Аккумулятор – важный элемент автомобиля. Основная функция – обеспечение нормального запуска двигателя (работа стартера), подача энергии вспомогательному оборудованию (магнитолы, освещения и так далее). Поэтому автомобильный АКБ должен не только накапливать, но и сохранять энергию в течение продолжительного времени.
При выборе немаловажное значение имеют основные характеристики: ёмкость, пусковой ток аккумулятора и другие.
Пусковой ток акумулятора характеризует параметр тока в стартере ТС в момент запуска двигателя.
Что такое пусковой ток аккумулятора
Пусковой ток характеризует параметр тока в стартере транспортного средства в момент запуска двигателя. Он возникает в момент поворота ключа в замке зажигания, в момент начала проворачивания стартера. Параметр измеряют в амперах. Номинальный параметр соответствует мощности, которую устройство способно выдавать в течение 30 секунд при температуре -18 градусов.
Это один из ключевых параметров, имеющий непосредственное влияние на режим работы автомобиля. Например, при частом использовании машины в холод лучше купить батарею с током больше штатного.
Классификация, принятая в мире
В мировой практике можно встретить разные классификации, по которым определяется пусковой ток конкретного аккумулятора. Для удобства разработана система маркировок: обнаружив те или иные буквы, вы сразу поймете, где произведена батарея. К основным классификациям ПТ относятся:
- В Германии — DIN
- В США — SAE
- В странах Европейского союза (за исключением Германии) — EN
- В России, на Украине и некоторых странах бывшего СССР распространены надписи «стартерный ток», а также «пусковой ток».
Если при покупке новой АКБ на корпусе отсутствуют данные показатели (что чрезвычайно редко), цифры пускового тока должны быть в инструкции/буклете.
От чего зависит пусковой ток
Водители нередко ошибочно считают, что на пусковой ток может влиять ёмкость АКБ. На самом деле среди основных нюансов:
- Увеличенное количество пластин. При одинаковом размере батареи, лучшее значение ПТ будет у модели, где больше пластин;
- Использование очищенного свинца. Если этот металл входит в состав аккумулятора, пусковой показатель будет лучше. Это касается даже классических кислотных батарей;
- Повышенная пористость плюсовых пластинок. Если больше пор, значит больше заряда будет накоплено;
- Герметичность корпуса. Отсутствие технологических отверстий, допускающих испарение электролита, негативно влияет срок службы аккумулятора, потребительские характеристики. Если корпус АКБ не герметичный, при несвоевременном долитии электролита будут оголяться и окисляться пластины;
- Объём электролита.
Отдельно стоит выделить использование новых технологий при производстве аккумуляторов. Гелевые или AGM-аккумуляторы (используется абсорбируемый, а не жидкий электролит) обладают повышенным пусковым током, по сравнению с классическими кислотными. Такие модели устанавливаются в сверхмощных автомобилях, машинах, где установлено дополнительное оборудование, требующее повышенного энергопотребления, начального пускового тока. Показатель в таких батареях достигает тысяч ампер, что в четыре раза превышает традиционные кислотные аналоги.
Как правило, для стандартного автомобиля покупать автомобильный аккумулятор более, чем на 500 ампер нет смысла – такой АКБ будет дороже, но владелец не получит дополнительных преимуществ.
Как визуально проверить корпус аккумулятора автомобиля и кабели
Теперь пришло время проверить физическое состояние вашего аккумулятора. Поврежденный корпус батареи может не только помешать правильной работе батареи, но и в конечном итоге убить ее. Чтобы проверить его, вам необходимо извлечь его из вашего автомобиля.
Сначала отсоедините кабели, начиная с клеммы заземления, а затем положительной клеммы. Теперь открутите прижимной механизм, чтобы извлечь аккумулятор из лотка. Убедитесь, что удерживающий механизм работает. Если его нет установите его. Это оборудование предотвращает отскок аккумулятора и его повреждение во время движения автомобиля.
Поместите его на рабочее место или аналогичную поверхность. Внимательно осмотрите корпус батареи на предмет возможных повреждений. Проверьте наличие выпуклой стороны или крышки, трещин вокруг корпуса или поврежденных клемм. Если ваша батарея повреждена, замените ее. Избыточная зарядка и внутреннее короткое замыкание приведут к раздуванию батареи, когда кислота превратится в газ. Поэтому, если вы обнаружите признаки выпуклости, проверьте и систему зарядки.
Теперь проверьте кабели. Проверьте на предмет износа, трещин или износа изоляцию вокруг кабелей и состояние кабельной резьбы. Замените их при необходимости. Убедитесь, что прижимной механизм на вашем аккумуляторе работает.
Методы проверки пускового тока
Динамика пускового тока при понижении температуры.
Снижение напряжения означает увеличение потребления в Амперах. Это взаимосвязанный процесс, который должен быть учтён при фиксации величины потребления. Таким образом, параметр моделируется с привязкой к низким эксплуатационным температурам, экстремальным условиям эксплуатации. Алгоритм замеров зависит страны производства, происхождения бренда, места реализации.
В европейских странах АКБ замораживаются до температуры -18 градусов, после чего производится разрядка в течение 10 секунд. Допускается просадка показателя до 7,5 вольт. В Германии батарея охлаждается до той же температуры, но на разрядку отводится 30 секунда, а величина разрядки – до 9 вольт. При том же времени разряда и температуре, в Соединённых штатах Америки глубина разряда составляет 7,2 вольта. В Российской Федерации применяются стандарты, как в Германии.
Пару слов о емкости
Однако напряжение это только одна из составляющих, она унифицирована, то есть оно одинаково у всех аккумуляторов не зависимо от емкости.
Но вот емкость может отличаться в разы. Измеряется в Амперах в час, или попросту Aч. Если вывести небольшое определение — то это способность аккумулятора отдавать определенную силу тока целый час. Автомобильные варианты начинаются от 40 Aч, и доходят до 150 Aч. Однако самые распространенные на рядовых иномарках – 55 – 60 Aч. То есть – батарея может отдавать 60 Ампер целый час, а затем конкретно разрядится. Если честно то это большое значение, если перемножить 12,7 (напряжение) и 60 Aч (емкость), то получится 762 Ватта в час! Можно пару тройку раз разогреть электрический чайник.
С емкостью тоже разобрались, теперь непосредственно о пусковом токе.
На что влияет пусковой ток
Пусковой ток напрямую влияет на пусковую мощность – параметр, критически важный для стран со сниженными среднегодовыми температурами, сверххолодными зимами. По мощности пускового тока можно узнать, способна ли батарея справиться с запуском двигателя в холод
Чтобы проверить возможности АКБ, при испытаниях используется нагрузка, схожая с работой стартера.
Во время испытания используется специальная нагрузка, схожая по своим характеристикам со стартером. Разряд подаётся, пока напряжение не снизится до 6 вольт. В техническом паспорте изделия указывается интервал, при котором проводились и снимались показания.
Время стартерного разряда позволяет судить о ёмкости и текущем состоянии. Чем больше номинальная ёмкость, тем больше попыток потребуется для запуска двигателя.
Что будет, если установить АКБ с большим пусковым током
Если на автомобиль установить аккумуляторную батарею с большим пусковым током, чем предусмотрел производитель автомобиля – это положительно скажется на общем сроке эксплуатации. Во время запуска на батарею будет ниже нагрузка, она не будет перегреваться. Ввиду того, что с понижением температуры реальная ёмкость АКБ уменьшиться, есть смысл ставить батарею с большим пусковым током на зиму, в регионах с потенциальными заморозками.
Пусковой ток и емкость аккумуляторной батареи.
Сложности с установкой более мощной батареи возникают только по причине недостаточного места под капотом, стоимости АКБ.
Что будет если установить АКБ с меньшим пусковым током
Если установить аккумулятор с меньшим пусковым током, это повлияет на нормальную работу стартера. Частота вращения ротора будет снижена, соответственно коленвал не сможет вращаться достаточно быстро. В итоге двигатель может не запуститься. Если пусковая мощность будет существенно ниже, чем заложил производитель авто, из строя могут выйти щётки, коллектор стартера.
▍ Вольтамперная характеристика
Коль скоро применяем зарядное устройство с классическим CC/CV режимом заряда на базе стабилизированного источника питания, просто необходимо вспомнить один важный момент, изо дня в день становящийся камнем преткновения. О стабилизации тока и напряжения при заряде аккумуляторной батареи или питании того или иного потребителя постоянно задают вопросы одного и того же рода, похожие как капли воды.
«Почему я устанавливаю 15 вольт 3 ампера, а получается ток ниже 3 ампер? 3 ампера ЗУ выдаёт только на 17 вольтах, оно бракованное?». «Почему устанавливаю 15.5 вольт 6 ампер, а напряжение всего лишь 14 вольт?»
Дело в том, что реальный потребитель электрической энергии, например, АКБ при заряде, имеет свою вольтамперную характеристику, в наипростейшем случае описываемую электрическим сопротивлением.
Допустим, у нас есть стабилизированный блок питания 100+ Вт, настроенный на 10 вольт 10 ампер. Если подключить на его выход резистор 1 Ом, ток при напряжении 10 В составит как раз 10 А, и по закону Джоуля-Ленца будет выделяться мощность 100 Вт. Такая ситуация называется согласованием сопротивлений, когда и ток, и напряжение, и мощность максимальны.
Если сопротивление резистора 10 Ом, сила тока составит всего 1 А, мощность 10 Вт. У источника питания будет активна обратная связь (ОС) по напряжению, а до срабатывания ОС по току дело не дойдёт. Это не неисправность блока питания, а логика его работы и природа резистора.
При сопротивлении 10 миллиом и токе 10 ампер, например, на токоизмерительном шунте, напряжение составит всего 0.1 вольта, тепловыделение 1 Вт. Здесь работает ОС по току, а ОС по напряжению не срабатывает.
Идеальный резистор — простейший случай, у него линейная вольтамперная характеристика (ВАХ), и она неизменна во времени и не зависит от температуры. Но если взять нить накаливания лампочки, то в момент включения холодная нить имеет малое сопротивление, идёт ток выше рабочего, так называемый пусковой ток. Пусть это будет 10 ампер, максимум, который выдаст блок питания (БП), при 8 вольтах. Далее нить нагреется, её сопротивление повысится, ток снизится, например, до 7 А, а напряжение возрастёт до заданных 10 вольт.
Это не неисправность лампочки или БП, а физика их работы. Получается, лампа накаливания имеет вольтамперную характеристику во времени, обусловленную температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) металла (сплава) её нити.
Кстати, именно по этой причине лампочки часто перегорают именно в момент включения, когда нить холодная, и у неё низкое сопротивление. Чтобы при перегорании спирали не поддерживался дуговой разряд, который может вызвать перегрузку электросети, взрыв колбы и пожар, внутри многих лампочек есть плавкий предохранитель в виде участка более тонкой проволоки, идущего от цоколя внутри колбы. В перегоревшей лампочке часто наблюдаем прилипшие изнутри к стеклу шарики расплавленного металла в зоне, где проходил этот участок.
Чтобы запустить электромотор, особенно нагруженный каким-либо механизмом на валу, (например, компрессором холодильника), необходимы бо́льшие ток и мощность, чем для поддержания его вращения даже при отборе уже запущенным механизмом крутящего момента и энергии с вала.
Причём обмотки двигателя не рассчитаны на долговременную работу в пусковом режиме. Потому уже много десятилетий используются пусковые конденсаторы более высокого номинала, чем рабочие, и тепловые пускозащитные реле, препятствующие не только продолжительной работе при повышенном токе, (например, при заклинивании механизма), но и нескольким пускам подряд в течение короткого времени, (при перебоях электроснабжения).
Итак, в технике приходится учитывать вольтамперную характеристику реального потребителя и её динамику во времени .
Свинцово-кислотная электрохимическая ячейка ведёт себя при заряде ещё сложнее, чем лампочка и электродвигатель. Кроме термодинамической ЭДС, (электродвижущей силы), и падения напряжения на внутреннем сопротивлении, (причём и ЭДС, и внутреннее сопротивление зависят от уровня заряженности и температуры, то и другое изменяется в ходе заряда), в свинцовом аккумуляторе проявляется поляризация.
Распределение ионов, (то есть, носителей заряда), в объёме банки (ячейки) аккумулятора, (где действует электрическое поле), создаёт ЭДС, прибавляющуюся к напряжению на клеммах при заряде и отнимающуюся при разряде. Это явление можно назвать «паразитным ионистором»,
или
«суперконденсатором».
Плотная структура сепараторов современных аккумуляторных батарей, особенно премиум вариантов, (SSB — батареи для систем старт-стоп, EFB — улучшенные наливные батареи), препятствует дрейфу ионов в электролите и создаёт тем самым эффект «паразитного электрета»,— стойкого перенапряжения, удерживающегося длительное время.
Также дополнительную ЭДС создают газы, — водород и кислород, — в порах активных масс. Это уже «паразитный топливный элемент».
Паразитные «суперконденсатор» и «топливный элемент» в кислотном аккумуляторе имеют довольно значительную электрическую ёмкость, заряд которой растянут во времени. Потому при заряде АКБ напряжение на её клеммах растёт не только по сумме термодинамической ЭДС банок и падения напряжения на внутреннем сопротивлении, но и по ходу заряда паразитных ёмкостей.
То есть, при подаче зарядного тока 5% ёмкости, (3 ампера для 60 А*ч) на разряженную АКБ с НРЦ, (термин, не тождественный ЭДС по вышеописанным причинам), 12 вольт, он создаст перенапряжение всего 100-200 милливольт, или даже ниже.
Этот же ток, подаваемый на клеммы заряженной АКБ с НРЦ 12.9 вольт, что всего на 900 милливольт выше разряженной, вскоре создаст перенапряжение, например, до 16.7 В, то есть, на 3.8 вольта, что в 25 раз выше случая из предыдущего абзаца.
Потому ЗУ, настроенное на 15 вольт 6 ампер, в первом случае будет подавать 6А 12.3 В, во втором напряжение быстро подскочит до 15В, а ток будет снижаться до 1 А и ещё ниже. Это не неисправность ЗУ или АКБ, а физика и химия свинцового аккумулятора, и работа обратных связей стабилизированного источника питания.
Предугадать правильные напряжения, токи и время для каждого этапа заряда при данном состоянии конкретного экземпляра АКБ бывает непросто. В одних случаях, производители ограничиваются общими рекомендациями, в других предписывают сложные многоступенчатые профили заряда, как, например, этот от Tianneng.
Разные зарядные устройства предоставляют разную степень автоматизации процесса и средств мониторинга и управления. Также при обслуживании свинцовых аккумуляторов используются такие приборы, как нагрузочные вилки, экспресс-тестеры, разрядные нагрузки, средства определения плотности электролита — ареометры и рефрактометры. Последние неактуальны при отсутствии доступа к пробкам у популярных MF (maintenance free) аккумуляторов.
Слово «необслуживаемый» не означает, что этим АКБ не требуется периодический стационарный заряд, и относится только к электролиту, заправленному на весь срок службы.
Цель стационарного заряда
— преобразовать все сульфаты в намазках пластин АКБ в заряженные активные массы (АМ), — губчатый свинец отрицательной и оксид свинца положительной, и перемешать электролит до равномерной концентрации кислоты, т.е. плотности раствора, по всему объёму банок.
Это восстанавливает эксплуатационные характеристики, в том числе, способность оперативно и эффективно восполнять заряд
от генератора транспортного средства после пуска двигателя, штатного ЗУ после поездки на электромотоцикле, или контроллера заряда источника бесперебойного питания после возобновления внешнего питания.
Десульфатацией
называется процесс электролитической диссоциации застарелых труднорастворимых сульфатов. Это необходимая часть полного выравнивающего стационарного заряда, восстанавливающего ёмкость, токоотдачу, и продлевающего срок службы АКБ.
Как подобрать АКБ с правильным пусковым током
Параметры стартового тока – важный фактор при выборе аккумуляторной батареи для автомобиля. Главное – отталкиваться от рекомендаций завода-производителя транспортного средства. Посмотреть рекомендуемые параметры аккумулятора можно в технической книжке, на сайте автопроизводителя, непосредственно на корпусе батареи.
Например, производитель рекомендует ставить АКБ на 200 ампер. Для такого авто рекомендуется взять батарею с запасом, например на 300 ампер. Если пренебречь советом, аккумулятор быстро выйдет из строя, зимой двигатель будет запускаться с проблемами.
При выборе АКБ необходимо учитывать факт, что пусковой ток предполагает непродолжительную работу стартера – до 40 секунд. Если держать кнопку «Старт» нажатой дольше, появляется вероятность перегрева.
На выбор аккумуляторной батареи влияет и тип мотора. Для дизельного двигателя пусковой ток имеет критическое значение, ведь запуск такой установки требует больше энергии. На дизелях устанавливаются предпусковые подогреватели, поэтому производители рекомендуют устанавливать аккумуляторы с пусковым током от 320 Ампер.
Бензиновые двигатели требуют меньшей ёмкости, пускового тока. Здесь допускается минимальный пусковой ток от 100 Ампер, ёмкость – от 36 А/ч. Такие показатели достаточны для нормального запуска двигателя малолитражки.
Величина пускового тока для разных объемов двигателя.
▍ Kонтрольный разряд и итог
Для оценки остаточной ёмкости, произведём разряд до 12 В под нагрузкой током 2 ампера. Это составит примерно 50% ёмкости.
Разряд завершён, ёмкость составила 19.48 А*ч, как и ожидалось. Ставим на заряд, повторив 3 вышеописанных этапа.
После заряда и отстоя НРЦ 13.03 В, внутреннее сопротивление 5.78 мОм, ТХП 537 из 520 А по EN. SoH 100%. Прекрасный результат! Аккумулятор восстановился полностью. Теперь измерим и при необходимости скорректируем плотность электролита.
10-15 кубических сантиметров дистиллированной воды, доливаемых в банку 12-вольтового аккумулятора с корпусом L2, снизит плотность электролита на 0.01. Электролит, а не воду. следует доливать только в случае, если была потеря кислоты вследствие утечки электролита.
Плотность во всех банках составила 1.27-1.28, коррекция не требуется. Восстановление АКБ завершено, возвращаем владельцу.
Видео-версия:
Статья написана в сотрудничестве с автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором VECTOR.
Таблица оптимальных значений
Выбрать модель поможет таблица пускового тока аккумулятора автомобиля для бензиновых двигателей:
| Объём (л) | Ёмкость Ач | Пусковой ток (А) стандарт, принятый в Германии |
| До 1,6 | 60-70 | От 395 |
| 1,7-2,4 | 70-85 | От 420 |
| 2,5-3 | 90-100 | От 460 |
Придерживаясь таблицы, стоит выбирать АКБ не ниже заявленного, лучше – запасом. Ведь показатель, указанный на сервисной наклейке аккумуляторной батареи, указывает на максимально возможный пусковой ток для данной модели.
▍ Этап основного заряда
Настройки основного заряда стандартные для гибридной АКБ. Максимальное напряжение 14.6 В, начало снижения тока при 14.5 В, ток 6А, это 10% ёмкости. Но включим и асимметрию (реверс): разрядный ток 10% от зарядного, т.е. 0.6 А, длительность зарядного импульса 5 секунд, длительность разрядного импульса 50% от зарядного.
Разрядные импульсы при асимметричном (реверсивном) заряде частично снимают поляризацию, благодаря чему, повышают эффективность заряда и десульфатации. Некоторые адаптивные ЗУ, в отличие от классических, в т. ч. программируемых, используют разрядный импульс и для анализа отклика электрохимической системы. Разрядные импульсы, как и зарядные, могут быть модулированными, т.е. являться пачками более коротких импульсов и пауз, что позволяет исследовать внутреннее сопротивление АКБ на другой частоте.
Окончание этапа по прошествии 6 часов при достигнутом установленном напряжении. Каким будет ток в конце основного заряда, трудно предугадать. Потому хорошо, что ЗУ предоставляет такую опцию автоматики. Этапы дозаряда и хранения пока не активируем. Сначала проконтролируем, к чему приведут предзаряд и основной заряд с такими настройками.
Заряд продолжался 19 часов 34 минуты, аккумулятору сообщено 57.53 А*ч. Это число вселяет надежду, что АКБ не испытала значительной потери ёмкости после глубокого разряда.
Плотность электролита по банкам от 1.23 до 1.25, что явно недостаточно. Присутствует расслоение электролита, требуется дозаряд.
Тестер показывает ТХП 501 из 520 А, здоровье АКБ (SoH, state of health) 96%. Это хорошие показатели, аккумулятор ещё послужит, но надо учитывать, что недозаряженная АКБ имеет немного более низкое внутреннее сопротивление, чем заряженная на 100%. Сейчас оно 6.20 миллиома.
