Проверка ёмкости аккумуляторной батареи своими руками

Автомобиль нуждается в достаточно мощном источнике электроэнергии, которую можно было бы накапливать и в случае необходимости отдавать. Из курса физики известно, что энергия измеряется в джоулях. Но, когда речь заходит об аккумуляторах, используется иная единица – ампер-часы. В действительности она измеряет, конечно, не количество энергии, а силу тока, которую АКБ может отдать за единицу времени. Но эта величина напрямую связана с мощностью батареи и в конечном итоге с той потенциальной энергией, которая скрыта в электролите.

Ёмкость аккумулятора можно увеличивать, делая больше её объём и площадь электродов, но на практике такой путь применим до определённых пределов, выше которых нельзя подниматься из-за дефицита пространства в моторном отсеке и других факторов.

В чём измеряется ёмкость аккумулятора автомобиля и почему

Итак, мы знаем, что ёмкость измеряется в ампер-часах, и такая единица в принятой в России системе СИ отсутствует. Действительно, этот термин характерен исключительно для обозначения энергетического потенциала аккумуляторных батарей.

Физическая интерпретация ампер-часа довольно проста: это величина электрического заряда, проходящего через проводник за 60 минут при наличии в нём силы тока в 1 ампер.

Другими словами, если ёмкость аккумулятора составляет 50 А/час, то он может отдавать на протяжении 60 минут заряд силой тока 50 ампер, или за 6 минут – 500 ампер, или 5 ампер за 10 часов.

Но это теоретические показатели. На практике, чем больше ёмкость батареи, тем менее эффективно она отдаёт накопленную электроэнергию.

И вообще считается, что ёмкость АКБ – это величина, рассчитываемая исходя из того, что на протяжении 20 часов батарея сможет отдавать электроэнергию, пока напряжение на её клеммах не упадёт до порогового значения (10.5–10.8 В).

Это означает, что если аккумулятор имеет ёмкость 60 ампер-час, то он в состоянии в течение 20 часов выдавать ток в 3 А, и за это время напряжение не упадёт ниже указанного выше значения.

Можно ли перевести А*час в джоули? Нет, но зато можно сопоставить ёмкость с величиной заряда. В системе СИ это кулон, при этом 1 ампер = 1 Кл/сек. Это означает, что 1 А*час = 3600 Кл.

Разберёмся, на что влияет ёмкость автомобильного аккумулятора. Во-первых, на возможность отдать достаточно энергии для пуска двигателя, вернее, для питания электромотора стартера, который и будет прокручивать коленвал силового агрегата. Поскольку мощность мотора немаленькая, аккумулятор способен отдавать заряд необходимой величины ограниченное время. Если система зажигания и сам мотор исправны, то этого времени вполне достаточно для пуска мотора, в противном случае батарея может сесть, и тогда потребуется её подзарядка с помощью зарядного устройства.

Но часто АКБ используют и для других целей – например, для работы магнитолы, когда двигатель заглушён. Время работы потребителя электроэнергии будет зависеть от его мощности и ёмкости батареи. Более того, его можно рассчитать, если исходить из того, что аккумулятор будет отдавать энергию, пока напряжение с 14.6 В не упадёт до 10.8 В. Его энергетические потери составят (14.6–10.8)*q, где q – ёмкость батареи. Для 60-амперной АКБ это 228 Вт*час. Если магнитола имеет мощность 30 Вт, то от аккумулятора она сможет работать 228:30=7 часов 20 минут.

Сколько ампер-часов в аккумуляторе автомобиля

Поскольку ёмкость аккумуляторной батареи – один из важнейших её параметров, он обязательно присутствует в маркировке, и именно на него ориентируются в первую очередь при совершении покупки.

Однако мало кто обращает внимание на такой показатель, как резервная ёмкость. И совершенно напрасно. Если номинальная ёмкость определяет величину разряда во временной оси при воздействии токов небольшого номинала, то резервная ёмкость указывает, насколько хватит батареи в случае поломки генератора. Ток разряда в таких случаях может достигать внушительных величин порядка 25 А (достаточно работы кондиционера и внешнего освещения).

Резервная ёмкость тоже часто включается в маркировку, но здесь уже иное масштабирование: вместо часов указываются минуты, поэтому абсолютные цифры кажутся внушительными.

Рассмотрим факторы, оказывающие наиболее существенное влияние на ёмкость АКБ. Это уровень нагрузки по потреблению электрического тока автомобилем и конструктивные особенности аккумулятора.

О первом факторе много говорить не будем. Очевидно, что чем выше класс автомобиля, тем лучше он оснащён. А значит, и нагрузка выше, поэтому требуется батарея с повышенными значениями пускового тока.

Для обычной городской малолитражки вполне достаточно АКБ ёмкостью 45 А*час. Для большинства автомобилей среднего класса требуется 60-амперная батарея, а представительские автомобили и джипы часто комплектуют аккумуляторами ёмкостью 75 А*час.

Действительно, для пуска малолитражного силового агрегата (объёмом 1.0–1.2 л) достаточно пускового тока номиналом до 250 А, но 3.5-литровый мотор такой аккумулятор не потянет – здесь нужен АКБ с пусковым током порядка 350–400 А повышенной ёмкости.

Что касается конструктивных особенностей батареи, то они сводятся в основном к их весогабаритным показателям: чем массивнее и крупнее аккумулятор, тем больше площадь пластин и активной зоны, что напрямую влияет на ёмкость батареи.

Почему ёмкость батареи со временем падает

Удивляться здесь нечему: ничего вечного в природе не существует. Увы, но аккумуляторные батареи деградируют с достаточно высокой скоростью, классические сурьмянистые АКБ «ходят» 3–5 лет, у кальциевых и гибридных этот показатель чуть выше.

Рассмотрим основные причины падения ёмкости автомобильных аккумуляторов:

1. Постепенная сульфатация влияет на деградацию батареи в наибольшей степени. По мере увеличения циклов заряда-разряда часть активного вещества покрывается солями кислоты, которые уже не в состоянии вступать в обратную реакцию. Происходит уменьшение площади контакта электролита с пластинами – как следствие, изначальная ёмкость со временем падает.
2. Уменьшение уровня электролита ниже верхней кромки пластин (например, при частом перезаряде и кипении жидкости) приводит к их окислению и осыпанию с такими же негативными последствиями, как и при сульфатации.
3. Наконец, существует такое явление, как замыкание пластин между собой (из-за выпадения токопроводящего осадка), что также уменьшает ёмкость батареи. Если пластины закорочены сильно, долго такой аккумулятор не протянет.

Как проверить ёмкость аккумулятора автомобиля

Существует немало способов определения ёмкости батареи, ведь этот показатель позволяет выяснить, нуждается ли АКБ в замене.

Проверка с помощью тестера

Один из самых оперативных и несложных способов, как определить ёмкость батареи автомобиля. Потребуется наличие тестера – прибора, позволяющего одновременно регистрировать несколько показателей.

Поскольку тестеры функционируют в автоматическом режиме, каких-либо специальных познаний от вас не потребуется – достаточно подключить прибор к аккумулятору. На получение интересующего вас результата уходит не более 15 секунд. АКБ считается непригодной к эксплуатации, если её текущая ёмкость менее 50% от изначальной.

Метод с применением мультиметра

Рассмотрим, как узнать ёмкость автомобильного аккумулятора посредством мультиметра – ещё одного многофункционального измерительного прибора, способного измерять все три основных параметра электрического тока.

Алгоритм проверки:

• задействуем режим измерения постоянного тока;
• выставляется необходимый диапазон измерений (немногим больше паспортных данных);
• подключаем прибор к батарее;
• производим замер ёмкости аккумулятора, снимая показания с дисплея мультиметра.

Тестирование под нагрузкой

Использование прибора для измерения ёмкости АКБ не обязательно, по крайней мере, на начальной стадии – достаточно дать поработать батарее под нагрузкой. Например, подключить к ней автомобильную лампочку. Если она спустя несколько минут тускнеет – значит, аккумулятор или сильно разряжен, или уже просто не держит заряд.

Алгоритм действий следующий:

• отключаем АКБ от генератора (снимаем клеммы);
• подключаем нагрузку, оставляем её на несколько минут;
• отключаем нагрузку;
• производим измерение напряжения батареи с помощью вольтметра/мультиметра;
• если показания прибора ниже 12 В, можно утверждать, что ёмкость батареи недостаточна для пуска двигателя.

Методика контрольного разряда

Метод отличается повышенной точностью, но он и самый сложный, требующий, кроме использования мультиметра, расчёта нагрузки.

Мультиметр – прибор универсальный. Его наличие является весьма желательным, ведь с его помощью можно измерять отнюдь не только ёмкость аккумулятора.

Характеристики нагрузки определяются на основании силы тока разряда – эта величина может присутствовать на этикетке АКБ или в технической документации. Если таковой у вас нет, необходимые данные можно найти на сайте производителя батареи.

Схема измерения ёмкости авто достаточно проста: нагрузка остаётся подключённой, пока сила тока не снизится примерно вдвое. После этого полученное значение сравнивается с номинальным, указанным в техпаспорте. Если различия существенны, аккумулятор деградировал в такой степени, что его дальнейшая эксплуатация становится бессмысленной.