Как измерить фактическую емкость автоаккумулятора

7

Как измерить реальную емкость Аккумуляторной батареи

Вопросы АКБ довольно актуальны в наше время а с приходом холодов через одного все бегут куда глаза глядят, кто на базар кто домой таскает батарейки . Причина того что АКБ не может завести двигатель разряд АКБ и потеря емкости . Почему АКБ потеряла емкость и не может отдать необходимый пусковой ток мы не будем обсуждать а попытаемся измерить реальную емкость АКБ в А*ч т.к емкость АКБ и пусковой ток величины взаимосвязаны . Чем больше емкость тем больше батарея может отдать пусковой ток .

Известные способы определения емкости ХИТ ( Химические источники тока )
1. Способ «Измерение времени разряда ХИТ при номинальной постоянной нагрузке»
2. Способ «Измерение напряжения под нагрузкой»
3. Способ «Отклик на тестовый сигнал»
4. Способ «Импульсный»
5. Способ «Импедансный»
6. Способ «Неизвестный»

С юридической точки зрения все рассуждения строятся от ЗАКОНА, которым является Способ 1 –
«Измерение времени разряда ХИТ при номинальной постоянной нагрузке». Способ является косвенным и реализуется путем измерения двух других физических величин (тока и времени) и последующего расчета соответствующего значения емкости ХИТ . Способ определен ГОСТ (конкретный на каждый тип ХИТ, например, ГОСТ959-02 – «БАТАРЕИ АККУМУЛЯТОРНЫЕ СВИНЦОВЫЕ СТАРТЕРНЫЕ ДЛЯ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ») и является, на сегодняшнийдень образцовым способом измерения данной физической величины.

В чем суть способа АКБ заряжают а потом разряжают определенным током учитывая ток А и часы .

7.3.3 При испытании на емкость 20-часовым режимом разряда (5.3.1.4) батарею помещают в водяную ванну при температуре (25±2) °С. Верхняя часть батареи должна выступать не менее 15 и не более 25 мм над уровнем воды. Если в одной и той же водяной ванне находится несколько батарей, то расстояние между ними, а также расстояние до стенок должно быть не менее 25 мм.

Батарею разряжают током 0,05С . Общие технические условия А с допуском ±2% номинального значения до напряжения на выводах (10,5±0,05) В.
Разряд следует проводить не ранее чем через 1 ч и не позже чем через 5 ч после завершения заряда.

Что мы получаем
ток разряда должен составлять 0.05С или при емкости АКБ 60*ч * 0.05 = 3А
в ГОСТ указано что батарею нужно разрядить до напряжения 10,5 в но этот параметр указан для Сурьмянистые аккумуляторные батареи . Основная масса современных АКБ это Кальциевые аккумуляторные батареи у которых есть один огромный минус . Они бояться глубокого разряда .

Кальцевый АКБ категорически запрещено разряжать до напряжения ниже 12.0 в

Помещать АКБ в воду тоже не стоит погрешность измерения минимальна . Достаточно принести АКБ домой при темпертуре 20-25 °С и дать ему отогреться .

В итоге получаем алгоритм измерения емкости АКБ

1. Зарядить АКБ
2. Разрядить током 3 А
3. Минимальное напряжение на АКБ 12.0 в
4.Засечь время разряда в часах.

Чем заряжать АКБ это вопрос каждого лично от простейших трансформаторов до зарядных на процессорах .
Разряжать АКБ в идеале нужно стабилизированным током в 3 А . Для этого можно спаять простейший стабилизатор тока на КР142ЕН12А и транзисторе .

Но для обычного автолюбителя можно применить обычную галогеновую лампочку на 55 Вт . Лампа потребляет при напряжении 12.0 в 3.9 А а при напряжении 13.2 в ток равен 4.1 А . Берем среднее значение 4 А и не паримся .

Теперь приступим к самому процессу измерения емкости АКБ .
Наш подопытный АКБ Аком 11 года с заявленной емкостью 55 А*ч . Полтора года был в работе и дальше как батарейка дома стоит на случай отсутствия света .

Берем подключаем лампочку к АКБ и засекаем время до разряда АКБ до напряжения 12.0 в что соответствует емкости 50% заряда .

В итоге получаем график разряда АКБ током 3 А .

До напряжения 12.06 в АКБ продержался ровно 5 часов при токе нагрузки 3 А . что равно 5 часов умножаем на 3 А и умножаем на 2 т.к напряжение 12.06 это 50% емкости АКБ . В Итоге 30 А*ч
Ну а дальше смотрим в свой карман и погоду . Если зима на носу а ваша АКБ отдает 25% своей емкости то срочно лезим в карман и бегим за новым АКБ дабы не замерзнуть в сугробе по среди трассы .Ну а если в кармане пусто то наедимся на чудо авось пронесет )))
Для батареи которой 6 лет довольно хороший результат .
Метод не обладает 100% точностью но для повседневной жизни более чем достаточный и точный .

Способы проверки ёмкости аккумулятора автомобиля

Аккумулятор можно назвать хранилищем для энергии. Это устройство накапливает и отдаёт её потребителям. Если говорить об автомобильных аккумуляторах, то тут в основном речь идёт именно о стартерных АКБ.

Энергия, которая накапливается в батарее, измеряется в специальных единицах. Для АКБ актуально применять единицу Ач, то есть Ампер-час.

У всех АКБ есть определённая ёмкость, отражающая её способность поддерживать работоспособность на имеющемся заряде с постоянной силой тока в течение определённого времени. Эта же величина влияет на то, сколько энергии батарея может принять от генератора или зарядного устройства.

О единицах измерения

Для начала следует разобраться с понятием ёмкости автомобильных аккумуляторов и лучше разобраться в том, что же такое ампер-часы стартерного аккумулятора.

Если заглянуть в международную систему единиц, или просто СИ (SI), обнаружить там Ач не удастся. Это связано с тем, что Ампер-час используется только как обозначение количества энергии в различных батареях и аккумуляторах.

Тогда логично спросить, что же означает Ампер-час и какую роль эта единица играет в аккумуляторе.

Но самом деле немногие знают, что такое Ампер-час, хотя при подборе аккумулятора всегда смотрят на эти единицы. Они обычно крупными символами наносятся на этикетку АКБ. При выборе батареи именно на ёмкость следует обращать основное внимание. Ведь каждая машина рассчитана на работу с АКБ определённой ёмкости.

Если говорить о том, что такое ампер-час для аккумулятора, можно акцентировать внимание на следующих выводах.

Ёмкость означает энергию, которую получают при пропускании тока силой 1 А в течение 60 минут через проводник. А если по ГОСТу, то Ач объясняют как способность батареи отдавать так силой 200 А при температуре 18 градусов Цельсия за определённый временной промежуток.

Наверняка даже сейчас не все поняли, что значит Ампер-часы в автомобильном аккумуляторе.

К примеру, на АКБ написано, что её ёмкость составляет 60 А. На что тогда влияет такая ёмкость аккумулятора для автомобиля и о чём она говорит. Рабочий диапазон АКБ составляет от 10,8 до 14,6 В. Батарея способна отдать около 50% своего тока для запуска двигателя 30 А за 1 минуту при силе тока 30 А. Этого времени достаточно, чтобы двигатель завёлся. Затем генератор восполнит утраченную энергию.

Ёмкость можно визуально представить как бак, наполненный энергией. Из него отбирается ток, измеряемый в Амперах. И чем больше тока будет отбираться, тем быстрее энергия в баке закончится. Потому отданный объём должен равняться количеству возвращённой энергии.

Теперь ясно, в чём измеряется ёмкость стартерного аккумулятора, применяемого для автомобиля.

Ач является самостоятельной единицей, перевести Ампер-часы в Амперы и наоборот, не получится. В Амперах измеряют силу тока, а в Ач ёмкость, то есть количество энергии.

На практике автомобилистам необязательно понимать сугубо с позиции физических явлений, что же такое ёмкость, в чём она измеряется и почему для аккумулятора автомобиля используют именно единицы Ач. Куда важнее знать, как измерить эти параметры, что позволит оценить реальное текущее состоянии АКБ.

Количество Ач в АКБ

Многих автолюбителей интересует вопрос о том, сколько же Ампер-часов заложено в том или ином аккумуляторе для автомобиля.

Ёмкость можно разделить на 2 типа:

• паспортная (номинальная);
• фактическая.

На паспортную ёмкость автовладельцы обращают внимание при покупке АКБ. Это параметры, заложенные производителем и отражающие ёмкость в идеальных условиях. То есть при оптимальной температуре, влажности, полной зарядке и прочих воздействующих факторах.

Ёмкость является переменной величиной, которая может постоянно меняться и зависит от индивидуальных особенностей и характеристик аккумулятора. Если на корпусе написано, что ёмкость составляет 60 Ач, это ещё не означает, что фактический показатель также 60 Ач. Он наверняка будет меньше.

Поскольку автомобильные АКБ собираются последовательно из нескольких банок, то ёмкость суммируется по каждой из них, как и напряжение. Ведь в одной банке вырабатывается около 2,1 В напряжения. Если суммировать 6 банок, получаются стандартные 12,6–12,7 В в АКБ. То же самое и с ёмкостью.

В руководствах по эксплуатации к авто обычно приведена таблица по ёмкости. Она отражает то, какой аккумулятор подойдёт для той или иной комплектации, двигателя, условий эксплуатации и пр.

Но есть фактическая ёмкость. Её можно измерить. Для этого нужно сделать замеры отдачи энергии от полного заряда до полного разряда, воздействуя при этом постоянным током и сопротивлением. Засекая время и силу отдаваемого тока, остаётся умножить величины и получить тем самые Ампер-часы.

Фактическая ёмкость обычно отличается от паспортной, поскольку на реальные параметры воздействуют различные внутренние и внешние факторы.

Даже при условии хранения на складе или в магазине ёмкость будет падать. Из-за этого АКБ желательно покупать с максимально свежей датой производства.

Почему падает ёмкость

Деградация характеристик АКБ, вне зависимости от используемых технологий изготовления, является неизбежной. Обычные кислотные батареи в среднем могут прослужить 3–5 лет. Более современные аккумуляторы увеличили срок службы до 5–6 лет. Изредка встречаются устройства, способные сохранять работоспособность по 7–8 лет.

Потерю ёмкости можно определить по нескольким признакам:

• характерный цвет индикатора заряда (белый, красный или чёрный);
• щёлканье стартера при попытках запуска двигателя;
• более тусклый свет фар;
• медленная работа стартера.

Если заряд АКБ низкий, бортовая сеть машины будет испытывать трудности, работать с перебоями, нестабильно.

Можно выделить несколько причин, способных влиять на потери ёмкости:

1. Сульфатация. Это образование налёта в виде сульфата свинца. Выглядит как белый слой, покрывающий поверхности свинцовых пластин. Затронутые сульфатацией элементы не могут вступать в электрохимическую реакцию, в итоге реальная ёмкость существенно отличается. Даже при зарядке восстановить полную ёмкость не удаётся.
2. Осыпание пластин. Обычно возникает в результате перезаряда АКБ. Осыпание усиливается, когда уровень электролита падает ниже нормального.
3. Замыкание. Если полюса замыкает, это влияет на падение ёмкости и напряжения. Выходят из строя отдельные банки. Даже замыкание одной банки не позволяет АКБ нормально работать. Её нужно восстанавливать, либо отправлять на утилизацию.

Каждому автовладельцу необходимо придерживаться правил эксплуатации и соблюдать рекомендации производителей. Это позволит продлить срок службы.

Также стоит периодически проверять параметры ёмкости.

Как проверить характеристики

Теперь к вопросу о том, как можно проверить ёмкость аккумулятора для автомобиля, и какие инструменты для этого потребуются.

На самом деле есть несколько способов, как определить ёмкость и узнать реальные текущие характеристики аккумулятора, установленного под капотом автомобиля.

Для этих целей могут потребоваться мультиметр, тестер, нагрузка и пр.

Стоит рассмотреть 3 основных метода, как узнать текущую ёмкость эксплуатируемого аккумулятора от автомобиля:

• с помощью тестера;
• под нагрузкой;
• контрольным разрядом.

Тестер

Один из самых простых вариантов, как измерить ёмкость проблемного автомобильного стартерного аккумулятора.

Для этого потребуется тестер. Современные тестеры обладают широкими функциональными возможностями. Их применяют для оценки состояния разных источников питания, включая стартерные АКБ для машин.

Тестер состоит из различных компонентов для настройки, управления и непосредственного тестирования. Достаточно выбрать режим измерения и подключиться к АКБ. В данном случае это режим измерения ёмкости.

Замеры тестером дают лишь приблизительную оценку. Чтобы определить точное количество Ач, потребуется сделать более сложные тесты и воспользоваться математическими расчётами.

Потому следующие методики будут более точными и актуальными.

Мультиметр

Если проверка с помощью тестера не подходит и требуется точно определить текущие характеристики, стоит перейти на применение мультиметра.

Это довольно универсальный прибор, но самостоятельно для измерения ёмкости стартерного аккумулятора от автомобиля он применяться не может. Здесь мультиметр выступает как один из составляющих комплексной проверки.

При замере ёмкости с помощью мультиметра для проверки аккумулятора автомобиля может потребоваться нагрузка либо контрольный разряд.

Тест под нагрузкой

Если говорить про эффективные схемы измерения реальной ёмкости стартерного аккумулятора для авто, то среди них стоит выделить тестирование под нагрузкой.

В роли нагрузки обычно используется автомобильная лампа из фары.

Если при тестировании яркость лампы будет падать, свет станет тусклым, проверку нужно прекратить. Это указывает на то, что АКБ неисправна и сильно разряжена.

Продолжив тестирование, можно довести батарею до состояния глубокого разряда. А вывести из него порой не получается даже самыми современными и эффективными зарядными устройствами.

Определяя нагрузку для измерения ёмкости, во внимание следует принимать ампераж. При номинальной (паспортной) ёмкости 60 Ач, нагрузка должна составлять 30 Вт.

Чтобы проверить АКБ на ёмкость под нагрузкой, необходимо:

• отключить АКБ от генератора;
• сделать замеры напряжения;
• подключить нагрузку;
• дать АКБ поработать под нагрузкой 1–2 минуты;
• отключить её;
• подключить мультиметр;
• сделать замеры напряжения ещё раз.

Если мультиметр будет показывать 12,4–12,6 В, ёмкость АКБ поддерживается на высоком уровне, и батарея нормально функционирует. Если же мультиметр показывает 12 В и меньше, источник питания наверняка на пределе своих возможностей и ему требуется замена.

Также существует методика контрольного разряда, по которой часто проверяют ёмкость.

Для проверки ёмкости АКБ этим методом требуется рассчитать нагрузку. Она соответствует силе тока разряда, которая прописана в технической документации аккумулятора.

Мультиметр соединяется с АКБ и считывает данные до момента, пока сила тока не упадёт до 50–60% от номинальной. Полученное значение сравнивают с данными из техпаспорта. Если разница большая, батарея нуждается в замене.

Сделать проверку ёмкости АКБ не так сложно. Но тут потребуется определённое оборудование, некоторые навыки и умения. При нежелании заниматься всем этим самостоятельно, всегда можно отдать АКБ на диагностику. Там проведут проверку всеми доступными методами и вынесут вердикт о текущем состоянии аккумулятора.

Продлить срок службы батареи можно. Даже в том случае, если свинцовые пластины подверглись сульфатации. Но иногда о восстановлении говорить не приходится. Единственный способ вернуть машине нормальную работоспособность заключается в покупке нового источника питания.

проверка остаточной емкости аккумулятора автомобиля

Реальная емкость свинцово-кислотного аккумулятора является одной из важнейших его характеристик, которая неминуемо уменьшается с момента его покупки и установки на автомобиль. Ее измерение в процессе эксплуатации позволяет наглядно оценить текущее состояние АКБ, даже если полученные результаты не отличаются высокой точностью. Сделать это можно несколькими способами, среди которых есть очень простые и доступные для самостоятельного выполнения в элементарных гаражных условиях.

Зачем измерять емкость авто аккумулятора?

Поскольку далеко не все автолюбители в силу отсутствия опыта уверенно ориентируются в характеристиках аккумуляторных батарей, начать стоит именно с этого. На самом деле здесь все предельно просто. Достаточно все «разложить по полочкам» понятными для большинства словами и понятиями.

Автомобильная батарея любого типа имеет следующие основные характеристики:

Все эти характеристики в некоторой степени напрямую связаны, и зависят друг от друга. Например, если напряжение АКБ в состоянии покоя равно 12,7 В, то это означает, что она заряжена на 100%. То есть, в данный момент в ней запасено максимальное количество ампер-часов, и она сможет отдать стартеру свой максимальный пусковой ток.

Если при том же условии покоя напряжение, скажем, 12,2 В, то батарея заряжена примерно наполовину. Это означает, что и ампер-часов в ней только половина из возможного потенциала. А пусковой ток, который она сможет отдать, примерно в два раза меньший от того, на который она способна в полностью заряженном состоянии. Именно поэтому слабо заряженная АКБ крутит стартер вяло, а запуск двигателя не всегда заканчивается успехом.

Теперь подробнее о емкости – характеристике, которой посвящен данный материал. Единица ее измерения (А*ч) показывает, сколько времени проработает АКБ (часов), отдавая один и тот же ток (ампер). Для наглядности рассмотрим пример. Есть полностью заряженная аккумуляторная батарея с реальной (это важно) емкостью 60 А*ч. К ней подключили нагрузку (например, лампочку накаливания), которая в среднем потребляет ток силой 3 А. При указанной емкости такая нагрузка разрядит нашу батарею в течение 20 часов (60 / 3 = 20).

Если к той же АКБ подключить лампочку, которая потребляет ток только 1,5 А (вдвое меньше), то до полного разряда пройдет более 40 часов времени. И так далее. Эти примеры очень условные, так как процессы разряда аккумуляторных батарей не являются линейными. Но об этом чуть позже.

Вернемся к вопросу – зачем измерять реальную емкость АКБ? Зная эту характеристику, можно наглядно оценить степень ее износа и ресурс. Так, например, если реальная емкость бывшей некоторое время в эксплуатации батареи выше 60% от указанного на корпусе значения, то она еще вполне пригодна для дальнейшего использования. Если замеры показали, что данная характеристика снизилась до диапазона 40-60%, то АКБ пора бы уже заменить. Особенно, если «на носу» зима. Показатели ниже 40% уже граничат с риском, что вы не сможете однажды запустить двигатель даже летом.

Теперь для полного понимания совместим рассмотренные проценты с ампер-часами. Допустим, заявленная на корпусе емкость вашей батареи – 60 А*ч (как в примере выше). Измерения одним из описанных ниже способов показали, что реальная емкость составляет всего 30 А*ч. Это значит, что от ее первоначальной емкости осталось только 50%. В свою очередь это значит, что подключенная 3-амперная нагрузка разрядит такую батарею не за 20 часов, а всего за 10 часов. Соответственно, установленная в машине АКБ будет быстрее разряжаться во время стоянки, особенно, если эти стоянки длительные, включены какие-либо приборы, или же есть токи утечки выше нормы.

Когда аккумуляторная батарея теряет емкость, почти прямо пропорционально уменьшается и максимальный пусковой ток. То есть, если на корпусе заявлено 400 А, то при износе в 50% батарея едва ли сможет обеспечить 200 А в полностью заряженном состоянии. Когда же пуски двигателя затруднены температурными условиями и не всегда заканчиваются успехом с первого раза, АКБ не может обеспечить пусковой ток, необходимый для того, чтобы «сдвинуть с места» стартер. У кого были проблемы с аккумулятором зимой, тот хорошо знает эти несколько вялых «вжик-вжик», после которых при повороте ключа зажигания – тишина.

Способы измерения реальной емкости аккумулятора

В первую очередь стоит отметить, что для измерения реальной емкости АКБ существуют специальные приборы. Они бывают двух основных типов. Рассмотрим их вкратце. Более детально описан способ измерения емкости АКБ без специальных приборов, так как он более доступен для большинства.

Первая разновидность приборов для измерения емкости аккумуляторов работает по принципу измерения внутреннего сопротивления и максимального пускового тока. Преимущества: сравнительно невысокая стоимость (от полторы тысячи рублей) и почти мгновенный результат на экране. Прибор подключается к заряженной АКБ, после чего вводятся исходные настройки. Как правило, это тип батареи (гелевые, обычные и так далее), заявленная на корпусе емкость, а также пусковой ток.

После запуска прибор кратковременно нагружает батарею, и на основании замеров просадки напряжения и максимальной силы тока считает и выдает ее текущее состояние. А поскольку пусковой ток и емкость АКБ – две зависимые друг от друга характеристики, то по выданным на экран процентам можно судить об общем ресурсе батареи.

Второй тип приборов для измерения емкости аккумуляторов работает по принципу постоянной нагрузки с измерением времени. То есть, после введения предварительных настроек полностью заряженная АКБ разряжается стабилизированным током. Параллельно прибор фиксирует значения напряжения и время, в течение которого под нагрузкой батарея сохраняет работоспособность. Результат выдается на экран в виде заветных ампер-часов, сравнив которые с заявленными на корпусе, можно оценить степень изношенности АКБ.

Преимущество у таких приборов только одно – это высокая точность получаемых результатов. Однако есть весомые недостатки.

Как измерить емкость аккумулятора мультиметром

Если нет возможности или желания покупать описанные выше приборчики, но реальную емкость АКБ измерить, все же, хочется, то можно применить способ, не требующий никаких затрат. Данная методика, конечно же, уступает по точности «специальным измерителям». Но полученных результатов будет более чем достаточно, чтобы оценить состояние АКБ и понять, пора ли ее менять, или она еще «походит».

Для измерения понадобится всего две вещи – самый дешевый китайский мультиметр и лампочка из фары головного освещения. Если есть два мультиметра – задача упростится. Их стоимость по сравнению со спец приборами – «копейки» (около сотни рублей за штуку). Что касается лампочки, то необходимо взять самую обычную, не светодиодную. В идеале, если она будет потреблять ток около 3 А. Связано это с тем, что емкость автомобильных аккумуляторов в соответствии с ГОСТом принято измерять, разряжая батарею током 0,05C. Это означает, что для АКБ с заявленной емкостью 60 А*ч оптимальным током разряда будет 3 А.

Такой ток будет потреблять автомобильная лампа мощностью 36-38 Вт, подключенная к полностью заряженному АКБ и до момента отдачи половины накопленной энергии.

Алгоритм измерения реальной емкости будет следующим:

По полученным данным определяется реальная емкость АКБ очень просто. Допустим, АКБ разряжалась током в среднем 3 А до напряжения 12,2 В на протяжении 7 часов. Это означает, что половина (мы разрядили только до половины) емкости нашей батареи соответствует 21 А*ч (3 ампера умножаем на 7 часов). То есть полная реальная емкость составляет примерно 42 А*ч.

В завершение немного детальнее рассмотрим некоторые нюансы подобных измерений.

Ну и последнее, о чем стоит сказать – почему ток разряда должен быть максимально приближенным к 0,05C? Дело все в том, что при отклонениях от этого значения вычисленная емкость батареи будет иметь большую погрешность. Если, например, при токе разряда 3 А ваша АКБ разрядилась наполовину за 7 часов, то при нагрузке уже в 6 А она разрядится до этого состояния не за 3,5 часа, а на порядок быстрее. Эта закономерность работает и в обратном направлении. Если батарею разряжать током 1,5 А, то до половины она разрядится не за 14 часов, а сможет проработать гораздо дольше.

Как определить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи (АКБ)?

Чтобы система бесперебойного питания не подвела в самый неподходящий момент, необходимо, чтобы все аккумуляторные батареи были в рабочем состоянии. Но как их проверить? Как убедиться, что установленные АКБ ещё не исчерпали свой остаточный ресурс? Как правильно оценить их оставшийся срок службы?

Строго говоря, самый правильный ответ вопрос, поставленный в такой форме – «никак». Ни один из приборов и методов не позволяет дать точный прогноз того, сколько еще проработает батарея и в какой именно момент она выйдет из строя. Причем касается это как обслуживаемых батарей (хотя в их отношении диапазон принимаемых мер несколько шире), так и необслуживаемых. При этом по всему миру обслуживаемые батареи используются все меньше, в то время как популярность необслуживаемых АКБ растет практически во всех областях применения.

Методом полного заряда/разряда батареи можно определить остаточную емкость аккумулятора в ампер-часах. Это достоверный метод, но даже он при однократном проведении не даст информации о том, сколько еще проработает батарея. Составить прогноз «времени дожития» можно только в том случае, если измерения проводятся на регулярной основе, их результаты сопоставляются между собой – т. е. оценивается динамика изменений. Однако полный заряд/разряд – процедура весьма продолжительная, и проводить ее регулярно (особенно при значительном количестве батарей) вряд ли возможно.

Однократный краткосрочный тест тем более не дает достоверной информации об остаточном ресурсе. Говорить о точном определении остаточной емкости в этом случае вообще не приходится – слишком разные существуют варианты аккумуляторов, чтобы существовала единая методика определения этого параметра. Можно измерить напряжение, но как сделать выводы на основе этих показаний, если уже частично деградировавший элемент выдает такое же напряжение, что и соседние? Возникает вопрос, можно ли вообще что-либо сказать о текущем состоянии АКБ при помощи быстрых измерений, или остается примириться с тем, что со временем, неизвестно в какой момент батарея выйдет из строя и ее придется менять? А ведь последствия такого события могут оказаться очень тяжелыми. Для ряда объектов: ЦОДов, подстанций, аэропортов, предприятий нефтегазовой отрасли, энергетики, медицинских учреждений и других, работа которых должна быть бесперебойной – подобные аварии просто неприемлемы, их необходимо предотвращать, а не устранять последствия.

Существует несколько базовых стратегий в работе с АКБ:

Менять батарею только тогда, когда она выйдет из строя или полностью утратит емкость. Средства на проверку состояния батарей не затрачиваются, однако весь риск неблагоприятных последствий в случае сбоя ложится на владельца объекта или предприятия. Потери от одного сбоя могут многократно превысить всю «экономию» на тестировании батарей.

Менять батареи по истечении определенного времени эксплуатации, независимо от их состояния. Средства на проверочные мероприятия также не затрачиваются, однако остается риск сбоя, если батарея утратит рабочие свойства раньше ожидаемого срока. Кроме того, качественные батареи часто могут работать продолжительное время и после того, как заявленный производителем срок службы (гарантийный период) истек. При таком подходе даже исправные батареи будут изыматься из эксплуатации, вызывая неоправданный рост расходов.

Проводить регулярное тестирование АКБ, идентифицируя батареи, которые демонстрируют начало деградации. Им заблаговременно заказывается замена, она производится тогда, когда скорость деградации увеличится, но до наступления сбоя дело не доходит.

Наиболее экономически целесообразный подход, используемый сегодня в Европе и США состоит в том, чтобы при помощи тестов, не занимающих много времени и не требующих больших затрат, регулярно (раз в квартал, полгода, год) измерять доступные параметры, документировать результаты, сопоставлять их и отслеживать ситуацию в динамике – каждый блок, каждую батарею. В этом случае по любой из батарей можно заметить момент, когда началась деградация. Пока процесс развивается медленно, за ним можно просто следить, продолжая эксплуатацию, и заменить АКБ тогда, когда свой основной ресурс она выработала, но еще не пришла в полную негодность. Фактически, это скорее организационные меры, чем технические – комплекс мероприятий, нацеленный на максимально полное использование ресурса батарей, при том, что риск аварий и, соответственно, негативных последствий минимизируется.

Как определить оставшийся срок службы АКБ исходя из внутреннего сопротивления?

Деградации подвержены любые батареи. Причины могут быть разными (повышенные температуры, истечение электролита, сульфатация в результате многократных перезарядок, понижение нагрузки и сеточная коррозия – в зависимости от типа и модели АКБ), но в любом случае это отражается на внутреннем сопротивлении элементов батареи. У штатно работающих батарей со временем из-за естественного износа внутреннее сопротивление начинает расти. Когда отклонение от базового уровня превышает 25%, батарею пора заменить (у некоторых батарей пороговый уровень выше – отклонение порядка 50% – но лучше проверить это значение по спецификациям производителя батареи). Существенное отклонение об нормы в меньшую сторону свидетельствует о явной неисправности, такую батарею необходимо заменить независимо от срока ее использования.

Строго говоря, полный импеданс включает в себя внутреннее сопротивление, индуктивную и реактивную составляющую. Однако с технологической точки зрения для оценки АКБ достаточно измерять только активную составляющую – внутреннее сопротивление адекватно отражает рабочее состояние батареи. Это вполне надежный индикатор деградации, к тому же на его измерение требуется всего несколько секунд. Подобные тесты не требуют лабораторной точности, но важно проводить их регулярно и сопоставлять результаты, полученные в разное время. По этому критерию можно быстро определить, годна батарея к дальнейшему использованию или нет. Для подобных измерений существует не так много приборов. Одни из самых популярных – семейство тестеров аккумуляторных батарей Fluke BT500 (модели BT510, BT520 и BT521).

Чтобы измерить внутреннее сопротивление тут используется 2 щупа. Приборы подают малый переменный ток, имеющий частоту 1000 Гц. Сила тока настолько мала, а частота подобрана таким образом, что измерение можно проводить прямо в ходе нагрузки, на запитываемое оборудование это никак не повлияет. Можно проводить тесты и без нагрузки. Прибор проводит измерение напряжения, производит расчет сопротивления и выводит результат на экран.

Поскольку внутреннее сопротивление исчисляется в миллиомах, для измерения используется 4-проводное подключение Кельвина, в отечественной электротехнической литературе более известное под названием двойного измерительного моста Томсона. 4 точки подключения обеспечиваются за счет конструкции щупов: каждый из них имеет двухконтактный наконечник, центральный контакт подпружинен и при надавливании утапливается внутрь. В результате каждый щуп соприкасается с поверхностью двумя контактами, реализуя 4-проводную схему подключения и обеспечивая более точное измерение внутреннего сопротивления батареи.

В зависимости от модели прибора и доступных аксессуаров возможно одновременное определение температуры на отрицательной клемме аккумуляторной батареи – для этого используется выносной щуп BTL21 со встроенным ИК-датчиком (см. таблицу «Функции и аксессуары», комплектация зависит от модели прибора). Все измерение занимает 4 секунды. Результаты выводятся на ЖК-дисплей тестера, сохраняются в памяти для последующей загрузки на ПК через порт USB и подготовки отчета при помощи входящего в комплект программного обеспечения.

Тесты проводятся быстро не только за счет скорости измерения самого прибора, но и благодаря наличию удобных щупов, к которым предусмотрены удлинители различного размера. Результаты можно не просто сохранять (в том числе автоматически), но и подразделять на группы в соответствии с количеством блоков и батарей в них, чтобы информация была представлена в четко структурированном виде. Скриншот показывает экран прибора при последовательном измерении: три батареи из 32 уже протестированы, их результаты сохранены, по четвертой выполняются измерения (результаты на экране) и будут сохранены по нажатию кнопки Save, остальные ячейки пусты для последующих измерений.

Затраты времени на измерительные процедуры для всех 100% аккумуляторных батарей на объекте не выходят за рамки разумного, в результате сопоставление полученных в разное время данных позволит определить, в каких батареях деградация только началась, а в каких достигла уровня, когда их необходимо заменить, не дожидаясь фатального сбоя.

При массовых измерениях наконечники щупов изнашиваются, но все компоненты и измерительные провода могут быть своевременно заменены на аналогичные. Можно заменять только наконечники с подпружиненными контактами. При замене тестового щупа необходимо провести калибровку нуля прибора, для этого в комплекте предусмотрена калибровочная пластина (кассета сопротивлений). Операция выполняется самим пользователем (в отличие от поверки, которая выполняется в сертифицированной организации. Приборы Fluke BT500 внесены в Государственный реестр средств измерений, на них есть методика поверки и сертификаты установленного образца. Межповерочный интервал – 1 год).

Можно изначально держать в запасе дополнительный комплект щупов, а также измерительные провода для режима мультиметра и (в зависимости от модели) токовые клещи. Эти аксессуары позволят дополнить измерения внутреннего сопротивления другими тестовыми функциями. Возможна оценка тока пульсации (присутствие переменной составляющей в постоянном напряжении более 5% может служить симптомом – высокое значение пульсации приводит к перегреву и потере энергии). Можно отслеживать падение напряжения при разряде (измерения проводятся многократно в ходе процесса разрядки).

Сравнительные возможности тестеров АКБ серии Fluke BT 500

Как проверить реальную емкость аккумулятора автомобиля

Автомобиль состоит не только из механических элементов, но и из электронных. И их основой является автомобильный аккумулятор. Именно он обеспечивает работу всей электроники в машине, накапливая заряд и предоставляя его по необходимости. В его основе лежит химическая реакция, поэтому он имеет свойство постепенно снижать свои технические характеристики по мере использования.

Так как аккумулятор не вечен, необходимо регулярно проверять его работоспособность. Это позволит избежать неприятностей, связанных с его разрядкой или недостаточным напряжением для запуска автомобиля. Лучше проводить проверку комплексно, используя услуги СТО, однако не всегда это доступно. В таких случаях возможна самостоятельная проверка с помощью подручных средств.

Признаки поломки

Электроника – сложная вещь, поэтому определить поломку аккумулятора лишь на основе внешних признаков достаточно сложно. Но, если изначально знать основные признаки неисправности питания, то эта задача становится куда проще. Поэтому стоит запомнить основные признаки, свидетельствующие о недостаточном заряде или поломке автомобильного аккумулятора. Среди них:

• отсутствие свечения от индикатора заряда аккумулятора;
• щелчки при запуске стартера;
• медленная работа стартера;
• слабое свечение фар.

Вся электроника автомобиля дает сбои, если аккумулятор имеет слабый заряд . Хотя проблемы могут быть по другим причинам, комплекс этих признаков явно означает неполадки АКБ.

При одном из подобных признаков рекомендуется проверить автомобильный аккумулятор доступными методами. Также рекомендуется провести внешний осмотр, включающий поиск повреждений, а также проверку резервуаров и электролита.

Проверка заряда

Первым делом при проблемах с аккумуляторов необходимо проверить уровень его заряда. Ведь именно это определяет эффективность устройства и работу всей электроники в автомобиле. Кроме того, недозаряд АКБ может быть признаком поломки генератора. Поэтому стоит следить за этим фактором и по возможности проверять.

В современных моделях аккумуляторов для проверки уровня зарядки имеются специальные индикаторы, изменяющие свой цвет. Но зачастую такого элемента на устройстве нет, поэтому нужно проверять старыми и доступными методами.

Для проверки заряда можно использовать мультиметр или вольтметр. Процесс проверки элементарен — необходимо лишь замерить напряжение на клеммах аккумулятора, предварительно отключив его. На основе результата определяется текущее состояние устройства и возможность его дальнейшей эксплуатации.

Оптимальным показателем напряжения в аккумуляторе является 12,6 В. Он сигнализирует о полностью исправном устройстве с полным зарядом. Если же показатель упал до 12,2 В, то это свидетельствует о незначительном разряде. Если же напряжение даже ниже 12 В, то такая батарея требует срочной зарядки.

При падении ниже 11 В – высок шанс поломки устройства. Необходимо попытаться зарядить его, если проблема заключается в неисправности генератора или других элементов питания. Если же они работают нормально, но напряжение повысить не удается, то использовать такой аккумулятор опасно. Это может пагубно повлиять на работу автомобиля и повредить другие электронные элементы системы.

Емкость

Этот показатель является основой для автомобильного аккумулятора. Он отражает собой время, которое способна работать батарея без потери силы тока. Она измеряется в ампер-часах и является важным фактором при приобретении подобных устройств.

Количество энергии, которое способна содержать батарея, постепенно снижается в процессе ее эксплуатации. Это важный фактор для работы автомобиля, поэтому нужно контролировать его и периодически замерять. Для этого имеется несколько методов:

• контрольный разряд;
• расчет посредством мультиметра;
• с помощью специальной техники.

Хотя первые два метода достаточно сложны, они позволяют в домашних условиях определить емкость батареи. Последний же требует специальной аппаратуры, которая зачастую имеется на СТО. Если же найти такую аппаратуру, то самостоятельная проверка емкости существенно упрощается.

Важным нюансом является то, что проверки проводятся лишь на полностью заряженном аккумуляторе. В противном случае результат будет некорректен.

Проверка посредством мультиметра

Метод проверки емкости посредством мультиметра или вольтметра довольно сложен, хотя и быстр. Для измерения этого показателя понадобится следующее оборудование: мультиметр, а также прибор, который будет потреблять приблизительно половину заявленной емкости устройства. Другими словами, при емкости в 7 А/ч потребление должно составлять около 3,5 А.

При этом стоит учесть напряжение, при котором работает прибор. Оно должно составлять 12 В. Для таких задач подойдет обычная лампа от автомобильной фары, но все же потребление стоит подбирать соответственно своему аккумулятору.

Недостатком такого метода является то, что с его помощью нельзя сказать точную емкость АКБ. Можно лишь узнать текущий процент емкости от первоначальной. Другими словами, такой тест определяет износ устройства.

Метод схож с ранее упомянутым способом проверки заряда аккумулятора. Подключив определенный прибор, необходимо подождать пару минут, после чего замерять напряжение на клеммах. После необходимо сверять по следующим параметрам, определяющим процент от первоначальной емкости:

• более 12,4 В — 90-100%;
• между 12 и 12,4 В — 50-90%;
• между 11 и 12 В — 20-50%;
• менее 11 В — до 20%.

Однако уже при показателе меньше 50% емкости ездить с таким аккумулятором нельзя . Это комплексно вредит всему автомобилю.

Полученный результат нужно сравнить с процентом, после чего сопоставить с заявленной емкостью. Это позволит приблизительно определить текущую емкость и вынести соответствующее решение насчет дальнейшей эксплуатации устройства.

Определить емкость аккумулятора куда проще посредством контрольного разряда или специальных тестеров. Использование второго варианта позволит получить быстрый результат, поэтому они используются в различных сервисах и мастерских. Первый же метод заключается в замере скорости разрядки АКБ на основе силы тока.

Емкость автомобильного аккумулятора — важный фактор, который стоит учитывать и регулярно проверять, так как со временем ресурс устройства уменьшается, емкость стремительно снижается. Существенное снижение сказывается на работе электроники автомобиля, поэтому стоит тщательно за этим следить.

Что касается метода контрольной зарядки, в этом видео описываются нюансы этого метода. Это позволит узнать точную емкость АКБ, используя лишь подручные инструменты: