Основні параметри автомобільних акумуляторних батарей

Напруга холостого ходу (напруга спокою, електрорушійна сила, ЭРС) є напругою ненавантаженої батареї. Вона змінюється після процесів зарядки і розрядки внаслідок процесів дифузії і поляризації до підсумкового значення, що позначається як напруга спокою Uo.

Напруга спокою, як і напруга акумулятора, є величиною, що залежить від ступеня зарядженості і температури електроліту. На підставі напруги, виміряної безпосередньо після зарядки або розрядки, неможна визначити ступінь зарядженості. Тільки після часу простою, яке, в залежності від обставин, може тривати кілька днів, налаштовується напруга спокою, яка може використовуватись для оцінки ступеня зарядженості. Більш підходящим способом для визначення ступеня зарядженості батареї є вимірювання щільності електроліту.

Внутрішній опір одного акумулятора складається з різних часткових опорів. Зокрема, з перехідного опору між електродами та електролітом (опір поляризації). Сюди відноситься також опір, який протиставляє електроди (пластини з сепараторами) електронному потоку, а також опір, який представляє електроліти потоку іонів. При послідовному включенні декількох акумуляторів необхідно додати також опір межелементного з'єднання.

При збільшенні кількості пластин (більша площа) зменшується внутрішній опір акумулятора. Це означає, що чим більше потужність одного акумулятора, тим менший внутрішній опір (при однаковій товщині пластин). При прогресуючій розрядці і низькій температурі (коли сірчана кислота стає в'язкою) внутрішній опір навпаки, підвищується.

Внутрішній опір 12 В стартерній батареї складається з послідовного включення внутрішніх опорів окремих акумуляторів, а також із опорів внутрішніх елементів з'єднання (баретка та міжелементне з'єднання). При повністю зарядженій батареї на 50 А·год він складає при 20 °С близько 5…10 мОм; при ступені зарядженості 50% та температурі –25 °С він підвищується до приблизно 25 мОм. Це основна величина для параметрів пуску.

Напруга на клемах є напругою між обома полюсними виводами батареї. Вона залежить від напруги холостого ходу і падіння напруги на внутрішньому опорi батареї.

Якщо споживач з навантажувальним опіром споживає із батареї розрядний струм, напруга на клеммах зменшується при навантаженні у порівнянні з напругою в ненавантаженому стані.

Так як внутрішній опір, крім всього іншого, залежить від температури і ступеня зарядженості, напруга на клеммах навантаженої батареї зменшується при низьких температурах і поганому ступені зарядженості.

За допомогою додаткового вимірювання напруги на клемах навантаженої батареї можна визначити її ступень зарядженості і ступінь зносу.

Напруга газовиділення є зарядною напругою, при превищенні якої батарея починає явно виділяти гази. Це призводить до втрати води в батареї і виникає небезпека утворювання гримучого газу. У 12 В батареї дане граничне значення напруги становить 14,4…14,7 В, в залежності від температури електроліту.

Для необслуговуваних закритих гелевих батарей зарядна напруга 14,1 В з часом зарядки не більше 48 годин.

Ємністю акумулятора називається максимальна кількість електроенергії, виражена в ампер-годинах, яку акумулятор може віддати у зовнішній ланцюг при повному розряді до встановленої кінцевої напруги.

Ємність батареї визначається кількістю використовуваної активної маси та кількістю сірчаної кислоти.

Ємність є непостійною величиною і залежить від наступних параметрів впливу:

• сили розрядного струму;

• щільності і температури електроліту;

• протікання процесу розрядки в часі (ємність при розрядці з паузою більше, ніж при безперервній розрядці);

• старіння батареї (зменшення ємності до кінця строку служби внаслідок втрати маси пластин);

• ступеня розшарування електроліту батареї.

Номінальна ємність С20 є кількістю електроенергії в ампер-годинах (А·год), що передбачається для батареї. Ця кількість електроенергії повинна вилучатися зі встановленим розрядним струмом I = 0,05 · С20 за 20 годин до встановленої кінцевої напруги розряду 10,5 В при температурі (25 ± 2) °С.

Резервна ємність характеризує величину часу в хвилинах, який потрібен для розряду любої батареї (незалежно від величини її ємності) струмом 25 А до кінцевої напруги 10,5 B при температурі (25 ± 2) °С. Величина розрядного струму 25 А при визначенні резервної ємності обрана не випадково. За даними розробників систем електрообладнання автомобілів, саме така мінімальна величина струму повинна споживатися електрообладнанням сучасного автомобіля для забезпечення його безпечного руху.

У автомобільного акумулятора номінальною ємністю 55 А·год резервна ємність становить 85…90 хвилин.

Струм холодного прокручування (CCA, cold cranking amps) вимірюється в амперах і відобржає стартерні характеристики АКБ. Струм холодного прокручування CCA – це максимальний розрядний струм, який батарея може забезпечити при t = 18 °С протягом 30 с, зберігаючи напругу на виводах не менше 7,2 В.