В современном автомобиле ведущую роль в момент старта двигателя играет аккумулятор. От исправного состояния источника питания и его эксплуатационных характеристик зависит работа всей бортовой электросистемы. Также необходимо, чтобы все выходные параметры, включая ёмкость, вольтаж и количество ампер, находились в пределах нормы.
Что такое сила тока
Электричество в аккумуляторных батареях вырабатывается за счёт химических реакций при взаимодействии электролита (кислотный или щелочной раствор определённой плотности) и свинцовых пластин, выступающих в качестве электродов. В результате образуется ток – упорядоченное движение заряженных частиц. Силой тока принято называть количество электричества, перемещающееся в поперечном сечении проводника за единицу времени (секунду).
Классический вариант при идеальных условиях предполагает, что сила тока на всём участке цепи неизменна. Практика доказывает, что на итоговое значение оказывают влияние различные внешние факторы:
- окружающая температура;
- возможные источники электромагнитного излучения, находящиеся поблизости;
- сложность электрической цепи и пр.
Для автомобильного АКБ важным параметром является пусковой ток, который в некоторых источниках называют ещё и током холодной прокрутки (Cold Cranking Amps – CCA).
В России установлены государственные стандарты для производителей автомобильных источников питания по CCA. Нижние пороговые значения батарей лимитированы в ГОСТ 53165-2008. По действующему на сегодня стандарту без посадки АКБ обязана выдавать на клеммах ниже 9 В на протяжении 30 секунд при окружающей температуре -180 С.
Такой параметр как ёмкость аккумуляторной батареи связан с количеством электричества. Значение измеряется в ампер-часах. Во время обычной эксплуатации автомобилистам не рекомендуют разряжать АКБ ниже предельных минимальных значений. Это негативно скажется на дальнейшей эксплуатации прибора.
Значение ёмкости помогает вычислить ориентировочный период отдачи батареей заряда. Ёмкость находится в прямой зависимости от силы тока, поэтому во время испытаний нормируются условия разряда. Для большинства аккумуляторов установлена ёмкость 60 Ач, соответственно для двадцатичасового разряда ампераж составит 3 А, а для десятичасовой работы – 6 А. Для тока разряда в 25 А типовая ёмкость АКБ составит 40 А, обеспечивая питанием бортовую систему на протяжении 96 минут.
Типы аккумуляторов
Прежде чем узнать, сколько обычно ампер в классическом аккумуляторе легкового автомобиля на 12 вольт, разберёмся с типами источников питания. Существуют такие наиболее популярные варианты батарей, как кислотные и щелочные. В первом случае металлические пластины (электроды) погружены в раствор серной кислоты, а во втором случае жидкость представляет собой щелочной раствор.
Для северных регионов не рекомендуется ставить щелочные источники питания, так как они себя плохо проявляют при низкой температуре.
Вне зависимости от того, сколько реально ампер в щелочном автомобильном аккумуляторе, они выпускаются в двух исполнениях: никелевые и литиевые. Первые могут иметь в связке кадмий либо металл-гидроксид. Такие аппараты в связи с крупными габаритами больше востребованы на электропогрузчиках либо в грузовиках, так как там есть больше пространства для расположения ячеек, обладающих меньшим удельным током, в сравнении с кислотными аналогами.
Литиевые источники питания дешевле в производстве, но на практике весьма чувствительны к низкой температуре. Данное оборудование оказалось востребованным в электромобилях.
Кислотные АКБ выпускаются таких типов:
- Сурьмянистые. Свинцовые пластины включают в себя более 5% сурьмы. Хотя такая батарея способна выдержать значительное количество разрядов/зарядов, но за счёт других недостатков не находит применения в современных авто.
- Малосурьмянистые. Изготавливаются по аналогичной технологии, что и сурьмянистые аккумуляторы, но с меньшим процентным содержанием сурьмы. Имеют более качественные практические характеристики.
- Кальциевые. Пластины в них изготовлены с добавлением кальциевых соединений (без сурьмы). В некоторых моделях электроды включают в себя сплавы серебра. Источники питания достаточно чувствительны к частым глубоким разрядам, но имеют стабильные эксплуатационные параметры.
- Гелевые или AGM батареи. Данная технология предполагает, что электролит находится в желеобразном (гелевом) состоянии. Подобные модели существенно выше по цене, чем жидкостные аналоги – в 2–3 раза. Плюсами их являются высокая стойкость к частым глубоким разрядам и хорошие выходные параметры, а к минусам – необходимость качественного зарядного устройства со сниженными параметрами тока и стабильными потребителями.
Количество ампер в заряженном аккумуляторе автомобиля
На корпусе батареи или в инструкции (паспорте) по эксплуатации указана её ёмкость. Рассмотрим, как самостоятельно проверить указанные амперы на вашем аккумуляторе. Ёмкость важна для автомобилиста, так как с её помощью можно узнать, сколько заряда успеет отдать батарея в течение определённого промежутка времени. Параметр измеряется в ампер-часах.
Мониторинг осуществляется под нагрузкой и без неё. Показания выдаёт мультиметр, а нагрузкой служит обычная лампа. Хорошую работу должен показывать заряженный аккумулятор, когда лампочка долго горит, если же она быстро начинает гаснуть, то АКБ неисправный. В подобном тестировании рекомендуем брать лампу на 35–40 Вт, удерживать её около 2 минут.
Исправным можно считать автомобильный аккумулятор, который был заряжен до измерений и после нагрузки выдавал напряжение выше 12,4 В. При сниженных значениях стоит подумать о приобретении нового источника питания.
Большинство источников питания, располагающихся в подкапотном пространстве легковых автомобилей, обладают объемом на 55–65 Ач. Этого вполне хватает, чтобы заводить мотор в любую погоду. Однако стоит учесть, что у стоящего в гараже или на парковке автомобиля постепенно идёт расход тока на мелкие нужды, например, часы с приборной панели, сигнализация, центральный замок, контроллер впрыска и пр. Если суммарный объём потребителей не превышает 50–70 мА, то это не окажется критическим. В противном случае требуется подумать о снижении расхода тока или о покупке более мощной АКБ, которая сможет выдавать больше энергии.
Емкость аккумуляторной батареи.
Емкость аккумуляторов
— это количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).
Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:
C=Ip *tp,гдеС– емкость, Ач;
Ip– сила разрядного тока, А;
tp– время разряда, Ч.
Номинальная емкость
— емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.
Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.
Пример оценки ёмкости батареи 20-ти часовым режимом разряда током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости). Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.
Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.
Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.
Емкость остаточная
– величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечногонапряжения.
Резервная ёмкость аккумуляторной батареи
— время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.
Емкость зарядная
— количество электричества, сообщаемое аккумулятору во времязаряда.Зарядная емкость акб всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.
При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I * t, где t — время заряда.
Измерение емкости ведется до падения напряженияхотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.
В течение срока службы емкость акб изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.
Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличияпосторонних примесей в электролитеи других факторов.
При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-х часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.
С повышениемтемпературы электролитаемкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы.Это происходит потому что, при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление.Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.
При низкихже температурах емкость и полезное действиеАКБбыстро уменьшается.
Если увеличить концентрацию (плотность электролита), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.
Как следует заряжать автомобильный аккумулятор
Существует несколько способов зарядки батареи в автомобиле. В первом случае можно обойтись силами встроенного оборудования в машине. Достаточно завести мотор, не снимая батареи, и погонять его на высоких оборотах около 10–15 минут. Проделывать подобную операцию необходимо не в гаражах или в закрытых боксах, а на открытом воздухе, чтобы не отравиться ядовитыми выхлопами.
Мероприятие рекомендуем проводить в дневное время, чтобы исключить использование электроосветительных приборов. Также надо отключить аудиосистему, подогрев стёкол, зеркал, руля, кресел и остальных потребителей электричества.
Во втором случае потребуется внешнее зарядное устройство. Предпочтительнее достать АКБ из машины и проводить зарядку батареи, установив её на ровную горизонтальную поверхность. Далее проводим такие действия:
- в обслуживаемых батареях слегка вывинчиваем пробки, чтобы обеспечить выход газа, а в необслуживаемых – проверяем газоотводные отверстия;
- соединяем плюсовой контакт зарядного с плюсом на клеммах, а минусовой – с минусом;
- включаем устройство и устанавливаем на нём силу тока, равную 1/10 от ёмкости, например, для источника питания на 55 Ач требуется ток в 5,5 А, а для агрегата на 60 Ач – 6 А;
- оставляем подключённую батарею примерно на 9 часов, контролируя степень заряда, так как точное время зависит от эксплуатационных характеристик АКБ и выходных параметров з/у;
- после выключения необходимо дать постоять аккумулятору минут 15–20, чтобы вышел весь газ, а лишь потом закручиваем пробки до упора.
Полностью заряженная батарея даёт после замеров мультиметром на клеммах 12,6–12,7 В без подключённой нагрузки. Для регулярно эксплуатируемой АКБ нормальными являются значения в пределах 12,3–12,2 В. Не стоит допускать значительного разряда кислотных приборов, так как это негативно скажется на продолжительности срока их использования.
У компаний иногда нет возможности писать «Ач» вместо «мАч»
Производителями приняты спецификации обозначения ёмкости аккумулятора. Строились общие правила, исходя из традиционного расчёта ёмкости аккумуляторов в мА•ч для мобильных устройств и чаще всего в Вт•ч для ноутбуков (почему есть такие различия — мы говорили здесь).
Отклонения от общепринятых спецификаций чреваты убытками
Для сложного технического продукта любое отклонение от правил, стандартов и ограничений может обернуться проблемами на различных рынках сбыта в зависимости от законов конкретных стран.
Традиция обозначать мобильные батареи в мАч пошла со времён аккумуляторов для камер, распространённых типов AA и AAA, специальных элементов для игрушек, радио и так далее. Спецификация формировалась годами и практически не менялась.
