что означает емкость аккумулятора автомобиля
Аккумулятор, особенности выбора, ч. 3
Итак, прежде чем идти и покупать аккамулятор, необходимо определиться с параметрами, которым он должен соответствовать, чтобы нормально функционировать в сочетании с другим электрооборудованием автомобиля.
Основными параметрами считаются следующие:
• электрическая (номинальная) емкость, А•ч;
• значение пускового тока (тока стартерного разряда при регламентированном напряжении на полюсных выводах в режиме пуска двигателя автомобиля), А;
• размеры корпуса АКБ;
• масса АКБ.
Электрическая емкость характеризует количество электричества, которое способна отдать АКБ при длительном режиме разряда или способность аккумулятора давать определенный ток в течение определенного времени.
Так, емкость 60 ампер-час означает, что аккумулятор может давать ток в 1 ампер в течение 60 часов (или в 2 ампера в течение 30 часов и т.д.).
Электрическая емкость батареи определяется либо при 20-часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.
Грубо говоря, емкость – это сколько электричества «умещается» в аккумуляторе. Причем размеры (длина-ширина-высота) здесь не так важны, как особенности конструкции и, следовательно, внутренние возможности накапливать энергию.
Вообще-то, то, что пишут на этикетках европейских и отечественных АКБ – есть номинальная электрическая емкость, то есть емкость 20-часового разряда батареи. Именно она регламентируется в большинстве нормативных документов производителей (в Росии – это соответствие ГОСТу 959-91).
Для определения номинальной емкости батарею непрерывно разряжают при температуре 25°C током, равным 0,05 C20 (имеется в виду, 0,05 А от величины номинальной емкости, указанной производителем при 20-часовом режиме разряда). Получается, что для АКБ емкостью 60 А•ч ток разряда составляет 3 А, а для АКБ, емкостью 90 А•ч – 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается, если 12-вольтовая батарея через положенные 20 часов стала длительно выдавать ток с напряжением 10,5 В.
На аккумуляторах американского производства зачастую можно прочитать такую характеристику, как резервная емкость. Между прочим, в Америке это более почитаемый параметр, чем номинальная емкость. Он показывает интервал времени (в минутах), в течение которого аккумулятор способен давать ток 25 А (т.е. в течение какого времени он сможет подменять собой вышедший из строя генератор).
Или же – это запас емкости аккумулятора, измеренный в минутах при разряде током в 25 А для батарей любой емкости при температуре 27°C. К примеру, для АКБ номинальной емкостью 55 А•ч резервная емкость может составлять 85-90 минут. Это значит, что при выходе из строя генератора, автомобиль сможет двигаться еще примерно 1,5 часа за счет энергии АКБ.
Причем, резервная емкость — время (в минутах), в течение которого аккумулятор при токе разрядки в 25 А способен поддерживать напряжение не ниже 10,5 вольт.
По американским понятиям резервная мощность – наиболее важное значение, так как показывает время, за которое можно проехать ночью при минимальной электрической нагрузке автомобиля при неработающем аккумуляторе.
Почему стоит ограничение в 10,5В, думаю, понятно: такое напряжение еще позволяет уверенно пускать двигатель стартером.
Что касается установленного времени, то когда-то был стандарт – 2 часа (считалось, что это необходимое время, чтобы среднестатистический американец смог добраться до ближайшего сервиса). Со временем число сервисов увеличилось настолько, что смысл в 2-часовом ограничении отпал, но остался непреложный принцип: чем больше, тем лучше.
Пусковая мощность — величина максимальной выходной мощности, которую аккумулятор может выдавать в течение 30 секунд при температуре минус 18 градусов С. Этот показатель характеризует способность аккумулятора запускать холодный двигатель.
Но дело в том, что производитель может подгонять данный параметр под разные стандарты.
Так, российские ТУ и германский DIN – имеют более жесткую спецификацию. Она называется: стартерный режим разряда (короткий разряд).
Согласно ее при температуре электролита –18°С (холодный пуск), и при токе разряда 255 А напряжение на клеммах через 30 секунд после начала испытаний не должно быть менее 9В. Причем, при дальнейшем разряде батареи напряжение имеет право снизиться до 6 В не ранее чем через 150 секунд. Именно такая проверка энергетики гарантирует, что выдержавший ее аккумулятор обеспечит нам не менее трех-пяти полноценных попыток пуска двигателя.
Кстати, пуск – это 10 секунд работы плюс 30 секунд передышки.
Почему за отправную точку взята температура минус 18°С? Да просто в соответствии с товарными маслами за зимнюю температуру пуска бензинового двигателя принимается −20° С, а для дизельных двигателей — до −15-17°C. А посему выходит, что «средняя температура по больнице» равна примерно –18°С. При более низких температурах для дизелей уже предполагается применение средств облегчения пуска (аэрозоль, подогрев топлива, масла, воздуха и т.д.). Подобные же средства облегчения в зимних условиях могут применяться и для пуска бензиновых двигателей.
Другой, более мягкий стандарт – по SAE (США) или EN (Стандарт Евросоюза). Он называется: ток холодной прокрутки.
Специалисты, разрабатывающие этот стандарт, считают, что максимальная нагрузка на аккумулятор приходится именно в первые секунды пуска двигателя, а потом ему становится гораздо легче. Поэтому согласно данной спецификации на холодный запуск требуется нагрузка выше, чем по ТУ и DIN – около 440А. Но уже через 10 секунд такой нагрузки напряжение на клеммах не должно «просесть» ниже 7,5В, а через 30 секунд – ниже 7,2В (в предыдущих было – 9В).
Требование то же – аккумулятор в мороз должен выдержать не менее 3-х пусков (по 10 секунд работы с 30-секундными паузами).
В общем, мощность аккумулятора, характеризуемая временем стартерного разряда, показывает, как долго она сможет обеспечивать попытки запуска двигателя. Поэтому понятно, что чем больше емкость АКБ, тем больше в запасе у автовладельца попыток запустить двигатель. Но здесь есть и свои подводные камни.
Как выбрать автомобильный аккумулятор? От А до Я по всем параметрам
Автомобильная аккумуляторная батарея (АКБ) должна быть надежной – это аксиома. Тех, кто пренебрегает данной истиной, легко вычислить: они толкают автомобили, просят «прикурить» у других водителей или обреченно ждут эвакуатора. Особенно риск того, что старый или некачественный аккумулятор станет «узким местом» возрастает зимой, когда даже у качественных АКБ показатели работы снижаются.
Найти новую батарею взамен отработавшей свое несложно. В каждом специализированном магазине неизменно присутствует широкий ассортимент АКБ. С яркими корпусами и наклейками, с броскими рекламными слоганами, естественно, обещающими долгосрочную безотказную работу. На какие из них стоит обратить внимание, а какие лучше обойти стороной? Чтобы знать ответ на этот вопрос, стоит знать нехитрые правила выбора аккумуляторов от Allzap!
Еще в девятнадцатом веке любопытные умы заметили, что если взять две пластины и погрузить их в токопроводящий раствор, между ними возникает разность потенциалов, который обыватели привыкли именовать напряжением.
Путем многочисленных экспериментов, установили, что наибольшей эффективностью и долговечностью отличаются свинцовые пластины. Несмотря на то, что аккумуляторы были изобретены намного ранее массового выпуска авто, изначально они в них не использовались. Для того, чтобы завести машину, применяли «кривой стартер» — вручную делали первые, для зажигания, обороты двигателя.
Аккумуляторы совершенствовались, становились менее габаритными, но с большим ресурсом, получили возможность подзаряжаться при эксплуатации.
Устройство классической АКБ
Визуально автомобильный аккумулятор выглядит как «шлакоблок» с клеммами. Материал корпуса выполняется из специальных материалов (чаще всего – полипропилена): стойким к воздействию агрессивных сред, повышенных и низких температур, а также вибраций. Внутри корпуса скомпонованы и надежно зафиксированы остальные, рабочие, элементы АКБ.
Первое, что увидит человек, если демонтирует крышку (на практике этого не стоит делать ни в коем случае) – шесть отдельных элементов, называемых «банками». Каждый из них выдает порядка 2В. Объединяясь в общую цепь с остальными, обеспечивает необходимые для большинства легковых автомобилей 12В.
В каждой из шести ячеек содержится пакет пластин. Соседние из них имеют различные полярности и разделены изолирующими электролитически проводящими пластиковыми сепараторами. Сетчатая структура пластин позволяет свободно циркулировать электролиту. Не вдаваясь в нюансы физических процессов, можно отметить, что емкость АКБ зависит от площади контактирующей поверхности пластин. Иными словами, чтобы получить большую емкость, нужно иметь или большее число пластин, или их большие габариты. Что, понятно, отразится на общих размерах и весе батареи.
На поверхность пластин наносится так называемая активная масса, а весь пакет стянут специальным бандажом, предотвращающим смещение элементов. Выводы пластин соединены с токосборниками, которые, в свою очередь, ведут к выводным борнам.
Когда нужно менять АКБ
Средний срок службы аккумуляторных батарей составляет 3-5 лет. Ресурс зависит как от конструктивных особенной АКБ, так и от условий и правильности его эксплуатации. Замена аккумулятора необходима, если:
• батарея перестает держать заряд;
• АКБ не заряжается – во время коротких поездок он не успевает получить энергию от генератора и поэтому из-за постоянной разрядки со временем теряет свою емкость;
• имеются повреждения корпуса.
Сурьмянистые кислотные аккумуляторы
Альтернативой сурьме в качестве легирующего элемента стал кальций. Существует батареи в которых все пластины легированы кальцием. Они маркируются Са/Са. Есть те, в которых кальцием легированы только аноды, а катоды остались малосурьмянистыми.
Полностью кальциевые АКБ считаются наиболее эффективными. Они имеют:
• низкое значение саморазряда;
• повышенное напряжение начала электролиза;
• стойкость к перезарядам;
• меньшие габариты и массу при заданной емкости.
Кальциевые аккумуляторы по праву называют необслуживаемыми: потери воды в них настолько ничтожны, что доливка просто не требуется.
Среди недостатков можно назвать:
• высокую стоимость;
• чувствительность к разрядам свыше 50% — снижение емкости после 3-4 таких потерь заряда.
Основным недостатком сурьмянистых и кальциевых батарей является наличие в них жидкого электролита, представляющего собой водяной раствор серной кислоты. При неправильной эксплуатации есть риск ее вытекания (в том числе при существенном отклонении от вертикали или при повреждениях корпуса).
Решить проблему помогло использование в качестве электролита специальных гелей помогло решить проблему. Такие АКБ считаются наиболее надежными и поэтому имеют достаточно высокую цену.
Категории обслуживаемости АКБ
По необходимости выполнять обслуживающие операции все АКБ подразделяются на:
• обслуживаемые;
• малообслуживаемые;
• необслуживаемые.
Первые (с содержанием сурьмы выше 5%) можно «вычислить» по откручивающимся крышечкам. Большие потери воды вынуждают пользователя постоянно контролировать уровень электролита и, при необходимости, пополнять его. Срок службы таких АКБ редко превышает 3 года, а стоимость их – относительно невысока.
Малообслуживаемые аккумуляторы с низким содержанием сурьмы в доливке электролита нуждаются намного реже.
Третью группу составляют свинцово-кальциевые аккумуляторы. В них доступа к банкам нет: жидкость попросту не теряется. Если следить за уровнем заряда, батарея может прослужить 5 и более лет. К необслуживаемым относятся и современные гелевые модели. За надежность и долговечность придется расплачиваться высокой стоимостью.
Основные параметры АКБ
Кошелек и советы бывалых помогли определиться с типом АКБ. Перед походом в магазин желательно также вооружиться знаниями об основных параметрах батарей.
Безусловно, основное значение имеет напряжение, которое, как уже отмечалось выше, равняется 12В. Второй показатель – емкость, которая исчисляется в ампер-часах (Ач). Иными словами, если на батарее написано 55 Ач, это значит, что она будет работать 1 час с током разряда 55 А. При этом нужно помнить, что ан корпусах пишут емкость при 25 градусах Цельсия при двадцатичасовом разряде (для предыдущего примера –с током 2,75 А).
Какую емкость выбирать
Для любых автомобилей не стоит покупать АКБ с емкостью менее 50Ач. Такие батареи:
• сложно запускают двигатель;
• быстро изнашиваются из-за глубокой степени разряда;
• некорректно перезаряжаются от генератора.
Многие стремятся приобретать батареи с максимальной емкостью. Другие считают, что, если поставить чрезвычайно «емкую» батарею, она будет постоянно недозаряженной. Второе утверждение – распространенный миф. Генератор полностью возвращает то количество энергии, которое потратилось на пуск независимо от емкости АКБ. При одном «но»: при разряде АКБ более 50% его зарядка генератором будет невозможна: для любой емкости!
Опытные автомобилисты советуют приобретать батареи с емкостью «на ступень» выше, чем та, которая указана в руководстве по эксплуатации. Например, вместо 55 Ач ставить 60Ач, что позволит сделать пуск более уверенным.
Ток холодной прокрутки
Ток, который батарея способна отдать при старте авто в условиях температуры в «минус» 18 градусов называют током холодной прокрутки. Чем выше его значение, тем проще запуск. Величина прямо пропорционально зависит от емкости, но даже при одинаковой последней может разниться в зависимости от внутреннего сопротивления батареи.
Помимо технических характеристик нужно обращать внимание на:
• Расположение клемм: «+» и «-» могут располагаться как слева, так и справа. Перед покупкой достаточно посмотреть, какую ориентацию имеет старая батарея. Если приобрести не ту АКБ, длины штатных проводов может попросту не хватить для коммутации. При этом стоит посмотреть, какое предусмотрено расположение батареи: клеммами вперед или наоборот.
• Габариты аккумулятора – по длине, ширине и высоте АКБ должна подходить под предусмотренное посадочное место и крепеж.
• Дату выпуска. Некоторые ошибочно считают, что точкой отсчета срока службы считается дата его установки на авто. На самом деле (из-за саморазряда и других процессов) старение АКБ начинается с момента заливки электролита на заводе. Чем изделие старше, тем меньше оно будет служить.
Проверка АКБ при покупке
Аккумуляторные батареи – достаточно дорогостоящие изделия, которые приобретаются не на один день. О том, насколько важна их надежность в дороге и говорить не приходится. Поэтому в автомагазине нужно отбросить ненужную скромность и внимательно осмотреть товар. В первую очередь — не целостность конструкции. О технических характеристиках поведает информация на корпусе. Те характеристики, которые не указаны, при желании можно вычислить по указанному отечественному или зарубежному стандарту (он указывается обязательно), если знать, какие величины ими регламентированы.
Аргумент в пользу покупки АКБ в серьезным торговых точках – здесь дается реальная гарантия на изделие, которая позволяет вернуть товар, если что-то не досмотрели. Впрочем, какие-то «бумажки» дают дальше на рынках, но, как показывает практика, там вернуть товар часто затруднительно.
В хороших автомагазинах новые батареи проверяют не простой лампочкой в 12 вольт, а специальной нагрузочной вилкой. Ее, кстати можно принести с собой, а если продавец откажет ее применить – магазин не единственный в округе. После подключения вилки в течение 5 минут напряжение не должно опускаться ниже 9 вольт. Иначе с таким АКБ могут быть проблемы при эксплуатации.
Какой производитель лучше
Вооружившись теоретической базой, даже неопытный пользователь может понять, какой автомобильный аккумулятор ему выбрать. Обслуживаемые АКБ нечувствительны к перепадам напряжения бортовой сети и идеально подойдут для владельцев стареньких авто. Необслуживаемые в этом плане более капризны, но долговечны и нетребовательны в эксплуатации. Итак, тип АКБ, его емкость и значение тока холодной разрядки определены. Перед глазами – десятки подходящих по параметрам вариантов. Какой их них выбрать?
Для многих других деталей рекомендуется приобретать оригинальные детали – те, которые поставлялись для сборки новых авто. Безусловно, можно выбрать того производителя и модель АКБ, которыми комплектовались машины при продаже. Их характеристики стопроцентно будут отвечать требованиям автомобильного концерна. Однако, с каждым годом появляются новые, более совершенные, модели АКБ. Да и фирм, отличающихся высочайшим качеством продукции немало. В их числе чаще всего называют:
• Bosch — немецкая компания с полуторавековой историей. Ее АКБ отличаются высоким пусковым током, простотой обслуживания и надежностью.
• Varta – еще один германский бренд при высоком качестве отличается более демократической ценой, чем именитый соотечественник. Сборка АКБ ведется в различных странах.
• ISTA – украинские батареи часто называют доступным аналогом германцев.
• Mutlu – турецкие аккумуляторы в первую очередь отличаются высокой надежностью в морозы. Долговечность и хорошие технические показатели отлично дополняются достаточно низкой стоимостью.
Рекомендуется также обратить внимание на обслуживаемые модели украинского Titan и российского Тюмень. Недорогие, они востребованы водителями ВАЗ и других неприхотливых машин, однако хорошо приспособлены и для более современных авто.
Безусловно, существуют еще десятки ответственных производителей, каждый из которых имеет своих почитателей. Главное правило – покупать исключительно сертифицированную продукцию. «Мелочная» экономия в дальнейшем может обернуться серьезными проблемами и лишними затратами.
Некоторые соотечественники «по старинке» боятся приобретать АКБ в интернет магазинах. Дескать, «ни посмотреть, ни пощупать». Ответственные онлайн магазины отличаются именно тем, что их товар обязательно сопровождается сертификатами, его, можно вернуть согласно действующему законодательству. Благодаря объемам продаж и связям с поставщиками, удается максимально расширить ассортимент, и гарантировать качество. А цена (даже с учетом доставки) более интересная, чем в розничных точках.
Ампер-часы в аккумуляторе: что это такое?
Время автономной работы мобильного телефона, портативного инструмента или способность отдавать ток стартёру при пуске двигателя автомобиля – все это зависит от такой характеристики АКБ, как ёмкость. Она измеряется в ампер-часах или в миллиампер-часах. По величине ёмкости можно судить о том, сколько времени аккумулятор будет питать электрической энергией то или иное устройство. От неё зависит, как время разряда и заряда аккумулятора. При выборе аккумуляторной батареи для того или иного устройства полезно знать, что обозначает эта величина в ампер-часах. Поэтому сегодняшний материал будет посвящён такой характеристике, как ёмкость и её размерности в ампер-часах.
О ёмкости аккумулятора и почему ампер часы?
Вообще, ампер-час представляет собой внесистемную единицу электрического заряда. Её основное использование – это выражение ёмкости аккумуляторов.
Один ампер-час представляет собой электрический заряд, проходящий за 1 час через поперечное сечение проводника при пропускании тока 1 ампер. Можно встретить значения в миллиампер-часах.
Как правило, такое обозначение применяется для указания ёмкости аккумуляторов в телефонах, планшетах и других мобильных гаджетах. Давайте посмотрим, что значит ампер-час на реальных примерах.
Ёмкость автомобильного аккумулятора
Исходя из вышесказанного, 62 Ач говорит нам о том, что этот аккумуляторная батарея способна на протяжении 20 часов отдавать ток 3,1 ампера. При этом напряжение на выводах батареи не опустится ниже 10,8 вольта.
Ёмкость аккумулятора ноутбука
Нужно ещё добавить, что системной единицей электрического заряда является кулон. Кулон связан с ампер-часами следующим образом. Один кулон в секунду равен 1 ампер. Следовательно, если перевести секунды в часы получится, что 1 ампер-час равен 3600 кулон.
Вернуться к содержанию
Как связаны ёмкость аккумулятора (ампер-час) и его энергия (ватт-час)?
Многие производители на своих аккумуляторах не указывают ёмкость в ампер-часах, а вместо этого ставят значение запасаемой энергии в ватт-часах. Такой пример показан на фотографии ниже. Это аккумулятор смартфона Samsung Galaxy Nexus.
Запасаемая энергия аккумулятора в ватт-часах
Тогда для аккумулятора Galaxy Nexus получаем:
6,48 ватт-часа / 3,7 вольта = 1,75 ампер-часа или 1750 миллиампер-час.
Вот так можно выяснить номинальную ёмкость аккумулятора по запасаемой энергии и напряжению. Читайте также о том, как проверить емкость аккумулятора телефона.
Какие ещё есть разновидности ёмкости аккумулятора
Существует такое понятие, как энергетическая ёмкость аккумулятора. Она показывает способность АКБ разряжаться определённый временной интервал с постоянной мощностью. Временной интервал в случае автомобильных аккумуляторных батарей обычно устанавливают 15 минут. Энергетическую ёмкость первоначально стали измерять в Северной Америке, но затем к этому подключились производители АКБ в других странах. Её значение можно получить в ампер-часах по следующей формуле:
Е (Ач) = W (Вт/эл) / 4, где
Е – энергетическая ёмкость в ампер-часах;
W – мощность при 15 минутном разряде.
Есть и ещё одна разновидность, которая пришла к нам из США, это резервная ёмкость. Она показывает способность АКБ питать бортовую движущейся машины при неработающем генераторе. Проще говоря, можно узнать, сколько аккумулятор даст вам проехать на машине, если генератор выйдет из строя. Рассчитать эту величину в ампер-часах можно по формуле:
Е (ампер-часы) = T (минуты) / 2.
Важно отметить следующий момент. Величина ёмкости, наносимая на аккумуляторах, вычисляется при определённых условиях. Чаще всего это разряд в течение 10 и 20 часов. То есть, 55 Ач означает, что АКБ можно 10 часов разряжать током 5,5 ампера. Но это вовсе не означает, что батарею можно 1 час разряжать током 55 ампер. Если увеличивать разрядный ток, то время разряда снижается в соответствии со степенной зависимостью. Подробнее об этом мы писали в статье о ёмкости автомобильного аккумулятора.
Как узнать, сколько реально ампер-часов в вашем аккумуляторе?
Рассмотрим процесс проверки ёмкости на примере автомобильного аккумулятора. Но такой разряд под контролем можно сделать для любой батареи. Будут отличаться только измеряемые величины.
Схема для контрольного разряда аккумулятора
E – номинальная ёмкость батареи,
T – 10 или 20 часов.
Этот процесс требует постоянного контроля напряжения на выводах АКБ. Как только напряжение упадёт до 10,8 вольта (1,8 на банке), разряд нужно остановить. Время, за которое аккумулятор разрядился, вы умножаете на ток разряда. Получается реальная ёмкость батареи в ампер-часах.
Если у вас нет резистора, то можете использовать автомобильные лампочки (12 вольт) подходящей ёмкости. Мощность лампочки подбираете в зависимости от того, какой разрядный ток вам нужен. То есть, если нужен ток разряда 2 ампера, то мощность будет 12 вольт умножить на 2 ампера. Итого 24 ватта.
Разрядка аккумулятора автомобильными лампочками
Как выбрать ёмкость аккумулятора?
Для автомобилей аккумулятор можно подобрать по объёму двигателя. В таблице ниже можно посмотреть соответствие объёма двигателя ёмкости аккумулятора.
Для легкового автомобиля класс седан или хэтчбек вполне хватит аккумуляторов ёмкостью 50─65 ампер-часов. Для внедорожников и крупных кроссоверов подойдут АКБ 70─95 ампер-часов. Если у вас автомобиль с дизельным двигателем и (или) большим числом потребителей тока в бортовой сети, то стоит взять аккумулятор с номинальной ёмкостью на 10─15 ампер-часов больше вышеназванных цифр.
Небольшой запас пригодиться и в зимнее время, когда из-за снижения температуры АКБ теряет часть своей ёмкости. Есть эмпирическая зависимость, согласно которой при снижении температуры ОС от 20 С на один градус аккумулятор теряет 1 ампер-час.