Критерии выбора АКБ

Перед тем, как отправиться в магазин за покупкой аккумуляторной батареи, необходимо определиться с параметрами, которым она должна соответствовать, чтобы нормально функционировать в сочетании с другим электрооборудованием автомобиля. Основные из этих параметров следующие:

• электрическая (номинальная) емкость, А-ч;

• значение пускового тока (тока стартерного разряда при регламентированном напряжении на полюсных выводах в режиме пуска двигателя автомобиля), А;

• размеры корпуса АКБ;

• масса АКБ.

Разберемся с этими значениями более детально.

Для режима пуска автомобильного двигателя от АКБ требуется как необходимый запас энергии – достаточная электрическая емкость, так и высокая мощность при разряде. Разработчики и основные потребители АКБ установили для различных режимов разряда нормативные величины токов и напряжений, измеряемых на полюсных клеммах. Нормативные документы на АКБ, как правило, регламентируют два наиболее важных режима разряда: режим определения емкости батареи и стартерный режим при отрицательной температуре.

Электрическая емкость

Электрическая емкость характеризует количество электричества, которое способна отдать АКБ при длительном режиме разряда. Электрическая емкость батареи определяется либо при 20-часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.

Номинальная электрическая емкость – емкость 20-часового разряда АКБ. Именно ее пока регламентируют в большинстве нормативных документов европейских производителей, в российском ГОСТ 959-2002, вступающим в действие с июля 2003 года, и указывают на этикетке АКБ. Для определения номинальной емкости батарею непрерывно разряжают при температуре 25 С током, равным 0,05С₂₀ (0,05 от величины номинальной емкости, указанной производителем при 20-часовом режиме разряда). Например, для АКБ емкостью 60 А-ч ток разряда составляет 3 А, а для АКБ, емкостью 90 А-ч - 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается при напряжении 10,5 В на12-вольтовой батарее.

Резервная емкость – это запас емкости АКБ, измеренный в минутах при разряде током в 25 А для батарей любой емкости при температуре 27 С. Она приблизительно соответствует времени движения автомобиля при выходе из строя его генератора. Для АКБ номинальной емкостью 55 А-ч резервная емкость составляет 85-90 мин. Это значит, что при выходе из строя генератора, автомобиль сможет двигаться еще примерно 1,5 часа за счет энергии АКБ, полностью заряженной на момент поломки.

Мощность аккумулятора

Как известно из электротехники, мощность характеризуется произведением разрядного тока на среднее напряжение в цепи за конкретный промежуток времени.

Р=I-и, где: I – ток при разряде;

U – среднее арифметическое значение разрядного напряжения, измеренного через равные промежутки времени.

У свинцовых батарей с ростом разрядного тока при стартерном режиме разряда (при пуске двигателя стартером) величина среднего напряжения заметно уменьшается. Поэтому, учитывая постоянство пускового тока, чем большая мощность затрачивается батареей при пуске двигателя, тем ниже будет напряжение на ее выводах, тем медленнее двигатель будет вращаться стартером. Чем выше мощность АКБ, тем быстрее стартер будет «крутить» двигатель, тем легче осуществить его запуск. Для сравнения мощностей батарей достаточно сравнить их пусковой ток (больше ток – больше мощность), приведенный к единой методике испытаний (EN, SAE, IEC, ГОСТ и др.).

Стартерный разряд (за рубежом – короткий разряд) заявленным производителем током, проводится с определенной продолжительностью (непрерывно или в прерывистом режиме) до установленного напряжения. При этом, в нормативных документах указывают промежуточные интервалы от начала разряда (5,10 или 30 сек.), в течение которых контролируют величину напряжения АКБ в процессе разряда. Запас энергии батареи, характеризуемый временем стартерного разряда, показывает, как долго она сможет обеспечивать попытки запуска двигателя. Попросту говоря, чем больше емкость АКБ, тем больше в запасе у авто владельца попыток запустить двигатель.

Первоначально выбор АКБ производят разработчики пусковой системы двигателя автомобиля. При этом в расчете применяют разрядные характеристики АКБ при состоянии заряженности 75% на 3-ей попытке стартерного разряда. Температурные условия пуска двигателя задает разработчик автомобиля. Как правило, температура пуска карбюраторного двигателя на товарных маслах принимается – 20 С, а для дизельных двигателей до -15 ..-17 С. Для последних при более низких температурах предполагается применение средств облегчения пуска (аэрозоль, подогрев топлива, масла, воздуха и т.д.). Подобные же средства облегчения в зимних условиях могут применяться и для пуска карбюраторных двигателей (легковых, грузовых) автомобилей. Выбранную разработчиком по разрядным характеристикам стартерную АКБ после лабораторных и эксплуатационных испытаний записывают в технический паспорт автомобиля. По этому документу авто владельцы, как правило, осуществляют замену вышедшей из строя старой АКБ на новую.

На современных стартерных батареях разных производителей указывают показатели в различных режимах их определения. Не каждый автолюбитель может понять, в чем различие тока разряда по DIN (Германия) или ТУ (Россия) от тока разряда по SAE (США) или EN (стандарт Евросоюза). Внешне очевидно, что значение тока по SAE, EN(Европейский союз) или по новому ГОСТ 959-2002 существенно больше, чем по ТУ (ГОСТ 959-91) или устаревшему DIN-43539 ч. 2. При разряде этими токами на полюсных выводах АКБ предполагают разные по величине напряжения. При температуре электролита -18"С разряд токами по SAE и EN предполагает напряжение на полюсных выводах АКБ 7,2 В на30-й секунде (SAE) или 7,5 В на 10-й секунде (EN или ГОСТ 959-2002), а при токах по DIN и ТУ (ГОСТ 959-91) напряжение при разряде должно быть не менее 9,0 В на 30-й секунде. С учетом этих показателей выбор АКБ может быть успешным, если иметь в виду, что соотношение разрядного тока по SAE и EN к току по DIN и ТУ равно 1,7 (I_EN = 1,7-1_DIN). Если на конкретной АКБ указан ток по одному из стандартов, то через этот коэффициент можно определить значение тока разряда по другому стандарту.

Пояснения к некоторым критериям выбора

Пусковой ток новой батареи должен быть не ниже, чем у старой (заменяемой). При этом не следует брать новую АКБ с меньшей электрической емкостью (А-ч). Дело в том, что при некоторых режимах работы двигателя (холостой ход) и малых дневных пробегах автомобиля, АКБ в темное время «помогает» генератору питать включенные потребители. При малой собственной электрической емкости глубина разряда при этом может быть более 40-50%, что приведет к снижению работоспособности АКБ в режиме пуска двигателя. Повторяющиеся глубокие разряды АКБ приведут к сокращению ее ресурса. Таким образом, выбирая АКБ, надо учитывать величину пускового тока, значение электрической (номинальной) емкости, расположение полюсных выводов (полярность прямая, когда клемма «минус» справа; полярность обратная, когда клемма «плюс» справа), габаритные размеры (в основном по длине) и способ крепления АКБ. Паспортные показатели АКБ характеризуют ее потенциальные возможности. Однако, выбирая АКБ, необходимо помнить, что в процессе эксплуатации ее состояние во многом зависит от режима и условий работы автомобиля.

Можно ли применять АКБ с большей емкостью, чем была? Справится ли генератор с ее зарядом? Справится, если АКБ не разряжать на автомобиле полностью, на всю емкость. На пуск двигателя от АКБ любой емкости требуется, примерно, одно и то же количество электричества (на 1 -3 попытки пуска по 5-10 сек.). Это же количество(А-ч) генератор должен вернуть в АКБ после пуска двигателя. Другое дело, что полный запас емкости (энергии) в этих АКБ будет различным. Работа щеточно-коллекторного узла стартера будет более напряженной при установке АКБ большей емкости: ускоряется износ щеток и контактной поверхности коллектора.

Выбор АКБ по габаритным размерам и полярности определяется отличительными особенностями автомобиля (площадка под АКБ, длина проводов). Не всегда можно установить АКБ с прямой полярностью на место АКБ с реверсной (обратной) полярностью из-за недостаточной длины проводов. Кроме того, выступающие над поверхностью крышки АКБ полюсные выводы могут не дать закрыть крышку капота.