем
Купить
AGM аккумулятор BB Battery MPL55-12 (12В 55Ач)
AGM VRLA батарея с высоким током разряда, специально разработанная для критических нагрузок в системах ИБП, телекоммуникациях и энергетике
КупитьДаже в наилучших условиях качественный аккумулятор стареет, и это проявляется в постепенном падении емкости. К распространенным неисправностям стартерных аккумуляторов относятся:
🔥 Отказ из-за перегрева: Тепло способствует коррозии, что отражается в повышении внутреннего сопротивления, приводя к затрудненному запуску двигателя. Аккумуляторы, установленные в моторных отсеках и эксплуатируемые в жарком климате, приводят к большему количеству тепловых поломок, чем те, что работают в умеренном климате. Тепловой сбой аккумулятора можно идентифицировать с помощью тестера CCA.
📉 Низкий заряд: Работа на холостом ходу и движение в пробке с включенными дополнительными нагрузками не обеспечивает достаточного заряда, и аккумулятор может оставаться на уровне 70% заряда (SoC), что вызывает сульфатацию. Длительный низкий заряд делает аккумулятор неработоспособным, но это состояние часто можно улучшить с помощью поездок на дальние расстояния или внешней зарядки.
💨 Уменьшение емкости: Вспомогательные нагрузки, такие как нагревательные элементы и механические затворы, ускоряют снижение емкости. Потеря емкости остается незамеченной, пока аккумулятор не перестанет вращаться из-за нехватки энергии. Замените аккумулятор, когда емкость падает до 40%. Тест CCA не может выявить аккумулятор с низкой емкостью.
🏭 Заводской дефект: Заводской брак составляет примерно 7% или меньше. Усовершенствование производственных практик уменьшило количество заводских браков, в то время как количество дефектов, связанных с нагрузкой, растет.
Что означают CCA, RC (Ач) и SoC? 📊
Рисунок 1: Графическое представление CCA, емкости и SoC [1]
Потеря емкости, происходящая естественным образом во время использования, иллюстрируется накоплением камней. Емкость и CCA не коррелируют.
Самой распространенной спецификацией стартерного аккумулятора является CCA, что обозначает ток холодной прокрутки. Аккумуляторы также указывают емкость, способность накапливать электрическую энергию, которая обозначается в ампер-часах (Ач) или резервной емкости (RC) в минутах. Европа использует Ач, тогда как Северная Америка использует RC.
- CCA (Ток холодной прокрутки): Запуск двигателя осуществляется с помощью тока холодной прокрутки, который коррелирует с внутренним сопротивлением аккумулятора. На рисунке 1 сопротивления холодной прокрутки показаны в виде свободно текущей жидкости, выливающейся из крана.
- Емкость (RC или Ач): Представляет накопление энергии. На рисунке 1 емкость показана как накопление жидкости. Потеря емкости показана как накопление породы, что уменьшает объем.
- SoC (Состояние заряда): Состояние заряда демонстрируется уровнем жидкости, который можно пополнить, если он низкий.
Что пошло не так? 📉
На рисунке 2 изображен аккумулятор с низким CCA, который выходит из строя через 1–2 года из-за теплового удара. Типичной причиной является коррозия, которая повышает внутреннее сопротивление аккумулятора и снижает CCA. Емкость остается стабильной, но ее невозможно обеспечить из-за низкого CCA. Замените аккумулятор, когда CCA падает до 50%.
Рисунок 2: Аккумулятор, вышедший из строя из-за перегрева [1]
Симптомы: Плохой запуск двигателя из-за высокого внутреннего сопротивления. Режим отказа является постепенным и дает раннее предупреждение.
Метод испытания: Измеритель проводимости или импеданса переменного тока. Замените батарею, когда CCA падает до 50%.
На рисунке 3 показано естественное уменьшение тока холодной прокрутки (CCA) и емкости хорошо обслуживаемого аккумулятора. Аккумулятор в конечном итоге выйдет из строя из-за низкой емкости, пока CCA все еще находится в рабочем диапазоне. «Невозможность запуска» возникает, когда емкость падает ниже необходимого уровня для запуска двигателя. Стартерный аккумулятор следует заменить, когда емкость падает до 40 процентов.
Рисунок 3: Полный срок службы 4–5 лет [1]
Симптомы: Снижение емкости остается незамеченным, а сбой появляется внезапно. Проверяйте емкость в рамках профилактического обслуживания.
Метод испытания: Быстрый тест с помощью Spectro™. Полный разряд с помощью нагрузочной вилки не рекомендуется.
Стартерный аккумулятор должен иметь низкое внутреннее сопротивление и достаточную емкость для запуска стартера. CCA и емкость можно представить в двумерной таблице. На рисунке 4 показаны три аккумулятора в разных условиях.
Рисунок 4: Оценка аккумулятора на основе CCA и емкости
Стартерный аккумулятор может выйти из строя из-за перегрева или снижения емкости.
Аккумулятор 1: Обеспечивает хорошую емкость и высокий CCA. Этот аккумулятор работает хорошо.
Аккумулятор 2: Нет запуска двигателя из-за низкой емкости. Проверка CCA может ошибочно признать этот аккумулятор годным.
Аккумулятор 3: Медленный запуск двигателя из-за отказа, связанного с перегревом. Проверка CCA правильно идентифицирует этот аккумулятор.
Емкость — ведущий показатель здоровья 💡
Тестер аккумуляторов должен проверять CCA и емкость. Эти два показателя не коррелируют. Каждое показание уникально, и оценить емкость сложнее.
Для изучения режимов отказов немецкий производитель автомобилей класса люкс протестировал 175 стартерных аккумуляторов. На рисунке 5 показаны емкость и CCA этого масштабного испытания, которое длилось шесть месяцев.
Рисунок 5: Емкость и CCA 175 стареющих стартерных аккумуляторов
Большинство аккумуляторов пересекают линию емкости; немногие выходят из строя из-за низкого CCA.
Как показано на графике, большинство аккумуляторов пересекают линию емкости слева от зеленого поля. Очень немногие из них выходят из строя, падая за линию CCA. Без возможности оценить емкость, аккумуляторы с высоким CCA считаются хорошими, но выходят из строя в дороге из-за низкой емкости. Сам по себе CCA не может предсказать конец срока службы аккумулятора. CCA имеет тенденцию оставаться высоким, в то время как емкость предсказуемо падает. Рисунок 6 иллюстрирует это явление на 20 стареющих аккумуляторах.
Рисунок 6: Сравнение CCA и емкости 20 стареющих аккумуляторов
Стартерные аккумуляторы нельзя проверять только с помощью CCA.
Быстрый тестер Spectro CA-12 🔬
Spectro CA-12 – это экспресс-тестер аккумуляторов, способный оценить ток холодной прокрутки (CCA), емкость и состояние заряда (SOC) стартерных аккумуляторов 12 В. Диапазон CCA составляет 100–1200 А, диапазон емкости – 30–105 Ач или 60–210 минут в режиме RC.
Зарядные устройства Victron Energy
Высококачественные зарядные устройства для долговечной службы и надежной работы
Зарядное устройство Victron Blue Smart IP22 Charger 12/30 (1)
Идеально подходит для использования в мастерских, а также для зарядки аккумуляторов автомобилей, мотоциклов, лодок и кемперов.
Купить
Зарядное устройство Blue Smart IP65 Charger 12/15
Благодаря классу защиты IP65, устройство устойчиво к пыли и воде, что делает его идеальным для использования в жестких условиях.
Купить
Зарядное устройство Victron Phoenix Smart IP43 Charger 12/30 (3) 120/240V
Оснащено Bluetooth-интерфейсом для простого настройки и мониторинга через приложение VictronConnect. Высокая эффективность и надежность делают его идеальным решением для коммерческих, промышленных и морских применений.
КупитьЧтобы проверить стартерный аккумулятор, выберите между заливным аккумулятором и AGM, а затем введите CCA и номинальную емкость в ампер-часах (Ач) или резервную емкость (RC). Аккумулятор должен иметь минимальный SoC 50%. Время тестирования составляет 15 секунд.
Рисунок 7: Spectro CA-12 [2]
Быстрый тестер аккумуляторов оценивает CCA, емкость и состояние заряда.
Как работает быстрый тестер Spectro™? ⚙️
Spectro использует многомодельную электрохимическую импедансную спектроскопию (Spectro™). Это дальнейшее развитие электрохимической импедансной спектроскопии (EIS) – технологии, которая используется уже много лет. Неинвазивный тест сканирует аккумулятор с несколькими частотами для создания диаграммы Найквиста. Информация с диаграммы Найквиста фильтруется и накладывается на электрохимические модели для определения состояния здоровья аккумулятора (SoH).
Это первое коммерческое приложение, использующее технологию «многомодельной EIS» для оценки состояния аккумулятора. Spectro CA-12 также является единственным прибором на рынке, способным оценивать емкость "на лету".
В медицинской терминологии Spectro™ можно сравнить с современным компьютерным томографом (КТ). В то время как традиционный рентгеновский аппарат отображает лишь теневые очертания скелета, технология Spectro™, применяемая к аккумуляторам, может увидеть то, что врачи называют мягкими тканями. Ученые, специализирующиеся на аккумуляторах, прогнозируют, что передовая диагностика аккумуляторов тяготеет к технологиям EIS с использованием сложного моделирования.
