— Battery University

Узнайте, как определенные разрядные нагрузки сокращают срок службы батареи.

Назначение батареи — накапливать энергию и высвобождать ее в желаемое время. В этом разделе исследуется разряд при различных скоростях C и оценивается глубина разрядки, на которую батарея может безопасно перейти. В документе также наблюдаются различные сигнатуры разряда и исследуется время автономной работы при различных схемах загрузки.

Электрохимическая батарея имеет преимущество перед другими устройствами накопления энергии в том, что энергия остается высокой в ​​течение большей части заряда, а затем быстро падает по мере истощения заряда.Суперконденсатор имеет линейный разряд, а сжатый воздух и накопитель на маховике — это противоположность аккумулятора, поскольку вначале он обеспечивает максимальную мощность. На рисунках 1, 2 и 3 показаны смоделированные разрядные характеристики накопленной энергии.

Большинство перезаряжаемых аккумуляторов могут быть кратковременно перегрузками, но это должно быть непродолжительное время. Срок службы батареи напрямую зависит от уровня и продолжительности нагрузки, которая включает заряд, разряд и температуру.

Любители дистанционного управления (ПДУ) — особая категория пользователей батарей, которые максимально увеличивают терпимость к «хрупким» высокопроизводительным батареям, разряжая их со скоростью 30 ° C, что в 30 раз превышает номинальную емкость. Столь же захватывающим может быть вертолет с дистанционным управлением, гоночный автомобиль или скоростной катер; срок службы пакетов будет коротким. Баффы RC хорошо осведомлены о компромиссе и готовы как заплатить цену, так и столкнуться с дополнительными рисками безопасности.

Чтобы получить максимальную энергию на единицу веса, производители дронов обращаются к элементам с высокой емкостью и выбирают Energy Cell.Это контрастирует с отраслями, требующими больших нагрузок и длительного срока службы. Эти приложения относятся к более надежным элементам Power Cell с меньшей емкостью.

Глубина разряда

Свинцово-кислотные разряды до 1,75 В / элемент; система на никелевой основе до 1,0 В / элемент; и большинство литий-ионных до 3,0 В / элемент. На этом уровне расходуется примерно 95 процентов энергии, и если бы разряд продолжался, напряжение быстро упало бы. Чтобы защитить аккумулятор от чрезмерной разрядки, большинство устройств не допускают работу сверх указанного напряжения в конце разряда.

При снятии нагрузки после разряда напряжение исправного аккумулятора постепенно восстанавливается и повышается до номинального напряжения. Различия в сродстве металлов в электродах создают этот потенциал напряжения, даже когда батарея разряжена. Паразитная нагрузка или высокий саморазряд препятствуют восстановлению напряжения.

Высокий ток нагрузки, как в случае сверления бетона с помощью электроинструмента, снижает напряжение аккумулятора, и порог напряжения конца разряда часто устанавливается ниже, чтобы предотвратить преждевременное отключение.Напряжение отключения также следует снижать при разрядке при очень низких температурах, так как напряжение аккумулятора падает, а внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается. В таблице 4 показаны типичные значения напряжения в конце разряда для батарей различного химического состава.

Таблица 4: Номинальное и рекомендованное напряжение в конце разряда при нормальной и большой нагрузке. Более низкое напряжение в конце разряда при высокой нагрузке компенсирует большие потери.

Чрезмерная зарядка свинцово-кислотного аккумулятора может привести к образованию сероводорода, бесцветного, ядовитого и легковоспламеняющегося газа, который пахнет тухлыми яйцами. Сероводород также возникает при разложении органических веществ в болотах и ​​сточных коллекторах и присутствует в вулканических газах и природном газе. Газ тяжелее воздуха и скапливается на дне плохо вентилируемых помещений. Сначала сильное обоняние со временем притупляется, и жертвы не замечают наличия газа. (См. BU-703: Проблемы со здоровьем, связанные с батареями.)

Что представляет собой цикл разряда?

Под циклом разрядки / зарядки обычно понимается полная разрядка заряженной батареи с последующей подзарядкой, но это не всегда так. Батареи редко разряжаются полностью, и производители часто используют 80-процентную формулу глубины разряда (DoD) для оценки батареи. Это означает, что доставляется только 80 процентов доступной энергии, а 20 процентов остается в резерве. Перезагрузка аккумулятора при неполной разрядке увеличивает срок службы, и производители утверждают, что это ближе к полевому представлению, чем к полному циклу, потому что аккумуляторы обычно перезаряжаются с оставшейся некоторой запасной емкостью.

Не существует стандартного определения того, что представляет собой цикл разряда. Некоторые счетчики циклов добавляют полный счет, когда батарея заряжена. Интеллектуальной батарее может потребоваться 15-процентная разрядка после зарядки, чтобы соответствовать требованиям цикла разрядки; что-либо меньшее не считается циклом. Батарея в спутнике имеет типичную DoD 30-40 процентов до того, как батареи будут заряжены в течение спутникового дня. Новый аккумулятор электромобиля может заряжаться только до 80 процентов и разряжаться до 30 процентов. Эта полоса пропускания постепенно расширяется по мере того, как батарея разряжается, чтобы обеспечить одинаковое расстояние вождения.Избегание полной зарядки и разрядки снижает нагрузку на аккумулятор. (См. Также BU-1003: Электромобиль.)

Гибридный автомобиль использует только часть емкости во время разгона перед подзарядкой аккумулятора. Запуск двигателя транспортного средства потребляет менее 5 процентов энергии от стартерной батареи, и это также называется циклом в автомобильной промышленности. Ссылка на количество циклов должна быть сделана в контексте соответствующей обязанности.

Ссылка на цикл разряда или количество циклов не одинаково хорошо относится ко всем приложениям батарей.Одним из примеров, когда подсчет циклов разряда не отражает точное состояние жизни, является запоминающее устройство (ESS). Эти батареи дополняют возобновляемые источники энергии от ветровой и фотоэлектрической энергии, доставляя кратковременную энергию, когда это необходимо, и сохраняя ее в избытке. Время между зарядкой и разрядкой может быть в миллисекундах; типичный уровень заряда аккумулятора составляет 40–60%. Вместо подсчета циклов можно использовать подсчет кулонов как средство измерения износа.

Последнее обновление 09.08.2019

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

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, избегая 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.

Или перейти к другой артикуле

Параметры заряда и разряда батареи

Ключевой функцией батареи в фотоэлектрической системе является обеспечение энергией, когда другие источники энергии недоступны, и, следовательно, батареи в фотоэлектрических системах будут испытывать непрерывные циклы зарядки и разрядки.На все параметры аккумулятора влияет цикл зарядки и перезарядки аккумулятора.

Состояние заряда батареи (BSOC)

Ключевым параметром батареи, используемой в фотоэлектрической системе, является состояние заряда батареи (BSOC). BSOC определяется как доля общей энергии или емкости батареи, которая была использована по сравнению с общей доступной от батареи.

Состояние заряда батареи (BSOC или SOC) показывает отношение количества энергии, хранящейся в настоящее время в батарее, к номинальной номинальной емкости.Например, для батареи с 80% SOC и емкостью 500 Ач энергия, запасенная в батарее, составляет 400 Ач. Распространенным способом измерения BSOC является измерение напряжения батареи и сравнение его с напряжением полностью заряженной батареи. Однако, поскольку напряжение аккумулятора зависит от температуры, а также от состояния заряда аккумулятора, это измерение дает лишь приблизительное представление о состоянии заряда аккумулятора.

Глубина разряда

Во многих типах батарей вся энергия, накопленная в батарее, не может быть извлечена (другими словами, батарея не может быть полностью разряжена) без серьезного и часто непоправимого повреждения батареи.Глубина разряда (DOD) батареи определяет долю энергии, которая может быть снята с батареи. Например, если DOD батареи указан производителем как 25%, то только 25% емкости батареи может быть использовано нагрузкой.

Почти все батареи, особенно для возобновляемых источников энергии, имеют номинальную емкость. Однако фактическая энергия, которая может быть извлечена из батареи, часто (особенно для свинцово-кислотных батарей) значительно меньше номинальной емкости.Это происходит потому, что, особенно для свинцово-кислотных аккумуляторов, извлечение из аккумулятора полной емкости резко сокращает срок службы аккумулятора. Глубина разряда (DOD) — это доля емкости аккумулятора, которая может быть использована от аккумулятора, и указывается производителем. Например, аккумулятор на 500 Ач с DOD 20% может обеспечить только 500 Ач x 0,2 = 100 Ач.

Суточная глубина разряда

Помимо указания общей глубины разряда, производитель аккумуляторов обычно также указывает суточную глубину разряда.Суточная глубина разряда определяет максимальное количество энергии, которое может быть извлечено из батареи за 24 часа. Обычно в более крупномасштабной фотоэлектрической системе (например, для удаленного дома) размер аккумуляторной батареи изначально такой, что суточная глубина разряда не является дополнительным ограничением. Однако в небольших системах, которые имеют относительно несколько дней хранения, может потребоваться рассчитать суточную глубину разряда.

Скорость зарядки и разрядки

Распространенный способ определения емкости батареи — указать емкость батареи как функцию времени, которое требуется для полной разрядки батареи (обратите внимание, что на практике батарея часто не может быть полностью разряжена).Обозначение для определения емкости батареи таким образом записывается как Cx, где x — время в часах, которое требуется для разряда батареи. C10 = Z (также записывается как C10 = xxx) означает, что емкость аккумулятора равна Z, когда аккумулятор разряжается за 10 часов. Когда скорость разрядки уменьшается вдвое (а время, необходимое для разрядки аккумулятора, увеличивается вдвое до 20 часов), емкость аккумулятора возрастает до Y. Скорость разрядки при разрядке аккумулятора за 10 часов определяется путем деления емкости на время.Следовательно, C / 10 — это тариф заряда. Это также может быть записано как 0,1C. Следовательно, спецификация C20 / 10 (также обозначаемая как 0,1C20) — это скорость заряда, полученная, когда емкость батареи (измеренная, когда батарея разряжается за 20 часов) разряжается за 10 часов. Такие относительно сложные обозначения могут возникнуть, когда в течение коротких периодов времени используются более высокие или более низкие тарифы.

Скорость зарядки в амперах выражается в количестве заряда, добавляемого к аккумулятору за единицу времени (т.е.е., Кулон / сек, что является единицей измерения ампер). Скорость заряда / разряда может быть указана напрямую, задавая ток — например, аккумулятор может заряжаться / разряжаться при токе 10 А. Однако более часто скорость заряда / разряда задается путем определения количества времени, необходимого для полностью разрядите аккумулятор. В этом случае скорость разряда определяется как емкость аккумулятора (в Ач), деленная на количество часов, необходимое для зарядки / разрядки аккумулятора. Например, аккумулятор емкостью 500 Ач, который теоретически разряжается до напряжения отключения за 20 часов, будет иметь скорость разряда 500 Ач / 20 ч = 25 А.Кроме того, если аккумуляторная батарея 12 В, то мощность, подаваемая на нагрузку, составляет 25 А x 12 В = 300 Вт. Обратите внимание, что аккумулятор разряжен до максимального уровня только «теоретически», поскольку большинство практичных аккумуляторов не могут быть полностью разряжены без повреждения аккумулятора или сокращения срока его службы.

Режимы зарядки и разрядки

Каждый тип батареи имеет определенный набор ограничений и условий, связанных с режимом зарядки и разрядки, и многие типы аккумуляторов требуют определенных режимов зарядки или контроллеров заряда.Например, никель-кадмиевые батареи перед зарядкой должны быть почти полностью разряжены, в то время как свинцово-кислотные батареи никогда не должны разряжаться полностью. Кроме того, напряжение и ток во время цикла зарядки будут разными для каждого типа аккумулятора. Как правило, зарядное устройство или контроллер заряда, предназначенные для одного типа аккумулятора, не могут использоваться с другим типом.

Слишком большая разрядка автомобильного аккумулятора может действительно убить его

Все рождается или создается со сроком годности.Живые существа умирают, неживые существа изнашиваются, а банка со сливочной кукурузой, которую вы держали в глубине кладовой с тех пор, как администрация Клинтона, не выпирает только потому, что рада вас видеть.

Ничто из этого не означает, что вы не можете сдержать волну энтропии какое-то время. Правильное питание и физические упражнения могут помочь вам прожить более долгую и здоровую жизнь, и, таким же образом, надлежащий уход и обслуживание аккумулятора вашего автомобиля могут помочь ему прослужить дольше, чем в противном случае.

Конечно, это обоюдоострый меч.Точно так же, как актуарий может сказать вам точное количество минут, в течение которых еще одна затяжка этой сигареты сократит вашу жизнь, каждый раз, когда вы разряжаете аккумулятор автомобиля, вы сокращаете срок его службы, и это просто невозможно отменить. . Это просто результат науки о том, как работают автомобильные аккумуляторы.

Рабочие циклы и мертвые ячейки

Срок службы батареи обычно выражается в рабочих циклах. Этот же термин используется для всех типов батарей, поэтому нет конкретного определения для каждого приложения.Например, некоторые батареи предназначены для полного разряда, в то время как другие предназначены для постоянного поддержания определенного уровня заряда.

Поскольку традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы относятся ко второй категории, «рабочий цикл» автомобильного аккумулятора состоит из определенного процента разряда, за которым следует полная зарядка, и срок службы продолжается.

Ничего из этого не должно быть проблемой, если под вашим капотом все работает должным образом. В нормальных условиях запуск автомобиля немного разряжает аккумулятор, но генератор будет заряжать его во время движения.Таким же образом, любая энергия, которую аксессуары вашего автомобиля используют во время вождения, должна подаваться генератором переменного тока, чтобы аккумулятор никогда не «циклически» работал глубже, чем он предназначен.

Когда что-то не работает должным образом, и батарея разряжается больше, чем задумано, тогда возникают проблемы.

Например, если вы оставите фары включенными на ночь и вернетесь к машине, которая не заводится, это пример слишком сильно разряженной батареи.

Аналогичным образом, если вы замечаете, что ваши фары или приборная панель тускнеют, загорается индикатор заряда или индикатор напряжения на приборной панели опускается ниже 14,2 вольт, это все индикаторы того, что генератор не заряжается должным образом. , что также может очень быстро привести к чрезмерной разрядке аккумулятора.

Что происходит при разрядке свинцово-кислотной батареи?

Свинцово-кислотные батареи не особенно впечатляют или неэффективны в том, что они делают, и они не сильно изменились за последние полтора столетия или около того с тех пор, как были изобретены.Базовая технология невероятно проста. Свинцовые пластины попарно подвешены в ванне с серной кислотой, которая действует как электролит.

У каждой пары пластин есть пластина, покрытая диоксидом свинца, и при подаче напряжения происходит химическая реакция.

Когда свинцово-кислотный аккумулятор разряжается, что происходит каждый раз, когда он обеспечивает питание для запуска двигателя, включения фар или запуска вашей модной автомобильной стереосистемы, пластины медленно покрываются сульфатом свинца. Это нормальный процесс, и при нормальных обстоятельствах он обратим.

Например, если вы слушаете радио в машине с выключенным двигателем, когда ваш пассажир выпрыгивает из машины, чтобы выполнить какое-то поручение, пластины внутри вашей батареи претерпят небольшое сульфатирование. Затем, когда вы запустите двигатель, аккумулятор перезарядится, и сульфатация обратится.

Идем глубже, чем предполагалось

Традиционные автомобильные аккумуляторы иногда называют «пусковыми аккумуляторами», потому что именно для этого они предназначены. Для стартеров требуется огромная сила тока, и она должна быть выдана быстро .

Имея это в виду, свинцовые пластины в обычных автомобильных аккумуляторах должны быть как можно более тонкими, что обеспечивает максимальную площадь поверхности. Это, конечно, также то, что делает пластины настолько уязвимыми для сульфатирования.

Автомобильные зарядные системы обычно имеют около 14 вольт, а автомобильные аккумуляторы часто показывают около 13 вольт после полной и недавней зарядки. Имея это в виду, обычные автомобильные аккумуляторы считаются «полностью разряженными» при напряжении 10,5 вольт, что составляет всего около 80 процентов заряда.

Почему слишком плохо разряжать автомобильный аккумулятор?

Несмотря на то, что 80 процентов емкости остается, когда автомобильный аккумулятор падает примерно до 10,5 вольт, аккумулятор считается полностью разряженным, потому что более глубокий цикл вызовет необратимое повреждение пластин из-за чрезмерного сульфатирования.

Хотя нормальное сульфатирование обратимо, чрезмерная разрядка аккумулятора или оставление его в разряженном состоянии приведет к кристаллизации мягкого сульфата свинца.В этот момент зарядка аккумулятора по-прежнему вызовет обратное действие сульфатации, но кристаллизованный сульфат свинца останется на пластинах. Этот сульфат не может в нормальных условиях вернуться в раствор в электролите, что постоянно снижает доступную мощность батареи.

Другой вредный эффект образования кристаллизованного сульфата свинца заключается в том, что он эффективно сокращает срок службы батареи эмпирически измеримым способом. Если допустить слишком большую кристаллизацию, аккумулятор больше не сможет обеспечивать достаточную силу тока для запуска двигателя, и его придется заменить.

Что делать с разряженной батареей

Как только автомобильный аккумулятор был разряжен на ниже в состоянии полного разряда, повреждение было нанесено. Все, что вы можете сделать, это проверить уровень электролита и вставить его в устройство для подзарядки. Если это первый раз, когда аккумулятор разряжен, вы сможете полностью зарядить аккумулятор и продолжить его использование, но каждый раз, когда он разряжается ниже порогового значения 10,5 вольт, повреждение наносится.

Также важно отметить, что запуск от внешнего источника и последующее управление автомобилем с полностью разряженной батареей не подходят для батареи или генератора переменного тока.Даже если вы будете ездить на нем в течение длительного времени и держать двигатель на высоких оборотах, крайне маловероятно, что вы сможете полностью зарядить таким образом аккумулятор.

Таким образом, аккумулятор будет эксплуатироваться в состоянии разрядки или близком к нему, что может вызвать дальнейшее сульфатирование. Генератору также сложно это сделать, поскольку он не предназначен для зарядки аккумуляторов из состояния полного разряда. Регуляторам напряжения генератора также требуется 12-вольтный вход для правильной работы.

Как избежать разрядки батареи

Лучший способ избежать разряда батареи до такой степени, что она может повредить ее, — это выполнять регулярный уход и техническое обслуживание, которые часто позволяют выявить проблемы до того, как они начнут расти снежным комом.Паразитарные стоки также должны быть немедленно устранены и не должны сохраняться.

Например, если однажды утром вы заметили, что ваш автомобиль трудно завести, но вы не оставили фары включенными, возможно, где-то в системе есть слив. Ремонт до того, как батарея разрядится — или до того, как батарея разрядится несколько раз — сэкономит вам деньги в долгосрочной перспективе.

Спасибо, что сообщили нам об этом!

Расскажите, почему!

Что происходит внутри аккумуляторной батареи?

Механизм разгрузки

Разряд снимает электричество с аккумулятора.Электрохимические реакции происходят в первичных или перезаряжаемых батареях, и в результате этих реакций испускаются электроны. Мы объясним, как электричество генерируется в результате электрохимической реакции в батарее.

В аккумуляторной батарее есть положительный и отрицательный электроды. Отрицательный электрод излучает электроны в результате реакции окисления, вызванной связыванием с кислородом. С другой стороны, реакция восстановления происходит за счет поглощения электронов на положительном электроде. Другими словами, избыточные электроны, генерируемые на отрицательном электроде, перемещаются, чтобы компенсировать недостающие электроны за счет реакции восстановления, которая происходит на положительном электроде.

Окислительно-восстановительная реакция, происходящая на каждом электроде, различается в зависимости от материала электрода и раствора электролита. Эти химические реакции продолжаются до тех пор, пока не перестанет существовать необходимое для реакции вещество. Другими словами, аккумулятор может вырабатывать электричество до полной разрядки.

Механизм заряда

С другой стороны, зарядка отправляет электричество в аккумуляторные батареи для повторного использования. В полностью разряженной батарее вещества в батарее поддерживают химическое равновесие без каких-либо электрохимических реакций.Однако можно вернуться в состояние до разряда, вызвав химическую реакцию, которая извлекает электричество из положительного электрода и передает электроны отрицательному электроду.

На положительном электроде происходит реакция окисления, а на отрицательном электроде за счет разряда — реакция восстановления. Электроны, посланные от внешнего источника питания, вызывают обратную электрохимическую реакцию в аккумуляторной батарее. С другой стороны, первичные батареи нельзя заряжать.Поскольку химическая реакция является необратимой или стоимость зарядки высока, даже если это обратимая реакция, она является одноразовой.

Химическая реакция и электрические характеристики во время заряда и разряда

Теперь мы представляем примеры химических реакций во время заряда / разряда и электрические характеристики различных батарей с точки зрения «электрохимии».

Сначала мы объясним химическую реакцию внутри аккумуляторной батареи на примере NiMH (никель-металлогидридная батарея).Соединение никелевой кислоты используется для положительного электрода, а сплав для хранения водорода используется для отрицательного электрода в NiMH. Во время зарядки молекулы воды образуются из гидроксид-ионов на положительном электроде. Молекулы воды разлагаются на атомы водорода и ионы гидроксида на отрицательном электроде, а атомы водорода хранятся в сплаве для хранения водорода. Формула химической реакции выглядит следующим образом (M означает сплав для хранения водорода).

Во время разряда ионы гидроксида генерируются из молекул воды на положительном электроде, и они перемещаются от положительного электрода к отрицательному электроду в электролите.Ионы гидроксида, перенесенные на отрицательный электрод, принимают ионы водорода из сплава для хранения водорода и возвращаются к молекулам воды. Формула химической реакции следующая.

Если эту реакцию записать в формуле электрохимического равновесия, она принимает следующий вид.

Эта вторая строка описывает стандартный электродный потенциал E ⁰ электрохимической реакцией. Электрические характеристики батареи можно описать стандартным электродным потенциалом, который теоретически может выдавать потенциал.

Электричество вырабатывается в результате химической реакции в батарее. А количество поставляемой электроэнергии зависит от типа аккумулятора. Так же, как атомы и молекулы обладают индивидуальностью, энергия генерируемых электронов также зависит от электрохимической реакции.

Теоретическая электродвижущая сила определяется разностью электрических потенциалов, генерируемых комбинацией материалов положительного и отрицательного электродов. Это стандартный электродный потенциал.Тогда энергия электронов, генерируемых на каждом полюсе, определяется потенциалом, измеренным с помощью SHE (стандартного водородного электрода). «vs. ОНА» означает «СТАНДАРТ ОНА».

Например, в случае литий-ионной аккумуляторной батареи, если вы используете литий-кобальтит (LiCoO ₂ ) для положительного электрода и углерод для отрицательного электрода для извлечения электронов из лития, разница электрического потенциала с SHE составляет +0,87 V для положительного электрода и -2,83 для отрицательного электрода.Стандартный потенциал электрода составляет 0,87 — (-2,83) = 3,7 В относительно SHE.

Аналогично, 1,32 В относительно SHE для NiCd (никель-кадмиевых) батарей и 1,55 В относительно SHE для NiMH аккумуляторов. Однако ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора и никель-металлгидридного аккумулятора составляет около 1,2 В, что немного ниже теоретических значений.

В свинцовых аккумуляторных батареях, которые часто используются в автомобильных аккумуляторах, в качестве положительного электрода используется диоксид свинца (PbO ₂ ). и свинец (Pb) для отрицательного электрода.Тогда стандартный электродный потенциал положительного электрода стандарта SHE составляет 1,70, а отрицательного электрода -0,35, это будет около 2,0 В относительно SHE. Это значение практически совпадает с номинальным значением электродвижущей силы свинцовой аккумуляторной батареи.

Стандартные электродные потенциалы каждой батареи приведены в таблице 1.

Ну а что нам улучшить электродвижущую силу? Для литий-ионных аккумуляторов потенциал, при котором Li испускает электроны, составляет примерно -3.0 В против SHE, так что почти достиг теоретического предела. Следовательно, нет другого выбора, кроме как поднять потенциал с положительной стороны. В качестве другого варианта мы рассматриваем одну батарею как единицу, называемую «ячейкой». Напряжение можно увеличить, подключив несколько ячеек последовательно. Например, в случае свинцовой аккумуляторной батареи одна ячейка имеет напряжение 2 В, поэтому в случае автомобильной батареи на 12 В. шесть элементов подключаются последовательно. То же самое и с портативным компьютером. Например, ЭДС реализуется подключением трех литий-ионных аккумуляторов последовательно в случае 10.Привод 8 В.

Наконец, я объясню эффект памяти. Эффект памяти вызывает падение напряжения аккумулятора в случае никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, если аккумулятор заряжается до полной разрядки. Это называется эффектом памяти, потому что он основан на эффектах предыдущей разрядной ситуации. При зарядке до полной разрядки напряжение, необходимое для работы, не может быть получено в случае оборудования, требующего высокого напряжения, такого как цифровая камера. Известно, что он восстанавливается после полной разрядки, но мы не уверены, почему существуют эффекты памяти.

С другой стороны, литий-ионные батареи не обладают эффектом памяти и подходят для многократного использования. Однако как для положительных, так и для отрицательных электродов происходит реакция интеркаляции, в которой Li + входит и выходит из зазора в материале структуры электрода. Это заставляет материал электрода слегка расширяться и сжиматься из-за заряда и разряда. Но он стабильнее других аккумуляторов.

Структура батареи редко нарушается реакцией интеркаляции.Однако используемый материал разрушается и расширяется из-за осаждения металлического лития, потому что перезарядка или переразрядка повторяются. В результате аккумуляторная батарея смартфона, в котором используется литий-ионный аккумулятор, расширяется, а иногда воспламеняется или взрывается.

Соответствующие технические знания

Рекомендуемые товары

Matsusada может использоваться во всех типах аккумуляторных батарей и конденсаторов для разработки, оценки и тестирования.

Ссылка (японский сайт)

Повышенное количество предупреждений о разрядке аккумулятора и способы их устранения

Многие владельцы BMW звонят нам по поводу сообщения «батарея разряжена» на приборной панели.Это предупреждает вас о том, что ваша батарея разряжается и автомобилю нужно время, чтобы зарядить ее, прежде чем вы снова заглушите двигатель.

В холодную погоду (<10 ° C) люди, как правило, чаще ездят на короткие расстояния, используя при этом больше аксессуаров (потребители аккумуляторов). Нагрев, подогрев сидений, подогрев руля в дополнение к стереосистеме и фарам - все это может привести к значительному расходу аккумулятора. Люди едут 5-10 минут до продуктового магазина и выключают машину, делают покупки в течение ½ часа, а затем возвращаются к машине, начиная цикл заново.В некоторых новых автомобилях даже есть функция запуска / остановки двигателя, предназначенная для экономии топлива при остановке на светофоре. Эта функция отключает двигатель, но не отключает других потребителей. Когда они возвращаются домой и заглушают машину, она засыпает примерно через 10 минут, а в следующий раз, когда они заводят ее, появляется сообщение «повышенная разрядка аккумулятора».

При таком большом количестве потребителей энергии, особенно в холодную погоду, может быть трудно поддерживать заряд батареи.

Поездка на короткие расстояния с использованием всех этих автомобильных принадлежностей требует значительных затрат энергии.Это приводит к разрядке аккумулятора до точки, при которой текущий начальный уровень заряда ниже требуемого минимума, определяемого компьютером двигателя. Автомобиль может завести в следующий раз, но если он не проехал хотя бы 45-60 минут, он может не успеть полностью восстановиться. Это может привести к появлению большого количества кодов неисправностей в бортовом компьютере из-за низкого напряжения. В конце концов, аксессуары начнут отключаться, чтобы сохранить батарею для следующего запуска и позволить генератору догнать зарядку.

Устранение проблем с разрядкой аккумулятора

Решение состоит в том, чтобы распознать эти проблемы и скорректировать свои привычки вождения, чтобы позволить аккумулятору восстановиться, например:

• Уменьшение количества коротких поездок или разрешение автомобилю простаивать в течение длительного периода времени во время или после короткой поездки в холодную погоду;
• Установите зарядное устройство для кондиционирования аккумуляторов C-Tek, чтобы подключить автомобиль к электросети при минусовой погоде и подзарядить его, когда автомобиль не работает;
• Используйте как можно меньше дополнительных функций;
• Отключение функции автоматического запуска / остановки для экономии заряда батареи.

Если ни одна из этих идей не сработает, позвоните в наш магазин, и мы сможем диагностировать потенциальные альтернативные источники сообщения о пониженном энергопотреблении. Это может быть связано с

• аккумулятор уменьшенной емкости старше 3–4 лет;
• — утечка тока из модуля, остающегося в автомобиле, когда он выключен и предположительно перешел в режим сна;
• Неисправен аккумуляторный блок IBS;
• обновление программы для настройки чувствительности компьютера.

Atlantic Euro Cars вложила значительные средства в наши возможности в области диагностики и программирования.Мы можем помочь вам получить предупреждения о разряде батареи или решить любые другие проблемы прямо здесь, в Сент-Джоне. не стесняйтесь обращаться к любой из ваших проблем.

Характеристики разрядки и зарядки аккумулятора

Характеристики разрядки и зарядки аккумуляторов для мотоциклов и мотоспорта

Разрядка аккумулятора

Разрядка или зарядка внутри батареи всегда происходят в любой момент времени. Раствор электролита содержит заряженные ионы, состоящие из сульфата и водорода.Ионы сульфата заряжены отрицательно, а ионы водорода — положительно.

Когда электрическая нагрузка подключается к клеммам аккумулятора (стартер, фара и т. Д.), Серная кислота разрушается, образующиеся сульфат-ионы перемещаются к отрицательным пластинам и вступают в реакцию с активным материалом пластины, отдавая свой отрицательный заряд посредством ионизации. Это приводит к разрядке аккумулятора или выработке электроэнергии. Этот избыточный поток электронов из отрицательной стороны батареи через электрическое устройство и обратно к положительной стороне батареи создает постоянный ток.Как только электроны возвращаются на положительный полюс батареи, они возвращаются в ячейки и снова прикрепляются к положительным пластинам. Процесс разряда продолжается до тех пор, пока аккумулятор не разрядится и в нем не останется химической энергии.

Химия нагнетания

В дополнение к потоку электронов внутри батареи при ее разряде соотношение серной кислоты и воды в растворе электролита также изменяется на большее количество воды и меньше кислоты. Побочным химическим продуктом этого процесса является сульфат свинца, который покрывает пластины батареи внутри каждого элемента, уменьшая его площадь поверхности.

При меньшей площади, доступной на ячейках для выработки электроэнергии, также снижается выработка силы тока или тока. Если процесс разряда продолжается, на пластинах элементов откладывается еще больше сульфата свинца, и в конечном итоге химический процесс, вызывающий ток, становится невозможным. Отложения сульфата свинца на пластинах являются причиной того, что аккумулятор не может обеспечивать энергию бесконечно. Например, свет остается включенным на несколько дней или слишком долго запускается стартер.Фактически, длительная разрядка вызывает вредное сульфатирование, и аккумулятор может не восстановиться независимо от того, как долго он заряжается.

Саморазряд батареи

Саморазряд происходит всегда, даже если аккумулятор ни к чему не подключен. Скорость саморазряда зависит от температуры окружающей среды и типа аккумулятора. При температуре выше 55 ° C саморазряд происходит еще быстрее. Этих температур можно достичь, если хранить аккумулятор в гараже или сарае в жаркую погоду.
Распространенное заблуждение относительно аккумуляторов заключается в том, что если их оставить на бетонном полу, они быстро разрядятся. Так было более тридцати пяти лет назад, когда батарейные отсеки были сделаны из твердой резины — влага из бетона вызвала разряд батарей этого типа прямо в бетонный пол. Однако современные батарейные отсеки изготовлены из полипропиленового пластика и могут храниться на бетоне, не опасаясь чрезмерного саморазряда.

Причины саморазряда

Низкий уровень заряда может быть вызван короткими поездками, которых недостаточно для зарядки аккумулятора системой зарядки автомобиля.Работа двигателя на расстоянии менее 15 или 20 миль и случайное использование транспортного средства только пару раз в неделю может не поддерживать заряд аккумулятора, достаточный для запуска двигателя. Чтобы сохранить емкость аккумулятора, достаточную для работы стартера, его необходимо заряжать с помощью зарядного устройства, когда автомобиль не используется — примерно раз в месяц для обычной батареи в зависимости от температуры. Аккумулятор AGM разряжается медленнее, чем обычный аккумулятор, и его не нужно заряжать так часто.

Для длительного хранения лучше всего подходят более низкие температуры. Например, батарея AGM, хранящаяся при 0ºC, сохраняет 90% своей емкости в течение примерно 6 месяцев. Та же батарея, хранящаяся при 40ºC, теряет 50% своей емкости за 4 месяца. Бортовые компьютеры, часы и другие аксессуары также могут со временем разрядить аккумулятор.

Зарядное устройство для аккумуляторов

Зарядка аккумулятора меняет химический процесс, который произошел во время разряда. Ионы сульфата и водорода в основном меняются местами.Электрическая энергия, используемая для зарядки аккумулятора, преобразуется обратно в химическую энергию и сохраняется внутри аккумулятора. Зарядные устройства аккумуляторов, включая генераторы и генераторы, вырабатывают более высокое напряжение, чем напряжение холостого хода аккумулятора.
Когда сила тока зарядки превышает уровень естественной скорости поглощения, аккумулятор может перегреться, в результате чего раствор электролита начнет пузыриться, создавая воспламеняющийся газообразный водород. Газообразный водород в сочетании с кислородом воздуха очень взрывоопасен и может легко воспламениться от искры.Следовательно, всегда не забывайте выключать питание перед подключением или отключением зарядного устройства, чтобы предотвратить искрение на клеммах аккумулятора!

Сколько ампер?

Подача зарядного тока на батарею без ее перегрева называется «естественной скоростью поглощения».

Из-за своего меньшего размера по сравнению с автомобильными типами аккумуляторов аккумуляторы Powersports более чувствительны к тому, сколько тока они могут безопасно поглощать. При зарядке мотоцикла или другого небольшого аккумулятора сила тока зарядного устройства не должна превышать 3 ампера.Большинство автомобильных зарядных устройств не подходят из-за более высокого выходного тока. Если поддерживать аккумулятор в полностью заряженном состоянии, это обеспечивает оптимальный срок его службы, а перезарядка может значительно его сократить.

Всегда проверяйте уровень заряда аккумулятора перед зарядкой и через 30 минут после зарядки. Когда зарядное устройство было отключено от батареи на один-два часа, полностью заряженная обычная батарея должна показывать 12,6 В (12,8 В с Sulphate Stop) или выше. Напряжение аккумуляторов AGM может быть немного выше после полной зарядки.

Не перезаряжайте. Из-за характеристик батареи AGM слишком большая или избыточная подзарядка приведет к уменьшению объема электролита. Чем больше время перезарядки, тем больше падение электролита и пусковой мощности. Поскольку аккумулятор герметичен, нельзя добавлять воду, чтобы компенсировать потерю электролита. Кроме того, перезарядка может деформировать пластины элементов, что затрудняет или делает невозможным дальнейшую зарядку.