Автомобильный аккумулятор
На электротранспорте является не вспомогательным источником энергии, а основным. Такие аккумуляторы принято называть тяговыми.
Основные характеристики
- Номинальное напряжение:
- 6 В — до конца 40-х годов практически все автомобили имели шестивольтовое электрооборудование. В настоящее время аккумуляторы на напряжение 6 В применяются только на мототехнике.
- 12 В — в данный момент на всех легковых автомобилях, а также большинстве мотоциклов используются аккумуляторы только с таким значением напряжения.
- 24 В — используются на тяжёлых грузовиках, троллейбусах, трамваях, и армейском автотранспорте. На лёгких грузовиках могут использоваться аккумуляторы как на 12 вольт, так и на 24.
- Напряжение без нагрузки (напряжение при снятых клеммах) аккумулятора можно связать с примерным уровнем заряда. Если аккумулятор находится на транспортном средстве, «напряжение без нагрузки» измеряется, когда двигатель остановлен, а нагрузка полностью отключена (сняты клеммы).
Степень заряженности оценивают на отключенном от нагрузки аккумуляторе, не менее, чем через 6 часов покоя, и при комнатной температуре. В случае температуры, отличной от комнатной, вносится температурная поправка. В среднем считается, что падение температуры на 1 °C от комнатной снижает ёмкость примерно на 1 %, таким образом при −30 °C ёмкость АКБ будет равна примерно половине от ёмкости при +20 °C.
|
Напряжение без нагрузки при T = 26,7 °C |
Примерный заряд |
Плотность электролита при T = 26,7 °C |
|
|---|---|---|---|
| 12 В | 6 В | ||
| 12,65 В | 6,32 В | 100 % | 1,265 г/см³ |
| 12,35 В | 6,22 В | 75 % | 1,225 г/см³ |
| 12,10 В | 6,12 В | 50 % | 1,190 г/см³ |
| 11,95 В | 6,03 В | 25 % | 1,155 г/см³ |
| 11,70 В | 6,00 В | 0 % | 1,120 г/см³ |
- Напряжение без нагрузки также зависит от температуры и от плотности электролита при полном заряде. Следует заметить, что плотность электролита при одном и том же уровне заряда в свою очередь также зависит от температуры (обратная зависимость).
- Ёмкость аккумулятора, измеряющаяся в ампер-часах. Применительно к маркировке аккумулятора, значение емкости показывает, каким током будет равномерно разряжаться АКБ до конечного напряжения при 20-часовом (или 10-часовом) цикле разряда. Например, обозначение 6ст-60 означает, что батарея в течение 20 часов будет отдавать ток 3 А, при этом в конце напряжение на клеммах не упадет меньше 10,8 В. Однако, это вовсе не означает линейную зависимость времени разряда от разрядного тока. Целый час стабильно отдавать 60 А наша батарея не сможет.
Особенностью аккумуляторов является уменьшение времени разряда с повышением разрядных токов. Зависимость времени разряда от тока разряда близка к степенной. Распространена, в частности, формула немецкого ученого Пейкерта, который установил, что: 
. Здесь 
— ёмкость аккумулятора, а 
— число Пейкерта — показатель степени, постоянный для данного аккумулятора или типа аккумуляторов. Для свинцовых кислотных аккумуляторов число Пейкерта обычно изменяется от 1.15 до 1.35. Величину константы в левой части уравнения можно определить по номинальной емкости аккумулятора. Тогда, после нескольких преобразований, получим формулу для реальной емкости аккумулятора E при произвольном токе разряда I: Е = Eн * (Iн / I)p-1. Здесь Eн — номинальная емкость аккумулятора, а Iн — номинальный ток разряда, при котором задана номинальная емкость (обычно ток 20-часового или 10-часового цикла разряда).
Ёмкость аккумулятора, как правило, выбирается исходя из рабочего объема двигателя (больший объем — большая ёмкость), его типа (для дизельных ёмкость АКБ будет больше, чем для бензиновых при равном объеме) и условий эксплуатации (для районов с холодным климатом ёмкость увеличивают).
- Резервная ёмкость. В отличие от номинальной ёмкости, которая определяется разрядом относительно малым током, резервная ёмкость показывает, сколько времени способен проехать автомобиль зимней ночью при неисправности генератора. Ток разряда принимается равным 25 А, поскольку зимней ночью очень много энергии уходит на освещение и обогрев салона. При этом нельзя просто разделить номинальную емкость АКБ на 25 А. При таком токе резервная ёмкость составит примерно 2/3 от номинальной. Как правило, значение резервной ёмкости указывается на маркировке АКБ в минутах.
- Пусковой ток. Или ток холодной прокрутки (cold cranking amps CCA). Максимальный ток, который способен отдавать аккумулятор без посадки напряжения на клеммах ниже 9В в течение 30 секунд при −18oC по ГОСТ 53165-2008.
Типы АКБ
- Тип батареи
В основном используется свинцово-кислотный тип. Обычный электролит представляет собой смесь дистиллированной воды и серной кислоты, но сейчас появились АКБ построенные на базе технологии AGM (Absorbent Glass Mat), электролит в которых абсорбирован в стеклянном волокне, а также т. н. гелевые аккумуляторы, где электролит загущается до гелеобразного состояния силикагелем (технология носит название GEL).
- Габариты
Существует несколько форм-факторов батарей. Аккумуляторы для японского и европейских рынков имеют разные размеры.
- Полярность
Обратная или прямая. Определяет расположение электродов на корпусе АКБ. Для автомобилей отечественного выпуска характерна прямая полярность, при которой плюсовая клемма находится слева, а минусовая — справа, при положении аккумулятора „клеммы ближе к вам“.
- Диаметр контактных клемм
В типе Euro — type 1 — 19,5 мм плюсовая клемма и 17,9 мм минусовая клемма. Тип Asia — Type 3 — 12,7 мм у плюсовой клеммы, — и 11,1 мм у клеммы «минус».
- Тип крепления
В конкретном транспортном средстве может быть реализован один из типов крепления АКБ — верхнее или нижнее. В ряде автомобилей конструкции для закрепления батареи может быть не предусмотрено. Обозначения типов нижнего крепления следующие: B00, B01, B03, B13.
- Необходимость обслуживания
По этому принципу АКБ классифицируют на два типа: обслуживаемые (и как их подкатегория — малообслуживаемые) и необслуживаемые (в тексте ГОСТа обозначенные как безуходные).