RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Остаточная емкость аккумулятора


Как определить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи (АКБ)?

Чтобы система бесперебойного питания не подвела в самый неподходящий момент, необходимо, чтобы все аккумуляторные батареи были в рабочем состоянии. Но как их проверить? Как убедиться, что установленные АКБ ещё не исчерпали свой остаточный ресурс? Как правильно оценить их оставшийся срок службы?

Строго говоря, самый правильный ответ вопрос, поставленный в такой форме – «никак». Ни один из приборов и методов не позволяет дать точный прогноз того, сколько еще проработает батарея и в какой именно момент она выйдет из строя. Причем касается это как обслуживаемых батарей (хотя в их отношении диапазон принимаемых мер несколько шире), так и необслуживаемых. При этом по всему миру обслуживаемые батареи используются все меньше, в то время как популярность необслуживаемых АКБ растет практически во всех областях применения.

Методом полного заряда/разряда батареи можно определить остаточную емкость аккумулятора в ампер-часах. Это достоверный метод, но даже он при однократном проведении не даст информации о том, сколько еще проработает батарея. Составить прогноз «времени дожития» можно только в том случае, если измерения проводятся на регулярной основе, их результаты сопоставляются между собой – т. е. оценивается динамика изменений. Однако полный заряд/разряд – процедура весьма продолжительная, и проводить ее регулярно (особенно при значительном количестве батарей) вряд ли возможно.

Однократный краткосрочный тест тем более не дает достоверной информации об остаточном ресурсе. Говорить о точном определении остаточной емкости в этом случае вообще не приходится – слишком разные существуют варианты аккумуляторов, чтобы существовала единая методика определения этого параметра. Можно измерить напряжение, но как сделать выводы на основе этих показаний, если уже частично деградировавший элемент выдает такое же напряжение, что и соседние? Возникает вопрос, можно ли вообще что-либо сказать о текущем состоянии АКБ при помощи быстрых измерений, или остается примириться с тем, что со временем, неизвестно в какой момент батарея выйдет из строя и ее придется менять? А ведь последствия такого события могут оказаться очень тяжелыми. Для ряда объектов: ЦОДов, подстанций, аэропортов, предприятий нефтегазовой отрасли, энергетики, медицинских учреждений и других, работа которых должна быть бесперебойной – подобные аварии просто неприемлемы, их необходимо предотвращать, а не устранять последствия.

Существует несколько базовых стратегий в работе с АКБ:

  1. Менять батарею только тогда, когда она выйдет из строя или полностью утратит емкость. Средства на проверку состояния батарей не затрачиваются, однако весь риск неблагоприятных последствий в случае сбоя ложится на владельца объекта или предприятия. Потери от одного сбоя могут многократно превысить всю «экономию» на тестировании батарей.

  2. Менять батареи по истечении определенного времени эксплуатации, независимо от их состояния. Средства на проверочные мероприятия также не затрачиваются, однако остается риск сбоя, если батарея утратит рабочие свойства раньше ожидаемого срока. Кроме того, качественные батареи часто могут работать продолжительное время и после того, как заявленный производителем срок службы (гарантийный период) истек. При таком подходе даже исправные батареи будут изыматься из эксплуатации, вызывая неоправданный рост расходов.

  3. Проводить регулярное тестирование АКБ, идентифицируя батареи, которые демонстрируют начало деградации. Им заблаговременно заказывается замена, она производится тогда, когда скорость деградации увеличится, но до наступления сбоя дело не доходит.

Наиболее экономически целесообразный подход, используемый сегодня в Европе и США состоит в том, чтобы при помощи тестов, не занимающих много времени и не требующих больших затрат, регулярно (раз в квартал, полгода, год) измерять доступные параметры, документировать результаты, сопоставлять их и отслеживать ситуацию в динамике – каждый блок, каждую батарею. В этом случае по любой из батарей можно заметить момент, когда началась деградация. Пока процесс развивается медленно, за ним можно просто следить, продолжая эксплуатацию, и заменить АКБ тогда, когда свой основной ресурс она выработала, но еще не пришла в полную негодность. Фактически, это скорее организационные меры, чем технические – комплекс мероприятий, нацеленный на максимально полное использование ресурса батарей, при том, что риск аварий и, соответственно, негативных последствий минимизируется.

Как определить оставшийся срок службы АКБ исходя из внутреннего сопротивления?

Деградации подвержены любые батареи. Причины могут быть разными (повышенные температуры, истечение электролита, сульфатация в результате многократных перезарядок, понижение нагрузки и сеточная коррозия – в зависимости от типа и модели АКБ), но в любом случае это отражается на внутреннем сопротивлении элементов батареи. У штатно работающих батарей со временем из-за естественного износа внутреннее сопротивление начинает расти. Когда отклонение от базового уровня превышает 25%, батарею пора заменить (у некоторых батарей пороговый уровень выше – отклонение порядка 50% – но лучше проверить это значение по спецификациям производителя батареи). Существенное отклонение об нормы в меньшую сторону свидетельствует о явной неисправности, такую батарею необходимо заменить независимо от срока ее использования.

Строго говоря, полный импеданс включает в себя внутреннее сопротивление, индуктивную и реактивную составляющую. Однако с технологической точки зрения для оценки АКБ достаточно измерять только активную составляющую – внутреннее сопротивление адекватно отражает рабочее состояние батареи. Это вполне надежный индикатор деградации, к тому же на его измерение требуется всего несколько секунд. Подобные тесты не требуют лабораторной точности, но важно проводить их регулярно и сопоставлять результаты, полученные в разное время. По этому критерию можно быстро определить, годна батарея к дальнейшему использованию или нет. Для подобных измерений существует не так много приборов. Одни из самых популярных – семейство тестеров аккумуляторных батарей Fluke BT500 (модели BT510, BT520 и BT521).

Чтобы измерить внутреннее сопротивление тут используется 2 щупа. Приборы подают малый переменный ток, имеющий частоту 1000 Гц. Сила тока настолько мала, а частота подобрана таким образом, что измерение можно проводить прямо в ходе нагрузки, на запитываемое оборудование это никак не повлияет. Можно проводить тесты и без нагрузки. Прибор проводит измерение напряжения, производит расчет сопротивления и выводит результат на экран.

Поскольку внутреннее сопротивление исчисляется в миллиомах, для измерения используется 4-проводное подключение Кельвина, в отечественной электротехнической литературе более известное под названием двойного измерительного моста Томсона. 4 точки подключения обеспечиваются за счет конструкции щупов: каждый из них имеет двухконтактный наконечник, центральный контакт подпружинен и при надавливании утапливается внутрь. В результате каждый щуп соприкасается с поверхностью двумя контактами, реализуя 4-проводную схему подключения и обеспечивая более точное измерение внутреннего сопротивления батареи.

В зависимости от модели прибора и доступных аксессуаров возможно одновременное определение температуры на отрицательной клемме аккумуляторной батареи – для этого используется выносной щуп BTL21 со встроенным ИК-датчиком (см. таблицу «Функции и аксессуары», комплектация зависит от модели прибора). Все измерение занимает 4 секунды. Результаты выводятся на ЖК-дисплей тестера, сохраняются в памяти для последующей загрузки на ПК через порт USB и подготовки отчета при помощи входящего в комплект программного обеспечения.

Тесты проводятся быстро не только за счет скорости измерения самого прибора, но и благодаря наличию удобных щупов, к которым предусмотрены удлинители различного размера. Результаты можно не просто сохранять (в том числе автоматически), но и подразделять на группы в соответствии с количеством блоков и батарей в них, чтобы информация была представлена в четко структурированном виде. Скриншот показывает экран прибора при последовательном измерении: три батареи из 32 уже протестированы, их результаты сохранены, по четвертой выполняются измерения (результаты на экране) и будут сохранены по нажатию кнопки Save, остальные ячейки пусты для последующих измерений.

Затраты времени на измерительные процедуры для всех 100% аккумуляторных батарей на объекте не выходят за рамки разумного, в результате сопоставление полученных в разное время данных позволит определить, в каких батареях деградация только началась, а в каких достигла уровня, когда их необходимо заменить, не дожидаясь фатального сбоя.

При массовых измерениях наконечники щупов изнашиваются, но все компоненты и измерительные провода могут быть своевременно заменены на аналогичные. Можно заменять только наконечники с подпружиненными контактами. При замене тестового щупа необходимо провести калибровку нуля прибора, для этого в комплекте предусмотрена калибровочная пластина (кассета сопротивлений). Операция выполняется самим пользователем (в отличие от поверки, которая выполняется в сертифицированной организации. Приборы Fluke BT500 внесены в Государственный реестр средств измерений, на них есть методика поверки и сертификаты установленного образца. Межповерочный интервал – 1 год).
 

Можно изначально держать в запасе дополнительный комплект щупов, а также измерительные провода для режима мультиметра и (в зависимости от модели) токовые клещи. Эти аксессуары позволят дополнить измерения внутреннего сопротивления другими тестовыми функциями. Возможна оценка тока пульсации (присутствие переменной составляющей в постоянном напряжении более 5% может служить симптомом – высокое значение пульсации приводит к перегреву и потере энергии). Можно отслеживать падение напряжения при разряде (измерения проводятся многократно в ходе процесса разрядки).

Сравнительные возможности тестеров АКБ серии Fluke BT 500

 

Функции и аксессуары

Fluke BT510

Fluke BT520

Fluke BT521

Измерение внутреннего сопротивления (активной составляющей, мОм)

Измерение напряжения батареи

Многократное измерение напряжения в ходе разрядки

Измерение пульсирующего напряжения (переменная составляющая в постоянном напряжении)

Температура отрицательного полюса АКБ

 

 

Режим мультиметра

Режим однократных и последовательных измерений

Задание пороговых значений

Функция автоматического сохранения измерений

Просмотр памяти

Беспроводная связь

 

 

Интерактивный тестовый зонд BTL20 с ЖК-дисплеем и динамиком, длинные и короткие удлинители, без датчика температуры

 

 

Интерактивный тестовый зонд BTL21 с ЖК-дисплеем и динамиком, длинные и короткие удлинители, ИК-датчик температуры

 

 

Токовые клещи i420 переменного и постоянного тока

 

 

Калибровочная пластина (кассета сопротивлений)

Необходимо подчеркнуть – приборы Fluke BT500 не дают информацию об остаточной емкости батарей, в результатах не фигурируют ампер-часы. Принципиальная позиция производителя состоит в том, что точно определить емкость можно только при полном заряде/разряде АКБ, а при быстром измерении точно сделать это нельзя в принципе, поскольку конструкции батарей и проходящие в них физико-химические процессы неодинаковы. Внутреннее сопротивление напрямую от остаточной емкости не зависит. Однако оно служит надежным критерием, позволяющим отличить батареи, годные к дальнейшему использованию, от тех, которые необходимо заменить. При регулярном тестировании риск сбоя сводится к минимуму, а на объекте обеспечивается бесперебойное функционирование систем, в которых используются АКБ.

Стандарты проверки аккумуляторных батарей

Существует несколько стандартов, регламентирующих процедуры проверки АКБ в зависимости от их типа (IEEE 450 и IEEE 1188 для стационарных свинцово-кислотных батарей, IEEE 1106 для никель-кадмиевых, есть и другие), но в основных положениях они сходятся:

  1. При первоначальной установке батарей необходимо произвести испытания на разряд (проверка емкости батарей). Их может выполнять изготовитель на производственной площадке, предоставляя затем заказчику документацию, либо приемочные испытания проводятся на объекте. Чем детальнее предоставит информацию по батареям производитель, тем лучше – с этими данными можно будет сопоставлять результаты измерений, проведенных на различных этапах эксплуатации.

  2. В тот же период первоначальной установки проводится тестирование внутреннего сопротивления батарей, чтобы определить их базовые параметры. Данные фиксируются для каждой батареи, в каждом блоке, и хранятся в виде сводных отчетов для будущего сопоставления.

  3. Процедуры 1 и 2 необходимо повторять не реже 1 раза в 2 года для большинства систем, охватываемых гарантией – как правило, это одно из условий для продолжения действия гарантии.

  4. Для большинства АКБ тестирование внутреннего сопротивления следует проводить не реже, чем раз в квартал. В некоторых случаях, если так предусмотрено производителем, батареи проверяются по годичному циклу, но для большинства моделей и типов проверка имеет квартальный график. На объектах, работа которых особо критична, может быть принят свой внутренний регламент, предусматривающий тестирование чаще, каждые 1-2 месяца.

  5. В графике проверок учитывается заявленный производителем полный срок службы батарей: измерения должны проводиться как минимум по истечении каждых 25% срока службы АКБ.

  1. Если батарея выработала 85% от ожидаемого срока службы, необходимо не реже раза в год подвергать ее испытанию на остаточную емкость. С такой же периодичностью тест необходимо проводить, если емкость упала ниже 90% от заявленного производителем уровня (или разница в показаниях между предыдущими измерениями составила более 10%).

  2. Если проверка внутреннего сопротивления продемонстрировала большое расхождение с предыдущими результатами измерений, рекомендуется провести проверку остаточной емкости. При резком падении внутреннего сопротивления или превышении базового значения более чем на 25% батарею следует заменить.

  3. Результаты измерений необходимо сохранять в четком, упорядоченном виде. По отчетам отслеживается состояние каждой батареи, и если на протяжении последних измерений она демонстрирует признаки ускоряющейся деградации, АКБ подлежит замене. Грамотное ведение отчетов позволяет заранее заказать нужные наименования в нужном количестве, чтобы произвести замену вовремя.

Выводы

За состоянием аккумуляторных батарей необходимо следить. Делать это быстро и при этом получать содержательную информацию об остаточном ресурсе АКБ помогут специальные приборы, способные измерять внутреннее сопротивление, такие как семейство тестеров Fluke BT500.

См. также:

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Как узнать реальную емкость аккумулятора Android телефона

&nbsp для начинающих | мобильные устройства

Со временем, особенно при интенсивном использовании или частом полном разряде, батарея на Android телефоне теряет свою емкость, а при замене аккумулятора на новый очень часто можно получить меньшую емкость, чем была на заводской батарее, даже если на наклейке указаны те же числа. Во всех этих и многих других случаях может быть полезно узнать реальную емкость аккумулятора Android, о чём и пойдет речь в этой инструкции. Также может быть полезным: Почему быстро разряжается батарея на Android и что делать?, Как включить процент заряда батареи на Android.

К сожалению, встроенных функций оценки актуальной емкости батареи на Android нет: некоторые производители имеют встроенные приложения или разделы в настройках для оценки «здоровья» аккумулятора, но по ним не всегда можно сделать верные выводы. Какая-то системная информация о фактической емкости, которую можно было бы использовать, в Android также отсутствует. Однако, данные об энергопотреблении в каждый момент времени (такие сведения системе предоставляет) и сведения об оставшемся заряде позволяют сторонним приложениям проанализировать и подсчитать близкую к действительной емкость установленного аккумулятора.

Получение данных об актуальной емкости батареи Android в приложении AccuBattery

В Play Маркет доступно несколько приложений для анализа емкости батареи, однако самое популярное и точное (в сети можно найти сравнения результатов, полученных в программе и с помощью аппаратных измерителей емкости) — AccuBattery, доступное бесплатно (есть и Pro версия, но для нашей задачи она не обязательна).

Скачать AccuBattery можно из официального магазина Play Маркет: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.digibites.accubattery. После установки и запуска AccuBattery, информации о емкости аккумулятора в текущий момент сразу получить не удастся: связано это с тем, как приложение «вынуждено» её подсчитывать и корректировать, прежде чем числа станут близкими к действительным. Общий порядок действий в контексте рассматриваемой темы:

  1. После запуска приложения и нескольких приветственных экранов с информацией о его возможностях, на вкладке «Зарядка» проверьте, правильно ли приложение определило «Проектную ёмкость» (она же «паспортная емкость») вашего аккумулятора. Если нет, нажмите «Установите проектную емкость» и задайте правильное число. 
  2. Узнать емкость заводского аккумулятора можно из характеристик телефона в Интернете или с помощью ещё одного стороннего приложения: AIDA64 очень точно отображает паспортную емкость для смартфонов популярных марок (AccuBattery в этом аспекте может ошибаться). 
  3. После первого запуска пункт «Вычисленная ёмкость» (именно то, что нас интересует) будет пустым. Наша задача — набраться терпения и пользоваться телефоном. О том, что следует при этом учесть — далее, после рассматриваемых шагов.
  4. Уже после первой зарядки вашего Android телефона, в пункте «Вычисленная ёмкость» появятся данные о емкости в мАч (mAh), рассчитанные на текущий момент времени. В дальнейшем, по мере продолжения отслеживания, эти данные будут корректироваться и становиться более точными. 
  5. Также по мере использования (не с первого дня) начнет заполняться график «Ёмкость батареи» внизу вкладки «Здоровье» в AccuBattery.

Это почти всё: если вам нужны более точные данные о ёмкости аккумулятора вашего Android телефона позвольте приложению собирать информацию в течение недели-двух. При этом следует учесть следующие нюансы:

Как поступить с этим — решать вам. Я рекомендую в течение недели заряжать телефон до 100% и разряжать до 20-30%, данные получаются относительно точными, а процесс будет щадящим для аккумулятора.

Дополнительные сведения

В завершение — дополнительная информация, которая может оказаться полезной:

А вдруг и это будет интересно:

Как измерить ёмкость аккумулятора

Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл

Ёмкость аккумуляторной батареи определяет количество времени, в течение которого АКБ сможет давать энергию на полезную нагрузку. Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах. Сама физическая единица показывает, что ёмкость аккумуляторной батареи — это произведением тока разряда аккумулятора (в амперах) на время разряда АКБ (в часах).
Ёмкость аккумуляторной батареи — это физическая величина, которая вместе с напряжением батареи определяет количество энергии, которую способна дать полностью заряженная аккумуляторная батарея. Не следует путать понятия ёмкости аккумуляторной батареи и заряда (заряженность) аккумулятора. Ёмкость определяет потенциал аккумуляторной батареи, то есть количество времени, в течение которого АКБ сможет обеспечить питание нагрузки, если аккумуляторная батарея полностью заряжена.

Реальная ёмкость аккумулятора определяется несколькими факторами: величиной приложенной нагрузки, температурой батареи. Чем больше приложена нагрузка, тем быстрее происходит разряд батареи. Чем ниже температура, тем меньше ёмкости имеет батарея. Ёмкость аккумулятора — величина, зависящая от способа и условий измерения, поэтому её необходимо рассматривать в соответствии с технической документацией к батареи. Обычно производитель определяет длительным способ разряда батареи (в течение 20 часов) при комнатной температуре (20 градусов).

Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда

Стандартным лабораторным методом определения ёмкости аккумулятора является метод длительного контрольного разряда. В начале аккумуляторную батарею полностью заряжают, а потом разряжают постоянным малым током. Одновременно ведут учёт времени разряда батареи. Ёмкость аккумулятора вычисляют как произведение силы тока на время. Сложность метода состоит в необходимости поддерживать постоянное значение силы тока разряда, для этого используют специальное оборудование.

Бытовым способом измерения ёмкости аккумулятора является метод разряда АКБ с помощью постоянной нагрузки. При этом используют в качестве нагрузки одну или несколько автомобильных ламп, выбирая нагрузку из расчета 1/20 величины номинальной ёмкости. Время засекается по обычным часам. Такой метод имеет неточность, так как напряжение АКБ в течение тестирования снижается, и, следовательно, меняется ток нагрузки. Следует так же опасаться полного (глубокого) разряда АКБ, это может привести к поломке батареи.

Еще один способ измерения ёмкости аккумулятора также основан на использовании метода длительного разряда. В этом случае используется специальная электронная схема и электронные часы, подключенные в схему. Такую схему можно найти на страницах журналов радиолюбителей.

Собрать её сможет опытный радиолюбитель или профессиональный электронщик, для каждого аккумулятора придется подобрать расчетным путём необходимые значения сопротивления нагрузки. Измерение проводится так же в течение 20 часов.

Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера

Для быстрого определения ёмкости аккумулятора можно использовать специальные тестеры ёмкости аккумуляторов. Работа таких устройств основана на проведении серии специальных измерений. Для определения ёмкости тестер отправляет несколько зондирующих импульсов в подключенную аккумуляторную батарею. Получив обратный сигнал, тестер проводит их распознание и с помощью микропроцессора делает необходимые вычисления ёмкости аккумулятора. Полученный результат выводится на электронный дисплей устройства.

Одним из таких приборов является тестер ёмкости аккумуляторных батарей SKAT-T-AUTO.

Тестер ёмкости аккумулятора SKAT-T-AUTO является полностью автоматический прибором, не требует специальных знаний для проведения измерений. Тестер предназначен для быстрой оценки технического состояния герметичных и негерметичных свинцово-кислотных АКБ с номинальным напряжением 12 В и номинальной ёмкостью от 1,0 до 120 Ач.

Тестер емкости аккумулятора позволяет определить ёмкость аккумулятора с необходимой для эксплуатации АКБ точностью всего за 15 секунд.  Работа с прибором очень проста. Нужно отсоединить батарею от прибора, в котором она установлена, подсоединить к тестеру с помощью специальных зажимов и нажать всего одну кнопку.

После определения остаточной ёмкости батареи, её сравнивают с номинальной ёмкостью новой батареи, указанной в паспорте изделия. Если остаточная ёмкость батареи менее 50 %, то её необходимо вывести из эксплуатации и провести восстановление или замену батареи.

Читайте также:

какие параметры аккумуляторных батарей нужно проверять и как это сделать?

При использовании аккумуляторных батарей на любых объектах, особенно в системах бесперебойного питания, за их состоянием нужно следить и регулярно проводить проверки. В этом материале мы рассмотрим основные параметры АКБ, а также рассмотрим, какими приборами и как можно провести их контроль и проверку!

Основная задача при проверке состояния любой аккумуляторной батареи – выяснить, обладает ли она достаточной емкостью, может ли обеспечить заявленные производителем характеристики в течение необходимого времени. Однако непосредственно средствами измерения определяются только несколько основных параметров – напряжение, сила тока. В обслуживаемых аккумуляторах можно также замерить плотность электролита. Измерения можно проводить неоднократно, фиксируя изменение значений с течением времени. Все остальные параметры и характеристики не измеряются напрямую, а выводятся по разработанной изготовителем методике, причем она зависит и от типа АКБ, и от рекомендаций производителя, и от вида подключенной нагрузки. При этом необходимо учитывать, что многие зависимости, характеризующие работу АКБ, носят нелинейный характер. Могут сказываться и другие факторы, например, влияние температуры.

При выполнении краткосрочных измерений при использовании даже самых совершенных методик тестирование носит не точный количественный, а качественный характер. Единственный достоверный способ измерения емкости АКБ – его полная разрядка в течение многих часов с тщательной фиксацией параметров в ходе всего процесса. Но использовать столь продолжительную процедуру на практике можно далеко не всегда, особенно если батарей много. Тем не менее, и краткосрочных оценочных измерений достаточно для того, чтобы отличить работоспособный аккумулятор от изношенного, утратившего емкость, и вовремя произвести замену АКБ.

Способы проверки АКБ

1. Подключение нагрузки

К АКБ на некоторое время подключается рабочая или второстепенная нагрузка той или иной величины. Вольтметром или мультиметром измеряется падение напряжения. Если процедура выполняется несколько раз, между измерениями выжидается определенное время, чтобы батарея восстановилась. Полученные данные сопоставляются с параметрами, заявленными производителем АКБ для данного типа батареи и данной величины нагрузки.

2. Измерения при помощи нагрузочной вилки

Строение простейшей нагрузочной вилки показано на схеме:

Устройство оснащено вольтметром, параллельно которому установлен большой по мощности нагрузочный резистор, и имеет два щупа. В старых моделях вольтметры аналоговые; новые модели, как правило, оснащены ЖК-дисплеем и цифровым вольтметром. Существуют нагрузочные вилки с усложненной схемой, использующие несколько нагрузочных спиралей (сменных сопротивлений), рассчитанные на разные диапазоны измерения напряжений, предназначенные для тестирования кислотных либо щелочных аккумуляторов. Есть даже вилки, которыми тестируют отдельные банки аккумуляторов. В состав продвинутых устройств помимо вольтметра может входить амперметр.

Получаемые при измерениях данные также необходимо сопоставлять с параметрами, заявленными производителями для данного типа батарей и данного сопротивления.

3. Измерения при помощи специальных устройств, тестеров анализаторов АКБ

Приборы Кулон

Принципиальным развитием идеи нагрузочной вилки можно считать семейство цифровых приборов-тестеров Кулон (Кулон-12/6f, Кулон-12m, Кулон-12n и другие) для проверки состояния свинцовых кислотных аккумуляторов, а также другие подобные устройства. Они позволяют проводить быстрые замеры напряжения, приближенно определять емкость АКБ без контрольного разряда и сохранять в памяти несколько сотен, а иногда и тысяч измерений.

Приборы Кулон питаются от аккумулятора, на котором проводятся измерения. Входящие в комплект провода с разъемами «крокодил» имеют части, изолированные друг от друга, что обеспечивает четырехзажимное подключение к аккумулятору и устраняет влияние на показания прибора сопротивления в точках подключения зажимов. По заявлению разработчика, прибор анализирует отклик аккумулятора на тестовый сигнал специальной формы, при этом измеряемый параметр примерно пропорционален площади активной поверхности пластин аккумулятора и, таким образом, характеризует его емкость. Фактически, точность показаний зависит от достоверности методики, разработанной производителем.

Емкость аккумулятора – электрический заряд, отдаваемый полностью заряженным аккумулятором – измеряется в ампер-часах и представляет собой произведение тока разряда на время. Для точного определения емкости необходимо произвести разряд батареи (процесс длительный, многочасовой), постоянно фиксируя величину заряда, отдаваемого батареей. При этом относительная емкость АКБ в зависимости от времени изменяется нелинейно. Например, для аккумуляторной батареи типа LCL-12V33AP относительная емкость меняется со временем следующим образом:

Время разряда, часы Относительная емкость, %
0,1 37
1,3 48
0,7 53
1,9 76
4,2 84
9,2 92
20 100

Прибор Кулон при помощи быстрого измерения ориентировочно определяет емкость полностью заряженного аккумулятора. Он не предназначен для оценки степени заряженности АКБ, все измерения необходимо проводить на полностью заряженной батарее. Устройство кратковременно подает тестовый сигнал, регистрирует отклик от батареи и через несколько секунд выдает ориентировочную емкость АКБ в ампер-часах. Одновременно на экран выводится измеренное напряжение. Полученные значения можно сохранять в памяти прибора.

Производитель подчеркивает, что устройство не является прецизионным измерителем, но позволяет оценочно определять емкость свинцовой кислотной батареи, особенно если пользователь самостоятельно откалибровал прибор при помощи аккумулятора такого же типа, что и тестируемый, но с известной емкостью. Процедура калибровки подробно изложена в инструкции к прибору.

Тестеры PITE

Следующая разновидность устройств для тестирования АКБ – тестеры PITE: модель PITE 3915 для измерения внутреннего сопротивления и модель PITE 3918 для оценки проводимости батарей.

Управление осуществляется при помощи цветного сенсорного экрана, но основные управляющие кнопки вынесены на клавиатуру в нижней части корпуса. Прибором можно тестировать батареи емкостью от 5 до 6000 А·ч, с элементами аккумулятора 1.2 В, 2 В, 6 В и 12 В. Диапазон измерения напряжения – от 0.000 В до 16 В, сопротивления – от 0.00 до 100 мОм. Прибор позволяет задать тип проверяемых батарей, выполнить измерение напряжения и сопротивления (модель 3915) или напряжения и проводимости (модель 3918), и на их основании судить о том, соответствует емкость батареи заявленной производителем или нет. При этом параметр Capacity (емкость батареи) выводится в процентах.

Интерфейс прибора позволяет проводить как одиночные измерения, так и последовательные (до 254 измерений в каждой последовательности, совокупное количество результатов более 3000), что удобно при проверке большого количества однотипных АКБ (в последнем случае результаты сохраняются автоматически, помимо данных в них фиксируется также порядковый номер измерения). В зависимости от настроек прибор может использовать для выдачи результата (статуса Good, Pass, Warning или Failed) собственные критерии либо значения, заданные пользователем. Результаты тестирования через порт USB могут быть перенесены на компьютер для просмотра и последующей подготовки отчетов.

Анализаторы Fluke

Более глубокое развитие той же идеи – приборы Fluke Battery Analyzer серии 500 (BT 510, BT 520, BT 521), которые позволяют измерять и сохранять в памяти напряжение, внутреннее сопротивление стационарной батареи, температуру минусовой клеммы, напряжение при разрядке. При наличии дополнительных аксессуаров можно измерять и сохранять в памяти и другие параметры. Тесты можно проводить как в режиме отдельных измерений, так и в последовательном режиме; используя настраиваемые профили. Есть возможность задать пороговые значения для различных параметров. Встроенный порт USB позволяет передавать собранные записи (до 999 записей каждого типа) на компьютер для подготовки отчетов с помощью программного обеспечения Analyze Software, входящего в комплект поставки.

Щупы прибора имеют специальную конструкцию: внутренний подпружиненный контакт предназначен для измерения тока, внешний – для измерения напряжения. Если на щуп надавить, внутренний наконечник смещается внутрь таким образом, что оба контакта каждого щупа касаются поверхности одновременно. В результате одни и те же щупы позволяют организовать как 2-проводное, так и 4-проводное подключение к полюсам батареи (последнее необходимо для измерения Кельвина).

  • Прибор позволяет измерять следующие параметры:

  • Внутреннее сопротивление батареи (измерение занимает менее 3 с).

  • Напряжение батареи (производится одновременно с измерением внутреннего сопротивления)

  • Температура минусовой клеммы (рядом с черным наконечником на щупе BTL21 Interactive Test Probe предусмотрен ИК-датчик)

  • Напряжение при разрядке (определяется несколько раз в ходе разрядки или во время теста на нагрузку)

Также возможно измерение пульсирующего напряжения, измерение переменного и постоянного тока (при наличии токовых клещей и адаптера), выполнение функций мультиметра. С анализаторами Fluke можно использовать интерактивный тестовый щуп BTL21 Interactive Test Probe со встроенным датчиком температуры. С приборами совместимо большое разнообразие дополнительных аксессуаров (токовые клещи, удлинители разного размера, съемный фонарик и т. п.).


 


 

Хотя прибор обладает богатым функционалом, ключевым этапом в определении состояния АКБ остается сопоставление измеренных показателей с расчетными или заданными изготовителем для данного конкретного типа батарей. Устройства Fluke Battery Analyzer серии 500 удобны для массовой инспекции состояния батарей. Последовательный режим и система профилей позволяют выполнять необходимые измерения одно за другим, результаты запоминаются прибором и хранятся в упорядоченной форме, последовательно пронумерованные и разбитые на группы. Но прибор не имеет функции прямого или косвенного измерения емкости АКБ в ампер-часах – хотя бы потому, что для батарей разного типа на сегодняшний день вряд ли возможно разработать единую точную методику такого определения.

Все перечисленные выше устройства, хоть и отличаются друг от друга по размеру, относятся к классу портативных. В отдельную группу можно выделить стационарные комплексы для проверки АКБ, которые могут проводить быстрые испытания с определением внутреннего сопротивления, контролировать все параметры, включая активную и реактивную составляющие сопротивления, управлять процессом разряда/заряда и т. п. Подобные комплексы адресованы скорее исследовательским лабораториям, промышленным производителям АКБ и разработчикам нового оборудования, чем конечным пользователям.

Анализаторы Vencon

Промежуточное положение занимает анализатор Vencon UBA5, предназначенный для работы с аккумуляторными батареями, используемыми в портативных средствах связи (мобильных телефонах, носимых радиостанциях, разнообразных гаджетах и т. п.), портативных инструментах и других устройствах напряжением до 18.5 В, емкостью от 10 мА·ч до 100 А·ч. Анализатор Vencon UBA5 совмещен с зарядным устройством и может использоваться в ремонтных мастерских, центрах обслуживания компьютерной техники, мобильной электроники и других устройств.

Прибор предназначен для различных типов АКБ (никель-кадмиевых, никель-металл-гидридных, литий-ионных, литий-полимерных, свинцовых кислотных и др.), позволяет задавать токи зарядки и разрядки, изменять алгоритмы работы устройства, тестировать емкость батарей при помощи однократных и многократных измерений, сохранять результаты измерений в памяти и выводить их через порт USB, готовить графические отчеты при помощи программного обеспечения.

Характерная особенность устройства – два измерительных канала (по 2 измерительных провода каждый), причем для проведения различных измерений их можно комбинировать, в том числе и от нескольких устройств UBA5. Дополнительно могут заказываться датчики температуры.
 

Прибор способен генерировать зарядный ток до 2А на каждом канале, ток нагрузки – до 3А (45 Вт) на каждом канале (в комплект входит адаптер питания). Более точные характеристики зависят от конкретной модели устройства – в серию UBA5 входит 5 различных моделей приборов.
 

В данном типе прибора, как и во всех описанных ранее, ключевым для определения состояния батареи является сопоставление измеренных показателей с параметрами, заявленными производителями АКБ.

4. Полная разрядка/зарядка

На сегодняшний день полная разрядка и зарядка – это единственный прямой и максимально достоверный способ определения емкости АКБ. Специализированные устройства контроля разряда/заряда батареи (УКРЗ) позволяют выполнить глубокую разрядку и последующую полную зарядку батареи с постоянным контролем емкости. Однако эта процедура занимает очень много времени: 15-17-20-24 часа, иногда и более суток, в зависимости от емкости и текущего состояния батареи. Хотя метод дает наиболее точные результаты, из-за временных затрат его применение ограничено.

5. Измерение плотности электролита

В обслуживаемых аккумуляторах для определения их состояния можно измерять плотность электролита, поскольку между этим параметром и емкостью АКБ существует непосредственная зависимость. Плотность электролита может меняться в силу разных причин, которые вдобавок взаимосвязаны (частый глубокий разряд батареи, сульфатация, неоптимальная плотность электролита, испарение и утечка раствора и т. д.). Аккумулятор начинает быстрее разряжаться, отдает меньше заряд. При этом необходимо понимать, что плотность электролита даже в исправном аккумуляторе, находящемся в идеальном состоянии – не константа, она меняется с температурой и степенью зарядки аккумулятора. Более того, для разных регионов рекомендованная плотность электролита отличается в зависимости от типовых климатических условий.

Результаты измерения плотности ареометром можно сопоставить со следующей диаграммой для кислотных аккумуляторов.

В зависимости от того, больше или меньше плотность электролита, чем требуемая (а для батареи вредно отклонение и в ту, и в другую сторону), можно частично или полностью заменить электролит, залить дистиллированную воду или раствор необходимой концентрации, обязательно обеспечив перемешивание. Как и при использовании всех ранее описанных способов проверки состояния АКБ ключевым является сопоставление измеренных значений с рекомендациями производителя батареи и следование всем предусмотренным процедурам обслуживания.

Выводы

Каждый способ определения текущего состояния аккумуляторной батареи имеет свои преимущества и недостатки. Каким из них пользоваться – зависит от ваших задач и возможностей. Сориентироваться вам поможет эта сводная таблица.

Способ определения состояния АКБ Преимущества Недостатки
Подкл ючение нагрузки Достаточно реалистичные результаты без использования специализированного оборудования Времязатратность при многократных измерениях Измеренные параметры документируются вручную
Нагрузочная вилка, специализированные анализаторы и тестеры

Портативность устройств

Простота использования

Быстрое проведение измерений, особенно многократных

Некоторые модели способны проводить измерения без выведения АКБ из режима эксплуатации

Специализированные модели позволяют сохранять результаты и переносить их на компьютер для подготовки отчетов

Часть параметров АКБ определяется по косвенным методикам Оценочная точность измерений
Полный разряд/заряд Единственный достоверный способ оценки емкости АКБ Очень продолжительная процедура – многие часы, иногда сутки
Измерение плотности электролита ρ Непосредственное определение состояния батареи по концентрации электролита Способ применяется только для обслуживаемых батарей
 

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Что такое емкость аккумуляторной батареи. Как измерить емкость аккумулятора.

Емкость аккумуляторов- это количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).

Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:

C=Ip *tp,гдеС– емкость, Ач;

Ip– сила разрядного тока, А;

tp– время разряда, Ч.

Номинальная емкость- емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.

Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.

Пример оценки ёмкости батареи 20-ти часовым режимом разряда током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости). Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда - 3А.

Отдача по емкости - отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.

Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.

Емкость остаточная– величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечногонапряжения.

Резервная ёмкость аккумуляторной батареи- время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.

Емкость зарядная- количество электричества, сообщаемое аккумулятору во времязаряда.Зарядная емкость акб всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.

При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I * t, где t - время заряда.

Измерение емкости ведется до падения напряженияхотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.

В течение срока службы емкость акб изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.

Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличияпосторонних примесей в электролитеи других факторов.

При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-х часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.

С повышениемтемпературы электролитаемкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы.Это происходит потому что, при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление.Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.

При низкихже температурах емкость и полезное действиеАКБбыстро уменьшается.

Если увеличить концентрацию (плотность электролита), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.

Как определить емкость аккумулятора автомобиля: особенности тестирования автомобильной батареи

Автомобильные и другие АКБ характеризуются просто огромным количеством самых различных параметров, по которым проводится их выбор. Наиболее важным считается емкость — показатель, который определяет длительность работы аккумулятора под нагрузкой до полной разрядки. Определить емкость аккумуляторной батареи можно самыми различными способами, каждый из которых выбирается в зависимости от конструктивных особенностей.

Проводимые расчеты

Определить емкость аккумулятора автомобиля можно при учете информации, которая указывается производителем на этикетке, а также путем простых вычислений. Минимальный показатель напряжения на выходе при полной разрядке для автомобильного АКБ составляет 10,8 вольта. На полный цикл разрядки уходит около 10−20 часов.

Если на автомобильном аккумуляторе указывается значение емкости 72 Ач, то он способен выдавать ток 3,6 Ампера на протяжении всего периода разрядки. После отвода нагрузки показатель напряжения на выходе должен составлять 10,8 вольта и более.

Для расчета емкости применяется специальная формула Ср= Ik * t, в которой учитывается время разрядки (t) и коэффициент Пейкерта (k) — постоянный параметр для определенного типа АКБ. Для свинцовых моделей показатель составляет от 1,15 до 1,35.

При проведении расчетов стоит учитывать деление емкости на номинальную и резервную. К особенностям этих двух показателей можно отнести следующие моменты:

  1. Номинальная емкость выявляется путем разряда маленьким током, к примеру, при длительном использовании различного электрооборудования. При пуске двигателя возникает ток, который превышает минимальный в несколько раз.
  2. Резервная емкость определяет, сколько батарея сможет функционировать без применения генератора. В этом случае ток разряда составляет 25 ампер.

Номинальный параметр автомобильной батареи определяется при учете ее технологических и конструктивных особенностей. На емкость оказывает влияние условия использования АКБ.

Зависимость емкости от различных параметров

Определить емкость батареи автомобиля или других устройств можно при применении различных методов. Перед тем как проводить расчеты, нужно учитывать, что на показатель может оказывать влияние несколько различных факторов:

  1. Состав электролита. Появление примеси может привести к существенному падению показателя емкости.
  2. Объем активной массы. Химические процессы, которые проходят внутри конструкции, приводят к испарению жидкости. В результате этого масса электролита падает, увеличивается концентрация кислоты.
  3. Уровень толщины и состояние пластины определяют длительность работы устройства и показатель емкости. Эксплуатация при малой массе электролита становится причиной повреждения пластин: они начинают осыпаться, толщина становится меньше. Кроме этого, попадающие мелкие частицы металла в состав жидкости становятся причиной возникновения мостиков между отдельными пластинами, что приводит к появлению короткого замыкания.

На скорость потери емкости оказывает влияние температура электролита и величина тока разрядки. Слишком высокая нагрузка может привести к тому, что жидкость начинает испаряться, и масса активного вещества снижается.

Применение мультиметра

Определить емкость автомобильного аккумулятора можно при применении мультиметра. Этот измерительный прибор получил широкое распространение, может применяться для снятия с батареи самых различных показателей. Существует несколько способов определения рассматриваемого показателя. К особенностям проводимой процедуры можно отнести следующие моменты:

  1. Замер емкости в большинстве случаев проводится при нагрузке, которая забирает половину тока аккумуляторной батареи.
  2. Для проведения теста нужно снять источник питания с автомобиля. Поверхность корпуса очищается от различных загрязнений. Для этого применяется ветошь, а также специальный раствор. Если снимать показатель при окисленных или загрязненных клеммах, то полученные данные могут существенно отличаться от реальных.
  3. Плотность электролита во многом определяет получаемый результат. При полной зарядке плотность жидкого химического вещества составляет 1,24 г/ см3. При разрядке аккумулятора наполовину плотность электролита снижается до 1,16 г/ см3 .
  4. Рекомендуется проводить замер в случае, когда возникают трудности при старте двигателя. Это связано с тем, что для прокрутки коленчатого вала требуется достаточно большой пусковой ток. При падении емкости напряжение падает до значения, которого недостаточно для старта мотора.
  5. Перед применением измерительного прибора нужно учесть показатель номинальной емкости, которая указывается производителем на этикетке. От него зависит то, какую нужно прикладывать нагрузку на момент проведения тестов. При показателе емкости 7 А-ч нагрузка должна составлять 3,5 В. Для этого можно использовать лампочку автомобильной фары.
  6. Проводится подключение нагрузку, после чего потребуется несколько минут. Рекомендуется использовать лампочку в качестве нагрузки по причине того, что она сразу позволяет определить состояние источника питания. Если сразу после подключения она начинает гореть тускло, то аккумуляторная батарея больше не может использоваться.
  7. При ярком свете лампы можно проводить измерение требуемого показателя. Если мультиметр показал 12,4 В, то источник энергии находится в хорошем техническом состоянии и емкость полная. В случае когда двигатель не заводится с рассматриваемым аккумулятором, проблема заключается в его техническом состоянии.
  8. Показатель напряжения менее 12,4 В говорит о том, что в скором будущем придется провести замену аккумулятора. Специалисты утверждают, что при напряжении на клеммах менее 12 В устройство полностью разряжено. Если показатель менее 11 В, то батарея не должна эксплуатироваться.

Определить емкость АКБ можно в течение всего нескольких минут. Именно поэтому для продления срока эксплуатации приобретенного аккумулятора рекомендуется проводить тесты периодически, так как глубокий разряд приводит к повреждению конструкции и ее быстрому износу.

Разновидности измерительных приборов

Перед проведением теста следует приобрести более подходящий измерительный прибор. Все мультиметры делятся на две основные группы:

  1. Аналоговые — вариант исполнения, у которого для указания показателей применяется особая шкала со стрелками. Этот тип устройств — один из самых дешевых, но они характеризуются погрешностью при снятии показателей.
  2. Цифровые — измерительные приборы, которые получили весьма широкое распространение. Информация отображается на экране, устройство характеризуется высокой точностью.

Мультиметр применяется для определения самых различных показателей. Выбор более подходящего режима зачастую проводится путем поворота круглого регулятора. Корпус обязательно имеет два гнезда для подключения щупов: один из них красный, второй — черный. Красный щуп предназначается для положительной клеммы, черный — для отрицательной.

Восстановление показателя емкости

Для того чтобы аккумулятор работал на протяжении длительного периода, рекомендуется проводить периодическое обслуживание. Количество и плотность электролита можно восстановить при необходимости. Рекомендации по проведению восстановительных работ следующие:

  1. Для восстановления величины применяется свежий электролит, показатель плотности которого составляет 1,28 кг/ см3. В применяемом растворе должна присутствовать десульфатизирующая присадка. Для того чтобы она полностью растворилась, требуется около 48 часов, в течение которых нельзя использовать аккумуляторную батарею.
  2. На момент заливки нужно измерять плотность при помощи ареометра. Этот прибор предназначен для определения рассматриваемого показателя.
  3. Следующий шаг заключается в восстановлении уровня заряда батареи. Для этого проводится выкручивание пробок, после чего подключается зарядное устройство и выбирается соответствующий режим.
  4. Для того чтобы восполненный электролит вернул свои свойства, рекомендуется проводить несколько циклов зарядки и разрядки. На ЗУ применяется минимальный ток, который должен быть не более 10% от максимального.
  5. На момент зарядки источник питания не должен нагреваться, так как это приводит к повреждению установленных пластин. При повышении значения емкости до 13,8 В проверяется плотность воды, так как слишком высокая концентрация кислоты приводит к повреждению основных элементов конструкции.
  6. Далее рекомендуется провести корректировку плотности электролита, так как во время проведения нескольких циклов зарядки он может измениться.
  7. Следующий шаг заключается в разрядке аккумулятора. Для этого применяется в виде нагрузки лампочка или резистор. Разрядка проводится до момента, пока напряжение не упадет до 10,2 В. При этом рекомендуется засечь время с момента подключения нагрузки.

После восстановления емкости аккумулятора рекомендуется добавить присадку, которая существенно повышает его эксплуатационные качества и срок службы. Нельзя применять источник питания, в случае если снимаемые показатели мультиметров далеки от рекомендуемых.

Рекомендации по эксплуатации

Соблюдение некоторых рекомендаций по эксплуатации позволяет существенно продлить срок службы батареи. Как показывает практика, именно при неправильном использовании батареи она выходит из строя в течение года. Рекомендации по эксплуатации следующие:

  1. Нельзя допускать несколько полных разрядов. Это связано с тем, что аккумуляторы типа Са-Са при полном разряде начинают быстро разрушаться. Допустив несколько подобных случаев, придется заменить источник питания.
  2. В зимний период рекомендуется проводить периодическую зарядку даже в случае отсутствия проблем. Это связано с тем, что движение в городской черте на малой скорости при включении всех потребителей приводит к быстрой потере емкости, так как генератор не справляется с высокой нагрузкой.
  3. Нельзя допускать попадания воды и загрязняющих веществ на поверхность клемм. Это связано с тем, что снижение их проводимости приводит к росту сопротивления.
  4. Нельзя использовать аккумулятор в случае неисправности электроники автомобиля. Даже малая утечка тока при длительной эксплуатации батареи приводит к ускорению процесса потери емкости.
  5. Кроме уровня заряда, раз в год проводится проверка плотности электролита. Этот показатель также определяет срок эксплуатации батареи. Слишком высокая плотность приводит к разъеданию основных элементов, слишком низкий показатель — к снижению напряжения.
  6. Нельзя допускать нагрев батареи. Это связано с тем, что слишком высокая температура приводит к изменению основных свойств электролита.

При выборе источников питания рекомендуется отдавать предпочтение аккумуляторам известных производителей. Это связано с тем, что их продукция характеризуется более высокими эксплуатационными характеристиками.

Батарея iPhone и производительность - Поддержка Apple

При низком уровне заряда батареи, более высоком химическом возрасте или более низких температурах пользователи с большей вероятностью столкнутся с неожиданными отключениями. В крайних случаях отключения могут происходить чаще, что делает устройство ненадежным или непригодным для использования. Для iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE (1-го поколения), iPhone 7 и iPhone 7 Plus iOS динамически управляет пиками производительности, чтобы предотвратить неожиданное выключение устройства, чтобы iPhone все еще мог работать. используемый.Эта функция управления производительностью специфична для iPhone и не применяется к другим продуктам Apple. Начиная с iOS 12.1, iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X включают эту функцию; iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR включают эту функцию, начиная с iOS 13.1. Влияние управления производительностью на эти новые модели может быть менее заметным из-за их более совершенного аппаратного и программного обеспечения.

Это управление производительностью работает на основе комбинации температуры устройства, состояния заряда аккумулятора и полного сопротивления аккумулятора.Только в том случае, если этого требуют эти переменные, iOS будет динамически управлять максимальной производительностью некоторых компонентов системы, таких как ЦП и графический процессор, чтобы предотвратить неожиданные отключения. В результате рабочие нагрузки устройства будут самоуравновешиваться, что позволит более плавно распределять системные задачи, а не делать резкие скачки производительности сразу. В некоторых случаях пользователь может не заметить никаких различий в ежедневной производительности устройства. Уровень воспринимаемых изменений зависит от того, насколько управление производительностью требуется для конкретного устройства.

В случаях, когда требуются более экстремальные формы управления производительностью, пользователь может заметить такие эффекты, как:

  • Более длительное время запуска приложения
  • Пониженная частота кадров при прокрутке
  • Затемнение подсветки (может быть отключено в Центре управления)
  • Уменьшить громкость динамика до -3 дБ
  • Постепенное снижение частоты кадров в некоторых приложениях
  • В самых крайних случаях вспышка камеры будет отключена, как видно в пользовательском интерфейсе камеры
  • Приложения, обновляющиеся в фоновом режиме, могут потребовать перезагрузки при запуске

Эта функция управления производительностью не влияет на многие ключевые области.Некоторые из них включают:

  • Качество сотовой связи и пропускная способность сети
  • Качество снятых фото и видео
  • Характеристики GPS
  • Точность определения местоположения
  • Датчики, такие как гироскоп, акселерометр, барометр
  • Apple Pay

Из-за низкого уровня заряда аккумулятора и более низких температур изменения в управлении производительностью являются временными. Если аккумулятор устройства химически состарился достаточно долго, изменения в управлении производительностью могут быть более продолжительными.Это связано с тем, что все аккумуляторные батареи являются расходными материалами и имеют ограниченный срок службы, и в конечном итоге их необходимо заменить. Если это повлияло на вас и вы хотите повысить производительность своего устройства, замена аккумулятора устройства может помочь.

.

Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора

Вот некоторые консервативные значения мощности для щелочно-марганцевой кислоты хорошего качества. диоксидные батареи доступны в местном продуктовом магазине.

Тип батареи Вместимость (мАч) Типичный слив (мА)
D 13000 200
К 6000 100
AA 2400 50
AAA 1000 10
N 650 10
9 В 500 15
6 Вольт Фонарь 11000 300

Емкость батареи будет лучше при меньших токах утечки.Чтобы определить Срок службы батареи, разделите емкость на фактический ток нагрузки, чтобы получить часы работы. А Схема, потребляющая 10 мА, питаемая от прямоугольной батареи на 9 В, будет работать около 50 часов: 500 мАч / 10 мА = 50 часов Напряжение щелочных элементов постоянно падает с использование от 1,54 вольт до примерно 1 вольт в разряженном состоянии. Напряжение около 1,25 вольт при точка сброса 50%. Щелочные элементы проявляют немного повышенную емкость при нагревании. и производительность значительно падает при температуре ниже точки замерзания.Меркурий и серебро оксидные батареи имеют почти вдвое большую емкость, чем щелочные батареи того же размера, но текущие рейтинги значительно ниже. Щелочные батареи также имеют хороший срок хранения. что делает их идеальными для домашних электронных проектов. Аккумуляторные батареи имеют меньше емкость, чем у первичных ячеек, как показано в следующей таблице. Эта диаграмма показывает емкость в процентах от емкости щелочной батареи тех же размеров.

Тип батареи % Вместимость
Свинцово-кислотный 35
Никель-кадмиевый 30
Серебро-цинк 85

Новый тип перезаряжаемой щелочной батареи выходит на рынок во время это письмо и может предложить лучшее соотношение цены и качества, чем ni-cads.Никель-кадмиевые элементы имеют номинальное напряжение 1,2 вольт и обычно заряжаются при 1/10 ампер-часа. В зарядка занимает более 10 часов, так как этот тариф может зависеть от зарядки неэффективность. Полная зарядка обычно занимает не менее 14 часов. Специальные ячейки Ni-CAD могут выдерживают скорость зарядки, приближающуюся к номинальной ампер-час, но специальные зарядные устройства, которые сокращают требуется зарядный ток, когда аккумулятор нагревается. Свинцово-кислотные клетки имеют номинальное напряжение 2 В и может заряжаться с высокой скоростью, обычно выше ампер-часа показатель.Зарядное устройство может быть простым источником напряжения с ограничением по току, обеспечивающим 2,33 В на каждый ячейка при комнатной температуре с температурным коэффициентом -4 мВ / C.


Разные емкости аккумуляторов

Тип батареи мАч Типовой слив Банкноты
223 Литий-марганцевый, 6 В 1500 50 мА Отлично подходит для кратковременных больших токов
28л Литий-марганцевый, 6 В 160 5 мА Отлично подходит для легких грузов

См .: http: // www1.duracell.com/oem/productdata/default.asp

.

Отслеживание емкости и сопротивления батареи как часть старения - Battery University

Узнайте о характеристиках CCA и уменьшении емкости, а также о том, как они расходятся с возрастом.

Все батареи стареют, и последствия проявляются в уменьшении емкости, повышенном внутреннем сопротивлении и повышенном саморазряде. Новая батарея (рис. 1) обеспечивает (или должна обеспечивать) 100-процентную емкость; устаревшая единица (рис. 2) может содержать только 20 процентов. В нашем примере потеря емкости иллюстрируется помещением камней в контейнер.

Рисунок 1: Новый аккумулятор имеет 100% емкость. Емкость представлена ​​жидкостью без препятствий. Аккумулятор обеспечивает полную автономную работу.
Предоставлено Cadex
Рисунок 2: Выцветшая батарея . Потеря мощности обозначается как «каменная порода». Батарея работает нормально, но у нее короткое время работы, даже если она полностью заряжена.
Предоставлено Cadex


Автомобильные техники больше всего знакомы с CCA (током холодного пуска) при вращении двигателя. CCA относится к внутреннему сопротивлению батареи и способности обеспечивать высокий ток нагрузки. На рисунке 3 показана стартерная батарея с высоким CCA и открытым отводом, символизирующим подачу полной мощности; На рисунке 4 повышенное внутреннее сопротивление ограничивает подачу тока тонкой струйкой.

Рис. 3: Низкое внутреннее сопротивление обеспечивает высокий ток. Пусковой ток стартерной батареи 300А; автомобиль для гольфа тянет 56A
Предоставлено Cadex

Рисунок 4: Аккумулятор с низким CCA. Рост внутреннего сопротивления препятствует подаче питания. Это менее распространено, поскольку сначала происходит снижение емкости.
Предоставлено Cadex

Аккумуляторные батареи улучшены и поддерживают низкое внутреннее сопротивление на протяжении большей части срока службы; увеличение внутреннего сопротивления может произойти только в самом конце.Стартерные батареи поддерживают высокий CCA и обеспечивают нормальный запуск двигателя до конца, но емкость постепенно падает без всяких признаков. Аналогия - скачущая лошадь, сохраняющая свою энергичность до тех пор, пока в конечном итоге не упадет от истощения. На рис. 5 показано соотношение емкости и CCA 20 стареющих стартерных батарей, отсортированных по емкости. (См. Также BU-905a: Проверка стартерных аккумуляторов в транспортных средствах.)


Рис. 5: Емкость и показания CCA 20 стареющих батарей. Батареи 1–9 имеют хороший CCA и большую емкость; CCA батарей 10–20 по-прежнему обеспечивает хороший запуск, но батареи имеют большую потерю емкости. CCA имеет тенденцию оставаться на высоком уровне, в то время как емкость падает с возрастом. Метод испытания: CCA было оценено с помощью Spectro CA-12, а емкость была измерена с помощью банка нагрузки Agilent путем применения полной разрядки в соответствии со стандартами BCI.
Предоставлено Cadex


Батареи 1–9 хорошо работают по емкости и CCA, но батареи 10–20 демонстрируют заметную потерю емкости при сохранении приемлемых характеристик CCA.Истощение мощности в конечном итоге приводит к отключению запуска. Это особенно заметно во время холодов, которые еще больше уменьшают емкость.

Производители автомобилей часто используют 65 процентов в качестве порога соответствия / несоответствия для гарантийной замены, в то время как сервисные мастерские принимают 40 процентов как показатель окончания срока службы. (См. BU-904: Как измерить мощность.) Сорок процентов должны дать еще 6–12 месяцев обслуживания

.

Резервная емкость аккумулятора | OPTIMA Batteries

Если вы спросите кого-нибудь, на что обращать внимание при покупке автомобильного аккумулятора, вы, вероятно, получите много разных предложений. Цена - очевидное соображение, но другие советы могут включать поиск самой продолжительной гарантии, конкретной марки, определенного типа батареи или батареи с самым большим током холодного пуска. Редко можно подумать о резервной мощности, хотя для некоторых покупателей это очень важно.

Что такое резервная емкость (RC) и почему производители аккумуляторов упоминают об этом? Международный совет по батареям (BCI) создал группу стандартизированных спецификаций, которые помогают потребителям сравнивать яблоки с яблоками от одного продукта к другому. Ток холодного пуска - одна из таких характеристик, как и резервная мощность. Так что же такое резервная мощность? Это измерение времени, которое объясняет, как долго полностью заряженный аккумулятор может выдавать ток 25 ампер при температуре 80 ° F, прежде чем аккумулятор разрядится до 10.5 вольт.

Разве одного тока холодного пуска недостаточно? Не совсем так, поскольку CCA и RC описывают две разные функции батареи. Усилители холодного пуска помогут вам понять, какую мощность батарея способна выдавать за относительно короткие периоды времени, а резервная емкость поможет вам понять, как батарея может обеспечивать энергию в течение длительного периода времени. Почему это важно? Потому что иногда системы зарядки автомобиля выходят из строя, и когда это происходит, аккумулятор отвечает за все электрические потребности автомобиля.Например, если ваши серпантинные ремни порвутся посреди ночи, ваша батарея будет питать ваши фары, дворники, электрические насосы и другие электрические аксессуары, которые необходимы, чтобы доставить вас в безопасное место.

В случае такой батареи, как наша группа D27F YELLOWTOP®, резервная емкость составляет 140 минут. Для гораздо меньшей батареи, такой как наша Group D51 YELLOWTOP, резервная емкость составляет всего 66 минут. Имейте в виду, что обе эти батареи предназначены для использования с глубоким циклом, в то время как батареи, подобные нашей линейке REDTOP®, не предназначены и не подлежат гарантии для приложений с глубоким циклом.

Резервная емкость говорит нам об этих двух батареях, так это то, что в D27F намного больше энергии, чем в D51. Хотя может показаться естественным решение просто купить аккумулятор с большей резервной емкостью, это не всегда так просто. D27F дороже и значительно больше во всех отношениях (длина, ширина, высота, вес), чем D51, и может не уместиться в доступном пространстве. Это действительно помогает проиллюстрировать, насколько больше энергии доступно в большей батарее, а также предлагает потребителю точку сравнения, когда они смотрят на замену своей текущей батареи или сравнивают ее с батареями других производителей.

Итак, какие типы приложений могут быть у кого-то, где резервная мощность должна быть важным фактором, возможно, даже более важным, чем ток холодного пуска?

  • Автомобильная аудиосистема / видео
  • Лебедка
  • Гоночные автомобили без генератора
  • Двигатели для троллинга
  • Транспортные средства для отдыха
  • Резервное / аварийное резервное питание
  • Любое приложение, в котором возможен разряд аккумулятора

Помните, что до тех пор, пока номинальный ток батареи для тока прокрутки соответствует или превышает требования OEM для этой спецификации, в этом отношении действительно нет необходимости покупать слишком много.В случае турнирного рыболова или даже футбольного фургона с DVD-плеером более важным фактором, чем запуск усилителя, может быть то, как долго аккумулятор может обеспечивать питание аксессуара, когда двигатель не работает. Также важно помнить, что когда какая-либо батарея сильно разряжается, всегда рекомендуется как можно скорее полностью зарядить аккумулятор с помощью зарядного устройства, а не зарядной системы автомобиля.

Узнайте больше об аккумуляторах OPTIMA YELLOWTOP здесь.

.

Потеря емкости и определение причины разрядки аккумулятора

Узнайте, что вызывает разрядку аккумулятора.

Энергоаккумулятор батареи можно разделить на три части, известные как доступная энергия , которая может быть мгновенно извлечена, пустая зона , которая может быть пополнена, и неиспользуемая часть, или горных пород , которая стал неактивным из-за использования и старения. Рисунок 1 иллюстрирует эти три раздела.

Рис. 1: Старение аккумулятора.

Батареи начинают выгорать со дня их изготовления. Новый аккумулятор должен обеспечивать 100-процентную емкость; большинство используемых пакетов работают дешевле.

Предоставлено Cadex

По мере того, как часть батареи , содержащая рок, , увеличивается, время зарядки сокращается, потому что остается меньше для заполнения.Более быстрое время зарядки выцветших аккумуляторов заметно, особенно для никелевых аккумуляторов и частично также для свинцово-кислотных, но не обязательно для литий-ионных. Более низкая способность к переносу заряда, которая препятствует потоку свободных электронов, продлевает время зарядки устаревшего Li-ion. (См. BU-409a: Почему старые литий-ионные аккумуляторы долго заряжаются?)

В большинстве случаев уменьшение является линейным, а уменьшение емкости в основном зависит от количества циклов и возраста. Глубокая разрядка нагружает аккумулятор больше, чем частичный разряд.Поэтому лучше не разряжать аккумулятор полностью, а заряжать его чаще. Периодическая полная разрядка рекомендуется только для никелевых батарей для контроля «памяти» и для интеллектуальных батарей в рамках калибровки. Литиевые и никелевые батареи обеспечивают от 300 до 500 полных циклов разрядки / зарядки, прежде чем их емкость упадет ниже 80 процентов.

Технические характеристики устройства всегда основаны на новом аккумуляторе. Это всего лишь моментальный снимок, который нельзя поддерживать в течение длительного времени.Как и в случае с любой новой блестящей машиной, батарея постепенно выцветает, и, если ее не контролировать, сокращение времени работы может привести к поломкам, связанным с батареей.

Блок необходимо заменить, когда его емкость упадет до 80 процентов; однако порог окончания срока службы может варьироваться в зависимости от приложения, предпочтений пользователя и политики компании. Измерение емкости - услуга, которая остается лучшим индикатором замены, - должно выполняться каждые 3 месяца с активными батареями парка. (См. BU-909: Оборудование для испытаний аккумуляторов)

Помимо возрастных потерь, сульфатация и коррозия сети являются основными убийцами свинцово-кислотных аккумуляторов.Сульфатирование - это тонкий слой, который образуется на пластине отрицательного элемента, если батарее позволяют оставаться в низком состоянии заряда. Если уравновесить заряд вовремя, это может изменить ситуацию. Коррозию сети можно уменьшить за счет тщательной зарядки и оптимизации поплавкового заряда. (См. BU-403: Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов)

В никелевых батареях содержание горных пород часто является результатом образования кристаллов, также известного как «память». Полный цикл разрядки / зарядки часто восстанавливает полную работоспособность аккумулятора.Периодическая полная разрядка во время эксплуатации аккумулятора позволяет контролировать кристаллизацию и предотвращает повреждение сепаратора. (См. BU-807: Как восстановить батареи на основе никеля)

Процесс старения литий-ионных аккумуляторов - это окисление элементов, процесс, который происходит естественным образом при использовании и старении и не может быть отменен. (См. BU-808b: Причины смерти Li-ion)

Последнее обновление 16.08.2017

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «co

.

Революционное изобретение может восстановить старые литиевые батареи до 95% емкости - BGR

Одна из самых громких историй в сфере бытовой электроники сейчас - это секретное ограничение Apple старых моделей iPhone старыми батареями. Компания годами вводила клиентов в заблуждение, поскольку «теоретики заговора» утверждали, что Apple намеренно замедляет работу старых моделей iPhone, чтобы заставить людей обновиться. В то время как Apple утверждает, что дросселирование связано с увеличением времени автономной работы и предотвращением неожиданных отключений, компания действительно намеренно ограничивала производительность своих iPhone по мере их старения.

Литий-ионные аккумуляторы

со временем теряют емкость, а программное обеспечение Apple iOS автоматически снижает производительность, когда емкость снижается до определенного уровня. Но что, если бы существовал способ легко восстановить эти стареющие батареи почти до их первоначальной емкости? Революционное новое изобретение может сделать именно это, и в конечном итоге оно может изменить правила игры для бытовой электроники, электромобилей и многого другого.

Не существует литий-ионного аккумулятора, который со временем сохранял бы полную емкость.По мере того, как эти батареи заряжаются и разряжаются, элементы, хранящие электричество, постепенно начинают разрушаться. Литий-ионные аккумуляторы обычно годны для от 300 до 500 полных циклов перезарядки, прежде чем емкость упадет до 80-85%, и с этого момента разрушение продолжится. В настоящее время нет возможности легко и эффективно восстановить эти батареи до их первоначальной емкости.

Что это значит для миллионов и миллионов устройств, работающих от литиевых батарей? Это означает, что время между зарядками постоянно уменьшается, поэтому их хватает на меньшее количество времени на одну зарядку.Это касается всего, от смартфонов и ноутбуков до электромобилей. Единственный способ восстановить емкость аккумулятора в устройстве - это удалить старый разряженный аккумулятор и заменить его новым, хотя это может измениться в ближайшем будущем.

Исследователь из Технологического университета Наньян (NTU) в Сингапуре утверждает, что изобрел устройство, которое может обновлять литий-ионные батареи, и оно может изменить правила игры для любой отрасли, в которой используются устройства с батарейным питанием. Более того, эта технология может привести к резкому сокращению количества батарей, которые необходимо производить и утилизировать, что, очевидно, окажет огромное положительное влияние на окружающую среду.

Профессор Рашид Язами говорит, что его изобретение способно восстановить старую литиевую батарею до 95% емкости всего за 10 часов. Более того, его можно повторно использовать на одной и той же батарее каждые несколько лет, поскольку емкость продолжает падать. Ученый говорит, что его изобретение может быть использовано для бытовой электроники, такой как iPhone, но он считает, что оно играет гораздо большую роль для электромобилей.

«Люди не меняют машины так часто, как смартфоны - некоторые меняют телефон каждые два года, но вы хотели бы, чтобы машина прослужила более 10 лет», - сказал Язами сингапурскому новостному сайту The Straits. Время .

Изобретение работает путем добавления третьего электрода к двум полюсам, уже имеющимся в каждой литий-ионной батарее. Этот третий электрод затем отводит остаточные ионы лития с одного из полюсов, тем самым удаляя «каменные примеси», которые не позволяют аккумуляторным элементам накапливать больше электричества. Исследователь говорит, что в прошлом году он уже построил и протестировал прототип аккумулятора смартфона с использованием этой новой технологии.

Профессор Язами представил свое изобретение на Международном семинаре по батареям в прошлом году и говорит, что получил интерес от ряда компаний, включая Apple, Samsung и Panasonic.

Зак Эпштейн работал в сфере ИКТ более 15 лет, сначала в области маркетинга и развития бизнеса с двумя частными телекоммуникационными компаниями, а затем в качестве писателя и редактора, освещающего деловые новости, бытовую электронику и телекоммуникации. Работу Зака ​​цитировали бесчисленные ведущие новостные издания в США и по всему миру. Кроме того, недавно он был назван Forbes одним из 10 самых влиятельных мобильных авторитетов в мире, а также одним из 30 экспертов по Интернету вещей в журнале Inc.

.

Смотрите также