Автомобильный аккумулятор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Автомобильный аккумулятор 12В

Автомобильный аккумулятор (для краткости может именоваться АкБ) — тип электрического аккумулятора, применяемый на автомобильном или мототранспорте. Используется для пуска двигателя, а также для обеспечения электроэнергией потребителей при неработающем двигателе или неисправном генераторе.

На электротранспорте является не вспомогательным источником энергии, а основным. Такие аккумуляторы принято называть тяговыми.

Основные характеристики[править | править исходный текст]

  • Номинальное напряжение:
    • 6 В — до конца 40-х годов практически все автомобили имели шестивольтовое электрооборудование. В настоящее время аккумуляторы на напряжение 6 В применяются только на мототехнике.
    • 12 В — в данный момент на всех легковых автомобилях, а также большинстве мотоциклов используются аккумуляторы только с таким значением напряжения.
    • 24 В — используются на тяжёлых грузовиках, троллейбусах, трамваях, и армейском автотранспорте. На лёгких грузовиках могут использоваться аккумуляторы как на 12 вольт, так и на 24.
Напряжение без нагрузки (напряжение при снятых клеммах) аккумулятора можно связать с примерным уровнем заряда. Если аккумулятор находится на транспортном средстве, «напряжение без нагрузки» измеряется, когда двигатель остановлен, а нагрузка полностью отключена (сняты клеммы).

Степень заряженности оценивают на отключенном от нагрузки аккумуляторе, не менее, чем через 6 часов покоя, и при комнатной температуре. В случае температуры, отличной от комнатной, вносится температурная поправка. В среднем считается, что падение температуры на 1 °C от комнатной снижает ёмкость примерно на 1 %, таким образом при −30 °C ёмкость АКБ будет равна примерно половине от ёмкости при +20 °C.

Напряжение без нагрузки 
при T = 26,7 °C
Примерный 
заряд
Плотность электролита 
при T = 26,7 °C
12 В 6 В
12,65 В 6,32 В 100 % 1,265 г/см³
12,35 В 6,22 В 75 % 1,225 г/см³
12,10 В 6,12 В 50 % 1,190 г/см³
11,95 В 6,03 В 25 % 1,155 г/см³
11,70 В 6,00 В 0 % 1,120 г/см³
Напряжение без нагрузки также зависит от температуры и от плотности электролита при полном заряде. Следует заметить, что плотность электролита при одном и том же уровне заряда в свою очередь также зависит от температуры (обратная зависимость).
  • Ёмкость аккумулятора, измеряющаяся в ампер-часах. Применительно к маркировке аккумулятора, значение емкости показывает, каким током будет равномерно разряжаться АКБ до конечного напряжения при 20-часовом (или 10-часовом) цикле разряда. Например, обозначение 6ст-60 означает, что батарея в течение 20 часов будет отдавать ток 3 А, при этом в конце напряжение на клеммах не упадет меньше 10,8 В. Однако, это вовсе не означает линейную зависимость времени разряда от разрядного тока. Целый час стабильно отдавать 60 А наша батарея не сможет.

Особенностью аккумуляторов является уменьшение времени разряда с повышением разрядных токов. Зависимость времени разряда от тока разряда близка к степенной. Распространена, в частности, формула немецкого ученого Пейкерта (англ.), который установил, что: C_p = I^k t,. Здесь C_p — ёмкость аккумулятора, а k — число Пейкерта — показатель степени, постоянный для данного аккумулятора или типа аккумуляторов. Для свинцовых кислотных аккумуляторов число Пейкерта обычно изменяется от 1.15 до 1.35. Величину константы в левой части уравнения можно определить по номинальной емкости аккумулятора. Тогда, после нескольких преобразований, получим формулу для реальной емкости аккумулятора E при произвольном токе разряда I: Е = Eн * (Iн / I)p-1. Здесь Eн — номинальная емкость аккумулятора, а Iн — номинальный ток разряда, при котором задана номинальная емкость (обычно ток 20-часового или 10-часового цикла разряда).

Ёмкость аккумулятора, как правило, выбирается исходя из рабочего объема двигателя (больший объем — большая ёмкость), его типа (для дизельных ёмкость АКБ будет больше, чем для бензиновых при равном объеме) и условий эксплуатации (для районов с холодным климатом ёмкость увеличивают).

  • Резервная ёмкость. В отличие от номинальной ёмкости, которая определяется разрядом относительно малым током, резервная ёмкость показывает, сколько времени способен проехать автомобиль зимней ночью при неисправности генератора. Ток разряда принимается равным 25 А, поскольку зимней ночью очень много энергии уходит на освещение и обогрев салона. При этом нельзя просто разделить номинальную емкость АКБ на 25 А. При таком токе резервная ёмкость составит примерно 2/3 от номинальной. Как правило, значение резервной ёмкости указывается на маркировке АКБ в минутах.
  • Пусковой ток. Или ток холодной прокрутки (cold cranking amps CCA). Максимальный ток, который способен отдавать аккумулятор без посадки напряжения на клеммах ниже 9В в течение 30 секунд при −18oC по ГОСТ 53165-2008.

Типы АКБ[править | править исходный текст]

Тип батареи

В основном используется свинцово-кислотный тип. Обычный электролит представляет собой смесь дистиллированной воды и серной кислоты, но сейчас появились АКБ построенные на базе технологии AGM (Absorbent Glass Mat), электролит в которых абсорбирован в стеклянном волокне, а также т. н. гелевые аккумуляторы, где электролит загущается до гелеобразного состояния силикагелем (технология носит название GEL).

Габариты

Существует несколько форм-факторов батарей. Аккумуляторы для японского и европейских рынков имеют разные размеры.

Полярность

Обратная или прямая. Определяет расположение электродов на корпусе АКБ. Для автомобилей отечественного выпуска характерна прямая полярность, при которой плюсовая клемма находится слева, а минусовая — справа, при положении аккумулятора „клеммы ближе к вам“.

Диаметр контактных клемм

В типе Euro — type 1 — 19,5 мм плюсовая клемма и 17,9 мм минусовая клемма. Тип Asia — Type 3 — 12,7 мм у плюсовой клеммы, — и 11,1 мм у клеммы «минус».[1]

Тип крепления

В конкретном транспортном средстве может быть реализован один из типов крепления АКБ — верхнее или нижнее. В ряде автомобилей конструкции для закрепления батареи может быть не предусмотрено. Обозначения типов нижнего крепления следующие: B00, B01, B03, B13.

Необходимость обслуживания

По этому принципу АКБ классифицируют на два типа: обслуживаемые (и как их подкатегория — малообслуживаемые) и необслуживаемые (в тексте ГОСТа обозначенные как безуходные).

Стандарты в Российской Федерации[править | править исходный текст]

Существует ГОСТ 53165-2008 Введён в действие 01.07.2009 Дата издания 30.06.2009, в котором автомобильные аккумуляторы именуются «стартерными батареями».

Интересные факты[править | править исходный текст]

  • Различные типы аккумуляторов обладают разными особенностями, которые не позволяют однозначно назвать «лучший» тип аккумулятора. Можно говорить только о лучшей применимости различных типов аккумуляторов в разных условиях. Так, например, современные «кальциевые» аккумуляторы обладают низким саморазрядом, не требуют обслуживания, однако не терпят глубоких разрядов, например, при коротких поездках в зимние морозы, или длительной стоянке автомобиля. В то же время, для «обслуживаемых» (практически не производятся) и «малообслуживаемых» аккумуляторов глубокий разряд не столь губителен, зато такие типы аккумуляторов требуют доливки дистиллированной воды (при исправном электрооборудовании и среднем пробеге — примерно 1 раз в 4—7 месяцев).
  • С понижением температуры падает способность аккумулятора «принимать заряд». Поэтому короткие поездки в зимние морозы, особенно с включёнными фарами, могут довольно быстро привести к полному разряду даже абсолютно исправного аккумулятора. Это приводит не только к невозможности запуска мотора, но и к сокращению срока службы аккумулятора, особенно „кальциевого“.

Зимой аккумулятор рекомендуется периодически снимать с автомобиля и заряжать зарядным устройством после согревания на воздухе до положительной температуры. Согревать холодный аккумулятор в горячей воде нежелательно по причине возможного частичного осыпания активной массы пластин из-за быстрых температурных деформаций.

  • Существует миф о том, что перед пуском двигателя в мороз полезно «прогреть» АКБ непродолжительным включением «дальнего света». Это заблуждение пришло из 19701980-х годов, когда технологии производства АКБ были несовершенны и для активизации химических процессов в активной массе действительно необходимо было разбудить батарею (именно разбудить, а не прогреть, поскольку реакция разряда эндотермическая). Для современных аккумуляторов этот способ неактуален, поскольку сульфатации пластин не происходит, ведь стартерные батареи специально предназначены для быстрой отдачи больших токов. Кроме того, сила тока, потребляемая фарами дальнего света (порядка 10 А) на порядок меньше силы тока, потребляемой стартером в момент пуска (порядка 200—300 А в заторможенном состоянии). Кроме того, сила отдаваемого аккумулятором тока возрастает не одномоментно, а постепенно, поскольку с нагрузкой возрастает и сопротивление. Сначала преодолевается внутреннее сопротивление АКБ, затем сопротивление проводов, тягового реле, ЭДС самоиндукции обмоток стартера, и только потом ток достигает пикового значения, после чего (при исправной АКБ) даже снижается.
  • Также существует мнение, о недопустимости установки на автомобиль аккумулятора с повышенной ёмкостью, так как при большей ёмкости АКБ якобы не будет успевать заряжаться. Однако, энергия, потраченная на пуск двигателя, не зависит от ёмкости, поэтому при исправном генераторе будет восполнена в АКБ за одно и то же время. Также опасение у некоторых вызывает возможность сгорания стартера, однако потреблённый стартером ток зависит не от ёмкости АКБ, а только от его внутреннего сопротивления и условий пуска. Для районов с суровыми зимами рекомендуется установка АКБ повышенной ёмкости. При этом аккумулятор способен будет отдать больший ток при пуске, увеличивается количество попыток пуска, уменьшается относительный разряд батареи, что увеличивает надёжность и продлевает срок службы.[2]. Однако, у менее ёмкого аккумулятора скорее всего просадка напряжения в момент пуска двигателя больше, чем у более ёмкого, а значит и возможный максимальный ток тоже меньше, чем у более ёмкого, так что, возможно, доля правды в этом мифе всё-таки присутствует.

Однако, следует иметь ввиду, что аккумулятор большей ёмкости (нежели штатный) требует и большего времени для полной зарядки, если он сильно разряжен. А это случается зимой довольно часто, так как такой аккумулятор позволяет долго крутить стартер. Также, чем больше ёмкость, тем желательнее больший зарядный ток. Особенностью свинцово-кислотных аккумуляторов является то, что они сильно снижают свой ресурс, если заряжены не на 100 %, вследствие возникающей необратимой сульфатации. Поэтому, если в зимнее время аккумулятор с большей ёмкостью будет всё-таки сильно разряжен долгими попытками пуска, то вероятность выхода его из строя будет выше из-за нехватки времени на полный восстановительный заряд, что в ряде случаев усугубится также недостаточно сильным током, выдаваемым штатным генератором, особенно в режиме холостого хода. Следовательно, для продления ресурса аккумулятора большей ёмкости зимой следует его периодически снимать, отогревать и заряжать. Иначе, постоянно недозаряженный аккумулятор прослужит недолго, и единственным плюсом его применения будет увеличенное время прокрутки мотора и величина стартового тока, которые начнут неуклонно уменьшаться вследствие сульфатации, вплоть до полной непригодности аккумулятора.

  • Крайне нежелательно заменять аккумулятор при работающем двигателе, поскольку связанные с отключением и подключением аккумулятора скачки напряжения могут вывести из строя электрооборудование автомобиля. При необходимости замены аккумулятора при работающем двигателе, для минимизации скачка напряжения необходимо перед отключением аккумулятора включить в автомобиле максимальное количество электроприборов (фары, мотор «печки», магнитолу, обогрев заднего стекла и т. д.). Подключение каждой клеммы должно производиться быстро, без многократного касания клеммой вывода аккумулятора. Обороты двигателя не должны превышать холостых. В идеале отключаемый/подключаемый аккумуляторы и клеммы автомобиля необходимо временно соединить параллельно проводами, после чего отсоединить все провода от отключаемого аккумулятора, установить подключаемый, надеть на него клеммы, и в самом конце отсоединить временные провода от клемм автомобиля и от подключённого аккумулятора. Таким образом достигается заведомо постоянное соединение какой-либо из АКБ, и практически нивелируются нежелательные скачки напряжения.
  • При севшем аккумуляторе, т. н. «прикуривание» от другой автомашины необходимо осуществлять с тщательным соблюдением определенного набора правил, определяемых производителем автомобиля. Нарушение этих правил может оказаться причиной выхода из строя оборудования или даже взрыва АКБ.
Автомобильный аккумулятор после взрыва

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]