Отслеживание емкости и сопротивления аккумулятора как части процесса старения
Уменьшение емкости и саморазряд
Все аккумуляторы стареют, и последствия этого проявляются в уменьшении емкости, увеличении внутреннего сопротивления и повышенном саморазряде. Новый аккумулятор (рисунок 1) обеспечивает или должен обеспечивать 100% емкости, а старый аккумулятор (рисунок 2) может содержать всего 20%. В нашем примере потеря емкости иллюстрируется размещением камней в контейнере.
Рисунок 1: Новый аккумулятор имеет 100% емкости
Емкость представлена жидкостью без препятствий. Аккумулятор обеспечивает полное время работы.
Рисунок 2: Разряженная батарея
Потеря емкости проявляется как «каменистое содержимое». Аккумулятор ведет себя нормально, но имеет короткое время работы, даже если он полностью заряжен.
Ток холодной прокрутки (CCA)
Автомобильные техники больше всего знакомы с CCA (ток холодной прокрутки) в отношении вращения двигателя. CCA связан с внутренним сопротивлением аккумулятора и способностью выдавать высокий ток нагрузки. На рисунке 3 изображен стартерный аккумулятор с высоким CCA и открытым отводом, что символизирует подачу полной мощности, а на рисунке 4 — повышенное внутреннее сопротивление, ограничивающее подачу тока до очень малой мощности.
Рисунок 3: Низкое внутреннее сопротивление обеспечивает высокий ток
Пусковой ток стартерного аккумулятора составляет 300 А; гольф-кар потребляет 56 А
Рисунок 4: Аккумулятор с низким CCA
Рост внутреннего сопротивления тормозит подачу энергии. Это случается реже, поскольку сначала происходит снижение емкости.
Взаимосвязь емкости и CCA
Аккумуляторные батареи были усовершенствованы и поддерживают низкое внутреннее сопротивление на протяжении большей части срока службы; увеличение внутреннего сопротивления может происходить только ближе к самому концу. Стартерные батареи поддерживают высокий CCA и обеспечивают уверенную прокрутку до конца, но емкость постепенно падает без признаков. Аналогию можно провести на примере скачущей лошади, которая сохраняет свою резвую производительность до окончательного истощения. На рисунке 5 показана взаимосвязь емкости и CCA 20 стареющих стартерных батарей, отсортированных по емкости.
Рисунок 5: Показатели емкости и CCA 20 стареющих аккумуляторов
Аккумуляторы 1–9 имеют хороший показатель CCA и высокую емкость; CCA аккумуляторов 10–20 все еще обеспечивает хороший запуск, но они имеют большие потери емкости. CCA, как правило, остается высоким, в то время как емкость падает со старением. Метод испытания: CCA оценивался с помощью Spectro CA-12, а емкость измерялась с помощью нагрузочного стенда Agilent путем полного разряда в соответствии со стандартами BCI.
Аккумуляторы 1–9 хорошо показывают емкость и CCA, но аккумуляторы 10–20 демонстрируют значительную потерю емкости, сохраняя при этом приемлемые показатели CCA. Истощение емкости в конечном итоге отключает запуск двигателя. Это особенно заметно в холодные периоды, которые еще больше снижают емкость.
Батарейные мониторы
Отслеживай основные показатели аккумуляторов и будь в курсе состояния твоего АКБ
Батарейный монитор Victron BMV-700
Монитор подходит для AGM, GEL, а также литиевых батарей LiFePO4, и измеряет напряжение, ток, потреблённую ёмкость, время до разряда, а также может опционально отображать температуру батареи.
Купить
Батарейный монитор Victron SmartShunt 500A
Это интеллектуальный шунт с функциями полноценного батарейного монитора, который подключается к вашему смартфону или GX-устройству через встроенный Bluetooth или VE.Direct порт.
Купить
Батарейный монитор Victron SmartShunt 500A IP65
Улучшенная версия популярного SmartShunt, разработанная для использования во влажных, пыльных или морских условиях, с полной защитой корпуса по стандарту IP65.
КупитьПорог замены и гарантии
Производители автомобилей часто используют 65 процентов как порог одобрения/неодобрения для гарантийной замены, в то время как автосервисы считают 40 процентов показателем конца срока службы. Сорок процентов должны обеспечить еще 6–12 месяцев службы, но значение ниже этого является поводом для беспокойства, и аккумулятор следует заменить, даже если стартер все еще хорошо крутит. Экономные водители (включая автора) предпочитают ждать, но неизменно сталкиваются с разряженным аккумулятором в самый неподходящий момент.
Корреляция емкости и CCA
Чтобы исследовать корреляцию между емкостью и внутренним сопротивлением, Cadex протестировал 175 стареющих стартерных аккумуляторов, измерив CCA и емкость в соответствии с SAE J537. В этом длительном тесте Cadex обнаружил, что корреляция между емкостью и CCA составляет всего 0,55 (1 было бы идеальным совпадением). Это привело к разработке технологии оценки емкости, поскольку полагаться на внутреннее сопротивление или CCA стартерного аккумулятора ненадежно. На рисунке 6 показана тенденция старения стартерных аккумуляторов как функция емкости и CCA.
Рисунок 6: Связь между CCA и емкостью 175 стартерных аккумуляторов
Аккумуляторы в зеленом поле PASS (Пройдено) исправны; красное поле FAIL (Не пройдено) означает поломку. Большинство аккумуляторов завершают срок службы, пересекая линию 40% емкости в левом поле, немногие пересекают линию 50% CCA. Метод испытания: Емкость и CCA были протестированы в соответствии с SAE J537.
Горизонтальная ось X показывает емкость, вертикальная ось Y показывает CCA, звезды – это 175 протестированных аккумуляторов. Стрелка показывает типичную тенденцию старения аккумуляторов, проходящих через «линию емкости» в левом поле PASS. Очень немногие аккумуляторы проходят через «линию CCA».
Это демонстрирует, что стартерные аккумуляторы выходят из строя преимущественно из-за снижения емкости, а не из-за низкого CCA или повышенного внутреннего сопротивления. Эта характеристика наблюдается у большинства свинцово-кислотных аккумуляторов. Измерение емкости является более значимым, чем измерение внутреннего сопротивления, но оценка емкости «на лету» связана с большей сложностью, чем простое снятие омических показаний.
