Bármely modern akkumulátor címkéjén, legyen szó szünetmentes tápegységről származó ólom-savas akkumulátorról, mindig találhatunk információt nem csak ennek az áramforrásnak a névleges feszültségéről, hanem az elektromos kapacitásáról is.
Általában ezek a számok, például: 2200 mAh (olvasható: 2200 milliamperóra), 4Ah (4 amperóra) stb. Amint látható, az akkumulátor elektromos kapacitásának mérésére nem rendszerszintű mértékegységet használnak. - Ah (amperóra) - „amper” óra”, és egyáltalán nem „farad”. És az óra okkal jelenik meg itt, de azért, mert egy közönséges akkumulátor, a közönséges kondenzátorral ellentétben, szó szerint órákig képes táplálni egy terhelést.
Ha megpróbáljuk egészen egyszerűen elmagyarázni, akkor az akkumulátor kapacitása annak a számszerű kifejezése, hogy egy adott akkumulátor mennyi ideig képes egy terhelést egy bizonyos áramfelvétel mellett táplálni.
Például, ha egy 12 voltos névleges feszültségű akkumulátor teljesen fel van töltve és kapacitása 4 Ah, ez azt jelenti, hogy 0,4 amper áramfelvételű és 12 voltos névleges feszültségű terhelés esetén ez az akkumulátor képes lesz. bekapcsolni 10 órán keresztül, amíg olyan állapot nem következik be, amelyben a további kisülés a teljesítmény szempontjából veszélyessé válik. És egy 1 amper áramfelvételű terhelésen keresztül ugyanaz az akkumulátor 4 óra alatt lemerül (természetesen elméletileg).
Természetesen minden akkumulátornál van egy korlát a megengedett legnagyobb kisülési áramra, és minél nagyobb a kisülési áram, annál kisebb lesz a kisülési karakterisztika linearitása, és annál gyorsabban fog lemerülni az akkumulátor a számított időhöz képest.
Az akkumulátor kisüthető minimális megengedett feszültsége is szabályozva van, és mindig az adott akkumulátor dokumentációjában van feltüntetve, valamint a maximális biztonságos feszültség, amely felett nagyon nem kívánatos az akkumulátor töltése.
Például egy 3,7 voltos lítium-ion akkumulátorra jellemző, hogy a megengedett legnagyobb kisülési feszültség 2,75 volt, a maximális pedig 4,25 volt. Ha egy lítium akkumulátort 2,75 V alá merít, az akkumulátor kezdi elveszíteni a kapacitását, és ha túltölti, felrobbanhat.
Egy 12 V-os savas ólomakkumulátornál a biztonságos minimum 9,6 V, a maximálisan tölthető 13 V, stb.
Amint látja, a volt egyáltalán nem szerepel a kapacitásinformációban (amperórában). Eközben, ha az órákat másodpercekre konvertálja, majd a kapacitásértéket megszorozza az akkumulátor feszültségével, akkor megkapja az akkumulátor töltési energiáját joule-ban:
Így vagy úgy, a működő akkumulátor kapacitása gyakorlatilag nem függ a kapcsai feszültségétől az aktuális pillanatban. De amikor azt mondjuk, hogy „akkumulátor töltés”, akkor már nem a kapacitásra gondolunk, hanem pontosan arra a feszültségre, amelyre az akkumulátor éppen töltődik. Ha az akkumulátor a névleges feszültségre van feltöltve, akkor számíthat arra a kapacitásra, amellyel az akkumulátor abban a pillanatban rendelkezik. Ha az akkumulátor lemerült, a kapacitása már nem számít.
Ugyanakkor az akkumulátor tényleges kapacitása, amint az a kisülési jellemzők családjából látható, erősen függ a kisülési áram nagyságától. Egy 10 órás kisütés és egy 10 perces kisütés, például egy savas ólomakkumulátor esetében (lásd a fenti ábrát), körülbelül kétszeresére mutatja a kapacitásbeli különbséget!
Még többé-kevésbé pontos matematikai összefüggést is találhat a kisülési áram és a kisülési idő között. Ezt a függőséget Peukert német tudós fedezte fel, és bevezette az úgynevezett „Pukert-együtthatót” p, amely például a zárt ólom-savas akkumulátoroknál 1,25 körül van. Minél nagyobb a kisülési áram, annál rövidebb a kisülési idő. Az egyenlet jobb oldalán lévő állandó pedig közvetlenül függ az akkumulátor névleges kapacitásától.
Kívánt esetben az akkumulátor tényleges kapacitása nagyon egyszerűen meghatározható: teljesen töltse fel az akkumulátort (a maximális megengedett feszültségig, amely a dokumentációban van feltüntetve), majd kisüti egyenárammal (közel a 10 órás kisütési karakterisztikához). a dokumentációt) a végső kisülési feszültségre (amely a dokumentációban is szerepel). Szorozzuk meg a kisütési áramot és a kisülési időt órákban, hogy megkapjuk az akkumulátor tényleges kapacitását amperben vagy milliamperórában.
Mekkora az autóakkumulátor kapacitása és milyen értéket érdemes választani?
Az autó akkumulátorának számos paramétere van, amelyek alapján kiválasztható egy adott járműhöz. És ez nem csak a méretekre, súlyra és a csapok elhelyezkedésére vonatkozik. Ezek egyben elektromos jellemzők is, amelyek alapján megítélhető az akkumulátor rendeltetése. Ma az üzletekben találhat akkumulátorokat motorkerékpárokhoz, autókhoz, teherautókhoz és speciális felszerelésekhez. Teljesítményükben mindannyian különböznek egymástól. Még a különböző osztályú személygépkocsik esetében is különböznek az akkumulátorok elektromos paramétereik. Ha nem a megfelelő akkumulátort választja, a későbbi használat során problémák léphetnek fel. Az akkumulátor egyik legfontosabb jellemzője a kapacitás. Ma beszélünk róla.
Az autó akkumulátorának főbb jellemzői a következők:
- Elektromos erő;
- Hideg forgattyús áram;
- Kapacitás;
- Súly;
- Szabványos méret;
- Polaritás;
- töltési fok;
- Élettartam;
- Önkisülés;
- Szavatossági idő.
Autó akkumulátor kapacitása
Mint már említettük, az akkumulátor kapacitását amperórában mérik. Ezt az értéket általában az autó akkumulátormatricája tartalmazza az indítóáram értékével együtt. Az alábbiakban egy példa látható.
Mit jelez az autó akkumulátor címkéjén feltüntetett kapacitás? Ebből meghatározható az az áramerősség, amely egyenletesen kisüti az akkumulátort a végső feszültségig (10,8 volt). A standard kisütési ciklusok időtartama 10 vagy 20 óra.
Például a 72 Ah érték azt jelzi, hogy ez az autó akkumulátora 20 órán keresztül 3,6 amperes áramot tud majd szolgáltatni. Ebben az esetben a ciklus végén a kapcsokon lévő feszültségnek legalább 10,8 voltnak kell lennie. De nem szabad elfelejteni, hogy ugyanaz az akkumulátor nem lesz képes 72 amperes áramot szállítani 1 órán keresztül. Az áramerősség növekedésével a kisülési idő csökken, és ezt a csökkenést egy hatványtörvény fejezi ki.
Peukert, egy német tudós volt az egyik első, aki levezette ennek a függőségnek a képletét. Levezette a következő képletet:
Cp = I k * t, ahol
C p - akkumulátor kapacitása,
k - Peukert együttható,
t – idő.
A képletben használt Peukert együttható egy bizonyos típusú akkumulátor állandó értéke. Az autók ólom-savas akkumulátorainál a Peukert-szám 1,15–1,35 tartományba esik. Ezt az állandót az akkumulátor névleges kapacitása határozza meg.
Ennek eredményeként egy képlet készült az akkumulátor tényleges kapacitásának kiszámítására a kisülési áram tetszőleges értékénél:
E =En(I n /I) (p-1) , ahol
E n - névleges akkumulátorkapacitás,
E – az akkumulátor tényleges kapacitása,
I n a kisülési áram névleges értéke, amelyre a névleges kapacitás be van állítva. Áram 10 vagy 20 órás ciklusban. Ez jellemzően az E n 9 százaléka.
Minden, amit fent említettünk, az autó akkumulátorának névleges kapacitására vonatkozott. Létezik a tartalékkapacitás fogalma is. Ha a névleges értéket kisáramú kisülés eredményeként határozták meg, akkor a tartalék érték azt mutatja, hogy mennyit bír az autó akkumulátora, ha a generátor meghibásodik. A kisülési áram 25 amperre van állítva. Itt a fűtést és a világítást veszik figyelembe. Ilyen áramú kisülés esetén a tartalékkapacitás a névleges érték körülbelül kétharmada. Ha egy autóakkumulátor címkéjére helyezik, akkor percben jelenik meg.
Az akkumulátor névleges kapacitását számos technológiai és tervezési jellemző határozza meg. Az autó akkumulátorának működési körülményei is nagyon erősen befolyásolják. A paramétert befolyásoló elsődleges jellemzők között szerepel az elektrolit összetétele, az aktív tömeg mennyisége, az ólomlemezek geometriája és vastagsága. A tartály méretét meghatározó fő technológiai jellemzők az aktív massza összetétele és porozitása. Ezenkívül a kisülési kapacitást, amint fentebb említettük, befolyásolja a kisülési áram nagysága és az elektrolit hőmérséklete.
Az autó akkumulátorának teljesítménye a következő képlettel mérhető:
Q = (E p/E o) * 100%, ahol
E p – az akkumulátor kapacitása kisütéskor számított, Ah,
E o – elektrokémiai paraméterei alapján számított érték, Ah.
Faraday törvényéből következik, hogy 1 Ah kapacitás eléréséhez elméletileg 3,865 gramm Pb, 4,462 gramm PbO 2 és 3,659 gramm H 2 SO 4 szükséges. A teljes mennyiség körülbelül 11,986 gramm / 1 Ah. A valóságban azonban ilyen értékeket lehetetlen elérni. A folyamatban lévő kémiai reakcióban lehetetlen elérni a hatóanyagok teljes elfogyasztását. A lemezek aktív tömegének csak a fele áll rendelkezésre az elektrolittal való reakcióhoz. A másik fele egyszerűen a lemezek térfogati keretét és az elektródák mechanikai szilárdságát adja.
Valós üzemi körülmények között kiderül, hogy a pozitív lemez aktív tömegének kihasználtsága körülbelül 50 százalék, a negatív lemezé pedig 60 százalék. Ne felejtsük el, hogy az elektrolit nem tiszta kénsav, hanem annak vizes oldata (körülbelül 35 százalék). Ezért a tényleges anyagfelhasználás sokkal magasabb, és a fajlagos kapacitás alacsonyabb, mint az elméleti érték.
Hogyan ellenőrizhető az akkumulátor kapacitása
Néhány érdeklődő autótulajdonos érdekli, hogyan mérhető meg az autó akkumulátorának kapacitása saját kezűleg. Van, aki kíváncsiságból szeretné ezt megtenni, van, aki ellenőrizni szeretné, hogy a valós kapacitásérték megfelel-e a címkén leírtaknak. Hogy kell ezt csinálni?
Egészen egyszerű. Az ehhez szükséges összes adatot fentebb már megadtuk. Például ellenőrizheti az autó akkumulátorának kapacitását végrehajtás közben. Ehhez a következő diagramot állítjuk össze.
Az áramkör ellenállását a következő képlettel számítjuk ki:
Itt U az akkumulátor feszültsége,
I – kisülési áram.
A kisülési áramot az autó akkumulátorának kapacitásától és a kisütési ciklustól (10 vagy 20 óra) függően választjuk ki. A gyakorlatban általában megfelelő teljesítményű autólámpát használnak a kisütésre. Multiméter segítségével megmérheti az áramkörben áthaladó áram pontos mértékét, és feljegyezheti az időt, amíg a feszültség 10,8 voltra csökken. A kapott idő szorozva az áramerősséggel lesz az autó akkumulátorának tényleges kapacitása.
Az akkumulátor kapacitásának fogalma
Az akkumulátor kapacitása az egyik legfontosabb műszaki jellemzője. Ez a kifejezés azt az időtartamot jelenti, ameddig egy autonóm energiaforrás képes táplálni a hozzá csatlakoztatott elektromos fogyasztókat. Más szóval, ez az akkumulátor által a teljes töltési ciklus során felhalmozott villamos energia maximális mennyisége. A kapacitás mértékegysége Ah (amperóra), kis akkumulátorok esetén mAh (milliamperóra).
Példa a szükséges kapacitás kiszámítására
Mint tudják, az energiafogyasztás számítása W-ban történik, az UPS akkumulátorkapacitása pedig Ah-ban van. Egy adott berendezés táplálásához szükséges akkumulátorkapacitás kiszámításához újra kell számítani. A jobb megértés érdekében nézzünk egy konkrét példát. Tegyük fel, hogy van egy 500 W-os kritikus terhelés, amihez 3 órán át kell tartalékolni. Mivel a felhalmozott energia mennyisége nemcsak az akkumulátor kapacitásától, hanem annak feszültségétől is függ, a számításhoz elosztjuk a redundáns berendezések teljes teljesítményét a működési feszültségükkel (amelyet gyakran összetévesztenek a teljesen feltöltött akkumulátor nyitott áramköri feszültségével). Normál 12 V-os akkumulátor esetén a szükséges akkumulátorkapacitás:
Q= (P t) / V k
ahol Q a szükséges akkumulátorkapacitás, Ah;
V – az egyes akkumulátorok feszültsége, V;
t – foglalási idő, h;
k az akkumulátor kapacitás kihasználtságának együtthatója (a fogyasztók által felhasználható elektromos energia mennyisége).
Az együttható bevezetésének szükségessége az akkumulátor hiányos feltöltésének lehetősége miatt van. Ezen túlmenően a kis számú töltési és kisütési ciklust követő erős (mély) kisülés az akkumulátor idő előtti kopásához és meghibásodásához vezet. Például, ha egy új akkumulátort teljes kapacitásának 30%-ára lemerítenek, majd azonnal feltöltik, körülbelül 1000 ilyen ciklust képes kibírni. Ha a kisülési érték 70%-ra csökken, ezeknek a ciklusoknak a száma körülbelül 200-zal csökken.
Összességében úgy találjuk, hogy ennek a terhelésnek a meghatározott ideig történő táplálásához a következőkre lesz szükség:
Q= 500·3/ 12·0,7 = 178,6 Ah.
Ez a minimálisan szükséges akkumulátor kapacitás a vizsgált esetben. Ideális esetben jobb, ha kis tartalékkal (körülbelül 20%) energiaforrást veszünk, hogy ne merítsük le minden alkalommal teljesen - ez segít megőrizni az akkumulátor teljesítményét a lehető leghosszabb ideig.
Q = 178,6 1,2 = 214,3 Ah.
Ez azt jelenti, hogy a probléma megoldásához legalább 215 Ah teljes kapacitású akkumulátort kell vásárolni. Ha UPS-t generátorral együtt használunk, ajánlatos a kapacitáskorrekciós tényezőt 0,4-re csökkenteni, mivel ilyen kombinációban leggyakrabban akkumulátorokat használnak a folyamatos áramellátás fenntartására az erőmű bekapcsolásáig és a teljes terhelés átkapcsolásáig. azt. Ezenkívül, ha a 0,4-es együttható értéke magában foglalja az akkumulátor kapacitásának elvesztését az öregedés során, az impulzusátalakító és mások sajátosságai miatt, akkor az akkumulátor kisülése átlagosan elérheti a névleges kapacitásának 50% -át.
Abban az esetben, ha több akkumulátort használnak a terhelés tartalékára, a bennük felhalmozódott energia mennyisége abszolút független a csatlakozás típusától - párhuzamos, soros vagy vegyes. Ezt a tulajdonságot figyelembe véve az akkumulátorok teljes kapacitásának meghatározására szolgáló képletbe egy akkumulátor feszültségét kell helyettesíteni, de ebben az esetben csak azonos műszaki jellemzőkkel rendelkező akkumulátorok használhatók.
Az akkumulátorok mutatói, amelyekkel a kapacitás fogalma elválaszthatatlanul kapcsolódik
- Az akkumulátor kapacitásának függése a kisülési áramtól.
Ez a függőség a következő tényen alapul: ha a védett terhelést konverter nélkül csatlakoztatják az akkumulátorhoz, az akkumulátor által fogyasztott áram mennyisége változatlan marad. Ebben az esetben a csatlakoztatott elektromos fogyasztók működési idejét a kiválasztott kapacitás és a fogyasztott áram arányaként határozzák meg. Ismertebb formában ez a képlet a következőképpen van írva:
ahol Q az akkumulátor kapacitása, Ah (mAh);
T – akkumulátor lemerülési ideje, óra.
Ha nagy mennyiségű áramfelvételről van szó, akkor a tényleges teljesítménymutatók gyakran alacsonyabbak, mint az útlevélben feltüntetett névlegesek.
- Az akkumulátor kapacitásának energiafüggősége
Ma már a felhasználók körében elterjedt, hogy az akkumulátor kapacitása egy olyan érték, amely teljes mértékben jellemzi annak elektromos energiáját, amelyet az akkumulátor 100%-os feltöltöttsége esetén halmoz fel. Ez az állítás nem teljesen helytálló. Itt azt is figyelembe kell venni, hogy az akkumulátor energiafelhalmozási képessége közvetlenül függ a feszültségétől, és minél magasabb, annál több energiát tud felhalmozni az akkumulátor. Valójában az elektromos energiát a töltőáram, az akkumulátorfeszültség és az áram áramlási idejének szorzataként határozzák meg:
ahol W az akkumulátor által felhalmozott energia, J;
U – akkumulátorfeszültség, V;
I – állandó akkumulátorkisütési áram, A;
T – akkumulátor lemerülési ideje, óra.
Abból a tényből kiindulva, hogy az áramerősség és a töltési idő szorzata adja meg az akkumulátor kapacitását (ahogy fentebb tárgyaltuk), kiderül, hogy az akkumulátor elektromos energiáját az akkumulátor névleges feszültségének és kapacitásának szorzatával kapjuk meg:
ahol W az akkumulátor által felhalmozott energia, Wh;
Q – akkumulátor kapacitása, Ah;
U – akkumulátor feszültség, V.
Ha több azonos kapacitású akkumulátort sorba kapcsolnak, ennek a kötegnek a teljes mutatója megegyezik az összetételében szereplő összes akkumulátor kapacitásának összegével. Ebben az esetben az így kapott akkumulátorcsomag energiáját egy akkumulátor elektromos áramának és számának szorzataként határozzuk meg.
- Az akkumulátor energia kapacitásának fogalma
Ugyanilyen hasznos mutató az újratölthető akkumulátorok fogyasztói számára az energiakapacitásuk, például W/cella mértékegységben mérve. Ez a fogalom jellemzi az akkumulátor képességét egy bizonyos rövid ideig, ami leggyakrabban nem haladja meg a 15 percet, állandó teljesítményű üzemmódban. Ez a mutató a legelterjedtebb az Egyesült Államokban, de a közelmúltban sok más országban is egyre népszerűbb a fogyasztók körében. Az akkumulátor kapacitásának Ah-ban mért, 15 perces időtartamra W/cellában kifejezett energiakapacitása alapján történő kiszámításához használja a következő képletet:
W – az akkumulátor energiakapacitása, W/cella.
- Az akkumulátor tartalék kapacitásának fogalma
Az autóakkumulátorok esetében megkülönböztetünk egy másik jellemzőt - a tartalék kapacitást, amely azt jelzi, hogy az akkumulátor képes-e táplálni egy mozgó autó elektromos berendezését, amikor a jármű szabványos generátora nem működik. Ezt a paramétert az USA-ban is jobban ismerik, és „tartalékkapacitásnak” nevezik. Az akkumulátor lemerülésének perceiben mérik, 25 A áramérték mellett. Az akkumulátor névleges kapacitásának a tartalékkapacitás-mutatója alapján, percekben kifejezett közelítéséhez a következő képletet kell használni:
ahol Q az akkumulátor kapacitása, Ah;
T – akkumulátor tartalék kapacitása, min.
Az akkumulátor kapacitása és töltése (töltés)
Egy másik meglehetősen népszerű tévhit az akkumulátor kapacitása és töltése (töltése) fogalmának azonosítása. Pontozzuk az i-t. A kapacitás az akkumulátor maximális potenciálját jelenti, vagyis azt az energiamennyiséget, amelyet teljesen feltöltött állapotban képes felhalmozni. A töltés pedig azt az energiát képviseli, amely a terhelés autonóm üzemmódban történő működtetéséhez szükséges. Ebből az a következtetés vonható le, hogy ugyanannak az akkumulátornak a töltési mértéke az akkumulátor töltési idejétől függően eltérő lehet, kapacitásának nagysága lemerült és feltöltött állapotban azonos. Itt analógiát vonhatunk egy pohárral, amelybe vizet öntenek. A készülék térfogata a kapacitást fogja képviselni - ez egy olyan érték, amely nem függ attól, hogy a pohár tele vagy üres, és a kiöntött víz a töltés.
Milyen egyéb tényezőktől függ az akkumulátor kapacitása?
Kisülési áram
A műszaki dokumentációjukban és a termékházon található akkumulátorkapacitás-mutatókat a gyártó a fenti képlet szerint (Q = I T) szabványos kisütési időtartam mellett (10, 20, 100 óra stb.). A kapacitás ennek megfelelően van megjelölve - Q10, Q20 és Q100, valamint a kisülési áram - I10, I20 I100. Ebben az esetben a terhelésen átfolyó áram mennyiségét 20 órás kisülési idővel a következő képlet határozza meg:
Ezt a logikát követve feltételezhetjük, hogy egy negyedórás (15 perces) kisülés során az áram Q20 x 4 lesz. Ez azonban nem így van, ahogy a gyakorlat azt mutatja, hogy egy 15-es áramerősség esetén ez nem így van. perc kisütés esetén a szabványos ólomakkumulátor kapacitása nem haladja meg a névleges kapacitásának a felét. Ennek megfelelően az I0.25 paraméter értéke valamivel kisebb lesz, mint Q20 x 2. Ebből arra következtethetünk, hogy az olyan jellemzők, mint az idő és a kisülési áram nem arányosak egymással.
Végső kisülési feszültség
Minden alkalommal, amikor az akkumulátor lemerül, a rajta lévő feszültség fokozatosan csökken, az úgynevezett végső kisütési feszültség elérésekor pedig feltétlenül le kell választani az akkumulátort. Ezen túlmenően, minél alacsonyabb ez a jellemző, annál nagyobb lesz az akkumulátor tényleges kapacitása. Általában a gyártók saját akkumulátoraikon feltüntetik a végső kisülési feszültség minimális értékét, amely viszont az akkumulátor kisütéséhez használt áramtól függ. Vannak helyzetek, amikor az energiaforrás feszültsége ez alá csökken (az akkumulátort elfelejtették időben kikapcsolni, vagy ezt nem tudták megtenni, mert a terhelést hosszú ideig nem lehetett feszültségmentesíteni). Ekkor az akkumulátor mélykisülésének nevezett jelenség lép fel. Ha az akkumulátort gyakran hagyják mélyen lemerülni, gyorsan meghibásodhat.
Az akkumulátor kopása
Az általánosan elfogadott módon az új akkumulátor névleges kapacitással rendelkezik (a gyártó által megadott). Ennek a mutatónak a tényleges értéke azonban kissé eltérhet - a raktárban való hosszú távú tárolás miatt kisebb lehet a bejelentettnél, vagy több teljes töltési és kisütési ciklus, valamint rövid távú puffer üzemmódban történő működés után kissé emelkedhet. Az akkumulátor további használata, valamint tárolása változatlanul az energiaforrás fizikai kopásához, elöregedéséhez és fokozatos meghibásodásához vezet.
Hőfok
Egy olyan fontos tényező, mint a környezeti hőmérséklet az akkumulátor felhasználási helyén, nagymértékben befolyásolja az akkumulátor kapacitását. Ha a hőmérséklet 20°C-ról 40°C-ra emelkedik, az akkumulátor kapacitása 5%-kal nő, ha pedig 0°C-ra csökken, akkor átlagosan 15%-kal csökken. A levegő hőmérsékletének további csökkenése ennek a paraméternek a névleges értékhez képest további 25%-os csökkenéséhez vezet.
Hogyan ellenőrizhető az akkumulátor kapacitása?
Nagyon gyakran a használt akkumulátor tulajdonosa szembesül azzal a feladattal, hogy meghatározza a maradék kapacitását. A klasszikus, és becsületünkre legyen mondva, a legmegbízhatóbb és leghatékonyabb módszer az akkumulátor tényleges kapacitásának ellenőrzésére a próbakisülés. Ez a kifejezés a következő eljárásra vonatkozik. Az akkumulátort először teljesen feltöltik, majd egyenárammal kisütik, és megmérik azt az időt, ameddig teljesen lemerült. Ezt követően az akkumulátor kapacitását a már ismert képlet alapján számítják ki:
A nagyobb számítási pontosság érdekében jobb az állandó kisülési áram értékét úgy kiválasztani, hogy a kisülési idő körülbelül 10 vagy 20 óra legyen (ez attól függ, hogy a gyártó milyen kisülési idő mellett számította ki az akkumulátor névleges kapacitását). Ezután a kapott adatokat összehasonlítják az útlevél adataival, és ha a maradék kapacitás 70-80%-kal kisebb a névleges kapacitásnál, akkor az akkumulátort ki kell cserélni, mivel ez az akkumulátor súlyos kopásának egyértelmű jele, és további kopása gyorsított ütemben történnek.
Ennek a módszernek a fő hátrányai a bonyolultság és a munkaigényes megvalósítás, valamint az, hogy az akkumulátorokat meglehetősen hosszú időre el kell távolítani. Manapság a legtöbb olyan eszköz, amely újratölthető akkumulátorokat használ működéséhez, rendelkezik öndiagnosztikai funkcióval - az energiaforrások állapotának és teljesítményének gyors (pár másodperc alatti) ellenőrzése, de az ilyen mérések pontossága nem mindig magas.
Akkumulátor-kapacitás- ez az az elektromos energia mennyiség, amelyet egy teljesen feltöltött akkumulátor adott kisütési módban és hőmérsékleten a kezdeti feszültségtől a végső feszültségig képes leadni. Az elektromos töltés SI mértékegysége a coulomb (1C), de a gyakorlatban a kapacitást általában amperórában (Ah) fejezik ki.
A kapacitást amperórában mérik, és a következő képlettel határozzák meg:
C = Iptp,
ahol C kapacitás, Ah;
p - kisülési áramerősség, A;
tp - kisülési idő, H.
Névleges kapacitás- az a kapacitás, amelyet egy új, teljesen feltöltött akkumulátornak biztosítania kell az akkumulátorra vonatkozó szabványban meghatározott normál kisülési feltételek mellett. Ebben az esetben a feszültség nem eshet egy bizonyos érték alá.
Mivel a kapacitás a kisülési áramtól és a végső kisülési feszültségtől függ, az akkumulátor jelölése egy adott kisülési módnak megfelelő kapacitást jelöli. Indítóakkumulátoroknál a névleges kapacitást 20 órás, az álló helyzetet 10 órás, a vonóerőt 5 órás kisütési módban veszik.
Példa az akkumulátor kapacitásának felmérésére 20 órás kisütési móddal, 0,05 C20 áramerősséggel (az áramerősség a névleges kapacitás 5%-ának felel meg). E Ha az akkumulátor kapacitása 55Ah, akkor 2,75A áramerősséggel kisütve 20 óra alatt teljesen lemerül. Hasonlóképpen, a 60 Ah kapacitású akkumulátorok esetében a teljes 20 órás kisütés valamivel nagyobb kisütési áram mellett - 3 A.
Töltési kapacitás- az akkumulátor által a töltés során kapott villamos energia mennyisége. Az akkumulátor töltési kapacitása mindig nagyobb, mint a mellékreakciók és folyamatok miatti energiaveszteség miatti kisütési kapacitás.
A kapacitás-visszatérülés az akkumulátorból a kisütés során kapott villamos energia mennyiségének és az akkumulátor eredeti állapotra való feltöltéséhez szükséges villamos energia mennyiségének aránya bizonyos feltételek mellett.
Ez a töltés teljességétől függ. A töltés egy része elvész a gázképződés miatt, ami csökkenti a visszarúgási együtthatót.
Maradék kapacitás- egy érték, amely megfelel annak a villamosenergia-mennyiségnek, amelyet egy részben lemerült akkumulátor képes leadni, amikor a kisütési mód a végső kisütésre van állítva.
Az akkumulátor tartalék kapacitása- az az idő, ameddig az akkumulátor képes biztosítani a fogyasztók működését vészhelyzetben. A tartalékkapacitás percben kifejezett értékét az utóbbi időben egyre gyakrabban jelzik az indítóakkumulátorok gyártói a hidegindítási áram értéke után.
Állandó l töltőáram mellett a töltési kapacitás C = It, ahol t a töltési idő.
A kapacitás mérése addig történik, amíg legalább egy akkumulátorcella feszültsége le nem esik egy adott kisütési módhoz szabályozott értékre.
Az élettartama során az akkumulátor kapacitása változik. Az élettartam kezdetén a lemezek aktív tömegének fejlődésével növekszik. Működés közben a kapacitás egy ideig stabil marad, majd a lemezek aktív tömegének öregedése miatt fokozatosan csökkenni kezd.
Az akkumulátor kapacitása függ az aktív anyag mennyiségétől és az elektródák kialakításától, az elektrolit mennyiségétől és koncentrációjától, a kisülési áram nagyságától, az elektrolit hőmérsékletétől, az akkumulátor kopásának mértékétől, a jelenléttől és egyéb tényezők.
A kisülési áram növekedésével az akkumulátor kapacitása csökken. Az akkumulátorok kényszerkisülési módban kisebb kapacitással rendelkeznek, mint hosszabb üzemmódban (alacsony áramerősség esetén). Ezért az akkumulátorokon 3, 5, 6, 10, 20 és 100 óra lemerülést jelző szimbólumok lehetnek. Ebben az esetben ugyanannak az akkumulátornak a kapacitása teljesen eltérő lesz. A legkisebb 3 órás, a legnagyobb 100 órás lesz.
A kapacitás növelésével a kapacitás nő, de túl magas hőmérsékleten csökken.Ez azért van így, mert a hőmérséklet emelkedésével az elektrolit könnyebben behatol az aktív tömeg pórusaiba, mivel csökken a viszkozitása és nő a belső ellenállása.Ezért a kisülési reakcióban több aktív tömeg vesz részt, mint az alacsonyabb hőmérsékleten végrehajtott töltésnél.
6. Mi határozza meg az akkumulátor kapacitását?
Kisülési áram
RÓL RŐL Jellemzően a gyártó az ólom-savas akkumulátor névleges kapacitását hosszú távú (10, 20 vagy 100 órás) kisütésekhez rendeli hozzá. Az akkumulátor kapacitása ilyen lemerülések esetén C 10, C 20 vagy C 100. Kiszámolhatjuk a terhelésen átfolyó áramot egy 20 órás (például) kisütés során - I 20:
én 20 [A] = E 20 [E*óra] / 20[óra]
Z Ez azt jelenti, hogy 15 perces (1/4 órás) kisütéssel az áram E 20 x 4 lesz? Nem, ez nem igaz. 15 perces kisütéssel az ólomakkumulátor kapacitása jellemzően a névleges kapacitásának alig fele. Ezért az áramerősség I 0,25 nem haladja meg az E 20 x 2-t. Azaz Az ólom akkumulátor kisülési árama és kisülési ideje nem arányos egymással.
Z A kisülési idő függése a kisülési áramtól közel egy hatványtörvényhez. Különösen a Peukert-képlet (törvény) elterjedt – Peukert német tudósról nevezték el. Peukert megállapította, hogy:
én p * T = állandó
Itt p a Peukert-szám – egy kitevő, amely egy adott akkumulátorra vagy akkumulátortípusra állandó. Peukert képlete a modernre is érvényes zárt ólomsavas akkumulátorok.
D Az ólom-savas akkumulátorok esetében a Peukert-szám általában 1,15 és 1,35 között mozog. Az egyenlet jobb oldalán lévő állandó értéke az akkumulátor névleges kapacitásából határozható meg. Ezután többszöri átalakítás után megkapjuk az akkumulátor kapacitásának E képletét tetszőleges I kisülési áram mellett:
E = E n * (I n /ÉN) p-1
Itt E n az akkumulátor névleges kapacitása, I n pedig az a kisülési áram, amelyre a névleges kapacitás be van állítva (általában 20 vagy 10 órás kisülési áram).
Végső kisülési feszültség
P Ahogy az akkumulátor lemerül, az akkumulátor feszültsége csökken. A végső kisülési feszültség elérésekor az akkumulátor lecsatlakozik. Minél alacsonyabb a végső kisülési feszültség, annál nagyobb az akkumulátor kapacitása. Az akkumulátor gyártója állítja be a minimálisan megengedett végső kisülési feszültséget (ez a kisülési áramtól függ). Ha az akkumulátor feszültsége ez alá az érték alá esik (mélykisülés), az akkumulátor meghibásodhat.
Hőfok
P Amikor a hőmérséklet 20-ról 40 Celsius-fokra emelkedik, az ólom akkumulátor kapacitása körülbelül 5%-kal nő. Ha a hőmérséklet 20-ról 0 Celsius-fokra csökken, az akkumulátor kapacitása körülbelül 15%-kal csökken. Ha a hőmérséklet további 20 fokkal csökken, az akkumulátor kapacitása további 25%-kal csökken.
Az akkumulátor kopása
E Az ólom-savas akkumulátor kapacitása a szállított állapotban valamivel nagyobb vagy kisebb lehet a névleges kapacitásnál. Több kisütési-töltési ciklus vagy több hetes „lebegő” töltés alatt (pufferben) az akkumulátor kapacitása megnő. A további használat során ill akkumulátor tárolása Az akkumulátor kapacitása csökken - az akkumulátor elhasználódik, öregedniés végül ki kell cserélni egy új elemre. Az akkumulátor időben történő cseréje érdekében jobb az akkumulátor kopását egy modern akkumulátorkapacitás-tesztelővel figyelemmel kísérni - Ólom-savas akkumulátor kapacitásjelző "Függő"
7. Hogyan ellenőrizhető az ólom-savas akkumulátor kapacitása?
NAK NEK klasszikus módszer akkumulátor ellenőrzés az ellenőrző számjegy. Az akkumulátort állandó árammal töltik, majd kisütik, rögzítve az időt a végső kisülési feszültségig. Ezután határozza meg az akkumulátor maradék kapacitását a képlet segítségével:
E [A*óra]= I [A] * T [óra]
T A kisütési időt általában úgy választják meg, hogy a kisülési idő körülbelül 10 vagy 20 óra legyen (attól függően, hogy milyen kisütési időre van megadva az akkumulátor névleges kapacitása). Most összehasonlíthatja az akkumulátor maradék kapacitását a névleges kapacitással. Ha a maradék kapacitás kisebb, mint a névleges kapacitás 70-80%-a, akkor az akkumulátort kivonják a forgalomból, mert ilyen kopással tovább akkumulátor öregedés nagyon gyorsan megtörténik.
N Az akkumulátorkapacitás ellenőrzésének hagyományos módszerének hátrányai nyilvánvalóak:
összetettség és munkaintenzitás;
az akkumulátor hosszú idejű használatból való eltávolítása.
Gyorsan akkumulátor teszt Most már vannak olyan speciális eszközök, amelyek lehetővé teszik az akkumulátor kapacitásának néhány másodperc alatt történő ellenőrzését.
