Как безошибочно определить емкость аккумуляторной батареи и восстановить ее?

Измерение напряжения

Для вычисления величины напряжения автоаккумулятор переводят в режим вольтметра. Если для тестирования использован агрегат, нагрузка которого составляет 20 вольт и больше, то вводят соответствующий показатель. После настройки к отрицательной клемме подводят черный провод, а к положительной – красный. В течение 1–2 секунд на мониторе отобразится значение напряжения (при постоянном токе).

Величина напряжения исправного источника питания составляет 12,5-12,7 В. Состояние электролитического состава в этом случае соответствует норме. Поэтому автоаккумулятор эксплуатируется в стандартном режиме.

Такой способ измерения применяют для щелочно-кислотных, литий-ионных и других батарей.

Тестирование внутреннего сопротивления

Работоспособность автоаккумуляторной батареи во многом зависит и от величины внутреннего сопротивления. Чтобы померить этот показатель, потребуется лампочка (мощность – 12В), многофункциональный мультиметр.

Выполняется такой перечень действий:

• Подключение к источнику питания лампы. При этом заряжать автоаккумулятор запрещено.
• Через 1–2 секунды к токопроводящим клеммам подключаются щупы, при помощи которых происходит определение напряжения.
• Отключение лампы.
• Повторный замер напряжения.

Если аккумулятор исправен, то разность полученных значений не будет превышать 0,04–0,05 В. Если разница более существенна, то требуется более тщательная оценка технического состояния источника питания. Ведь внутреннее сопротивление выше нормы.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление — также достаточно важный параметр аккумулятора. Единицей измерения внутреннего сопротивления является миллиом (мОм). Сопротивление, в свою очередь, зависит от емкости одного элемента (банки) аккумулятора, числа этих элементов, типа аккумулятора, срока службы и условий работы. Определяется внутреннее сопротивление с помощью приборов-анализаторов.

Во время работы аккумулятора внутреннее сопротивление постепенно увеличивается. Если аккумулятор имеет сопротивление в целых 500 Ом, то можно сделать вывод о том, что он имеет весьма солидный возраст или просто неправильно использовался.

Большое внутреннее сопротивление приводит к повышенному расходу электроэнергии и, как следствие, к меньшему времени работы приборов, так как по закону Ома большое сопротивление значительно увеличивает потребляемый ток и одновременное падение напряжения. А при сильном падении напряжения подключенный электроприбор принимает аккумулятор за разряженный или же просто за тот, который не в состоянии работать. В результате аккумулятор не может выдать всю запасенную энергию, что значительно сокращает время работы электроприборов.

Саморазряд аккумулятора — это самопроизвольная утечка электроэнергии из заряженного аккумулятора в течение некоторого времени. Этому явлению подвержены практически все виды аккумуляторов, независимо от их устройства и электрохимического типа.

Для количественного определения саморазряда служит величина энергии, которую теряет аккумулятор на протяжении определенного периода времени, и исчисляется он в процентах от величины полностью заряженного аккумулятора. Величина саморазряда — не постоянна, так, в первые сутки после зарядки она достигает максимальных значений, а затем постепенно уменьшается.

В связи с этим, принято измерять величину саморазряда в первые сутки, а затем через месяц после заряда. На саморазряд также имеет влияние температура окружающей среды, причем взаимосвязь между величиной саморазряда и температурой пропорциональна. Имеется в виду, что при повышении температуры увеличивается и величина саморазряда.

К примеру, у некоторых типов аккумуляторов при повышении температуры от 20 до 30 градусов величина саморазряда увеличивается в два раза. Если говорить о более конкретных его значениях, то для аккумуляторов Ni-Cd типа нормальной считается величина 10% в сутки, а аккумуляторы Ni-MH типа имеют несколько большую величину саморазряда, для Li-Ion и для Li-Pol эта величина настолько мала, что ее оценивают только через месяц после заряда. Что же касается месячной величины саморазряда, то для этих же типов аккумуляторов соответственно имеем такие параметры:

• Ni-Cd — 20%
• Ni-MH — 30%
• Li-Ion — 10%

Эти показатели являются среднестатистическими, и могут несколько отличатся у каждого конкретного аккумулятора.

Для определения величины срока службы аккумулятора используют количество циклов между зарядом и разрядом аккумулятора, которое он способен выдержать во время эксплуатации, не меняя при этом в значительных пределах своих главных параметров, таких как емкость, величина саморазряда, в!гутрсннее сопротивление.

Также учитывается время, которое истекло с момента изготовления аккумулятора. В том случае, если емкость уменьшается до 60% номинального значения, аккумулятор считается вышедшим из строя. На срок службы влияют самые различные факторы:

• тип аккумулятора
• способ заряда
• условия эксплуатации
• правильность обслуживания

В зависимости от используемой электрохимической системы все аккумуляторы делятся на следующие типы:

• SLA/Pb — классические свинцово-кислотные
• Ni-Cd — никель-кадмиевые
• Ni-MH — никель-маталлгидридные
• Li-Ion — литий-ионные
• Li-Pol — литий-полимерные, которые являются относительно новым словом в современной технике.

Понятие емкости АКБ

Емкость аккумуляторной батареи является одной из ее важнейших технических характеристик. Под этим термином понимают количество времени, которое способен питать источник автономной энергии подключенных к нему электропотребителей. Другими словами – это максимальное количество электроэнергии, накапливаемое АКБ за полный цикл зарядки. Единицей измерения емкости является А·ч (ампер-час), для небольших батарей – мА·ч (миллиампер-час).

Виды мультиметров, в т.ч. и для измерения емкости АКБ

Для измерения емкости аккумулятора подойдет любой мультиметр или тестер. Они классифицируются на два типа: аналоговые и цифровые. В чем их разница и какие преимущества и недостатки они имеют в сравнении с друг другом разберемся подробно.

Аналоговый – классический тестер, со встроенным экраном, на котором располагается градуированная шкала и стрелка. Измерить напряжение помогают электронные блоки. Аналоговые тестеры практически вытеснены с рынка цифровыми, так как они менее удобны и не имеют высокой точности. Преимущество этого прибора – долгий срок работы, надежность и возможность измерить напряжение даже при помехах.

Цифровой – это высокоточный прибор, небольшого размера и удобным жидкокристаллическим экраном. Основой для измерения служит контроллер с цифровым преобразователем. Анализ напряжение производит микросхема, в которой за это отвечает специальный блок. Цифровые мультиметры имеют высокую точность, погрешности возможны, но не такие как у аналоговых. Недостатком является чувствительность к помехам и излучениям. Поэтому если нужно измерить напряжение при радиопомехах и электромагнитном излучении, нужно использовать аналоговый тестер.

Как измерить емкость своего аккумулятора

Умея измерить емкость аккумулятора, можно проверить соответствие реальной емкости проставленной на этикетке для нового аккумулятора, а также периодически проверять ее для эксплуатируемого. Для проверки емкости необходимо провести цикл «заряд-разряд» – вначале полностью зарядить аккумулятор (как правило, рекомендуемым зарядным током в 10% от номинальной емкости до напряжения 14,4 В в течение 13-15 часов при зарядке полностью разряженной АКБ), а затем разрядить его для измерения электрической емкости до напряжения 10,8 В требуемым в соответствии с выбранной длительностью цикла разряда (10 или 20 часов) током разряда.

К АКБ необходимо подключить нагрузку, ток через нагрузку контролировать амперметром, а напряжение на клеммах АКБ измерять вольтметром. В качестве нагрузки можно использовать мощный электрический резистор (или реостат) сопротивлением в омах, вычисляемым по формуле R=U/I, где U – номинальное напряжение батареи (вольт), а I – разрядный ток (ампер).

Пример: При разряде 12-вольтовой батареи током 3,3 А сопротивление нагрузочного резистора должно составлять 12/3,3≈3,6 (Ом).

При отсутствии подходящего резистора или реостата в качестве нагрузки можно подключить одну или несколько соединенных параллельно автомобильных ламп накаливания. Поскольку на лампах, кроме номинального напряжения, обычно обозначается номинальная мощность в ваттах, лампы удобно подбирать по их мощности по формуле: P=U x I, где U – номинальное напряжение батареи (вольт), а I — ток разряда (ампер).

Пример: Для разряда АКБ с номинальным напряжением 12 В током 3,3 А к ней можно в качестве нагрузки подключить автомобильные лампы накаливания общей мощностью 12 х 3,3 ≈ 40 (Вт).

Если аккумулятор емкостью 66 А-ч выдержит испытание, то эти лампы, будучи к нему подключены, будут непрерывно гореть 20 часов, при этом напряжение на выводах аккумулятора не должно опускаться к концу цикла разряда ниже 10,8 В.