Внутреннее сопротивление аккумулятора автомобиля таблица

17.01.202318.01.2023 admin 0 Comments

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Любой электрический приемник обладает внутренним сопротивлением. Понятие включает омическое сопротивление и сопротивление поляризации, зависит от материалов изготовления внутренних конструкций, свойств электролита, состояния токопроводов. Внутреннее сопротивление аккумулятора – величина переменная, зависит от температуры, степени сульфатации, состояния клемм и контактов внутри корпуса АКБ. Норма определяется экстраполированием разрядной кривой. Абстрактная величина внутреннего сопротивления в расчетах не используется.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора

Разберем, как измерить внутреннее сопротивление стартовых кислотных аккумуляторов. Используем галогеновую автомобильную лампу мощностью 60 Вт, силой тока 5 А в качестве сопротивления с известными параметрами. При условии, что потери на внутреннее сопротивление не должны превышать 1 %, проведем замеры.

Параллельно аккумулятору нужно подключить вольтметр и лампу. Записать напряжение. Отключить лампу, записать напряжение. Сопротивление лампы в 5А должно создать потерю напряжения 0,05 В при токе в 100 А. ( 1В*5А/100А)

Если при замерах сопротивление увеличилось до 0,05 В, аккумулятор исправен. Величина больше 0,2 В показывает, в аккумуляторе велико внутреннее сопротивление, нужно искать причину.

Важно, что прямое воздействие на внутреннее сопротивление оказывает температура электролита. При замерзании электролита он работает, как изолятор. Идеально электролитическая реакция идет при 15 0 С и плотности электролита 1,25 г/см3. Повышение температуры также негативно сказывается на проходимости заряда-разряда в аккумуляторе автомобиля. Каким должно быть внутреннее сопротивление в рассматриваемый момент зависит от температуры и степени заряда аккумулятора.

Отдельно нужно рассмотреть сопротивление сепаратора – прокладки между положительной и отрицательной пластиной. Она не является препятствием для движения диссациированной массы электролита, но создает сопротивление поляризации. На поверхности создается двойной электрический слой, являющийся препятствием к прохождению заряда.

Свойство стартерных аккумуляторов накапливать и отдавать большой ток, обусловлено низким внутренним сопротивлением этого вида аккумуляторов. Показатель также зависит от частоты питающего тока.

Норма внутреннего сопротивления нового аккумулятора составляет 0,005 Ом при температуре 15-20 0 С, но с момента эксплуатации величина неуклонно растет. Какое состояние устройства в текущий момент можно определить с помощью нагрузочной вилки.

Внутреннее сопротивление автомобильного аккумулятора – таблица

От внутреннего сопротивления каждого свинцового аккумулятора и батареи зависят технические характеристики импульсная сила тока и время отдачи энергии. Определить параметр приблизительно можно, используя инструмент – нагрузочную вилку.

Однако есть и другие способы – косвенные. Кривые зависимости температуры электролита и сопротивления, график повышения сопротивления в зависимости от степени заряда аккумулятора. Этот показатель можно определить по плотности электролита или напряжению. Поэтому нет таблиц, проверить внутреннее сопротивление можно как по графикам, так по косвенным характеристикам. При этом следует учитывать, что частота тока оказывает на сопротивление большое влияние. В бытовом анализе используют таблицы для тока в 50Гц.

Чаще всего, как измеритель внутреннего сопротивления аккумуляторов, используют нагрузочную вилку. Можно применить программу измерения в универсальном заряднике Аймакс Б6.

Внутреннее сопротивление аккумулятора 18650

Аккумулятор форм фактор 18650 представляет цилиндр, в котором спиралью свернуты банки, состоящие из пар лент с разными полюсами, разделенные сепараторами. Внутренняя начинка может быть никель-кадмиевой, металлогидридной или литий-ионной. В зависимости от активной пары аккумуляторы имеют разную емкость и разность потенциалов на клеммах.

Какое должно быть внутреннее сопротивление в аккумуляторах 18650 литий-ионного типа? Меняется ли сопротивление с потерей емкости. Все это можно определить, составив схему для измерения.

Ra – активное сопротивление 18650

Cдв – емкость двойного электрического слоя

R0 – сопротивление переноса заряда на границе электролит-электрон

Zw – диффузионный импеданс Варбурга

При этом измерение производится током в 1000 Гц, согласно международным стандартам. Связано это с устройством аккумулятора, который является одновременно конденсатором и резистором. Стандартное внутреннее сопротивление новых литиевых аккумуляторов 18650 около 100мОм. Это норма. Со временем аккумулятор неизбежно теряет емкость, внутреннее сопротивление возрастает.

Видео

Предлагаем посмотреть видео материал о том, как практически измеряют внутреннее сопротивление специальным прибором.

Источник

Внутреннее сопротивление аккумулятора — как измерить

Внутреннее сопротивление аккумулятора – один из параметров аккумулятора, которые необходимо регулярно контролировать. Это позволит продлить срок службы АКБ, обеспечит бесперебойный запуск двигателя независимо от климатических условий. На показатель влияет множество факторов. Узнать внутренне сопротивление можно самостоятельно, используя один из доступных способов.

Внутреннее сопротивление — это физический термин, объединяющий омическое сопротивление и сопротивление поляризации.

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора

Внутреннее сопротивление – физический термин, объединяющий омическое сопротивление и сопротивление поляризации. Например, если нормальное напряжение нового аккумулятора 13 В, то если его подключить к устройству с сопротивлением 1 Ом, оно упадёт до 12,2 А. Такое положение дел противоречит закону Ома, согласно которому должно получаться 13 А. Связано это с тем, что не только поданная нагрузка, но и сам аккумулятор имеет сопротивление. Реакция, в результате которой генерируется электроэнергия, осуществляется с некоторым затормаживанием.

Падение силы тока происходит также в результате процессов, происходящих внутри аккумулятора. Также существуют другие факторы, негативно влияющие на силу тока, генерируемую АКБ.

Проводимость никогда не бывает постоянной, значение меняется в зависимости от текущего состояния аккумуляторной батареи, других факторов.

Нормальное внутреннее сопротивление

Как показывает расчет внутреннего сопротивления батареи, не существует эталонного значения. Для исправного аккумулятора легкового автомобиля, который находится в неизношенном состоянии, нормальный показатель должен быть в пределах 4-6 мОм.

От чего зависит параметр

Внутреннее сопротивление динамично, находится под влиянием таких параметров: ёмкость батареи, ток, нагрузка, текущий уровень заряда, температура электролита внутри банок. Чем больше ток нагрузки, тем меньше параметр. Аналогичная ситуация и с ёмкостью. Чем она выше, тем ниже внутреннее сопротивление АКБ.

Кривая внутреннего сопротивления АКБ.

Как определить внутреннее сопротивление

Чтобы проверить параметр, существуют специальные приборы. С их помощь можно определить:

Любой их приборов, способов измерения позволит определить качественное состояние автомобильного аккумулятора, при этом нельзя говорить о количественных параметрах, так как метод не позволяет установить, сколько ещё способен проработать аккумулятор.

Измерять показатели аккумулятора мультиметром рекомендуется регулярно. Таким образом, покупка новой батареи станет плановой, а не экстренной. По статистике, с каждым годом внутреннее сопротивление повышается на 5%. Если динамика составляет более 8%, значит АКБ неправильно эксплуатируется, водителю придётся искать причину, что создаёт повышенную нагрузку.

Показатель проводимости аккумулятора рассчитывают с учетом ЭДС, тока, нагрузки. Величина будет меняться в зависимости от следующих исходных:

Особенное влияние на импеданс оказывают параметры электролита: состав, плотность, температура в банках. Внутреннее сопротивление зависит от типа аккумулятора. У кислотно-свинцовых минимальный показатель сопротивления, сила тока не превышает 2,5 кА, что достаточно для нормально пуска двигателя.

Лучше всех – NiCd АКБ. Они способны сохранять высокое внутреннее сопротивление даже после 1000 циклов зарядки-разрядки.

У NiMH импеданс изначально выше, начинает ещё увеличиваться примерно после 350 зарядно-разрядных циклов.

Характеристики Li-ion аккумулятора находятся посередине между NiMH и NiCd источниками питания. В процессе эксплуатации сопротивление не увеличивается. При этом лет Li-ion-батареи полностью деградируют, если ими не пользоваться в течение 2-3 лет.

Для замера внутреннего сопротивления аккумулятора в домашних условиях используется несколько способов.

Подача переменного тока

Самый простой, но занимающий много времени, метод, требующий следующего оборудования:

Использование цифрового вольтметра вместо аналогового резко увеличивает точность измерений.

Метод является простым, при этом недостаточно точным, так как существуют факторы, не позволяющие гарантировать правильность оценки внутреннего сопротивления.

Значения при измерениях учитывает частоту, включают активные и реактивные параметры. Влияние на точность снимаемых показателей оказывает особенность химической реакции, протекающей в банках аккумуляторной батареи.

Метод постоянной нагрузки

Наиболее распространённый способ. Бытовые потребители применяют его чаще, чем метод подачи переменного тока. Подключив оборудование, в течение нескольких секунд происходит разрядка под нагрузкой. Показатели внутреннего напряжения вначале и в конце процедуры фиксируются с помощью вольтметра. Полученные данные оцениваются, согласно закону Ома.

Данный метод не подходит для старых батарей, не позволит реально оценить текущее техническое состояние.

Короткоимпульсный способ

Относительно новый метод, предлагающий водителю преимущества:

Как сделать замеры

Для точного измерения необходимо использовать графики разрядных кривых. Но данный способ не подходит обычному водителю, у которого нет специального оборудования. Как правило, в быту используется фара из лампы, например, галогенка на 60 Вт и тестер. Рекомендуется использовать цифровой вольтметр, только он позволит точно зафиксировать показатели. Ни в коем случае не стоит использовать светодиодную лампу. Низкое энергопотребление не позволит оценить скачок в бортовой сети. Лампа и мультиметр последовательно подключаются к батарее, показания записываются.

Разрядная кривая свинцового аккумулятора.

После отключения нагрузки проводятся повторные замеры, полученные данные сопоставляются. Если разница не превышает 0,02 В, источник питания находится в хорошем состоянии — импеданс не больше 0,01 Ом.

Особенности измерения для автомобильной АКБ

У водителей нет однозначного мнения, как лучше измерять внутреннее сопротивление аккумулятора. Некоторые предпочитают делать это на станции технического обслуживания. Другие не хотят тратить время на сервис, зная, что дома, в гараже процедура займёт несколько минут.

Эксперты советуют учитывать несколько нюансов:

Внутреннее сопротивление – важный параметр. Если замерять его регулярно, можно избежать проблем с запуском автомобиля, электроприборами, проводкой.

Источник

Как проверить внутреннее сопротивление аккумулятора

Среди важных параметров аккумулятора большинство автовладельцев, не задумываясь, упомянут емкость батареи и ток холодной прокрутки. Лишь немногие вспомнят о внутреннем сопротивлении АКБ. Между тем, этот параметр важен и может многое сказать о состоянии аккумулятора.

Что это за параметр и для чего предназначен

Зная внутреннее сопротивление, можно определить наибольший ток, который может отдать аккумулятор. Чем меньше r, тем выше токоотдача (мощность) батареи. Также надо учитывать, что внутреннее сопротивление во многом определяется теми же параметрами, что и емкость (площадь реакции на пластинах, состояние электролита и т.п.), хотя жесткой зависимости между ними нет, поэтому по динамике увеличения сопротивления (если его мерить регулярно) можно определить изменение емкости и общего состояния АКБ.

Эти данные достаточно косвенные и приблизительные по сравнению с замерами, полученными по итогам контрольно-тренировочного цикла. Зато измерения происходят намного быстрее, и проводить их можно чаще, даже не снимая батарею с автомобиля.

Как можно проверить внутреннее сопротивление АКБ

Замерить сопротивление аккумулятора мультиметром в режиме омметра нельзя – уже говорилось, что представление в виде резистора достаточно условное. Поэтому измерить параметр можно только косвенными методами. Для этого надо собрать схему с нагрузкой, амперметром и вольтметром, указанную выше. Нагрузка должна быть мощной, обеспечивать ток хотя бы 100 ампер (лучше 200), иначе точность замера будет невысокой. Если нагружать аккумулятор 12-вольтовыми лампами накаливания, то потребуется гирлянда суммарной мощностью P=U*I=12*100=1200 ватт (а лучше 2400).

Лампу накаливания на большую мощность приобрести трудно, потому что линейку излучаемых мощностей от 100 ватт производители стараются закрывать светодиодными светильниками. Они не подойдут для измерения как раз из-за низкого потребляемого тока. А 60-ваттных ламп на 12 вольт потребуется 20 (лучше 40) штук. Приобретать такое количество осветительных приборов для одного замера нецелесообразно, поэтому есть смысл изготовить нагрузочный резистор из провода с высоким сопротивлением.

Если разрезать провод на 4 равные по длине части и соединить их параллельно, то общее сопротивление будет около 0,75 ом, Этого достаточно, чтобы инициировать ток около 17 ампер. Точность замеров будет недостаточна, поэтому можно сделать две нагрузки из двух спиралей и соединить их параллельно, уменьшив сопротивление вдвое и подняв ток до 34 ампер. Чтобы еще увеличить точность замера, можно еще увеличить нагрузку, соединяя в параллельную гирлянду большее количество отрезков спирали.

Не следует соединять высокоомный провод пайкой. Этот материал плохо паяется и при нагреве сочленение может распасться. Лучше выполнить зажимное (болтовое) соединение.

В итоге должна получиться схема, показанная на рисунке. Напряжение на клеммах надо измерить до сборки схемы, в режиме разомкнутой цепи. Для замера тока можно использовать мультиметр в режиме амперметра. Только надо учитывать инерционность прибора и выполнять опыт по измерению r придется до стабилизации показаний. Затягивать замер нельзя – нагрузка будет сильно нагреваться. Также надо учесть, что при нагреве сопротивление нагрузки увеличится.

Видео-вариант замеров сопротивления.

После проведения опыта будут известны величины:

Полученные цифры надо лишь подставить в формулу, выведенную из закона Ома для полной цепи: r = E/I-R. Если при напряжении ХХ 12,6 вольт под нагрузкой получены значения тока 30 А при сопротивлении нагрузки 0,4 Ом, то внутреннее сопротивление будет равно r=(12,6/30)-0,4=0,02 Ом=20 миллиОм.

Подобный замер производится при использовании нагрузочной вилки. Сначала определяется напряжение на холостом ходу, а потом напряжение под нагрузкой. Результат второго замера прямо зависит от внутреннего сопротивления. Оно не вычисляется (хотя продвинутые приборы вполне могут это сделать, данных достаточно), просто по таблице делается вывод о состоянии АКБ.

Какое сопротивление аккумулятора можно считать нормой

Нормой внутреннего сопротивления автомобильного аккумулятора можно считать такое его значение, которое не отклоняется от паспортного в пределах 5%..10%. Тот же самый подход верен и для других параметров АКБ – емкости, токоотдачи и т.д. На самом деле производители редко указывают значение r в сопроводительной документации и практически никогда – на шильдике. Нормальное значение можно узнать из статистики – измерить внутреннее сопротивление нескольких аккумуляторов в заведомо исправном состоянии и полностью заряженных. Если измерения проводить при одной и той же нагрузке, можно получить усредненное значение r, которое возможно принять за нормальное.

Другой путь – вычислить параметр через максимальную токоотдачу. Например, если производитель декларирует наибольший ток, отдаваемый свинцово-кислотной батареей, как 500 ампер, то можно подставить в формулу полной цепи значения:

I=E/(R+r), отсюда r = E/I-R = 12,6/500-0 = 0,025 Ом = 25 мОм. Это значение можно сравнить с измеренным, но следует понимать, что замеры должны быть проведены точно в таких же условиях, что в лаборатории производителя, поэтому точного совпадения ожидать не надо.

Внутреннее сопротивление аккумулятора – параметр более сложный для понимания и дающий меньше информации, чем та же емкость батареи. Но знание этой характеристики поможет быстрее оценить общее состояние АКБ и дать дополнительные качественные сведения. При этом надо четко понимать, что значение r нелинейно зависит от многих параметров, включая степень заряженности батареи, температуру, относительный уровень нагруженности аккумулятора и т.п. Но прогноз состояния батареи по итогам замеров внутреннего сопротивления все же достоверен.

Источник

Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?

Контроль внутреннего сопротивления аккумулятора позволяет поддерживать источник электроэнергии в работоспособном состоянии длительное время. Показатель зависит от многих параметров, способов измерения также существует большое количество.

Внутреннее сопротивление аккумулятора — что это?

Легче всего объяснить эту характеристику любой электрической батареи на примере. Когда берется новая АКБ для автомобиля, в полностью заряженном состоянии ее напряжение составляет 13 В. Если ее подключить к потребителю с минимальным сопротивлением 1 Ом, то при измерении окажется, что сила тока не 13 А, а примерно 12,2 А.

Это противоречит закону Ома: I=U/R. Если 13 В разделить на 1 Ом, должно получиться 13 А. Это объясняется тем фактом, что не только нагрузка, но и сам источник питания обладает сопротивлением. Реакция в нем, в результате которой появляется электроэнергия, проходит с некоторым замедлением.

Падение силы тока при подсоединении любой нагрузки к источнику питания происходит в т. ч. и в результате внутренних процессов в аккумуляторе. Существуют другие факторы, влияющие на его внутреннее сопротивление, что сказывается на действительной силе тока.

Эта величина, которую еще называют проводимостью, импедансом, условная, никогда не бывает постоянной. Она меняется в зависимости от состояния аккумулятора и многих других обстоятельств.

Как проверить внутреннее сопротивление АКБ

Давно существуют приборы, показывающие взаимосвязь емкости и внутренней проводимости. Они оценивают:

Все способы позволяют получить только информацию о качественном состоянии батареи. Количественные показатели недоступны, т. е. невозможно по внутреннему сопротивлению судить о том, сколько проработает АКБ под нагрузкой. Однозначная зависимость между проводимостью и емкостью отсутствует.

Измерения рекомендуется проводить регулярно. Они позволяют оценить состояние АКБ, планировать покупку новой. Практикой доказано, что показатель с каждым годом возрастает минимум на 5%. Если увеличение превышает 8%, оценивают условия эксплуатации, нагрузку. Возможно, причина кроется в них.

От чего зависит

Показатель проводимости аккумулятора рассчитывают с учетом ЭДС, тока, нагрузки. Получают условную постоянно меняющуюся величину, зависящую от таких условий:

Особенное влияние на импеданс оказывает электролитическая масса: химический состав, концентрация, температурные условия эксплуатации. Зависимость внутреннего сопротивления источников питания от состава электролита:

Поддерживать низкий импеданс особенно важно для устройств с высоким импульсным током потребления, например мобильных телефонов. Если никелевые аккумуляторы не обслуживать, их проводимость резко возрастает.