Как замерить заряд аккумулятора: Способы проверки уровня заряда аккумулятора на автомобиле

определение емкости и степени зарядки

Современный автомобиль имеет огромное количество различных узлов и систем, которые работают на электричестве. Основными источником питания во время движения транспортного средства становится генератор. Этот механизм преобразует механическую энергию в электричество. Если двигатель не заведен, то в качестве источника энергии выступает аккумулятор. Многие автолюбители задаются вопросом, как проверить аккумулятор мультиметром. Своевременное обнаружение проблем позволит существенно продлить срок службы батареи.

• Применение мультиметра
• Определение заряда и емкости
• Измеряемые показатели
• Определение утечки
• Применение контрольного заряда
• Проверка внутреннего сопротивления

Применение мультиметра

Проверка аккумулятора может проводиться применением мультиметра. Этот метод — наиболее простой и эффективный, не требует наличия особых навыков. Рекомендуемая последовательность действий:

1. Проводится установка прибора в требуемый режим. Стоит учитывать, что современные модели мультиметров позволяют проводить замер самых различных показателей. В дальнейшем полученные результаты можно будет использовать при проведении расчетов.
2. Применяемое измерительное устройство часто имеет функцию установки диапазона измерений. Рекомендуется проводить установку значения, которое выше рекомендуемых в спецификации. В противном случае получить точный результат будет невозможно.
3. Практически все модели мультиметров имеют два разных щупа: красный и черный. Щуп черного цвета устанавливается в гнездо минуса.
4. На измерение уходит несколько секунд.
5. После получения требуемых результатов цепь разъединяется.

Инструкция последовательности действий довольно проста в исполнении, но полученные результаты следует правильно интерпретировать. Чаще всего используют то, как проверить заряд аккумулятора мультиметром для определения уровня заряда АКБ.

Определение заряда и емкости

При рассмотрении того, как проверить аккумулятор автомобиля на работоспособность, следует учитывать, что наиболее важными показателями считаются напряжение и емкость. Рекомендуется проводить замеры только после прохождения не менее 5 часов с момента последнего применения батареи, за счет чего существенно повышается точность полученных результатов. Не стоит забывать о том, что температура окружающей среды не оказывает влияния на показатели выдаваемого тока.

Полученные результаты могут говорить о следующем:

1. Большинство используемых моделей АКБ должны выдавать напряжение 12,8 В при полном заряде. В некоторых случаях этот показатель намного выше, что говорит о неисправности устройства.
2. При значении напряжения менее 12,6 В уровень заряда составляет 75% от полной емкости. В подобном случае АКБ может работать стабильно, а вырабатываемого тока достаточно для старта мотора даже при низкой температуре окружающей среды.
3. Показатель 12,2 В указывает на то, что аккумулятор имеет только половину зарядки. В этом случае нужно проводить немедленную зарядку.
4. Напряжение 12 В является критическим показателем, который указывает на зарядку менее 25%. Вырабатываемого тока в этом случае недостаточно даже для старта двигателя при положительной температуре. Однако в этом случае зарядка от генератора может восстановить работоспособность аккумулятора.

При напряжении менее 12 В АКБ имеет критический показатель зарядки. При получении этого результата нужно провести зарядку от специального устройства.

Другим важным показателем является значение емкости. Рассматривая то, как мультиметром измерить емкость аккумулятора, следует указать следующие моменты:

1. Проводится зарядка АКБ до максимального значения.
2. Измерение емкости проводится исключительно при подаче нагрузки. Для этого необходимо соединение нескольких автомобильных фар в одну цепь. Можно использовать и другие источники нагрузки.
3. Тусклое свечение при напряжении 12,4 В указывает на то, что АКБ в зимний период не сможет подать ток, необходимый для пуска двигателя. При этом восполнить значение емкости невозможно.

Если при нагрузке значение напряжения составляет 12 В, то следует провести замену аккумулятора. Слишком низкая емкость даже при правильной работе генератора приведет к перебоям в работе электроники.

Регулярные проверки состояния источника питания позволяют исключить вероятность, что на момент движения возникнут проблемы. Кроме этого, своевременная подзарядка существенно продлевает срок работы АКБ.

Измеряемые показатели

На сегодняшний день вольтметр считается востребованным устройством, которое может применяться для измерения самых различных показателей. При его применении можно получить следующую информацию:

1. Сила тока. Слишком высокая сила тока может привести к выходу из строя электронных систем автомобиля.
2. Сопротивление. Измерение сопротивления проводится для того, чтобы определить техническое состояние источника питания.
3. Напряжение. Этот показатель наиболее важный, так как указывает на уровень заряда и емкость аккумулятора.

Современные модели имеют компактные размеры и небольшие размеры, за счет чего устройство мобильно и просто в применении. Если часто возникают проблемы с аккумулятором, следует приобрести наиболее подходящий вольтметр.

При выборе измерительного прибора уделяется внимание следующим показателям:

1. Величина постоянного напряжения. Стоит учитывать, что большинство аккумуляторов выдают напряжение не более 15 В. Однако можно приобрести устройство и для решения других задач. Передел проводимых измерений от 0 до 1000 В. Самые высокие показатели свойственны профессиональным моделям, которые обходятся дорого.
2. Точность измерений — наиболее важный показатель, так как отклонение всего в одну десятую вольта приводит к погрешности около 20%. Чем выше точность измерений, тем дороже устройство.
3. Постоянный ток может измеряться в пределах 2 мА или 20 мА.
4. Измерительный прибор может использоваться для определения переменного напряжения. Разбежка может составлять от 0 до 200 В.
5. Устройство применяется и для измерения сопротивления. Большинство моделей позволяет установить диапазон измерений о 0 до 200 Ом.

В продаже встречаются и более сложные варианты исполнения, которые подходят для профессионалов.

Определение утечки

Постоянная разрядка аккумулятора может указывать на то, что в цепи появилась утечка. Примером можно назвать случай, когда после установки автомобиля на ночь утром завести двигатель не получается. Стоит учитывать, что минимальный ток утечки можно встретить практически в любом автомобиле, так как некоторые системы могут потреблять электричество даже при отсутствии ключа в зажигании.

Показатель тока утечки может варьировать в пределе от 10 до 80 мА. При значении 60 мА установленный аккумулятор сможет проработать на протяжении длительного периода. Однако более высокие значения говорят о том, что устройство работает неправильно.

Слишком высокая утечка в случае, когда автомобиль не эксплуатируется на протяжении нескольких дней или при неправильной работе генератора, может привести к полной разрядке аккумулятора.

Провести замер утечки можно следующим образом:

1. Устанавливается режим измерений на 10 А или 20 А. Рекомендуется устанавливать более высокое значение, если применяемый прибор позволяет это.
2. С точки зрения безопасности замеры рекомендуется проводить исключительно при разрыве массы.
3. Проводится снятие минусовой клеммы.
4. Один из щупов подключается к минусовому выходу АКБ.
5. Другой щуп подсоединяют к снятому проводу.
6. После этого можно получить результат, который будет применяться при определении утечки.

Для того чтобы снизить погрешность полученных результатов уделяется внимание подготовке автомобиля:

1. Нужно вынуть ключ зажигания. Все цепи питания автомобилей предусматривают включение устройства зажигания в качестве механизма для ее разрыва.
2. Отключить все освещение, выключить магнитолу и другие источники потребления. К примеру, мультимедийная система может потреблять довольно много энергии.

В современном автомобиле может быть большое количество систем, которые могут работать при незаведенном двигателе и вынутом ключе из зажигания.

Если во время проверки автомобиля был получен результат в пределах 60 мА, то все электрооборудование находится в хорошем техническом состоянии. При получении более высокого результата проводится проверка отдельных цепей для определения тока утечки. Проверку можно провести путем поочередного снятия предохранителей, за счет чего происходит обрыв цепи.

Применение контрольного заряда

Классическим способом проверки емкости аккумулятора можно назвать применение контрольного заряда. Этот метод применяется в том случае, если обычный не позволяет получить точный результат. Инструкция в этом случае выглядит следующим образом:

1. Для начала следует полностью зарядить АКБ. Для этого можно использовать специальное зарядное устройство.
2. Следующий шаг заключается в подаче нагрузки, чтобы ток разрядки соответствовал паспортным данным. Если нет паспортных данных под рукой, то требуемые показатели можно найти в интернете.
3. После подачи нагрузки в цепь подключается измерительный прибор.
4. В этом случае определяется то, сколько нужно времени для снижения значения силы тока менее 50% от номинального показателя. Это время должно указываться в паспорте приобретенного АКБ.

Если разрядка проводится быстрее, чем это указано в паспорте аккумулятора, то есть необходимость в его замене. Это связано с тем, что батарея не способна держать заряд, и даже при эффективной работе генератора со стартом двигателя может возникнуть проблема.

Проверка внутреннего сопротивления

При проверке АКБ на исправность с применением мультиметра нужно измерить внутреннее сопротивление. Для этого проводится подключение нагрузки, которой может стать лампочка 12 В. Инструкция проверки внутреннего сопротивления выглядит следующим образом:

1. Лампочка подключается к источнику тока. Для этого следует отключить батарею от сети автомобиля.
2. После нескольких секунд нагрузки проверяется напряжение на клеммах аккумулятора. Для этого также применяется вольтметр.
3. Лампочка отключается и напряжение замеряется повторно. Как правило, полученные показания несколько отличаются.

В этом случае на неисправность указывает разница в полученных показаниях более чем 0,05 В. Более высокое значение указывает на то, что устройство находится в плохом техническом состоянии и его скоро нужно будет заменить.

При частой зарядке АКБ при использовании специального зарядного устройства проверка напряжения проводится часто. Только на основании полученных показаний с уверенностью можно сказать, был ли полностью заряжен аккумулятор.

4 простых способа, как проверить заряд аккумулятора автомобиля

Опытным водителям хорошо известно, что значение напряжения АКБ – это отличный индикатор, сигнализирующий о степени её заряженности. Напряжение – одна из важнейших характеристик, которую легко замерить. Владея информацией, при достижении какого уровня напряжения батарея нуждается в подзарядке, а когда необходимо полное восполнение заряда, намного проще обеспечить её своевременный и правильный уход.

В помощь автомобилистам была разработана специальная таблица, позволяющая практически безошибочно определить уровень зарядки аккумулятора автомобиля по величине его напряжения. Но если её нет под рукой, что делать? Рассмотрим разные способы проверки заряда АКБ.

Содержание

1. 4 способа, как можно проверить заряд аккумулятора
2. Использование встроенного индикатора
3. Использование мультиметра
4. Проведение теста с помощью нагрузочной вилки
5. Проверка при замере плотности электролита
6. Как проверить уровень заряда батареи в процессе зарядки?

4 способа, как можно проверить заряд аккумулятора

Аккумуляторная батарея – это основной источник энергии в неработающем автомобиле. Именно она обеспечивает запуск двигателя. Но, как и любое другое оборудование, АКБ нуждается в определённом обслуживании и имеет свой срок службы.

Работоспособность батареи определяется степенью её заряженности. В процессе эксплуатации по ряду причин АКБ способна постепенно терять часть первоначального заряда, что при отсутствии должного ухода может привести к её полной разрядке. Понятно, что, имея полностью разряженное оборудование, запустить двигатель не удастся.

Для надёжного функционирования батареи следует регулярно содержать её в заряженном состоянии.

Как проверить уровень заряда аккумулятора самостоятельно в домашних условиях? Проверку на работоспособность можно осуществить несколькими способами. Рассмотрим подробнее те из них, которые воплотить в жизнь под силу даже новичку.

Использование встроенного индикатора

Самый простой и быстрый вариант, позволяющий определить заряд аккумулятора без применения каких-либо дополнительных устройств, – использование встроенного индикатора. Современные автомобильные АКБ оснащены специальными «глазками», позволяющими визуально контролировать состояние устройства. Первые батареи со стеклянными «окошечками» для отслеживания уровня заряда впервые были выпущены в Японии. Из-за их удобства этот опыт быстро переняли и другие производители.

Как проверить зарядку аккумулятора, используя индикатор? На корпусе устройства, как правило, в верхней его части имеется небольшая стеклянная вставка. Обычно она зелёного цвета, что говорит о том, что АКБ заряжена и готова к эксплуатации. Но со временем окраска может измениться на красный или чёрный цвет (всё зависит от производителя), что свидетельствует о разряженности батареи и, как следствие, о её неработоспособности.

Процесс утраты заряда протекает постепенно, и если регулярно осуществлять контроль степени заряженности устройства, то можно заметить, что в какой-то момент глазок или станет двухцветным (красно-зелёным), или на смену зелёному придёт серый цвет. Это первый признак того, что устройство нуждается в подзарядке.

Принцип функционирования индикатора прост: цвет ему обеспечивает необычный поплавок, наделённый способностью всплывать на поверхность жидкой среды при достижении нормальной степени заряда и тонуть, когда уровень заряда достигает критического уровня. В некоторых устройствах производители предусматривают два поплавка: зелёный всплывает при достаточной зарядке АКБ, красный – при её разрядке.

Учтите, индикаторами могут быть оснащены не все устройства, поэтому важно знать и о других способах проверки заряда АКБ.

Использование мультиметра

Мультиметр, который часто называют тестером, можно смело отнести к универсальному оборудованию. Этот компактный прибор оснащён электронным табло, регулятором переключения режимов и двумя проводами разных цветов с особыми чувствительными щупами на их концах.

Как, используя мультиметр, проверить заряд аккумулятора автомобиля? В этой процедуре нет ничего сложного, просто следуйте пошаговой инструкции:

1. Установите прибор в режим замера напряжения.
2. Подключите щуп красного провода к клемме батареи, имеющей маркировку «+», а щуп, которым оканчивается провод чёрного цвета – к клемме с обозначением «-».
3. Теперь посмотрите на табло прибора. Оценить степень заряженности АКБ и порядок дальнейших действий поможет специальная таблица, позволяющая с достаточной точностью установить уровень зарядки аккумулятора на основании зависимости величины его напряжения на клеммах.

Производить замеры напряжения необходимо, заглушив двигатель и выключив зажигание автомобиля.

Проведение теста с помощью нагрузочной вилки

Нагрузочная вилка – не что иное, как усовершенствованный тестер, состоящий не только из мультиметра, но и из нагрузочного сопротивления, позволяющего имитировать работу стартера.

Этот метод относится к разряду профессиональных вариантов определения работоспособности АКБ и обычно применяется при диагностике оборудования в технических центрах и ремонтных мастерских. Такой тест заключается в следующем:

1. Подключаем щупы прибора к клеммам батареи, строго соблюдая полярность.
2. На его табло высветится значение напряжения после запуска двигателя (сопротивление сымитирует работу стартера), что позволит определить достаточность уровня заряда для этого действия ещё до его осуществления.

Таким образом, если показания прибора будут составлять не менее 10 Вольт, то заряд батареи достаточен для надёжного пуска двигателя, если ниже, то требуется подзарядка.

Проводить замеры на холодной АКБ нельзя – это способно привести к её разряду. Оптимальная температура батареи должна находиться в диапазоне 20–25° С.

Проверка при замере плотности электролита

Как проверить заряд аккумулятора автомобиля, используя плотность электролита? Сделать это довольно просто, но требуется следовать определённым мерам безопасности, так как в состав электролита входит серная кислота и его попадание на кожные покровы способно вызвать ожог.

Метод определения заряда батареи по результатам замера плотности электролитного раствора подходит только для устройств обслуживаемого типа.

Для проведения теста нам потребуется специальный прибор ареометр. Итак, откручиваем все пробки, расположенные на корпусе аккумуляторной батареи, и поочередно помещаем прибор в каждую «банку». Сопоставляем показания: на заряженном устройстве между ними практически не может быть отличий, то есть во всех отсеках величина плотности должна быть одинаковой.

Как определить, используя данный метод, что аккумулятор заряжен полностью? Если плотность электролита во всех банках АКБ окажется в пределах 1,25–1,27 г/см3, то это значит, что уровень заряда составляет порядка 100 %.

Как проверить уровень заряда батареи в процессе зарядки?

Многие из новейших зарядных устройств оборудованы дополнительными индикаторами, позволяющими безошибочно определить степень зарядки АКБ в процессе протекания самого зарядного процесса. Некоторые из наиболее усовершенствованных устройств имеют дисплей, где высвечивается текущее значение напряжения, которого успела достичь батарея на данный момент.

Итак, как узнать, что аккумулятор зарядился и процесс пора завершать?

Если ЗУ снабжено индикатором, то при достижении полного заряда батареи он обычно загорается зелёным цветом. При наличии дисплея на заряднике можно посмотреть величину напряжения АКБ: его значение в диапазоне от 12,6 В до 12,9 В свидетельствует о том, что ёмкость батареи восстановлена в полном объёме. Кроме того, всегда можно воспользоваться мультиметром, замерив напряжение на клеммах аккумулятора с его помощью, если для зарядки используется самое простое, не оснащённое дополнительным функционалом зарядное устройство.

На некоторых ЗУ с цифровым табло есть специальная кнопка для проверки уровня заряда батареи. Отсоединив зарядное устройство от сети, удерживаем эту кнопку нажатой и считываем показания с табло.

Как видим, вариантов, чтобы определить, зарядился ли аккумулятор автомобиля, множество. Каким из них воспользоваться, решайте сами. Во многом это будет определяться выбранным ЗУ, с помощью которого осуществляется зарядка АКБ.

BU-903: Как измерить уровень заряда

Метод измерения напряжения

Измерить уровень заряда по напряжению просто, но оно может быть неточным, так как материалы элемента и температура влияют на напряжение. Самая вопиющая ошибка SoC на основе напряжения возникает при воздействии на батарею зарядом или разрядом. В результате волнение искажает напряжение, и оно больше не представляет правильный эталон SoC. Для получения точных показаний батарея должна находиться в разомкнутом состоянии не менее четырех часов; производители аккумуляторов рекомендуют 24 часа для свинцово-кислотных. Это делает метод SoC, основанный на напряжении, непрактичным для батареи в активном режиме.

Каждый химический состав батареи имеет свою собственную уникальную характеристику разряда. В то время как SoC на основе напряжения работает достаточно хорошо для отдохнувшей свинцово-кислотной батареи, плоская кривая разряда батарей на основе никеля и лития делает метод напряжения неприменимым.

Кривые напряжения разряда литий-марганцевого, литий-фосфатного и NMC очень плоские, и 80 процентов накопленной энергии остается в плоском профиле напряжения. Хотя эта характеристика желательна в качестве источника энергии, она представляет собой проблему для измерения топлива на основе напряжения, поскольку она указывает только на полный заряд и низкий заряд; важный средний раздел не может быть оценен точно. На рис. 1 показан плоский профиль напряжения литий-фосфатных (LiFePO) аккумуляторов.

Рисунок 1: Напряжение разряда литий-железо-фосфата

Литий-фосфат имеет очень плоский профиль разряда, что затрудняет оценку напряжения для оценки SoC.

Свинцово-кислотные пластины имеют различные составы пластин, которые необходимо учитывать при измерении SoC по напряжению. Кальций, добавка, которая делает аккумулятор необслуживаемым, повышает напряжение на 5–8 процентов. Кроме того, тепло повышает напряжение, а холод вызывает его понижение. Поверхностный заряд еще больше обманывает оценки SoC, показывая повышенное напряжение сразу после зарядки; краткий разряд перед измерением противодействует ошибке. Наконец, аккумуляторы AGM производят несколько более высокое напряжение, чем залитые эквиваленты.

При измерении SoC по напряжению холостого хода (OCV) напряжение батареи должно быть «плавающим» без нагрузки. В современных автомобилях такого нет. Паразитные нагрузки для вспомогательных функций переводят аккумулятор в состояние квазизамкнутого напряжения (CCV).

Несмотря на неточности, большинство измерений SoC частично или полностью зависят от напряжения из-за простоты. SoC на основе напряжения популярны в инвалидных колясках, скутерах и автомобилях для гольфа. Некоторые инновационные BMS (системы управления батареями) используют периоды отдыха для корректировки показаний SoC в рамках функции «обучения». На рис. 2 показан диапазон напряжения 12-вольтового свинцово-кислотного моноблока от полностью разряженного до полностью заряженного.

Рис. 2. Диапазон напряжения свинцово-кислотного моноблока на 12 В от полностью разряженного до полностью заряженного ^[1]

Ареометр

Ареометр предлагает альтернативу измерению SoC залитых свинцово-кислотных аккумуляторов. Вот как это работает: Когда свинцово-кислотная батарея заряжается, серная кислота становится тяжелее, что приводит к увеличению удельного веса (SG). По мере снижения SoC из-за разряда серная кислота удаляется из электролита и связывается с пластиной, образуя сульфат свинца. Плотность электролита становится легче и более похожей на воду, а удельный вес снижается. Table 3 provides the BCI readings of starter batteries

9005 8,43 93 93 93 93 9005 9005 8,43 93 93 9005 9005 8,43 9005 8,43 9005 8,430053

Approximate state-of-charge	Average specific gravity	Open circuit voltage
		2V	6V	8V	12V
100%	1,265	2. 10	6.32	8,43	6,32	6,32	6,32		6,32	2,10	6,32	2,10	12.65
75%	1.225	2.08	6.22	8.30	12.45
50%	1.190	2.04	6.12	8.16	12.24
25 %	1.155	2.01	6.03	8.04	12.06
0%	1.120	1.98	5.95	7.72	11.89

Таблица 3: Стандарт BCI для оценки SoC стартерной батареи с сурьмой
Показания сняты при 26°C (78°F) после 24-часового простоя.

В то время как BCI (Международный совет по аккумуляторным батареям) указывает удельный вес полностью заряженной стартерной батареи на уровне 1,265, производители аккумуляторов могут использовать значение 1,280 и выше. Увеличение удельного веса приведет к перемещению показаний SoC вверх по справочной таблице. Более высокий удельный вес улучшит характеристики батареи, но сократит срок ее службы из-за повышенной коррозионной активности.

Помимо уровня заряда и плотности кислоты, низкий уровень жидкости также изменяет SG. Когда вода испаряется, показатель SG повышается из-за более высокой концентрации. Батарея также может быть переполнена, что снижает число. При добавлении воды дайте время для перемешивания перед измерением удельного веса.

Удельный вес зависит от применения батареи. В батареях глубокого цикла используется плотный электролит с SG до 1,330 для получения максимальной удельной энергии; авиационные батареи имеют SG около 1,285; тяговые батареи для вилочных погрузчиков обычно на уровне 1,280; стартерные батареи стоят 1,265; а стационарные батареи имеют низкий удельный вес 1,225. Это снижает коррозию и продлевает срок службы, но снижает удельную энергию или емкость.

Ничто в мире батарей не является абсолютным. Удельный вес полностью заряженных аккумуляторов глубокого цикла одной и той же модели может составлять от 1,270 до 1,305; полностью разряженных, эти батареи могут варьироваться от 1,097 до 1,201. Температура – ​​еще одна переменная, влияющая на показания удельного веса. Чем холоднее падает температура, тем выше (плотнее) становится значение SG. В таблице 4 показан удельный вес батареи глубокого разряда при различных температурах.

Electrolyte temperature		Gravity at full charge
40°C	104°F	1.266
30°C	86°F	1.273
20° C	68°F	1.280
10°C	50°F	1.287
0°C	32°F	1.294

Table 4: Relationship of specific плотность и температура батареи глубокого цикла
Чем ниже температура, тем выше показания удельного веса.

Неточности в показаниях SG также могут возникать, если батарея расслоилась, что означает, что концентрация легкая сверху и тяжелая снизу (см. BU-804c: Потеря воды, расслоение кислоты и поверхностный заряд) Высокая концентрация кислоты искусственно повышает напряжение холостого хода , что может обмануть оценки SoC через ложную индикацию SG и напряжения. Электролит должен стабилизироваться после заряда и разряда, прежде чем снимать показания SG.

Подсчет кулонов

Ноутбуки, медицинское оборудование и другие профессиональные портативные устройства используют подсчет кулонов для оценки SoC путем измерения входного и выходного тока. Ампер-секунда (As) используется как для заряда, так и для разряда. Название «кулон» было дано в честь Шарля-Огюстена де Кулона (1736–1806), который наиболее известен разработкой закона Кулона (см. BU-601: Как работает умная батарея?)

Хотя это элегантное решение к сложной проблеме потери уменьшают общую доставленную энергию, и то, что доступно в конце, всегда меньше, чем то, что было вложено. саморазряд. Были внесены улучшения за счет учета старения и саморазряда в зависимости от температуры, но по-прежнему рекомендуется периодическая калибровка, чтобы привести «цифровую батарею» в соответствие с «химической батареей». (См. BU-603: Как откалибровать « «Умный» аккумулятор)

Чтобы обойти калибровку, современные датчики уровня топлива используют функцию «обучения», которая оценивает, сколько энергии батарея отдала при предыдущем разряде. Некоторые системы также соблюдают время зарядки, потому что сгоревшая батарея заряжается быстрее, чем исправная.

Создатели передовых BMS заявляют о высокой точности, но реальная жизнь часто свидетельствует об обратном. Большая часть притворства скрыта за причудливыми показаниями. Смартфоны могут показывать 100-процентный заряд, когда батарея заряжена только на 90 процентов. Инженеры-конструкторы говорят, что показания SoC на новых батареях для электромобилей могут отличаться на 15 процентов. Сообщалось о случаях, когда у водителей электромобилей заканчивался заряд, а показания SoC все еще оставались на уровне 25 процентов на указателе уровня топлива.

Спектроскопия импеданса

Состояние заряда батареи можно также оценить с помощью спектроскопии импеданса с использованием метода комплексного моделирования Spectro™. Это позволяет снимать показания SoC при устойчивой паразитной нагрузке 30А. Поляризация напряжения и поверхностный заряд не влияют на показания, поскольку SoC измеряется независимо от напряжения. Это открывает возможности для применения в автомобилестроении, где одни аккумуляторы разряжаются дольше, чем другие, во время испытаний и отладки и требуют зарядки перед транспортировкой. Измерение SoC с помощью спектроскопии импеданса также можно использовать для систем выравнивания нагрузки, в которых аккумулятор постоянно заряжается и разряжается.

Измерение SoC независимо от напряжения также поддерживает прибытие в док и демонстрационные залы. При открытии двери автомобиля возникает паразитная нагрузка около 20 А, которая взбалтывает аккумулятор и искажает измерение SoC на основе напряжения. Метод Spectro™ помогает отличить аккумулятор с низким уровнем заряда от аккумулятора с настоящим дефектом.

Измерение SoC с помощью спектроскопии импеданса ограничено новой батареей с заведомо хорошей емкостью; емкость должна быть зафиксирована и иметь неизменное значение. В то время как показания SoC возможны при постоянной нагрузке, батарея не может быть заряжена во время теста.

На рис. 5 показаны результаты испытаний импедансной спектроскопии после снятия с аккумулятора паразитной нагрузки 50 А. Как и ожидалось, напряжение разомкнутой клеммы повышается как часть восстановления, но показания Spectro™ остаются стабильными. Стабильные результаты SoC также наблюдаются после снятия заряда, когда напряжение нормализуется как часть поляризации.

Рис. 5: Соотношение напряжения и измерений, полученных методом импедансной спектроскопии после снятия нагрузки

Аккумулятор восстанавливается после снятия нагрузки. Показания Spectro SoC остаются стабильными при повышении напряжения.

---

Каталожные номера

^[1] Источник: Power-Sonic

Что такое SOC и SOH батареи, как их измерить?

Тема 5 минут чтения

Последнее обновление: 8 февраля 2023 г.

Что такое SoC (состояние заряда) и SoH (состояние работоспособности) для аккумулятора?

Понимание и мониторинг состояний ячеек в определенный момент времени часто необходимы при разработке аккумуляторов для оптимизации их использования.

 

Возможно, вы захотите лучше понять состояние заряда $\mathrm{(SoC)}$ и состояние работоспособности $\mathrm{(SoH)}$ аккумулятора. Эти параметры важны, потому что они напрямую связаны с производительностью батареи.

 

Состояние работоспособности $\mathrm{(SoH)}$ и состояние заряда $\mathrm{(SoC)}$ являются ключевыми показателями качества, поскольку они предоставляют очень полезные данные, необходимые для оптимизации управления батареями. Система (BMS).

 

Состояние заряда и состояние здоровья — разные параметры, которые иногда можно спутать. Цель этой статьи состоит в том, чтобы дать четкое определение каждому термину и объяснить его значение и использование.

 

$\mathbf{SoC}=$ Состояние заряда

 

Состояние заряда аккумулятора описывает разницу между полностью заряженным аккумулятором и таким же аккумулятором в процессе эксплуатации. Он связан с оставшимся количеством электроэнергии, доступной в ячейке.

 

Определяется как отношение оставшегося заряда батареи к максимальному заряду, который может обеспечить батарея. Он выражается в процентах, как показано ниже.

 

$$\mathrm{SoC/\%}=100\frac{(Q_0+Q)}{Q_{\mathrm{max}}}=\mathrm{SoC_0/\%}+100\frac{Q }{Q_{\mathrm{max}}} \tag{1}$$

 

$Q_0/\mathrm{mAh\;}=$ Начальный заряд батареи.

 

$Q/\mathrm{мАч\;}=$ Количество электроэнергии, отдаваемой батареей или подводимой к ней. Отсюда следует условность тока: он отрицательный во время разряда и положительный во время заряда.

 

$Q_{\mathrm{max}}/\mathrm{mAh\;}=$ Максимальный заряд, который может храниться в аккумуляторе.

 

$\mathrm{SoC_0/\%}=$ Начальное состояние заряда $\mathrm{(SoC/\%)}$ аккумулятора.

 

• Если батарея новая: $Q_{\mathrm{max}}=C_{\mathrm{r}}$ и $Q_0=0,5\,Q_{\mathrm{max}}$ обычно. $C_{\mathrm{r}}$ – номинальная емкость батареи, указанная производителем.

 

• Если аккумулятор полностью заряжен: $Q_0=Q_{\mathrm{max}}$ и $\mathrm{SoC_0}=100\%$.

 

Рис. 1. Изменение $\mathbf{S_0C_0}$ аккумулятора при зарядке и разрядке

 

Состояние заряда может рассматриваться и наоборот и называется глубиной разряда $\mathrm{(DoD)}$. Он рассчитывается следующим образом:

 

$$\mathrm{DoD/\%}=100-\mathrm{SoC/\%}\tag{2}$$

 

$\mathbf{SoH}= $ State-of-Health

Состояние работоспособности (SoH батареи) описывает разницу между изучаемой батареей и новой батареей и учитывает старение элемента.

 

Определяется как отношение максимального Заряд аккумулятора до номинальной емкости Выражается в процентах, как показано ниже.0007

 

$$\mathrm{SoH/\%}=100\frac{Q_{\mathrm{max}}}{C _{\mathrm{r}}}\tag{3}$$

 

$ Q_{\mathrm{max}}/\mathrm{mAh\;}=$ Максимальный доступный заряд батареи

 

$ C_{\mathrm{r}}=$ Номинальная емкость

 

Рисунок 2: Эволюция $\mathbf{SoH}$ аккумулятора в процессе старения

 

На профиль разряда вторичного аккумулятора влияет его состояние. Чем ниже $\mathrm{SoH}$, тем быстрее разряжается батарея, как показано на рисунке 3 ниже.

 

Рисунок 3: $\mathbf{U}$ против . $\mathbf{t}$ во время циклов заряда и разряда аккумулятора для различных $\mathbf{SoH}$

 

Как измерить $\mathbf{SoC}$ и/или $\mathbf{SoH}$ с помощью Потенциостат / гальваностат BioLogic или циклический аккумулятор

Значение $\mathrm{SoC}$  достигается путем контроля заряда аккумулятора (измерение тока и времени). Для этого подходят методы гальваностатического циклирования с ограничением потенциала (GCPL), а также методы хронопотенциометрии (CP) и постоянного тока (CC).

 

Одним из доступных способов определения $\mathrm{SoH}$ является знание количества заряда $Q$, которое может храниться на определенном этапе. Поэтому для этой цели можно использовать методику определения емкости батареи (BCD) EC-Lab ^® или BT-Lab ^® .

 

Состояние заряда Состояние здоровья Определение емкости батареи (BCD) Номинальная емкость GCPL (гальваностатический цикл с ограничением потенциала) Постоянный ток (CC) Хронопотенциометрия (ХП)

Другие статьи, связанные с батареями.

..

• chevron_right

Сопутствующие товары

904:30 chevron_right

Циркулятор аккумуляторов серии BCS-800

Серия BCS-800 представляет собой модульную систему циклирования аккумуляторов, предназначенную для удовлетворения потребностей каждого уровня производственно-сбытовой цепочки аккумуляторов, от исследований и разработок до пилотного производства, от производственных испытаний до контроля качества.