Какое напряжение должно быть на аккумуляторе после зарядки: минимальное и полностью заряженного, под нагрузкой и без нее, а также какой должен быть нормальный заряд АКБ

Содержание

Напряжение аккумуляторов для автомототехники

Работоспособность автомобильного или мотоциклетного аккумулятора очень сильно зависит от емкости и напряжения. Если батарея заряжена недостаточно, то вряд ли удастся запустить двигатель транспортного средства, поэтому нужно следить чтобы аккумулятор всегда был полностью заряжен. Для стандартных аккумуляторов на 12 Вольт напряжение полностью заряженной батареи должно составлять от 12,6 до 12,9 Вольт, некоторые показывают чуть больше 13 Вольт. Следует обязательно проверять напряжение хотя бы раз в 2 месяца, чтобы успеть вовремя защитить свой аккумулятор от поломки.

Минимальное и нормальное напряжение без нагрузки

Вообще напряжение в аккумуляторах бывает следующим:

Номинальное. Оно обычно указано в технической литературе – 12 В. Крайне редко совпадает с фактическим, более того, при таком напряжении батарея явно нуждается в подзарядке.
Фактическое. В состоянии покоя колеблется примерно от 12,4 В до 12,9 В.
Под нагрузкой. Очень важный показатель работоспособности батареи, речь о нем пойдет чуть позже.

Проверять фактическое напряжение стоит не раньше, чем через час после полной зарядки аккумулятора, так как сразу после неё показатели будут завышены, могут превышать 13 В. Через час напряжение не должно быть ниже 12,6-12,7 В. Если оно опускается ниже, значит, батарея не держит заряд.

Если измерения показали напряжение 11,9-12 В, то батарея разряжена примерно наполовину, но её еще можно использовать для запуска двигателя. После того как мотор заведется, АКБ будет автоматически подзаряжаться от генератора. А вот если пользоваться автомобилем или мотоциклом вы не планировали, то аккумулятор срочно нужно заряжать, иначе будет происходить сульфатация свинцовых пластин АКБ, что крайне нежелательно. Дело в том, что постепенно снижая работоспособность батареи, сероватый налет сульфата свинца приводит к полному выходу её из строя,

В том случае, когда измерения показали вам всего 11,6 Вольт или ниже, ваш аккумулятор полностью разряжен, не стоит даже и пытаться его использовать, пока не зарядите и не проверите заново.

Итак, минимально возможное для запуска двигателя напряжение, измеряемое без нагрузки — 11,9 В. Нормальные рабочие показатели этого параметра – 12,4-12,9 Вольт. Фактически чаще всего заряд аккумулятора колеблется от 12,2 до 12,5 В, так как полный заряд АКБ бывает далеко не всегда.

А что будет под нагрузкой?

Чтобы определить, насколько работоспособна батарея, проверять её под нагрузкой обязательно, там будут совсем другие цифры. В состоянии покоя держать заряд может большинство аккумуляторов, даже непригодных к работе. Чтобы выявить «убитые» АКБ и нужна проверка под нагрузкой.

Как это происходит:

К полностью заряженному аккумулятору на 3-4 секунды при помощи нагрузочной вилки подключают нагрузку, которая превышает емкость батареи в 2 раза.
Снимают показатели напряжения в процессе работы АКБ под нагрузкой, они не должны быть ниже 9 В. Если этот параметр меньше 6, то либо вы не зарядили батарею перед проверкой, либо аккумулятор совершенно непригоден к работе.
Отключив нагрузку, через 5-6 секунд снова нужно снять показатели. Напряжение должно полностью восстановиться до нормы, хотя бы до 12,3-12,5 В.

Когда показатели при проверке были значительно ниже нормы, зарядите батарею до конца и попробуйте произвести измерения еще раз. Если увидите тот же результат – надо купить аккумулятор, так как старый пора менять.

Как связаны напряжение АКБ и плотность электролита

Связь самая прямая. Чем выше один показатель, тем выше другой. При нормальном напряжении в 12,7 Вольт плотность электролита в большинстве аккумуляторов составляет 1,27 г/куб. см. При снижении заряда аккумулятора уменьшается плотность электролита, так как при этом процессе расходуется кислота. Когда АКБ начинает заряжаться, расходуется вода и образуется кислота, что приводит к повышению плотности содержимого электролитических батарей.

Зимой если заряд аккумулятора достаточно высокий, то плотность электролита растет, значит, растет и напряжение. Выходит, что для хорошо заряженного аккумулятора мороз не страшен. А вот если батарея разряжена, то на морозе плотность электролита будет снижаться и напряжение падать, в этом случае и возникают проблемы при запуске мотора.

Новый аккумулятор требует первичной зарядки!

Аккумулятор — примитивное устройство, не изменившееся особо за последние 100 лет и какого-либо ухода и облуживания не требует. Таково распространенное мнение современного автолюбителя. Но это заблуждение!
Есть еще один важный вопрос — нужно ли заряжать новый аккумулятор после покупки?
Распространенный ответ, который я слышал и от автолюбителей и от специалистов — аккумулятор полностью заряжен с завода и дополнительной зарядки не требует. Но и это также заблуждение.

Новый аккумуляторную (стартовую) батарею, или сокращенно АКБ, необходимо зарядить до эксплуатации. А затем, производить полную зарядку не реже, чем два раза в год. Данная рекомендация не относится к аккумуляторам автомобилей с исправным генератором и регулярно совершающим дальние поездки.
Попробую обосновать:

Почему новый аккумулятор заряжен не полностью?

Вопрос касается всех типов аккумуляторов, не только автомобильных. Бытует мнение, что аккумуляторы заряжаются на заводе полностью и не требуют первичной зарядки перед эксплуатацией.
Это так! Но только если дата производства аккумулятора — пару месяца до даты продажи. Мы практически не встречали такие партиии АКБ…
В процессе производства АКБ, действительно, заряжают до полной емкости. Но до момента покупки и установки в авто проходит несколько месяцев хранения на складах, длительніе перевозки и т.п.
Этого достаточно, чтобы эффект саморазряда снизил емкость аккумулятора до 70% от начальной емкости.
Поэтому, прежде всего, при покупке АКБ проверьте дату ее производства — если возраст более 6 месяцев, то аккумулятор обязательно требует полной зарядки!

Что следует знать?

Срок жизни автомобильного аккумулятора начинается с момента заполнения его банок електролитом на последних этапах производства.. С этого момента начинается и процесс саморазряда, который зависит напрямую от прошедшего времени. Так как же оценить уровень остаточного заряда нового аккумулятора? Вспоминаем школьный курс физики и берем с собой в магазин вольтметр.
Напряжение заряженной АКБ должно быть в пределах 12.6 — 12.9В. Если же напряжение АКБ менее 12.5В — АКБ требует обязательной подзарядки перед использованием.
АКБ с напряжением менее 12В покупать не стоит!
В Автоклад мы выборочно тестируем партии АКБ интелектуальным прибором с нагрузочной вилкой. Бракованные, или старые АКБ мы не принимаем и возвращаем дистрибьютору. Тем не менее, ошибки возможны и внимательный осмотр покупателем приобретаемого аккумулятора лишним не будет.

А если аккумулятор не заряжать?

Из нашего опыта, наиболее распространенный профиль использования нового аккумулятора — это купил-установил-забыл. После этого проходит год и вдруг АКБ умирает. А установлен аккумулятор был самостоятельно, заключения со станции конечно нет и начинается нервотрепка с гарантией. Поймите правильно и продавца — документы требует производитель, ведь причиной выхода из строя может быть и неисправное электрооборудование автомобиля. В общем, вопрос как-то решается, но остается устойчивое мнение, что «БОШ/ВАРТА-уже-не-те!». А дело ведь совсем не в этом!
АКБ с остаточным зарядом 60% был установлен на автомобиль, который за день проезжает 50км в городском режиме. Соответственно, аккумулятор будет эксплуатироваться недозаряженным и до смерти полной зарядки не увидит. В недозаряженном АКБ активно развивается процесс необратимой сульфатации, который приводит к короткому замыканию и выходу аккумулятора из строя.
А всего-то нужно было зарядить его вначале… И не было бы вот этого всего — прикуривания в мороз, неуверенного старта, недолгого срока жизни, проблем с гарантией. Поэтому —

Как и сколько заряжать новый автомобильный аккумулятор?

Установленную на автомобиле аккумуляторную (стартовую) батарею, нужно обслуживать (даже необслуживаемую!). По нашему мнению — не реже, чем раз в пол года.
Обслуживание подразумевает проверку уровня электролита (для моделей, где это возможно) и полную зарядку АКБ. Для такой зарядки отлично подходят современные автоматические зарядные устройства (ЗУ), например Зарядное устройство для АКБ BOSCH (БОШ) 018999903M модель C3 New за 1530грн.
Такое ЗУ позволяет заряжать АКБ без вмешательства пользователя. При этом по сложному алгоритму, который позволяет зарядить батарею до максимальной емкости.
По мере зарядки сила тока будет снижаться с нескольких Ампер до 200-300мА и после нескольких часов такой нежнной зарядки аккумулятор будет заряжен до максимальной остаточной емкости.

Обычно, для новой АКБ с разрядом до 70% (напряжения порядка 12,6В) подзарядка занимает 2-3 часа. Для сильно разряженной батареи — рекомендуется зарядка продолжительностью 6-8 часов.
Что особенно удобно, так это то, что современные ЗУ позволяют заряжать АКБ установленные на авто без снятия.

Если ни у вас, ни у знакомых нет хорошего ЗУ, рекомендуем обращаться на СТО — многие станции оказывают услуги заряда АКБ профессиональным зарядным устройством.

Надеюсь, что данные рекомендации позволят Вашему аккумулятору служить долго и безотказно!

Д.Терещук

Зарядка аккумуляторов LiFePO4 | Аккумуляторы Battle Born

Каждый день мы получаем вопросы о зарядке аккумуляторов LiFePO4 и зарядных устройствах для литиевых аккумуляторов. Мы рассмотрели продукты, которые хорошо работают с нашими батареями Battle Born LiFePO4. В начале серии мы обсудим основы зарядки аккумуляторов, а продукты будут рассмотрены в других сегментах.

Зарядка батареи LiFePO4

Зарядка батареи LiFePO4 в основном означает подачу внешнего напряжения для передачи тока от анода к катоду батареи. Зарядное устройство литиевой батареи действует как насос, перекачивающий ток вверх по течению, в противоположном обычному направлению тока, когда батарея разряжается.

Когда приложенное напряжение зарядного устройства выше, чем напряжение батареи холостого хода, тогда протекает зарядный ток. Во время этого процесса напряжение холостого хода батареи увеличивается, приближаясь к приложенному напряжению зарядного устройства.

Массовое против. Плавающая зарядка

Зарядное устройство для литиевых батарей может вести себя в процессе зарядки по-разному. Во-первых, зарядное устройство может постоянно увеличивать свое напряжение, чтобы поддерживать постоянный ток. Это первый этап процесса зарядки, обычно называемый этапом «массовой» зарядки. На этом этапе зарядное устройство регулирует приложенное напряжение, чтобы обеспечить максимальный ток для аккумулятора.

Например, зарядное устройство на 10 ампер будет выдавать максимум 10 ампер на этом этапе объемной зарядки, а подаваемое напряжение увеличится до максимального напряжения или «напряжения большой емкости».

Как только достигается максимальное напряжение, зарядное устройство переходит на вторую стадию, называемую стадией «абсорбционной» зарядки. Во время поглощения зарядное устройство прикладывает постоянное напряжение, называемое «напряжением поглощения». По мере того, как напряжение холостого хода батареи приближается к напряжению поглощения, ток неуклонно снижается до нуля.

В этот момент батарея полностью заряжена. Однако свинцово-кислотный аккумулятор быстро разряжается при отключении зарядного устройства. Таким образом, вместо выключения зарядное устройство переходит в третью стадию, называемую «плавающей» стадией, на которой зарядное устройство падает до более низкого напряжения и держится на этом напряжении. Целью этого этапа является поддержание полного заряда батареи и учет того факта, что свинцово-кислотные батареи имеют тенденцию разряжаться, даже если нагрузка не подключена.

Алгоритм зарядки

Эти этапы, объединенные последовательно, образуют то, что обычно называют «алгоритмом зарядки». Зарядное устройство обычно можно классифицировать по току зарядки (т. е. максимальному току зарядки) и целевому напряжению батареи (12 В, 24 В, 36 В, 48 В и т. д.). Но зарядные устройства могут также включать несколько алгоритмов зарядки (обычно классифицируемые как «AGM», «SLA», «Gel», «Wet» и т. д.). Более пристальный взгляд показывает, что каждый алгоритм имеет свои уникальные параметры, в том числе:

• Объемное напряжение
• Напряжение абсорбции
• Время абсорбции
• Плавающее напряжение

Значения алгоритмов зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов сильно различаются. Основное напряжение и напряжение поглощения обычно колеблются в пределах от 14,0 до 14,8 В, а плавающее напряжение может варьироваться от 13,2 до 13,8 В.

Аккумуляторы Battle Born на 12 В удобно расположены прямо посередине этих диапазонов. Мы рекомендуем накопительное и абсорбционное напряжение 14,4 В. Плавающее напряжение не требуется, поскольку литий-ионные аккумуляторы не пропускают заряд, но допустимо плавающее напряжение ниже 13,6 В.

Вот несколько видео с часто задаваемыми вопросами, в которых рассказывается о зарядке аккумуляторов LiFePO4.

В этой серии блогов мы опубликуем результаты наших тестов для различных зарядных устройств LiFePO4, включая преобразователи, инверторные зарядные устройства и контроллеры заряда от солнечных батарей. В каждом случае мы сообщим об уникальности алгоритмов зарядки для каждого бренда, изучим эффективность использования заводских настроек по умолчанию для зарядки аккумуляторов Battle Born и определим, что можно сделать для достижения оптимальных настроек.

Если у вас есть какие-либо вопросы или опасения по поводу зарядки аккумуляторов LiFePO4, свяжитесь с нами в любое время по телефону (855) 292-2831 или напишите нам по адресу [email protected].

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наш отдел продаж и обслуживания клиентов из Рено, штат Невада, готов ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Кроме того, присоединяйтесь к нам на Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут обеспечить ваш образ жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться там.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления на ваш почтовый ящик.

Поделись этим

Опубликовано в Аккумуляторы, Инверторы/Зарядные устройства, Технические

Оценка состояния заряда по напряжению аккумулятора — BushGeek

При использовании перезаряжаемого аккумулятора вам нужно знать, каков его уровень заряда (SoC) — насколько он заряжен?

Что вы действительно хотите знать, так это то, как долго прослужит ваша батарея и сможете ли вы безопасно получать от нее больше энергии, или вам нужно сократить ее, или пришло время для подзарядки. Но сначала вы должны оценить, сколько заряда держит текущая батарея.

Почему «оценка»? Нет ли способа убедиться? К сожалению, нет, не совсем так.

Здесь мы сосредоточимся на 12-вольтовых аккумуляторных батареях, которые чаще всего используются в транспортных средствах для отдыха и кемпингах. Но аналогичные соображения применимы ко всем типам аккумуляторов.

Аккумуляторы AGM

Матовое абсорбирующее стекло (AGM) — наиболее распространенный тип свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого разряда.

Как и для любой батареи, напряжение батареи AGM максимально, когда она полностью заряжена, и падает при разрядке.

Под «напряжением» мы подразумеваем напряжение «в состоянии покоя». Это напряжение, измеренное, когда батарея не подключена к чему-либо, потребляющему ток, и батарея не использовалась или не заряжалась в течение как минимум пары часов.

Для получения точных показаний важно оставить свинцово-кислотные аккумуляторы после зарядки. Это связано с тем, что процесс зарядки происходит на поверхности свинцовых пластин аккумулятора, создавая поверхностный заряд , для распространения которого через аккумулятор требуется некоторое время.

Чтобы зарядить свинцово-кислотный аккумулятор, зарядное устройство подает на аккумулятор зарядное напряжение, и, если вы измерите напряжение аккумулятора в этой точке, можно сделать вывод, что аккумулятор полностью заряжен. Но то, что вы видите, это напряжение, подаваемое зарядным устройством, а не истинное напряжение батареи. Даже когда вы отключите зарядное устройство, напряжение батареи останется высоким, так как поверхностный заряд начнет рассеиваться, а затем со временем упадет до своего истинного уровня. По этой причине некоторые интеллектуальные зарядные устройства периодически прекращают зарядку, чтобы измерить напряжение аккумулятора, прежде чем продолжить.

Теоретически напряжение батареи в состоянии покоя зависит от состояния заряда, как показано на этом примере графика:

В этом примере, когда SoC составляет 50%, напряжение батареи в состоянии покоя составляет 12,05 В. Итак, если мы отключим нашу батарею AGM, дадим ей отдохнуть в течение нескольких часов, а затем измерим ее напряжение и получим показание 12,00 В (например), начало заряда должно быть около 45%. Правильно?

Ну да, если график правильный.

Если вы введете запрос «График состояния заряда аккумулятора AGM», вы найдете множество таблиц и графиков, похожих на этот. Вы также найдете много вариаций и разногласий. Они не могут быть все правы!

Один из спорных моментов: что означает «0%»? В какой момент аккумулятор AGM разряжается?

На графике выше видно, что напряжение падает с постоянной скоростью от 13 В до 11,5 В. Затем на кривой появляется «колено», где напряжение начинает быстро падать — все быстрее и быстрее.

Один производитель указывает, что его аккумуляторы AGM емкостью 100 Ач способны обеспечивать ток 10 А в течение 10 часов (что дает номинальную емкость 100 Ач), после чего напряжение будет составлять 1,80 В на элемент или 10,8 В в сумме. Другими словами, этот производитель считает, что его батарея AGM разряжена на 100 % (заряжена на 0 %), когда напряжение падает до 10,8 В.

И тем не менее, даже при 10,8 В еще остается некоторая энергия. Еще можно немного выжать. Даже при напряжении 10,0 В в батарее остается достаточно энергии, чтобы запустить что-то вроде нашего самописца (который будет продолжать работать вплоть до 6 В). С другой стороны, если вы разрядили 12-вольтовую батарею AGM до 10,58 В, вы, вероятно, убили ее. Он не только мертв, он никогда не вернется.

Вот почему вы часто будете видеть нижний предел (0% SoC) для аккумуляторов AGM равным 11,8 В. Это более реалистичная цифра, что для здоровья вашей батареи вы никогда не должны опускать ее ниже.

Если мы не можем договориться о том, какое напряжение равно «0%», мы не сможем договориться и о другом процентном соотношении заряда. Даже для 100% — в одних графиках указано, что 12,8 В — это 100% заполнение, в других (например, на нашем графике) — 13,0 В. Это расхождение во мнениях происходит потому, что, хотя полностью заряженная батарея AGM будет близка к 13,0 В, напряжение очень быстро падает до 12,8 В, как вы можете видеть. Так что 12,8 В можно считать «полностью заряженным».

Еще одна сложность заключается в том, что отдельные батареи различаются. Общая таблица для «Аккумуляторов AGM» может быть не совсем правильной для конкретной марки и модели. Единственными действительно достоверными данными являются данные, предоставленные производителем.

Однако данные производителя могут быть трудны для интерпретации, поскольку они обычно не документируют какой-либо простой прямой зависимости между состоянием заряда и напряжением. Вместо этого они обычно публикуют кривые «разрядки при постоянном токе», которые показывают, как напряжение батареи падает с течением времени при разряде с различной постоянной скоростью, например, 5 ампер и 10 ампер. Это интересно, но не очень полезно, потому что мы обычно не так используем наши батареи — они гораздо чаще имеют прерывистую нагрузку, например, компрессор холодильника работает и выключается в течение дня, а освещение — вечером. Учитывая, что полезная емкость батареи AGM выше, когда она слегка нагружена, это затрудняет прямую связь реального использования с этими кривыми разряда при постоянном токе.

Наконец, данные производителя обычно указываются при температуре окружающей среды 25°C. Емкость батареи увеличивается с температурой и может снизиться более чем на 30% при -20°C и увеличиться на 10% и более при 50°C. Это одна из причин, по которой наш регистратор аккумуляторов измеряет температуру окружающей среды — это оказывает значительное влияние на состояние заряда аккумуляторов.

На практике все, что мы действительно можем сделать, это использовать общую таблицу состояния заряда или график, как показано выше, и решить, каким должно быть практическое минимальное напряжение для ваших батарей.

Помните, что для достаточно длительного срока службы батареи AGM не должны регулярно разряжаться более чем на 50%. Затем вы могли бы разумно решить, что ваш «пустой» уровень составляет 12,05 В, что соответствует 50-процентному состоянию заряда.
Или, для продления срока службы, вы можете ограничить глубину разряда до 30 % и стараться избегать того, чтобы ваши батареи когда-либо опускались ниже 70 % SoC или около 12,30 В.

Литий-железо-фосфатные батареи

Литий-железо-фосфатные ₄ ) аккумуляторы становятся все более популярной альтернативой AGM для 12-вольтовых перезаряжаемых аккумуляторов глубокого цикла из-за их меньшего веса, увеличенной полезной емкости (допускается большая глубина разряда) и более длительного срока службы.

Однако они представляют собой особую проблему, когда дело доходит до оценки состояния их заряда, как показано на этом графике:

Как вы можете видеть, подобно свинцово-кислотным аккумуляторам, они начинают с высокого напряжения ( около 14,0 В), которое быстро падает до 13,2 В при разрядке. Проблема в том, что напряжение затем продолжает оставаться очень близким к 13,2 В, вплоть до 40% SoC, а затем продолжает медленно снижаться примерно до 12,9 В при 20% SoC. Только когда уровень заряда падает ниже 20 %, напряжение начинает существенно изменяться, быстро падая при уровне заряда менее 10 %.

Таким образом, если вы измерите напряжение батареи LiFePO ₄ и получите 13,2 В, вы не сможете узнать, заряжена ли батарея на 80% или упала до 40%!

Учитывая, что для максимального продления срока службы аккумуляторов LiFePO ₄ их нельзя регулярно разряжать более чем на 80%, нельзя допускать падения напряжения ниже 12,9В. Многие вольтметры имеют точность только ± 0,1 В или около того, поэтому вполне возможно, что если вы читаете 13,0 В и думаете, что ваша батарея заряжена на 30%, напряжение на самом деле составляет 12,9 В.V и батарея уже на пределе.

Самый точный способ оценить состояние заряда батареи LiFePO ₄ — это метод, называемый подсчетом кулонов , когда сложный (и относительно дорогой) монитор батареи измеряет весь ток, входящий и выходящий из батареи. , позволяя ему отслеживать, сколько заряда осталось в нем — это метод, который использует ваш мобильный телефон, в котором также используется литиевая батарея.

Если у вас нет монитора батареи, который может считать кулоны, вы, тем не менее, можете полагаться на измерения напряжения батареи для оценки состояния заряда — при условии, что измерения достаточно точны. Например, точность нашего регистратора батареи составляет ±0,02 В, и его можно использовать для надежной индикации, когда уровень заряда падает ниже 40 % или около того, задолго до того, как батарея достигает рекомендуемого минимального уровня заряда 20 %.