4 Емкость аккумулятора

1 Емкость аккумулятора можно измерит насколькими способами, зависящими от его конструкции.

Емкость обычно пропорциональна суммарной площади пластин, поэтому аккумуляторы набираются из нескольких тонких пластин вместо двух толстых + и -.

Важен уровень электролита - он не должен быть ниже верхнего края активных пластин.

Со временем происходит сульфатация пластин, уменьшающая их активную площадь, а следовательно, и емкость,

2 Способ определения емкости зависит от того, какую именно характеристику мы хотим знать, Еспи, например, нам хотелось бы знать, как долго аккумулятор может давать ток 25 А при не работающем двигателе, то нужно определить остаточную емкость.

Однако, самой важной функцией аккумулятора в автомобиле является прокрутка стартера в течение сравнительно короткого периода. После запуска двигателя все потребители на автомобиле могут питаться от генератора, Дпя того, чтобы владелец мог оценить это качество аккумулятора, ему нужна характеристика холодного луске.

Наконец ампер-часовая характеристика показывает, какой ток может давать аккумулятор в течение заданного промежутка времени.

Рассмотрим эти характеристики более подробно.

Характеристикой холодного пуска является ток, который аккумулятор может дать при температуре -18°С в течение заданного промежутка времени пока напряжение на клеммах аккумулятора не упадет до минимального уровня. К сожалению, существует несколько стандартов, которые задают это время и минимальное напряжение - BS (Английский стандарт), DIN (Немецкий стандарт) и SAE (Общество автомобильных инженеров):

Стандарт

Длительность

60 секунд 30 секунд 30 секунд

Конечное напряжение

8.4 Вопьт 9.0 Вопьт 7.2 Вопьт

Наибольшее чиспо дает стандарт SAE, поэтому важно сравнивать аккумуляторы в одном стандарте.

Немецкие аккумуляторы маркируются 5-цифровым номером изготовителя, затем следуют: номинальное напряжение, емкость в ампер-часах и ток холодного пуска, например:

00111 12V BOAh ЗООА

Остаточная емкость определяется как время в минутах, за которое напряжение аккумулятора упадет до 10.5 Вольт при токе разряда 25 А при температуре + 25°С.

Ампер-часовая емкость показывает, какое количество энергии в ампер-часах можно получить от полностью заряженного аккумулятора, пока напряжение в аго секциях не упадет до 1.8 В (ипи до 10.8 В-дпя 12-вольтового аккумулятора).

Интенсивность разряда при определении этой характеристики определяется временем разряда - 20-часовой ипи 10-часовой

режим (в настоящее время применяется преимущественно 20-часовой режим разряда). Например, можно ожидать, что аккумулятор емкостью 50 а.ч будет в течение 20 часов давать ток 2.5 А, пока напряжение на его клеммах не упадет до 10,8 В.

Если разряжать аккумулятор током, например, 5 А, то теоретически его разряд будет длиться 10 часов (5 А х 10 ч = 50 а.ч). На самом деле в этом режиме аккумулятор разрядится быстрее, примерно за 8.6 часа.

Ампер-часовая характеристика позволяет также рассчитать время заряда аккумулятора. Например, полностью разряженный аккумулятор емкостью 50 а.ч теоретически можно зарядить током 5 А за 10 часов, однако к.п.д. заряда не равен 100%, поэтому расчетную емкость надо несколько увеличить, скажем, в 1.3 раза. Тогда для заряда упомянутого аккумулятора током 5 А потребуется 13 часов, что более реально.

3 Емкость аккумулятора зависит от температуры. С повышением температуры емкость увеличивается в связи с тем, что ускоряются химические процессы и электролит легче проходит через поры сепараторов к пластинам.

5 Зарядный ток

1 При заряде аккумулятора на автомобиле зарядный ток устанавливается автоматически регулятором генератора. Регулятор учитывает степень заряженности аккумулятора, которая зависит от предшаствующих нагрузок, а также от возраста и состояния аккумулятора.

2 При заряде аккумулятора от внешнего зарядного устройства необходимо зарядный ток рассчитать и установить. Если Вам некуда торопиться, то приемлемым будет ток, составляющий примерно от 0.1 до 0.3 от емкости аккумулятора.

3 Например, дпя полностью разряженного аккумулятора емкостью 36 а.ч расчетная емкость составляет 4В.В а.ч (36 х 1.3), а зарядный ток = 0,1 х 46.8 = 5 А (приблизительно).

4 Мошное зарядное устройство может заряжать сразу несколько аккумуляторов, как показано в качестве примера на рис. 5.13. При подсоединении ипи отсоединении аккумуляторов следует отключать зарядное устройство, чтобы случайная искра не подожгла выходящие из аккумуляторов газы.

Обратите внимание: в этом примере суммарное напряжение аккумуляторов в одной последовательной цепи должно составлять 24 В.

Быстрый заряд

5 Такой режим заряда требует осторожности и рекомендуется лишь в экстремальных случаях (см. рис, 5.14].

Аккумулятор можно ускоренно зарядить до 70 ... 80% от его номинальной емкости, следя за тем, чтобы его температура не превысила 43°С. Желательно при быстром заряде контролировать температуру электролита, например с помощью термо-зонда, который вставляется в одну из средних секций аккумулятора (см. рис. 5.15). Обычно ускоренный заряд занимает от 30 до 60 минут в зависимости от начального состояния аккумулятора.

Заряд аккумуляторов, не требующих обслуживания

6 Аккумуляторы этого типа очень чувствительны к перезаряду При заряде вне автомобиля напряжение зарядного устройства в идеале должно составлять 14.4 В, По мере заряда напряжение

Зарядная станция

24 V

Рис. 5.13. Пераллельно-последовательная зарядка аккумуляторов

Рис. 5.14. Устройство быстрого заряда

аккумулятора растет и процесс заряда прекратится, когда напряжения сравняются.

При заряде необслуживаемого аккумупятора следует соблюдать следующие правила:

а) никогда не пользуйтесь режимом быстрого заряда;

б) никогда не пользуйтесь зарядной станцией с выходным напряжением свыше 15.8 В;

в) прекратите заряд, если аккумулятор начал выделять газы.

Рис. 5.15. Контроль температуры при быстром заряде

6 Заправка аккумулятора электролитом

1 Для заправки сухого аккумупятора электролитом иногда требуется приготовить электролит требуемой плотности, смешивая кислоту с водой.

Э Эта работа требует большой осторожности, желательно при ее выполнении надевать защитные очки.

3 Перед началом работы подсчитайте примерно сколько воды и концентрированной кислоты Вам потребуется. В таблице (см. рис. 5.16] дано соотношение воды и кислоты для получения электролита нужной Вам плотности (удельный вес кислоты принят 1.835 г/см=].

4 ЛЕЙТЕ КИСЛОТУ В ВОДУ. НО НЕ НАОБОРОТ! При смешивании кислоты с водой смесь сильно разогревается. Пейте кислоту в воду тонкой струйкой и сразу тщательно размешивайте, пока не получите электролит требуемой плотности (см. рис. 5.17).

7 Холостое напряжение аккумулятора

1 Холостым называется напряжение на клеммах аккумулятора, к которому не подключена нагрузка.

2 Холостое напряжение зависит от удельного веса электролита и определяется для одной секции аккумулятора следующей эмпирической формулой;

Холостое напряжение = удельный вес (г/см) + 0.84

Так. если удельный вес электролита в секции равен 1.25, то

Напряжение секции = 1.25 + 0.84 = 2.09 В Напряжение аккумулятора = 2.09x6 = 12.54 В (поскольку 12-вопьтовый аккумулятор состоит из В секций).

Само по себе напряжение холостого хода не имеет значения, но оно требуется дпя расчета сопротивления дополнительных нагрузок на аккумулятор. Дпя измерения напряжения холостого хода следует пользоваться вольтметром с большим внутренним соспротивлением.

8 Внутреннее сопротивление

1 У аккумулятора есть внутреннее сопротивпение, но оно для свинцово - кислотных аккумуляторов очень мало, если аккумулятор в хорошем состоянии. Именно по этой причине аккумуляторы такого типа незаменимы в автомобилях, где требуется очень большой ток дпя прокрутки стартера.

2 На рис. 5.18 показана схема аккумулятора с эквивалентным внутренним сопротивлением. Простые арифметические вычисления показывают, что еспи, например, внутреннее сопротивление аккумулятора составляет 0.05 Ом, то при холостом напряжении аккумулятора 12 В и токе нагрузки 10 А

напряжение на клеммах = 12 - внутреннее падение аккумулятора напряжения = 12 - (10 х 0.05)

= 11.5В

Приведенная ниже таблица показывает зависимость напряжения на клеммах аккумулятора оттока нагрузки.

Рис. 5.16. Соотношение воды и концентрированной серной кислоты (по объему) для получения электролита заданной плотности

Мешалка

Дистиппированная вода

Рис. 5.17. Смешивание кислоты с дистиллированной водой

Холостое напряжение

128 12В 12В 128

Ток нагрузки падение

10А 20 А 50 А 100А

Внутреннее на клеммах

0.5 В 1.0В 2.5 В 5.0 В

Напряжение напряжения

11.5В 11.0В 9.5 В 7.0 В

Примечание. В примере рассмотрен аккумулятор не лучшего качества. Новый хороший аккумулятор емкостью 50 а.ч имеет внутреннее сопротивпение примерно 0.005 Ом при нормальной температуре.

3 Внутреннее сопротивление складывается из нескольких локальных сопротивлений, а именно, между электродами и электролитом, сопротивления самих электродов и внутренних соединений, а также сопротивления электролита ионному потоку (ионы - это частицы, движущиеся в электролите и несущие положительный ипи отрицательный заряд).