Китайские аккумуляторы Camel и российские АКОМ: контрольно-тренировочные циклы
Одного измерения параметров новой аккумуляторной батареи недостаточно, чтобы объективно оценить её пригодность для автомобиля. Важны не только стартовая ёмкость и способность отдавать ток, но и то, как аккумулятор переносит заряд, нагрев, повторные разряды и восстановление после частичной потери энергии. Поэтому следующим этапом испытаний стали контрольно-тренировочные циклы.
В эксперименте сравнивались четыре батареи:
- Camel Standard;
- Camel EFB;
- АКОМ Standard;
- АКОМ EFB.
На первом этапе для каждой модели определили полезную ёмкость при двадцатичасовом режиме разряда. Такой тест считается одним из наиболее распространённых способов оценки свинцово-кислотных аккумуляторов: батарея разряжается относительно небольшим током, а полученный результат сопоставляется с паспортным значением.
Ампер-часы и реальный запас энергии
Ёмкость аккумуляторов обычно выражают в ампер-часах, хотя с точки зрения физики корректнее говорить о количестве электричества в кулонах. Один ампер-час соответствует 3600 кулонам. На практике ампер-часы удобнее, поскольку эта единица напрямую связана с током и временем работы нагрузки.
Приблизительно оценить запас энергии можно, умножив ёмкость на напряжение. Однако номинальные 12 вольт не остаются постоянными: во время разряда напряжение постепенно снижается, а под нагрузкой дополнительно проседает. Поэтому реальная энергия в ватт-часах всегда зависит от режима испытаний и состояния батареи.
Проблема с некорректным указанием ёмкости особенно часто встречается у литиевых батарей. Например, аккумуляторная сборка из трёх последовательно соединённых элементов по 1500 мА·ч может иметь маркировку 11,1 В и 4500 мА·ч. Но при последовательном соединении напряжение складывается, а ёмкость остаётся равной 1500 мА·ч. Значение 4500 мА·ч было бы справедливо для параллельной сборки на 3,7 В - и только при соответствии заявленных характеристик действительности.
У автомобильных свинцово-кислотных батарей такой путаницы обычно нет: производители указывают ёмкость всей батареи, а не сумму показателей отдельных банок.
Результаты первого разряда
Все четыре аккумулятора смогли отдать нагрузке не меньше заявленного паспортного значения. Особенно заметно превысили номинал обе модели EFB.
| Аккумулятор | Время разряда, мин | Ёмкость, А·ч | Напряжение НРЦ, В | Отклонение от паспорта |
|---|---:|---:|---:|---:|
| Camel Standard | 1232 | 61,62 | 11,85 | +2,7% |
| Camel EFB | 1425 | 71,28 | 11,20 | +18,8% |
| АКОМ EFB | 1302 | 65,12 | 11,62 | +8,5% |
| АКОМ Standard | 1197 | 59,88 | 11,79 | −0,2% |
Таким образом, на исходном этапе все участники показали удовлетворительный результат. Camel EFB продемонстрировал самый большой запас относительно маркировки, тогда как АКОМ Standard практически точно подтвердил паспортную ёмкость.
Однако положительный результат нового аккумулятора ещё не говорит о том, как батарея будет вести себя после эксплуатации. Для этого батареи подвергли ускоренному заряду по методике, близкой к требованиям действующего ГОСТ.
Почему лабораторный заряд отличается от автомобильного
Заряд выполнялся стабилизированным током, равным 25% номинальной ёмкости, с ограничением напряжения на уровне 16 В. Продолжительность процедуры составила 24 часа.
Стандарт предусматривает использование термостатированной ванны, отводящей избыточное тепло. В автомобильных условиях такой системы нет. Генератор работает по принципу ограничения напряжения: ток меняется в зависимости от состояния батареи и сопротивления цепи, а его максимальная величина может достигать значения, сопоставимого с номинальной ёмкостью аккумулятора.
Кроме того, батарея в машине находится в моторном отсеке, где температура окружающих деталей значительно выше комнатной. Сам двигатель в рабочем режиме прогревается примерно до 90-110 °C. Поэтому испытание без искусственного охлаждения позволяет лучше понять, насколько аккумулятор устойчив к нагреву при интенсивном заряде.
Во время суточной процедуры максимальная температура корпусов составила:
- Camel Standard - 35,6 °C;
- Camel EFB - 32,7 °C;
- АКОМ EFB - 32,1 °C;
- АКОМ Standard - 30,1 °C.
Температура воздуха в помещении составляла 25,9 °C.
Нагрев и конструктивные особенности
Аккумуляторы Camel нагревались сильнее, чем модели АКОМ. Это может быть связано с особенностями их внутренней конструкции. Необслуживаемые батареи часто используют стекловолоконные сепараторы, повышенную степень рекомбинации газов или другие решения, характерные для AGM-подобных технологий.
Рекомбинация кислорода сопровождается выделением тепла, поэтому при одинаковом токе разные конструкции способны демонстрировать различную температуру корпуса. Впрочем, делать окончательный вывод только по нагреву нельзя: на результат влияют сопротивление пластин, уровень заряда, состояние электролита и эффективность отвода тепла через корпус.
Точно установить причину можно было бы после вскрытия батарей либо специального исследования их внутреннего устройства. Но существует и косвенный метод - измерение потери массы во время заряда. Если аккумулятор активно теряет воду, это будет заметно даже при взвешивании с точностью до грамма.
Что показывает перезаряд
Перед повторным разрядом важно определить, какое количество энергии аккумуляторы получили сверх объёма, необходимого для восстановления ранее отданной ёмкости. Эта величина характеризует эффективность заряда.
Если батарея отдала 60 А·ч, а для её полного восстановления потребовалось 75 А·ч, разница составила 15 А·ч. Часть энергии ушла на электрохимические потери, нагрев, газовыделение и побочные реакции. Чем больше перезаряд, тем ниже коэффициент полезного действия процесса.
Для обычной свинцово-кислотной батареи значительная часть потерь приходится на финальную стадию заряда. Сначала аккумулятор принимает ток относительно легко, но по мере приближения к полной заряженности ток уменьшается, а доля энергии, превращающейся в тепло и газ, увеличивается.
Почему недозаряд опаснее кратковременного перезаряда
В автомобиле батарея нередко работает в режиме постоянного недозаряда. Короткие поездки, пробки, частые запуски двигателя, использование обогрева, фар и мультимедийной системы увеличивают расход энергии. Генератор при этом не всегда успевает полностью восполнить потери.
Последствием становится сульфатация пластин. На их поверхности формируются кристаллы сульфата свинца, которые со временем ухудшают доступ электролита к активной массе и повышают внутреннее сопротивление. Ёмкость снижается, а пусковой ток становится меньше.
Контрольно-тренировочный цикл временно компенсирует этот эффект. Глубокий разряд с последующим полноценным зарядом помогает оценить, сколько энергии батарея действительно способна принять и отдать, а также выявить скрытое ухудшение характеристик.
Значение повторного разряда
После заряда аккумуляторы необходимо снова разрядить в тех же условиях. Сравнение первого и второго результатов позволяет определить, насколько эффективно батарея восстановилась.
Если повторная ёмкость выросла, это означает, что в начале испытаний аккумулятор был заряжен не полностью либо нуждался в активации. Если показатель снизился, возможными причинами становятся нагрев, ускоренное старение, потеря воды или повреждение активной массы.
Особенно показательна разница между стандартными и EFB-моделями. Аккумуляторы EFB рассчитаны на более частые циклы и повышенную нагрузку, поэтому их преимущество должно проявляться не только в стартовой ёмкости, но и в устойчивости к повторным зарядам и разрядам.
Как интерпретировать результаты в реальной эксплуатации
Высокая ёмкость сама по себе не гарантирует долгий срок службы. Для автомобиля одинаково важны:
- стабильность напряжения под нагрузкой;
- величина пускового тока;
- скорость восстановления после запуска двигателя;
- устойчивость к перегреву;
- способность переносить частичные разряды;
- уровень саморазряда;
- сохранение характеристик после нескольких циклов.
Батарея, которая показывает лучший результат в одном тесте, может уступать конкуренту в другом. Например, повышенная ёмкость не всегда означает лучшую работу зимой, а низкий нагрев не обязательно свидетельствует о высокой эффективности заряда.
Именно поэтому контрольно-тренировочные циклы полезнее единичного измерения. Они позволяют увидеть динамику: как аккумулятор принимает заряд, сколько энергии теряет, насколько восстанавливается и сохраняет ли первоначальную ёмкость после повторной нагрузки.
Предварительные результаты показывают, что все четыре батареи успешно прошли исходный двадцатичасовой разряд. При этом модели EFB получили заметный запас относительно паспортных значений. Одновременно различия в нагреве указывают на возможное влияние конструктивных особенностей аккумуляторов Camel и АКОМ. Окончательные выводы можно сделать только после анализа перезаряда, потери массы и второго контрольного разряда. Именно эти параметры позволяют отделить просто удачный стартовый результат от действительно устойчивой работы аккумуляторной батареи.