Автомобильная аккумуляторная батарея проверяется на отдачу электричества в различных режимах. Которые в той или иной степени могут быть в процессе эксплуатации. Отдача энергии осуществляется по фиксированным (заданным) показателям (тока и напряжения), которым новые аккумуляторы должны соответствовать. Величину тока разряда (как заявленный показатель) аккумуляторных батарей устанавливает изготовитель. Показатель напряжения регламентируется нормативным документом (стандартом) для всех типов автомобильных аккумуляторных батарей данного назначения (стартерного).
Характеристики разряда автомобильных аккумуляторных батарей в различных режимах, методика определения стартерных характеристик по МЭК, IEC, DIN, ГОСТ, SAE, EN, испытание током холодной прокрутки.
В таблице ниже приведены основные режимы, рекомендованные нормативными документами, для проверки качества новых автомобильных аккумуляторных батарей. Кроме испытания токами холодной прокрутки. Он изложен ниже. Режимы оценивают электрические показатели автомобильного аккумулятора.
Режим испытания «Проверка узлов пайки и токоведущих деталей на надежность», кроме электрических показателей оценивает надежность соединений между банками и полюсных выводов аккумулятора. Косвенно этот режим оценивает внутреннее сопротивление батареи соответствующей величиной напряжения в конце 4-го периода разряда. Величина его может различаться по типам автомобильных аккумуляторных батарей, но не должна быть менее 6,0 В.
Основные режимы для проверки качества новых автомобильных аккумуляторных батарей.
Наиболее тяжелым режимом работы для автомобильного аккумулятора является режим стартерного разряда при пуске двигателя. Пуск при различных условиях осуществляется в режиме, при котором сила тока разряда не остается постоянной, а изменяется в некотором диапазоне. Он зависит от многих условий пуска. Включая температуру двигателя и электролита. Для контроля технического уровня и качества автомобильных аккумуляторных батарей используют непрерывный разряд при постоянной силе тока.
Методика определения стартерных характеристик автомобильных аккумуляторных батарей.
Существует несколько методик определения стартерных характеристик автомобильных аккумуляторных батарей. Они регламентированы несколькими стандартами. Наиболее распространен стандарт Международной Электротехнической Комиссии — МЭК (IEC) 60095-1. Согласно ему стартерный разряд производят при температуре -18 °С в течение 60 секунд, током, указанным производителем.
При этом в конце 60-й секунды разряда напряжение на аккумуляторной батарее не должно быть ниже 8,6 В. Параметры стартерного разряда по МЭК отражают средние показатели достигнутого в мире технического уровня в области стартерных батарей.
Изменение напряжения автомобильного аккумулятора при стартерном разряде по методике МЭК.
Действующим ГОСТ 959-91 и Германским промышленным стандартом DIN 43539, разряд производится при температуре -18 °С до конечного напряжения на аккумуляторе в 6 В. При этом напряжение на 30-й секунде разряда должно быть не ниже 9,0 В. А время разряда до 6 В — не менее 150 секунд.
Разрядная кривая автомобильного аккумулятора при стартерном разряде по методике DIN и ГОСТ.
В США Обществом Автомобильных Инженеров (SAE) для оценки параметров стартерного разряда аккумуляторных батарей применяют несколько иную методику. Согласно стандарту SAE J537 один из разрядов также проводится при температуре -18 °С. Однако ток разряда выбирается таким, чтобы время разряда автомобильного аккумулятора до напряжения 7,2 В составляло на менее 30 секунд.
График изменения напряжения при разряде автомобильного аккумулятора по методике SAE.
В странах Европейского экономического сообщества и в новом ГОСТ 959-2002 в настоящее время для оценки качества аккумуляторов используется стандарт EN 60095-1. При разработке этого стандарта сделана попытка создания новой методики испытаний. Она позволяет сравнивать характеристики автомобильных аккумуляторных батарей, которые испытывались по SAE или EN. Без проведения дополнительных испытаний или расчетов.
Вместе с тем методика, примененная в этом стандарте, позволяет дать более полную, в сравнении с методикой SAE, оценку энергоемкости автомобильного аккумулятора при стартерном разряде. Разряд проводится при -18 °С в две стадии. На первой стадии разряд происходит при токе, указанном производителем в течение 10 секунд. При этом напряжение в конце 10-й секунды должно быть не ниже 7,5 В. Затем разряд прекращают.
Изменение напряжения аккумуляторной батареи при стартерном разряде по методике EN.
После 10-секундной паузы разряд продолжают при токе, равном 0,6 величины тока, указанного производителем. До конечного напряжения 6,0 В. Суммарное время разряда автомобильного аккумулятора до конечного напряжения 6,0 В должно быть не менее 90 или 150 секунд. В зависимости от выбранного производителем тока разряда. Обычно время разряда в 90 секунд принимают для автомобильных аккумуляторных батарей, у которых ток Ien = Idin/0,51. А 150 секунд — для автомобильных аккумуляторных батарей, у которых Ien = Idin/0,6.
Время разряда до 6,0 В определяется как длительность второй стадии разряда. Плюс соответствующая длительность первой стадии разряда. Как если бы протекал ток 0,6 Ien. То есть:
t0 = t2+ t1 = t2 + (10/0,6) = t2 + 17,
где:
t1 — время первой стадии разряда (10 с)
t2 — время второй стадии разряда до 6,0 В.
При сравнении значений разрядного напряжения аккумуляторных батарей при разряде по SAE и EN на 10-й секунде можно заметить, что их величины весьма близки друг другу. Токи разряда по SAE и EN также очень близки.
Сравнительные данные по значениям тока стартерного разряда автомобильных аккумуляторных батарей, определенным при различных методиках разряда.
Автомобильная аккумуляторная батарея, соответствующая требованиям EN, будет удовлетворять соответствующему по таблице току стартерного разряда по SAE. Однако если батарея отвечает требованиям SAE, это не означает, что она обязательно будет соответствовать требованиям EN. Так как в SAE отсутствует вторая стадия разряда до конечного напряжения 6,0 В.
Это доказывает, что для европейских производителей большое значение имеет не только мощность стартерного разряда батареи. Но и отдача батареей необходимой емкости за две стадии стартерного разряда. То есть возможное количество успешных попыток пуска холодного двигателя.
Испытание автомобильных аккумуляторных батарей током холодной прокрутки.
Испытание током холодной прокрутки дает ответ о работоспособности аккумулятора при зимних условиях эксплуатации. Если величина тока автомобильного аккумулятора в этом режиме меньше, чем требуется на питание стартера при пуске двигателя в этих условиях, то аккумулятор в таком комплекте использовать нельзя. Необходимо брать другую аккумуляторную батарею. С соответствующим (большим) током холодной прокрутки.
Стартерные автомобильные аккумуляторы, находящиеся в эксплуатации, рассмотренными выше видами стандартных испытаний, как правило, не проверяют. Так как результаты могут быть значительно ниже. Их следует оценивать как остаточные. После определенного износа за срок работы (пробега автомобиля) в конкретных условиях. Вполне очевидно, что в процессе эксплуатации вследствие износа электродов, показатели отдачи снижаются.
Использование в работе стартерного автомобильного аккумулятора продолжается до тех пор, пока его показатели при разряде обеспечивают пуск двигателя автомобиля в соответствующих условиях (зимних, летних). Календарную продолжительность надежной работы автомобильного аккумулятора принято называть сроком службы.
Кроме описанных выше, для практических целей используют разрядные характеристики стартерных батарей. Называемые вольт-амперными и получаемые в прерывистом разряде для определенных условий. Они используются для расчетных исследований пусковых систем двигателей.
По материалам справочника «Аккумуляторные батареи».
Курзуков Н. И., Ягнятинский В. М.