Характеристики аккумуляторов

Аккумулятор для легкового автомобиля (грузовика или автобуса) при испытаниях на морозостойкость должен отдавать ток, величина которого, в зависимости от его типа, колеблется от 150 до 700 А; соответственно, емкость составляет от 30 до 200 Ач, при этом масса аккумулятора изменяется от 10 до 60 кг.

Ток при испытании на морозостойкость и внутреннее сопротивление

Ток при испытании на морозостойкость характеризует пусковые качества, т.е. работу аккумулятора при кратковременной разрядке. Он зависит от внутреннего сопротивления, на которое определяющее влияние оказывают величина суммарной поверхности пластин, расстояние между ними и материал сепараторов. Внутреннее сопротивление увеличивается по мере роста температуры и степени заряженности, а вместе с остальными сопротивлениями цепи стартера определяет частоту вращения коленчатого вала ДВС, которая имеет решающее значение при холодном пуске.

Емкость

Этот параметр характеризует долговременную, в течение 20 часов работу аккумулятора при постоянном разрядном токе. Емкость при такой разрядке определяется количеством активного материала положительных и отрицательных пластин, а также электролита. Номинальная емкость стартерных батарей гарантируется при непрерывном 20–ти часовом разряде батареи силой тока, равной 0,1 номинальной емкости, до напряжения 1,7 В средней температуре электролита 30°С и его начальной плотности 1,27 г/см3.

Емкостью именуется количество электроэнергии (в ампер–часах), которое может быть получено от полностью заряженного аккумулятора при непрерывном разряде постоянной силой тока до определенного конечного напряжения. Она тем меньше, чем больше разрядный ток и ниже температура.

Стойкость к полной разрядке

Этот параметр характеризует работу сильно разряженного аккумулятора и его последующую стойкость. Она зависит от соотношения масс электролита и активного вещества. При разрядке аккумулятора плотность электролита снижается. Низкая плотность электролита в разряженном состоянии может привести к появлению на поверхности пластин острых кристаллов свинца, которые нарастая могут прорасти сквозь сепараторы, замкнуть разнополярные пластины аккумулятора и вызвать короткое замыкание. Стойкость к полной разрядке аккумуляторов с улучшенной разрядной характеристикой при отрицательных температурах выше, чем у стандартных. Испытания аккумуляторов на стойкость к полной разрядке стандартами пока не регламентированы.

Зарядка

Зарядное напряжение зависит от степени разряженности, температуры, зарядного тока и природы сплава, из которого изготовлены решетки пластин.

В составе бортовой сети аккумулятор заряжается в условиях ограничения напряжения. Зарядный ток автоматически пропадает, как только "насыщаются" оба электрода или хотя бы один из них. Тем самым предотвращается перезарядка.

При зарядке в гаражных или домашних условиях после достижения полностью заряженного состояния аккумулятор необходимо отключить от источника питания. В случае, если зарядка продолжается неизменным током это может привести к существенному расходу воды и коррозии положительных решеток. В дальнейшем при такой продолжающейся зарядке полностью заряженного аккумулятора происходит лишь электролиз воды с образованием кислорода на положительных и водорода на отрицательных пластинах. Это приводит к кипению электролита и испарению содержащейся в нем воды.

Мерой степени заряженности служит плотность электролита.

При зарядке необслуживаемых аккумуляторов, в частности, свинцово–кальциевых, неизменным напряжением оно должно быть выше, чем при зарядке обычных свинцово–сурмянистых батарей. Причина заключается в высоком перенапряжении по водороду у относительно чистого отрицательного электрода, которое обусловливает также низкую интенсивность саморазряда и незначительный расход воды.

При низком напряжении зарядки возникает эффект голодания, который имеет место, но весьма редко встречается в практике эксплуатации автомобиля.

Разрядка

С началом разряда напряжение аккумулятора падает на стабильную величину, определяемую током нагрузки и лишь сравнительно медленно изменяющуюся с течением времени. Только непосредственно перед полным разрядом напряжение быстро "садится". Это падение объясняется исчерпанием активных возможностей одного или нескольких реагентов (положительной или отрицательной активной массы пластин, либо электролита).

Рис. 4. Изменение напряжения аккумулятора по времени разряда

при различных значениях разрядного тока

Саморазряд

С течением времени аккумулятор разряжается, даже не будучи нагружен. Аккумуляторы с низким (до 2,5%) содержанием сурьмы в сплаве, из которого сделаны решетки, будучи новыми, теряют ежедневно около 0,2%, а вовсе не содержащие сурьмы (свинцово–кальциевые) – около 0,1% своей емкости.

Рис. 5. Зависимость плотности электролита

от времени хранения при комнатной температуре

По мере старения аккумуляторов это значение прогрессивно возрастает вследствие отравления отрицательных пластин сурьмой. Оно может достигать 1% или больше, что, в конечном счете, приводит к отказу аккумулятора. При старении же свинцово–кальциевых аккумуляторов оно увеличивается весьма незначительно. Упрощенное правило учета влияния температуры состоит в том, что каждые 10°К ее прироста удваивается показатель саморазряда.