Емкость аккумулятора – основные параметры

Многих покупателей аккумуляторов интересует такой важный параметр, как емкость изделия. И в этой статье мы постараемся рассмотреть самые основные моменты.

1. Емкость демонстрирует, на протяжении какого периода времени, батарея сможет питать подключенный к ней прибор. Для измерения данного параметра используется показатель ампер часов. Для маленьких аккумуляторов применяется величина миллиампер-часов. Что касается самой единицы, то она демонстрирует, что емкость каждого аккумулятора представляет собой произведение постоянного тока на время разряда (измеряется в часах). Формула выглядит так:

Е [А * час] = I [А] х T [час]

2. Зависимость энергии и емкости аккумулятора

Многие думают, что емкость в полной мере отображает энергию батареи, которая может быть накоплена. На самом деле это вовсе не так: чем выше напряжение в батарее, тем больше энергии может быть накоплено. Чтобы в этом убедиться, достаточно посмотреть формулу:

[Дж]= I [А] х U [В] х T [с]

Она характеризует произведение напряжения тока и время его протекания. Из этого следует, что энергия аккумулятора равняется произведению емкости и номинального напряжения:

W [Вт*час]= E [А*час] х U [В]

3. Энергия аккумулятора и его емкость

Если подключить несколько аккумуляторных батарей в последовательном режиме, то мы получим суммарную емкость. Она будет равна емкости всех аккумуляторов, которые входят в состав батареи. Энергия аккумулятора равна произведению энергии одной батареи на их количество.

4. Заряд и емкость аккумулятора

Многие покупатели путают такие разные параметры, как емкость аккумулятора и его заряд. Мы рассмотрим эту проблему: емкость - это не что иное, как выражение потенциала аккумуляторной батареи и демонстрирует время работы при полной заряженности. Чтобы было понятнее, давайте рассмотрим обычный стакан, в который налита жидкость. Емкость в данном случае равна объему стакана. Этот показатель остается неизменным, несмотря на то есть в нем жидкость или ее нет. Тоже самое можно сказать об аккумуляторной батарее: заряженная и разряженная батарея все равно обладает постоянной емкостью.

5. Рассмотрим другие характеристики емкости, которые касаются аккумулятора

В первую очередь, это емкость энергии (Вт/элемент).

Характеристика аккумуляторной батареи, которая показывает способность аккумулятора разряжаться во время постоянной нагрузки в течение определенного промежутка времени (чаще всего 15 минут). Этот параметр появился на территории США и со временем его приняли на вооружение другие производители. Чтобы провести приблизительные расчеты и оценить емкость аккумуляторной батареи в Ач по его вырабатываемой энергии в Вт/эл, достаточно воспользоваться формулой:

Е [А*час] = W [Вт/эл] / 4

Еще один параметр - запасная, или резервная емкость.

Резервная емкость - это параметр автомобильного аккумулятора, который показывает возможность питать электричеством всю энергосистему автомобиля без включенного генератора. Параметр измеряется в минутах разряда батареи током в 25 Ампер. Чтобы приблизительно выяснить этот параметр, существует специально разработанная формула. Она использует резервную емкость в минутах:

Е [А*час] = T [мин] / 2

6. Еще один важный вопрос - какие параметры влияют на емкость аккумуляторной батареи? В первую очередь это касается тока разряда. Каждый производитель определяет номинальную емкость свинцовых аккумуляторов при разрядах большой длительности (10,20 и 100 часов). В результате емкость моделей обозначается маркировкой С10, С20 или С100. Исходя из этого, можно рассчитать ток, который протекает через нагрузку при 20 часовом разряде: I20

I20 [А] = Е20 [А*час] / 20[час]

И сразу возникает встречный вопрос: правда ли, что при 15-минутном разряде, ток аккумулятора будет равняться Е20 х 4? Нет, это утверждение в корне неверно. При разряде, который длится на протяжении 15 минут, емкость аккумуляторной батареи равняется половине его номинальной емкости. А потому указанные параметры тока I0.25 не могут превышать Е20 х 2. Простыми словами, ток разряда батареи и время разряда не пропорциональны между собой.

Время разряда и ток разряда находится в степенной зависимости. Для этих целей используется специальная формула, которая была разработана Пекертом. Она гласит:

I p * T = const

При этом р - представляет собой число Пекерта и является показателем степени. Оно постоянное для указанного типа аккумуляторных батарей. Формулу можно применять для всех герметичных, свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Если мы говорим о свинцовых аккумуляторах, то число Пекерта равняется 1.15 - 1.35. Величину, которая располагается правой части уравнения, легко можно установить по емкости аккумулятора. Всего несколько вычислений позволяют получить формулу, которая характеризует емкость батареи Е при показателях тока разряда I:

Е = Eн * (Iн / I)p-1

При этом Eн является номинальной емкостью аккумулятора, а показатель Iн - это ток разряда, который находится в зависимости от заданной номинальной емкости (20 или 10 часов разряда).

Еще один важный параметр - конечное напряжение разряда аккумулятора.

По мере того, как батарея разряжается, падает ее напряжение. После достижения конечного напряжения разряда, батарея полностью отключается. Существует определенная зависимость: чем ниже конечное напряжение разряда, тем выше показатель емкости аккумулятора. Производители батарей устанавливают минимально допустимый параметр напряжения разряда. Если напряжение в аккумуляторной батарее становится меньше этой величины (так называемый глубокий разряд), то батарея может полностью выйти из строя.

Температурный режим оказывает влияние на показатели емкости

Если температура возрастает с 20 до 40°С, емкость батареи увеличивается на 5 процентов. Снижение температуры в диапазоне от 20°до 0° С приводит к снижению емкости на 15 процентов. Снижение температуры до -20°С еще больше снижает параметры емкости.

Что касается износа аккумуляторной батареи, то существуют следующие моменты.

Емкость свинцовой аккумуляторной батареи при поставке может отличаться от номинальных показателей. Всего несколько циклов разряда и заряда приводит к тому, что емкость увеличивается. К сожалению, при дальнейшей эксплуатации или при долгом хранении батареи, емкость уменьшается. Со временем батарея нуждается в замене.

7. Проверка емкости свинцового аккумулятора. Классическим способом проверки емкости является проведение контрольного разряда. Для этих целей батарею заряжают постоянным током и проводят регистрацию показателей до конечного напряжения разряда. Остаточная емкость легко вычисляется по формуле:

Е [А*час]= I [А] * T [час]

Ток разряда должен быть таким, чтобы время разряда равнялось 10 или 20 часам работы. После этого можно сравнить полученные показатели остаточной емкости с номинальными значениями. Если полученные данные составляют меньше 80 процентов номинальных показателей, нужна замена аккумулятора. Это делается для того, чтобы дальнейшее старение основных элементов батареи не привело к ее выходу из строя.

Обычные методы измерения емкости аккумуляторов имеют целый ряд недостатков:

• сложность процесса и трудоемкость,
• приходится выводить аккумулятор из строя на продолжительный период времени.

Если нужно провести быстрые тесты, то применяют современные приборы. Они проводят измерения за несколько секунд.