Внутреннее сопротивление аккумулятора автомобиля. Разберем 60, 75, 90 Ач + таблица

  • Главная
  • АКБ авто

Тема внутреннего сопротивления аккумулятора автомобиля – не такая популярная. Просто раньше его достаточно сложно было замерить (я имею в виду точно, кустарные методы не в счет). Сейчас же появляются приборы, которые могут показать этот параметр за считанные секунды. В этой статье (и конечно же видео, которое внизу) – поговорим над сопротивлением популярных моделей АКБ, таких как — 60, 75, 90 Ач. Также расскажу, какая существует норма для новых и изношенных батарей. НУ и для удобства будет таблица с показателями …

Я хочу сразу предупредить — мы будем говорить о свинцово-кислотных аккумуляторах, которые используются в автомобилях. Про остальные типы литий-ионные, никель-кадмиевые и т.д., говорить не будем, они попросту не применяются в авто

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?

Это сумма сопротивлений всех составных частей батареи (обычно это сопротивление поляризации и омическое). Под «омическим» нужно понимать – сумму сопротивлений составных деталей: — сепараторов, пластин, электродов, положительного и отрицательного токовывода, мостовых сварных соединений между «пакетами» пластин (и банками), а также электролита (понятно, что пластиковый корпус практически не влияет на эту величину). Измеряется в Омах. «Омический показатель» присутствует всегда (нет еще ни металлов, ни жидкостей полностью нейтральных).

Состав аккумулятора

Простыми словами — нормальная ЭДС (электродвижущая сила) аккумулятора может быть 13,5 В, но внутреннее сопротивление обычно приводит этот параметр к 12,7 В. Сейчас это у многих новых батарей является 100% зарядом, именно такие данные указывают многие производители (со временем эти параметры могут меняться, потому как происходит деградация АКБ).

Методы проверки АКБ мультиметром

При проверке АКБ тестером применяются два подхода: измерение его параметров при работающем или при заглушенном двигателе. Рассмотрим каждый из них более подробно.

Как проверить аккумулятор при работающем движке

В этом случае перед тем, как проверить напряжение аккумулятора мультиметром, важно учесть следующие моменты:

  • Заводить мотор можно лишь после того, как он будет установлен на ровной площадке и поставлен на ручник.
  • После его запуска начинают работать встроенный генератор и регулятор напряжения, подзаряжающие аккумулятор.
  • Напряжение на клеммах при запущенном двигателе достигает показаний в 13,5-14,0 Вольт.
  • Благодаря электронному регулятору оно поддерживается на уровне, исключающем возможность закипания электролита.

Для определения точного значения напряжения АКБ мультиметром потребуется отключить все «мощные» потребители, включая отопительные приборы, фары и звуковоспроизводящую аппаратуру. Если этого не сделать, то мощности генератора при работе на холостом ходу не будет хватать для поддержания номинального уровня.

В данном случае его пониженное значение можно объяснить следующими причинами:

  • Наличие плохого контакта в электрической цепи нагрузки.
  • Неисправность встроенного генератора.
  • Выход из строя электронного регулятора.

При обнаружении хотя бы одной из этих неисправностей длительно эксплуатировать АКБ не рекомендуется. Для его сохранения в работоспособном состоянии придется разобраться в причине неисправности и устранить ее.

Если результаты измерений удовлетворительны – можно включить потребители энергии, а затем добавить обороты двигателя и повторить замеры напряжения. В ситуации, когда на высоких оборотах оно падает до 13,4 Вольта и ниже – необходима диагностика генераторного агрегата и блока управления.

При неработающем двигателе

При неработающем моторе при измерении напряжения аккумулятора средний показатель должен быть в пределах 12,5-13,0 Вольт. Верхняя граница соответствует 100 % заряду, а нижняя – его зарядке всего лишь на 50 %. Эти измерения проводятся перед поездкой, а не после того, как двигатель был только что заглушен.

Обратите внимание: Лучший вариант – воспользоваться мультиметром утром, после того, как машина отстоялась ночь в гараже.

Только в этом случае можно получить точную информацию о том, насколько хорошо аккумулятор способен держать заряд.

Диагностика аккумулятора

Нужно понимать, что чем больше аккумулятору лет — тем больше показатель внутреннего сопротивления (либо бывает новый АКБ — но хранился неправильно). Влияние на все, например — на емкость, напряжение, а также силу тока.

Если у новой батареи с емкостью в 60Ач – эталонное внутреннее сопротивление всего 4-6 мОм. Напряжение без проблем поднимается до 12,7 В. Пусковой ток примерно 600 А, плотность электролита примерно – 1,27 – 1,29 г/см3

То уже 5-6 летний АКБ имеет показатель около 10 – 15 мОм (многое зависит от эксплуатации), емкость уже около 30-40Ач. Напряжение (после 3 часов после зарядки) – 12,3 – 12,5 В. Ток пуска, дай бог – 300 А, плотность электролита около 1,23 г/см3

Высокое сопротивление

То есть второй аккумулятор, почти полностью выработал свой ресурс. Показатель поднялся почти в 2,5 раза. И как часто это бывает из-за сульфатации пластин.

Поэтому зная показатели внутреннего сопротивления нового аккумулятора, а также Б/У (либо неправильно хранившегося), можно уже понять насколько есть износ АКБ

Поэтому простое правило при выборе новой батареи:

  • По возможности возьмите тестер батареи в магазин
  • Не все даже новые аккумуляторы «одинаково полезны»
  • Замерьте внутреннее сопротивление
  • Если оно в пределах 4 – 7 мОм (для разных емкостей оно бывает разным, про это чуть ниже). То можно брать
  • Если оно 7 – 10 мОм. Значит, батарея стоит долго, либо ее неправильно хранили, внутри пошли процессы сульфатации. Брать не стоит, либо нужно просить скидку.

Нормальные показатели

Норма внутреннего сопротивления автомобильной батареи должна быть на уровне 5 миллиОм. На этот показатель следует ориентироваться, хотя стандартных значений не существует, которые бы считались образцовыми. В любом случае, если батарея уже использовалась, но ещё не изношена, то показатель должен быть в пределах от 4 до 6 миллиОм.

Внутреннее сопротивление

Значительное влияние на общую потерю физических качеств АКБ влияет показатель, возникающий в рабочей жидкости, которой выступает электролит. Он зависит, в свою очередь, от окружающей температуры и его концентрации. С уменьшением температуры жидкости либо при увеличении плотности растёт показатель потери тока.

Ёмкость АКБ в той же степени связана с внутренним её сопротивлением, и зная этот параметр, можно сделать вывод относительно ёмкости аккумулятора. Например, если он снизился в 2 раза, то эксперты делают вывод: батарея потеряла в ёмкости до 50%. При этих замерах определяется способность её давать для нагрузки высокий пусковой ток. Это обратная зависимость: чем оно будет меньше, тем большим будет пиковый ток и мощность. Повышенное сопротивление вызывает резкое падение напряжения на выводах аккумулятора. Даже если он будет сравнительно новым, то не сможет выдать для нагрузки хороший пиковый ток.

Емкость АКБ

В процессе общего контроля за потерей тока батареей анализируется этот показатель для разных её составляющих: выводов, электролита, контактов и пр. Если их значение отличается более чем на 10% от усреднённого показателя, то их необходимо зарядить отдельно, а если это не принесёт успеха, то заменить новыми. В то же время обычный пользователь не владеет специальным оборудованием, требуемым для оценки данного критерия. Наиболее объективным методов проведения такого замера является контрольный заряд на 10 или 20 часов, а дальше сравнение с контрольными данными напряжения и разрядного тока.

Одним словом, понятие внутреннего сопротивления является величиной условной и его значение постоянно изменяется под воздействием эксплуатационных факторов. Поэтому, когда хотят получить максимально точные расчёты, за основу берут не величину внутреннего сопротивления, а разрядные кривые.

Норма для 60 Ач

В идеале берем новый аккумулятор, который недолго стоит на прилавке, хорошо заряжен.

Вообще точных показателей нет, есть только усредненные. Но чем емкость батареи меньше, тем сопротивление внутри у нее выше.

Это сказывается тем, что размер пластин меньше — площадь соприкосновения меньше, поэтому показатель растет.

60 Ач

Как пишут многие производители, эталонный показатель у нового АКБ емкостью в 60 Ач, является – 4-7 мОм. Усредненные данные будут в таблице внизу

ВАЖНО — замеры желательно проводить при температуре в + 20, + 25 градусов Цельсия, ведь на морозе электролит подмерзает, и этот показатель может вырасти

Проверка аккумулятора

С тем, как проверить напряжение на аккумуляторе мультиметром, можно ознакомиться при просмотре многочисленных видео обзоров, в больших количествах размещенных в Интернете. Кроме того, в них приводится и другая интересующая автолюбителей информация. Просмотрев эти видеоролики, каждый желающий сможет узнать, как измерить силу тока мультиметром, а также каким образом удается определить его рабочую емкость и внутреннее сопротивление. В заключение отметим, что разобраться в том, как проверить зарядку аккумулятора мультиметром совсем несложно. Для этого достаточно следовать тем указаниям и рекомендациям, которые приводятся в данной статье.

Нажмите, пожалуйста, на одну из кнопок, чтобы узнать помогла статья или нет.

Показатель для 75Ач

Этот аккумулятор, хотя и больше почти на 25%, но показатель сопротивления здесь будет практически таким же. Опять же многое зависит от производителя

75 Ач

Если после тестирования у вас на приборе от 3 до 7 мОм значит можно брать. Это почти 100% аккумулятор, который выдаст честные 75Ач

Опять же у нас кислотные АКБ с жидким электролитом

Норма показателей

Нагрузочное сопротивление для проверки батареек

В случаях, когда показания мультиметра равняются от 0,7-1,1А, такой источник напряжения может работать только в мало потребляемых электроприборах, при этом эффективность работы ухудшиться. Это возможно лишь, когда нет других элементов питания.

Средний показатель напряжения для пальчиковой батарейки составляет 1,5 вольта. В случае если показатель совпадает со стандартами, но батарейка не работает, причиной этого может послужить пониженная сила тока. В данном случае необходимо купить новый источник питания.

Сопротивление для 90Ач

Как правило, такие батареи очень большие и тяжелые, к ним же можно отнести и 80Ач, показатели у них будут практически идентичными

80 Ач

Норма для 80 — 90Ач, от 3 до 6 мОм, иногда я даже встречал аккумуляторы, которые выдавали около 2 мОм (но это крайне редко)

Как я писал выше, чем больше аккумулятор, тем меньше у него показатель внутреннего сопротивления из-за более массивных и больших составных частей (пластин, перемычек и т.д.)

От чего зависит параметр

Внутреннее сопротивление динамично, находится под влиянием таких параметров: ёмкость батареи, ток, нагрузка, текущий уровень заряда, температура электролита внутри банок. Чем больше ток нагрузки, тем меньше параметр. Аналогичная ситуация и с ёмкостью. Чем она выше, тем ниже внутреннее сопротивление АКБ.

Кривая внутреннего сопротивления АКБ

Почему нельзя замерять в морозы?

Как я писал выше, общее сопротивление складывается от каждой составной части аккумулятора. И электролит тут не исключение.

Основные показатели АКБ снимаются при плюсовых температурах + 20, + 25 градусов. Электролит у нас жидкий и прекрасно работает внутри. То есть он входит в реакцию с пластинами, будь это разряд или заряд

Замерз электролит

НО! В отрицательные температуры, работоспособность электролита падает, ибо он банально подмерзает. Его внутренне сопротивление растет, процессы заряда – разряда падают (а в – 35, заряд будут настолько минимальным, что практически останавливается).

Если – 35, замерить внутреннее сопротивление батареи, оно будет намного выше, чем в + 25 градусов. Так замерять неправильно!

Какие параметры можно проверить?

С помощью мультиметра можно измерить напряжение с высокой точностью. По величине электрического напряжения можно определить заряжена ли аккумуляторная батарея или элемент необходимо зарядить постоянным током.

С помощью мультиметра, можно проверить напряжение не только кислотных аккумуляторов, но и элементы питания сотовых телефонов. Чтобы проверить мобильник на величину заряда батареи, прибор переводится в режим измерения постоянного тока до 20 В. В этом режиме цифровой прибор, позволяет измерить напряжение, с точностью до сотых долей вольта.

Аккумулятор шуруповёрта, также можно легко проверить мультиметром. Номинальное напряжение прибора, в данном случае, можно узнать из документации электроинструмента, и если напряжение меньше этого значения, то батарею необходимо зарядить.

Ёмкость аккумулятора также можно проверить мультиметром. Для этой цели можно воспользоваться несколькими способами.

Проверить с помощью мультиметра можно утечку тока. Если необходимо измерить данный параметр на автомобиле, то кроме утечки тока на корпус, проверяется и утечка в бортовой сети автомобиля.

Таким образом можно предотвратить быстрый разряд АКБ и повысить её эксплуатационный ресурс.

Насколько растет сопротивление в год?

Это очень сложный вопрос. Еще раз, очень много зависит от того как вы эксплуатируете свою батарею, какие у вас пробеги, какие условия, в каком климате (зачастую АКБ, которые находятся в теплом климате работают дольше).

Но если взять среднюю «температуру по больнице», рост примерно на 10 – 15% в год. Если новая АКБ, для примера, имеет показатель — 5 мОм, то уже 5 летняя будет 6 – 8,75 мОм.

Сопротивление 4 мОм

А вот уже через 6 – 7 лет, показатель перешагнет 10 – 13 мОм, и сделает аккумулятор практически не применимым в морозы. Данные постараюсь свести в таблицу внизу

Рост сопротивления происходит только из-за того, что пластины обрастают сульфатами свинца. Часть поверхности пластины просто запаковывается ими. Конечно можно сделать процесс десульфатации, но не всегда он помогает

Сульфатация пластин

В реальной жизни, если аккумулятор проходил около 5 – 6 лет, это нормально. Ведь не всегда мы следим за батареей, иногда бросаем автомобиль, если он не запустился в мороз (и заряжаем АКБ, спустя несколько часов, а может и дней).

Опыт автолюбителей

Никогда не занимаюсь этим самостоятельно. Да и вообще редко ухаживаю за батареей так, как мне следует этим заниматься. Поэтому часто возникают трудности с зажиганием. Приходится ездить в автомобильные мастерские, чтобы избавиться от них. Плачу деньги, зато не трачу свои силы и время.

Игорь Слабкин

Измерять, конечно, нужно. Но не ориентируйтесь на абсолютные показатели, взятые из интернета. Куда актуальнее сравнивать новые результаты со старыми, ведь они будут сильно зависеть не только от модели, но и от природных условий. Конечно, определенные рамки и нормы все-таки существуют, но их нужно брать только из официальной спецификации, представленной на корпусе устройства или в родной упаковке.

Кирилл Семенов

Регулярно измеряю этот параметр. Однажды он получился слишком большим. Долго разбирался в причине, а потом понял, что что-то случилось с обмазкой. Из-за чего — так и не понял, но поправил это быстро. Просто заменил элемент. С зажиганием до сих пор все нормально, так что делать так можно.

Александр Рассказов

Постоянно ухаживаю за батареей своего автомобиля, т. к. опасаюсь, что он не заведется в самой неподходящей для этого ситуации. Измеряю все параметры, в том числе и этот. Только так можно понять ситуацию полностью и отследить изменения. Это важно для диагностики возможных проблем и неисправностей.

Виктор Кузнецов

Раньше не понимал, как узнать, какое внутреннее сопротивление у аккумулятора. Как оказалось, процедура весьма простая — точно не сложнее измерения полной емкости. Процедура занимает всего несколько минут. Только лампы нужны не светодиодные, а самые обыкновенные.
Андрей Казаков

Пару слов про AGM и EFB

Эти батареи сделаны по другим технологиям. Как пишут многие производители, что и свинец используется другой – более очищенный. Так и электролит находится в другом состоянии (особенно у AGM).

Все это позволяет снизить внутреннее сопротивление аккумулятора:

Так версия 60Ач, AGM – имеет показатель примерно 3 – 4 мОм,

agm аккумулятор

Версия 60Ач, EFB – показатель примерно 4 – 5 мОм

Это лучше, чем у обычного АКБ (там 4 – 7 мОм). Причем AGM, может очень долго иметь такое сопротивление, все дело в том, что там электролит находится в специальных матах, которые соприкасаются напрямую с пластинами и процесс сульфатации там не такой явный.

Как сделать замеры

Приобретать промышленный измеритель для проверки внутреннего сопротивления для аккумуляторов — не совсем рациональное решение для автолюбителя.

Замер внутреннего сопротивления АКБ

Чтобы сделать максимально точные замеры, потребуется использовать графики разрядных кривых. А это в гаражных условиях невозможно реализовать. На импеданс влияние будет оказывать степень заряженности АКБ, воздействующая нагрузка, температурные показатели и пр.

Поэтому используется упрощённый тестер внутреннего сопротивления, с помощью которого автомобилист может сам узнать о состоянии своего аккумулятора.

В этом случае можно задействовать автомобильную фару (только не светодиодную) примерно на 60 Вт и мультиметр.

  • лампочка и мультиметр соединяются последовательно с аккумуляторной батареей;
  • считываются значения с вольтметра с подключённой нагрузкой;
  • нагрузка отключается и проверяется напряжение без неё;
  • сравниваются значения.

Опираясь на закон Ома, выполняются расчёты. Если разница по напряжению составляет до 0,02 В, то состояние АКБ можно описать как хорошее. То есть здесь внутреннее сопротивление не превышает 0,01 Ом.

При проверке удобнее всего использовать именно цифровой мультиметр или вольтметр, поскольку стрелочные не могут дать точный результат.

Если подобная проверка вас не устраивает по той или иной причине либо вы не уверены в правильности выполненных замеров, всегда можно обратиться к специалистам. Те за отдельную плату в условиях специального оборудования проведут комплексную диагностику батареи, сделают выводы о её текущем состоянии, укажут точные значения внутреннего сопротивления.

В условиях специализированных автомастерских применяют несколько тестеров.

  • Нагрузочная вилка. Служит для проверки параметров напряжения. С их помощью можно задать определённую нагрузку, считать рабочие параметры АКБ.
  • Устройства, позволяющие установить взаимосвязь между параметром внутреннего сопротивления и состоянием батареи.
  • Измерители спектров. С их помощью определяется проводимость в условиях постоянного и переменного тока.

Все эти измерительные устройства в той или иной мере помогают сделать замеры внутреннего сопротивления в аккумуляторных батареях. Задача тестеров заключается в том, чтобы определить работоспособность АКБ, её текущую ёмкость, время, затрачиваемое на заряд и разряд. Все эти значения связаны друг с другом. Но какие-то в большей степени, а какие-то в меньшей.

Таблица сопротивлений аккумуляторов

Емкость (Ач)Норма (новый) АКБ (мОм)Через 5 лет, средние данные, (мОм)
604 — 76 – 13
753 — 74,5 – 13
803 — 64,5 – 12
903 — 64,5 – 12

Таблица сделана для обычных батарей с жидким электролитом внутри. Второй столбец – это примерные данные, которые могут иметь ваши батареи. Большой разбег, например от 6 до 13 мОм только из-за того, что изначальные данные различные. Один АКБ идеален, он имеет 4 мОм, вы хорошо за ним ухаживали, поэтому уровень деградации всего 10% в год. Значит через пять лет стоит ожидать сопротивления от сульфатации всего 6 мОм.

Другой изначально имеет – 7 мОм, вы плохо за ним ухаживали, оставляли его (надолго без заряда) после того как мотор не запустится в мороз. Процесс сульфатации у него намного выше, тут и 13 мОм не предел. Именно такой разбег я и заложил в оба столбца таблицы.

Сейчас подробное видео, смотрим

Теперь я думаю, вам стало понятно – почему внутреннее сопротивление аккумулятора, очень важный показатель, который практически на 100% может вам рассказать о состоянии как нового, так и подержанного АКБ. Главное, производить замеры правильно.

Похожие новости

  • Может ли аккумулятор сам зарядиться. Скажем в тепле или летом? Т…
  • Что такое AGM аккумулятор? 8 принципиальных отличий этой техноло…
  • Сколько свинца в аккумуляторе. Разбираем автомобильные варианты …

NiMH аккумуляторы, как продлить их срок службы

Все больше мобильной техники в нашем пользовании. В ней используются аккумуляторы, которые позволяют увеличить время ее использования и работать на одном комплекте длительное время (более 500 циклов заряд — разряд). Поскольку часто реальное количество циклов много меньше, возникает вопрос, почему? Хочется рассказать об коротко и понятно, но для понимания проблемы необходимо понять некоторые основы. Для тех кому эти основы слишком сложны — читайте сразу «Заключение», где коротко изложены рекомендации.

Как и все радиоэлектронные и электрические компоненты — химические источники питания и в частности аккумуляторы имеют разброс характеристик. Он определяется накоплением погрешностей на каждом технологическом этапе производства. И не смотря на достаточно высокое качество технологии в конечном итоге разброс характеристик аккумуляторов лучших производителей до 6,5% (и может быть ниже заявленной) [Л.1].

Разброс характеристик важен для долговечности аккумуляторов при работе в составе батареи поскольку некачественная зарядка еще больше увеличивает его.

Наибольшее влияние на это оказывает внутреннее сопротивление.

Так почему?

Потому что сейчас, для питания электроники применяются батареи аккумуляторов содержащие как правило 2, 4, 6 и более соединенных последовательно элементов. Это требуется для получения необходимого для электронного устройства напряжения. Больше того сейчас имеются публикации о параллельном соединении элементов и батарей, что применяют для увеличения продолжительности работы устройств за счет увеличения емкости батареи аккумуляторов, раньше параллельное соединение вообще не допускалось, по причине большого разброса емкости.

Когда то я натыкался на рекомендации которые гласили:

«При объединении элементов NiCd аккумуляторов в батареи необходимо отбирать в группу аккумуляторы с одинаковым внутренним сопротивлением. Параллельное соединение аккумуляторов недопустимо»

Современные рекомендации:

«Батареи аккумуляторов с повышенным рабочим напряжением, при больших токах нагрузки, могут быть собраны при сортировке аккумуляторов по параметру внутреннего сопротивления»

За исключением последнего указания для NiCd аккумуляторов, и раньше и сейчас общая рекомендация одна — отбирать в батарею с последовательным соединением аккумуляторы с одинаковым внутренним сопротивлением. Разница в одном, раньше разброс внутреннего сопротивления доходил до 20%, а сейчас, при качественном росте технологий, он до 6,5%.

Но не смотря на это, при каждом цикле заряд — разряд разница (внутреннего сопротивления и емкости) между аккумуляторами в батарее увеличивается на 1,5 — 3%. И так на каждом цикле.

Поэтому, для снижения этого разброса необходимо проводить после 5-8 циклов заряд — разряд тренировку аккумуляторов.

Именно разброс внутреннего сопротивление оказывает существенное влияние на долговечность работы батареи аккумуляторов, которая определяется долговечностью любого самого плохого, ее элемента.

В некоторых публикациях пишут:

«в процессе разряда Ri изменяется иначе: в интервале разряженности от 0 до 50-60% оно заметно снижается, во второй половине разряда — растет»

Реально изменение Ri в процессе разрядки имеет вид показанный на рис.1.

Рисунок 1.

Полностью заряженный аккумулятор (свеже заряженный) имеет минимальное внутреннее сопротивление, далее оно быстро растет и достигая некоторого значения (при примерно 10% емкости) скорость роста падает и в диапазоне от 10% до 90% емкости Ri меняется незначительно и равно Ri номинальному (среднему) Далее (при достижении на аккумуляторе напряжения меньше 1,05 в) Ri быстро увеличивается. Работа аккумулятора на этом участке не рекомендуется.

Данная характеристика дана для разрядного тока равного 1С.

При других разрядных токах характеристика имеет аналогичный характер, но с тенденцией сужения центрального участка и роста его крутизны при росте тока нагрузки. И наоборот при меньших токах нагрузки.

Зависимость Ri от емкости?

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление

аккумулятора характеризует его способность отдавать энергию запасенную в нем в нагрузку, и определяется по формуле:

Ri = E/Iкз [1]

где: E — ЭДС аккумулятора или напряжение холостого хода (хх), Iкз — ток короткого замыкания.

Чем больше внутреннее сопротивление элемента Ri тем меньше он может отдать энергии в нагрузку за счет падения напряжения на его внутреннем сопротивлении.

Измерение внутреннего сопротивления по этой формуле просто выполнить, но работа аккумулятора в режиме короткого замыкания не рекомендуется производителем.

Поэтому на практике применяют другой способ измерения. Измеряется ток нагрузки при двух значениях сопротивления нагрузки. Максимальном токе нагрузки I2 и некотором промежуточном значении I1.

Ri = (U1 – U2)/(I2 – I1), [2]

где: — U1 напряжение при токе I1, а U2 напряжение при токе I2, причем I2 > I1.

Из формулы 2 можно получить применяемый на практике вариант, когда проводится измерение ЭДС элемента (Е) и напряжение на элементе (U2) и ток при номинальной нагрузке (Iном). После замера расчет внутреннего сопротивления выполняется по формуле 4.

Ri = (Е – U2)/I2, [3]

Поэтому напряжение на аккумуляторе (U2) при номинальном токе (Iном = I2) является лучшим критерием разрядки аккумулятора.

Внутреннее сопротивление меняется при разряде элемента аккумулятора. Общая тенденция — увеличение внутреннего сопротивления по мере разряда аккумулятора (примерно в 4-8 раз). Поэтому наличие в батарее хотя бы одного не полностью заряженного элемента приводит к падению напряжения на клеммах батареи, преждевременному срабатыванию сигнализации о разряде при неполном разряде большинства батарей.

Рисунок 2.

Разрядная характеристика аккумуляторов.

Мы должны помнить, что во всех электронных устройствах, будь то фотоаппарат, сотовый или ноутбук, критерием разрядки аккумулятора является падение напряжения на нагрузке ниже некоторой величины, зависящей от числа аккумуляторов. Из расчета 1В на аккумулятор.

В последовательной батарее элементов увеличение внутреннего сопротивления одного элемента приводит к пропорциональному увеличению общего внутреннего сопротивления.

Поэтому если в батарее аккумуляторных элементов есть хотя бы один элемент с высоким внутренним сопротивлением или не полностью заряженный, это приводит к его полной разрядке, в то время как остальные элементы разряжены не полностью. При этом электронное устройство которое питается обнаруживает пониженное напряжение и выдает сигнал «Зарядите аккумулятор».

Зарядка такого элемента, в стандартном зарядном устройстве, в паре с недоразряженным элементом приводит к перезарядке заряженного элемента и опять к неполной зарядке элемента с высоким внутренним сопротивлением..

Это укорачивает срок службы не полностью разряженного элемента.

Как заряжать NiMH элементы используемые в батареях, чтобы сохранить их долговечность?

Главное.

Поскольку аккумуляторы в процессе эксплуатации отдают заряд индивидуально и с каждым циклом эта разница увеличивается, каждый такой элемент должен обслуживаться индивидуально.

При этом, цикл зарядки каждого элемента должен включать его предварительную разрядку до заданного уровня (1,05 В при номинальном токе нагрузки). В процессе разрядки могут быть отбракованы неисправные элементы, напряжение на которых ниже заданного.

Зарядка тоже выполняется индивидуально для каждого элемента, с индивидуальным отключением его при достижении номинальной емкости. Такая зарядка полностью исключит перезарядку элементов и существенно продлит срок их работы.

Такой режим нужен даже для зарядки качественных элементов, и тем более для элементов имеющих большой разброс характеристик.

Есть ли зарядные устройства обеспечивающие такой режим?

Из тех зарядных устройств что я встречал пользуясь всеми своими электронными устройствами не было ни одного удовлетворяющего этим требованиям.

В лучших ЗУ, нет разрядки элементов, хотя практика показывает, что обычный недоразряд составляет до 30%. Во всех зарядных устройствах элементы заряжаются парами. Я сталкивался даже с одним ЗУ, где заряжаются все 4 элемента от одного источника.

Поэтому практически 4 комплекта (по 4эл.) преждевременно вышли из строя при применении штатных (того же производителя что и элементы) зарядных устройств.

Каждый комплект выдержал максимум 15 — 20 зарядок.

Чтобы не создавать рекламы, не буду говорить здесь о конкретных моделях зарядных устройств, могу только сказать — они есть. Их немного и цены у них более 1000 руб. (просьба не выбирать зарядное устройство по цене), но они этого стоят. Одним из внешних признаков такого зарядного устройства дисплей с полной информацией о каждом аккумуляторе. (Режим работы «заряд — разряд», и величина заряда на аккумуляторе)

Каждый элемент должен заряжаться индивидуально. (В инструкции не оговаривается куда включать аккумуляторные элементы при зарядке 1, 2, 3, 4 элементов).

В случае если нет такого зарядного устройства нет, тогда удел владельца аккумулятора заниматься его тренировкой.

Тренировка аккумуляторов

Что такое тренировка?

Это цикл заряд разряд при контроле конечного напряжения на каждом аккумуляторе (1В) и его зарядки до номинальной емкости.

Тренировка аккумулятора должна проводиться:

  • При хранении или редкой эксплуатации — 2-3 цикла тренировки — один раз в месяц,
  • При эксплуатации — 2-3 при 8 — 10 рабочих циклах З-Р.
  • При сверх быстрой зарядке проводится, через каждые 4 — 5 рабочих циклов, 2-3 цикла тренировки в номинальном режиме .

Мой опыт

Покупал комплекты аккумулятор — зарядное устройство одного производителя, резонно рассчитывая что производитель, чтобы не ударить в грязь лицом, сделает грамотное зарядное устройство для своих аккумуляторов.

Комплект ЗУ GP PowerBank Rapid 2 с 4 аккумуляторами GP емкостью 2500 mAh

Без разрядки, зарядка парами по 2 аккумулятора.

Комплект ЗУ DESAY Full-Power Harger с комплектом из 4 аккумуляторов Duracell 2500 mAh

Декларировано производителем индивидуальная зарядка каждого аккумулятора, с режимом тренировки. Реально зарядка парами с индивидуальным контролем зарядки каждого элемента. Вышел из строя в процессе зарядки и вывел из строя пару аккумуляторов.

Аккумуляторы нельзя разряжать менее 1,05 В, доля восстанавливаемых аккумуляторов при их разрядке до 0,9 В составляет до 40%. Или аккумуляторы разряженные до 0,9 В и менее можно считать не поддающимися восстановлению в обычных условиях. Некоторые умельцы говорят о восстановлении полностью разряженных (до 0,4 В) аккумуляторах.

Заключение

Часто имеют место рекомендации использовать зарядные устройства и аккумуляторы одного производителя, но выполнение этой рекомендации, как показывает практика, не всегда решают проблему.

Чтобы Вы не оказывались с неожиданно отказавшим девайсом работающим от аккумуляторов, следует придерживаться определенных правил:

  1. Необходимо соблюдать рекомендации и инструкцию производителя и содержать Ваши аккумуляторы в чистоте и при рекомендованной производителем температуре.
  2. Новую батарею перед началом применения необходимо заряжать 14-16 часов в режиме медленной (капельной) зарядки для получения максимальной емкости и оптимальной работы батареи в последующем. Зарядка током в 1/10 Cн обычно безопасна для любого аккумулятора;
  3. Желательно избегать переразрядов (ниже 1,05 В) и коротких замыканий.
  4. Рекомендуется избегать сочетания бывших в употреблении и неиспользованных аккумуляторов.
  5. Аккумулятор требует периодической тренировки (даже в самом лучшем зарядном устройстве, в этом случае периодичность 1 раз в 3-4 месяца).
  6. При зарядке батареи, установленной в портативном устройстве, желательно выключить последнее для обеспечения наиболее полного заряда.

Чтобы не выполнять тренировку необходимо зарядное устройство, которое должно обеспечивать:

Отбраковку неисправных аккумуляторов – (должно быть конкретное указание в описании),

Выбор режима зарядки: Ускоренная зарядка (1-2 часа), Быстрая зарядка (3-5 часов), Медленная зарядка (12-18 часов),

Автоматическую разрядку каждого аккумулятора (до 20% от номинальной емкости или 1,05 В) — (должно быть конкретное указание в описании),

Индивидуальную зарядку каждого элемента с автоматическим ее прекращением по отрицательному dU (ΔU) – (должно быть конкретное указание в описании). Часто пишут — «возможна зарядка 1 аккумулятора»,но лучше когда конкретно указано «индивидуальная зарядка каждого элемента.

Как Вы не торопитесь, избегайте зарядных устройств со сверх быстрой зарядкой (в течении часа -двух). Практика показывает, такие устройства недолговечны. Ничего не мешает Вам поставить аккумуляторы на зарядку на ночь.

Эти условия выполняются у многих «интеллектуальных» зарядных устройств которые отличаются более высокой ценой. Но не экономьте на зарядном устройстве, сэкономите — потеряете на аккумуляторах.

Но высокая цена не гарантия качества!

Внимательно читайте описания!

Причина недолговечности зарядных устройств со сверх быстрым режимом зарядки в том что, при быстрой зарядке аккумуляторов зарядный ток численно равен 1-2 С (С- емкость аккумулятора). Например для зарядки аккумулятора емкостью 2500 mAh, необходим зарядный ток 2,5 — 5А. Это порядка 6-13 Вт на канал и в сумме порядка 24-52 Вт только для зарядки аккумуляторов. Вполне реальная цифра приведенная в одном из описаний — потребляемая мощность 50 Вт. До 80% этой мощности переходит в тепло, и это в небольшой коробочке часто с плохой вентиляцией. Да и аккумуляторы не любят перегрева, а при больших зарядных токах — он имеет место быть.

Да и управление током зарядки в несколько ампер нетривиальная задача. Ведь это значит на данный ток должны быть рассчитаны цепи управления зарядкой каждого аккумулятора.

Испытано на себе!

Мое быстрое зарядное устройство DESAY Full-Power Harger такого типа вышло из строя после 4 зарядки (после вскрытия оказалось оно уже ремонтировалось до продажи в магазине) . Визуально выгорел чип одного из двух каналов зарядки. В результате чего этот канал перестал автоматически выключаться (не работает даже индикация конца зарядки) и как результат аккумуляторы вышли из строя.

Большинство проблем с ремонтом разбираемым в Internet относится именно к таким «быстрым ЗУ».

Поэтому я бы рекомендовал интеллектуальные ЗУ с ускоренным (за 4 — 5 часов) режимом зарядки, а лучше нормальным (15 часовым) режимом зарядки. Как более надежными. При этом меньше нагрев аккумуляторов и меньшие зарядные токи, что положительно сказывается на надежности аккумуляторов и ЗУ, да и при медленной зарядке аккумуляторы принимают более полную зарядку.

А что касается долгого ожидания зарядки, то при интенсивном использовании вашей электроники, лучше иметь резервный комплект аккумуляторов.

P.S.
Информация для размышления.

Типичные характеристики герметичных щелочных аккумуляторов

Характеристики NiMH аккумуляторы
Удельная энергия Ач/кг40-80
Диапазон рабочих температур град. С-10 -:- +40
Максимальный ток разрядки, доли С (емкости)2С, 3С
Саморазряд в течении 1 месяца, % от емкости20 -:- 40

Обратите внимание на последнюю строку таблицы — от 2 до 4 месяцев и аккумулятор разрядился, во время хранения не поработав ни минуты.

Аккумуляторы предназначены для питания активно работающих устройств, если Вы работаете со своим электронным устройством периодически (редко) то лучше использовать простые батарейки, они могут храниться около года.

Литература:

  1. Сравнительные характеристики коммерческих герметичных щелочных аккумуляторов. Автор Таганова А.А., 18.09.2006 г., https://megaron.su/content/view/16/18/
  2. О восстановлении аккумуляторов., Перевод и техническая редакция Владимира Васильева, https://infoart.iip.net/tech/battery/recovery.htm
  3. Метод проверки работоспособности и емкости батарей https://bbs.radiolink.ru/forum/showthread.php?t=7678
  4. Компьютер пресс, №11, 2006,, Современные аккумуляторы, Олег Татарников, https://compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781

Проверка фактической ёмкости батареи

Чтобы измерить такой важный параметр, как реальная ёмкость АКБ, в комплект к мультиметру надо иметь всего лишь соединительные провода и нагрузку известной мощности (или известного сопротивления). В этом качестве очень удобно применять автомобильные лампочки на напряжение 12 вольт:

  • они продаются в любом автомагазине;
  • можно набрать батарею на любую желаемую мощность и установить любой ток разряда.

Кроме того, лампы в качестве нагрузки стабилизируют ток. При снижении напряжения на клеммах аккумулятора нити несколько остывают, их сопротивление уменьшается, снижение тока получается незначительное. Это повышает точность измерения. Но LED-приборы для этих целей не подойдут – у них слишком маленькая потребляемая мощность, и их понадобится слишком много. Надо искать лампы накаливания.

Следует помнить, что ёмкость зависит от тока, которым разряжается АКБ. Заявленная мощность декларируется при разряде батареи током в 5% от номинала. Надо выбрать мощность ламп так, чтобы получить такой ток. Например, для аккумулятора емкостью 60 А*ч оптимально для измерения разряжать током 3 А. Для этого мощность ламп при напряжении 12 вольт должна быть P=U*I=12*3=36 ватт. Можно взять три лампы по 12 ватт или две по 18 ватт и т.п. Особо за точностью гнаться не надо – точная ёмкость все равно неизвестна, её лишь предстоит выяснить.

Схема измерения ёмкости АКБ.

Перед измерением надо полностью зарядить аккумулятор и собрать схему, как указано на рисунке. Время начала разряда надо зафиксировать. Если есть два мультиметра, можно одним измерять ток, другим напряжение, а можно периодически подключать тестер то в качестве вольтметра, то в качестве амперметра. Результаты надо записывать каждые 30-60 минут, а при достижении уровня 11,5 вольт – каждые 10-15 минут. Когда напряжение снизится до 10,5 вольт, разряд надо прекратить и зафиксировать время его окончания. Реальная ёмкость вычисляется по формуле С=I*t, где:

  • I – усредненный ток в амперах;
  • t – время разряда в часах.

Уровень зарядки аккумулятора

С помощью тестера в режиме вольтметра можно проверить, насколько заряжена батарея. Уровень запасенной энергии однозначно определяется напряжением на выводах АКБ на холостом ходу:

  • если напряжение составит 12,6 вольт или выше — аккумулятор заряжен на 100;
  • 12,3… 12,6 вольт – уровень заряда 75%;
  • 12,1…12,3 вольт – 50%;
  • 11,8…12,1 вольт – 25%;
  • 10,5…11,8 вольт – аккумулятор полностью разряжен;
  • менее 10,5 вольт – глубокий разряд.

Перед проверкой без снятия с автомобиля надо отключить плюсовую клемму (а лучше и минусовую тоже).

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]