Какова должна быть оптимальная ёмкость автомобильного аккумулятора? Что характеризует эта величина и на что она влияет? Разбираемся вместе в этой статье.
Что такое емкость аккумулятора
Аккумуляторная батарея (АКБ) – устройство для многоразового накопления и расходования электрической энергии. Объем накапливаемой энергии и есть емкость аккумуляторной батареи. От чего зависит емкость АКБ? В первую очередь от площади гальванической пары.
Каждый аккумулятор имеет катодные и анодные пластины, создающие определенный электрический потенциал. Называются эти пластины гальванической парой, а аккумуляторы – гальванической батареей. Чем больше площадь пластин гальванической пары, тем больше объем энергии. Для увеличения напряжения последовательно соединяют несколько гальванических пар. Получается батарея, рассчитанная на определенное напряжение. При этом емкость аккумулятора тоже увеличивается за счет каждой добавленной пары.
Совершенствование технологии в производстве аккумуляторов позволяет добиваться повышения емкости при сохранении или даже уменьшении размеров АКБ. Например, за счет изменения толщины пластин в парах. В основной состав применяемого материала добавляют различные компоненты для улучшения прочности конструкции катода и анода, устойчивости к химическим процессам. Так, кальций постепенно вытесняет сурьму из свинцово-кислотных батарей.
Изменяют и технологию изготовления пластин. Вместо плоских появились сепараторные. Сепараторы стали заполнять пастами и намазками, состав которых тоже постоянно совершенствуется. Все это позволяет получать большую емкость, срок службы и в некоторых случаях более высокий потенциал пары.
Напряжение гальванической пары зависит от технологии, применяемой в накоплении энергии. Существует более 30 типов аккумуляторов, определяемых по применяемым материалам. Выше потенциал пары – выше электроемкость батареи. Серийно выпускаемые аккумуляторы по видам применяемых материалов чаще всего бывают:
| Гальваническая пара | Напряжение пары, В |
| свинцово-кислотные, Pb | 2,1 |
| никель-кадмиевые, Ni-Cb | 1,2 |
| никель-металл-гидридные, Ni-MH | 1,2 |
| литий-ионные, Li-ion | 3,7 |
| литий-полимерные, Li-pol | 3,7 |
| никель-цинковые, Ni-Zn | 1,6 |
Потенциал между анодом и катодом появляется в условиях протекания химических процессов. А интенсивность большинства химических реакций зависит от температуры. Поэтому емкость аккумулятора зависит и от температуры. Стандартной температурой, при которой принимается 100% емкость батареи, является 25 оС. Считается, что с изменением температуры на 1 градус емкость гальванической батареи меняется на 1%. С ростом температуры – в большую сторону, при ее снижении – в меньшую. Этот эффект часто используют в зимнее время, когда АКБ снимают с машины и заносят в теплое помещение.
Единицы измерения емкости аккумулятора
В физике электрическая емкость определяется в Кулонах, где 1 Кл равен силе тока в 1 Ампер за 1 секунду. Следовательно, 1 ампер в час равен 3600 Кл или 3,6 кКл (килокулон). А измеряется электрическая емкость в Фарадах, где 1 Фарад равен 1 Кл/В. Ведь при отдаче электроэнергии напряжение на клемах аккумулятора снижается. Разряжать полностью большинство аккумуляторов не рекомендуется. Есть минимальный порог допустимого снижения напряжения гальванической пары, установленный для сохранения ее работоспособности на протяжении длительного времени.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Однако на практике объем энергии принято указывать в ампер-часах, где 1 Ач равен силе тока 1 А в течение часа. Это упрощает пользователям ориентироваться в выборе подходящей по емкости АКБ для своих нужд. На автомобильных аккумуляторах она обозначается в ампер-часах (Ач). Если батарея имеет очень маленькую емкость, токи от которой измеряются миллиамперами, то она указывается в миллиампер-часах (мАч). Аналогично указывается у батареек, не предназначенных для повторного заряда. В международной системе эти параметры обозначаются Ah и mAh.
Источник: http://acums.ru/akkumulyatory/emkost-v-chem-izmeryaetsya-chto-eto-takoe-ostatochnaya-i-rezervnaya-kak-proverit
Что обозначает параметр
Характерным параметром для любой батарейки является его объем. Этот параметр обозначает количество времени, во время которого батарея может давать энергию подключенному устройству. Емкость измеряется в амперах, а обозначает этот показатель как ампер-час. Для совсем компактных АКБ обозначение идет в миллиамперах.
Единица измерения емкости ничто иное как произведение тока, при котором разряжается АКБ, на временной промежуток потери накопленного заряда. Иными словами, батарея емкостью в 40 А/ч, способна отдавать 40 Ампер за час работы.
Источник: http://batteryzone.ru/accumulator/emkost-akkumuljatora
1. Емкость аккумулятора — самая важная техническая характеристика аккумулятора
Емкость аккумулятора показывает, сколько времени аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Обычно емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах, а для небольших аккумуляторов — в миллиампер-часах.
Сама единица измерения показывает, что емкость аккумулятора является произведением постоянного тока разряда аккумулятора (в амперах, иногда в миллиамперах) на время разряда (в часах):
Е [А * час] = I [А] х T [час]
Источник: http://at-systems.ru/quest/new-quest/what-is-capacity-y.shtml
Основные характеристики аккумулятора
К основным характеристикам автомобильного аккумулятора относятся следующие:
- Электродвижущая сила;
- Ток холодной прокрутки;
- Ёмкость;
- Масса;
- Типоразмер;
- Полярность;
- Степень заряженности;
- Срок эксплуатации;
- Саморазряд;
- Срок хранения.
Ёмкость автомобильной аккумуляторной батареи является одной из ключевых её характеристик. Для автомобильных аккумуляторов эта величина измеряется в ампер-часах (А-ч). Давайте, подробнее познакомимся с этой характеристикой. Возможно, вам также пригодиться
таблица веса аккумуляторов
.
Вернуться к содержанию
Источник: http://akbinfo.ru/ustrojstvo/jomkost-avtomobilnogo-akkumuljatora.html
Связь параметра с энергией
Достаточно частое заблуждение в том, что объем АКБ считается показателем, который характеризует энергию накопленной батарейкой. Способность к накоплению заряда является зависимым напрямую от напряжения. Исходя из этого можно сделать вывод — чем большее напряжение батареи, тем больше она способна накопить количество энергозаряда. Электрическая энергия является перемножением тока при заряде, напряжении самой батареи и времени протекании тока. Выражается это все уравнением:
В приведенном примере используются такие обозначения, как:
- W – числовой показатель накопленной энергии, Джоуль;
- U – напряжение батареи, Ватт;
- I – значение постоянного тока, Ампер;
- Т — Время разряжения батареи, час.
А так как время разряда и постоянный ток дают объем аккумулятора, можно вывести другую формулу энергии:
Эта формула показывает, как связана энергия и объем АКБ. Если подключить последовательно несколько батареек с одинаковым значением объема, то числовое значение энергии представится как перемножение электроэнергии одного элемента помноженное на количество в связке.
Важно! Некоторые производители батарей не указывают емкость в амперах час, а показывают числовое значение запасаемой энергии в Ватт час.
Источник: http://batteryzone.ru/accumulator/emkost-akkumuljatora
Методы измерения емкости АКБ
Для измерения емкости в тех же единицах, в которых она указана, следует создать электрическую нагрузку с известной силой тока. Кроме того, нужно измерить время, в течение которого АКБ сможет питать нагрузку, пока напряжение на клеммах не снизится до минимального порога. Минимальное допустимое напряжение устанавливается производителями в случае, когда снижение ниже этой величины может привести к необратимым процессам, в результате которых АКБ потеряет часть своей емкости после повторного заряда. При этом срок службы АКБ также может сократиться. Для свинцово-кислотных АКБ с кальциевыми добавками типа Pb/Ca или Ca/Ca порог минимального напряжения составляет примерно 10,5 В. Точное значение производители указывают в паспорте на АКБ.
Для измерения силы тока используется амперметр. Поскольку под нагрузкой напряжение на клеммах снижается, сила тока тоже уменьшается, поэтому следует периодически – каждый час или чаще – фиксировать показания амперметра. Чтобы не превысить минимально допустимое напряжение, следует контролировать его показания вольтметром.
Важна также сила тока нагрузки. Чем больше ее значение, тем меньший объем энергии покажут измерения. Даже под нагрузкой в батарее проходят процессы, частично восстанавливающие ее заряд. Но скорость этих процессов конечная. При малых токах АКБ будет успешнее восстанавливать свой заряд и сможет дольше питать нагрузку. Поэтому для определения емкости АКБ под нагрузкой в целях ее сравнения и оценки в равных условиях с другими элементами установлены рекомендованные величины тока нагрузки.
Аккумуляторы проверяют нагрузкой с током, равным 1/10 и 1/20 его емкости. Это еще называется 10-часовым разрядом и 20-часовым разрядами. В первом случае определяют работоспособность АКБ для запуска двигателей внутреннего сгорания. Во втором случае – реальную полную емкость батареи. Она будет несколько выше, чем при 10-часовом разряде. Перед началом измерения АКБ должен быть полностью заряжен и отстояться не менее 3 часов для выравнивания плотности заряда по всему объему аккумулятора.
По достижении минимального допустимого уровня напряжения нагрузку отключают. Полученные значения тока за каждый час складывают. Первое измерение тока при подключении нагрузки не учитывают. Если измерения производились чаще 1 раза в час, то складывают среднее значение тока за каждый час. Полученная сумма даст емкость АКБ в ампер-часах. Точность измерения зависит от точности определения силы тока.
Для удобства проведения измерений существуют специальные электронные счетчики, учитывающие величину тока и время нагрузки одновременно. Некоторые даже могут самостоятельно отключать нагрузку при установленном значении минимального напряжения. Точность измерения подобного счетчика – до 1%.
Резервная емкость АКБ
На автомобильных аккумуляторах производители наносят важные обозначения: напряжение батареи, емкость и максимальный пусковой ток, который батарея может выдать во время стартерного пуска при температуре -18 оС. С некоторых пор появился еще один показатель АКБ – резервная емкость батареи (RC, reserve capacity).
Под резервной емкостью АКБ понимают возможность полностью заряженной батареи питать бортовую сеть автомобиля во время его движения с неработающим генератором. Конечно, у каждого автомобиля своя нагрузка. Поэтому для равной оценки АКБ принято считать, что в среднем нагрузка составляет 25 А. Это работа системы зажигания, фар, дворников, топливного насоса и другого оборудования автомобиля, необходимого для безопасного движения в ночное время или дождливую погоду.
Изначально указание RC было ловким маркетинговым ходом тех производителей, чьи АКБ не могли соревноваться по пусковым токам со стартерными батареями, но зато имели хорошие тяговые характеристики. Но вскоре этот показатель стали вносить в технические характеристики почти все ведущие производители аккумуляторов. Особенно если они были вполне конкурентоспособными.
Измерить резервную емкость можно нагрузкой 25 А. Время, в течение которого батарея будет питать нагрузку до достижения 10,5 В, измеряется в минутах. Полученный результат и есть резервная емкость. Чем больше ампер-часов у батареи, тем большее значение будет иметь RC. Поэтому сравнивают RC у батарей с одинаковой емкостью.
Остаточная емкость АКБ
В течение всего срока эксплуатации АКБ подвергается многократным циклам разряда и заряда. При этом она испытывает недозаряд при коротких поездках и перезаряд при длительных. А в зимнее время при неудачных пусках – глубокий разряд. К сожалению, большинство автомобилей не имеет специальных зарядных устройств (интеллектуальная зарядка батареи). Фактическая или остаточная емкость имеет прямую зависимость от режима эксплуатации. По этим причинам АКБ со временем теряют часть емкости, и каждого водителя интересует, какая остаточная электроемкость батареи. Считается, что если она будет менее 50% от первоначальной, аккумулятор требуется заменить.
Существуют различные методики определения остаточной емкости: с формулами, применением специальных приборов, использованием таблиц. Их цель – сэкономить время расчета. Это необходимо, когда в эксплуатации находится большое количество батарей. На практике в домашних условиях проще провести измерение оставшейся емкости путем разряда АКБ под нагрузкой с током 1/20 от начальной емкости батареи в вышеуказанном порядке. Полученный результат и будет остаточной емкостью АКБ.
Источник: http://acums.ru/akkumulyatory/emkost-v-chem-izmeryaetsya-chto-eto-takoe-ostatochnaya-i-rezervnaya-kak-proverit
Показатели, влияющие на емкость
Емкость аккумулятора не является одиночным показателем, который независим. На самом деле он прямо зависит от многих параметров АКБ. К ним можно отнести резервную, энергетическую емкость. Они прямо влияют на номинальное значение.
Энергетическая
Такой показатель АКБ, как энергетическая емкость измеряется в Вт/элементах. Этот параметр указывает на то, что аккумулятор способен отдавать заряд на протяжении некого периода времени с постоянной мощностью. Как правило, временной промежуток составляет 1/4 часа или менее. Такой параметр наиболее популярен за рубежом, но сейчас набирает известность и в России.
Для того, чтобы приблизительно рассчитать энергетическую емкость аккумулятора, которая измеряется в Ампер-час, обозначается как Вт/ч, нужно воспользоваться формулой:
В расчете емкости аккумулятора используются такие обозначения, как:
- Q – энергетическая емкость АКБ, получаемая в ходе расчётов;
- W – объем аккумулятора, Вт/ч.
По итогу получается простое разделение временного промежутка. При покупке аккумуляторов стоит смотреть на обозначения его энергетического объема.
Резервная
Также у АКБ есть еще один параметр, который характеризует его работоспособность. К ней относится резервный объем батареи. Как правило, такой параметр характерен для аккумуляторов автомобилей.
Эта характеристика говорит о том, что АКБ способно питать движущийся автомобиль, его устройства в то время, когда штатный генератор авто вышел из строя. Резервная измеряется во времени (минуты), за которое разряжается акум с током величиной 25 А.
Для вычисления номинальной емкости АКБ по известным показателям резервной используют следующую формулу:
В уравнении используются такие обозначения емкости:
- Q – номинальная;
- Т – резервная.
Источник: http://batteryzone.ru/accumulator/emkost-akkumuljatora
Емкость аккумулятора и его заряд (заряженность)
Довольно часто пользователи приравнивают такие показатели как объем батареи и ее заряд или заряженность. Это в корне неправильно и считается ошибочным заблуждением.
На самом деле емкость аккумулятора обозначит максимальное значение потенциала батареи. По-другому это говорит о том, что батарея способна накопить некоторое количественное значение энергии при заряжённом состоянии.
А вот заряд АКБ обозначает энергию, которая требуется для питания нагрузки. Из этого вытекает, что обозначения зарядов одной батареи бывает разным, и это подчиняется в первую очередь времени заряженности аккумулятора. А вот объем как в разряженном, так и в заряженном положении не изменяется.
Для лучшего понимания этих сравнений требуется представить бокал, наполненный жидкостью. Объем стакана есть емкость, а вот уже количество воды в нем — это заряд. Значит, что емкость АКБ никак не зависит от количества заряда в нем.
Источник: http://batteryzone.ru/accumulator/emkost-akkumuljatora
3. Японский стандарт (JIS). Емкость при 5-и часовом разряде.
Многие автовладельцы не знают, что в Японии емкостные испытания аккумулятора разрядным током 1 Ампер производят при 5-и часовом разряде, а не при 20-и часовом, как в Европе или России. Некоторые считают, что японские АКБ «маломощные», хотя это не так.
Чтобы привести величину емкости указанную на корпусе японского АКБ к европейскому стандарту, нужно умножить ее на 1,25. Например, если на АКБ написано 50 , то «по нашему» это 62,5 (50*1,25 = 62,5).
Источник: http://akb.ru/kak-opredelit-emkost-akkumulyatora/
Какая емкость аккумулятора лучше
При необходимости заменить аккумулятор, емкость АКБ номинальная представляет собой важный параметр, на который следует обращать особое внимание. С учетом того, сколько аккумуляторов представлено в продаже, многие автолюбители допускают ошибки.
Многие считают, чем больше в автомобиле электрооборудования, тем мощнее должна быть батарея. Обратите внимание, не для каждого автомобиля нужна батарея с большой емкостью! Более того, рекомендованную емкость лучше не превышать.
Например, если легковой автомобиль имеет двигатель объемом до 2.0 литра, для такого мотора достаточно аккумулятора емкостью 60-72 Ач. В любом случае, аккумулятор нужно подбирать с учетом рекомендаций производителя автомобиля, а рекомендованную емкость лучше не превышать больше чем на 5 Ач.
Источник: http://krutimotor.ru/emkost-akkumulyatora-avtomobilya-chto-eto-takoe-i-kakaya-luchshe/
Контроль саморазряда
Каждый аккумулятор неизбежно теряет заряд. Для контроля расхода ампер часов аккумулятора расчёты обязательно необходимы. Сначала нужно вычислить энергию, которая хранится в накопителе на момент полного заряда. Делать это придётся сразу же после отключения аккумулятора от сети. Рекомендуем: Аккумулятор для Хендай Солярис (Hyunday Solaris)
Затем нужно оставить его где-то на месяц, а после повторить действия. Если сроки не терпят, то можно подождать всего неделю, а результат умножить на четыре. Нормальными значениями расхода для среднего устройства считается десятая часть от полной ёмкости в неделю либо четыре таких части в месяц.
Если энергия теряется слишком быстро, то следует разобраться с причинами неисправности. Она может быть связана с большими показателями сопротивления. Чтобы снизить значение Ом в сети, надо заменить стальную пружину — держатель аккумулятора. Если шунтировать элемент медным проводом, то это должно изменить ситуацию. Иначе нужно задуматься о полной замене устройства на новое.
Источник: http://synergetic59.ru/sekrety-i-fakty/chto-pokazyvaet-emkost-akkumulyatora.html