Вся правда про аккумуляторы
Самая популярная причина трудных пусков зимой – дохлый аккумулятор. Не единственная, но распространенная. Современные аккумуляторы могут служить по 5-7 лет, но если, например, случались полные разрядки или долгие простои машины без движения (особенно зимой), замена может потребоваться и раньше. Какие бывают аккумуляторы и какие цифры важны в маркировке? Можно ли использовать аккумулятор большей емкости и что такое пусковой ток? Об этом – в нашем специальном материале.
Несмотря на разнообразие коммерческих наименований, все автомобильные аккумуляторы свинцово-кислотные: электролитом служит раствор серной кислоты и дистиллированной воды, а электроды – свинцовые.
Старые батареи были обслуживаемыми, то есть требовали регулярного контроля уровня электролита и долива воды. Но сегодня они уже неактуальны.
Впрочем, есть так называемые малообслуживаемые: они требуют долива воды примерно раз в полгода, зато дешевле и не так сильно боятся глубоких разрядов. Хороший вариант для владельцев старых «Лад» и иномарок.
Однако большинство из нас, скорее всего, предпочтет необслуживаемую батарею: обычно срок ее службы составляет порядка пяти лет, а контролировать уровень электролита не нужно в принципе – зачастую нет даже соответствующей пробки. Большинство недорогих аккумуляторов сделаны по так называемой гибридной технологии: один электрод с добавлением кальция, другой – с сурьмой, но в небольших количествах. Они могут обозначаться литерами Ca+ или Ca/Sb, но не стоит путать их с «чисто кальциевыми».
Под «брендом» кальциевые (Ca/Ca) подразумеваются батареи, у которых оба электрода сделаны из сплава свинца и кальция, а это лучший вариант для снижения потерь воды. В результате кальциевые аккумуляторы могут служить до семи лет, у них низкий саморазряд, а главная проблема – боязнь глубокой разрядки. К примеру, если сигнализация на вашей машины способна за неделю зимней стоянки высосать весь аккумулятор, лучше не покупать кальциевые батареи. А вот для полностью исправной иномарки это интересный вариант, хотя и более дорогой.
Чуть особняком стоят аккумуляторы по технологии AGM, в которых электролит находится не в жидком состоянии, а абсорбирован стекловолокном – это довольно продвинутые батареи, обеспечивающие долгий срок службы (заявляется чуть ли не 15 лет) и высокие пусковые токи. Кроме того, они хорошо переживают частые циклы заряд-разряд, а потому, например, используются в автомобилях с системой Start-Stop.
Наконец, есть гелевые аккумуляторы (GEL), в которых электролит загущен силикагелем до вязкого состояния, а также EFB-аккумуляторы. В чем-то их достоинства похожи на AGM-аккумуляторы, но гелевые еще лучше переносят глубокие разрядки. При этом пусковые токи у гелевых аккумуляторов зачастую ниже.
AGM-аккумуляторы и гелевые ощутимо дороже обычных (6-10 тысяч рублей), EFB занимают промежуточное положение по цене. Чаще всего, эти аккумуляторы применяются в автомобилях с системой Start-Stop или иномарках премиум-класса, где аккумулятор работает в условиях постоянных циклов заряда/разряда.
Рекламные объявления о добавлении серебра и других металлов в основном означают присутствие этих веществ в свинцовых электродах. Зацикливаться на этих особенностях не стоит – важнее параметры аккумулятора.
Для нас с вами важны следующие параметры:
1) Гостовское обозначение 6СТ-55АЗУ, где второе число (55) обозначает номинальную емкость.
2) Наличие или отсутствие слова «Необслуживаемая». При этом уровень «обслуживаемости» батареи может быть зашифрован в гостовском обозначении (последние буквы): N – с большим расходом воды, L – малым, VL – очень малым, VRLA – необслуживаемый.
3) Пусковой ток и стандарт измерения – в данном случае 500 А по стандарту EN (подробности ниже).
4) Технология изготовления: Ca+ обозначает гибридную технологию, при которой один из электродов – с примесью сурьмы, другой – из свинцово-кальциевого сплава. Кальциевые аккумуляторы обозначаются Ca/Ca, гелевые – GEL. Батареи по технологии AGM и EFB – соответствующими аббревиатурами.
Емкость аккумулятора
Поскольку напряжение батарей для легковых автомобилей одинаковое – 12 В, то выбирать тут нечего (у старых мотоциклов 6 В, у грузовой техники – 24 В). Сразу оговоримся лишь, что в основном обозначении аккумулятора (скажем, 6 СТ-60А) первая цифра обозначает не напряжение, а количество последовательно соединенных аккумуляторов внутри батареи, поэтому номинал – 12 В.
Куда интереснее вторая цифра, отражающая номинальную емкость батареи в ампер-часах (А*ч). Многие считают ее чуть ли не основной характеристикой аккумулятора. В бытовом смысле этот параметр показывает, как долго можно крутить двигатель стартером, а в физическом – это запас энергии батареи.
Вообще, емкость, например 60 А*ч, не означает, что аккумулятор способен целый час выдавать ток в 60 А. На самом деле, испытательный цикл обычно длится 20 часов (или 10 часов) – соответственно, если емкость аккумулятора 60 А*ч, то в течение испытательного цикла он должен стабильно выдавать 3 А. Средняя температура при этом – 25 градусов.
Температура влияет на емкость аккумулятора достаточно сильно: скажем, при +5 градусах аккумулятор теряет в среднем 20% емкости, при -30 градусах – до половины. Это одна из причин, почему зимние пуски иногда полностью высасывают батарею.
Емкость аккумулятора падает при его хранении на магазинном складе. Если хотите купить батарею, выдающую гостовские параметры, следите, чтобы с даты изготовления прошло не более месяца или хотя бы не более трех месяцев (зачастую это непросто сделать). Батареи, выпущенные год назад, потеряли часть свойств, лежа на полке.
Некоторые аккумуляторы имеют еще один параметр – RC или резервная емкость в минутах. Он обозначает время разрядки аккумулятора до напряжения 10,5 В при 25 градусах и токе 25 А. Фактически, параметр отражает время, в течение которого автомобиль может ехать с отказавшим генератором. Величина, коррелирующая с номинальной емкостью аккумулятора.
Разумно ли выбирать батарею большей емкости?
Если вы считаете, что стандартного аккумулятора вам в иной день не хватало, то можно попробовать. С точки зрения холодного пуска у батареи большей емкости есть несколько плюсов: во-первых, она обеспечит большее время прокрутки, во-вторых, меньшее падение напряжения при пуске. При этом в нормальных условиях работы нагрузка на генератор не будет ощутимо выше (вопреки популярному мнению), ведь количество энергии, которое машина высасывает из аккумулятора в момент пуска, не зависит от его емкости.
Однако во всем нужно чувство меры. Во-первых, аккумулятор слишком уж большой емкости может спровоцировать повышенные пусковые токи (за счет меньшего падения напряжения), что вредно для стартера. Во-вторых, если вы постоянно запускаетесь на лимите его возможностей, время зарядки его может возрасти, а в каких-то случаях (при кратковременных поездках) возможностей генератора не хватит, чтобы поддерживать батарею заряженной. В случае со свинцовыми аккумуляторами такой режим снизит ресурс.
В общем, аккумулятор большой емкости стоит расценивать как некий «неприкосновенный запас», которым вы будете пользоваться лишь иногда. Если же автомобиль не в состоянии нормально пускаться с аккумулятором стандартной емкости, то проблема не в аккумуляторе: нужна диагностика топливной системы и зажигания (свечи, форсунки, и т.п.)
Обозначения импортных аккумуляторов зачастую скуднее, но основные параметры те же: номинальные напряжение, емкость и ток холодной прокрутки с указанием стандарта. Кстати, загадочные цифры 570 500 065 обозначают то же самое: первые три цифры – это номинальная емкость +500 (в данном случае – 70 А*ч), последние три цифры – это пусковой ток, деленный на 10 (в данном случае 650 А). Но это только для европейских аккумуляторов. Обратите также внимание на маркировку технологии (EFB) и пометку, что аккумулятор предназначен для машин с технологией Start-Stop, хотя эти обозначения не обязательны и носят, скорее, рекламный характер.
Пусковой ток
На самом деле, пусковые качества батареи при исправном двигателе определяются не столько его емкостью, сколько током холодной прокрутки, который указывается на аккумуляторе (может обозначаться CCA).
Скорее всего, на батарее будет указан пусковой ток с пометкой EN. Это название стандарта, полное имя которого – EN 60095. В России ему соответствует ГОСТ 959-2002.
Число в амперах показывает, какой ток аккумулятор выдает в специальном цикле холодных испытаний. Сначала батарею замораживают до -18 градусов, после чего она должна выдержать 10-секундный разряд указанным током при падении напряжения до 7,5 В, а затем после небольшой паузы еще один цикл разряда: ток 60% от номинала, падение напряжение до 6 В в течение 90 или 150 секунд (в зависимости от исполнения). Батареи, адресованные России, выдерживают более жесткий стандарт.
Даже если вы не вполне поняли смысл предыдущего абзаца, знайте: ток холодной прокрутки определяет «силу» аккумулятора, причем именно в мороз. Если он низкий, то в холода стартер будет крутиться вяло, и не спасет даже увеличенная емкость. При выборе аккумулятора старайтесь, чтобы этот параметр не был ниже тех, что рекомендует производитель.
При этом есть еще один стандарт DIN (DIN 43559 или ГОСТ 959-91), при котором условия испытаний другие: нагрузку дают в течение 150 секунд, а напряжение не должно упасть ниже 6 В (не ниже 9 В через 30 секунд). Поскольку условия более жесткие, обычно токи по DIN примерно в 1,7 раза ниже, чем по стандарту EN – имейте это в виду. Скажем, если батарея выдает 420 А (EN), это соответствует примерно 255 А (DIN).
Есть еще американский стандарт SAE – его условия наиболее «мягкие», поэтому величины пусковых токов самые большие. Очень важно при выборе аккумулятора уточнить стандарт, по которому измерен пусковой ток, иначе под видом суперспособного аккумулятора можно купить обычный, просто с величиной тока по SAE (грубо, она на 10% больше, чем по стандарту EN).
В принципе, не надо бояться, что большой пусковой ток окажется вреден автомобилю: этот параметр отражает не столько реальный ток, который потечет через стартер (этот ток определяется сопротивлением цепи и напряжением), а предельные возможности аккумулятора в мороз. Грубо говоря, аккумулятор с низким пусковым током не выдаст нужной мощности, даже если стартер его «попросит» об этом.
Малыш Renault Sandero комплектуется в России аккумулятором с весьма серьезными параметрами.
Для сравнения у Suzuki SX4 аккумулятор емкостью 35 А*ч и пусковым током всего 300 А
Может ли батарея не подойти к автомобилю?
Да. Во-первых, при выборе аккумулятора нужно знать его размеры, во-вторых, полярность (прямая или обратная) и тип клемм (европейские, японские, американские). Вообще, лучший способ не промазать – это обратиться в специализированный салон или воспользоваться интернет-подбором. И уже потом из многообразия батарей, физически помещающихся под капотом, выбрать с оптимальными для вас параметрами.
Что такое энергоемкость аккумулятора
Емкость – основная характеристика аккумулятора. От нее зависит объем энергии, которую способен накопить и отдать источник питания, и время автономной работы питающегося от него оборудования. В случае с электровелосипедами и другими видами персонального электротранспорта от емкости аккумуляторной батареи напрямую зависит расстояние пробега на 1 заряде.
В чем измеряется емкость АКБ?
В вопросе, что такое энергоемкость аккумулятора, рассматривается несколько характеристик – от удельных до абсолютных величин. В технических характеристиках емкость АКБ указывается в ампер-часах (А·ч) и/или ватт-часах (Вт·ч). Более точно возможности источника питания отражает значение в ватт-часах. Это абсолютная емкость. Ее значение показывает, какую мощность может выдавать данная АКБ на протяжении 1 часа, независимо от разрядных токов и напряжения.
Например, батарея энергоемкостью 450 Вт·ч может выдавать мощность 450 Вт на протяжении 1 часа. Удельная энергоемкость измеряется в Вт·ч/кг и показывает, какую мощность может предоставлять данная АКБ массой 1 кг на протяжении 1 часа. Чем больше удельная энергоемкость (другими словами – энергетическая плотность) элементов питания, тем меньше их масса при равной величине накапливаемой энергии.
Емкость в ампер-часах – это уже относительная величина, зависящая от номинального напряжения батареи. Например, литий-ионные аккумуляторы имеют номинальное напряжение 3,7 В на элемент, а литий-железо-фосфатные (LiFePO4) – 3,2 В. Для набора необходимого напряжения – 36 В, 48 В и т.д. – элементы питания соединяются в батарею последовательно. Для суммирования емкости ячеек они соединяются параллельно.
Перевод емкости из А·ч в Вт·ч
Чтобы рассчитать абсолютную постоянную энергоемкость в Вт·ч, зная значение в А·ч, нужно умножить его на номинальное напряжение АКБ:
Например, для батареи емкостью 13 А·ч и вольтажом 36 В абсолютная энергоемкость составит 13 А·ч х36 В = 468 Вт·ч.
Аналогично, зная абсолютную постоянную энергоемкость батареи в Вт·ч, можно рассчитать ее реальную емкость при определенном рабочем напряжении оборудования. Для этого достаточно разделить абсолютную емкость в ватт-часах на рабочее напряжение нагрузки в вольтах:
Например: 468 Вт·ч :36 В =13 А·ч, а 468 Вт·ч :24 В =19,5 А·ч.
О напряжении
Чаще всего АКБ электровелосипедов имеют рабочее напряжение 24, 36 или 48 В. С его возрастанием обычно увеличивается и максимально развиваемая скорость е-байка. Конечно, на мощность и скорость электровелосипеда влияют и другие факторы, такие как мощность мотора и эффективность трансмиссии. Но все же мощные и скоростные е-байки обычно оснащаются АКБ с напряжением 48 В и выше.
Выводы: на что влияет энергоемкость АКБ электровелосипеда
От этой характеристики зависит дальность поездок на 1 заряде батареи. Ориентировочно при езде в наиболее экономичном режиме – по ровному асфальту, без резких разгонов и торможений, встречного ветра и других препятствий – на каждый километр пути тратится 8–10 Вт·ч энергии литиевой аккумуляторной батареи (без кручения педалей). При вращении педалей велосипедист уменьшает потребляемый мотором ток, поэтому и запас энергии батареи расходуется экономнее.
Наиболее точно и наглядно емкость характеризует ее абсолютная постоянная величина, измеряемая в ватт-часах. Зная ее, легко определить и ориентировочную дальность хода на 1 заряде, и относительную емкость в ампер-часах, которая зависит от номинального напряжения питаемого оборудования.
10 мифов про аккумуляторы: разоблачили все!
Автомобильные аккумуляторы чем-то схожи с велосипедами: по сути, не меняются десятилетиями. Появляются новые технологии, преображается внешность, а внутри всё те же свинец да кислота. Кажущаяся простота пришельцев из прошлого порождает множество небылиц. Разберем самые устойчивые мифы.
Миф №1. Аккумулятор и батарея — это одно и то же
Не совсем. Даже совсем не одно и то же. Электрический аккумулятор — это, грубо говоря, два электрода в растворе электролита. А батарея — это группа таких аккумуляторов, соединенных друг с другом. Распространенные 12‑вольтовые АКБ для легковых автомобилей содержат по шесть электрических аккумуляторов, соединенных в батарею последовательно.
Емкость каждого такого аккумулятора равна емкости батареи! Если на этикетке АКБ написано, к примеру, 75 А·ч, то и емкость каждого из шести аккумуляторов также составляет 75 А·ч. А вот энергия батареи вшестеро выше, поскольку напряжения аккумуляторов суммируются. Точно так же получается, что при последовательном соединении двух АКБ по 75 А·ч в сумме все равно мы имеем те же 75 А·ч!
Миф №2. При установке на автомобиль батареи большей емкости, чем у штатной, она постоянно будет недозаряжаться
Нет ни одной причины, которая помешает такой батарее зарядиться полностью. Аналогия простая: если вы зачерпнули стакан воды из ведра или из огромной бочки, то для восстановления исходного уровня жидкости вам потребуется долить из-под крана всё тот же стакан — как в ведро, так и в бочку. Если батарея отдала, например, 1 А·ч, то и вернуть ей нужно 1 А·ч, безо всяких скидок на этикетку.
Конечно, если установить на машину разряженную батарею, то до ее полного заряда пройдет больше времени, чем потребовалось бы для АКБ меньшей емкости, но после окончания заряда всё нормализуется. А при отказе генератора такая батарея продержится без его помощи дольше, чем «маленькая».
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СКАТ ВМЕСТО АКБ
Среднестатистическая стартерная аккумуляторная батарея развивает мощность примерно в 40–45 Вт на килограмм ее массы. Электрический скат умудряется при необходимости выдавать до 150 Вт/кг. Подзарядка ската идет, по всей видимости, в процессе его обеда. А запихнуть его под капот машины вряд ли получится — да и скату там не понравится.
Миф №3. При установке слишком мощной аккумуляторной батареи стартер может сгореть из-за чрезмерно большого тока
Даже если установить на автомобиль десяток батарей вместо одной, сопротивление обмоток стартера не изменится, а потому ток, потребляемый им, не увеличится ни на йоту. Закон Ома от емкости батареи не зависит.
Миф №4. Если на этикетке написано 60 А·ч, то такая батарея может выдавать как ток в 1 А в течение 60 часов, так и 60 А в течение часа
Ток в 1 А батарея, действительно, сможет выдавать в течение 60 часов (и даже чуть дольше), а вот при нагрузке в 60 А ее на час не хватит. Указанные 60 А·ч — это так называемая емкость 20‑часового разряда. Чтобы прикинуть реальные возможности АКБ, надо поделить заявленную емкость на 20 — в данном случае получится 60/20 = 3. Значит, производитель гарантирует, что в течение 20 часов батарея сможет выдавать ток в 3 А. Чем больший ток вы хотите получить, тем меньше емкость, на которую вы можете рассчитывать. При токе потребления в 60 А емкость такой батареи составит менее 40 А·ч — она продержится меньше 40 минут. А вот при малых токах, напротив, емкость даже увеличится.
ЧТОБЫ НЕ ИЗДЕВАЛИСЬ НАД СТАРТЕРАМИ
В советские времена на ряде армейских автомобилей строго запрещалось устанавливать автомобильные аккумуляторы большей емкости, чем предусматривала конструкция. Но причиной запрета был человеческий фактор. Если мотор не желал пускаться, неопытные водители часто мучили стартеры до тех пор, пока аккумуляторная батарея не разрядится полностью. Если в броду двигатель глох, то зачастую машину пытались вывезти «на стартере». Последние при этом сильно перегревались и нередко ломались. А чем больше емкость батареи, тем дольше можно было издеваться над электромотором. Именно для защиты стартеров от подобных перегрузок и появилось когда-то армейское требование не устанавливать батареи с емкостью выше «стандартной».
Миф №5. На морозе батарея разряжается быстрее, чем при теплой погоде
Ничего подобного: на морозе любые химические реакции, в том числе и саморазряд, замедляются! Поэтому аккумуляторная батарея в теплом помещении разрядится быстрее, чем такая же батарея в холодном гараже. Другое дело, что зимой батарее приходится обслуживать большее число потребителей, чем летом, а стартерные токи сильно возрастают из-за повышенной вязкости моторного масла.