Как измерить пусковой ток (ток холодной прокрутки)

С тех пор как компания Cadillac изобрела стартер в 1912 году, автомеханики стали исследовать методы измерения пускового тока (тока холодной прокрутки). Измерения пускового тока гарантируют, что аккумулятор имеет достаточную мощность для того, чтобы провернуть двигатель, особенно при холодной погоде. Типичные показатели пускового тока для легковых автомобилей лежат в диапазоне от 350 до 600А, для грузовиков же этот параметр должен быть несколько больше. Стандарт SAE J537 гласит, что аккумулятор с указанным пусковым током 500А должен обеспечивать его при температуре -18°С в течение 30 секунд, при этом напряжение не должно опускаться ниже 7,2В.


Контроль и защита аккумуляторов

 

Батарейный монитор Защита от глубокого разряда Батарейный балансир
Батарейный монитор Защита от глубокого разряда Стабилизатор тока заряда аккумулятора
контроль более 25 параметров, история и синхронизация защита от низкого и высокого напряжения, возможность регулировки для 12, 24, 36 и 48В систем, возможность параллельного подключения

Пусковой ток нельзя «измерить», его можно только «оценить», и этот процесс для одного аккумулятора может занять целую неделю. Полный тест является утомительным и редко реализуется в полном объеме. Для проверки пускового тока применяются различные разрядные токи, чтобы увидеть, при какой силе тока напряжение аккумулятора держится на приемлемом значении. В таблице 1 приведен порядок тестирования в соответствии со стандартами SAE J537, IEC и DIN. Методы в целом похожи друг на друга и различаются только по продолжительности разряда и напряжению отсечки.

SAE J537 тест

IEC тест

DIN тест

Полностью заряженный аккумулятор охлаждают до -18°С в течение 24 часов. После применяют ток разряда, равный номинальному пусковому току. (Например, при указанном пусковом токе 500А разрядный ток также устанавливают равным 500А). Чтобы пройти тест, напряжение должно оставаться выше 7,2В (1,2В на элемент) в течении 30 секунд.

Полностью заряженный аккумулятор охлаждают до -18°С в течении 24 часов. После применяют ток разряда, равный номинальному пусковому току. (Например, при указанном пусковом токе 500А разрядный ток также устанавливают равным 500А). Чтобы пройти тест, напряжение должно оставаться выше 8,4В в течении 30 секунд.

Полностью заряженный аккумулятор охлаждают до -18°С в течении 24 часов. После применяют ток разряда, равный номинальному пусковому току. (Например, при указанном пусковом токе 500А разрядный ток также устанавливают равным 500А). Чтобы пройти тест, напряжение должно оставаться выше 9В в течении 30 секунд и 6В в течении 150 секунд.

Таблица 1: Методы тестирования пускового тока согласно стандартам SAE J537, IEC и DIN. Методы отличаются продолжительностью разряда и напряжением отсечки. (Смотрите SAE J537 в Глоссарии [BU-1101]).

Существует достаточно большое количество аккумуляторных тестеров, называемых нагрузочными вилками, которые могут снимать показания пускового тока. Так как электрический ток можно соотнести с омическими показателями, большинство таких устройств измеряет внутреннее сопротивление аккумулятора. Для проверки пускового тока с помощью нагрузочной вилки на основе пленочно-угольного резистора, аккумулятор должен иметь степень заряда от 70 до 100 процентов. Затем тестер имитирует подключение нагрузки с разрядным током величиной в половину номинального пускового тока. Такое подключение должно длиться 15 секунд при температуре 10°С и выше. В качестве примера, аккумулятор с пусковым током 500А будет разряжаться током 250А в течение 15 секунд, и если его напряжение после этого будет выше 9,6В, то он пройдет данный тест. Более низкая температура может стать причиной дальнейшего падения напряжения. Тестер на пленочно-угольном резисторе имитирует реальную ситуацию прокручивания стартера автомобиля, позволяя следить за напряжением, но измерение емкости ему не доступно.

Производителям аккумуляторных тестеров удалось разработать портативные устройства, индуцирующее мгновенный сильноточный импульс, соответствующий введенному значению пускового тока. Исходя из падения напряжения и по закону Ома, вычисляется внутреннее сопротивление, а устройство обеспечивает эквивалентное снятие результатов пускового тока. Данный метод является быстрым и удобным, но не дает оценку емкости.

Метод электрической проводимости переменного тока оценивает пусковой ток путем подключения к аккумулятору нагрузки переменного тока с частотой 80-90Гц. Устройства для такого тестирования довольно безвредны для аккумулятора, имеют небольшой размер и остаются холодными во время испытаний, на аккумулятор должен иметь степень заряда 70 процентов или выше. Как и другие методы, основанные на измерении сопротивления, метод электрической проводимости переменного тока не может снимать показания емкости.

Ученые предсказывают, что будущее тестирования электрических батарей лежит в технологии EIS (от англ. Electrochemical Impedance Spectroscopy - Электрохимическая импеданс спектроскопия), путем объединения результатов тестирования схемы Рэндла с комплексным моделированием, что позволит оценивать и пусковой ток, и емкость. На рынке уже представлены тестеры, использующие эту технологию, к примеру, серия Spectro™ от компании Cadex. (Смотрите BU-904: Как измерить емкость).


Аккумуляторы EverExceed

 

Standard Range AGM Deep Cycle Range AGM Gellyte Range GEL
свинцово-кислотные аккумуляторы аккумуляторы для газового котла гелевые аккумуляторы 12 вольт 100 ач и 200 ач 
10 - 12 лет / 600 циклов 10 - 12 лет / 700 циклов 10 - 12 лет / 750 циклов
универсальная серия AGM для глубоких разрядов AGM универсальная серия GEL

Точность измерений всегда является важным моментом, и пусковой ток особенно трудно оценить, так как полученные результаты зависят от степени заряда, температуры и других факторов. На рисунке 1 приведено сравнение снятых двумя методами показаний пускового тока при различных степенях заряда. Использовался метод проводимости переменного тока и технология Spectro™. Точность в обоих случаях снижалась при более низкой степени заряда исследуемого аккумулятора, однако Spectro™ все же показал себя лучше при таких условиях. Но поскольку в среднем при обслуживании стартерный аккумулятор автомобиля имеет степень заряда около 70 процентов, то значения, полученные обоими методами, будут примерно одинаковыми.

Как измерить пусковой ток (ток холодной прокрутки)

Рисунок 1: Точность измерений пускового тока при различных степенях заряда аккумулятора. Spectro CA-12 обеспечивает стабильный съем показаний при степени заряда от 40 до 100 процентов (красный цвет); точность же измерения методом проводимости переменного тока быстро падает со снижением степени заряда (синий цвет).

На рисунке 2 показания пускового тока показаны как зависимость степени заряда от работоспособности аккумулятора. Пусковой ток аккумулятора “А” с доступными 100 процентами емкости показывает стабильность при любой степени заряда, вплоть до 10 процентов; аккумулятор “B”, с 37 процентами остаточной емкости, начинает показывать неустойчивость снятия показаний пускового тока уже при 40 процентной степени заряда; а аккумулятор “С”, изношенный до емкости в 22 процента от номинала, вообще показывает сомнительные результаты. Тест убедительно демонстрирует, что состояние работоспособности аккумулятора оказывает влияние на его пусковой ток. Хороший аккумулятор способен обеспечить стабильное и точное снятие показаний, а поведение экземпляра с признаками деградации уже менее последовательно.

Как измерить пусковой ток (ток холодной прокрутки)

Рисунок 2: Точность измерения пускового тока в зависимости от состояния аккумулятора и степени его заряда. Аккумулятор “А” (100%) предоставляет точные показания даже при степени заряда в 10%; Аккумулятор “В” (37%) до степени заряда в 40%; а Аккумулятор “С” (22%) показывает полную нестабильность результатов. Условия проведения тестов: Аккумуляторы разряжаются силой тока 20А. Пусковой ток измеряется каждые 10 минут с помощью Spectro™.

Ни один прибор не может брать в расчет все аномалии аккумулятора и быстрое тестирование предоставит только приблизительные результаты. Небольшие короткие замыкания внутри аккумулятора, к примеру, могут быть идентифицированы только путем измерения напряжения разомкнутой цепи после периода отдыха или проверки удельной плотности электролита. Быстрое тестирование даст добро такому аккумулятору, так как приложенная зарядка скроет аномалию.

Все методы испытаний сталкиваются с предоставлением некорректных результатов. Надежные результаты возможны только при присутствии надежных симптомов. Это не всегда возможно с аккумуляторами после хранения и с незавершенным процессом формирования. Не существует ни одного идеального метода тестирования, но EIS имеет возможность превзойти другие технологии.

Последнее обновление 2016-05-27


Рейтинг и отзывы: 1 1 1 1 1 3/5 на основе 4 голосов