Чем определяется мощность аккумулятора

Мощность аккумуляторной батареи

Аккумулятор – неотъемлемая часть любого автомобиля. Он используется для запуска двигателя, питания всего электрооборудования, находящегося в машине. Мощность аккумуляторной батарейки относится к важнейшим параметрам, которые нужно учесть при выборе АКБ.

Правильно подобранный аккумулятор прослужит долго и не доставит неприятных сюрпризов владельцу автомобиля.

Мощность аккумулятора

В автомобильных аккумуляторах при повышении разрядного тока в процессе работы стартера происходит снижение среднего напряжения.

Если учесть, что пусковой ток – постоянный, то напрашивается вывод: чем больше мощность, затрачиваемая на запуск двигателя, тем меньше напряжение на клеммах.

При каждой попытке пуска вращение стартера замедляется, энергии становится недостаточно. Таким образом, чем мощнее аккумуляторная батарея, тем с большими оборотами будет прокручиваться маховик стартера и мотор запустится быстрее.

Как определить мощность

Чтобы узнать мощность АКБ, необходимо вспомнить курс физики и электротехники: она определяется путем умножения разрядного тока на среднее разрядное напряжение в цепи.

Параметр мощности особенно важен для аккумуляторов, устанавливаемых в машинах, работающих на дизельном топливе.

Для быстрого запуска мотора требуется, чтобы значение пускового тока у батареи было достаточно высоким.

Расчет мощности в Ваттах

Пусковая мощность – это наибольшее выходное значение, которое может обеспечить аккумулятор на протяжении 30 секунд при температуре -18°С.

Данный параметр, измеряемый в Ваттах, показывает возможность запуска холодного двигателя.

Чтобы рассчитать мощность используется формула

где I – ток разряда стартера при -18°С;

U – среднее арифметическое значение разрядного напряжения, определяемое через одинаковые временные отрезки.

Сравнение мощностей различных батарей осуществляется по пусковому току (чем выше ток – тем АКБ мощнее). Существует множество методик проведения испытаний, принятых в различных государствах и объединениях стран (EN, SAE, DIN, IEC, ГОСТ и другие).

Как выбрать аккумулятор подходящей мощности

Первоначальный подбор АКБ по мощности осуществляется в заводских условиях разработчиками пусковой системы конкретного двигателя для конкретной модели автомобиля.

Для расчетов используют зарядные параметры батареи при 75% зарядки с третьей попытки стартерного разряда.

Разработчиками модели автомобиля задаются такие условия температурного режима:

• для двигателей, работающих на бензине и товарных маслах, задается температура -20°С;
• для дизельных двигателей – от -15 до -17°С.

Для дизелей при пониженных температурах предусматривается использование различных присадок или технических средств для ускорения запуска (аэрозоли, нагрев воздуха, масел, дизтоплива).

Такие же материалы и способы в суровых климатических условиях могут применяться и для запуска карбюраторных двигателей (грузовых, легковых) автомобилей.

Подобранная по мощности и пусковым токам батарею после проведения эксплуатационных и лабораторных испытаний записывают в техпаспорт машины в качестве рекомендованной. Автовладельцы, исходя из указанных параметров, самостоятельно меняют аккумулятор на новый при выходе его из строя.

Основным критерием считается двигатель – его объем и число подключаемого оборудования, суммарно определяющие силу прокручивания стартера. Так же и загруженный всеми потребителями генератор должен обеспечивать зарядку АКБ.

Мощность аккумуляторной батареи, которая определяется временем стартерного разряда, показывает продолжительность обеспечения полноценных попыток пуска двигателя. Потому, чем выше мощность и емкость АКБ, тем у владельца автомобиля больше попыток запуска.

Неискушенный автовладелец может легко запутаться в значениях мощности и тока разряда, указываемых в документах на АКБ от различных производителей. Имеются различия по стандартам DIN (Германия) и ТУ (Россия/СНГ) от разрядного тока по SAE (США) и EN (Евросоюз)

Соотношение определяется таким выражением:

SAE (EN) = 1,7 DIN (ТУ)

Для подбора батареи по мощности следует учитывать требуемый пусковой ток: его значение должно быть как минимум не меньше, чем у установленного ранее аккумулятора и соответствовать указанным в паспорте данным.

Источник

Что такое ёмкость автомобильного аккумулятора и какое значение выбирать?

Автомобильный аккумулятор имеет ряд параметров, по которым его можно выбрать для того или иного транспортного средства. И это не только габариты, масса, расположение выводов. Это ещё и электрические характеристики, по которым можно судить о назначении аккумуляторной батареи. Сегодня в магазинах можно встретить аккумуляторы для мотоциклов, легковых автомобилей, грузовиков и спецтехники. Все они различны по своим показателям. Даже для различных классов легковых автомобилей аккумуляторы отличаются по своим электрическим параметрам. Если выбрать неподходящую АКБ, то могут возникнуть проблемы при последующей эксплуатации. Одна из ключевых характеристик аккумуляторной батареи – ёмкость. О ней мы сегодня и поговорим.

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

Как уже было сказано, ёмкость АКБ измеряется в ампер-часах. Это значение обычно содержит наклейка автомобильного аккумулятора вместе с величиной пускового тока. Пример можно видеть ниже.

Обозначение ёмкости аккумуляторной батареи

Например, значение 72 А-ч показывает, что этот автомобильный аккумулятор сможет на протяжении 20 часов выдавать ток 3,6 ампер. При этом по окончании цикла напряжение на выводах должно составлять не менее 10,8 вольт. Но следует помнить, что этот же аккумулятор не сможет ток 72 ампер в течение 1 часа. При увеличении тока время разряда уменьшается, и это уменьшение выражается степенной зависимостью.

Одним из первых формулу этой зависимости вывел Пейкерт, немецкий учёный. Он вывел следующую формулу:

C_p — ёмкость аккумулятора,

k — коэффициент Пейкерта,

Коэффициент Пейкерта, используемый в формуле является постоянной величиной для определённого вида аккумуляторов. Для автомобильных свинцово-кислотных АКБ число Пейкерта лежит в пределах 1,15─1,35. Эта константа определяется по величине номинальной ёмкости АКБ.

В результате была выведена формула для расчёта реальной ёмкости АКБ при произвольном значении разрядного тока:

E_n — номинальная ёмкость АКБ,

Е – реальная ёмкость аккумулятора,

I_n номинальное значение разрядного тока, при котором установлена номинальная ёмкость. Ток в цикле 10 или 20 часов. Как правило, это 9 процентов от E_n.

Номинальная ёмкость аккумулятора определяется рядом технологических и конструктивных характеристик. Очень сильное влияние оказывают и условия эксплуатации автомобильной аккумуляторной батареи. Среди первоочередных характеристик, влияющих на этот параметр, можно назвать состав электролита, количество активной массы, геометрию и толщину свинцовых пластин. Основными технологическими характеристиками, определяющими величину ёмкости, являются состав и пористость активной массы. Кроме того, на разрядную ёмкость, как уже говорилось выше, влияют величина тока разряда и температура электролита.

Эффективность работы автомобильного аккумулятора можно оценить по следующей формуле:

E_p – ёмкость АКБ, рассчитанная при разряде, А-ч,

E_o – значение, рассчитанное на основе его электрохимических параметров, А-ч.

Как следует из закона Фарадея, чтобы получить ёмкости 1 А-ч, в теории требуется 3,865 грамма Pb, 4,462 грамма PbO₂ и 3,659 грамм H₂SO₄. В сумме получается около 11,986 грамм на 1 А-ч. Но в реальности таких значений добиться невозможно. Полного расходования активных веществ в протекающей химической реакции добиться невозможно. Для реакции с электролитом доступна лишь половина активной массы пластин. Другая половина просто обеспечивает объёмный каркас пластин и механическую прочность электродов.

Как проверить ёмкость АКБ

Некоторые любознательные владельцы автомобилей интересуются, а как измерить ёмкость автомобильного аккумулятора своими руками. Кто-то хочет сделать это из любопытства, другие хотят проверить соответствие реального значения ёмкости тому, что написано на этикетке. Как же это сделать?

Все довольно просто. Все данные для этого уже были приведены выше. Например, можно проверить ёмкость автомобильной АКБ при проведении контрольно-тренировочного цикла. Для этого собирается следующая схема.

Схема устройства для проведения контрольно-тренировочного цикла аккумулятора

Здесь U – напряжение батареи,

Ток разряда выбирается в зависимости от ёмкости автомобильной батареи и цикла разряда (10 или 20 часов). На практике для разряда обычно используют автомобильную лампочку подходящей мощности. Мультиметром можно измерить точную величину проходящего в цепи тока и засекаете время до падения напряжения до 10,8 вольт. Полученное время, умноженное на ток, и будет реальной ёмкостью автомобильной батареи.

Как выбрать правильную ёмкость аккумулятора для своего автомобиля?

Обычно этот параметр аккумулятора подбирают по объёму двигателя. Ниже приводится таблица зависимости от объёма двигателя транспортного средства.

Ёмкость аккумулятора, А-ч	Транспортное средство	Объем двигателя, л
55	легковые автомобили	1 — 1,6
60	легковые автомобили	1,3 — 1,9
66	легковые автомобили (кроссоверы, внедорожники)	1,4 — 2,3
77	грузовые автомобили малой грузоподъемности	1,6 — 3,2
90	грузовые автомобили средней грузоподъемности	1,9 — 4,5
140	грузовые автомобили	3,8 — 10,9
190	спецтехника (экскаваторы, бульдозеры)	7,2 — 12
200	грузовые автомобили (фуры, автопоезда)	7,5 — 17
Ёмкость аккумулятора, А-ч	Транспортное средство	Объем двигателя, л

Как видите, для легковых автомобилей самыми ходовыми являются автомобильные батареи ёмкостью 50─65 А-ч. Для внедорожников обычно устанавливают батареи ёмкостью 70─90 А-ч. Здесь стоит отметить ряд моментов, когда следует брать АКБ с ёмкостью немного больше:

• если в бортовой сети автомобиля работает большое количество потребителей (навигация, регистратор, охранная система, телевизор, различные виды обогрева и т. п.);
• если у вас автомобиль с дизельным двигателем (им для пуска требуется аккумулятор большей мощности).

Но, помните, что слишком высокое значение также «не есть хорошо». Этому есть две причины:

• Бортовая сеть автомобиля, включая генератор, рассчитаны на определённые характеристики аккумулятора. Поэтому могут полностью не заряжать автомобильную АКБ большей ёмкости. В результате работы в таком режиме аккумулятор потеряет преимущество в виде дополнительной ёмкости;
• Стартер автомобиля будет работать в более напряжённом ритме. Это скажется на износе щёток и коллектора. Ведь стартер также рассчитывается под определённые параметры (пусковой ток и т. п.).

Рекомендуем также прочитать статью про виды аккумуляторов для автомобилей.
Вернуться к содержанию

Источник

Ёмкость и мощность аккумуляторной батареи

Неотъемлемой частью автомобиля является аккумулятор. Он необходим для питания бортового электрооборудования и запуска двигателя. Пусковая мощность аккумулятора и его ёмкость — очень важные характеристики, на которые стоит обратить внимание при его выборе. Правильно подобранная батарея прослужит долго и не принесёт неприятных сюрпризов.

Свинцово-кислотный аккумулятор

На автотранспорте применяют свинцово-кислотные аккумуляторы. Такой накопитель представляет собой коробку, заполненную электролитом. В неё погружены свинцовые пластины, разделённые перегородками из пористого пластика (сепараторами).

Электроды изготавливаются в форме плоской свинцовой решётки. Ячейки положительной (анодной) пластины заполнены спрессованным порошком диоксида свинца. Отрицательная (катод) наполняется порошкообразным металлическим свинцом. Использование порошков необходимо для увеличения площади соприкосновения с электролитом, что позволяет значительно увеличить ёмкость.

В основе работы кислотного аккумулятора лежат окислительно-восстановительные реакции при взаимодействии металлического свинца с его диоксидом. Они протекают в электролите, состоящем из дистиллированной воды и серной кислоты.

Особенности эксплуатации:

• нельзя хранить в разряженном состоянии;
• избегать перезарядки и закипания;
• следить за уровнем жидкости (при необходимости доливать);
• удалять с поверхности аккумулятора засохший электролит.

Из-за содержания свинца кислотные аккумуляторы отличаются большим весом. Масса батареи в зависимости от ёмкости может составлять от 15 до 60 кг.

Основные характеристики батареи

Прежде чем покупать аккумулятор нужно понять, каким параметрам он должен соответствовать. Батарея должна хорошо совмещаться со всем оборудованием и электросистемой автомобиля.

Параметры:

• номинальная и резервная электроёмкость;
• пусковой ток;
• мощность;
• размеры;
• масса.

Для запуска двигателя автомобиля понадобится не только необходимый резерв электричества, но и достаточная мощность.

Электроёмкость — это количество электричества, которое можно получить от аккумулятора при его длительном разряде.

Различают два типа ёмкости:

1. Номинальная. Чтобы определить этот показатель, батарея разряжается при температуре 25 °C в течение 20 часов. Для этого используется ток, составляющий 5% от заявленной производителем номинальной ёмкости.
2. Резервная ёмкость определяется разрядом батареи током в 25 А при температуре 26 °C. Эта характеристика показывает, сколько времени в минутах может проехать автомобиль с отключённым генератором.

Для того чтобы разобраться, как определить мощность аккумуляторной батареи, придётся вспомнить физику и электротехнику. Мощность — это разрядный ток, помноженный на среднее значение напряжения в электрической цепи (P=I*Y).

Из формулы видно, что при увеличении мощности, необходимой для запуска двигателя, среднее напряжение в сети автомобиля будет падать, а стартер начнёт работать медленнее. Показатель пускового тока батареи всегда прямо пропорционален её мощности.

Стоит помнить, что пусковой ток и электроёмкость нового аккумулятора не должны быть меньше, чем у старого. В противном случае батарея будет подвергаться глубоким разрядам и быстро износится.

Помимо силы пускового тока, мощности и ёмкости аккумулятора нелишним будет обратить внимание на другие необходимые параметры:

• полярность расположения клемм;
• соответствие габаритов;
• крепление.

Состояние аккумулятора и срок его службы во многом зависит от исправности автомобиля и условий эксплуатации.

Хранение и процессы износа

Для того чтобы уменьшить риск снижения технических характеристик аккумулятора в процессе длительного хранения, необходимо придерживаться следующих правил:

• не допускать полной разрядки;
• температура хранения не ниже -20 °C и не выше +30 °C;
• заряжать ежегодно в течение 48 часов;
• поверхность батареи должна быть чистой во избежание саморазряда.

Некачественный электролит, изготовленный из технической серной кислоты и неочищенной воды, способствует быстрому износу батареи, снижению ёмкости и повреждению электродов.

Главные процессы, разрушающие свинцово-кислотный аккумулятор:

1. Сульфатация — это образование кристаллов солей свинца. Они откладываются на пластинах и препятствуют нормальному прохождению тока.
2. Коррозия — это окислительные процессы, разрушающие свинцовые электроды батареи.
3. Осыпание — активная масса в ячейках положительных электродов теряет нормальное сцепление с основой и отваливается.
4. Дефекты сцепления также приводят к сползанию порошкообразного содержимого токопроводящих пластин.

Вышедшие из строя аккумуляторы не подлежат восстановлению и подвергаются вторичной переработке. Пары тяжёлых металлов способны нанести серьёзный вред человеку и окружающей среде, поэтому кустарная выплавка свинца из батарей опасна для жизни.

Источник