juhist
Вчера 23:48
Можно ли оценить состояние старой свинцово-кислотной батареи по напряжению разомкнутой цепи при полной зарядке?
В современных автомобилях для запуска двигателя, освещения и системы зажигания используются свинцово-кислотные аккумуляторы. В гибридных автомобилях, которые запускают двигатель с помощью высоковольтного аккумулятора, используется тот же принцип, за исключением запуска двигателя. Аналогичным образом, во многих электромобилях есть 12-вольтовый свинцово-кислотный аккумулятор, который заряжается от высоковольтного аккумулятора при включении автомобиля.
Срок службы всех свинцово-кислотных аккумуляторов ограничен. Например, срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов AGM в ИБП для компьютера, которые постоянно находятся под зарядкой напряжением 13,65 В, обычно составляет 5 лет, после чего аккумуляторы выходят из строя. Я не совсем уверен, в чём причина сбоя, но это может быть короткое замыкание ячеек, поскольку в прошлый раз, когда аккумуляторы моего ИБП вышли из строя, это привело к сбою самодиагностики, который, вероятно, был вызван внезапным снижением напряжения до такого уровня, что оно не могло питать инвертор в течение времени, необходимого для переключения обратно на сетевое электричество. Но это также может быть необратимая сульфатация, которая настолько снижает ёмкость, что в момент сбоя аккумуляторы просто не могут удерживать заряд.
С другой стороны, в моей гибридной Toyota RAV4 свинцово-кислотному аккумулятору AGM уже 7,5 лет, но я не уверен, в каком он состоянии. Пока что он не доставлял мне никаких проблем.
В моей предыдущей машине, Toyota Yaris, с аккумулятором EFB, однажды произошёл такой случай: я забыл включить фары, и через два дня машину пришлось заводить с толкача. Впоследствии при запуске двигателя аккумулятор, вероятно, на мгновение терял напряжение (поэтому фары на долю секунды тускнели), после чего я обратился в дилерский центр с просьбой проверить аккумулятор, так как у них было специальное предложение, по которому проверка проводилась бесплатно. В отчёте было написано: аккумулятор в порядке (вероятно, это было измерено по силе пускового тока), но его нужно зарядить (вероятно, это было измерено по напряжению разомкнутой цепи, которое было слишком низким). Но я знаю, что ехал в дилерский центр 20–30 минут и не совершал коротких поездок, так что аккумулятор должен был быть заряжен. Я не думаю, что у них было достаточно времени, чтобы провести надлежащий тест на разрядку и определить ёмкость аккумулятора в ампер-часах.
Я знаю, что старые аккумуляторы не выходят из строя из-за постепенного снижения пускового тока. Вместо этого они выходят из строя из-за постоянного пускового тока, но постепенно снижающейся ёмкости, после чего ёмкость становится настолько низкой, что аккумулятор не может провернуть двигатель даже один раз, когда он разряжается на холостом ходу, а несколько дней простоя автомобиля приводят к тому, что аккумулятор полностью разряжается, так как в нём остаётся всего несколько процентов ёмкости.
Можно ли использовать напряжение холостого хода свинцово-кислотного аккумулятора для оценки его состояния?
Я знаю, что старые аккумуляторы обычно выходят из строя из-за необратимой жёсткой сульфатации, которая приводит к снижению ёмкости. Я также знаю, что при разрядке свинцово-кислотных аккумуляторов происходит мягкая обратимая сульфатация, которая снижает напряжение по мере расходования заряда.
То есть, если у меня есть полностью заряженный аккумулятор, который на 80 % подвержен необратимой сульфатации и имеет остаточную ёмкость всего в 20 %, значит ли это, что напряжение разомкнутой цепи у этого аккумулятора должно быть таким же, как у идентичного нового аккумулятора, который на 0 % подвержен необратимой сульфатации, но был разряжен на 80 % и имеет остаточную ёмкость всего в 20 %?
Если это так, то, на мой взгляд, напряжение разомкнутой цепи свинцово-кислотного аккумулятора в состоянии покоя может многое рассказать о его состоянии, что позволит вовремя заменить его до того, как он выйдет из строя, вместо того чтобы столкнуться с ситуацией, когда автомобиль больше не заводится.
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/96799/can-i-estimate-the-health-of-an-old-lead-acid-battery-by-its-rest-open-circuit-v
Здесь есть несколько заблуждений.
Во-первых, одним словом, нет, вы не можете судить о состоянии свинцово-кислотного аккумулятора по его напряжению разомкнутой цепи при полной зарядке. Исключением может быть физическое замыкание одной или нескольких ячеек или загрязнение электролита.
Однако напряжение в состоянии покоя без нагрузки может указывать на степень заряда. Например, у залитой свинцово-кислотной батареи напряжением 12 В и ёмкостью 78 Ф при 100 % заряда будет измеряться 12,6 В, а при 50 % — 12,33 В.
Недавно заряженный, полностью заряженный пусковой аккумулятор может иметь вполне нормальное напряжение, но как только вы включаете стартер, оно падает до 5 вольт или ниже. Аккумулятор разряжен, но по напряжению вы этого не определите.
Свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В состоит из шести электрохимических элементов. Основным свойством электрохимического элемента является постоянное напряжение при заданной температуре, если он полностью заряжен и через него не протекает ток.
На самом деле я использовал электрохимическую ячейку в лаборатории для калибровки оборудования для измерения напряжения с точностью до 4 знаков после запятой. Этой ячейке было по меньшей мере 25 лет, и для измерения напряжения без протекания тока её нужно было подключить к мостику Уитстона. При точном измерении температуры напряжение ячейки можно использовать в качестве эталона, потому что оно не меняется с возрастом, а зависит только от температуры.
Верно лишь отчасти. Старые аккумуляторы действительно выходят из строя (стареют) из-за снижения доступной пусковой силы тока, а также из-за уменьшения ёмкости. Вот почему единственный принятый в автомобильной промышленности способ проверки исправности стартерного аккумулятора заключается в том, чтобы подвергнуть его измеренной высокой нагрузке и наблюдать за падением напряжения. Один из распространённых способов проверки заключается в том, чтобы установить высокую нагрузку в размере половины номинального значения CCA (холодного пускового тока) аккумулятора и поддерживать ток на этом уровне в течение 15 секунд. Таким образом, аккумулятор ёмкостью 800 CCA тестируется при нагрузке в 400 ампер. В зависимости от температуры окружающей среды напряжение аккумулятора под нагрузкой в конце этого времени должно быть выше определённого значения — обычно в диапазоне 10 вольт, — иначе он не пройдёт тест. Если срок службы аккумулятора подходит к концу, вы обнаружите, что он не может выдать и половины своей ёмкости CCA и не проходит тест даже без учёта напряжения.
Ваш ИБП запрограммирован на проверку аккумулятора путем периодической подачи на него нагрузки в течение определенного времени, а затем измерения степени падения напряжения в конце проверки. Если падение напряжения под нагрузкой становится слишком значительным, ИБП сигнализирует о необходимости замены аккумулятора. Это не означает, что аккумулятор разряжен, но он не сможет вырабатывать энергию в течение расчетного времени при расчетном токе. В следующий раз, когда с вами такое случится, вы сможете посмотреть, как долго проработает ИБП, и сами решить, достаточно ли у него мощности.
Что касается Yaris, то 20–30 минут езды недостаточно для полной зарядки глубоко разряженного аккумулятора. Этого, конечно, достаточно для уверенного запуска двигателя, но это не полная зарядка. На самом деле для полной зарядки аккумулятора с помощью интеллектуального зарядного устройства требуется несколько часов, и только после этого можно провести нагрузочное тестирование аккумулятора.
Тестер нагрузки для угольных аккумуляторов, предназначенный для периодического использования в домашних условиях, стоит гораздо дешевле нового аккумулятора. Я использую свой тестер дважды в год на всех семейных автомобилях: один раз перед зимой и один раз перед летом. Я считаю, что это бесценный инструмент для любого механика-любителя, потому что он позволяет точно определить состояние пускового аккумулятора, а не менять его наугад или, что ещё хуже, застрять где-нибудь с аккумулятором, который казался исправным... пока не оказался таковым!