Плотность аккумулятора зимой: Какой должна быть плотность аккумулятора автомобиля зимой

Содержание

Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?

Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов. Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.

При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.

Содержание:

  • 1 Что такое плотность электролита и от чего она зависит?
  • 2 Почему замерзает аккумулятор?
  • 3 Как повысить плотность если она низкая?
    • 3.1 Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см3

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см3).

На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность. Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:

  • дефект ячейки;
  • обрыв внутренней цепи батарей;
  • глубокий разряд АКБ или одной из его секций.

Почему замерзает аккумулятор?

Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см3.

Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?». Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:

 

Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С
1,09 -7 1,22 -40
1,1 -8 1,23 -42
1,11 -9 1,24 -50
1,12 -10 1,25 -54
1,13 -12 1,26 -58
1,14 -14 1,27 -68
1,15 -16 1,28 -74
1,16 -18 1,29 -68
1,17 -20 1,3 -66
1,18 -22 1,31 -64
1,19 -25 1,32 -57
1,2 -28 1,33 -54
1,21 -34 1,4 -37

Таблица 1. Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля зимой.

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. 

Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Внимание! Замерять плотность нужно только в полностью заряженной аккумуляторной батарее.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

  • ареометр;
  • мерная емкость;
  • посуда для приготовления смеси;
  • спринцовка;
  • серная кислота или корректирующий электролит;
  • дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

  1. Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
  2. Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
  3. После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
  4. По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
  5. Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см3. Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см

3

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см3, то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.

Оценка статьи:

Загрузка. ..

Поделиться с друзьями:

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Отправить

Класснуть

Линкануть

Запинить

Почему АКБ зимой работает хуже? Подготовить аккумулятор на зиму.

Проблема подготовки аккумулятора на зиму знакома автомобилистам — зимой аккумулятор слабее и медленнее крутит стартер, быстро разряжается. Это связано с тем, что зимой нагрузка на аккумулятор возрастает, а характеристики аккумулятора резко ухудшаются в связи с понижением температуры эксплуатации.

 

Рассмотрим влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов:

  • внутреннее сопротивление
  • напряжение
  • емкость
  • отдача

₽20 590

В корзину

₽16 190

В корзину

₽15 990

В корзину

1.

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление складывается из сопротивления материала пластин, активного поверхностного слоя пластин, сепараторов, и сопротивления электролита, которое сильно зависит от температуры, снижение подвижности ионов и увеличение вязкости электролита повышают внутреннее сопротивление.

При температуре от -30°C до -40°C снижается скорость диффузии ионов электролита, проводимость активного слоя падает в восемь раз, проводимость сепараторов в четыре раза.

Основными свойствами электролита являются плотность, температура замерзания, вязкость и удельное сопротивление.

Плотность электролита находится линейной зависимости от температуры в диапазоне от 20 С до – 30 С и может определяться по формуле 1.28 + (Т-20)Х0.007

В диапазоне от 0°C до -30°C при падении температуры на 1°C:

— вязкость увеличивается на 16%

— удельное сопротивление увеличивается на 15%

— емкость аккумулятора падает на 4%

Внутреннее сопротивление также увеличивается при разряде большими токами как результат уменьшения плотности электролита в порах активной массы и около электродов.

Зависимость удельного сопротивления электролита плотностью 1,30 г/см3 от температуры:

Температура, °С Удельное сопротивление электролита Ом·см
+ 40 0,89
+ 25 1,28
+ 18 1,46
0 1,92
–  18  2,39

Соответственно, с падением температуры аккумулятора снижается максимальный отдаваемый батареей ток.

Как видно из вышеприведенных данных, с понижением температуры электролита с +40°С до -18°С удельное сопротивление возрастает в 2,7 раза.

2. Напряжение на клеммах АКБ

Напряжение на клеммах аккумулятора является разницей значения электродвижущей силы (ЭДС) и падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора, которое значительно зависит от температуры, плотности электролита и потребляемого тока.

Напряжение заряда при 20°С составляет 13,8 В, при снижении температуры должно увеличиваться на 0,003 В/град, что составляет при О°С дополнительно 0,6В (14,4В) и при -20°С  дополнительно 1,2В (15В).

Зимой АКБ страдают от недозаряда, особенно при коротких поездках. 

Напряжение на клеммах АКБ 12,72 В говорит о 100% заряде.

12,24 В — заряде 50%,

11,76 В соответствует полностью разряженному аккумулятору.

При частичном заряде падает плотность электролита и повышается вероятность его замерзания и разрушения батарей.
Электролит плотностью 1,28 замерзает при -65°C, плотностью 1.20 при -20°C, плотностью 1.10 при – 7 °C.

4. Емкость аккумулятора

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при заданном режиме разряда, температуре и конечном напряжении. Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле C=Ip*tpгде С – емкость, а·ч;
Ip – сила разрядного тока, а;
tp – время разряда, ч.

Снижение емкости аккумулятора при понижении температуры вызвано повышением вязкости электролита и замедлением диффузии электролита в поры активной массы, внутренние слои которой не участвуют в реакции разряда.

5. Отдача по емкости

Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях. Отдача по емкости зависит от полноты заряда, который падает с падением температуры электролита.

Выводы

Все вышесказанное объясняет значительное влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов. В холодное время, разряженный после неудачного запуска двигателя и оставленный в машине почти новый аккумулятор, может быть испорчен в результате замерзания электролита.

Если рассматривать практический пример, то мы наблюдали падение емкости АКБ с 80 A/ч  до 12 А/ч при температуре -18°C и токе разряда 240А.

Пути снижения влияния холода на характеристики АКБ:

1. Утепление подкапотного пространства

2. Если автомобиль хранится в гараже, то можно подсоединить к аккумулятору коннекторы постоянного подключения и соединять его с зарядным устройством Optimate или Battery Service — данные зарядные устройства имеют режим хранения и не требуют отключения от акб после окончания процесса зарядки акб.

 

3. С периодичностью раз в неделю/месяц (в зависимости от состояния акб и температуры эксплуатации) подзаряжать аккумулятор зарядным устройством. 

4. Обязательно менять масло в двигателе на зимнее — это позволит не только снизить нагрузку на акб в момент старта двигателя, но и значительно увеличит срок его службы.

Ссылки по теме

  • Снимать аккумулятор с мотоцикла на зиму или нет? 🏍

  • Зарядные устройства Optimate на сайте компании

  • Почему нужно использовать зарядные устройства OptiMate?

  • OptiMate: Стандартные и расширенные функции зарядных устройств

  • Купить зарядное устройство в нашем магазине

  • Купить зарядное устройство Battery Service в нашем магазине

Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Главная » Обслуживание

Правильное обслуживание автомобиля, позволяющее без особых проблем использовать его в любое время года, включает и заботу о его батарее. Кроме своевременной зарядки, необходимо также знать, какова плотность аккумулятора зимой и летом и как это влияет на эксплуатацию автомобиля.

Содержание

  1. Общая информация
  2. Зимой
  3. Как выбрать АКБ для зимы?

Для машин используют свинцово-кислотные АКБ. Устройство аккумулятора этого вида таково, что электроды изготавливаются из свинца с примесью других металлов, а в роли электролита выступает водный раствор серной кислоты. Обычно соотношение этих двух веществ составляет 65% для воды и 35% для кислоты.

Под плотностью АКБ имеют в виду густоту электролита. От этого показателя зависит то, насколько хорошо батарея будет держать заряд, и срок службы пластин. Считается, что показатели плотности аккумулятора зимой и летом должны отличаться. Усредненное значение этой величины, при котором работа батареи считается нормальной, — 1,27 – 1,29 г/см3. Летом эти цифры могут быть немного меньше.

Обратите внимание: лучшие современные аккумуляторы для автомобилей не требуют корректировки плотности электролита, если, конечно, не эксплуатируются при температурах ниже 60°С. Речь идет о необслуживаемых АКБ, особенно заряженных гелевым электролитом.

Зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой, особенно при сильных морозах, должна быть немного выше, чем обычно, но не превышать 1,35 г/см3. В чем причина? Во-первых, жидкость, в которой доля воды слишком высока, при минусовой температуре имеет все шансы замерзнуть. Вторая причина, по которой в холодное время года нужен более концентрированный раствор, — реакция на мороз остальных механизмов автомобиля. Чтобы заставить работать замерзшие детали, требуется большее количество энергии, чем в благоприятных условиях. Это справедливо даже для лучших моделей авто.

Реакция батареи на холод будет зависеть еще и от полноты заряда, так как при разряде доля кислоты заметно снижается. Соответственно, если изначально соотношение было меньше нормы, то при разрядке оно упадет до совсем неподходящих значений.

Несколько цифр, демонстрирующих взаимосвязь заряда и соотношения воды и кислоты в электролите:

  • Если первоначальная плотность — 1,30 г/см3, то при разряде на 25% она снизится до 1,26 г/см3, а при половинном заряде — до 1,22.
  • При начальном уровне 1,27 величина уменьшится до 1,23 и 1,19 соответственно.
  • Если соотношение воды и кислоты соответствовало 1,23 г/см3, то при разряде оно уменьшится до 1,19 и 1,15.

Температура, при которой возникает опасность замерзания электролита плотностью 1,20 г/см3 , равна -20°С. Аккумулятор для зимы обязательно должен быть заряжен не меньше, чем наполовину, а соотношение между водой и кислотой в электролите должно быть не ниже 1,27 г/см3.

Автомобиль с установленным аккумулятором можно без лишних опасений оставлять на зиму на улице, если температура не падает ниже 10°С. Электролит при таких условиях не замерзает. Если в зимний период не планируется эксплуатация батареи, самый лучший вариант — снять ее и оставить в сухом прохладном месте, предварительно полностью зарядив.

Что делать, если автомобиль простоял всю зиму с подключенной АКБ? Самый плохой вариант развития ситуации — замена источника питания. Есть несколько способов уменьшить вред, который может нанести устройству холод.

Перед наступлением холодов:

  • очистить корпус ото всех загрязнений;
  • зачистить и обработать смазкой клеммы;
  • полностью зарядить аккумулятор.

Во время эксплуатации:

  • укрыть корпус теплоизоляционным материалом;
  • перед долгой поездкой будет не лишним оставить АКБ на ночь дома;
  • прогревать авто, не включая дополнительные потребители энергии.

Если машина простояла при минусовой температуре без эксплуатации, но с подключенным источником питания, ее подготовка к работе обязательно должна включать осмотр АКБ, проверку уровня и густоты электролита в ней. Устройство обязательно понадобится зарядить.

Как выбрать АКБ для зимы?

Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.

Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

  • Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
  • Соответствие технических требований АКБ и машины.
  • Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.

 

 

Как вам статья?

Похожие статьи

Рейтинг

( Пока оценок нет )

аккумулятор автомобиля плотность аккумулятора

Плотность аккумулятора: как измерить и повысить.

Аккумулятор состоит из отдельных гальванических элементов, преобразующих химическую реакцию в электрическую энергию. Каждый элемент имеет напряжение 2 V. Плотность аккумулятора (электролита) формируется шестью элементами, последовательно соединенными в одном пластмассовом корпусе. Работают они на повышение напряжения. А силу тока можно увеличить, соединив их параллельно.

Устройство

Аккумуляторная батарея (АКБ) является химическим источником тока, резервирующим электрическую энергию для питания стартера. Она же снабжает током приборы автомобиля. Считается хорошим подспорьем, когда наблюдается низкая мощность генератора.

К основным параметрам АКБ следует отнести:

  • номинальную емкость;
  • напряжение;
  • ток холодного запуска двигателя.

Данные маркируются на корпусе аккумулятора.

Практически все автомобильные аккумуляторы работают на свинцово — кислотных батареях. Материал корпуса из пропилена, изоляционный, стойкий к кислоте. Каждый аккумулятор содержит попеременно расположенные положительно и отрицательно заряженные электроды. Между пластинами (электродами) размещаются пластиковые сепараторы, отделяющие пластины друг от друга.

Сами электроды представляют собой свинцово–кальциевый сплав, рассчитанный на ограничение степени саморазряда. То есть, за полтора года он может разрядиться на 50%. Эти аккумуляторы относятся к категории не обслуживаемых, поскольку потеря воды в них составляет всего 1 гр/Ач. Кстати, добавление серебра или олова в электроды заметно повышает их коррозионную стойкость.

Структура решетки положительных и отрицательных элементов имеют разную технологию изготовления. Например, на отрицательных электродах делаются просечки свинцовой пластины, затем проводят растяжку. Положительные электроды состоят из опорной рамы с жилками конкретной направленности. Такая конструкция обеспечивает качественную жесткость и ограничивает их линейное расширение. Более того, положительные пластины покрываются диоксидом свинца, а отрицательные, губчатым свинцом. Отрицательные и положительные элементы помещаются в сернокислотный раствор, величина плотности которой зависит от уровня зарядки батареи.

Принцип работы

Действие аккумулятора является результатом способности его преобразовывать химическую реакцию в электрическую энергию при разряде, наоборот, при заряде. Исходя из этого принципа, все АКБ работают в циклическом режиме.

То есть, подключение потребителей вызывает разряд активной положительной и отрицательной масс, взаимодействующих с электролитом. В этом случае плотность падает, «садится». Но АКБ заряжается от генератора. Зарядку батарей можно получить и от зарядного устройства. Происходит процесс преобразования раствора в двуокись свинца и соединение серной кислоты, что приводит к повышению плотности раствора.

Нужно отметить, что работоспособность батареи во многом зависит от температуры среды. При повышенной температуре отдаваемая мощность повышается, что приводит к саморазряду, величина которого находится в прямой зависимости от температуры среды и конструкции электродов.

Продолжительность работы АКБ составляет 4÷5 лет и это средняя величина.

Плотность

Определяется визуально, так называемым, стеклянным глазом или цветным датчиком. Зеленый оттенок на нем свидетельствует о заряженности, черный цвет – среднем уровне зарядки и желтый означает низкую величину зарядки. Значит, принцип работы этого визуального прибора построен на плотности электролита.

Автомобильные батареи рассчитаны на жесткое крепление, посредством рамки, во избежание его опрокидывания или разлива.

Способ проверки

Плотность электролита в аккумуляторе проверяется простым автомобильным ареометром. Это стеклянная колбочка с резиновой грушей на верхнем конце и длинной резиновой трубкой снизу. Внутри колбы помещается обычный ареометр. Нажимая на грушу, выпускается из нее воздух. Резиновая трубка прибора опускается в банку как можно ниже. Расслабляя руку, выбирается из нее содержимое. При этом ареометр внутри колбы начинает всплывать и, не касаясь чего-либо, становится на отметке. Нижняя градуировка (мениск) и покажет плотность. Нажатием груши содержимое колбы сливается обратно. Процедура повторяется с каждой банкой.

Оптимальный уровень зарядки

Уровень зарядки автомобильного аккумулятора зимой достигает 25%. Это сигнал о необходимости произвести зарядку. Следует помнить, что зимой, при температуре среды–20° C и плотности 1г/см³, аккумулятор склонен замерзнуть. Поводом для подзарядки может стать и разная плотность отдельных банок в пределах 0,02 г/см³. При этом оптимальный ток не должен превышать 0,05 самой батареи. Например, для зарядки батареи, емкость которой составляет 60 Ач, сила тока будет 3,0 Ач. Лучше не доводить электролит до кипения сильным током. Кстати, слабый ток подзарядит батарею лучше. Если в течение двух часов раствор не закипает, а плотность остается без изменения, то считается аккумулятор полностью заряженным.

При исправной работе генератора и реле, аккумулятор получает наибольшую зарядку во время езды.

Нужно знать, что с запуском двигателя зимой аккумулятор начинает заряжаться только после достижения электролитом положительной температуры. Информация к тому, что зимние переезды, даже на короткие расстояния могут стать поводом полной разрядки источника тока.

Кстати, летом для плотности раствора достаточно 1. 18

Проверка

Как проверить плотность аккумулятора денсиметром, если электролит уже разбавлялся дистиллированной водой. Здесь плотность замеряют через 40 минут после запуска двигателя. По наименьшему показателю плотности одной банки определяется, общая разрядка батареи. К примеру, если плотность электролита в аккумуляторе не удается измерить, степень разрядки проверяют нагрузкой стартера. Для этого используется специальная нагрузочная вилка. Посредством лапок, клемма каждой банки поочередно замыкается на 5 секунд, для фиксации показаний вольтметра. Разность по каждой банке не должна составлять более 0,2 V. При высокой разности, банка заменяется.

Повышение плотности

Вопрос как поднять плотность аккумулятора стоит всегда, когда стартер отказывает крутить маховик. Это, прежде всего, падение плотности батареи, которая может произойти по разным причинам. Что же делать? Нужно замерить показания электролита каждой банки, зная, что плотность его не должна превышать 1.29. Для северных реалий шкала может быть и выше. Но если цифра показывает, например, 1.18–1.20, добавка электролита с показателем 1.27 только повысит плотность. Процедура откачки старого остатка из одной банки выполняется при помощи клизмы–груши. Поочередно доливается новый раствор из расчета половины объема удаленного. После небольшой встряски, на предмет качественного смешения раствора, делается замер плотности. Если значение ее меньше нужного, доливается остальной объем. Процесс ведется до достижения необходимой плотности.

При всем желании, полная замена электролита не выдаст тех результатов, которые показывают новые батареи.

Влияние сульфатации

Это процесс окисления и затем кристаллизации, так или иначе, происходящих химических реакций. В результате элементы пластины становятся очагом высокого сопротивления внутри батареи. В этой ситуации имеет место резкое повышение сопротивления и закипание электролита. Незнание о появлении коричневых или бело–грязных пятен на пластинах вовсе не гарантирует нормальную работу аккумулятора.

Высокий уровень сульфатации приводит к скачкам температуры в момент запуска двигателя, повышению газовыделения. Фактор сказывается на емкости батареи, цвете и плотности раствора. Если оказия обнаружена своевременно, то можно воспользоваться процедурой разрядки–зарядки батареи.

Для этого нужно полностью зарядить ее и довести плотность до 1.285 г/см³, заправляя постепенно электролитом. Если переборщили, можно разбавить дистиллированной водой. Полностью зарядив батарею, начинают процесс разрядки, методом подключения лампы накаливания в пять ампер. Когда напряжение будет доведено до 10,2 V, нужно остановиться, поскольку эта величина равна напряжению 1,7 V каждой банки. При желании процесс можно повторить.

Есть утверждения о целесообразности этой методики спасения батареи.

Что ускоряет износ

  1. Использование некачественного раствора, непроверенной дистиллированной воды;
  2. длительное время хранения в разряженном состоянии;
  3. случаи замерзания раствора также весьма пагубно сказываются на работоспособности аккумулятора.

АКБ. Правила зимнего хранения и эксплуатации

08.08.2016

Зимой некоторые автомобили эксплуатируются нечасто. Нужно ли перед долгой стоянкой скидывать клеммы и отключать массу? И каковы правила хранения АКБ зимой, если машина совсем не используется?

Снимать клеммы и отключать массу необходимо. На это есть свои причины. Прежде всего, в любом случае существует утечка в виде работы бортовых систем, например часов, питание идет и на бортовой компьютер. Все это постепенно опустошает вашу аккумуляторную батарею. Стандартная утечка бортовой цепи автомобиля, допустимая заводом-изготовителем по нормам, составляет 30 миллиампер (0,03 А). На первый взгляд, кажется, что это совсем немного. Но это только так кажется. Попробуйте пересчитать, за какое время такая утечка опустошит ваш аккумулятор. Возьмем, к примеру, стандартную батарею емкостью 55 А/ч. Это означает, что 55 ампер он, выдаст за час. Или 5,5 ампер за 10 часов. Половину ампера он отдаст уже за сто часов. Следовательно, 50 миллиампер уйдут за тысячу часов. Тысячу часов делим на 24 часа, получается, что полностью батарея сядет за 41 день, это если АКБ была 100% заряжена, если нет то еще быстрее. Но эксплуатация при 100% разряде совершенно недопустимо. Если аккумулятор разрядится на 25 % — это уже плохо, а если сядет на 50% — он замерзнет уже при «-27» градусах по Цельсию. Так что за 20 дней при стандартной утечке ваш аккумулятор превратится в кусок льда при стоянке на улице зимой, а про пуск автомобиля мы тут вообще не говорим. Чтобы избежать такого развития событий, нужно просто снять клемму. Это самый простой способ предотвратить утечку энергии и разрядку батареи при длительном промежутке времени «не езды» на машине. Для современных машин это, конечно, не очень хорошо. Могут сброситься настройки бортового компьютера, заблокироваться аудиосистема, потеряться настройки электронного ключа. Но ведь такие машины и не рассчитаны на такую редкую эксплуатацию. Впрочем, и здесь есть выход — периодически подзаряжать аккумулятор или как компромисс хотя бы запускать иногда машину на короткий промежуток времени.

Как же правильно хранить АКБ, если машина зимой на приколе, обслуживать аккумулятор и эксплуатировать его.

1. Хранение аккумулятора

Залитые батареи рекомендуется хранить в сухом помещении с температурой не ниже −30? и не выше 0?. Батареи устанавливаются на хранение полностью заряженными. Допускается хранить батареи и при положительных температурах, однако темп саморазряда аккумуляторов при этом будет в несколько раз выше. Ежемесячно необходимо проверять плотность электролита или измерять напряжение на клеммах аккумулятора. Степень разряда аккумулятора можно проверить по таблице № 1. При снижении плотности электролита более чем на 0,03 г/см3, т.е. до уровня 1,24 г/см3 или напряжения ниже «12,45» Вольт батарею следует подзарядить.

Перед продолжительной стоянкой автомобиля необходимо отсоединить АКБ от бортовой сети, полностью ее зарядить и хранить в прохладном помещении. Моноблок во избежание саморазряда по поверхности должен быть чистым. Если батарея должна быть постоянно готова к установке на автомашину, то при снижении плотности до уровня 1,24 г/см3, батарею следует подзарядить. Если от батареи не требуется постоянной готовности, то рекомендуется ее подзаряжать при снижении плотности до уровня 1,22 г/см3.

Зимой следует иметь в виду, что электролит в сильно разряженных батареях может замерзнуть при наступлении морозов. Зависимость температуры замерзания электролита от его плотности приведена в таблице № 2.

Не допускайте снижения плотности до критической, иначе при замерзании электролита возможно необратимое повреждение моноблока и пластин аккумулятора.

Таблица № 1. Степень разряженности аккумулятора.

Напряжение на клеммах, (В) 12,66 12,45 12,24 12,06 11,80 и ниже
Плотность электролита, г/см3 1,27 1,23 1,20 1,17 1,12 и ниже
Степень заряда, % 100 75 50 25 0
t замерзания электролита ? -64 -42 -27 -15 -10 до 0

Таблица № 2. Температура замерзания электролита в зависимости от его плотности.

Плотность Эл-та 1,0 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,27 1,30 1,35
t замерзания, ? 0 −3,.3 −7,7 −15 −27 −52 −64 −70 −49

2. Контроль состояния батареи

Рекомендуется один раз в месяц проверять уровень электролита и при необходимости доливать только дистиллированную воду до нормального уровня. Пластины, не покрытые электролитом, высыхают и осыпаются, что приводит к преждевременному выходу АКБ из строя.

Запрещается доливать электролит или кислоту в АКБ.
Это можно делать только в том случае, если точно известно, что понижение уровня электролита произошло за счет его выплескивания.

Не используйте воду сомнительного происхождения.
Контролируйте степень заряженности аккумулятора по плотности электролита или по напряжению на клеммах ненагруженной батареи. Степень разряда батареи можно определить из Таблицы № 1, или посчитать по формуле:

Uнрц = 6*(0,84+Р), где
Uнрц (НРЦ) — напряжение разомкнутой цепи;
Р — Плотность электролита.

Следовательно, плотность можно посчитать соответственно по формуле: Р = Uнрц/ 6 — 0,84

100% заряженная батарея, т.е. с плотностью электролита 1,27 г/см3 будет иметь:
НРЦ = 6*(0,84+1,27) = 12,66 Вольта;
Р = 12,66 / 6 — 0,84 = 1,27 г/см3

Зная напряжение на клеммах аккумулятора, можно всегда посчитать плотность электролита в нем.

Категорически запрещается эксплуатировать батареи с уровнем заряда ниже 75% зимой и 50% летом.
Хранение и эксплуатация АКБ в разряженном состоянии приводит к необратимым процессам, при которых восстановление АКБ не возможно.

Низкая плотность электролита в АКБ говорит о её разряженности и для повышения плотности электролита необходимо заряжать АКБ, а не повышать её доливкой кислоты или электролита.
Просто долив кислоты или электролита, приведёт к изменению кислотного баланса и как следствие после полного заряда к превышению допустимого уровня плотности электролита. Превышение плотности электролита выше допустимой нормы приводит к разрушению пластин внутри АКБ.

3. Заряд аккумулятора

Заряд АКБ производится током равным 10% от её ёмкости (например при ёмкости 55 А/Ч ток зарядки не должен превышать 5,5 А). Нарушение данного требования приводит к разрушению пластин из-за перегрузок.

Старайтесь заряжать батарею малыми токами, при этом увеличивается степень и глубина заряда.

Окончанием процесса заряда аккумуляторов следует считать:

  1. равномерное кипение электролита во всех банках;
  2. равномерный нагрев корпуса батареи;
  3. напряжение на клеммах аккумулятора достигло значения 16,4 вольта;
  4. плотность электролита прекратила подниматься в батарее (если плотность растет, то это означает, что не все элементы еще прореагировали и батарея заряжается).

4. Контроль электрооборудования автомобиля

Необходимо качественно и регулярно проверять и обслуживать электрооборудование автомобиля. Отклонение параметров электрооборудования (генератора, стартера, различных реле) от установленных величин приводит к снижению надежности и к сокращению срока службы АКБ.

Нормы на параметры электрооборудования:

Пределы рабочего напряжения бортовой сети автомобиля не должны выходить за пределы 13,8-14,5 V, при различных режимах работы автомобиля.

Отклонение величины зарядного напряжения за пределы нормы на 0,3 — 0,5 V приводит к сокращению срока службы батареи в несколько раз.

Токи утечки не должны превышать 30 мА/ч (0,03 Ампера). Повышенный ток утечки уменьшает срок службы АКБ ввиду ускоренности циклов заряда-разряда батареи, и увеличивает вероятность глубокого разряда батареи.

Повышенное напряжение генератора приводит к осыпанию активной намазки пластин в батареях, что приводит к уменьшению емкости батареи и способствует замыканию пластин за счет осыпавшейся активной массы с положительных пластин.

Эксплуатация разряженной батареи приводит к осыпанию активной массы с отрицательных пластин. Признаком осыпания пластин является потемнение цвета электролита во всех банках (коричневый цвет — осыпание положительных пластин, серый цвет — осыпание отрицательных пластин).

Так же пониженное напряжение генератора (особенно зимой) не позволяет зарядить полноценно батарею, и происходит ее эксплуатация в полуразряженном состоянии. Это может привести к необратимой сульфатации пластин, что чревато уменьшением, как емкости батареи, так и величины стартового тока аккумулятора.

У недозаряженного аккумулятора плотность электролита понижена, что может привести к его замерзанию при сильных морозах и стоянке машины на улице (смотри таблицу № 2).

5. Эксплуатация аккумулятора

Пуск стартера производите короткими включениями, но не более чем на 10 сек. Перерыв между включениями летом не менее 15 сек., зимой не менее 1 мин. Избегайте включать стартер более 3-х раз подряд. Езда при помощи стартера не допускается.

Категорически запрещается «прикуривать» аккумулятор от нестандартных пускозарядных устройств во избежание взрыва моноблока, деформации пластин и внутренних тоководов, что приводит к осыпанию активной массы пластин и разрыву межэлектродных соединений.

При низких температурах происходит замедление всех химических процессов внутри АКБ, батарея переходит в «спящий режим» (электрические параметры АКБ при t ниже «-30» градусов по Цельсию понижаются в 2 раза.) Поэтому перед пуском двигателя на некоторое время необходимо включить электрические потребители (фары, габариты) для возобновления электрохимических процессов и только после этого делать попытки старта.

Для уменьшения рисков плохих пусков при эксплуатации автомобиля в зимнее время рекомендуется подбирать АКБ по ёмкости и стартовым характеристикам в соответствии с конкретной климатической зоной.

какая должна быть, как проверить, как поднять? — Насосы ГУР в России

Плотность электролита зимой и летом

Всем привет! С Вами аккумуляторщик. Сегодня я бы хотел развеять миф про плотность электролита зимой и летом. Многие люди, особенно старой «советской» закалки, которые приходят в магазин или просто приходят со своим аккумулятором и просят им сделать зимнюю или летнюю плотность. Сразу скажу, сейчас это уже не актуально.

Сейчас во все аккумуляторные батареи, в частности для наших широт заливают электролит плотностью 1,27- 1,28 г/см3. И менять её не требуется, это запрещено вообще! Коррекцию электролита самостоятельно тоже нельзя делать ни в коем случае. Это может сделать только специалист по ремонту аккумуляторов, и то в крайнем случае, например, при восстановлении АКБ.

Если Вы измерите плотность на новом полностью заряженном аккумуляторе, то плотность в нем будет 1,27 ровно. Ничего подливать туда не надо! Дело в том, что многие люди думают что на зиму надо сделать поядрёнее такой покрепче электролит. На самом деле, этого не требуется. При плотности 1,27 г/см3  электролит замерзает при температуре -60 0С. Подробнее об этом Вы можете прочитать тут. В редких городах можно встретить такие экстремальные температуры воздуха, но тем не менее можно. Для таких редких случаев плотность подымают, но это скорее исключение.

Слишком большая плотность делает среду чрезмерно агрессивной. И соответственно, идет быстрее осыпания пластин аккумулятора. Потому что аккумуляторная батарея на автомобиле – это сбалансированное устройство, вмешиваться в его электролит значит выводить из баланса АКБ. Как некоторые делают по старинке: доливают дистиллированную воду на лето, а зимой доливают электролит. Ничего этого делать не нужно!

Лучше позаботьтесь о другом. Например, качественно зарядите аккумулятор перед холодами хорошим зарядным устройством. Для того, чтобы плотность выровнялась по банкам АКБ и вышла у Вас к номинальной 1,27- 1,28 г/см3. С такой плотностью электролита можно ездить и летом и зимой, так скажем всесезонный аккумулятор.

Вот поэтому никогда не проводите самостоятельно манипуляций с электролитом. Только корректируем уровень дистиллированной водой. То есть, подливая воду в банки до номинального уровня. Напомню, для легковых АКБ это полтора сантиметра над свинцовыми пластинами аккумулятора, для грузовых 2-3 см. Вот и все! Ну и соответственно, заряжаем для того, чтоб достигнуть рабочей плотности.

Надеюсь наши советы по эксплуатации автомобильного аккумулятора помогут Вам в жизни. Не совершайте ошибок.

Также на эту тему:

Какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой: оптимальные значения

Плотность электролита – главный параметр всех свинцово-кислотных электрических аккумуляторов, потому что он оказывает влияние на срок эксплуатации и ёмкость прибора.

Необходимо удерживать оптимальное значение показателя, чтобы гарантировать правильную работу АКБ. Оно зависит не только от климатических характеристик региона, в котором находится автомобиль, но и от времени года. К примеру, если плотность аккумулятора в зимний период составляет 1,25 г/см3, то это свидетельствует о критическом уровне, при котором транспортное средство не сможет завестись. Особенно речь идёт о районах, в которых температура может опускаться до -50 градусов. Однако при умеренном климате такое значение соответствует заявленным требованиям нормы. Следовательно, считается, что показатели в разные временные сезоны должны отличаться друг от друга.

Перед многими автовладельцами встаёт дилемма: разная или одинаковая должна быть плотность аккумулятора зимой и летом? Давайте разбираться.

Зима

Плотность электролита на зиму в аккумуляторе транспортного средства должна составлять около 1,27 г/см3. Но такое значение оптимально лишь для центральных районов России. В регионах, в которых температурный режим ниже -35 градусов, показатель изменяется в диапазоне от 1,28 г/см3 до 1,35 г/см3. Например, если автомобиль работает в условиях Крайнего Севера, то величина колеблется в пределах 1,31–1,35 г/см3. Возникает вопрос: почему плотность электролита в аккумуляторе зимой должна иметь такое значение? Существует две причины, дающих ответ на поставленный вопрос:

  1. Жидкость с большой вероятностью превратится в лёд при минусовой температуре, так как в ней доля воды превышает допустимую норму.
  2. Механизмы автомобиля замерзают в мороз и требуют увеличения электродвижущей силы, чтобы осуществить запуск двигателя. Даже лучшие модели автомобилей не смогут работать без дополнительной энергии. Уменьшение значения показателя вплоть до 1,1 г/см3 приведёт к замерзанию электрического аккумулятора.

Зимняя плотность аккумулятора находится на низком уровне. Следовательно, при разрядке она упадёт до критических значений. Чтобы решить эту проблему, желательно постоянно следить за состоянием АКБ. Чтобы проследить взаимосвязь между уровнем заряда и водным соотношением в составе электролита, можно рассмотреть различные сценарии при уменьшении АКБ на 25 % и 50 %:

  1. При первоначальной плотности в 1,30 г/см3 она сократится до 1,26 г/см3 и 1,22 г/см3.
  2. При начальном значении показателя в 1,27 г/см3 объём уменьшится до 1,23 г/см3 и 1,19 г/см3.
  3. При исходной величине в 1,23 г/см3 диапазон упадёт до 1,19 г/см3 и 1,15 г/см3.

Следовательно, плотность аккумулятора на зиму не должна опускаться ниже 1,27 г/см3. Однако нужно помнить, что электролит не может прогреться в результате ежедневных поездок от дома на работу, которые составляют менее получаса. Это в свою очередь влияет на АКБ, который получает необходимый уровень заряда только после осуществления разогрева. Значение показателя стремительно падает по причине того, что аккумуляторная батарея разряжается.

Таким образом, отвечая на вопрос, какая плотность аккумулятора должна быть зимой, можно привести таблицу оптимальных значений. Однако данные показатели характерны исключительно для полностью заряженной батареи. В случае если заряд находится на недостаточном уровне, то они будут больше.

Регион использования транспортного средстваЗначение показателя плотности, г/см3
Южные регионы1,25
Центральные регионы1,27
Северные регионы1,29
Регионы Крайнего Севера1,31

Лето

В летний период аккумуляторная батарея имеет проблему, связанную с потерей большого количества жидкости. Плотность рекомендуется держать на 0,02 г/см3 ниже значения, которое требуется по стандартам. В первую очередь такое замечание относится к регионам, расположенным на юге России.

Летом температурный режим под капотом, в котором располагается аккумулятор, повышен. Это влечёт за собой следующие моменты:

  1. Улетучивание жидкости из состава кислоты.
  2. Активное прохождение процессов превращения электрической энергии в химическую, протекающих в аккумуляторных кислотных батареях.

Всё это обеспечивает сильную отдачу тока, осуществляющуюся даже при минимальных допустимых показателях плотности электролита. Например, значение 1,22 г/см3 характерно для местности с тёплым и влажным климатом. Если уровень электролита систематически опускается, то это приводит к увеличению значения. Такой взаимосвязанный процесс является причиной химического разрушения проводников электрического тока. Поэтому контроль количества воды в АКБ – важная задача, выполнение которой является залогом грамотного ухода за автомобилем. Решение заключается в добавлении дистиллированной жидкости при понижении уровня электролита. Если данное действие опустить, то могут возникнуть проблемы с перезарядом и сульфацией.

Рассеянность автолюбителей – главный фактор, который лежит в основе разрядки аккумулятора. Другими словами, если водитель не уследил за состоянием АКБ, то нужно предпринять определённые меры. Они заключаются в обеспечении батареи зарядом при помощи специального устройства. Однако перед этим необходимо обратить внимание на уровень жидкости, которая могла испариться в процессе функционирования.

Если это произошло, требуется долить очищенную воду без содержания каких-либо примесей.

Следовательно, рассмотрев, какая плотность должна быть в аккумуляторе зимой в зависимости от региона, нельзя не привести значения для летнего сезона.

Регион использования транспортного средстваЗначение показателя плотности, г/см3
Южные регионы1,25
Центральные регионы1,27
Северные регионы1,27
Регионы Крайнего Севера1,27

Как правильно откорректировать плотность электролита?

Автовладельцы часто сталкиваются с необходимостью поднять плотность в аккумуляторной батарее, что объясняется двумя причинами. Во-первых, периодическим регулированием количества дистиллированной жидкости. Во-вторых, частой зарядкой устройства, так как уменьшение интервала осуществления данного действия – первый признак того, что желательно провести процедуру повышения величины. Выделяют два способа корректировки значения показателя:

  • применение электролита, обладающего высокой концентрацией;
  • использование дополнительных кислот.

Чтобы изменить в нужном направлении плотность в аккумуляторной батарее, следует приобрести следующие предметы:

  • специализированный стакан с делениями, применяемыми для измерения объёма;
  • цистерна для создания нового раствора;
  • электролит или кислота корректирующего содержания;
  • очищенная жидкость.

Алгоритм действий по изменению значения включает в себя 5 этапов:

  1. Взять небольшое количество электролита с банки аккумуляторной батареи.
  2. Добавить корректирующий раствор в количестве, которое соответствует взятому на предыдущем этапе. Такое действие осуществляется при условии, что поставлена задача поднять плотность. Если необходимо получить противоположный результат, то регулирующий раствор заменяют на дистиллированную жидкость.
  3. Аккумулятор следует подзарядить с помощью специального устройства, так как номинальный ток даст возможность поступившей воде смешаться.
  4. После отключения АКБ от батареи целесообразно выждать в районе 2 часов. Это позволит плотности во всех банках встать на один уровень, что сделает вероятность возникновения погрешности при контрольном тестировании минимальной.
  5. Вторично осмотреть значение электролита. Если оно осталось на прежнем уровне, то повторно осуществить предыдущие этапы.

Плотность электролита изменяется в результате понижения в определённом отсеке аккумулятора. Причём предварительно полезно изучить номинальный объём, который в нём находится. Например, в классической стартерной батарее 6СТ-55 величина электролита равна 633 см3, а в 6СТ-45 – 500 см3. Если рассматривать его состав, то в него входят серная кислота и очищенная вода в процентном соотношении 40 на 60. Достичь необходимой плотности показателя можно, опираясь на представленные данные в следующей таблице:

Плотность аккумулятора, г/см3Обязательная величина параметра, г/см3
1,241,251,26
Забор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкости
1,246062120125
1,2544256570
1,2685883940
1,2712212678804043
1,281561621171208086
1,29190200158162123127
1,30

Продолжение таблицы

Плотность аккумулятора, г/см3Обязательная величина параметра, г/см3
1,271,281,30
Забор электро-лита
Долив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкостиЗабор электро-литаДолив раствора 1,40 г/см3Добавление жидкости
1,24173175252256
1,25118120215220
1,268566177180290294
1,27122126246250
1,28404363658198202
1,297578143146
1,3010911336387981

Отметим, что представленные данные соответствуют корректирующему электролиту с плотностью 1,40 г/см3. Если жидкость будет иметь другое значение, то возникает необходимость использовать следующую формулу расчёта для рассматриваемого показателя:

Представленные вычисления можно заменить методом золотого сечения, который гораздо проще применить на практике:

  1. Откачать больший объём воды из банки аккумулятора.
  2. Вылить полученную воду в специальный стакан с делениями, чтобы получить информацию о величине.
  3. Заполнить половину освободившегося объёма банки необходимым количеством электролита.
  4. Если значение ещё не соответствует требуемому, то долить ¼ от откаченной величины.
  5. Продолжать добавлять раствор до достижения оптимального результата.

Кислотная среда небезопасна для человека при неграмотном обращении. Целесообразно соблюдать все меры предосторожности, чтобы раствор электролита не попал на кожу или в дыхательные пути. Осуществлять корректировку рассматриваемой величины рекомендуется в помещениях с хорошей вентиляцией.

Возникают ситуации, в которых значение показателя опускается ниже 1,18 г/см3. В таких случаях использование электролита должно сопровождаться применением кислоты. Причём алгоритм действий изменения плотности включает в себя аналогичные этапы с одной поправкой: шаг разбавления при таком значении должен быть небольшим. Это связано с тем фактом, что плотность электролита имеет очень большую концентрацию, и возникает вероятность пропустить нужную отметку.

В процессе приготовления раствора в жидкость нужно вливать кислоту, а не наоборот.

При определённых обстоятельствах не представляется возможным исправить плотность электролита. Поэтому есть только один выход: купить новый аккумулятор. Возникает вопрос: как определить такие случаи? Очень просто: электролит становится коричневого оттенка, что свидетельствует об осыпании активной массы, принимающей участие в реакции электрохимического плана. Следовательно, это приводит к постепенной поломке аккумуляторной батареи.

Чтобы такая ситуация не застала врасплох, необходимо знать, что хороший АКБ будет служить в течение 5 лет при следовании всем эксплуатационным правилам. Следовательно, если данный срок истёк, то нет смысла проводить манипуляции по ремонту батареи. Если вы хотите, чтобы ваш прибор прослужил положенный срок, то следуйте следующим указаниям:

  • контролируйте плотность с помощью ареометра;
  • обеспечивайте грамотное обслуживание;
  • проверять уровень заряда.

Чем грозит завышенная или заниженная плотность электролита?

Оптимальный уровень плотности находится в пределах от 1,27 до 1,35 г/см3 в соответствии с сезоном и температурным режимом региона. Если значение рассматриваемого показателя выше нормы, то это свидетельствует о завышении, что отрицательно влияет на функционирование автомобиля. Данный процесс может привести к повреждениям аккумуляторной батареи. В ситуациях, при которых наблюдается противоположная картина, существует вероятность того, что автомобиль не заведётся. Главная причина в том, что АКБ замёрзнет при низких температурах.

Следовательно, необходимо контролировать значение, чтобы плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом соответствовала оптимальной. Это поможет избежать возникновения непредвиденных обстоятельств. Однако сделать подобное проблематично, так как плотность изменяется при разных уровнях заряда аккумулятора. Например, при её уменьшении происходит поглощение дистиллированной жидкости батареей, что приводит к увеличению концентрации показателя. В обратных ситуациях возникает процесс сульфатации, ведущий к снижению уровня плотности. В результате этой химической реакции пластины наглухо закрываются и теряют возможность правильно заряжаться. Главный исход – выход из строя АКБ.

Плотность электролита в аккумуляторе — зимой и летом: таблица

Большая часть аккумуляторных батарей, которые продаются в России, относится к полуобслуживаемым. Это означает, что владелец может откручивать пробки, проверять уровень и плотность электролита и при необходимости доливать внутрь дистиллированную воду. Все кислотные АКБ, когда только поступают в продажу, заряжены, как правило, на 80 процентов. При покупке следите за тем, чтобы продавец выполнил предпродажную проверку, одним из пунктов которой является проверка плотности электролита в каждой из банок.

В сегодняшней статье на нашем портале Vodi.su мы рассмотрим понятие плотности электролита: что это такое, какой она должна быть зимой и летом, как ее повысить.

В кислотных АКБ в качестве электролита применяется раствор h4SO4, то есть серной кислоты. Плотность напрямую связана с процентным содержанием раствора — чем больше серы, тем она выше. Еще один немаловажный фактор — температура самого электролита и окружающего воздуха. Зимой плотность должна быть выше, чем летом. Если же она упадет до критической отметки, то электролит попросту замерзнет со всеми вытекающими последствиями.

Измеряется данный показатель в граммах на сантиметр кубический — г/см3. Измеряют ее при помощи простого прибора ареометра, который собой представляет стеклянную колбу с грушей на конце и поплавком со шкалой в середине. При покупке нового АКБ продавец обязан измерить плотность, она должна составлять, в зависимости от географической и климатической зоны, 1,20-1,28 г/см3. Допускается разница по банкам не более 0,01 г/см3. Если же разница больше, это свидетельствует о возможном коротком замыкании в одной из ячеек. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, это говорит как о полном разряде батареи, так и о сульфатации пластин.

Помимо измерения плотности продавец должен также проверить, как аккумулятор держит нагрузку. Для этого применяют нагрузочную вилку. В идеале напряжение должно падать с 12 до девяти Вольт и держаться на этой отметке некоторое время. Если же оно падает быстрее, а электролит в одной из банок кипит и выделяет пар, значит от покупки этой АКБ следует отказаться.

Плотность в зимний и летний период

Более детально данный параметр для вашей конкретной модели АКБ нужно изучить в гарантийном талоне. Созданы специальные таблицы для различных температур, при которых электролит может замерзнуть. Так, при плотности 1,09 г/см3 замерзание происходит при -7°С. Для условий севера плотность должна превышать 1,28-1,29 г/см3, ведь при таком показателе температура его замерзания составляет -66°С.

Плотность обычно указывают для температуры воздуха +25°С. Она должна составлять для полностью заряженной батареи:

  • 1,29 г/см3 — для температур в пределах от -30 до -50°С;
  • 1,28 — при -15-30°С;
  • 1,27 — при -4-15°С;
  • 1,24-1,26 — при более высоких температурах.

Таким образом, если вы эксплуатируете автомобиль в летний период в географических широтах Москвы или Санкт-Петербурга, плотность может быть в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой же, когда температуры опускаются ниже -20-30°С, плотность повышается до 1,28 г/см3.

Обратите внимание, что “повышать” ее искусственно никак не нужно. Вы попросту продолжаете пользоваться своим автомобилем в обычном режиме. А вот если АКБ быстро разряжается, имеется смысл провести диагностику и при необходимости поставить на зарядку. В случае же, если машина долго стоит на морозе без работы, АКБ лучше снять и унести в теплое место, иначе он от длительного простоя попросту разрядится, а электролит начнет кристаллизоваться.

Практические советы по эксплуатации АКБ

Самое основное правило, которое следует запомнить, — в батарею ни в коем случае нельзя заливать серную кислоту. Повышать плотность таким образом вредно, так как при повышении активизируются химические процессы, а именно сульфатации и коррозии, и уже через год пластины станут полностью ржавыми.

Регулярно проверяйте уровень электролита и при его падении доливайте дистиллированную воду. Затем АКБ нужно либо поставить на зарядку, чтобы кислота смешалась с водой, либо зарядить АКБ от генератора во время длительной поездки.

Если машину ставите «на прикол», то есть некоторое время не используете ее, то, даже если среднесуточные температуры опускаются ниже нуля, нужно позаботиться о том, чтобы АКБ был полностью заряжен. Это минимизирует риск замерзания электролита и разрушения свинцовых пластин.

При падении плотности электролита увеличивается его сопротивление, из-за чего, собственно, и затруднен запуск двигателя. Поэтому прежде, чем завести мотор, прогрейте электролит, включив на некоторое время фары или другое электрооборудование. Не забывайте также проверять состояние клемм и очищать их. Из-за плохого контакта пускового тока недостаточно для создания нужного крутящего момента.

Плотность аккумулятора зимой и летом, какой аккумулятор лучше для зимы

Правильное обслуживание автомобиля, позволяющее без особых проблем использовать его в любое время года, включает и заботу о его батарее. Кроме своевременной зарядки, необходимо также знать, какова плотность аккумулятора зимой и летом и как это влияет на эксплуатацию автомобиля.

Для машин используют свинцово-кислотные АКБ. Устройство аккумулятора этого вида таково, что электроды изготавливаются из свинца с примесью других металлов, а в роли электролита выступает водный раствор серной кислоты. Обычно соотношение этих двух веществ составляет 65% для воды и 35% для кислоты.

Под плотностью АКБ имеют в виду густоту электролита. От этого показателя зависит то, насколько хорошо батарея будет держать заряд, и срок службы пластин. Считается, что показатели плотности аккумулятора зимой и летом должны отличаться. Усредненное значение этой величины, при котором работа батареи считается нормальной, — 1,27 – 1,29 г/см3. Летом эти цифры могут быть немного меньше.

Обратите внимание: лучшие современные аккумуляторы для автомобилей не требуют корректировки плотности электролита, если, конечно, не эксплуатируются при температурах ниже 60°С. Речь идет о необслуживаемых АКБ, особенно заряженных гелевым электролитом.

Зимой

Плотность электролита в аккумуляторе зимой, особенно при сильных морозах, должна быть немного выше, чем обычно, но не превышать 1,35 г/см3. В чем причина? Во-первых, жидкость, в которой доля воды слишком высока, при минусовой температуре имеет все шансы замерзнуть. Вторая причина, по которой в холодное время года нужен более концентрированный раствор, — реакция на мороз остальных механизмов автомобиля. Чтобы заставить работать замерзшие детали, требуется большее количество энергии, чем в благоприятных условиях. Это справедливо даже для лучших моделей авто.

Реакция батареи на холод будет зависеть еще и от полноты заряда, так как при разряде доля кислоты заметно снижается. Соответственно, если изначально соотношение было меньше нормы, то при разрядке оно упадет до совсем неподходящих значений.

Несколько цифр, демонстрирующих взаимосвязь заряда и соотношения воды и кислоты в электролите:

  • Если первоначальная плотность — 1,30 г/см3, то при разряде на 25% она снизится до 1,26 г/см3, а при половинном заряде — до 1,22.
  • При начальном уровне 1,27 величина уменьшится до 1,23 и 1,19 соответственно.
  • Если соотношение воды и кислоты соответствовало 1,23 г/см3, то при разряде оно уменьшится до 1,19 и 1,15.

Температура, при которой возникает опасность замерзания электролита плотностью 1,20 г/см3 , равна -20°С. Аккумулятор для зимы обязательно должен быть заряжен не меньше, чем наполовину, а соотношение между водой и кислотой в электролите должно быть не ниже 1,27 г/см3.

Автомобиль с установленным аккумулятором можно без лишних опасений оставлять на зиму на улице, если температура не падает ниже 10°С. Электролит при таких условиях не замерзает. Если в зимний период не планируется эксплуатация батареи, самый лучший вариант — снять ее и оставить в сухом прохладном месте, предварительно полностью зарядив.

Что делать, если автомобиль простоял всю зиму с подключенной АКБ? Самый плохой вариант развития ситуации — замена источника питания. Есть несколько способов уменьшить вред, который может нанести устройству холод.

Перед наступлением холодов:

  • очистить корпус ото всех загрязнений;
  • зачистить и обработать смазкой клеммы;
  • полностью зарядить аккумулятор.

Во время эксплуатации:

  • укрыть корпус теплоизоляционным материалом;
  • перед долгой поездкой будет не лишним оставить АКБ на ночь дома;
  • прогревать авто, не включая дополнительные потребители энергии.

Если машина простояла при минусовой температуре без эксплуатации, но с подключенным источником питания, ее подготовка к работе обязательно должна включать осмотр АКБ, проверку уровня и густоты электролита в ней. Устройство обязательно понадобится зарядить.

Как выбрать АКБ для зимы?

Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.

Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

  • Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
  • Соответствие технических требований АКБ и машины.
  • Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?

Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов. Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.

При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.

Что такое плотность электролита и от чего она зависит?

Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см3).

На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность. Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:

  • дефект ячейки;
  • обрыв внутренней цепи батарей;
  • глубокий разряд АКБ или одной из его секций.

Почему замерзает аккумулятор?

Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см3.

Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?». Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:

 

Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С Плотность электролита при 25°C, г/см³ Температура замерзания, °С
1,09 -7 1,22 -40
1,1 -8 1,23 -42
1,11 -9 1,24 -50
1,12 -10 1,25 -54
1,13 -12 1,26 -58
1,14 -14 1,27 -68
1,15 -16 1,28 -74
1,16 -18 1,29 -68
1,17 -20 1,3 -66
1,18 -22 1,31 -64
1,19 -25 1,32 -57
1,2 -28 1,33 -54
1,21 -34 1,4 -37

Таблица 1. Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля зимой.

Как повысить плотность если она низкая?

Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.

Внимание! Замерять плотность нужно только в полностью заряженной аккумуляторной батарее.

Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.

Для корректировки понадобится:

  • ареометр;
  • мерная емкость;
  • посуда для приготовления смеси;
  • спринцовка;
  • серная кислота или корректирующий электролит;
  • дистиллированная вода.

Процедура проводится следующим образом:

  1. Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
  2. Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
  3. После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
  4. По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
  5. Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.

Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см3. Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.

Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см

3

Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита. Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см3, то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.

Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.

Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.

Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.

Оптимальная плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Споры по вопросу правильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов ведутся давно, и конца им не видно. Это объясняется, в том числе, и тем, что число автолюбителей неуклонно растет, и каждый из тех, кто смог проехать самостоятельно даже пару сотню метров, уже априори считает себя авторитетом в данной области и высказывает «авторские», порой безапелляционные, суждения.

Если «пройтись» по Интернету, то порой встречается и такое, что вполне можно засомневаться в собственной компетенции, пожалеть о напрасно потраченных годах и даже пересмотреть свое мировоззрение.

Но это еще полбеды. Дело в том, что даже у профессионалов мнения по некоторым вопросам не всегда совпадают. Поэтому попробуем суммировать всю доступную информацию и вывести «среднее арифметическое», не кидаясь в крайности. Не будем утруждать читателя пояснениями относительно всех нюансов химических процессов, протекающих в АКБ, специфическими терминами, а рассмотрим проблему поддержания плотности электролита в аккумуляторе зимой и летом на приемлемом уровне с чисто практической точки зрения.

Главный советчик по уходу и сбережению аккумулятора, в том числе, и по плотности электролита – Производитель!

К каждой батарее прилагается сопроводительный документ (памятка, инструкция или что-то еще – не суть важно). Но именно в нем написано то, что необходимо знать автовладельцу и  учитывать при эксплуатации конкретной батареи. Только тот, кто ее изготовил, разбирается во всех тонкостях ухода.

Например, к какой категории относится АКБ – обслуживаемые, малообслуживаемые (не требующие регулярной доливки воды на протяжении многих месяцев) или необслуживаемые. А то, что они бывают разными и по материалам, и по технологии изготовления (и так далее), объяснять, думается, никому не стоит.

Максимальный, причем систематический, разряд батареи резко снижает срок ее пригодности к эксплуатации. Это никем не оспаривается. Дело в том, что он вызывает повышенную сульфатацию пластин (отложение солей), и часто такой процесс становится необратимым. Слишком «запущенный» аккумулятор восстановлению не подлежит, и его дальнейший путь – в утиль, даже если он не так уж и давно приобретен.

Для батареи одинакова вредна как пониженная, так и повышенная плотность электролита. Если он (в силу разряженности аккумулятора) мало чем отличается от воды, то банки при низких температурах могут просто замерзнуть. Кроме того, такие понятия, как «плотность» и «емкость» батареи, взаимосвязаны (прямая зависимость). Следовательно, возникнут не только проблемы с запуском движка, но и с необходимостью более частой постановки на зарядку.

Излишняя же плотность провоцирует активацию химических процессов, которые в батарее протекают постоянно, независимо от того, «работает» она или «отдыхает». А это влечет более интенсивное разрушение пластин и снижает срок службы изделия.

Для каждого региона есть свое значение оптимальной плотности электролита, поэтому единой рекомендации изначально быть не может. Например, для условий Крайнего Севера – не менее 1,29. Поэтому необходимо ориентироваться не только на сезон, но и на критические значения температуры, которыми характеризуется данная местность. Следовательно, встречающиеся в интернете советы о поддержании плотности на уровне 1,26 – 1,27 можно расценивать только как общую рекомендацию. Кстати, такой показатель приемлем для большей части территории РФ, наверное, поэтому его часто и упоминают.

Учитывая сказанное, есть смысл выяснить минимально допустимое (критическое) значение плотности, ниже которого оно не должно опускаться. И вот тут нужно вспомнить об инструкции Производителя! Хотя есть и распространенное правило – не менее 1,23.

Практические советы
  • В зимний период запуск двигателя, как правило, затруднен. Поэтому, если машина стояла в холодном боксе и АКБ с нее не снималась, то ее желательно предварительно прогреть (повысить температуру электролита). Самый простой способ – включить осветительные приборы (например, дальний свет).
  • Необходимо чаще контролировать состояние клемм, особенно при сезонном понижении температуры. Уменьшение плотности электролита влечет увеличение значения внутреннего сопротивления батареи, а, следовательно, и всей эл/цепи «запуска». Вспомнив закон Ома, несложно понять, что пусковой ток становится несколько меньше, что и затрудняет работу стартера (не создается должный крутящий момент).
  • Если в батарею требуется долить воду (дистиллированную), то специалисты рекомендуют делать это, не снимая АКБ с машины и при запущенном двигателе. Объясняется это следующими причинами.

Во-первых, значения плотностей электролита и воды отличаются, и такой способ доведения уровня в банках до нормы обеспечивает качественное перемешивание жидкостей.

Во-вторых, если долить воды и после этого не эксплуатировать машину, а уйти хотя бы на время, то она может элементарно замерзнуть, так как легче электролита и, следовательно, будет являться «поверхностным слоем» жидкости в каждой банке.

  • Ни в коем случае нельзя добиваться повышения значения плотности путем банального добавления в электролит кислоты!!! Объяснение простое – чем агрессивнее среда, тем меньше срок пригодности АКБ к использованию. Именно по этой причине некоторые автомобилисты не могут понять, почему уже через год после приобретения вроде бы новая батарея уже ни на что не годится. Вывод – только постановка на зарядку.
  • Многие автомобилисты в зимний период ставят машину «на прикол». Им не рекомендуется оставлять АКБ по месту установки. Целесообразнее ее снять, полностью зарядить и перенести в прохладное помещение (например, спустить в погреб), предварительно «укутав» во влагонепроницаемый материал. В каждом регионе «своя» зима (по продолжительности). Поэтому не реже раза в пару месяцев ее стоит проверять «на плотность» и при необходимости подзаряжать. Такая аккуратность в уходе вполне окупится более продолжительным сроком эксплуатации батареи.

И напоследок — не нужно стесняться спрашивать советов у людей опытных. В любом гаражном комплексе есть автолюбители, которые характеризуются продолжительной безаварийной эксплуатацией, аккуратностью в уходе за «железным конем». А если такой человек имеет и большой стаж вождения (а значит, и обслуживания), то его рекомендации (и по плотности тоже), лишними никак не будут.

Эксплуатация, зарядка, хранение аккумуляторной батареи

23.12.2019

Содержание
1. Техническое отступление
2.Основные характеристики аккумуляторных батарей
2.1. Расход воды
2.2. Долговечность батареи
2.3. Рекомендации по эксплуатации
3. Терминология
4. Маркировка АКБ
5. Выбор и покупка АКБ
6. Установка АКБ
7. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию
7.1. Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации
7.2. Продление жизни новой батарее
7.3. Зарядка аккумулятора зарядным устройством
8. Особенности эксплуатации АКБ в зимний период
8.1. Прикуривание от другого автомобиля
9. Особенности эксплуатации АКБ в летний период
10. Вопросы безопасности
11. Хранение аккумуляторной батареи
12. Приложения
12.1. Реанимация аккумулятора
12.2. Ещё несколько способов, основанных на использовании электрического тока

Скрыть содержание

1. Техническое отступление

Назначение автомобильной аккумуляторной батареи понятно каждому мало-мальски сведущему в технических вопросах автолюбителю. С первой ее функцией — обеспечением запуска двигателя — мы сталкиваемся каждый день. Есть и вторая — реже применяемая, но от того не менее значимая — использование в качестве аварийного источника питания при выходе из строя генератора. Кроме того, на современных автомобилях с инжекторным впрыском аккумулятор выполняет роль сглаживателя пульсаций напряжения, выдаваемого генератором. Из этого следует, что следует крайне осторожно относиться к отключению аккумулятора на работающем двигателе. Карбюраторному двигателю ничего не будет, а вот как поведёт себя компьютер, управляющий распределённым впрыском — одному богу известно… Можно загубить компьютер.
Все стартерные батареи, выпускаемые в настоящее время для автомобилей, являются свинцово-кислотными. В основу их работы заложен известный еще с 1858 г., и по сей день остающийся практически неизменным принцип двойной сульфатации.

Как наглядно видно из формулы, при разряде батареи (стрелка вправо) происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца, осаждающийся на поверхности отрицательно заряженной пластины и вода. В итоге плотность электролита падает. При зарядке батареи от внешнего источника происходят обратные электрохимические процессы (стрелка влево), что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных — диоксида свинца. Одновременно с этим повышается плотность электролита.
Любая автомобильная батарея представляет из себя корпус — контейнер, разделенный на шесть изолированных ячеек — банок (см. рис.1).

Каждая банка является законченным источником питания напряжением порядка 2.1 В. В банке находится набор положительных и отрицательных пластин, отделенных друг от друга сепараторами. Как известно из школьного курса физики, две разнозаряженные пластины уже сами по себе являются источником постоянного напряжения, параллельное же их соединение увеличивает ток. Последовательное соединение шести банок и дает батарею с напряжением порядка 12.6-12.8 В. Любая из пластин, как положительная, так и отрицательная, есть ни что иное, как свинцовая решетка, заполненная активной массой. Активная масса имеет пористую структуру с тем, чтобы электролит заходил в как можно более глубокие слои и охватывал больший ее объем. Роль активной массы в отрицательных пластинах выполняет свинец, в положительных — диоксид свинца.
Вес залитой АКБ ёмкостью 55 Ач составляет около 16.5 кг. Эта цифра складывается из массы электролита — 5кг (что соответствует 4,5 л), массы свинца и всех его соединений — 10 кг, а также 1 кг, приходящегося на долю бака и сепараторов.

2. Основные характеристики аккумуляторных батарей

2.0. Электродвижущая сила (ЭДС)
Зависимость ЭДС (грубо говоря, напряжение на выводах аккумулятора) от плотности электролита выглядит так:

Е = 6 * (0,84 + р) , где Е — ЭДС аккумулятора , (В) р — приведенная к температуре 5°С плотность электролита , г/мл

2.1. Расход воды
Показатель, имеющий непосредственное отношение к степени обслуживаемости батареи. Определяется в лабораторных условиях. Батарея считается необслуживаемой, если она имеет очень низкий расход воды в эксплуатации. Необслуживаемые батареи не требуют доливки дистиллированной воды в течении года и более при условии исправной работы регулятора напряжения.
На расход воды прямое влияние оказывает процентное содержание сурьмы в свинцовых решетках пластин. Как известно, сурьма добавляется для придания пластинам достаточной механической прочности. Однако у каждой медали есть обратная сторона. Сурьма способствует расщеплению воды на кислород и водород, следствием чего является выкипание воды и снижение уровня электролита. В батареях предыдущего поколения содержание сурьмы доходило до 10%, в современных этот показатель снижен до 1.5 %.
Панацею от этой беды фирмы видят в освоении т.н. гибридной технологии — замене сурьмы в одной из пластин на кальций. Кальций в решетке является веществом нейтральным по отношению к воде, не снижая при этом механической прочности решеток. А потому разложения воды не происходит и уровень электролита остается неизменным.
Преимущества «кальциевых» АКБ — можно устанавливать в местах , не не требующих удобного доступа для обслуживания. Меньше вероятность выхода из строя из-за коррозии решеток электродов. Лучшие стартерные характеристики.
Недостаток «кальциевых» АКБ — при глубоких разрядах происходит образование нерастворимых солей кальция, и емкость АКБ необратимо теряется. Производители АКБ пытаются устранить этот недостаток добавлением в АКБ серебра и др. компонентов, результат пока окончательно не ясен.

2.2. Долговечность батареи
Средний срок службы современных АКБ при условии соблюдения правил эксплуатации — а это недопущение глубоких разрядов и перезарядов, в том числе по вине регулятора напряжения — составляет 4-5 лет.
Наиболее губительными для батарей являются глубокие разряды. Оставленные на ночь включенными световые приборы, либо другие потребители способны разрядить ее до плотности 1.12 — 1.15 г/см3, т.е. практически до воды, что приводит к главной беде аккумуляторов — сульфатации свинцовых пластин. Пластины покрываются белым налетом, который постепенно кристаллизуется, после чего батарею практически невозможно восстановить. Отсюда вытекает главный вывод — необходимо постоянно следить за состоянием батареи, периодически замерять плотность электролита. Особенно актуально это в зимнее время. Следует отметить, что сульфатация в определенных пределах — явление нормальное и присутствует всегда. (Вспомните — на основе теории двойной сульфатации построен принцип работы батарей). Но при малом разряде и последующей зарядке батарея легко восстанавливается до исходного состояния. Это возможно и при глубоком разряде батареи, но только в том случае, если следом сразу, же последует заряд. Если же разряжать батарею длительное время, не давая ей «подпитки», то падение плотности, ниже критического значения неизбежно приводит к образованию кристаллов сульфата свинца, не вступающих в реакцию ни при каких обстоятельствах. А это означает, что начался необратимый процесс сульфатации.
Не менее опасен для батареи и перезаряд. Это происходит при неисправном регуляторе напряжения. При этом электролит начинает «кипеть» — происходит разложение воды на кислород и водород, и понижение уровня электролита. Вот почему необходимо следить за зарядным напряжением. Естественно, это не составляет труда, если на панели приборов присутствует вольтметр. Ну а если его нет? В этом случае также можно довольно просто оценить зарядное напряжение. Для этого запустите и прогрейте двигатель, установив средние обороты и подключите тестер (в режиме вольтметра) между «+» и «массой» аккумуляторной батареи. Нормальный зарядный режим батареи обеспечивается в диапазоне 14±0.5В. Если напряжение меньше — стоит проверить натяжение ремня, надежность контактных соединений цепей системы электроснабжения. Если же это не помогает — неисправность нужно искать в регуляторе напряжения. Впрочем, точно также вина ложится на регулятор, если напряжение превышает 14.5В.
В последнее время широкое распространение получили сепараторы карманного типа — т. н. конвертные сепараторы. Их название говорит за себя — в эти конверты помещают одноименно заряженные пластины. Такая конструкция увеличивает срок службы батареи, так как осыпающаяся в процессе эксплуатации активная масса остается в конверте, тем самым предотвращается замыкание пластин.

2.3. Рекомендации по эксплуатации
Батарея, не эксплуатировавшаяся в течении длительного времени (4-5 мес. ) нуждается в подзарядке. Связано это с тем, что батареям свойственно такое явление, как саморазряд. На графиках рис.2,3 показаны характеризующие саморазряд величины для различных батарей. В первом случае — это снижение плотности от времени хранения, во втором — падение напряжения.

Впрочем, зачастую подзарядки требует и находящаяся в эксплуатации батарея. Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение — 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность электролита, тем сильнее батарея разряжена. Уменьшение плотности на 0.01 г/см3 по сравнению с номинальной означает, что батарея разрядилась примерно на 6 — 8%. Используя график (см. рис.4) можно оценить зависимость степени разряженности батареи от плотности. Степень разряженности определяют по той банке, в которой плотность электролита минимальная. Всем известна аксиома, тем не менее, позволим повторить ее еще раз — батарею, разряженную летом более чем на 50%, а зимой более чем на 25%, необходимо снять с автомобиля и зарядить. При этом следует помнить, что пониженная плотность зимой более опасна, т.к. кроме всего прочего может привести к замерзанию электролита. Так, при плотности электролита 1.2 г/см3 температура его замерзания составляет около -20°С.
Также необходимо подзарядить батарею, если плотность в разных банках отличается более чем на 0.02 г/см3. Оптимальной является зарядка батареи током, равным 0.05 от ее ёмкости. Для батареи с ёмкостью 55 Ач эта величина составляет 2.75 А. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако не стоит впадать в крайность — при совсем низком токе батарея просто не «закипит», к тому же время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея «закипит» значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%. Признаками окончания зарядки служит бурное выделение газа (т.н. «кипение») и неизменяющаяся на протяжении 1-2 часов плотность электролита.
Для ориентировочной оценки времени, требуемого на зарядку батареи, можно воспользоваться следующим алгоритмом.

Первоначально, используя график (рис.4) необходимо определить степень разряженности батареи, исходя из реальной плотности АКБ, замеренной ареометром. Далее по степени разряженности определяем потерянную ёмкость (или ёмкость, которую необходимо принять батарее).
Затем, выбрав величину зарядного тока, вычисляем ориентировочное время зарядки по формуле:

Тут следует отметить, что не вся энергия идет на повышение ёмкости. КПД процесса составляет 60-80%, остальное тратится на нагрев, а также связанные с этим электрохимические процессы. Потому реальное время увеличивается примерно в полтора раза от расчетного (что и учитывается коэффициентом «1.5» в формуле).

Нужно сказать, что использование данного алгоритма оправдано лишь для облегчения процедуры, но ни в коей мере не избавляет от контроля за ходом зарядки. Процесс заряда, а особенно его окончание Вам необходимо контролировать самому, дабы не прозевать начало бурного кипения.
Другой вариант — использование для этих целей автоматических зарядных устройств, отличающихся тем, что зарядка идет при постоянном напряжении, но автоматически изменяющемся в зависимости от степени заряженности батареи токе. При этом зарядное устройство перестает давать ток, если батарея полностью заряжена. Принцип, используемый в подобных устройствах аналогичен зарядке от генератора на автомобиле.
Для примера определим время зарядки батареи ёмкостью 55 Ач током в 5А, плотность которой составляет 1. 25 г/см3. Как видно из графика, при данной плотности батарея разряжена на 25%, что означает потерю ёмкости на величину

Таким образом, примерное время зарядки

Каждодневным способом зарядки батареи является ее заряд от бортовой сети автомобиля (естественно, при условии исправности последней). При данном способе, во первых, невозможен перезаряд, а во-вторых, происходит постоянное перемешивание электролита и наиболее полное его проникновение во внутренние слои активной массы.
Однако было бы ошибочным полагать, что заряд батареи начинается сразу же после пуска двигателя и продолжается все время, пока двигатель в работе. Исследования показывают, что батарея начинает принимать заряд только после прогрева электролита до положительной температуры, что при эксплуатации в зимних условиях происходит примерно через час после начала движения. Именно этим и опасен довольно распространенный, по крайней мере, в нашем автомобильном городе, способ эксплуатации транспортных средств. Холодный запуск зимой с получасовым движением до работы, и затем редкие непродолжительные поездки на протяжении рабочего дня не дают прогреться электролиту и, следовательно, зарядиться Вашей батарее. Тем самым разряженность АКБ увеличивается изо дня в день и в итоге может привести к печальному результату. Из этого следует, что зимой необходимо проверять состояние АКБ и своевременно подзаряжать ее регулярно
Физические процессы, происходящие при пуске двигателя, отличаются от процессов при разряде батареи потребителями. При пуске участвует не весь объем активной массы и электролита, а лишь та ее часть, которая находится на поверхности пластин и соприкасающийся с поверхностью пластин электролит. Поэтому, после неудачной попытки запустить двигатель, следует подождать некоторое время для того, чтобы электролит перемешался, плотность его выровнялась, он проник в поры активной массы. Нормальный запуск двигателя при однократном вращении стартера в течении 10с забирает ёмкость 300А х 10с = 3000 Ас = 0. 83 Ач, что составляет около 1.5% от ёмкости аккумулятора.
При медленном же разряде участвуют не только поверхностные слои активной массы, но и глубинные, потому и разряд происходит более глубокий. Однако это не означает, что стартерные режимы не так губительны для батареи — стартером точно также можно разрядить батарею до критической величины.
Каковы же признаки выхода из строя батареи? Батарея не заряжается, плотность низкая и не повышается в процессе заряда. Большой саморазряд — батарея зарядилась, но не держит заряд. Можно попытаться потренировать батарею, однако если произошло осыпание активной массы пластин, либо кристаллизация сульфата свинца, то это уже не исправить.
Вообще, освоить способ оценки степени возможной разрядки батареи от каких-либо действий (в том числе и осознанных) не составит большого труда. Необходимо усвоить несколько истин и запомнить несколько цифр.
Батарея начинает принимать заряд лишь только после прогрева электролита до положительной температуры (как вы понимаете, при температуре воздуха -20°С температура электролита в батарее хранящегося на свежем воздухе автомобиля будет примерно такой же. )
Коэффициент полезного действия процесса зарядки составляет примерно 50%.
Каждый автомобильный генератор характеризуется следующими показателями:
ток отдачи генератора при работе двигателя на холостом ходу.
ток отдачи генератора при работе двигателя на номинальных оборотах.
Для ВАЗовских автомобилей эти цифры имеют следующие значения:

Таблица 1
Модель автомобиля…………………..2101-2106……2108-2109……2110
ток отдачи на холостом ходу…………….16………………24…………..35
ток отдачи на номинальных оборотах 42……………….55…………..80

Как видно из таблицы, на последних моделях автомобилей Волжского автозавода устанавливаются генераторы, имеющие характеристики тока отдачи, в два раза превосходящие по величине характеристики генераторов первых моделей.

И наконец, примерное потребление энергии автомобильными потребителями:

Таблица 2
потребитель……….ток, А (приблизительно)
зажигание. …………….2
габариты……………….4
ближний свет…………9
дальний свет………..12
обогрев стекла……10-11
стеклоподьемник…20-30

вентилятор отопителя:
1-я скорость…………5-7
2-я скорость……….10-11
стеклоочистители…3-5
магнитола…………….5
ИТОГО……………….38-48

Таким образом, оставленные включенными габариты за три часа «съедят» 4А х 3ч= 12 Ач ёмкости батареи, что соответствует разряду приблизительно на 20%. Это не страшно для одного раза. Однако повторив это ещё раз, Вы уже рискуете не завести свою машину, особенно, если дело происходит зимой, т.к. разряд составит порядка 40% (тем более, что к тому же зимой батареи, как правило, эксплуатируются заряженными далеко не на 100%).
Аналогично можно прикинуть, что Вы имеете при продолжительной работе двигателя на холостом ходу. Как уже показано выше, ток отдачи генератора автомобиля ВАЗ-2108 на холостом ходу составляет 24А. Вычитаем из этой величины 2А, необходимые для обслуживания системы зажигания. Остается 22А. Используя таблицу 2, нетрудно прикинуть, что можно включать с тем, чтобы хоть немного досталось бы и аккумулятору (при этом помните про КПД зарядки, составляющий 50%).
Для владельцев иномарок с автоматической коробкой передач картина ещё более сложная. Обычно, стоя в пробке или на светофоре, Вы не переключаетесь на нейтраль, а давите ногой на тормоз. Это понижает обороты двигателя от стандартных 800-900 об./мин. до 600-700 об./мин., что, соответственно понизит ток, выдаваемый генератором, а стоп-сигналы добавят ещё пару ампер потребления тока. Да и обогрев заднего стекла у немцев, например, существенно мощнее, чем у отечественных автомобилей.
Следует знать, что зимние условия эксплуатации автомобиля в принципе очень тяжелы для аккумуляторной батареи. Наверняка будут полезны следующие данные. Результаты проводимых в ГДР исследований говорят о том, что при эксплуатации автомобиля в очень тяжелых условиях (испытания по так называемому режиму «город-зима-ночь») аккумулятор получает порядка 1Ач в час

3.
Терминология

Аккумуляторная батарея — один из основных элементов электрооборудования автомобиля, поскольку она накапливает и хранит электроэнергию, обеспечивает запуск двигателя в различных климатических условиях, а также питает электроприборы при неработающем двигателе.
Автомобильные свинцово-кислотные 12-вольтовые АКБ состоят из 6-ти последовательно соединенных элементов (банок), объединенных в общий корпус. Каждая банка имеет газоотвод, конструкции которого могут существенно отличаться.
Электролит представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде (для средней полосы России плотностью 1.27-1.28 г/см3 при t=+20°С). Кипение электролита — бурное выделение газа при электролитическом разложении воды с выделением кислорода и водорода. Это происходит во время заряда батареи.
Саморазряд — самопроизвольное снижение ёмкости АКБ при бездействии. Скорость саморазряда зависит от материала пластин, химических примесей в электролите, его плотности, от чистоты верхней части корпуса батареи и продолжительности ее эксплуатации.
Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи без нагрузки (ЭДС — электродвижущая сила) должно находиться в пределах 12.6-12.9 В. Напряжение в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе несколько выше, чем на клеммах АКБ, и должно находиться в пределах 14.0-14.2 В (0,2 В от крайних значений). Значение напряжения ниже 13.8 В ведет к недозаряду батареи, а выше 14.4В — к перезаряду, что одинаково пагубно сказывается на ее сроке службы.
Полярность аккумуляторной батареи — термин, определяющий расположение токосъемных выводов на ее корпусе. На зарубежных батареях полярность может быть прямой или обратной, т. е. ориентировка положительного и отрицательного выводов относительно корпуса может быть различной. По российскому стандарту (если смотреть со стороны выводов) отрицательный (-) должен располагаться справа, положительный (+) слева.
Емкость батареи — способность батареи принимать и отдавать энергию — измеряется в ампер-часах (Ач). Для оценки ёмкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0. 05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной ёмкости). Т.е., если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75 А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.
Данная характеристика определяет возможность питать потребителей в экстремальной ситуации (при отказе генератора). Характеризуется объемом активной массы.
Значение тока холодного старта при -18°С (по DIN) — Величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре -18°С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20°С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120А.) Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Сепараторы карманного типа без каких-либо других дополнений увеличивают напряжение батареи на 0.3В, одновременно улучшая стартовые характеристики. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.
Резервная ёмкость — время, в течении которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.
Корпус современных АКБ изготавливается из пластмассы, в большинстве случаев полупрозрачной, позволяющей контролировать уровень электролита.
Необслуживаемые батареи. Сразу следует оговориться, что этот термин не должен пониматься буквально и восприниматься как руководство к бездействию. Это название говорит об улучшенных потребительских свойствах батареи. Необслуживаемые АКБ требуют долива воды не чаще одного раза в год при условии использования их на автомобилях с исправным электрооборудованием и среднегодовым пробегом 15-20 тыс. км. Встречаются конструкции, исключающие всякое вмешательство на всем протяжении срока службы, но они особенно критичны к состоянию автомобильного электрооборудования.
Большинство необслуживаемых батарей выпускаются заводами-изготовителями, залитыми электролитом. Так как эти батареи имеют значительно меньший саморазряд, они могут храниться от 6 месяцев до 1 года без подзаряда. Саморазряд новых необслуживаемых батарей за 12 месяцев может составить до 50% от номинальной ёмкости.

4. Маркировка АКБ

На современные аккумуляторные батареи наносится следующая маркировка:

Некоторые батареи имеют такую маркировку:

Несмотря на то, что после ёмкости стоит значение 280А, цифра, интересующая нас и показывающая ток холодного старта по принятому у нас стандарту DIN равна 255А.
Обозначения основных характеристик на батареях различных производителей отличаются друг от друга. Большинство европейских производителей и значительная их часть в Азии руководствуются промышленным стандартом Германии DIN 43539 часть 2, который оговаривает два основных параметра: ёмкость батареи, измеряемую в ампер-часах (Ач) при +25°С, и ток стартерного разряда в амперах (А) при -18°С.
Батареи американских производителей испытываются по требованию американского стандарта SAE J537g, который включен в международный стандарт BCI и также вводит два основных параметра: резервную ёмкость, измеряемую в минутах при +27°С, и ток холодной прокрутки — в амперах при -18С. Стандарт SAE не предусматривает измерение ёмкости батареи в ампер-часах.
Первый рассматривает способность батареи к длительным разрядам меньшими токами, второй — разряд большими токами, но за меньший отрезок времени.
Пересчет значения тока стартерного разряда по европейскому стандарту DIN в ток холодной прокрутки по американскому стандарту SAE может производиться с помощью экспериментальных коэффициентов. Для батарей ёмкостью до 90Ач используется коэффициент 1.7, т. е. ISAE = 1.7 IDIN. Для батарей ёмкостью от 90 до 200 Ач используется коэффициент 1.6, т. е. ISAE = 1.6 IDIN.
В настоящее время в Европе наряду с немецким стандартом DIN введен новый единый стандарт En — 60095-1/93.
Кроме того, на необслуживаемых батареях проставляется соответствующая надпись. Чаще всего на русском, английском или немецком языке (либо на языке производителя, как например, на испанских батареях «Tudor»).

5. Выбор и покупка АКБ

Убедитесь, что выбираемая батарея соответствует конструктивным особенностям вашего автомобиля (ёмкость, место установки, способ крепления, полярность, форма и размер токосъемных выводов). Специализированные торговые фирмы имеют каталоги всего ассортимента, в которых систематизирована информация о модификациях и технических характеристиках.
Нецелесообразно на автомобиль с устаревшей системой электрооборудования устанавливать батарею, исключающую долив воды. Это приведет к сокращению ее срока службы или отказу.
Емкость батареи не должна существенно отличаться от указанной заводом-изготовителем автомобиля. Несоблюдение этого условия приводит к резкому сокращению службы, как батареи, так и стартера.
Очень неплохо знать рекомендуемую величину пускового тока для Вашего автомобиля. На многих (японских) автомобилях устанавливаются стартёры с редуктором. Это позволяет существенно уменьшить величину пускового тока, а значит существенно продлить жизнь Вашего аккумулятора.
Внимательно изучите текст гарантийного талона. Обратите особое внимание на те разделы, где перечислены: случаи, исключающие гарантийное обслуживание; адреса гарантийных мастерских; условия эксплуатации.
Маркировка аккумулятора должна иметь ссылку на стандарт (DIN, SAE, En или другие). В маркировке по стандарту SAE не указывается значение ёмкости в ампер-часах (Ач). Указание ёмкости в Ач в стандарте SAE – косвенный признак подделки. Наиболее подвержены подделкам дорогие аккумуляторы известных фирм-изготовителей, поэтому приобретать их лучше в торговых фирмах, заслуживающих доверие.
Большинство фирм-изготовителей кодирует дату выпуска АКБ. Современные необслуживаемые батареи допускают достаточно длительное хранение без существенной потери своих потребительских свойств, поэтому дата изготовления менее актуальна. Предпочтительнее приобретать залитый качественным заводским электролитом аккумулятор. Он готов к работе, легко поддается проверке. Не залитый сухозаряженный аккумулятор требует дополнительного времени и затрат на подготовку к эксплуатации.
Не спешите отдать деньги! Вы вправе требовать проверки аккумулятора. Первым делом сдерите с него защитную упаковочную пленку, какой бы красивой она ни была, и убедитесь, что корпус не поврежден – такое случается довольно часто. Затем попросите продавца измерить плотность электролита – она не должна быть ниже номинальной более чем на 0,02 г/см3 и одинаковой во всех банках, что соответствует примерно 80-процентной заряженности батареи. Последнюю проверку следует провести с нагрузочной вилкой – ее вольтметр должен показать 12.5–12.9 В при отключенной нагрузке, а при включенной – не опускаться в течение 10 секунд ниже 11В.
В случае отклонения от этих значений, батарея может оказаться частично или полностью непригодной к эксплуатации.
Если вам отказывают в проверке аккумулятора, не могут подтвердить качество товара сертификатом, гарантийным талоном, то лучше отказаться от покупки.

6. Установка АКБ

Перед установкой батареи обязательно полностью удалите с нее полиэтиленовую пленку. Газоотводные отверстия должны быть открытыми. Обратите внимание на правильность подключения. Клеммы АКБ рекомендуется зачистить и после закрепления смазать Литолом-24. Это делается для предохранения контактов от попадания влаги и окисления места контактов. Особенно это касается силовых проводов с медными (а не свинцовыми) наконечниками.
Очень важно уделить внимание проводам. Клеммы необходимо зачистить не только со стороны аккумулятора, но и с другой стороны. Место, куда крепится массовый провод (-) надо тоже тщательно зачистить от краски, масла и прочей грязи. Контакт затянуть туго. Это же касается клеммы на стартёре. Невнимание к проводам и контактам может очень сильно «выйти боком» зимой на морозе.
Батарея должна стоять на своём месте жёстко. Болтание её в крепёжных элементах недопустимо. Дополнительная вибрация скажется на долговечности батареи. Замыкание и осыпание пластин в банках чаще всего происходят именно из-за вибрации.
Обратите внимание, что на многих автомобилях батарея стоит довольно близко к выпускному коллектору. То есть летом ей будет довольно жарко, а это для батареи очень плохо! На «правильных» машинах предусмотрена термоизоляция АКБ от двигателя.

7. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию

Условия эксплуатации оказывают существенное влияние на срок службы аккумуляторной батареи. Частые запуски двигателя и поездки на короткие расстояния, неисправности электрооборудования (стартер, генератор, реле-регулятор), дополнительные потребители электроэнергии, несвоевременное обслуживание, ненадежное крепление батареи способны сильно сократить срок ее службы.
При продолжительном движении по трассе батарея может перезаряжаться (кипеть) — в городе с малыми пробегами и «пробками» она, как правило, разряжается (см. выше).
Генератор (при холостых оборотах двигателя) не обеспечивает работу большинства штатных потребителей, не говоря о дополнительных. Зимой ситуация усугубляется. К включенным габаритным огням, ближнему свету фар, стоп-сигналам, указателям поворота, аудиоаппаратуре добавляются обогрев заднего стекла и вентилятор отопителя. Ежедневный недозаряд батареи постепенно уменьшает ее ёмкость, что в итоге приводит к невозможности запуска двигателя стартером.
Отказ аккумуляторной батареи может быть вызван и током утечки в электрооборудовании автомобиля. Это происходит, когда при отключении всех потребителей один или часть из них остается включенным в электрическую цепь (неисправны выключатель или реле). Виновником может быть и сигнализация. После глубокого разряда АКБ может не восстановить свою первоначальную номинальную ёмкость. Батарея не сможет нормально работать, если для запуска двигателя требуется продолжительное включение стартера (неисправны системы питания, зажигания).

7.1. Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации сводится к проверке и приведению в соответствие с требованиями: уровня и плотности электролита; чистоты и надежности крепления электрических соединений батареи с корпусом автомобиля, параметров электрооборудования, крепления батареи. Необходимо также следить за правильным натяжением ремня генератора, очищать и смазывать выводы и клеммы, содержать батарею в чистоте. Протирайте верхнюю поверхность водным раствором питьевой соды. Доведение плотности электролита до требуемой производится путем заряда батареи от стационарного зарядного устройства.
Значение зарядного тока в амперах (А) не должно превышать 1/10 ёмкости батареи (упрощенно).

7.2. Продление жизни новой батарее
Коротко об этом сказать трудно. В первую очередь, следует залить электролит, точно соответствующий не только климатической зоне, но и сезону эксплуатации. Если батарея будет работать только в теплое время года, то плотность электролита может быть 1.20 г/см3, а если до -15°С — 1.24 г/см3 и т.д. Такая точность, безусловно, снизит скорость сульфатации пластин, следовательно, увеличит долговечность батареи.
На срок службы АКБ значительно влияет средняя степень заряженности, которая зависит от исправности реле-регулятора. Необходимо, чтобы эта величина поддерживалась не ниже 75%.

справка:
Установлено, что отклонение регулируемого напряжения на 10…12% вверх или вниз от оптимального сокращает срок службы батареи в 2…2.5 раза.

Во-первых, отрегулируйте двигатель так, чтобы он легко заводился с пол-оборота. Это предохранит АКБ от глубокого разряда. При пуске двигателя стартером через аккумуляторную батарею проходит ток в несколько сот Ампер, что не способствует ее долговечности. Поэтому, чем легче пуск двигателя, тем лучше для АКБ: она прослужит дольше.

справка:
Сокращение времени работы стартера вдвое при шести-восьми ежедневных пусках повышает срок службы аккумуляторной батареи приблизительно в 1.5 раза.

Во-вторых, отрегулируйте при необходимости реле-регулятор, чтобы напряжение было в пределах 13.8…14.4В. Это одно из важнейших условий. В-третьих, никогда не позволяйте снизиться уровню электролита в банках ниже требуемого.

справка:
Несвоевременная доливка в аккумуляторы дистиллированной воды может снизить срок службы батареи на 30%.

Эти простые советы, продлят жизнь АКБ.

Кроме этого, специалисты советуют при наличии зарядного устройства при любой возможности (например, на ночь) ставить аккумуляторную батарею на подзарядку малым током — около 1…2А. Для этого можно АКБ не снимать с автомобиля. Только эта операция, если ее проделывать регулярно, не реже одного раза в месяц, увеличивает срок службы батареи, по крайней мере, на год.

7.3. Зарядка аккумулятора зарядным устройством
Ну а теперь как заряжать? Зарядные устройства бывают с ручной и автоматической регулировкой (Орион PW-270, Орион PW-320) или автоматические (все остальные зарядные устройства Орион). Перед зарядкой необходимо открыть все газовые каналы: вывернуть пробки, снять крышки банок.
При зарядке важны три параметра: напряжение, ток зарядки и время. Когда аккумулятор частично процентов на 25 разряжен, то начальный ток заряда при включении выпрямителя может резко скакнуть вверх. Отрегулируйте его на зарядный ток около 1/10 ёмкости аккумулятора или меньше (это общепринятое правило заряда кислотных батарей). Т.е., если у Вас батарея имеет маркировку 55Ah — выставляем ток около 5.5А.
Если необходимо зарядить батарею в кратчайшее время, можно выставить и больший ток. В соответствии с законом Вудбриджа который гласит: сила зарядного тока (в амперах) не должна превышать величину заряда (в ампер-часах), недостающего до полной ёмкости акуммулятора. При этом зарядное устройство должно автоматически снижать ток при повышении напряжения или выключаться при достижении порогового напряжения на батарее. В противном случае (если ЗУ этого не делает) необходимо непрерывно контролировать зарядный ток и напряжение в ручную.
Далее в процессе зарядки напряжение будет расти, а ток уменьшаться. Считается, если ток не уменьшается в течение последних 2-3 часов, то аккумулятор заряжен. Важно помнить, что нельзя вести заряд большим током более 25 часов. Электролит сильно нагреется и выкипит, пластины от нагрева может повести и они замкнут друг на друга. Обычно нормальное время полного заряда около 15 часов.
Иногда необходимо выровнять плотность небольшим током. Например, если плотность электролита в разных банках 1.23, 1.25. Включив зарядное устройство, устанавливаем ток зарядки порядка 1-2А. Данное значение у разных АКБ- разное и зависит от многих факторов: конструкции, пассивационного материала пластин, состояния батареи и т.д. Время такой зарядки до двух суток. Особенно это необходимо делать после того, как аккумулятор разряжен в ноль бесплодными попытками завести двигатель. При чём, делать это надо сразу, пока не началась сульфатация пластин.
Батареи, исключающие долив воды, должны заряжаться только устройствами с автоматическим поддержанием зарядного напряжения. Несоблюдение этого условия приведет к снижению их срока службы. Конкретные требования по режиму заряда, эксплуатации и обслуживанию должны быть изложены в инструкции или гарантийном талоне, прилагаемом к батареям.
В настоящее время разные производители обозначают разное напряжение окончания заряда. Как правило, оно составляет от 15 до 16В (для батарей устаревших конструкций, с применением в качестве пассивирующего материала сурьмы — меньше). На самом деле, порог ограничения напряжения автоматического зарядного устройства 15 или 16 вольт (для батареи с прописанными, для полного заряда, 16ю вольтами, например Varta) влияет только на время заряда последних 2-4% емкости.
Для доведения уровня электролита до нормы недопустимо использовать электролит! В аккумуляторную батарею доливают только дистиллированную воду. Не используйте воду сомнительного происхождения. При частом выкипании проверьте электрооборудование автомобиля.
Необходимо знать, что при сильном снижении уровня электролита внутри корпуса аккумулятора может образоваться опасная концентрация газовой смеси. Чтобы исключить вероятность взрыва, нельзя подносить к батарее открытое пламя (даже сигарету) и допускать искрение электроконтактов. Системы газоотвода некоторых современных батарей более взрывобезопасны. В средней полосе России АКБ не требуют корректировки плотности электролита при смене сезонов.
Перед зимней эксплуатацией автомобиля сделайте обслуживание не только аккумуляторной батареи (см. выше), но и систем, влияющих на запуск двигателя. Обязательно залейте моторное масло, соответствующее сезону. Для облегчения запуска двигателя в сильные морозы занесите батарею на несколько часов в теплое помещение.
Перед длительной зимней стоянкой также обслужите батарею, но не храните ее в теплом помещении, а оставьте на автомобиле со снятыми клеммами. Чем ниже температура, тем меньше скорость ее саморазряда.
Недопустимо оставлять на морозе разряженную батарею. Электролит низкой плотности замерзнет, и кристаллы льда приведут ее в негодность. Плотность электролита разряженного аккумулятора может снизиться до 1,09 г/см3, что приведет к его замерзанию уже при температуре -7°С. Для сравнения – электролит плотностью 1.28 г/см3 замерзает при t=-65°С.
Опрокидывание аккумуляторной батареи и слив электролита могут привести к замыканию пластин и выходу ее из строя.
Для борьбы с паразитными токами утечки введите себе привычку вытирать корпус батареи насухо от всякой нечисти. Если совсем в лом, то хотя бы делайте чистый круг вокруг плюсовой клеммы, чтобы разорвать паразитные электрические связи. Ну, а если Вы любите свою машину, то разведите немного соды в воде и протрите всю поверхность корпуса батареи и вытрете ее насухо. Все тряпки, которые прикасались к аккумулятору выбросить немедленно! А заодно проверите крепление батареи, уровень электролита и его плотность. Времени это займёт минут 10-15, а сэкономить может часы и кучу нервов.

8. Особенности эксплуатации АКБ в зимний период

Перво-наперво замерим плотность электролита во всех банках без исключения. Норма 1.27-1.28 г/см3. У Вас далеко не так? Значит, снимаем батарею и ставим на зарядку. И это однозначно! Ни в коем случае не пытаемся повысить плотность электролита добавлением концентрированной кислоты, какая бы низкая не была его плотность. Желаемого же результата — повышения ёмкости батареи при этом не произойдет.
Далее. Обязательно провести ревизию всех силовых проводов, клемм и контактов. Клеммы зачистить мелкой шкуркой. Контакты на АКБ тоже зачистить и затянуть. Можно затем смазать литолом, чтобы к контактам не попадала влага. С другой стороны силовых проводов так же провести ревизию контактов.

8.1. Прикуривание от другого автомобиля
Для российских автовладельцев нормальная ситуация, когда сосед просит «прикурить» его аккумулятор. Для этой нехитрой процедуры помимо автомобиля с заряженным аккумулятором, необходимы ещё и правильные провода. Не забываем, что по этим проводам у нас потечёт около 200 ампер!

На что нужно обратить внимание при покупке:
1. Толщина жилы медного провода. Сняв изоляцию с крокодила (зажима) можно увидеть саму жилу. Чем толще, тем лучше. Не обращайте внимание на толщину кабеля. Главное проводник тока, а не толщина изоляции.
2. Надежность крепления жилы к крокодилу провода прикуривателя. Медная жила д.б. облужена, затем обжата и припаяна. Если эти условия соблюдены, то потерь в месте соединения будет меньше. Все стартовые провода Орион 100% паяются.
3. Изоляция. Лучший вариант — морозоустойчивая резина или силикон. Зимой такие провода остануться эластичными.
4. Длинна проводов. Провода по длинне нужно выбирать не длинее, чем нужно.
5. Крокодилы (зажимы). При покупке обращайте внимание на толщину стали из которой они сделаны и силу пружины, а не габаритные размеры.
Чтобы не навредить сложным электронным системам вашей собственной машины, эта, казалось бы, элементарная процедура требует соблюдения строгой последовательности действий.
1. Соедините красный кабель с клеммой (+) на заряженном аккумуляторе.
2. Соедините другой конец красного кабеля с клеммой (+) на «севшем» аккумуляторе.
3. Соедините черный кабель с клеммой (-) на заряженном аккумуляторе.
4. Соедините другой конец черного кабеля с чистой точкой заземления на блоке двигателя или на шасси, главное — подальше от аккумулятора, карбюратора, топливных шлангов и т. п. В момент подсоединения будьте готовы к небольшой искре.
5. Следите, чтобы оба кабеля не касались движущихся деталей.
6. Попробуйте запустить автомобиль с «севшим» аккумулятором. Если двигатель не заведется, подождите несколько минут и повторите попытку. Если же заведется, дайте ему поработать несколько минут в таком положении. Если не заведется повторите попытку через 2-3 минуты.
7. При отсоединении кабеля следуйте описанной выше процедуре в обратной последовательности.

8.2 Запуск машины при помощи предпускового зарядного устройства Вымпел. Подключаете устройство, выставляете максимальный ток 18А, оживляете акумулятор в течении 10-15 мин. Затем не отключая зарядного устройства пробуете завести. Если не получилось повторяете попытку заново.

9. Особенности эксплуатации АКБ в летний период

Не удивляйтесь, если однажды вам будет трудно или вообще не завести машину в жаркую погоду. Теплое время года — такое же испытание, как и холод. Тепло ускоряет химические процессы. Неисправности и дефекты электрической системы автомобиля или аккумулятора незамедлительно скажутся на состоянии батареи. Но, скорее всего, узнаете вы об этом в самый неподходящий момент. Например, ночью во время дождя, когда придется включить освещение, вентиляцию и стеклоочистители. Поэтому не расслабляйтесь. Лето — самый подходящий период для покупки нового аккумулятора.
Летом автомобилист не сразу заметит, что в аккумуляторе плотность электролита и его уровень в банках недостаточные. Но чем выше температура окружающей среды, тем активнее электрохимические процессы. В результате электролиза кислород вступает во взаимодействие с пластинами, а ставший свободным водород испаряется. Таким образом, из электролита исчезает вода. Как только уровень раствора оказывается ниже уровня пластин, начинается сульфатация пластин (сульфат свинца растворяется в электролите, а затем оседает на поверхности пластин уже в виде крупных нерастворимых кристаллов и происходит изоляция пластин от электролита). Емкость батареи уменьшается. Электрохимические реакции останавливаются. Аккумулятор выходит из строя.
Имейте в виду, что во время длительного хранения аккумулятора происходит саморазряд (снижение ёмкости). Оставлять батарею в разряженном состоянии не рекомендуется: в этом случае вода испаряется, и открываются пластины. А дальше все, как описано выше.
Саморазряд увеличивается от высокой температуры, грязи и электролита (воды) на крышке батареи. Еще одна причина возникновения паразитных токов — неодинаковая плотность электролита в разных банках и на разных уровнях. Это может произойти после доливки большого количества воды. Чтобы избежать неприятностей, зарядите аккумулятор или проедьте на машине, чтобы плотность раствора сравнялась. Есть еще один совет: доливайте дистиллированную воду в аккумулятор при работающем двигателе. Это обеспечит ее перемешивание с кислотой.
Ускорение электролиза способствует уплотнению активной массы. Этой “болезнью” страдают отрицательные пластины, активная масса которых во время эксплуатации постепенно уплотняется, а ее пористость уменьшается. Доступ электролита внутрь отрицательных пластин затрудняется, что снижает ёмкость батареи. К тому же уплотнение активной массы может сопровождаться образованием трещин и отслаиванием.
Пластины коробятся при увеличении силы зарядного тока, при коротком замыкании, понижении уровня электролита, частом и продолжительном включении стартера, когда батарея нагружается разрядным током большой силы. Чаще короблению подвержены положительные пластины, при этом в их активной массе образуются трещины, и она (активная масса) начинает выпадать из решеток.
Причиной выпадения активной массы из решеток пластин может стать длительная перезарядка, плохое крепление пластин, вибрация и т.д. Осыпающийся активный слой в конце-концов замыкает пластины, сокращает мощность и срок службы. В современных аккумуляторах пластины помещаются в конверт-сепараторы; осадок выпадает, но короткого замыкания удается избежать.
Летом вентиляционные отверстия забиваются пылью. Чтобы батарея не лопнула и не взорвалась следите за чистотой аккумулятора. Пробки заливных отверстий должны быть плотно закрыты.

Как сохранить свой аккумулятор летом?
Во-первых, следите за уровнем электролита и регулярно доливайте дистиллированную воду. Во-вторых, не оставляйте батарею незаряженной. В-третьих, следите за чистотой корпуса. В-четвертых, следите за состоянием электрической системы автомобиля. Неисправный стартер и генератор совершенно незаметно “подготовят” батарею к зиме и с первыми морозами она откажет.
Если вы планируете заменить аккумулятор, лучше не ждать до осени. В сезон выбор значительно меньше, цены выше, а желающих больше. В любом случае потребуется помощь подготовленного продавца-консультанта. Летом он сможет больше уделить вам времени.

10. Вопросы безопасности

Помните, что опасность возгорания кислорода и водорода, выделяющихся во время зарядки (а также после ее завершения), вполне реальна.
Хотя большинство серьезных производителей оборудуют крышки аккумуляторов ограничителями пламени, призванными предотвратить его попадание внутрь аккумулятора, подобная вероятность по-прежнему сохраняется.
Помните также, что искра возникает не только при отсоединении клеммы. Статического электричества от синтетической одежды может оказаться достаточно, чтобы вызвать взрыв.
Взрыв аккумулятора можно сравнить по мощности с выстрелом из ружья калибра 12мм. Результат представляет собой жуткое зрелище, и происходит это чаще, чем вы можете себе представить. При том, что взрыв, вероятно, не будет смертельным, он может серьезно травмировать вас, особенно лицо, так как осколки пластика разлетаются во все стороны. Поэтому всегда следует быть в защитных очках.
Если вдруг позарез понадобилось отсоединить аккумулятор на машине с работающим мотором (лучше, конечно, не подвергать свой автомобиль таким испытаниям), прежде надо включить как можно больше потребителей электроэнергии: печку, фары, противотуманки, «дворники». Если этого не сделать, то может сгореть регулятор напряжения, а следом откажет электрооборудование и в том числе — системы управления двигателем. А для начала загляните в инструкции: позволяет ли она вообще производить такую операцию. Ведь на автомобилях некоторых марок, напичканных современной аппаратурой, любое отключение аккумулятора выводит из строя сложные электронные системы.

11. Хранение аккумуляторной батареи

1.снимите аккумулятор с машины (оставьте на машине со снятыми клеммами), очистите от грязи, полностью зарядите.
2.при отсутствии возможности подзарядки во время хранения АКБ можно рекомендовать следующий способ. Электролит в аккумуляторе необходимо заменить 5-процентным раствором борной кислоты. Перед заменой электролита АКБ полностью заряжают, а затем сливают электролит в течение 15 минут. Затем ее сразу же промывают дважды дистиллированной водой, выдерживая воду по 20 минут. После промывки наливают раствор борной кислоты, заворачивают пробки с открытыми вентиляционными отверстиями, вытирают батарею и ставят на хранение. Саморазряд аккумуляторов с раствором борной кислоты практически отсутствует.

Справка
Для приготовления 5-процентного раствора борной кислоты необходимо в 1 литре дистиллированной воды, нагретой до 50. ..60°С, растворить 50г борной кислоты. Раствор заливают в аккумуляторы при температуре 20…30°С.

Хранить батарею надо при температуре не ниже 0°С, поскольку заливаемый 5-процентный раствор борной кислоты может замерзнуть. А для ввода такой батареи в действие из нее выливают раствор борной кислоты в течение 15…20 минут и сразу же заливают сернокислый электролит плотностью 1.38…1.40 г/см3 для нашей зоны. После 40-минутной пропитки пластин электролитом АКБ можно устанавливать на автомобиль, если плотность электролита не уменьшилась ниже 1.24…1.25 г/см3. Если она стала ниже, следует откорректировать плотность отбором слабого раствора и добавлением электролита плотностью 1.40 г/см

12.

Приложения12.1. Реанимация аккумулятора
Реанимация аккумулятора. Старый фирменный аккумулятор может послужить еще, если его правильно восстановить! Итак, начнём. Имеем на руках убитый или почти убитый аккумулятор.
Нам понадобятся некоторые материалы и инструменты:
1) Свежий электролит (номинальной + желательно повышенной плотности)
2) Дистиллированная вода.
3) Измеритель плотности электролита (ареометр). Например ареометр производства НПП «Орион CПб»

4) Зарядное устройство, способное обеспечить малые (0.05-0.4А) токи зарядки.
5) Маленькая клизма (простите, надо!) и пипетка для наливных целей.
6) Нагрузочная вилка. НПП «Орион СПб» производит 4 модели: от простых и дешевых НВ-01, НВ-02, до профессиональных НВ-03, НВ-04.

Для начала определимся с возможными неисправностями:
1) Засульфатированность пластин — ёмкость аккумулятора падает почти до нуля.
2) Разрушение угольных пластин — при зарядке электролит становится черным.
3) Замыкание пластин — электролит в одной из секций аккумулятора выкипает, секция греется. (Тяжелый случай, но иногда небезнадежный)
4) Перемёрзший аккумулятор — распухшие бока, электролит при заряде сразу вскипает (многочисленные замыкания пластин) — тут уж ничем не помочь, аминь, упокой Господь его душу!

Начнем с конца списка. (п.3) При замыкании пластин ни в коем случае не пытайтесь его заряжать! Начинаем промывку дистиллированной водой. Не бойтесь переворачивать и трясти аккумулятор, хуже уже не будет. Промывайте его до тех пор, пока не перестанет вымываться угольная крошка (надеюсь, этот момент наступит, иначе прекратите этот мазохизм). При промывке часто замыкание пластин устраняется, и мы переходим от пункта (3) к пункту (2). После промывки и вытряхивания всякого мусора из недр аккумулятора приступаем к пункту (1), а именно к устранению отложений солей на пластинах аккумулятора. Следуйте инструкциям к присадке. Мой опыт может отличаться от того, что вы прочтёте в инструкции. Далее я делаю так:
1) Заливаем аккумулятор электролитом номинальной плотности (1.28 г/см3).
2) Добавляем присадку, исходя из объёма аккумулятора (см. инструкцию)
3) Даём электролиту выдавить воздух из секций, а присадке — раствориться в течении 48 часов (!), при необходимости доливаем электролит до номинального уровня. Кстати, присадку можно растворить в электролите до заливки в аккумулятор, если, конечно, она хорошо растворяется.
4) Подключаем зарядное устройство (не забудьте снять пробки!). НО МЫ НЕ БУДЕМ ЕГО ЗАРЯЖАТЬ! НЕ СЕЙЧАС! Сначала мы будем гонять его по циклу «зарядка-разрядка», иначе «тренировка», то есть заряжать и разряжать его, пока не восстановится нормальная ёмкость. Выставляем ток зарядки в районе 0.1- 0.2 А и следим за напряжением на клеммах. Не давайте электролиту кипеть или нагреться! Если необходимо, уменьшите зарядный ток, пузырьки газа и перегрев разрушают аккумулятор! Заряжайте, пока напряжение на клеммах аккумулятора не достигнет 2.3 — 2.4В на каждую секцию, т.е. для 12-вольтового аккумулятора — 13.8-14.4 В.
5) Уменьшаем зарядный ток вдвое и продолжаем зарядку. Зарядку аккумулятора прекращаем, если в течении 2 часов плотность электролита и напряжение на клеммах остаются неизменными.
6) Доводим плотность до номинальной доливкой электролита повышенной плотности (1. 4) или дистиллированной воды.
7) Разряжаем аккумулятор через лампочку током примерно в 0.5А до падения напряжения на клеммах до 1.7В на элемент. Для 12-вольтового аккумулятора эта величина составит 10.2В, для 6-вольтового 5.1 соответственно. Из имеющихся величин тока разряда и времени разряда вычисляем ёмкость нашего аккумулятора. Если она ниже номинальной (4 ампер-часа), то:
 Повторяем цикл заряда с начала до тех пор, пока ёмкость аккумулятора не приблизится к номинальной.
9) Добавляем в электролит ещё немного присадки и закрываем отверстия аккумулятора. ВСЁ!!! Мы имеем на руках рабочий аккумулятор, который, иногда способен проработать дольше китайского!

Дальше обращаемся с аккумулятором, как положено.

12.2. Ещё несколько способов, основанных на использовании электрического тока.

Способ первый — простой. Электролит заменить дистиллированной водой и зарядить аккумулятор или батарею очень небольшим (примерно 0.01 ёмкости) током. При этом в банках степень сульфатации снижается и образуется электролит, который заменять не нужно. После двух часов зарядки ее прекращают на такое же время. А затем снова повторяют.
Доказано, что после одного-трех таких циклов степень сульфатации резко снижается.

Второй способ — наиболее трудоемкий, но в безвыходном положении его тоже можно применить. Он химический, включает следующие операции: заряд батареи в течение 2…3 часов, слив электролита из банок, двух-трехкратная их промывка дистиллированной водой, заправка 2.5-процентным (25 г на 1 л) раствором питьевой соды и выдержка в течение 2…3 часов, слив раствора, заправка 2…3-процентным раствором повареной соли, заряд батареи в течение 1ч, слив раствора, промывка 4-процентным раствором питьевой соды, полный (из расчета 150-процентной ёмкости) заряд батареи, третья промывка банок, заправка их электролитом, полный (150-процентной ёмкости) заряд батареи.


Разрядка при высоких и низких температурах — Battery University

Изучите ограничения при эксплуатации аккумулятора при неблагоприятных температурах и узнайте, как минимизировать последствия.

Как и люди, батареи лучше всего работают при комнатной температуре. Нагрев разряженной батареи мобильного телефона или фонарика в джинсах может обеспечить дополнительное время работы из-за улучшенной электрохимической реакции. Вероятно, это также причина, по которой производители предпочитают устанавливать батареи при температуре 27 ° C (80 ° F).Эксплуатация аккумулятора при повышенных температурах улучшает характеристики, но длительное воздействие сокращает срок его службы.

Как известно всем водителям в холодных странах, теплый аккумулятор проворачивает двигатель автомобиля лучше, чем холодный. Низкая температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость. Батарея, которая обеспечивает 100-процентную емкость при 27 ° C (80 ° F), обычно обеспечивает только 50 процентов при –18 ° C (0 ° F). Кратковременное уменьшение емкости зависит от химического состава батареи.

Сухой твердой полимерной батарее требуется температура 60–100 ° C (140–212 ° F), чтобы способствовать потоку ионов и стать проводящим. Этот тип батарей нашел свою нишу на рынке стационарных источников питания в жарком климате, где тепло служит катализатором, а не недостатком. Встроенные нагревательные элементы постоянно поддерживают работоспособность аккумулятора. Высокая стоимость батареи и соображения безопасности ограничили применение этой системы. Более распространенный литий-полимерный использует гелеобразный электролит для повышения проводимости.

Все батареи достигают оптимального срока службы при температуре 20 ° C (68 ° F) или немного ниже. Если, например, батарея работает при температуре 30 ° C (86 ° F) вместо более умеренной более низкой комнатной температуры, срок службы батареи сокращается на 20 процентов.При 40 ° C (104 ° F) потери возрастают до колоссальных 40 процентов, а при зарядке и разряде при 45 ° C (113 ° F) срок службы составляет лишь половину того, что можно ожидать при использовании при 20 °. С (68 ° F). (См. Также BU-808: Как продлить срок службы литиевых батарей.)

Производительность всех батарей резко падает при низких температурах; однако повышенное внутреннее сопротивление вызовет некоторый эффект потепления из-за потери эффективности, вызванной падением напряжения при подаче тока нагрузки. При –20 ° C (–4 ° F) производительность большинства батарей составляет около 50 процентов.Хотя NiCd может опускаться до –40 ° C (–40 ° F), допустимая разрядка составляет всего 0,2 ° C (5-часовой режим). Specialty Li-ion может работать при температуре –40 ° C, но только при пониженной скорости разряда; о зарядке при такой температуре не может быть и речи. При использовании свинцово-кислотного электролита существует опасность замерзания электролита, что может привести к трещине корпуса. Свинцовая кислота замерзает быстрее при небольшом заряде, когда удельный вес больше похож на воду, чем при полном заряде.

На рисунке 1 показано напряжение разряда литий-ионного аккумулятора 18650 при различных температурах.Разряд 3А элемента 2,8 Ач соответствует уровню заряда 1,07 ° С. Пониженная емкость при низкой температуре применяется только в том случае, если ячейка находится в этом состоянии и восстанавливается при комнатной температуре.


Рис. 1. Напряжение разряда литий-ионного элемента 18650 при 3 А и различных температурах.
Тип элемента: Panasonic NRC18650PD, номинал 2,8 Ач, LiNiCoAlO2 (NCA)
Источник: Technische Universität München (TUM)

Соответствующие элементы с одинаковой емкостью играют важную роль при разрядке при низкой температуре и под большой нагрузкой.Поскольку элементы в аккумуляторном блоке никогда не могут быть идеально согласованы, отрицательный потенциал напряжения может возникнуть на более слабом элементе в многоэлементном блоке, если позволить разряду продолжаться за пределами безопасной точки отсечки. Известный как инверсия ячейки, слабая ячейка подвергается стрессу до такой степени, что возникает постоянное короткое замыкание. Чем больше количество ячеек, тем больше вероятность обратного обращения ячеек под нагрузкой. Чрезмерная разрядка при низкой температуре и большой нагрузке в значительной степени способствует выходу из строя аккумуляторных батарей аккумуляторных электроинструментов.(См. BU-803a: Сопоставление и балансировка ячеек.)

Дальность движения электромобиля между зарядами рассчитывается при температуре окружающей среды. Водители электромобилей осведомлены о том, что низкие температуры сокращают доступный пробег. Эти потери вызваны не только электрическим нагревом кабины, но и естественным замедлением электрохимической реакции аккумулятора, что снижает емкость в холодном состоянии.

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык и избегать спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected] Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать свой вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Комментарии (62)

31 октября 2011 г., 13:12

гохр тогда написал:

7 февраля 2012 г. в 10:43

Аллен Норманд написал:

Ищем аккумуляторные батареи для запуска двигателей, которые будут использоваться в районе Дубая, где температура окружающей среды может достигать 52 ° C, а в машинном отделении — 60 ° C. 24 В постоянного тока), и нам приходится менять его примерно раз в год..
Есть предложения?
Гелевые клетки?
годовое собрание акционеров?
Новые технологии ??

7 августа 2012 г. в 3:29

Мехмет ТЮРКЕР написал:

Можно ли использовать литий-ионный аккумулятор 18650 при -40С? Спасибо за информацию.

24 августа 2012 г. в 2:52

Stijn написал:

Какова максимальная температура перед необратимым повреждением клетки липомешка?

30 августа 2012 г., 4:12

Еня писала:

Я хочу выбрать аккумулятор для велосипедных фонарей.На велосипеде катаюсь и зимой (допустим до -12 градусов по Цельсию). Какой тип батареи можно использовать? Мне не нужна полная емкость при такой температуре, потому что зимой я катаюсь на велосипеде только в поездках, а не в длительные поездки, но я не хотел бы повредить аккумулятор при такой температуре.

Я нашел статьи о том, что Li-Pol может быть поврежден при низких температурах. Как насчет LiFePo или других? Я бы предпочел не носить на велосипеде свинцово-кислотный аккумулятор

12 октября 2012 г. в 5:46

Аюш Суганди написал:

17 ноября 2012 г., 16:24

BackBlast написал:

Простой способ решить проблему с велосипедным фонарем в холодную погоду — это держать его при себе или в кармане до тех пор, пока он вам не понадобится.Ячейка (и) будет намного выше, чем окружающая среда, и у вас не будет проблем в короткой поездке. Светильники с высокой выходной мощностью будут генерировать достаточно внутреннего тепла, чтобы впоследствии его компенсировать, в зависимости от потребляемой мощности, эффективности, воздушного потока и т. Д.

Я считаю, что повреждение может произойти, если вы разряжаете слишком быстро при низких температурах или пытаетесь зарядить при низких температурах с любым литиевым вариантом.

Я использую LSD NiMH, а в последнее время LiFePO4 для своих велосипедных фонарей, хотя я никогда не езжу при -12C. До сих пор я был относительно доволен низкотемпературными характеристиками NiMH. Особенно с новейшими клетками при малом количестве циклов.

10 февраля 2013 г., 13:54

relyt написал:

Может ли кто-нибудь использовать это как научный проект?

3 марта 2013 г., 14:43

EDGAR PARRADO написал:

Может ли новый литий-ионный аккумулятор разрядиться (выйти из строя) при транспортировке по воздуху с низкой температурой в грузовом отсеке?

28 марта 2013 г., 23:10

Виктор написал:

ну при 27 ° С литий-ионный аккумулятор имеет максимальную производительность?

4 августа 2013 г., 14:49

Субутай написал:

какой макс.рабочая температура для литий-ионного элемента 18650

50 С? / 80 C или любой?

22 октября 2013 г., 17:51

СЫН написал:

Что лучше? Случай 1 или Случай 2
Случай 1. Батареи должны быть рассчитаны на минимальную температуру окружающей среды в пять градусов. C для разрядки.
Случай 2. Батареи должны быть рассчитаны на минимальную температуру окружающей среды двадцать пять градусов. C для разрядки.

Заранее спасибо.

8 января 2014 г., 21:28

шайм написал:

Мне нужно химическое название

, в котором химическая реакция с медью приводит к разрядке вольфрамовой нити или утечке щелочных батарей.

25 января 2014 г. в 2:12

Сара написала:

какая связь между температурой аккумулятора и напряжением? Я имею в виду уравнение.

13 мая 2014 г., 22:50

Мохаммед Назир написал:

Я хочу знать название химического вещества, которым можно наносить покрытие на медь, и химического вещества с покрытием, которое сокращает срок службы батареи или может разряжать напряжение. Может ли кто-нибудь помочь мне узнать о продукте

31 мая 2014 г., 00:23

kunnal kumaar написал:

Я хочу знать название химического вещества, которым можно наносить покрытие на медь, и химического вещества с покрытием, которое сокращает срок службы батареи или может разрядить напряжение…. друзья отвечают.

19 августа 2014 г., 3:57

nagaraju написал:

, в котором химическая реакция с медью приводит к разрядке вольфрамовой нити

18 октября 2014 г. в 11:23

Dan78 написал:

Независимо от диапазона, какова может быть минимальная рабочая температура для литий-ионного электромобиля. Температура замерзания аккумулятора.

Спасибо!

18 ноября 2014 г. в 5:23

jakub написал:

Здравствуйте,
почему у литий-ионных аккумуляторов наблюдается значительное падение напряжения, когда они начинают разряжаться при низкой температуре? Э.грамм. Он есть в NCR18650B, а также в некоторых батареях от Saft, которые я тестирую

.

15 декабря 2014 г., 22:13

Махди написал:

Привет,
Я купил герметичные кислотные батареи с внутренним сопротивлением 0,300 Ом (измерено при 15 градусах Цельсия). Это хорошо сделано?

25 октября 2015 г. в 11:41

Халил написал:

15 ноября 2015 г. в 11:30

Стюарт написал:

Кто-нибудь знает, где я могу получить литиевую батарею, которую я могу использовать для тестирования продукта для гольфа — мне нужно получить его в ОАЭ, так как я не могу путешествовать с теми, которые у меня есть — Напряжение 46,8 В = конфигурация 13S

13S BMS с постоянным разрядом около 68 А

Ячейка US 18650 VTC 5 с 2500 Ач (ячейка для электроинструмента)


Держатель кюветы

Так как у нас не будет времени на изготовление держателя для кювет, мы можем использовать прилагаемый Zeichnung Art.19139.

Для тестирования я бы рекомендовал следующую конфигурацию:

13S6P US18650VTC5

16,8 Ач 730,08 Втч

или

13S8P US18650VTC5

20,0 Ач 1460,16 Втч

1 июня 2016 г. в 9:30

КРР написал:

Есть ли шанс, что батарейка будет работать при более низкой температуре, скажем -20 по Цельсию?

10 июня 2016 г., 7:34

Nehmo Sergheyev написал:

«Производительность всех батарей резко падает при низких температурах; однако повышенное внутреннее сопротивление вызовет некоторый согревающий эффект.
Отрывок вводит в заблуждение. Само по себе более высокое внутреннее сопротивление не влияет на температуру. Более высокое сопротивление при том же напряжении означает меньший ток. Таким образом, меньше мощности рассеивается в виде тепла.
Автор вроде хочет сказать, что аккумулятор при использовании нагревается.

26 июля 2016 г. в 9:42

Джек Макнамара написал:

При работе со свинцово-кислотными или гелевыми батареями мы использовали оборудование, рассчитанное на температуру от 32F до 120F при типичной работе 70F.. Можно ли узнать разницу в емкости батареи между этими диапазонами. Эти диапазоны типичны для большинства электронного оборудования, если оно специально не предназначено для экстремальных температур.

4 августа 2016 г., 22:17

Сандип Сингх Сенгар написал:

У меня такая же проблема с низкой температурой аккумулятора, и мой телефон не заряжался. Я все время пробовал, а потом пошел в магазин, чтобы заменить батарею или проверить другие неисправности. Отремонтированный человек вынул аккумулятор, и на контакте аккумулятора было только одно пятно, он очистил это место булавкой. тогда мой мобильный телефон lenovo работал отлично. Так что вы можете просто попробовать это !!

8 августа 2016 г., 14:13

Allan Feinstein написал:

Большой проблемой в наших краях является то, что положить ваш автоматический дистанционный открыватель (Prius) в морозильную камеру — хорошая идея. Мысль состоит в том, чтобы защитить себя от усилителя, использованного вором для открытия автомобиля. Некоторые предполагают, что пользователь рассчитывает на морозильную камеру, работающую как клетку Фарадея.Возможно, идея в том, что холод отключает батарею, поэтому радиопередача отключена. Я не уверен, какие батареи обычно используются, но, возможно, вы знаете.

21 декабря 2016 г. в 9:39

ersin erkal написал:

Какую максимальную температуру выдерживают липоаккумуляторы?

22 декабря 2016 г., 21:52

Максвелл Ху написал:

Ersin Erkal, липоаккумуляторы выдерживают температуру 60 градусов Цельсия.

8 января 2017 г., 14:23

Кен написал:

Пошел сегодня на электровелосипеде. 48v 20ач lifepo4 HiPower клетки. Темп -15C, падение напряжения близко 5v при 800w чуть меньше 1C. В более теплую погоду это было бы больше 1,5в. Убираю электрические грелки обратно в рюкзак. Несколько лет назад у меня были грелки 2,14 x 12 дюймов, и они действительно имеют значение в зимнем диапазоне.

13 января 2017 г., 20:41

Ханна написала:

Я делаю научный проект о влиянии температуры на срок службы батареи.Аккумулятор и устройство, работающее от аккумулятора, будут разряжаться при этой температуре до тех пор, пока аккумулятор не сможет больше посылать электрический ток для питания устройства. Можно ли эксплуатировать батареи при температуре 160 ° F? Это щелочные батарейки типа АА.

16 января 2017 г., 17:00

Nehmo Sergheyev написал:

Рекомендуемый диапазон рабочих температур для щелочных батарей составляет от -18 ° C до 55 ° C.
Задаваемая вами температура 70 ° C (160 ° F) слишком высока, и они могут лопнуть. Однако, если ваше приложение некритично, а сила тока не слишком высока, эксперимент может показать, что они выживают. Сообщаемые пределы обычно консервативны.

2 февраля 2017 г., 14:42

Кристофер Дундорф написал:

Мне нужен график зависимости безопасного C / X от температуры для зарядки одноэлементной LiPo батареи. Нам необходимо зарядить внешний удаленный датчик при температурах до 5 ° C и, возможно, -15 ° C.
Спасибо,
Крис

2 февраля 2017 г., 14:55

Кристофер Дундорф написал:

Чтобы быть более конкретным, у нас есть одна батарея LiPo емкостью 2500 мАч и зарядное устройство на 70 мА (C / 35).Насколько холодно мы можем спокойно уйти?

6 февраля 2017 г., 14:37

Кристофер Дундорф написал:

уходит в отставку, чтобы быть в списке рассылки.

4 марта 2017 г. в 4:33

Джордж Чейни написал:

Я запретил детекторам дыма издавать звуковые сигналы о низком заряде батареи (временно), подняв температуру в комнате до 70 градусов по Фаренгейту. Обычно мы понижаем температуру до 60 градусов перед сном.

15 мая 2017 г. в 9:39

Jimslim написал:

Эта статья — произведение искусства, дай бог эту статью.

19 июля 2017 г., 13:58

донб писал:

Хорошая итоговая статья, но заявление
«При –20 ° C (–4 ° F) большинство батарей перестают работать». неточно. Батареи LiFe могут разрядиться только на 50%

19 сентября 2017 г. в 10:30

Старшеклассник написал:

Какие батареи лучше всего использовать для полета на большой высоте аэростат при температуре около -70 градусов Цельсия? Чем меньше вес, тем лучше.

20 сентября 2017 г., 00:46

Nehmo Sergheyev написал:

@ Старшеклассник,
-70 C — низкий по земным меркам. Литий-тионилхлоридный (Li-SOCl2) аккумулятор может быть лучшим выбором, даже если характеристики не так уж и плохи. http://www.eetimes.com/author.asp?doc_id=1322276
В документации по продукту указано, что эти батареи подходят для работы при температурах до -55 ° C.
Еще одна идея — поместить батареи в термос с вакуумной изоляцией.

19 октября 2017 г. в 8:00

Рики Катто написал:

@ Старшеклассник

Я отправил один из них в августе. После нескольких испытаний я обнаружил, что использование обычных литиевых батарей Energizer Ultimate, завернутых в электрическую грелку от Adafruit, хорошо работает на высоте более 32000 метров. Подушечки стоят 4 доллара.

11 декабря 2017 г. в 4:21

Синди Кара написала:

У меня есть два конкретных вопроса, с которыми, возможно, может помочь этот форум.
Я езжу на Ford Focus electric 2017 года выпуска и планирую попробовать ездить на нем всю зиму. У моей работы нет розетки, поэтому машина и аккумулятор будут на улице весь день на морозе, пока я работаю. Если я куплю внешний аккумулятор (такой, который может управлять небольшими инструментами и заводить автомобиль), у него будет достаточно энергии, чтобы подключить мою машину, чтобы дать мне достаточно заряда, чтобы согреть его в конце дня, вместо того, чтобы использовать автомобильный аккумулятор и уменьшение диапазона?
Второй вопрос. Могу ли я использовать тот же блок питания для включения обогревателя лобового стекла на 12 В, чтобы уменьшить или исключить необходимость включения обогревателя автомобиля, который потребляет много энергии от аккумулятора в холодную погоду?

14 января 2018 г., 14:03

Виол написал:

ответ для Синди Кара: не совсем на оба вопроса.Вы можете попробовать… Но электромобили — действительно большой потребитель электроэнергии. Если невозможно зарядить автомобиль на работе, то вы должны ехать из дома на работу и обратно в зону действия автомобиля. В зимнее время, скажем, ваша машина показывает 100 миль пробега, вы можете проехать намного меньше (возможно, 70 миль).
За советами обращайтесь на YouTube… ..

23 января 2018 г. в 7:08

DTM написал:

Еще одно соображение заключается в том, нужно ли использовать отходящее тепло от приложения.Например, светодиод на фаре выделяет много тепла при работе на высокой мощности. Можно купить фары 18650, в которых аккумулятор находится в том же корпусе, что и светодиод, или в отдельном отсеке для аккумулятора сзади. Первый тип выгодно использовать зимой (где отработанное тепло светодиодов может помочь согреть батарею), а второй — летом (чтобы избежать перегрева).

@@@

Джентльмену выше, который написал:

«« Производительность всех батарей резко падает при низких температурах; однако повышенное внутреннее сопротивление вызовет некоторый согревающий эффект.
Отрывок вводит в заблуждение. Само по себе более высокое внутреннее сопротивление не влияет на температуру. Более высокое сопротивление при том же напряжении означает меньший ток. Таким образом, меньше мощности рассеивается в виде тепла.
Автор, кажется, хочет сказать, что аккумулятор нагревается во время использования ».

Я думаю, дело в том, что, хотя да, меньше тока течет из-за более высокого общего сопротивления, внутреннее сопротивление батареи приводит к тому, что тепло выделяется непосредственно внутри батареи, что помогает ей на холоде.

Я знаю, что это своего рода глупая специализированная штука, но было бы здорово увидеть литий-ионные батареи, построенные специально для использования при низких температурах с большим потреблением энергии, с некоторой изоляцией и преднамеренным сопротивлением 0,1 Ом.

7 августа 2018 г., 14:43

Адриан написал:

Это хорошее начало, но мне любопытно, где есть данные об этом. В статье кратко описаны аккумуляторы, работающие на 50% при -20С. Он говорит о том, что внутреннее сопротивление увеличивается с понижением температуры, это линейно? если нет, то как это выглядит? Есть ли для этого графики по результатам тестов?
Я хотел бы изучить компромиссы, так как я проектирую устройство, которое будет периодически потреблять небольшой ток при низких температурах, но не ниже точки замерзания воды.Этого аккумулятора хватит на одну зарядку более 6 месяцев. Так что с точки зрения емкости мне лучше выбрать что-то с действительно хорошими низкотемпературными характеристиками, или эта температура недостаточно низкая, чтобы оказать большое влияние на емкость. И какое влияние эта температура окажет на каждый тип LiPO?

14 сентября 2018 г., 12:06

губа написала:

это хорошее место, чтобы научиться хорошему аккумулятору. я учу студрента хорошему. мне нравится этот сайт.любовь из сеула

5 октября 2018 г. в 2:13

jayamurugan meivel написал:

Привет…. Я использую литий-ионную коинцельную батарею для своего продукта, моя цель — от -40 до 70 ° C, но -20 ° C, мой продукт был сброшен .. Как решить эту проблему и как заставить мой продукт работать с -40 ° C

2 ноября 2018 г., 14:41

GRAHAM BUNTON написал:

Мне нужна помощь.
Какие батарейки использовали, когда летели на Луну.?
Луна достигает + 127C при полном солнечном свете, а в полной тени опускается до минус 173C.
Они питали все, от кондиционирования воздуха и отопления до передачи речи и телевизионных изображений обратно на Землю.
Позже они взяли лунный вездеход, который тоже нуждался в собственных батареях.
Так какие же аккумуляторы они взяли и сколько их?

29 ноября 2018 г. в 2:11

Мишель А написала:

У меня есть беспроводной дверной звонок CR2032, работающий от батарейки.Кажется, он становится разборчивым в работе летом, когда температура превышает 100 F, а затем, когда температура опускается ниже 50 F. Также, когда очень ветрено. Какие-либо предложения?

6 декабря 2018 г. в 12:30

Laur Joost написал:

@GRAHAM BUNTON:
У меня нет фактов, чтобы сообщить, но по двум соображениям:
1. «Кондиционер и отопление» — вероятный ответ на ваш вопрос относительно посадочного модуля. Если внутреннее пространство уже нагревается и охлаждается (скорее всего, только нагревается, с отражающим экраном, который защищает его от перегрева)
2.Батарейные обогреватели — это обычное дело для всего, что больше кубаата, отправляющегося в космос. Я предполагаю, что в отношении марсохода батареи были изолированы электрическими нагревательными одеялами внутри (или, возможно, даже встроены в элементы). Освоение космоса не было (и до некоторой степени все еще остается) коммерческим предприятием: если им требовались батареи, которые могли бы нагреваться, они их производили.

14 декабря 2018 г., 12:52

Jerome M написал:

Отличные статьи на этом сайте

29 марта 2019 г. , 14:39

Томи написал:

«Холодная температура увеличивает внутреннее сопротивление и снижает емкость.» — Почему?

Из того, что я знаю о физике, более низкие температуры уменьшают сопротивление материала, поскольку более низкие температуры приводят к тому, что свободные электроны отскакивают меньше энергии и препятствуют движению электронов. Это просто мой способ описания, уравнение, которое я быстро нашел, показывает:

R = ρℓ / A
, где ρ = ρ0 (1 + α (T — 273,15))

, поэтому при увеличении T ρ увеличивается, тем самым увеличивая R. И наоборот, при уменьшении T.

Так как же может быть наоборот у батарей? В частности, свинцово-кислотный, поскольку это мой предмет интереса.

Спасибо

29 марта 2019 г., 14:54

Томи написал:

Я нашел здесь хороший ответ: https://physics.stackexchange.com/questions/103844/why-does-material-resistance-increase-with-tempera-but-electrolyte-internal

Возможно, стоит включить это в статью, поскольку в будущем это может еще больше запутать других.

28 апреля 2019 г., 5:40

Андрей написал:

@ ТОМИ.Они их сделали. Каков номер патента и почему эта невероятная запатентованная технология не получила коммерческого распространения?

Насколько я понимаю, Никады были изобретены космической программой. И впоследствии были коммерциализированы.

Вы хотите сказать, что они использовали Никады на Луне?

27 мая 2019 г. в 1:56

akula написал:

Может ли литий-ионный или свинцово-кислотный аккумулятор любого типа работать при 50 градусах Цельсия и прослужить более 10 лет. Я задаю этот вопрос, потому что это одна из спецификаций проекта заказчиком.Я пытался объяснить, что это требование невыполнимо. до сих пор они на этом настаивают.

19 июня 2019 г., 6:47

Прабу написал:

Как тепло развивалось и увеличивалось внутри батареи?

21 июня 2019 г., 7:37

Джордж написал:

привет!
У меня литий-ионный аккумулятор 18650 на выносном датчике под солнцем! и мой корпус достигает 55 градусов за 1 час в день! но я не заряжаю при этой температуре аккумулятор, только разряд с очень низким током 2 мА, скажите мне свое мнение, вызывает ли эта температура проблемы с аккумулятором или нет!

5 сентября 2019 г. , 19:45

Криста написала:

У меня есть батарейный замок дверцы клавиатуры, который перестает работать при высоких и низких температурах, но снова начинает работать, когда температура стабилизируется.Будет ли это неисправность замка или проблема с батареей, поскольку она продолжает работать? Спасибо

19 сентября 2019 г., 21:47

Parth Mache написал:

— это напряжение на графике для 18650 ячеек, напряжение холостого хода или напряжение замкнутой цепи?
отсечка 2,5 В — это OCV или CCV?

3 ноября 2019 г., 5:09

Клаус Харенс написал:

Мой Apple Macbook не поддерживает интеллектуальную зарядку.Поэтому при работе стационарного компьютера при высоких нагрузках у меня есть только два варианта:

1. Зарядите аккумулятор до 100% и держите его там. Батареи Macbook расположены далеко от процессора и поэтому имеют относительно низкие температуры, когда процессор находится под высокой нагрузкой.

2. Переключайте батарею между 30% и 80%. Это позволит снизить напряжение, но, очевидно, добавит много циклов к батарее и, вероятно, повысит температуру из-за неэффективности зарядки.

Мне кажется, лучше выбрать вариант 1 (сохранение заряда батареи на 100%), так как общая температура будет ниже, но напряжение будет высоким, но я хотел бы услышать мнение кого-то более квалифицированного, чем я.

(И я надеюсь, что Apple скоро представит возможность поддерживать уровень заряда аккумуляторов ноутбуков на 80%, как они сейчас делают со своими телефонами)

30 июля 2020 г., 01:28

asif jan написал:

каково влияние температуры на производительность батареи в системе хранения энергии? вкратце объясню.

спасибо

3 ноября 2020 г., 18:21

Стив Букоски написал:

Думаю, вот новый. На дворе 2020 год, а снегоуборочные машины с батарейным питанием существуют уже пару лет. В этом сезоне ECO представила двухступенчатую воздуходувку с батарейным питанием. Я купил одну. Таким образом, он будет использоваться в основном при температуре ниже нуля. Я вижу несколько опасений. Заряд АКБ находится в неотапливаемом гараже. Батареи могут простаивать в течение некоторого времени и, вероятно, всю весну, лето и осень, если я не куплю другие устройства ECO, которые используют батареи.У меня есть садовые инструменты Black and Decker на 20 вольт и газонокосилка Toro на 60 вольт.

Eco запрещает хранить при температуре ниже -4F. Итак, я подумываю построить небольшую «собачью будку». Что я могу нагревать лампой накаливания и держать там зарядные устройства и аккумуляторы. Что касается хранения в межсезонье, я так понимаю, для хранения оптимальна зарядка 20-80%? Это не должно быть слишком неудобно, если я сделаю это и доливлю заряд в то время, когда они мне нужны. Что вы думаете?

лучших температур для хранения, использования и зарядки аккумуляторов электрических велосипедов.И ОПАСНЫЕ зоны, которых следует избегать. — EbikesHQ.com

Возможно, вы слышали или читали предупреждения о батареях для электровелосипедов. «Не заряжайте аккумулятор, если он замерз!» «Не нагревайте холодную батарею обогревателем» «Не допускайте попадания прямых солнечных лучей». В этих и многих других предупреждениях есть доля правды.

Мы подробно рассмотрим все особенности аккумуляторов для электрических велосипедов и то, как высокие и низкие температуры могут повлиять на производительность и срок службы батареи. И какие предупреждения о температуре следует учитывать при зарядке аккумулятора и использовании электрического велосипеда.

Вы можете думать об аккумуляторах для электрических велосипедов как об устройствах типа «Златовласка». Он не любит слишком жарко и не любит слишком холодно, он предпочитает диапазон температур, который «в самый раз».

Сюда входят диапазоны температур для зарядки от 41 ° F до 113 ° F (от 5 ° C до 45 ° C), типичного использования во время езды, в идеале около 68 ° F (20 ° C), и хранения при 41 ° F (5 ° C). C) и 68 ° F (20 ° C).

В крайних случаях выходите за пределы этих температурных диапазонов, и химический состав батареи начинает изменяться по-разному, от снижения емкости до повышенного риска необратимого внутреннего повреждения или возгорания.

Что находится в аккумуляторе Ebike?

В этой статье я обычно буду ссылаться на химию литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторов. Почти все современные электрические велосипеды используют этот стандартный тип батареи из-за высокой плотности энергии.

Литий-ионный аккумулятор, используемый в современных электровелосипедах, имеет несколько различных химических составов, в том числе: литий-никель-кобальт-марганец (Li-NCM), литий-марганцево-кобальт (LiMnCO2), литий-никель-кобальт-алюминий (LiNiCoAlO2) и литий-полимерный. (обычно химия кобальта).

Ячейки

В каждой батарее электрического велосипеда есть несколько отдельных ячеек меньшего размера — обычно в формате 18650. Этот элемент немного больше, чем батарея «AA», и имеет заряд 1,5 В с диапазоном емкости 3200-3500 мАч.

Эти меньшие элементы соединяются последовательно и параллельно и объединяются, образуя большую батарею электрического велосипеда. В зависимости от напряжения (обычно 36 В, 48 В, 72 В) и мощности (от 400 Втч до 1000+ Втч) расположение и количество этих ячеек различаются. Один из примеров — блоки питания Bosch содержат 40-50 отдельных ячеек.

BMS

BM… что? BMS означает Система управления батареями, входящая в состав всех литий-ионных аккумуляторов. степень или другой. BMS выполняет несколько вещи для батареи, в том числе:

  • Мониторинг батареи на предмет опасных условий, таких как высокая / низкая температура, дисбаланс заряда между элементами и т. д.
  • При возникновении небезопасных условий BMS может отключить питание от зарядки или доставки заряда, чтобы избежать отказа батареи
  • Отслеживает состояние заряда и состояние (емкость) аккумулятора

Все об идеальных условиях зарядки

Идеальные условия зарядки включают низкие температуры и медленную зарядку.Производители обычно рекомендуют заряжать аккумулятор электровелосипеда при температуре от 41 ° F до 113 ° F (от 5 ° C до 45 ° C).

Что делать, если я заряжаю литий-ионный аккумулятор при температуре ниже 32 ° F (0 ° C)?

Заряжать литиевый аккумулятор при низких температурах категорически не рекомендуется. Почему? Я думаю, что эта информация из Battery University лучше всего говорит об этом:

«[при зарядке литий-ионных батарей потребительского класса]… металлическое покрытие лития может происходить на аноде во время заряда ниже нуля. Это навсегда и не может быть удалено с помощью велосипеда.Батареи с литиевым покрытием более уязвимы для выхода из строя при воздействии вибрации или других стрессовых условиях ».

Таким образом, вы можете необратимо повредить аккумулятор и увеличивают риск преждевременного выхода батареи из строя. Не то, к чему следует относиться легкомысленно, особенно с такой дорогой заменой.

Зарядка при высоких температурах?

Как правило, аккумуляторные батареи электрического велосипеда не следует заряжать при температуре выше 113 ° F (45 ° C). Многие зарядные устройства запрещают зарядку при температуре выше 122 ° F (50 ° C) и требуют, чтобы температура аккумулятора или окружающей среды была ниже, чем для работы.

Идеальные условия разряда

Как температура влияет на емкость аккумулятора?

Нет идеального дня, чтобы покататься на электрическом велосипеде, мне подойдет большинство весенних, летних и осенних дней. Но для идеальных условий разряда идеальная температура для использования батареи вашего электровелосипеда составляет около 20 ° C (68 ° F) или немного ниже.

Если посмотреть на научные данные и данные о температуре и емкости аккумулятора, более высокие температуры будут иметь положительное влияние на емкость аккумулятора, так что вы сможете увеличить время работы от аккумулятора для электровелосипеда при прочих равных условиях, кроме температуры.

Хотя более высокие температуры увеличивают емкость батареи, продолжительное воздействие также сокращает срок службы батареи — так что это своего рода палка о двух концах.

Емкость аккумулятора значительно снижается, когда температура начинает приближаться к или ниже 32 ° F (0 ° C). Состояние временно, до определенного предела, и как только температура батареи вернется к более высокой нормальный диапазон его емкость также вернется.

Идеальные условия хранения

Как правило, литий-ионные батареи могут терять около 3-5% своего заряда в месяц во время хранения.Эта потеря заряда увеличивается с повышением температуры. Хранение аккумулятора электровелосипеда в очень жаркой среде +60 градусов C приведет к постоянной разрядке аккумулятора и не рекомендуется.

Идеальные условия хранения батарей

  • Сухая зона
  • Температура окружающей среды примерно от 41 ° F (5 ° C) до 68 ° F (20 ° C)
  • Не следует хранить при температуре ниже 14 ° F (–10 ° C)
  • Не следует хранить при температуре выше 140 ° F (60 ° C).
  • Хранить с заряженным аккумулятором на 30–60%, избегать хранения в полностью разряженном или полностью заряженном состоянии

Наихудшая ситуация — хранить полностью заряженный аккумулятор при повышенных температурах.

Battery University

Опасные зоны

При зарядке следует избегать следующих температур: использование или хранение литиевых батарей для электровелосипедов.

Насколько холодно слишком холодно?
  • Зарядка: во время зарядки оставайтесь выше 41 ° F (5 ° C) и ни в коем случае не заряжайте ниже 32 ° F (0 ° C)
  • Езда: используйте велосипед при температуре выше 14 ° F (-10 ° C) и если вы собираетесь кататься на морозе, перед этим держите аккумулятор внутри
  • Хранение: Храните аккумулятор при температуре выше 32 ° F (0 ° C), никогда не следует хранить при температуре ниже 14 ° F (–10 ° C)
Насколько жарко становится слишком жарко?
  • Зарядка: во время зарядки оставайтесь ниже 113 ° F (45 ° C)
  • Езда: используйте велосипед при температуре ниже 140 ° F (60 ° C)
  • Хранение: Храните аккумулятор при температуре ниже 140 ° F (60 ° C)

В худшем случае вентиляция может произойти, если температура батареи станет слишком высокой, что приведет к выходу батареи из строя или даже возгоранию.

Сохраняйте батарею в тепле в холодную погоду

Если температура на улице ниже, ниже 32 ° F (0 ° C), поэтому рекомендуется хранить аккумулятор при комнатной температуре. перед поездкой и поместите его на велосипед прямо перед тем, как отправиться в путь. Это позволит вашей батарее начать работу с более высокая температура, улучшающая производительность.

Неопрен или термозащитные крышки для аккумуляторов различных форм и размеров доступны для упаковки вокруг батареи, чтобы она была теплее при более низких температурах.Это рекомендуется для длительных поездок в холод.

Когда-то аккумулятор используется, он также выделяет немного тепла, что замедлит на охлаждение от холодных внешних температур. В конце концов, если на улице очень холодно, ты будешь производительность и емкость аккумулятора ниже, чем в теплый день, но эти советы должны помочь вам расширить диапазон.

Храните аккумулятор в прохладном месте в жаркую погоду

Самый простой способ сохранить аккумулятор в прохладном месте в жаркую погоду — не держать электровелосипед под прямыми солнечными лучами.Это снизит температуру аккумулятора на несколько градусов.

Еще одно место, где нельзя хранить аккумуляторы в жаркую погоду, — это автомобиль под прямыми солнечными лучами. В солнечный день температура в машине может легко достигать 120 ° F, а в жаркие дни — более 170 ° F.

Заключение

В целом литий-ионные аккумуляторы сегодня очень надежны и могут обеспечить отличные характеристики для электрических велосипедов. Батареи стареют и становятся менее эффективными со временем и при постоянном использовании, однако приведенные выше советы помогут изящно состарить батарею.

При надлежащем уходе при правильной температуре эти батареи могут прослужить годами и сотнями циклов зарядки, сохраняя при этом надлежащий уровень производительности.

Обслуживание автомобильного аккумулятора в любое время года и при любой погоде

Существует множество факторов, которые могут определять срок службы автомобильных аккумуляторов, включая частоту вождения автомобиля, экстремальные температуры, а также возраст и качество аккумулятора. В то время как большинство батарей могут работать от трех до пяти лет, на юго-западе вы можете ожидать, что они будут в нижней части спектра.

Обслуживание автомобильного аккумулятора — это лишь один из многих способов предотвратить разрядку аккумулятора раньше, чем позже. Техническое обслуживание аккумулятора до двух сезонов, когда наблюдаются самые экстремальные температуры, — лучший способ продлить срок службы аккумулятора вашего автомобиля.

Лето

Жара, которую приносит лето, душит не только вас, но и аккумулятор вашего автомобиля. Большинство проблем с автомобильным аккумулятором возникает в жаркую погоду. Тепло — злейший враг аккумулятора, из-за которого он разряжается с невероятной скоростью.Более высокие температуры усиливают коррозию ячеек, что сокращает срок службы батареи. Частое воздействие высоких внутренних температур приводит к необратимому повреждению элементов и предотвращает их перезарядку.

Чтобы избежать проблем с аккумулятором в жаркую погоду, выполните следующие действия:

  • Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
  • При низком уровне заряда проверьте жидкость электролита и при необходимости долейте дистиллированную воду.
  • Очистите поверхность аккумулятора и соединений от следов коррозии.
  • По возможности паркуйтесь в тени.

Осень

Fall приносит более прохладную и более терпимую температуру, чем батареи. Тем не менее, есть дни и ночи, которые могут быть немного непредсказуемыми, что приводит к более низким или более высоким температурам. Это идеальное время, чтобы подготовить и защитить аккумулятор вашего автомобиля от суровых зимних условий, которых можно ожидать в ближайшие несколько месяцев. Вы знаете, как уберечь аккумулятор от разряда в холодную погоду? Заменив текущий аккумулятор.

Ищите лучший автомобильный аккумулятор для холодной погоды для вашего автомобиля в вашем регионе страны. Автомобильные аккумуляторы рассчитаны на силу тока холодного пуска, которая показывает, насколько хорошо аккумулятор может выдерживать низкие температуры без падения до определенного напряжения. Более высокие характеристики означают, что батарея будет более приспособлена к экстремальным условиям.

Поддерживайте аккумулятор осенью, выполнив следующие действия:

  • Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
  • Замените аккумулятор, если заряд низкий.
  • Очистите аккумулятор и все соединения от коррозии, которая могла образоваться за лето.

Зима

Если ваш аккумулятор разряжен летом, к зиме он будет изо всех сил пытаться оставаться заряженным. Низкие температуры плохо сказываются на батареях. Фактически, в холодную погоду умирает больше автомобильных аккумуляторов, чем в другое время года или при другой температуре.

При отрицательных температурах аккумулятор может разряжаться до 60% .

Кроме того, зимой вашему автомобилю требуется больше мощности для запуска и сохранения тепла в салоне.Если этого недостаточно, рассмотрите другие паразитные факторы, влияющие на электрическую систему, такие как зарядка смартфонов, радиоприемников, сидений с подогревом и других электронных устройств, которые требуют большей энергии от аккумулятора. Ваша батарея определенно столкнется с серьезными проблемами из-за такого высокого спроса.

Вот как защитить аккумулятор от холода:

  • Протестируйте аккумулятор, чтобы проверить заряд.
  • Убедитесь, что все соединения аккумулятора затянуты и надежно.
  • Купите и держите поблизости зарядное устройство, чтобы поддерживать заряд аккумулятора.
  • При температурах ниже точки замерзания подумайте о покупке блочного обогревателя или одеяла для батареи, чтобы согреть батарею.
  • Храните соединительные кабели в багажнике или другом месте хранения «на всякий случай».

Пружина

Как и осень, весна может быть такой же непредсказуемой, но в целом довольно мягкой. Это хорошее время, чтобы подготовить аккумулятор к сильной жаре, которую принесет лето. Подумайте о поиске и покупке лучшего автомобильного аккумулятора для жаркой погоды до наступления лета.Аккумуляторы, которые производятся для более теплого климата, имеют более высокое соотношение электролита и свинца, что позволяет выдерживать более высокие температуры.

Поддерживайте аккумулятор весной, выполнив следующие действия:

  • Проверить аккумулятор для проверки заряда
  • Замените аккумулятор, который разряжен или почти полностью разряжен

Держите машину в рабочем состоянии круглый год

Регулярное техническое обслуживание — ключ к обеспечению оптимальной работы вашего автомобиля. Экстремальные погодные условия могут отрицательно повлиять на ваш автомобиль, в том числе на аккумулятор.Чтобы избежать неприятных ощущений от застревания, регулярно проверяйте аккумулятор, особенно перед каждым крупным сезоном.

В дополнение к низкому уровню заряда, если у вашего автомобиля проблемы с запуском двигателя, фары тускнеют при работе на холостом ходу, вы слышите скрежет или, если срок службы батареи превышает три года, самое время ее заменить.

Почему автомобильные аккумуляторы плохо работают в холодную погоду

Запуск автомобиля холодным зимним утром может быть неприятным, если вы не проявили инициативу накануне вечером. Когда не удается запустить двигатель, часто это связано с аккумулятором. Почему аккумулятор более чувствителен, чем другие процессы в автомобиле? Ответ заключается в способности батареи преобразовывать химическую энергию в электрическую с минимальным выделением тепла и относительно небольшом количестве тепловой энергии, доступной при низких температурах.

Начало работы

Я помню одну осень несколько лет назад, когда я купил новую машину. Следующая зима была одной из самых холодных за несколько лет.В течение двух недель градусник в саду показывал температуру ниже -10 ° C (14 ° F).

Однажды февральским утром, во время лыжных каникул в горах Швеции, я вышел на подъездную дорожку к коттеджу, чтобы завести машину, надеясь обеспечить приятную и удобную короткую поездку для семьи по дороге к подъемнику. Включив зажигание, машина еле завелась. Автомобиль издал звук, показывающий, что шесть цилиндров работали не так гладко, как обычно. Прошла почти минута, прежде чем двигатель заработал должным образом. Поскольку машина была новой, меня это насторожило. Очень медленно ЖК-дисплей между спидометром и тахометром ожил, показывая -35 ° C (-31 ° F). Сегодня утром не кататься на лыжах!

Как инженер-электрохимик, мои мысли переместились от катания на склонах к старой доброй технологии свинцово-кислотных аккумуляторов, которая в то время могла обеспечивать пиковый ток для запуска стартера и запуска двигателя при первом коротком повороте двигателя. ключ.

Эта проблема не ограничивается только батареями — двигатель внутреннего сгорания также сталкивается с проблемами при экстремально низких температурах.Смазочное масло становится гуще, реакции сгорания становятся вялыми, и конденсат может замерзнуть в критических частях топливной системы. Моя машина, однако, завелась. Любой электромобиль, не подключенный к электросети такой холодной ночью, вероятно, вообще не завелся бы.

В чем причина такой разницы? Ответ находится в способе преобразования химической энергии в механическую:

  • Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию, хранящуюся в топливе, в тепло, которое затем преобразуется в механическую энергию.
  • Двигатель электромобиля преобразует химическую энергию батареи в электрическую, которая затем преобразуется в механическую энергию электродвигателем. Он выделяет очень небольшое количество тепла по сравнению с двигателем внутреннего сгорания.

Преобразование тепловой энергии в механическую энергию в двигателе внутреннего сгорания дает много тепла с первого такта, чтобы быстро нагреть двигатель, позволяя автомобилю почти мгновенно тронуться с места. Тем не менее, медленное тепловыделение, которое происходит при экстремальных температурах в электромобиле, не дает того же ощущения.Процитирую Леса Гроссмана: «Это физика, это неизбежно».

Обратите внимание, что эффективность преобразования химической энергии в механическую в электромобиле намного выше, поскольку потери в батарее и в электродвигателе относительно невелики.

Помимо вопросов эффективности и тепловыделения — и прежде, чем мы обсудим аккумулятор, — давайте сравним процессы, которые могут вызвать трудности в холодную погоду в электрических и обычных автомобилях.

Сравнение процессов автомобиля

Начнем с электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания.Можно представить, что электродвигатель меньше подвержен воздействию низких температур по сравнению с двигателем внутреннего сгорания. У него меньше движущихся частей, и, поскольку движущиеся части в основном разделены воздушными зазорами, он должен требовать меньше смазки и быть менее чувствительным к низким температурам.

Трансмиссия электромобиля также менее сложна, чем трансмиссия вагона внутреннего сгорания, поскольку электродвигатель может работать в широком диапазоне нагрузок с отличным крутящим моментом.Кроме того, у электромобиля может быть несколько двигателей (например, один спереди и один сзади), что позволяет избежать использования трансмиссии, необходимой для работы с полным приводом. Это означает, что электромобиль не требует сложной коробки передач, которую нужно смазывать. Следовательно, электромобиль должен быть менее чувствителен к температуре и по этим причинам.

Наконец, электромобиль не требует сложной топливной системы с насосами, клапанами, датчиками, форсунками и т. Д.Это также должно сделать его менее чувствительным к низким температурам по сравнению с обычным автомобилем, с меньшим количеством компонентов, которым препятствует нарастание льда.

Как и ожидалось, плохо работает при низких температурах именно аккумулятор. Фактически, влияние низких температур на работу батарей можно наблюдать в самых разных приложениях, от военной техники и космических приложений до сотовых телефонов и клавиатур домашней сигнализации. Этот компонент, очевидно, менее важен в двигателе внутреннего сгорания, которому для запуска двигателя требуется только короткий пиковый ток.Сравните это с электромобилем, которому требуется постоянный ток. Поэтому давайте более внимательно рассмотрим характеристики батареи и то, как на нее влияет температура.

Температурно-зависимые свойства батареи

Батарея состоит из двух пористых электродов: положительного и отрицательного. Материал электронно-проводящего электрода состоит из упакованных частиц электродного материала. Пустота между этими частицами создает пористость электродов (см. Рисунок ниже).

Два электрода разделены электролитом. Кроме того, оба пористых электрода содержат пористый электролит в пустоте между частицами твердого материала электрода. На рисунке ниже показан процесс разряда батареи с сильно увеличенным размером частиц.

Потери в батарее при заданном состоянии заряда показаны на следующем рисунке, на котором показаны вольт-амперные кривые для положительного (красный) и отрицательного электродов (синий) с рабочей точкой, заданной i 1 и -i 1 на соответствующем электроде.Можно предположить, что потенциалы положительного и отрицательного электрода измеряются с помощью электрода сравнения в середине электролита (см. Рисунок выше). Это необходимо для получения потенциалов двух отдельных электродов и учета омических потерь с обеих сторон электрода сравнения. 0}} \ right)

где E — напряжение элемента, {\ Delta S} — изменение энтропии реакции батареи, z — количество перенесенных электронов, а F — постоянная Фарадея.Это означает, что для батареи с чистой реакцией разряда с положительным изменением энтропии ({\ Delta S}) напряжение элемента увеличивается с температурой. Для батареи с отрицательным изменением энтропии напряжение ячейки уменьшается с увеличением температуры.

Большинство литий-ионных аккумуляторов, используемых в современных электромобилях, имеют слегка отрицательное или очень небольшое изменение энтропии, что означает, что напряжение разомкнутой ячейки немного увеличивается при понижении температуры. Одно это фактически улучшило бы производительность при более низких температурах.Однако изменение напряжения открытого элемента в зависимости от температуры относительно невелико по сравнению с другими параметрами, около 0-0,4 мВ / К, что составляет менее 30 мВ в диапазоне очень низких температур (-35 ° C, -31 ° C). ° F) до комнатной температуры. Таким образом, мы можем исключить термодинамику чистой реакции разряда как причину плохой работы при низких температурах.

Физические свойства электролита и электродов

Физические свойства электролита имеют большое влияние на производительность аккумулятора.Температура влияет на проводимость и коэффициенты диффузии в электролите, таким образом также влияя на эффективную проводимость и коэффициенты диффузии в порах электролита.

Электропроводность электролита может увеличиваться на один или несколько порядков величины от очень низких температур (-35 ° C, -31 ° F) до комнатной температуры. Если построить логарифм электропроводности электролита как функцию 1 / T, мы получим линейную зависимость, как показано на рисунке ниже. Этот рисунок иллюстрирует низкую проводимость при низких температурах и ее экспоненциальный рост при переходе к более высоким температурам.

Следовательно, омические потери (резистивные потери) в электролите батареи увеличиваются с понижением температуры, что приводит к более низкому напряжению элемента при заданном токе при более низких температурах. Кроме того, плохая проводимость электролита приводит к менее равномерному распределению плотности тока в пористых электродах, что, в свою очередь, снижает емкость аккумулятора. Емкость определяется как количество ампер-часов, которое может быть снято с аккумулятора до того, как напряжение резко упадет.При более низких температурах емкость есть, но низкая проводимость и последующее неравномерное распределение плотности тока делают ее недоступной до тех пор, пока батарея не нагреется.

Кроме того, коэффициент диффузии химических веществ в электролите, которые имеют жизненно важное значение для обеспечения электрохимических реакций, снижается в той же степени, что и проводимость электролита. Пониженная диффузионная способность увеличивает перенапряжение концентрации, что снижает напряжение ячейки. Пониженный коэффициент диффузии также снижает емкость батареи, поскольку большая часть частиц в электродах батареи недоступна из-за ограничений массопереноса.

Обратите внимание, что электролитическая проводимость и коэффициент диффузии связаны с подвижностью (см. Соотношение Нернста-Эйнштейна).

Физическое объяснение пониженной подвижности состоит в том, что в электролите доступно меньше тепловой энергии, что затрудняет преодоление ионами и молекулами их взаимного взаимодействия или «трения». Подвижность электролитов как функция температуры описывается уравнением Аррениуса, где энергия активации (E a на рисунке выше) представляет собой энергию, необходимую молекулам, чтобы преодолеть их взаимодействие с соседними молекулами и перемещаться в электролите.

Материал твердого электрода обычно имеет проводимость на несколько порядков больше, чем проводимость порового электролита. Изменение проводимости твердого материала в зависимости от температуры обычно незначительно для производительности батареи. Однако в некоторых батареях перезарядка может быть проблематичной при низких температурах, поскольку это может привести к образованию дендритов, разрушающих батарею.

Кинетика электродов

Последним большим вкладом в плохую работу батарей при низких температурах является медленная кинетика анодных и катодных реакций, что приводит к увеличению перенапряжения активации. Физическое объяснение медленной кинетики электрода состоит в том, что энергию активации становится труднее преодолеть из-за меньшего количества тепловой энергии, доступной в системе при низких температурах.

На рисунке ниже показано общее влияние на производительность батареи из-за повышенных потерь активации, омических потерь и потерь при транспортировке массы. Мы можем видеть, как увеличенное общее перенапряжение на двух электродах приводит к снижению напряжения ячейки при заданном токе и состоянии заряда.

Эти кривые происходят из уравнений Аррениуса для подвижности и кинетики электродов на электродах, которые для обратимых электрохимических реакций приводят к соответствующим выражениям Батлера-Фольмера.

Управление температурой

Современные аккумуляторные системы в электромобилях оснащены передовыми системами терморегулирования. Эти системы способны охлаждать аккумулятор, когда он работает при высоких нагрузках, и нагревать его, когда он подключен к сети, холодными зимними ночами.

Система терморегулирования поддерживает оптимальный диапазон рабочих температур аккумулятора (см. Рисунок выше). Обратите внимание, что график относится к рабочей температуре аккумулятора, а не к температуре окружающей среды. Система терморегулирования также снижает риск теплового разгона литий-ионных аккумуляторных батарей.

Нагрев батареи при низких температурах также означает, что КПД и дальность действия электродвигателя снижаются, поскольку часть электроэнергии или регенеративной мощности должна преобразовываться в тепло, чтобы поддерживать работу батареи в оптимальном диапазоне.Кроме того, часть этой мощности также может использоваться для обогрева кабины, что также снижает эффективность и дальность полета автомобиля.

На рисунке выше показаны результаты для модели литий-ионной аккумуляторной батареи для автомобильного применения, оснащенной каналами охлаждения и нагрева. Такие модели широко используются в конструкции системы терморегулирования аккумуляторной батареи.

Заключительные мысли

Неспособность электромобилей быстро и самопроизвольно нагревать свои батареи после чрезвычайно холодных зимних ночей объясняется высоким КПД электродвигателя и тем фактом, что он не требует выработки тепловой энергии для преобразования в механическую работу.Поэтому электромобиль всегда следует подключать к сети в ночное время перед лыжными поездками, такими как моя, чтобы температура батареи поддерживалась в разумном температурном диапазоне.

Если следовать этим рекомендациям, ваш электромобиль легко заведется — даже в горах Швеции. Фактически, большинство внешних парковок на севере (таких как Аляска, Канада, Швеция и Норвегия) имеют электрические розетки, а большинство обычных автомобилей также оснащены обогревателями двигателя. Вы не хотите рисковать при таких температурах, даже с двигателями внутреннего сгорания.

Если вы забудете включить машину во время отпуска на лыжах, у вас может возникнуть соблазн вернуться в комфортабельный коттедж и, возможно, подумать о Сванте Аррениусе, шведском ученом, который разработал первое количественное описание температурной зависимости скорости химических реакций и транспорта. характеристики.

Как долго автомобильный аккумулятор может оставаться неиспользованным?

Если вы уезжаете в командировку или отпуск или оставляете машину на зиму на хранение, аккумулятор может долго не разряжаться.В этих случаях всегда возникает вопрос, как правильно хранить автомобильный аккумулятор, стоит ли использовать интеллектуальное зарядное устройство и если оно хранится разряженным, как долго автомобильный аккумулятор может оставаться неиспользованным? В этой статье мы ответим на все эти вопросы, чтобы помочь вам хранить аккумулятор, не покупая новый, когда придет время использовать его снова.

Как долго автомобильный аккумулятор может держать заряд?

Многие автовладельцы задаются вопросом, сколько дней аккумулятор может сохранять заряд, находясь вне автомобиля без необходимости подзарядки.Необходимо понимать, что для сохранения заряда аккумулятора важна температура, при которой он будет храниться. Если хранить его при отрицательных температурах, аккумулятор разряжается намного быстрее, чем при комнатной температуре. Однако следует учитывать тот факт, что разряженный аккумулятор, оставленный на холоде на продолжительное время, выйдет из строя, так как плотность электролита внутри значительно снижается, что приведет к кристаллизации и в конечном итоге к повреждению пластин. .

Если вы храните аккумулятор при оптимальной температуре, время, в течение которого аккумулятор будет оставаться в хорошем рабочем состоянии, будет зависеть от его общей емкости. Собственная утечка тока автомобильного аккумулятора составляет около 10 мАч. Учитывая эту цифру, вы можете легко рассчитать, как долго ваша батарея может храниться без необходимости подзарядки.

Например, ваша батарея имеет емкость 50 А / ч, чтобы узнать ее допустимую разрядку, 50 нужно разделить на 3,3, что дает нам 16 А / ч — это значение будет минимальным, при котором батарея будет работать. условие.Теперь вы можете узнать, сколько времени потребуется, чтобы батарея достигла этого значения. Для этого вычтите результат из общей емкости и разделите это число на 0,01. Формула следующая:

  • 34 А / ч: 0,01 А / ч = 3400 часов

3400 часов равняются 141 дню, в течение которых ваша батарея сможет удерживать необходимый заряд.

Если аккумулятор находится в автомобиле и подключен к бортовой сети, этот период можно сократить примерно до половины. Дело в том, что компоненты в цепи продолжают потреблять ток, даже когда они не используются, что способствует утечке заряда.Если в автомобиле есть сигнализация, достаточно, чтобы разрядить аккумулятор примерно за 10 дней зимой и примерно за 20 дней летом. Очевидно, что разные типы батарей будут реагировать по-разному. Например, аккумулятор AGM и модели с глубоким разрядом могут удерживать заряд значительно дольше.

Существует также альтернатива, которая может значительно упростить процесс хранения и продлить срок службы батареи. Для этого вам понадобится устройство, называемое интеллектуальным зарядным устройством для аккумуляторов или автомобилем. Это небольшое устройство подключается к обычной розетке на 12 В и поддерживает оптимальный уровень заряда аккумулятора, предотвращая его разряд и выход из строя. В этой статье мы не будем рассматривать этот вариант подробно, но мы советуем вам ознакомиться с этим руководством по обслуживанию аккумуляторов, чтобы узнать, на что обращать внимание, чтобы выбрать лучшую модель.

Хранение аккумулятора зимой

Если вы храните свой автомобиль на зиму, вам необходимо правильно хранить автомобильный аккумулятор, если вы хотите, чтобы он снова работал, когда снова наступит лето. Один из лучших приемов — хранить аккумулятор дома, оставив его в теплом шкафу. Если у вас недостаточно места, чтобы держать его внутри, вам все равно нужно вынуть его из автомобиля и подключить к зарядному устройству, пока он не будет полностью заряжен — это позволит аккумулятору оставаться в форме намного дольше.Отшлифуйте столб аккумуляторной батареи, чтобы удалить следы окисления, и нанесите небольшой слой диэлектрической смазки.

Когда пружина вернется, очистите клеммы аккумуляторной батареи с помощью очистителя тормозов и полностью зарядите аккумулятор.

Аккумулятор новый

Если ваш автомобильный аккумулятор был изготовлен месяц назад и никогда ранее не устанавливался, его должно хватить, чтобы поставить его на медленную зарядку на 22-24 часа. После зарядки уберите в сухое и теплое место с низкой влажностью, например, в шкаф.Повторяйте процесс зарядки каждые 2 месяца, пока вы не планируете использовать его снова.

Примечание! Аккумулятор всегда следует хранить в том же положении, в котором он стоит в моторном отсеке. Случайно перевернув аккумулятор и допустив переливание электролита, может произойти короткое замыкание аккумулятора. В этом случае он будет плохо держать заряд и будет непригоден для дальнейшей эксплуатации.

Даже новый аккумулятор надо периодически заряжать

Если аккумулятор был сделан два-три года назад и просто стоял на складе без зарядки, то ситуация намного хуже.Во-первых, батареи сразу же начинают разряжаться при производстве. Во-вторых, если аккумулятор простоял без зарядки длительное время (пару лет), его мощность упадет примерно вдвое. Соответственно, вы никогда не должны покупать батарею, созданную более года назад. Даже самый плохой и слабый китайский аккумулятор будет во много раз лучше, надежнее, долговечнее и качественнее, чем фирменный аккумулятор, простоявший без подзарядки два года.

Для проверки аккумулятора после длительного простоя можно использовать специальные тестеры аккумулятора.Но если такого инструмента нет в наличии, проехав на машине около часа, аккумулятор должен быть полностью заряжен. Затем выключите двигатель и попробуйте разрядить аккумулятор, используя автомобильные аксессуары. Включите фары, обогрев заднего стекла, послушайте музыку и т. Д. Если в течение получаса разрядился аккумулятор или автомобиль больше не заводится, значит, необходимо заменить аккумулятор.

Связанные

Решения для фотографирования в холодную погоду

По мере приближения зимы и начала падений температуры необходимо принять определенные меры предосторожности и подготовиться, чтобы улучшить ваши впечатления от фотографирования в это самое прекрасное время года.Зима дает уникальную возможность сфотографировать окрестности, находящиеся поблизости, или во время путешествия, в отличие от любого другого времени года.

Качество света и мероприятия, происходящие в этом сезоне, несомненно, особенные, равно как и погодные условия, которые усложняют повседневную съемку. В отличие от фотографирования в более мягкое время года, погода зимой может существенно повлиять на производительность и возможности используемого вами оборудования.В результате понижения температуры и увеличения влажности (снега) элементы находятся на пике своего пресловутого пика в это время года и могут нанести ущерб вашим обычным методам съемки. Обеспечение готовности может принести пользу вашей фотосессии на открытом воздухе и означает разницу между по-настоящему запечатлеть красоту сезона и ужасным технологическим кризисом.

Как холод влияет на вашу камеру

Так же, как любое другое электронное устройство, работающее от батарей, страдает от холода, фотоаппараты и особенно их батареи работают не на полную мощность при низких температурах.Батареи страдают от холода, потому что химическая реакция, которая происходит для выработки энергии, замедляется при более низких температурах. Это влияет на общую производительность, потому что они быстрее теряют мощность из-за того, что они не могут способствовать производству энергии, если их процесс слишком замедлился. Лучший способ справиться с этим ограничением — носить запасные батареи во внутреннем кармане пальто во время съемки на холоде. Имея в наличии свежие теплые батареи, вы сможете быстро менять батареи, поскольку они быстрее теряют мощность из-за низкой температуры.После того, как разряженная батарея нагреется до комнатной температуры, она снова должна нормально работать.

«Качество света и мероприятия, происходящие в этом сезоне, несомненно, особенные, равно как и погодные условия, которые усложняют повседневную съемку».

Другой жизнеспособный вариант, если ваша камера поддерживает его, — это использование дополнительной батарейной ручки для обеспечения более длительного срока службы. Многие батарейные ручки поддерживают использование батарей AA вместо литий-ионных батарей, которые более доступны и их легче менять чаще.Батарейные ручки также поддерживают использование той же аккумуляторной батареи, которую принимает ваша камера, а иногда до двух из них, для широкого диапазона вариантов питания.

Помимо проблем с аккумулятором, другие электронные компоненты вашей камеры также могут работать медленнее или выходить из строя при работе в особенно суровых климатических условиях. Один из наиболее ярких примеров этого — задний ЖК-дисплей и электронный видоискатель вашей камеры. По мере того, как становится холоднее, эти экраны могут показывать более медленное время обновления, сдвиг цвета, потерю четкости или даже потенциально мерцание или затемнение.Все эти функции вернутся в нормальное состояние по мере того, как ваша камера снова нагреется, но, чтобы избежать их в целом, лучше избегать ненужного использования экранов, если вы не снимаете, или, если вы используете DSLR или дальномер, просто используйте оптический объектив вашей камеры. .

Если ваша камера не имеет встроенного оптического видоискателя, дополнительный оптический или электронный видоискатель является подходящей заменой. Очевидно, что дополнительные электронные видоискатели потребуют некоторого заряда батареи, но их можно использовать реже и снимать для обогрева по сравнению со встроенным электронным видоискателем. Следует также отметить, что даже если ваш задний монитор на вашей камере отключится, при условии, что у вас все еще есть заряд аккумулятора, ваша камера, скорее всего, все равно будет работать, хотя и без доступа к меню или многим пользовательским функциям.

Еще одно последствие фотографирования в условиях сильного холода зимой — это возвращение в более теплое помещение после съемки на открытом воздухе. Подобно тому, как у холодного напитка образуется конденсат на внешней стороне сосуда в теплый день, ваша холодная камера может образовывать конденсат, когда попадает в теплую комнату.Это небольшое образование воды не вызывает большого беспокойства, но, если возможно, следует принимать во внимание, так как влагу внутри корпуса камеры не так просто вытереть. В худшем случае со временем образование конденсата может привести к появлению плесени или грибка, что может привести к ухудшению качества изображения, если оно происходит в объективе, или даже к коррозии, если это происходит внутри корпуса камеры. Простое решение для уменьшения образования конденсата на вашем фотооборудовании — это поместить все в герметичный пластиковый пакет перед тем, как выйти в помещение.Это приведет к скоплению конденсата на внешней стороне полиэтиленового пакета, в то время как все внутри останется сухим, поскольку он нагреется до комнатной температуры.

Специальные инструменты для стрельбы в холодное и зимнее время

Вместо того, чтобы готовиться к тому, что некоторые функции камеры неизбежно выйдут из строя во время съемки, существует также ряд опций, в которых используются методы защиты от замерзания, которые помогут лучше пережить холод без повреждений.

Камеры

Большинство камер до определенной степени устойчивы к холоду (обычно 32 ° F), а батареи часто являются виновниками неправильного функционирования; однако есть некоторые камеры, имеющие сертификаты защиты от замерзания, что делает их более подходящими для работы в чрезвычайно холодном климате.Например, камеры FUJIFILM X-T3 и Panasonic Lumix DC-S1 обладают высокой степенью защиты от атмосферных воздействий. Хотя ни одна из этих камер не имеет полностью морозостойкой конструкции, их прочный состав из магниевого сплава, а также обширная герметизация делают их пригодными для многих зимних применений, если у вас есть резервный аккумулятор.

Беззеркальная цифровая камера FUJIFILM X-T3

Помимо погодоустойчивых камер со сменными объективами, существует также множество прочных компактных камер, которые поддерживают использование в условиях холода (до 14 ° F), а также обладают водонепроницаемыми и ударопрочными свойствами.Эти камеры отлично работают в ненастную погоду без каких-либо дополнительных аксессуаров. Доступны варианты от Canon, FUJIFILM, Nikon, Olympus, Panasonic, Ricoh и Sony.

Цифровая камера Olympus Tough TG-6

Линзы

Практически все линзы будут работать при более низких температурах. Однако, как и в случае с камерами, чем меньше электроники вы используете, тем безопаснее вы гарантированно работаете. В случае с линзами это может означать использование линз с ручной фокусировкой, чтобы потерять зависимость от мотора автофокусировки.Если температура становится слишком низкой, мотор фокусировки может начать работать медленнее, а также может быть более склонен к сбою фокусировки из-за возможности не получать постоянную полную мощность. Объектив с ручной фокусировкой полностью механический и поэтому не может выйти из строя из-за температуры.

Объектив Rokinon 14mm f / 2.8 IF ED UMC для Canon EF

Еще одно замечание, которое следует отметить, заключается в том, что в зимние месяцы меньше дневного времени, что либо приводит к более коротким фотосессиям, либо к необходимости учитывать съемку в более темных условиях.Помня о последнем, полезно работать с более быстрыми объективами (с максимальной диафрагмой f / 2,8 или больше), чтобы компенсировать отсутствие общей яркости в ранние и поздние часы дня.

Люксметры

Из-за уникального качества зимнего освещения, связанного с меньшим углом, под которым светит солнце, измерение освещенности становится немного сложнее в зимние месяцы по сравнению с общими условиями в три других сезона. Небо часто бывает пасмурным, и когда на земле лежит снег, становится трудно измерить пейзаж из-за увеличения общей контрастности сцены (т.е. разница значений экспозиции между деревом и белым небом и землей часто больше, чем может выдержать одна экспозиция). При таком сценарии освещения портативный люксметр действительно сияет и может превзойти по своим характеристикам измерители, встроенные в ваши камеры. Эти вспомогательные измерители дают вам свободу выбора направления, в котором вы снимаете показания экспозиции, и их намного проще использовать для определения соотношений освещения, чем измеритель вашей камеры.

Следует также отметить, что измерители отраженного света традиционно снимают показания света с коэффициентом отражения 18%; это означает, что они интерпретируют все тона, будь то черный или белый, как средний серый (18% серого).Эта калибровка применима при фотографировании сцены, содержащей равное количество темных и ярких объектов, поскольку замер экспозиции будет усредненным для экспонирования для среднего серого. Однако такое усреднение экспозиции терпит неудачу в ситуациях, когда вы хотите, чтобы сцена выглядела в основном черной, как ночная сцена, или в основном белой, как снежная сцена. Если вы фотографируете заснеженную сцену и снимаете общий показания экспонометра этого преимущественно белого объекта, ваша естественная экспозиция будет отображать его как средне-серый (т.е. недоэкспонировано). Инструмент, помогающий добиться правильной экспозиции в сложных условиях освещения, например в зимнее время, — это серая карта. Эти инструменты предоставляют образец 18% серого материала, по которому вы можете измерить, чтобы определить общую лучшую экспозицию при определенном освещении. Чтобы сосредоточиться на серой карте в сцене, вам нужно будет выборочно измерить серую карту, не учитывая другие области композиции. Лучше всего это сделать с помощью специального точечного измерителя или с помощью соответствующего приспособления для точечного измерителя на вашем измерителе.Кроме того, многие цифровые камеры имеют возможность точечного замера на случай, если вы не используете ручной измеритель.

Градуированные фильтры нейтральной плотности

Еще один инструмент, связанный с экспозицией, который особенно подходит для зимней фотосъемки, — это градиентный фильтр нейтральной плотности. Подобно стандартному сплошному нейтральному фильтру, градиентный нейтральный фильтр предназначен для уменьшения экспозиции сцены, чтобы обеспечить более длительную экспозицию. Разница между ними заключается в том, что градуированный фильтр нейтральной плотности обеспечивает эту уменьшающую экспозицию плотность только на половине подложки фильтра.Это полезно для сдерживания определенных областей сцены, которые ярче других, чтобы обеспечить более контролируемую общую экспозицию. Из-за преобладания белого цвета зимой, будь то снег или пасмурное небо, эти области часто могут быть значительно переэкспонированы из-за компенсации, необходимой для других, более темных областей изображения. Эффекты многих фильтров теперь могут быть реализованы в некоторой степени во время пост-обработки; однако преимущества градуированного нейтрального фильтра трудно реализовать на компьютере, так как исходная экспозиция, вероятно, будет иметь либо недоэкспонированные, либо переэкспонированные области, которые невозможно восстановить.

Градуированные нейтральные фильтры доступны в широком диапазоне плотностей (1/3 ступени до 10 ступеней), и их следует сочетать в паре в зависимости от контраста между яркой областью в вашей сцене и более темными областями. Конструкция этих фильтров помещает плотность более половины фильтра, оставляя другую половину чистой. Это позволяет затемнять яркие области, увеличивая экспозицию в более темных областях, чтобы получить равномерную экспозицию по всей поверхности, которая будет демонстрировать больший динамический диапазон.Необходимо учитывать точку перехода между плотной и прозрачной частью фильтра, и ее чаще всего размещают на горизонте или другой сильной линии, пересекающей композицию, чтобы избежать отвлекающей линии, пересекающей сцену. Эти переходные линии также доступны в различных градациях; либо мягкий, либо жесткий. Фильтр с мягкими краями даст переход от полной плотности к прозрачной без четкой демаркационной линии между двумя областями; жесткий край прямо противоположен и представляет собой четко очерченную линию между плотной и прозрачной областями. Градуированные фильтры нейтральной плотности доступны как в круглом, так и в прямоугольном форматах, но, если они не используются для очень конкретных целей, предпочтительным вариантом являются прямоугольные фильтры, поскольку вы можете изменять положение этой линии перехода в вашей сцене. С круговым градуированным нейтральным фильтром вы, по сути, будете вынуждены держать свой горизонт в центре кадра, чтобы замаскировать эту линию перехода.

Штативы

В сочетании с желанием фотографировать зимний пейзаж и, возможно, при меньшем освещении, чем дает лето, штатив — полезный инструмент, который можно носить с собой в эти месяцы.Штативы обычно доступны из двух материалов: алюминия или углеродного волокна. Оба материала предлагают подходящую опору для вашей камеры. Однако в случае штатива с металлическими ножками он также является эффективным проводником низких температур. Так же, как и с другими металлическими поверхностями, с алюминием может быть трудно и болезненно работать в холодных условиях. Надежным решением этой проблемы является использование грелок для ног штатива, которые доступны для многих моделей штатива разных размеров, цветов и рисунков.Эти рукава обеспечивают мягкое мягкое покрытие вокруг ног, чтобы уменьшить удары холодного металла, а также обеспечить больший комфорт при переноске штатива на плече.

Если вы используете штатив из углеродного волокна, вы избавитесь от дискомфорта от прикосновения к холодной поверхности; Однако у углеродного волокна есть и недостатки, связанные с холодом. В случае работы в экстремальных ситуациях углеродное волокно может стать хрупким и даже потрескаться или расколоться. Грелки для ног тоже помогут в этом случае, но при работе при особенно низких температурах следует уделять особое внимание.Кроме того, решение обеих проблем заключается в использовании деревянного штатива, который обеспечивает чрезвычайно высокий уровень стабильности и устойчивости к воздействию низких температур, но за счет этого также является самым тяжелым из вариантов поддержки камеры.

Еще одним важным аспектом использования штатива в морозных условиях является наличие ножек с шипами или возможность установки дополнительных ножек с шипами. При работе на обледенелой поверхности или другой неровной местности, где резиновые ножки могут скользить, необходимо иметь возможность копаться в поверхности, на которой вы работаете, чтобы добиться максимальной устойчивости от штатива.

Водонепроницаемые рюкзаки и чемоданы

Водонепроницаемая сумка или чехол необходимы при фотосъемке в любых влажных условиях, например, в снегу, для защиты и изоляции вашего оборудования. Поскольку большинство фотоаппаратов не обладают высокой водонепроницаемостью по своей природе, хранение их в водонепроницаемой сумке при перемещении по влажным местам является второй лучшей альтернативой.

Lowepro предлагает два варианта, которые сочетают в себе преимущества гидроизоляции с дополнительной функциональностью, позволяющей удерживать зимнее снаряжение.Whistler Backpack 450 AW II — это большой рюкзак, который идеально подходит для занятий горными видами спорта. В него можно не только положить DSLR, объективы и аксессуары, но и взять с собой набор горного снаряжения и другие необходимые для треккинга вещи. Этот рюкзак также имеет всепогодный чехол, который защитит внутреннее содержимое от самых суровых условий. Более легкий и компактный вариант — это рюкзак Whistler Backpack 350 AW II, который имеет такой же всепогодный чехол и позволяет носить с собой целый ряд другого оборудования, кроме фотооборудования.

Рюкзак Lowepro Whistler 450 AW II

Еще один жизнеспособный выбор в качестве защитного рюкзака — Evoc CP 35L Camera Pack, который представляет собой универсальный герметичный рюкзак с множеством отделений для хранения очков, зимнего снаряжения и даже специальных точек крепления для лыж или сноуборда.

Evoc CP 35L Camera Pack

Если у вас уже есть переноска для вашей камеры и вы ищете немного большей защиты и дополнительной защиты от элементов и суровых условий, сумки для камеры BodyBag от LensCoat изготовлены из неопрена, чтобы добавить дополнительную изоляцию вашей камере во время путешествия и обеспечить защита от попадания пыли и грязи в корпус камеры и конфигурацию объектива. Точно так же покрытия линз TravelCoats также имеют неопреновую конструкцию для общей защиты и изоляции и подходят для самых разных линз. Эти покрытия линз особенно полезны в ситуациях, когда металлический корпус объектива может стать очень холодным и трудным в использовании (например, алюминиевые ножки штатива).

LensCoat TravelCoat для объектива Nikon 600mm f / 4E FL ED VR

Перчатки

Помимо изоляции и защиты всего оборудования камеры, вам также необходимо быть готовым к холодному климату.При съемке на открытом воздухе с ношением и использованием оборудования рекомендуется по возможности надевать перчатки (само собой разумеется, что вам понадобится теплая одежда, носки, верхняя одежда и водонепроницаемая обувь). Основная проблема против ношения перчаток во время работы заключается в том, что становится неудобно манипулировать элементами управления камерой и даже просто спускать затвор в стандартной паре перчаток. С другой стороны, перчатки Freehands имеют отверстия для большого и указательного пальцев, чтобы решить эту проблему. Этот дополнительный контроль в сочетании с утеплителем Thinsulate или флисом делает любую перчатку идеальным выбором для эффективной фотосъемки на холоде, сохраняя руки в тепле.

Если у вас есть дополнительные вопросы о фотографии в холодную погоду, поговорите с одним из наших специалистов по продажам в чате, по телефону 1-800-606-6969 или посетите удобно отапливаемый B&H SuperStore в центре Манхэттена.

Не забудьте заглянуть на B&H Explora, чтобы узнать больше о Adventure Week: Winter Edition — и не забудьте подписаться на B&H в Twitter @BHPhotoVideo, чтобы быть в курсе последних новостей #adventureweek.

Экономия топлива в холодную погоду

Холодная погода и зимние условия вождения могут значительно снизить экономию топлива.

Тесты на экономию топлива показывают, что при вождении по городу расход топлива обычного бензинового автомобиля примерно на 15% ниже при 20 ° F, чем при 77 ° F. При коротких поездках (от 3 до 4 миль) она может упасть на 24%.

Воздействие на гибриды обычно больше. В этих условиях их экономия топлива может упасть примерно на 30–34%.

Для электромобилей (EV) экономия топлива может упасть примерно на 39% при смешанном движении по городу и шоссе, а запас хода может снизиться на 41%. Около двух третей потребляемой дополнительной энергии уходит на обогрев кабины.

подробнее…

Эффекты холодной погоды могут различаться в зависимости от модели автомобиля. Однако можно ожидать, что обычные бензиновые автомобили потеряют от 10% до 20% экономии топлива при вождении по городу и от 15% до 33% при коротких поездках.

Для гибридов экономия топлива обычно снижается на 20–40% при движении по городу и на 25–45% при коротких поездках.

Когда обогреватель кабины не используется, экономия топлива электромобиля на 8% ниже при 20 ° F, чем при 75 ° F. Запас хода ниже примерно на 12%.

Почему зимой ниже экономия топлива?

Холодная погода влияет на ваш автомобиль больше, чем вы можете ожидать:

  • Трение в двигателе и трансмиссии увеличивается при низких температурах из-за холодного моторного масла и других трансмиссионных жидкостей.
  • Вашему двигателю требуется больше времени для достижения максимальной экономичной температуры.Это больше влияет на более короткие поездки, поскольку ваш автомобиль проводит большую часть поездки при неоптимальных температурах.
  • Подогрев сидений, обогреватели окон и вентиляторы обогревателя потребляют дополнительную мощность.
  • Прогрев автомобиля перед началом поездки снижает экономию топлива — на холостом ходу расходуется 0 миль на галлон.
  • Более холодный воздух плотнее, что увеличивает аэродинамическое сопротивление вашего автомобиля, особенно на скоростях шоссе.
  • Давление в шинах снижается при низких температурах, что увеличивает сопротивление качению.
  • Зимние сорта бензина могут иметь немного меньше энергии на галлон, чем летние смеси.
  • Производительность аккумулятора снижается в холодную погоду, что затрудняет поддержание заряда аккумулятора генератором. Это также влияет на производительность системы рекуперативного торможения на гибридах, подключаемых гибридах и электромобилях.

В суровую зимнюю погоду расход топлива может упасть еще больше.

  • Обледенелые или заснеженные дороги ухудшают сцепление шин с дорогой, расходуя энергию.
  • Безопасная скорость движения по скользкой дороге может быть намного ниже нормальной, что еще больше снижает экономию топлива, особенно на скоростях ниже 30-40 миль в час.
  • При использовании полного привода расходуется больше топлива.

Что я могу сделать, чтобы снизить расход топлива в холодную погоду?

Возможно, вы не сможете полностью снизить влияние холода на экономию топлива, но вы можете сделать несколько простых вещей, чтобы сократить расход топлива:

  • Припаркуйте автомобиль в более теплом месте, например в гараже, чтобы повысить начальную температуру двигателя и кабины.

Литиевые батареи в холодную погоду и зимой

Зима не за горами, но это не значит, что ваши приключения должны прекратиться! Однако это поднимает хороший вопрос: как различные типы батарей выдерживают холодную погоду? И не только это, но как вы заботитесь о своих батареях, несмотря на низкие температуры?

К счастью для вас, мы готовы (и рады) ответить на ваши вопросы! Следите за новостями, пока мы обсуждаем полезные советы и рекомендации по защите ваших аккумуляторов в этом сезоне.

Что происходит с батареями в холодную погоду

Скажем прямо: литиевые батареи гораздо лучше работают в зимних условиях, чем батареи других типов, но, тем не менее, о них нужно заботиться. При правильных профилактических мерах ваши аккумуляторы могут выжить и процветать этой зимой. Чтобы защитить ваши аккумуляторы, давайте сначала разберемся, почему нам нужно защищать их от суровых условий.

Работа батареи заключается в хранении и высвобождении энергии. Холодная погода может помешать выполнению этих важных функций. Точно так же, как вашему телу требуется несколько минут, чтобы согреться после пребывания на улице, то же самое верно и для вашей батареи. Низкие температуры увеличивают внутреннее сопротивление батареи. Это может снизить емкость батареи. АКА — батарея не может выделять столько энергии или сохранять заряд при низких температурах.

Как вы уже догадались, это означает, что вам придется чаще заряжать эти батареи в зимнюю погоду. Еще одна важная вещь, о которой следует помнить, заключается в том, что срок службы батареи включает в себя только определенное количество циклов зарядки. Это то, что вы хотите сохранить, а не тратить. Литиевые батареи глубокого разряда рассчитаны на срок от 3000 до 5000 циклов. Но свинцово-кислотный, с другой стороны, обычно длится около 400 циклов, поэтому вам следует использовать эти циклы более экономно.

Литиевые батареи и хранение в холодную погоду

Как вы знаете, зимнюю погоду нельзя контролировать. Мать-природа делает то, что хочет. Тем не менее, вы можете принять некоторые меры предосторожности, чтобы как можно лучше обращаться с аккумулятором, пока он находится на холоде. Итак, о каких гарантиях мы говорим? Давайте приступим…

Поддерживайте чистоту аккумулятора

Очень важно содержать аккумулятор в чистоте как в летние, так и в зимние дни, особенно если у вас свинцово-кислотный аккумулятор. Это особенно важно перед длительным сезоном хранения. Грязь и коррозия могут вызвать некоторые серьезные проблемы с некоторыми типами аккумуляторов и привести к их более быстрой разрядке. Мы смотрим на вас свинцово-кислотным. Свинцово-кислотный аккумулятор необходимо очистить пищевой содой и водой перед тем, как положить на хранение. Литиевые батареи, с другой стороны, не требуют обслуживания. Вы правильно поняли.

Прогрейте аккумулятор перед использованием

Как мы уже говорили, приключения не должны заканчиваться только потому, что пришла Старая Зима. Может быть, вы снежная птица и хотите отправиться на зимовку на юг? Мы не виним вас. Или, может быть, вы готовы к сезону охоты? В любом случае, не позволяйте холоду остановить вас! Точно так же, как вы прогреваете свой автомобиль в течение нескольких минут перед поездкой, сделайте то же самое для своих аккумуляторов глубокого цикла. Согрей их! Таким образом, вы не поразите свою батарею внезапным прыжком.

Немного похоже на тебя, правда? Позвольте вашей батарее облегчить жизнь.

Храните батарею при умеренных температурах

В зависимости от того, где вы храните батарею, у вас не будет полного контроля над этим. Но все же важно знать идеальную температуру для хранения аккумуляторов. Этот диапазон составляет от 32 градусов по Фаренгейту до 80 градусов по Фаренгейту, но это не означает, что ваши литиевые батареи не будут работать за пределами этих температур. Будут, но с меньшей мощностью. Вы можете заметить, что они теряют заряд быстрее, чем обычно.

Часто заряжайте аккумулятор

В отличие от многих типов аккумуляторов, ионно-литиевые аккумуляторы можно использовать и разряжать независимо от холода, не вызывая повреждений. Фу.

Но вы не хотите заряжать аккумулятор при температуре ниже 32 градусов по Фаренгейту. Перед зарядкой важно вынести аккумулятор из зоны замерзания. Использование солнечных батарей может быть отличным вариантом! Солнечные батареи могут помочь вашим батареям работать даже в практически арктических условиях.

Литиевые батареи против. Свинцово-кислотные батареи

Несмотря на то, что ни одна батарея не работает идеально в морозную погоду, литиевые батареи работают намного лучше, чем свинцово-кислотные и другие типы батарей. Есть несколько вещей, которые оправдывают первоначальную более высокую цену, например:

  • Литиевые батареи лучше работают при экстремальных температурах.
  • Практически легкие литиевые батареи весят ½ веса большинства свинцово-кислотных батарей. Сзади им намного легче.
  • Ионные литиевые батареи работают в среднем от 3000 до 5000 циклов по сравнению с 400 циклами свинцово-кислотных. Разговор о разнице!

Литиевые батареи значительно превосходят конкурентов. Это делает первоначальную цену оправданной, потому что вы сэкономите деньги в долгосрочной перспективе.

Когда вы не беспокоитесь о времени автономной работы, у вас больше свободы для новых приключений. Мы упоминали, что наши батареи также оснащены Bluetooth? Используя наше приложение Ionic, вы можете узнать точное состояние ваших батарей в любой момент времени.

Высококачественные ионные литиевые батареи в холодную погоду

Здесь, в Lithium Hub, мы с гордостью предлагаем нашим клиентам уникальный вариант батарей, которые выдерживают множество холодных погодных условий. Наша батарея 12 вольт 300 Ач поставляется с нагревателем! В глубинке? Без проблем. С этим чудовищным аккумулятором вы можете практически справиться с тундрой. Подледная рыбалка, кто-нибудь? Аккумулятор рассчитан на 3000-5000 циклов. Он поставляется с 11-летней гарантией на батарею, поэтому вы можете быть уверены в долговечности своей батареи. Как и все наши аккумуляторы, он имеет защиту от перенапряжения и короткого замыкания. Кроме того, эти батареи не будут заряжаться, если температура небезопасна для этого.

Ионные литиевые батареи используют передовую технологию BMS, которая делает их исключительно безопасными и долговечными. Соблюдение этих мер предосторожности в отношении аккумуляторов в холодную зиму только продлит исключительный срок службы аккумулятора.

Разобранные литий-ионные аккумуляторы: почему они ужасны на морозе

Видеообзоры автомобилей:

Главная >

Новости >

Автогид

1 января 2021 г. , 21:45 UTC ·

Не секрет, что батареи не очень хорошо работают при экстремальных температурах, будь то жара или холод, но задумывались ли вы когда-нибудь о точных причинах их неадекватности? У нас есть, и оказывается, что они не развились так сильно, как намекают автопроизводители в последние годы.

15 фото

Первый вывод заключается в том, что практически все компании, которые сегодня предлагают транспортные средства с батарейным питанием, сильно отстают в технологиях, и не так уж много людей хотят говорить об этом.

Наступление эры электромобилей фактически уже наступило, и, несмотря на резкое увеличение продаж электромобилей, мы все еще используем аккумуляторные технологии, мало чем отличающиеся от тех, которые открыл Алессандро Вольта около 220 лет назад.

Как и Homo sapiens, современная батарея может обеспечить 100 процентов своей емкости при умеренных температурах, в основном около 20 градусов по Цельсию (68 по Фаренгейту). Между прочим, использование людей в качестве батареек во вселенной Матрицы было не просто сюжетным трюком, на самом деле за этим стоит некоторая наука.

Если температуру окружающей среды батареи, которая лучше всего работает при 20 градусах Цельсия, повысить до 30 градусов, эффективность ее работы снизится примерно на 20 процентов. Если его постоянно заряжать и перезаряжать при температуре 45 градусов C (113 F), потеря производительности может возрасти до колоссальных 50 процентов. Имейте в виду, что эти цифры не обязательно означают потерю запаса хода на электромобиле.

При этом автомобили с батарейным питанием не существуют в пустоте, и на их температуру может влиять широкий спектр внешних и даже внутренних факторов, поэтому некоторые, но не все, современные автопроизводители имеют встроенные системы управления температурой. на своих электромобилях. Несмотря на то, что они высасывают изрядную долю энергии, эти системы помогают регулировать температуру батареи, чтобы одновременно оптимизировать ее долгосрочную емкость и краткосрочную производительность.

К сожалению, даже этих систем управления недостаточно при резком падении температуры наружного воздуха, поэтому заряд аккумуляторов в суровые зимы почти неотъемлемая черта всех современных электромобилей и любого другого устройства с батарейным питанием.

Что ж, литий-ионные аккумуляторы, из которых сегодня состоит большинство источников питания электромобилей на дорогах, тоже не особо любят работать при экстремальных температурах, а тем более при морозе. С положительной стороны, они работают намного лучше, чем свинцово-кислотные или никель-металлгидридные аккумуляторы старой школы, но проблема все еще существует, и ни один крупный автопроизводитель не отклонился от предложения почти такого же типа дефектной технологии. Что касается этой бомбы, нам, вероятно, следует погрузиться в технические детали. Волшебная химия за кулисами

Поскольку большинство современных гибридов, подключаемых гибридов и полностью электрических автомобилей перешли на литий-ионный аккумулятор в качестве оружия, мы решили сосредоточиться на том, как литий-ионный аккумулятор работает при низких температурах. Перед этим давайте сначала посмотрим, как на самом деле работают современные аккумуляторы.

Выбранные в больших масштабах главным образом потому, что их плотность энергии превышает химический состав конкурирующих батарей примерно в два с половиной раза, современные литий-ионные батареи могут предложить около 150 Втч на килограмм веса. Это означает, что они могут быть меньше и легче, чем конкурирующие продукты, что является одной из их основных положительных особенностей.

Как правило, они содержат графитовый анод, катод из оксида лития-кобальта, который можно заменить никелем или марганцем, и жидкий карбонатный электролит с растворенной солью лития.

Когда батарея разряжается, ионы лития перемещаются от графитового анода к катоду в так называемом процессе интеркаляции, который включает движение электронов в одном направлении с использованием внешней цепи. В процессе обратной зарядки ионы лития от катода диффундируют обратно к графитовому аноду, сопровождаемые теми же электронами, использующими внешнюю цепь.

Проще говоря, это электрохимическая реакция, для которой необходимо, чтобы ряд переменных был постоянным, чтобы быть эффективной все время, в противном случае она может замедлиться, прекратиться или даже вызвать постоянное короткое замыкание в некоторых элементах батареи.

При низких температурах производительность значительно падает, т.к. просто замедляется химическая реакция, но только когда дело доходит до разрядки аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы действительно могут питать электромобиль при температуре -40 градусов по Цельсию (-40 по Фаренгейту), хотя и с уменьшенной скоростью разряда и только если они оснащены системами терморегулирования, но вы просто не сможете их зарядить. при таких температурах, потому что они просто слишком сильно замедляются. От 0 до 200 В за 220 лет

В то время как фактически все батареи плохи в холодную погоду по своей конструкции, работа ведется так, чтобы будущее принесло нам гораздо лучшие технологии для противодействия присущим им недостаткам. Прошло немногим более двух столетий с тех пор, как Алессандро Вольта впервые обнаружил гальваническую батарею — или первую относительно современную батарею.

От 0 до 220 вольт за 220 лет звучит как довольно плохой показатель ускорения, что является одной из причин, почему Porsche является первым автопроизводителем, который построил электромобиль на базе 800-вольтовой архитектуры. Более высокое напряжение, по сути, означает более тонкую проводку, что приводит к более стабильной работе, сокращению времени зарядки, уменьшению веса и меньшему пространству, занимаемому внутри автомобиля.

Тем не менее, Taycan также застрял с устаревшей литий-ионной батареей, которая скоро станет архаичной, но Porsche находится среди множества автопроизводителей, которые постоянно исследуют усовершенствования. К числу наиболее перспективных относятся использование аккумуляторных электролитов, содержащих ионные жидкости, которые по существу представляют собой просто соли, плавящиеся при низких и умеренных температурах. В отличие от других электролитов, они негорючи и обладают термической стабильностью при гораздо более высоких температурах.

Другие области альтернативных исследований аккумуляторов включают литий-воздушные конструкции, которые используют кислород из атмосферы в качестве окислителя, что делает их намного легче, чем современные литий-ионные химические вещества. Кроме того, их удельная энергия сравнима с удельной энергией бензина, что делает их идеальными для наших будущих электромобилей.

Обладая еще более высокой удельной выходной мощностью, литий-серные батареи, вероятно, являются лучшим выбором для действительно революционных батарей будущего, но их разработка все еще находится на очень ранней стадии. До тех пор, пока не придет время, мы все застряли с технологией 30-летней давности, которая была обновлена ​​в основном в отношении затрат, а не производительности в холодную погоду.

Почему литиевые батареи лучше всего подходят для холодной погоды

В экстремальных условиях одной из самых важных вещей является наличие надежного источника питания. Если вы хотите узнать, какая батарея лучше всего подходит для вашей ситуации, вы должны сначала узнать, как холодная погода влияет на них. Жизнь вне сети может стать коварной, когда температура опускается ниже нуля, и вы хотите знать, что у вас есть все необходимое. Свинцово-кислотные батареи, как правило, имеют более низкую производительность, чем их литиевые аналоги. Это делает литиевые батареи лучшим источником энергии для тех, кто хочет исследовать места, где температура опускается до низких температур. В этой статье мы рассмотрим, как и почему литиевые батареи являются лучшим вариантом, а также как наши батареи серии LT превосходят обычные ожидания в холодную погоду благодаря передовым технологиям.

Подходят ли литиевые батареи в холодную погоду? Аккумуляторы

LFP безопасны для использования при температуре от -4 градусов по Фаренгейту до 140 градусов по Фаренгейту, что делает их практичными для использования в любых погодных условиях. Некоторые владельцы автономных солнечных батарей, автофургонов и кемперов живут и отправляются в экстремально холодные условия, что делает литиевые батареи отличным вариантом для стабильного и надежного питания. Низкие температуры должны учитываться любым владельцем батареи, поскольку они могут быть вредны для здоровья батареи. При использовании стандартных свинцово-кислотных аккумуляторов холод может серьезно ухудшить работоспособность и срок службы устройства. Литиевые батареи имеют гораздо лучшую производительность при более низких температурах, чем свинцово-кислотные батареи. Как правило, чем больше вы тянете от свинцово-кислотного аккумулятора при низких температурах, тем слабее он становится. Батареи LFP нагреваются, когда вы их используете, снижая сопротивление батареи и повышая ее напряжение. Если вы хотите обновить или решить проблемы с аккумулятором, литий является явным победителем, когда дело доходит до холодной погоды.

Влияет ли холодная погода на срок службы литиевой батареи?

Холодная погода влияет на срок службы батареи, даже с литиевыми батареями. Температуры ниже отметки 32 градуса заметно снижают как эффективность, так и полезную емкость свинцово-кислотного аккумулятора, обеспечивая 70-80% его номинальной мощности. при той же температуре литиевые батареи могут работать с очень небольшими потерями, обеспечивая 95-98% своей емкости.

При зарядке при температурах выше точки замерзания ионы лития внутри батареи впитываются, как губка, пористым графитом, из которого состоит анод, отрицательная клемма батареи. Однако ниже точки замерзания ионы лития неэффективно захватываются анодом. Вместо этого многие ионы лития покрывают поверхность анода, процесс, называемый литиевым покрытием, что означает, что меньше лития доступно, чтобы вызвать поток электричества, и емкость батареи падает. Зарядка ниже точки замерзания с несоответствующей скоростью зарядки также приводит к тому, что аккумулятор становится менее механически устойчивым и более подверженным внезапным отказам.

В условиях морозильной зарядки ионы лития теряются, направляясь к «работе» внутри графитового анода. Вместо интеркалирования эти ионы в конечном итоге покрывают поверхность анода. Зарядка при низких температурах может привести к образованию гальванического покрытия, что снижает емкость аккумулятора и увеличивает сопротивление. Если образуется достаточное количество покрытия, оно может пробить сепаратор и вызвать опасное короткое замыкание внутри элемента.

Как заряжать литиевые батареи в холодную погоду

Зарядка в холодную погоду требует другого протокола и имеет решающее значение, если вы хотите, чтобы ваши инвестиции были долговечными. Почти каждый аккумулятор требует более сложного процесса зарядки, когда температура начинает падать. Свинцово-кислотные имеют более узкий диапазон подходящих условий зарядки по сравнению с литием. Оба, однако, должны находиться в пределах своего температурного диапазона и должны заряжаться медленнее, чем обычно.

Повреждение аккумулятора при зарядке при более низких температурах пропорционально скорости зарядки. Зарядка с гораздо более низкой скоростью может уменьшить урон, но это редко является практическим решением. Когда температура падает между 32 и 14 градусами по Фаренгейту, батареи нельзя заряжать при температуре выше 0,1°C. Когда температура падает от 14 до -4 градусов по Фаренгейту, аккумуляторы нельзя заряжать при температуре выше 0,05°C. Эти скорости зарядки определенно увеличат продолжительность зарядки и усложнят весь процесс, потому что вы можете не знать, насколько холодным может стать во время цикла зарядки. В некоторых ситуациях вы можете заснуть при 40-градусной погоде, а проснуться от резкого похолодания при 18 градусах по Фаренгейту. Если вы заряжали аккумулятор в течение ночи с более высокой скоростью, падение температуры может привести к необратимому повреждению аккумулятора.

Правило номер один, когда речь идет о зарядке в холодную погоду, заключается в том, чтобы не заряжать аккумуляторы, когда температура падает ниже нуля, не уменьшая зарядный ток. Если BMS не обменивается данными с зарядным устройством, а зарядное устройство способно реагировать на предоставленные данные, это может быть сложно сделать. Если вы делаете зарядку при температуре ниже нуля, вы должны убедиться, что ток заряда составляет 5-10% от емкости аккумулятора.

Какой аккумулятор лучше всего подходит для холодной погоды?

Литиевые батареи серии RELiON LT предназначены для работы в холодную погоду и могут заряжаться при температурах до -4 градусов по Фаренгейту с постоянной скоростью без необходимости пониженного тока. Большинство литий-ионных аккумуляторов будут необратимо повреждены при зарядке их при отрицательных температурах. Без системы управления батареями (BMS), связывающейся с зарядным устройством, которое запрограммировано на снижение тока в таких условиях, единственным решением в прошлом было держать батарею при температуре выше нуля, прежде чем пытаться ее зарядить. Это может быть либо перенос их в более теплую среду, либо их какая-либо изоляция, завернув их в тепловое одеяло.

Аккумуляторы серии LT специально разработаны для работы в холодных погодных условиях благодаря нагреву аккумулятора перед началом зарядки с помощью специального нагревательного элемента. RB100-LT — это литиевая батарея 12 В 100 Ач того же размера и производительности, что и популярная RB100, но с дополнительными характеристиками для работы в холодную погоду. Эта батарея является идеальным выбором для использования в автофургонах, автономных солнечных батареях, электромобилях и в любом приложении, где необходима зарядка при более низких температурах.

Серия LT предлагает множество моделей с меньшим и большим ампер-часами, включая RB52-LT и RB300-LT. RB20-LT и RB52-LT отлично подходят для небольших кемпингов или наземных приключений, в то время как наши RB100-LT и RB300-LT лучше подходят для транспортных средств для отдыха или стационарных приложений. Аккумуляторы LT можно использовать практически в любых условиях холодной погоды, и их следует выбирать в зависимости от ваших потребностей в емкости в сочетании с вашими требованиями к пространству и весу.

Холодная погода не должна быть причиной снижения производительности батареи. Серия RELiON LT поможет вам не беспокоиться и согреться этой зимой. Если у вас есть какие-либо вопросы о том, как обновить вашу установку до наших батарей для холодной погоды, свяжитесь с членом команды RELiON для получения дополнительной информации.

Литий-ионные аккумуляторы, которые дольше служат в условиях сильного холода — ScienceDaily

Science News

от исследовательских организаций


Дата:
8 июня 2022 г.
Источник:
Американское химическое общество
Резюме:
Когда температура опускается ниже точки замерзания, мобильные телефоны необходимо часто заряжать, а расстояние до электромобилей сокращается. Это связано с тем, что аноды их литий-ионных аккумуляторов становятся вялыми, удерживают меньше заряда и быстро расходуют энергию. Чтобы улучшить электрические характеристики в условиях сильного холода, исследователи заменили традиционный графитовый анод в литий-ионной батарее шероховатым материалом на основе углерода, который сохраняет свою перезаряжаемую емкость до -31 F.
Поделиться:

ПОЛНАЯ ИСТОРИЯ


Когда температура опускается ниже точки замерзания, мобильные телефоны необходимо часто заряжать, а на электромобилях сокращается дальность поездки. Это связано с тем, что аноды их литий-ионных аккумуляторов становятся вялыми, удерживают меньше заряда и быстро расходуют энергию. Чтобы улучшить электрические характеристики в условиях сильного холода, исследователи, опубликовавшие отчет ACS Central Science , заменили традиционный графитовый анод в литий-ионной батарее на шероховатый материал на основе углерода, который сохраняет свою перезаряжаемую емкость до -31 F.

реклама


Литий-ионные аккумуляторы отлично подходят для питания перезаряжаемой электроники, поскольку они могут хранить много энергии и имеют длительный срок службы. Но когда температура падает ниже нуля, электрические характеристики этих источников энергии снижаются, а когда условия достаточно холодные, они могут перестать передавать заряд. Вот почему некоторые люди, живущие на Среднем Западе США, испытывают проблемы со своими электромобилями в разгар зимы, и почему опасно использовать эти батареи в космических исследованиях. Недавно ученые установили, что плоская ориентация графита в аноде ответственна за падение емкости литий-ионного аккумулятора на холоде. Итак, Си Ван, Цзяннянь Яо и их коллеги хотели изменить структуру поверхности углеродсодержащего материала, чтобы улучшить процесс переноса заряда на аноде.

Чтобы создать новый материал, исследователи нагрели кобальтсодержащий цеолит-имидазолатный каркас (известный как ZIF-67) при высоких температурах. Полученные 12-сторонние углеродные наносферы имели неровные поверхности, которые продемонстрировали отличные возможности переноса электрического заряда. Затем команда проверила электрические характеристики материала в качестве анода с металлическим литием в качестве катода внутри батареи в форме монеты. Анод демонстрировал стабильную зарядку и разрядку при температурах от 77 F до -4 F и поддерживал 85,9% емкости хранения энергии при комнатной температуре чуть ниже точки замерзания. Для сравнения, литий-ионные батареи, изготовленные с другими углеродными анодами, включая графит и углеродные нанотрубки, почти не сохраняли заряд при отрицательных температурах. Когда исследователи понизили температуру воздуха до -31 F, анод, сделанный из неровных наносфер, все еще был перезаряжаемым и во время разрядки высвобождал почти 100% заряда, заложенного в батарею. Исследователи говорят, что включение материала неровных наносфер в литий-ионные батареи может открыть возможности для использования этих источников энергии при экстремально низких температурах.

Авторы выражают благодарность Фонду фундаментальных исследований центральных университетов (Китай), Национальному фонду естественных наук Китая, Министерству науки и техники Китая, Научно-техническому проекту провинции Гуандун, Химическому и химическому машиностроению. Лаборатория Гуандун и Пекинский университет Цзяотун.

изменить мир к лучшему: спонсируемая возможность


Источник истории:

Материалы предоставлены Американское химическое общество . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.


Справочник журнала :

  1. Цзунцзин Лу, Цзиннань Ван, Сюэчунь Ченг, Вэйвэй Се, Чжии Гао, Сюэцзин Чжан, Юн Сюй, Дин И, Иджун Ян, Си Ван, Цзяннянь Яо. Риманова поверхность угольных анодов позволяет хранить литий-ионные аккумуляторы при температуре −35 °C . ACS Central Science , 2022; DOI: 10.1021/acscentsci.2c00411

Процитировать страницу :

  • ГНД
  • АПА
  • Чикаго

Американское химическое общество. «Литий-ионные аккумуляторы, которые дольше работают в условиях сильного холода». ScienceDaily. ScienceDaily, 8 июня 2022 г. .

Американское химическое общество. (2022, 8 июня). Литий-ионные аккумуляторы, которые дольше работают в сильные морозы. ScienceDaily . Получено 18 сентября 2022 г. с сайта www.sciencedaily.com/releases/2022/06/22060809.1429.htm

Американское химическое общество. «Литий-ионные аккумуляторы, которые дольше работают в условиях сильного холода». ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2022/06/220608091429.htm (по состоянию на 18 сентября 2022 г.).


реклама


Температура при разработке батареи | QuantumScape

27 августа 2021 г.

Температура при разработке батареи

27 августа 2021 г.

Почему электромобили нагревают аккумулятор перед сеансом быстрой зарядки, но включают системы охлаждения во время движения? Почему электромобили теряют запас хода в холодные зимние месяцы и как аккумуляторная технология QuantumScape может решить эти проблемы? В этом посте мы более подробно рассмотрим, как температура напрямую влияет на общую производительность трех ведущих типов батарей: устаревшей литий-ионной батареи, альтернативных твердотельных элементов и элемента QuantumScape.

 

👆 Основы аккумуляторов

Для фона: элемент литий-ионного аккумулятора накапливает энергию, перемещая атомы лития между двумя сторонами ( электроды ) — от катода[1] к аноду[2] во время зарядки аккумулятора. Когда батарея разряжается, атомы лития движутся в противоположном направлении — от анода к катоду — высвобождая энергию по мере поступления.

Представьте, что скейтборд катится вверх и вниз по склону. Вы вкладываете энергию, чтобы подтолкнуть его вверх по одной стороне холма, и когда он скатывается с другой стороны вниз, он несет энергию, которую вы вложили в него. Однако этот процесс не совсем эффективен, так как другие силы, действующие на скейтборд, такие как трение и сопротивление ветра, забирают энергию и замедляют ее.

Как и в случае со скейтбордом, существуют факторы, влияющие на энергию, которую можно получить от литий-ионного аккумулятора. Ключевым из них является температура. И влияние температуры различается в разных типах клеток.

 

Устаревшая литий-ионная батарея

В унаследованной литий-ионной батарее атомы лития движутся через жидкий электролит, который касается обоих электродов. Этот жидкий электролит оптимизирован для перемещения ионов лития по аккумулятору, а также внутрь и наружу катода и анода. Ионы лития перемещаются легче, когда батарея более горячая; подумайте о ноже, разрезающем теплое масло, по сравнению с холодным маслом. Другой способ описать это — рассказать о сопротивление [3] – чем ниже сопротивление, тем легче ионам лития перемещаться по батарее.

Низкотемпературные воздействия

При низких температурах (обычно ниже 0 °C) сопротивление батареи увеличивается, что ограничивает мощность, которую может обеспечить батарея, и блокирует часть накопленной энергии. Холодный аккумулятор также не может заряжаться быстро. Холодный графит в аноде не поглощает литий достаточно быстро, поэтому литиевые пластины[4] на поверхности графита потенциально вызывают образование дендритов. А ниже определенного температурного порога жидкость замерзнет, ​​остановив движение ионов лития и отключив аккумулятор.

Воздействие высоких температур

Если нагрев батареи снижает сопротивление, не должны ли более высокие температуры улучшать работу батареи? Не так быстро. Есть и отрицательные побочные эффекты высоких температур. Например, жидкий электролит обладает высокой реакционной способностью по отношению к материалам, из которых состоят катод и анод. Эти реакции усиливаются при более высоких температурах и потребляют литий, уменьшая общую доступную энергию в батарее. Они также заполняют поверхности электродов мусором[5], что увеличивает сопротивление батареи — так что вместо катания на скейтборде по гладкой, свежевымощенной улице это больше похоже на движение по гравийной дороге. По мере повышения температуры количество этих реакций резко возрастает, производя еще больше мусора и сокращая срок службы батареи.

Накопление мусора — не единственная проблема, возникающая при высоких температурах. И жидкий электролит, и полимерный сепаратор в старых литий-ионных батареях чрезвычайно огнеопасны. Если температура превысит определенный предел, аккумулятор перейдет в режим теплового разгона, что может привести к самовозгоранию и взрыву. Тепловой разгон — один из основных рисков безопасности современных электромобилей и причина, по которой они должны иметь более сложные, громоздкие и дорогие системы управления температурным режимом.

Подведение баланса

Из-за этих проблем устаревшие литий-ионные батареи должны найти баланс. Если батарея слишком холодная, сопротивление высокое, а энергия низкая, электролит может даже замерзнуть и полностью остановить батарею. А при быстрой зарядке на морозе аккумулятор может выйти из строя из-за литиевых дендритов. И все же, если аккумулятор слишком сильно нагревается, электроды заполняются мусором, и аккумулятор безвозвратно теряет свою емкость[6]. Таким образом, на самом деле существует только узкое температурное окно, в котором традиционная литий-ионная батарея может эффективно работать. Это ограничивает их практическую полезность.

Однако многие из этих ограничений возникают из-за проблем, вызванных жидким электролитом и графитовым анодом. Если бы ученые-батареечники могли избавиться от жидкости и графита, проблемы химического мусора при высоких температурах и литиевого покрытия при низких температурах можно было бы свести к минимуму или даже полностью решить. Идеальным был бы анод из чистого лития (то есть литий-металлический анод) в сочетании со стабильным твердым электролитом. Здесь на помощь приходят твердотельные батареи.

 

Альтернативные подходы к твердотельным электролитам
Проблема сопротивления

Основная проблема перехода на твердый электролит заключается в том, что твердые электролиты обладают гораздо большим сопротивлением, чем жидкости, так же как легче плыть по воде, чем по льду. Распространенным решением этой проблемы является нагрев элемента батареи, поскольку многие твердые электролиты имеют относительно приемлемый уровень сопротивления при высоких температурах. Обычно альтернативные твердотельные технологии испытываются при температуре 60 °C (140 °F) или выше. При таких высоких температурах атомы лития очень легко скользят через твердый электролит даже при высоких мощностях, таких как 1C[7].

Однако при снижении температуры до более реалистичного уровня для автомобильных приложений (25–30 °C или 77–86 °F) сопротивление имеет тенденцию к резкому увеличению даже при очень низких значениях мощности (C/10[8 ]). По мере увеличения потребности в энергии эти альтернативные твердые электролиты не позволяют ионам лития проходить беспрепятственно, и доступная энергия резко падает. При мощности 1C нередко можно увидеть менее 20% энергии, доступной при комнатной температуре, что делает аккумулятор практически бесполезным для электромобилей. Такая батарея похожа на скейтборд, застрявший на гравийной дороге, который не может обеспечить больше, чем крошечное количество энергии.

Ключевым моментом, который следует помнить, является то, что сопротивление в твердотельной батарее можно уменьшить и, следовательно, повысить производительность, если сильно нагреть батарею. Например, в некоторых электробусах используются твердотельные батареи, работающие при температуре 80 ° C (176 ° F). Но это не сработает для легковых автомобилей, потому что для этого требуются большие, тяжелые и дорогие системы управления температурным режимом, чтобы поддерживать аккумулятор при высокой температуре и снижать сопротивление до рабочего уровня.[9]

И даже если сопротивление твердотельного сепаратора приемлемо, если он не может предотвратить образование дендритов, его все равно придется эксплуатировать при высоких температурах, при которых литий размягчается и становится менее вероятным рост дендритов. В случае нестабильных твердых электролитов, таких как сульфиды, это ускорит разложение электролита на границах раздела с электродами и сократит срок службы батареи, как и в обычной батарее с жидким электролитом.

 

Ячейка QuantumScape

Первое отличие других твердотельных батарей от ячейки QuantumScape — керамический твердоэлектролитный сепаратор. Мы опубликовали данные, показывающие, что наш сепаратор может предотвращать образование дендритов при практических условиях эксплуатации и температурах. Сепаратор также можно сделать очень тонким, что означает очень низкое сопротивление не только при комнатной температуре, но и при гораздо более низких температурах. Кроме того, керамика не реагирует с литием так, как это делают жидкости или сульфиды. Это означает, что анод не заполняется мусором, а эффективность остается очень высокой, в отличие от многих альтернативных технологий.

Вторым преимуществом нашей технологии является католит – комбинация органической жидкости и полимера, которая способствует плавному переходу ионов лития от катода в твердоэлектролитный сепаратор. Однако, поскольку наш керамический твердоэлектролитный сепаратор химически изолирует катод от анода, существует минимальный риск того, что католит будет реагировать с металлическим литием на аноде, в отличие от других литий-металлических подходов, в которых используется жидкий электролит вместо твердого.

Кроме того, в отличие от жидких электролитов в старых литий-ионных батареях, которые должны быть стабильными как в высоковольтном катоде, так и в низковольтном аноде, ячейка QuantumScape разработана таким образом, чтобы полностью предотвратить контакт католита с анодом. Таким образом, вместо того, чтобы оптимизировать стабильность в диапазоне напряжений, католит можно оптимизировать для обеспечения проводимости при более низких температурах, помогая минимизировать сопротивление на холоде. Вот почему ячейки QuantumScape хорошо показывают себя в низкотемпературных испытаниях.

Эта диаграмма, впервые опубликованная во время нашего мероприятия Battery Showcase, демонстрирует, что наша фундаментальная химия элементов хорошо сохраняет емкость даже при разрядке при низких температурах в диапазоне от 0 °C до -30 °C. Напротив, литий-ионный аккумулятор с жидким электролитом и ультрасовременным углеродно-кремниевым анодом, аналогичный элементам современных электромобилей, вырабатывает меньше энергии на единицу массы при температуре -25 °C.

 

Outlook

Пока электромобили с литий-ионными батареями находятся в эксплуатации, управлять температурой батареи и оптимизировать ее, чтобы обеспечить хорошую производительность и приемлемый срок службы, было непросто. Эти проблемы связаны с фундаментальными ограничениями устаревших литий-ионных конструкций, и предыдущие попытки создания твердотельных батарей не смогли устранить эти ограничения. Технология QuantumScape представляет собой следующий шаг в области литиевых батарей, который, решая ключевые проблемы, обеспечивает повсеместное улучшение производительности и удобства использования.


[1] Положительная сторона.

[2] Отрицательная сторона.

[3] Сопротивление является мерой сопротивления материала протеканию тока. Внутреннее сопротивление батареи является результатом кумулятивного эффекта различных явлений, которые препятствуют электрохимическим реакциям и потоку зарядов (ионов лития и электронов) через различные компоненты батареи. Высокое внутреннее сопротивление снижает энергию, которую можно извлечь из батареи, поскольку часть энергии тратится впустую в этих процессах. Обратным сопротивлением является проводимость, мера того, насколько легко заряды могут перемещаться по материалу. Например, электролит с низкой ионной проводимостью повысит сопротивление батареи из-за более медленного движения через него ионов лития.

[4] Гальваническое покрытие — это процесс осаждения металлического лития на аноде во время зарядки. Ионы лития проходят через сепаратор, а затем оседают на поверхности анода в виде металлического покрытия. В аккумуляторе с графитовым анодом такое покрытие вредит здоровью элемента.

[5] Побочные продукты электрохимического разложения.

[6] Емкость — это количество электрического заряда, которое может храниться в аккумуляторе, и главный показатель работоспособности аккумулятора. Потеря емкости является результатом двух различных причин. Во-первых, реакции между электролитом и электродами потребляют литий из батареи, уменьшая количество лития, доступного для хранения энергии. Во-вторых, химический мусор увеличивает сопротивление батареи, уменьшая количество полезной энергии, которое может дать заданное количество накопленного заряда.

[7] 1C относится к часовой зарядке или разрядке.

[8] C/10 соответствует 10-часовой зарядке или разрядке.

[9] Дополнительные недостатки этого подхода заключаются в том, что он также использует много дополнительной энергии, которая в противном случае могла бы быть использована для движения транспортного средства, и обычно требует, чтобы батарея была подключена, когда она не используется, для поддержания рабочей температуры.


Заявления прогнозного характера

Эта статья содержит заявления прогнозного характера по смыслу федерального законодательства о ценных бумагах и информацию, основанную на текущих ожиданиях руководства на дату настоящего отчета. Все заявления, кроме заявлений об исторических фактах, содержащиеся в этой статье, в том числе заявления о будущем развитии аккумуляторной технологии QuantumScape, ожидаемых преимуществах технологий QuantumScape и производительности ее аккумуляторов, а также о планах и целях будущих операций, являются заявлениями прогнозного характера. . При использовании в настоящем отчете слова «может», «будет», «оценивать», «проформа», «ожидать», «планировать», «полагать», «потенциальный», «предсказывать», «целевой», «должен», «был бы», «мог бы», «продолжать», «полагать», «предполагать», «намереваться», «предвидеть» отрицание таких терминов и другие подобные выражения предназначены для обозначения прогнозных заявлений, хотя не все прогнозные заявления содержат такие идентифицирующие слова.

Эти прогнозные заявления основаны на текущих ожиданиях, предположениях, надеждах, убеждениях, намерениях и стратегиях руководства в отношении будущих событий и основаны на имеющейся в настоящее время информации о результатах и ​​сроках будущих событий. Эти прогнозные заявления сопряжены со значительными рисками и неопределенностями, которые могут привести к существенному отличию фактических результатов от ожидаемых. Многие из этих факторов находятся вне контроля QuantumScape, и их трудно предсказать. QuantumScape предупреждает читателей, чтобы они не слишком полагались на какие-либо прогнозные заявления, которые действительны только на дату их публикации. Если иное не требуется применимым законодательством, QuantumScape отказывается от каких-либо обязательств по обновлению любых прогнозных заявлений. Если лежащие в основе предположения окажутся неверными, фактические результаты и прогнозы могут существенно отличаться от выраженных в каких-либо прогнозных заявлениях. Дополнительную информацию об этих и других факторах, которые могут существенно повлиять на фактические результаты QuantumScape, можно найти в периодических заявках QuantumScape в SEC. Заявки QuantumScape в SEC находятся в открытом доступе на веб-сайте SEC по адресу www.sec.gov.


Поделиться на