Характеристики автомобильных аккумуляторов

Без аккумулятора автомобиль превращается в бесполезную недвижимость — лишь редкие современные машины допускается заводить с толчка. Аккумулятор служит источником питания не только для стартера, но и для многочисленных электронных устройств, отвечающих за безопасность либо комфортабельность транспортного средства. Именно поэтому к подбору батареи стоит относиться очень серьёзно — неподходящее устройство может стать причиной отказа автомобиля в неподходящий момент либо даже его повреждения. Чтобы не допускать подобных ошибок, стоит внимательно рассмотреть основные характеристики аккумулятора для автомобиля.

Содержание

• Совместимость
• Электротехнические параметры
• Технологии
• Дополнительная информация
• Оптимальный выбор

Совместимость

Современные аккумуляторы максимально унифицированы, что позволяет облегчить их выбор, но между батареями всё же имеется немало различий. Главной отличительной чертой аккумулятора является его номинальное напряжение. Выделяют три основных вида батарей:

• 6 Вольт — для мопедов, багги, некоторых квадроциклов и прочей лёгкой техники;
• 12 Вольт — все легковые автомобили, большинство мотоциклов и квадроциклов;
• 24 Вольт — тяжёлые дизельные грузовики, спецтехника.

Конечно, существуют и нестандартные аккумуляторы, однако ими комплектуется только техника, изготовленная в единичном экземпляре.

Большинство современных батарей по-прежнему имеет классическую свинцово-кислотную компоновку. Её нельзя назвать наиболее эффективной, однако такая технология позволяет достичь оптимального баланса между характеристиками аккумулятора и его стоимостью. В последнее время начали набирать популярность гелевые батареи. Принцип их действия аналогичен, однако такие аккумуляторы содержат очень густой электролит, который не допускает выхода газов наружу — это позволяет улучшить характеристики устройства и сделать его максимально безопасным.

Существуют батареи, созданные с применением никель-металлгидридной технологии и литиевые аккумуляторы (литий-ионные, литий-полимерные, литий-фосфатные) — обычно они предназначаются для гибридных транспортных средств и несовместимы с электросетью обычного автомобиля.

При покупке аккумулятора необходимо обращать внимание на его клеммы, которые различаются по толщине и полярности. В отечественных и европейских автомобилях применяется прямая полярность батарей, что предполагает расположение плюсовой клеммы справа. Японские и некоторые американские автомобили требуют установки батарей с обратной полярностью — теоретически, можно использовать и другой аккумулятор, но для этого понадобится существенно удлинить провода. Толщина клемм может соответствовать двум стандартам — наиболее распространён европейский, которому соответствует диаметр 19,5 мм у контакта «+» и 17,9 мм у «-». Альтернативой ему служит азиатский стандарт, у которого диаметр клемм равен 12,7 и 11,1 мм соответственно.

Нельзя забывать о наружных габаритах батареи, например, в лёгких грузовиках могут использоваться 12-вольтовые приспособления с крупным корпусом, которые точно не подойдут для установки на легковушку. Покупателю рекомендуется обращать внимание и на тип крепления аккумулятора, который может быть верхним либо нижним. Закрепить батарею можно и с помощью самодельного фиксатора, но никто не даст гарантию надёжности электросистемы в этом случае. Чтобы не допустить ошибки при покупке, лучше перепишите всю информацию со старого аккумулятора либо возьмите с собой инструкцию по эксплуатации транспортного средства. Продавец поможет вам разобраться в условных обозначениях и подберёт подходящую батарею.

Электротехнические параметры

Главной характеристикой любого аккумулятора — в том числе и не автомобильного, является его ёмкость, которая измеряется в Ампер-часах (Ач). Подбор оптимальной батареи в этом случае осуществляется по рекомендациям производителя — в инструкции по эксплуатации транспорта должна указываться минимально допустимая ёмкость для гарантированного запуска мотора.

Специалисты дают следующие рекомендации по выбору аккумуляторов:

• До 40 Ач — малолитражные легковые авто, использующиеся в тёплом климате;
• До 60 Ач — бензиновые авто в умеренном климате;
• До 80 Ач — бензиновые и некоторые дизельные авто в холодном климате;
• До 100 Ач — любые бензиновые и дизельные легковые машины;
• Свыше 100 Ач — коммерческая и специальная техника.

Покупать батарею чрезмерно большой ёмкости не рекомендуется, поскольку генератор не будет успевать подзаряжать её и со временем произойдёт накопление серы в ячейках. В условиях суровой зимы неполная зарядка мощного аккумулятора способна уменьшить срок его службы почти вдвое.

Перед покупкой следует внимательно изучить характеристики аккумулятора

Очень большое значение имеет ток холодной прокрутки — он показывает, какой будет отдача аккумулятора при попытке завести автомобиль после ночи, проведённой под открытым небом на морозе. Существует два стандарта измерения этого показателя, которые отличаются базовыми условиями — DIN и EN. Продавцы иногда идут на махинации, пытаясь выдать ток по EN за DIN и привлечь клиента завышенными характеристиками аккумулятора — чтобы избежать этого, нужно самостоятельно взглянуть на изделие и найти соответствующие буквы после обозначения тока холодной прокрутки. Нормальным значением согласно DIN является ток выше 250 А, в соответствии с EN — 420 А и выше.

Рассматривая характеристики автомобильного аккумулятора, обязательно обратите внимание на резервную ёмкость такого компонента. В отличие от основного параметра, она измеряется не в Ампер-часах, а минутах, в течение которых батарея сможет работать без подзарядки с нагрузкой в 25 А. Такой стандарт измерения соответствует ситуации, в которой генератор выходит из строя холодной зимней ночью. Показатель позволяет узнать, хватит ли заряда, чтобы доехать домой либо до СТО с включёнными фарами, обогревом салона и всеми электронными системами. Резервная ёмкость батареи должна превышать 40 минут — оптимальным вариантом считаются модели с показателем, составляющим 60–120 минут непрерывной автономной работы автомобиля.

Технологии

Наибольшее распространение на территории России получили обслуживаемые аккумуляторы, которые требуют регулярного долива дистиллированной воды для поддержания свойств электролита. Главное преимущество подобной технологии — невысокая себестоимость изделия, а также его превосходная надёжность. Обслуживаемый аккумулятор не боится глубокого разряда и может быть восстановлен после длительного хранения автомобиля под открытым небом на морозе. Очень популярная модификация таких батарей — малообслуживаемые устройства, которые требуют восполнения запаса дистиллированной воды примерно один раз в год против 2–3 раз у обычных обслуживаемых аккумуляторов. Такие приспособления имеют увеличенный срок эксплуатации и большую морозостойкость.

Однако в последнее время на российский рынок вышли необслуживаемые батареи, которые вовсе не требуют долива электролита и могут работать без вмешательства человека в течение всего срока годности. Жидкость в их банках может быть впитана в специальный стекловолоконный наполнитель, который препятствует её испарению. Кроме того, недавно были разработаны и гелевые аккумуляторы, технические характеристики которых также позволяют называть их необслуживаемыми. Благодаря добавлению кремния в электролит, он превращается в густой гель, не испаряющийся и не меняющий своего объёма даже под воздействием сильного нагрева. Гелевые аккумуляторы считаются наиболее безопасными — благодаря полному отсутствию газообразования их можно хранить даже в жилых помещениях.

Поскольку свинец достаточно плохо переносит длительное пребывание в агрессивной среде, которую представляет собой электролит на базе серной кислоты, его необходимо легировать для получения требуемых параметров надёжности. Чаще всего используется сурьма, которая делает батарею намного более устойчивой к таким воздействиям, как нагрев и переохлаждение. Однако аккумуляторы с большим количеством сурьмы имеют достаточно серьёзный недостаток, который представлен закипанием электролита при значительных отклонениях электротехнических параметров от нормы.

Чтобы устранить этот недостаток, были разработаны батареи с другими легирующими веществами — наибольшую популярность получил кальций.

Кальциевые батареи очень надёжны и долговечны, а также практически не подвержены разрушению при воздействии на них ударных нагрузок и вибраций. Образующийся при контакте с серной кислотой сульфат кальция покрывает свинцовые пластины аккумулятора, защищая их от коррозии и чрезмерного перегрева при перезарядке. Как результат, устройства кальциевого типа выдерживают скачки напряжения в пределах 25% без существенных повреждений. Казалось бы, кальциевые батареи, эффективные и недорогие в производстве, должны полностью вытеснить с рынка устройства другого типа. Однако стоит обратить внимание на значительные недостатки таких аккумуляторов:

• Потеря половины ёмкости при первом глубоком разряде без возможности её последующего восстановления;
• После потери 70% ёмкости существует вероятность полного выхода из строя батареи — это может произойти, если автомобиль долгое время будет стоять с включённым электрооборудованием;
• Кальциевые устройства запрещается использовать в автомобилях с неисправным электрооборудованием — это гарантированно нарушает их нормальную работу;
• При температуре ниже -30 градусов хранить кальциевый аккумулятор лучше в тёплом помещении — иначе гарантию его исправности получить не удастся;
• Для перезарядки такого приспособления потребуется дорогостоящее зарядное устройство с электронным управлением.

Чтобы избавиться от недостатков кальциевых и сурьмянистых аккумуляторов, многие крупные компании начали выпуск гибридных батарей, в которых используется оба легирующих элемента. Они имеют умеренную надёжность и ёмкость, но не повреждаются при глубоком разряде и не требуют соблюдения столь же строгих правил. Существуют и альтернативные гибридные батареи, в которых вторым легирующим элементом кроме кальция является серебро. Такие устройства очень надёжны и долговечны, а также невосприимчивы к быстрому глубокому разряду, но по понятным причинам дороги. Выпускаются и малосурьмянистые аккумуляторы, в которых содержание легирующего элемента не превышает 3% — они невосприимчивы к нагреву и глубокому разряду, но имеют ограниченный срок пригодности.

Дополнительная информация

Обслуживаемые аккумуляторы позволяют контролировать уровень электролита без малейших проблем — достаточно открутить пробку одной банки, чтобы увидеть, требуется ли долив дистиллированной воды. Однако малообслуживаемые и необслуживаемые устройства такой возможности не предоставляют — без помощи специалиста получить доступ к внутренним компонентам таких батарей не удастся. Контроль плотности электролита осуществляется в них с помощью специального индикатора, называемого «магическим глазком». В зависимости от степени износа батареи он меняет свой цвет с зелёного на красный, сигнализируя о необходимости обслуживания либо замены источника питания. В моделях с белыми стенками уровень электролита удаётся замерить, посветив на них фонариком.

Многие современные аккумуляторы оснащены полиэтиленовым пористым сепаратором, который устанавливается внутри их корпуса — такое приспособление предотвращает замыкание пластин между собой и существенно повышает срок эксплуатации устройства. Сепаратор улучшает характеристики источника питания, предотвращая его разрушение при длительном воздействии вибраций или сильных ударов. Ещё одним защитным компонентом для батареи является отсекатель пламени, который предотвращает возгорание и взрыв при попадании на корпус искры. Он применяется в качественных устройствах обслуживаемой и малообслуживаемой компоновки, повышая уровень защиты автомобиля.

При сильном нагреве батареи серная кислота, содержащаяся в электролите, способна испаряться, образуя едкий аэрозоль. Его появление представляет собой угрозу для безопасности транспорта, а также снижает остаточный срок эксплуатации приспособления. Чтобы устранить эти проблемы, аэрозоль необходимо улавливать и осаждать обратно в резервуары. Для этого применяют крышки аккумуляторов с лабиринтной формой — она позволяет осаждать электролит в форме конденсата, стекающего в банки через специальные каналы.

Аккумуляторы могут комплектоваться защитными крышками и колпачками, которые предотвращают случайный контакт клемм с металлическими деталями автомобиля или проводами — с их помощью удаётся избежать появления серьёзных неполадок электросистемы. Некоторые модели нестандартных размеров, например, азиатские батареи либо изделия для специальной техники, могут комплектоваться набором переходников. В них часто включены накладки, обеспечивающие фиксацию широких клемм на тонких стержнях, а также провода увеличенной длины для быстрой смены полярности. Среди особенностей батарей нужно назвать и наличие ручки для переноски — она выручает автомобилистов, которым приходится поднимать источник питания на высокий этаж многоквартирного дома для его прогрева.

Оптимальный выбор

При подборе аккумуляторной батареи обязательно обратите внимание на её совместимость с вашим автомобилем — достаточно перепутать напряжение или полярность, чтобы устройство не подошло для транспортного средства. Оцените объём двигателя и климатические условия, в которых будет эксплуатироваться автомобиль — от этих параметров зависит ёмкость и сила тока холодной прокрутки. Только после определения этих характеристик приступайте к выбору аккумулятора по технологии его изготовления. Если автомобиль будет использоваться в тёплом климате, стоит отдать предпочтение кальциевой модели, а в холодном — гибридной либо малосурьмянистой. Не забывайте проверять, соответствует ли выбранная вами батарея стандартам надёжности и безопасности.

Типы автомобильных аккумуляторов — Спецификации и сравнение

Автомобильный аккумулятор довольно мал по размеру, но играет огромную роль в бесперебойной работе автомобиля. Он даже отвечает за правильную работу всех функций, которые есть у наших современных автомобилей. К ним относятся все, от гидроусилителя руля и усилителя тормозов до радио и люка с электроприводом. Разумеется, аккумулятор отвечает и за работу стартера, который, в свою очередь, отвечает за запуск автомобиля. С годами срок службы батареи сокращается до такой степени, что она становится бесполезной. Если вы планируете заменить его, вот наиболее распространенные типы автомобильных аккумуляторов, а также их сравнение.

Читайте также- Дым от автомобилей: о чем он вам говорит?

Типы автомобильных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы

1. Это автомобильные аккумуляторы, требующие минимального обслуживания. Фактически, из-за этого свойства они даже продаются как батареи, не требующие обслуживания.
2. Эти батареи работают короткими импульсами, чтобы подавать питание на пусковой двигатель.
3. При необходимости свинцово-кислотная батарея может обеспечить высокий электрический заряд с очень высокой скоростью.
4. Свинцово-кислотный аккумулятор герметичен и не требует дозаправки.
5. Герметичная конструкция этих аккумуляторов обеспечивает бесперебойную и безопасную работу.
6. Срок службы этих батарей составляет от 3 до 5 лет в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.
7. Поскольку эти батареи имеют влагонепроницаемую конструкцию, которая не требует обслуживания со стороны пользователя, они очень безопасны. Тем не менее, свинцово-кислотные аккумуляторы могут привести к серьезным травмам, если с ними неправильно обращаться. Это происходит из-за того, что они способны производить большой электрический заряд с очень высокой скоростью.

Свинцово-кислотный аккумулятор Exide

Также читайте — Легкосплавные диски с алмазной огранкой: все, что вам нужно знать

В автомобильных аккумуляторах используются два типа свинцово-кислотных аккумуляторов: , Освещение, Зажигание) — это тип свинцово-кислотного аккумулятора, который может запускать автомобиль с помощью коротких импульсов энергии и даже питать зажигание и фары. Однако, как только автомобиль заводится, мощность, необходимая для бесперебойной работы автомобиля, обеспечивается генератором. Сегодня большинство автомобилей поставляются с этим типом аккумулятора.

• Батарея глубокого разряда

Этот тип даже называют морской батареей. Этот тип свинцово-кислотных аккумуляторов является герметичным и не только служит дольше, но и дает энергию в течение более длительного периода времени. Этот тип автомобильного аккумулятора сконструирован таким образом, что он многократно разряжается без износа. Он может обеспечить стабильный ток в течение более длительного периода времени.

Аккумуляторы VRLA

1. Сокращение от свинцово-кислотных с клапанным регулированием. VRLA — один из двух типов свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов.
2. Это хороший выбор для использования в автомобилях с небольшим моторным отсеком и без вентиляции.
3. Поскольку они запечатаны, их удобно хранить. Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор VRLA не протекает и не выделяет никаких газов. Следовательно, он считается самым безопасным свинцово-кислотным автомобильным аккумулятором.
4. Недостатком этого типа батарей является то, что они не подлежат обслуживанию, так как полностью герметичны.
5. Оптимальная температура для этих аккумуляторов 25 градусов Цельсия. Повышенная температура резко снижает производительность. Следовательно, он может не удовлетворить более высокие потребности в электроэнергии.
6. Современные батареи VRLA рассчитаны на срок службы от 5 до 10 лет в зависимости от использования.
7. По сравнению с залитыми батареями, батареи VRLA более уязвимы к тепловому разгону во время неправильной зарядки.

Гелевая батарея VRLA

Читайте также: Круиз-контроль: все, что вам нужно знать для спокойного круиза

В автомобильных аккумуляторах используются два разных типа батарей VRLA:

• Гелевая батарея

Вместо жидкого электролита в этом типе автомобильного аккумулятора используется гелевый электролит. Это делает эти батареи очень устойчивыми к высоким температурам, протечкам, испарению электролита и даже к физическим ударам. Следовательно, эти аккумуляторы достаточно прочны. Хотя они функционируют как автомобильный аккумулятор с жидкостными элементами, они сухие и полностью герметичные. Они также имеют очень большой жизненный цикл и полностью не требуют обслуживания.

• Батарея из абсорбированного стекловолокна

Электролит автомобильных аккумуляторов из абсорбированного стекловолокна (AGM) содержится в стеклянных матах, представляющих собой очень тонкие волокна. Это резко контрастирует с электролитом, свободно заливающим пластины. Эти аккумуляторы работают как автомобильные аккумуляторы с жидкостными элементами. Они герметичны.

3. Литий-ионный аккумулятор

1. Литий-ионные аккумуляторы сегодня используются в большинстве электромобилей и PHEV.
2. Они обладают отличными характеристиками при высоких температурах, благодаря чему выдерживают падение производительности даже в жарких условиях.
3. Также имеют низкий саморазряд.
4. Эти батареи подлежат вторичной переработке, что делает их хорошим вариантом для окружающей среды.
5. Литий-ионные аккумуляторы требуют регулярного обслуживания и осторожности при использовании и обращении.
9Литий-ионные аккумуляторы 0013 имеют самую высокую плотность энергии среди всех типов автомобильных аккумуляторов. Эти батареи могут работать с напряжением до 3,6 В, что означает, что эти батареи могут обеспечивать большой ток для требований высокой мощности.
6. Ионно-литиевые батареи не являются герметичными. Следовательно, обращаться с ними нужно осторожно.
7. Эти батареи могут работать от двух до трех лет или от 300 до 500 зарядок

Литий-ионная батарея

Читайте также: Подушки безопасности Автомобили в Индии

Натрий-ионная батарея

1. Ионно-натриевые аккумуляторы — это новый тип автомобильных аккумуляторов, который в последнее время получил широкое развитие.
2. В отличие от лития, который является дорогим и недорогим металлом, натрий находится в свободном доступе.
3. Такие факторы, как потеря грунтовых вод и соображения безопасности, способствуют разработке натрий-ионных аккумуляторов.
4. Натрий-ионные аккумуляторы не требуют регулярного обслуживания пользователем.
5. Натрий-ионные батареи не являются герметичными. Следовательно, обращаться с ними нужно осторожно.
6. Несмотря на то, что эта технология все еще находится в стадии разработки, натрий-ионные батареи могут работать даже до 10 лет!
7. Поскольку эти батареи разрабатываются для замены ионно-литиевых батарей, они обладают высокой плотностью энергии и могут удовлетворить высокие требования к мощности.

Натрий-ионный аккумулятор для автомобилей

Твердотельный аккумулятор

1. Твердотельный аккумулятор — один из наиболее распространенных типов автомобильных аккумуляторов.
2. В настоящее время они разрабатываются для питания электромобилей.
3. Подобно литий-ионным и натрий-ионным батареям, твердотельные батареи имеют высокую плотность энергии и могут удовлетворить высокие требования к мощности.
4. Твердотельные батареи не требуют регулярного обслуживания пользователем.
5. В твердотельных батареях утечки нет.
6. Твердотельный аккумулятор может работать более 10 лет или более 10 000 циклов.

Твердотельная аккумуляторная батарея для автомобилей

Читайте также: Должны ли ремни безопасности для пассажиров на задних сиденьях предписываться законом? 9 из 10 индийцев поддерживают это: опрос CARS24

Как правильно выбрать аккумулятор?

Прежде чем вы отправитесь покупать новый аккумулятор для своего автомобиля, необходимо учесть несколько важных моментов.

Перед покупкой аккумулятора

• Проверьте напряжение. Полностью заряженный аккумулятор имеет напряжение около 12,6 Вольт. По сути, это количество энергии, которой обладает единица.
• Ток — это скорость, с которой течет заряд. Измеряется в амперах.
• Наиболее распространенным типом автомобильного аккумулятора в Индии является свинцово-кислотный аккумулятор. Он состоит из множества пластин, помещенных в раствор электролита. Этот раствор состоит из 65% воды и 35% серной кислоты.
• Ток возникает в результате химической реакции между пластинами и раствором электролита.
• CCA (количество холодного пуска) необходимо учитывать перед покупкой аккумулятора. Это количество ампер, которое батарея может отдать за 30 секунд при температуре -17 градусов по Цельсию.
• Большинство аккумуляторов имеют CCA 350, 450 или 600. Чем выше рейтинг, тем легче автомобиль заводится в холодную погоду.
• CA (Cranking Amps) — это количество ампер, которое батарея вырабатывает в диапазоне от 0 до 30 градусов Цельсия.

Что нужно сделать, чтобы извлечь максимальную пользу из аккумулятора вашего автомобиля.

• При покупке аккумулятора обязательно проверьте напряжение с помощью мультиметра.
• Обратитесь к руководству пользователя вашего автомобиля, чтобы узнать правильный размер аккумулятора, который вам требуется приобрести. Превышение мощности может привести к повреждению электрики.
• Использование бывшего в употреблении автомобильного аккумулятора может быть опасным как для вас, так и для автомобиля
• Регулярно проверяйте соединения аккумулятора
• Если автомобиль не запускается, проверьте соединения аккумулятора. Очистите их сухой тканью, если они окислились.

Резюме 

Важно понимать типы автомобильных аккумуляторов и их характеристики. Это потому, что аккумулятор играет жизненно важную роль в функционировании автомобиля. Он накапливает много электроэнергии и при неправильном обращении может привести к повреждению электропроводки. В случае повреждения стартера двигатель будет выведен из строя. Замена тоже довольно дорогая.

Кроме того, знание правильных спецификаций автомобильного аккумулятора становится важным для приобретения правильной замены, когда придет время. Опять же, батарея, которая обеспечивает более высокий или более низкий ток, может привести к серьезному повреждению электрической системы. Кроме того, CCA и CA автомобильных аккумуляторов следует учитывать, если вы используете свой автомобиль в местах с экстремальными погодными условиями. Использование неподходящей батареи в таких условиях может не только повлиять на производительность ниже номинала, но и повлечь за собой дополнительные расходы из-за сокращения срока службы батареи.

Часто задаваемые вопросы

Как принять решение о замене батареи?

Обратитесь к руководству пользователя вашего автомобиля, чтобы узнать технические характеристики автомобильного аккумулятора и типы автомобильных аккумуляторов, которые вы можете использовать. Это поможет вам принять решение о замене аккумулятора для вашего автомобиля.

Какие марки автомобильных аккумуляторов популярны в Индии?

Самыми популярными марками автомобильных аккумуляторов в Индии являются Exide и Amazon. Другие достаточно уважаемые бренды включают Luminous, Su-Kam, HBI, Hi-Power, Lento и Okaya.

Какой аккумулятор используется в электромобилях и имеет ли смысл покупать электромобиль с учетом затрат на замену аккумулятора?

Электромобили оснащены литий-ионными батареями. Несмотря на то, что через несколько лет требуется замена аккумуляторных батарей, эксплуатационные расходы и техническое обслуживание электромобилей намного ниже, чем у автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Кроме того, большинство производителей электромобилей предлагают гарантию на аккумулятор и двигатель. Благодаря этому владелец автомобиля может воспользоваться бесплатной заменой в случае преждевременной замены аккумуляторов.

Руководство по техническим характеристикам аккумуляторов

Руководство по техническим характеристикам аккумуляторов — от MIT Electric Vehicle Team

Батарея — это устройство, которое преобразует химическую энергию в электрическую и наоборот. Это краткое изложение представляет собой введение в терминологию, используемую для описания, классификации и сравнения аккумуляторов для гибридных, подключаемых гибридных и электрических транспортных средств. Он обеспечивает базовую информацию, определяет переменные, используемые для характеристики условий работы батареи, и описывает спецификации производителя, используемые для характеристики номинальных и максимальных характеристик батареи.

Основы аккумуляторов

Ячейка, модули и пакеты

Гибридные и электрические транспортные средства имеют аккумуляторную батарею высокого напряжения, состоящую из отдельных модулей и ячеек, организованных последовательно и параллельно. Ячейка — это наименьшая упакованная форма, которую может принять батарея, и обычно ее размер составляет от одного до шести 9 .0219 вольт. Модуль состоит из нескольких ячеек, обычно соединенных последовательно или параллельно. Аккумуляторная батарея затем собирается путем соединения модулей вместе, опять же либо последовательно, либо
параллельно.

Классификация аккумуляторов

Не все батареи одинаковы, даже батареи с одинаковым химическим составом. Основной компромисс при разработке аккумуляторов заключается в выборе между мощностью и энергией: аккумуляторы могут быть либо мощными, либо энергоемкими, но не обоими одновременно. Часто производители классифицируют батареи по этим категориям. Другой распространенной классификацией является «Высокая долговечность», что означает, что химический состав был изменен для обеспечения более длительного срока службы батареи за счет мощности и энергии.

C- и E-ставки

При описании батарей разрядный ток часто выражается в виде C-скорости, чтобы нормализовать емкость батареи, которая часто сильно различается между батареями. C-скорость — это мера скорости, с которой батарея разряжается по отношению к ее максимальной емкости. Скорость 1C означает, что ток разряда полностью разрядит аккумулятор за 1 час. Для батареи емкостью 100 ампер-часов это соответствует току разряда 100 ампер. Скорость 5C для этой батареи будет 500 ампер, а скорость C/2 будет 50 ампер. Точно так же E-скорость описывает мощность разряда. Скорость 1E — это мощность разряда, необходимая для полного разряда аккумулятора за 1 час.

Вторичные и первичные клетки

Хотя это может звучать не так, аккумуляторы для гибридных, подключаемых к сети и электромобилей — это вторичные аккумуляторы. Первичная батарея — это та, которую нельзя перезарядить. Вторичная батарея является перезаряжаемой.

Состояние батареи

В этом разделе описаны некоторые переменные, используемые для описания текущего состояния батареи.

Состояние заряда (SOC) (%)

Выражение текущей емкости батареи в процентах от максимальной емкости. SOC обычно рассчитывается с использованием текущей интеграции для
определения изменения емкости батареи с течением времени.

Глубина разряда (DOD) (%)

Процент емкости разряженного аккумулятора, выраженный в процентах от максимальной емкости. Разряд до не менее 80 % глубины разряда называется глубоким разрядом.

Напряжение на клеммах (В)

Напряжение между клеммами аккумулятора при подключенной нагрузке. Напряжение на клеммах зависит от SOC и тока разрядки/зарядки.

Напряжение холостого хода (В)

Напряжение между клеммами аккумулятора без нагрузки. Напряжение холостого хода зависит от уровня заряда аккумулятора и увеличивается с уровнем заряда.

Внутреннее сопротивление

Сопротивление внутри батареи, как правило, различное для зарядки и разрядки, а также зависит от уровня заряда батареи. По мере увеличения внутреннего сопротивления КПД батареи снижается, а термическая стабильность снижается, так как большая часть зарядной энергии преобразуется в тепло.

Технические характеристики батареи

В этом разделе объясняются характеристики, которые вы можете увидеть на листах технических характеристик аккумуляторов, используемых для описания аккумуляторных элементов, модулей и блоков.

Номинальное напряжение (В)

Сообщаемое или эталонное напряжение батареи, также иногда считающееся «нормальным» напряжением батареи.

Напряжение отключения

Минимально допустимое напряжение. Именно это напряжение обычно определяет «разряженное» состояние батареи.

Емкость или номинальная емкость (Ач для определенного C-скорости)

Кулонометрическая емкость, общее количество ампер-часов, доступных, когда батарея разряжается при определенном токе разряда (указанном как C-скорость) от 100-процентного состояния заряда до напряжения отключения
. Емкость рассчитывается путем умножения тока разряда (в амперах) на время разряда (в часах) и уменьшается с увеличением C-скорости.

Энергия или номинальная энергия (Втч (для определенного коэффициента C))

«Энергетическая емкость» батареи, общее количество ватт-часов, доступных, когда батарея разряжается при определенном токе разряда (указанном как C-скорость) от 100-процентного состояния заряда до напряжения отключения. Энергия рассчитывается путем умножения мощности разряда (в ваттах) на время разряда (в часах). Как и емкость, энергия уменьшается с увеличением C-скорости.

Срок службы (число для конкретного DOD)

Количество циклов разрядки-зарядки, которые может выдержать батарея
, прежде чем она перестанет соответствовать определенным критериям производительности. Расчетный срок службы составляет 90 219 для конкретных условий заряда и разряда. Фактический срок службы батареи
зависит от частоты и глубины циклов, а также от других условий, таких как температура и влажность
. Чем выше DOD, тем ниже срок службы.

Удельная энергия (Втч/кг)

Номинальная энергия батареи на единицу массы, иногда называемая гравиметрической плотностью энергии. Удельная энергия является характеристикой химического состава батареи и ее упаковки. Наряду с потреблением энергии транспортным средством он определяет вес батареи, необходимый для достижения заданного запаса хода на электротяге.

Удельная мощность (Вт/кг)

Максимально доступная мощность на единицу массы. Удельная мощность — это характеристика химического состава батареи и ее упаковки. Он определяет вес батареи, необходимый для достижения заданной производительности.

Плотность энергии (Втч/л)

Номинальная энергия батареи на единицу объема, иногда называемая объемной плотностью энергии. Удельная энергия является характеристикой
Химия аккумуляторов и упаковка. Наряду с потреблением энергии транспортным средством, он
определяет размер батареи, необходимый для достижения заданного запаса хода на электротяге.

Плотность мощности (Вт/л)

Максимально доступная мощность на единицу объема. Удельная мощность — это характеристика химического состава батареи и ее упаковки. Он определяет размер батареи, необходимый для достижения заданной производительности.

Максимальный непрерывный ток разряда

Максимальный ток, при котором аккумулятор
может непрерывно разряжаться. Этот предел обычно определяется производителем батареи
, чтобы предотвратить чрезмерную скорость разряда, которая может повредить батарею или уменьшить ее емкость. Наряду с максимальной продолжительной мощностью двигателя это определяет
максимальная устойчивая скорость и ускорение автомобиля.

Максимальный 30-секундный импульсный ток разряда

Максимальный ток, при котором батарея
может быть разряжена импульсами до 30 секунд. Этот предел обычно определяется производителем батареи
, чтобы предотвратить чрезмерную скорость разряда, которая могла бы повредить 9 аккумуляторов. 0219 аккумулятор или уменьшить его емкость. Наряду с пиковой мощностью электродвигателя этот параметр
определяет характеристики ускорения (время от 0 до 60 миль в час) автомобиля.

Напряжение заряда

Напряжение, до которого заряжается батарея при полной зарядке. Схемы зарядки обычно состоят из зарядки постоянным током до тех пор, пока напряжение батареи не достигнет напряжения заряда, затем зарядки постоянным напряжением, что позволяет току заряда уменьшаться до тех пор, пока он не станет очень маленьким.

Плавающее напряжение

Напряжение, при котором батарея поддерживается после зарядки до 100 процентов SOC для поддержания этой емкости путем компенсации саморазряда батареи.

(Рекомендуется) Ток заряда

Идеальный ток, при котором батарея
первоначально заряжается (примерно до 70 процентов SOC) по схеме постоянной зарядки перед переходом
в режим зарядки постоянным напряжением.

(Максимальное) Внутреннее сопротивление

Сопротивление внутри батареи, обычно разное для зарядки и разрядки.

Приведенные выше спецификации используются с разрешения группы по электромобилям Массачусетского технологического института:

Группа по электромобилям Массачусетского технологического института (2008 г.). Руководство по пониманию технических характеристик батареи. http://web.mit.edu/evt/summary_battery_specifications.pdf

Спросите у экспертов

Мы ценим вашу конфиденциальность

Файлы cookie используются для того, чтобы мы могли анонимно анализировать использование нашего веб-сайта и количество посетителей с помощью службы Google Analytics. С политикой конфиденциальности Google Analytics можно ознакомиться здесь. Мы не храним и не отслеживаем какие-либо идентифицирующие пользователя данные о вашем посещении.