Таблица плотности аккумулятора: Перевірка браузера, будь ласка, зачекайте…

Старый аккумулятор. Заряжать или выбросить?

Советы профессионалов фирмы Аккумуляторный Дом в Санкт-Петербурге

Подробное видео можно посмотреть на нашем канале 

В этой статье расскажем, как отличить рабочий аккумулятор от уже непригодного к эксплуатации.

Здесь же можно увидеть видеоверсию этой статьи.

Конечно, во избежание сомнений можно сразу купить новый аккумулятор и сдать в утиль старый. Однако, наша многолетняя практика показывает, что зачастую в этот самый утиль сдаётся вполне рабочая батарея, которую нужно просто зарядить, и она прослужит ещё пару лет.

Мы ведём разговор только об обычных обслуживаемых аккумуляторах.

Об аккумуляторах EFB и AGM расскажем в других материалах.

Возьмем вполне конкретный аккумулятор, который был сдан в утиль. Чтобы оценить его состояние, нужно будет провести несложный тест сделав два замера напряжения и замеры плотности электролита по каждому элементу.

Как правильно оценить ресурс аккумулятора

В идеальном случае все замеры нужно делать через 8-10 часов после остановки двигателя, когда генератор перестал работать на подзаряд аккумулятора. И обязательно в тёплом помещении, поскольку температура электролита — весьма критичный параметр.

Как вы уже поняли, для этого аккумулятор придется с автомобиля снять. Впрочем, если в вашем распоряжении есть теплый гараж, то можно обойтись и без таскания тяжестей. Но клеммы нужно отсоединить обязательно.

Для начала измеряется напряжение аккумулятора без нагрузки и под нагрузкой. Это позволит понять степень разряда аккумулятора и оценить его работоспособность.  Ниже приведена специальная таблица, которая соотносит эти напряжения с зарядом аккумулятора.

По большому счету, для разных технологий аккумуляторов данные в табличке будут несколько отличаться. Следует помнить, что таблица составлена для новых аккумуляторов, так что для батарей, которые эксплуатируются давно, данные так же могут чуть-чуть иными.

Но эта разница в обоих случаях настолько незначительна, что ею можно пренебречь.

Если с напряжениями окажется всё в порядке, то останется измерить плотность электролита, чтобы сделать окончательное заключение о состоянии аккумулятора.

Для теста нам потребуется нагрузочная вилка. Конечно, будет лучше, если этот прибор окажется современным цифровым, с возможностью фиксации изменений напряжения по секундам. Но и обычный стрелочный тоже вполне сгодится.

Первый замер напряжения мы делаем без нагрузки. Если ваша нагрузочная вилка может производить замер только под нагрузкой, тогда для первого замера вам потребуется мультиметр.

При замере нагрузочной вилкой, особенно со стрелочным прибором(!) соблюдайте полярность. Разъем-крокодил прицепляется на «минус», а сама вилка присоединятся к положительной клемме.

На мультиметре ситуация проще: если вы перепутали полярность, то прибор просто покажет отрицательное значение напряжения, а само число будет тем же. И, конечно, не забудьте перевести мультиметр в режим вольтметра постоянного тока. Если пределы измерений переключаются, то для большей точности нужно выбрать минимальный, который позволит замерить 12 Вольт.

ВАЖНОЕ УТОЧНЕНИЕ: все замеры и напряжения, и плотности электролита делаются с точностью до одной сотой. И это не ловля блох, а совершенно принципиальный вопрос. Именно вот эти сотые доли величин и будут определять состояние аккумулятора.

Итак, аккумулятор дома уже 10 часов, температура порядка 20°С.

Делаем замер напряжения без нагрузки. В нашем случае получаем 12,55 Вольта.

Смотрим в табличку. Видим, что ближайшее значение 12,54 Вольта.

Скорее всего наш аккумулятор просто разряжен. Если бы это напряжение оказалось ниже 12,2 Вольта, то мы бы имели дело с сильно разряженным аккумулятором. А пока у нас обычная рабочая ситуация.

Это хорошая новость, и мы можем смело приступать к замеру напряжения под нагрузкой.

Напряжение под нагрузкой измеряется 5-7 секунд. В течение времени замера оно меняется – сначала падает, а потом растет.

Как видно из таблицы, для аккумулятора в нормальном рабочем состоянии напряжение в конце замера должно быть не менее 10,5 Вольт.

Подключаем нагрузку, делаем замер. Обратите внимание, чем удобна такая нагрузочная вилка – мы точно знаем, на какой секунде замера какое напряжение выдавала батарея.

Мы видим, что напряжение в конце замера 10,05 Вольта, что на 45 сотых ниже ожидаемого нормального. Вывод простой – аккумулятор разряжен.

Однако, окончательный вердикт выносить рано: это можно сделать, только замерив плотность электролита по каждому элементу или, как говорят специалисты, по каждой банке.

Для замера плотности электролита используется прибор ареометр.

Наш ареометр – серьёзный, профессиональный прибор повышенной точности.

Но для такого теста вполне подойдет обычный стеклянный ареометр с резиновой грушей, который совсем недорого можно купить в автомагазине.

ОЧЕНЬ ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ !!!

• Электролит – это слабая кислота, и работа с ним требует осторожности!
• Исключите присутствие детей при работе с аккумулятором.
• Обязательно защитите глаза, наденьте резиновые перчатки и фартук.
• Ни в коем случае не подносите близко к лицу ареометр и не приближайте лицо к аккумулятору.
• Держите под рукой запас воды и мыла. В случае попадания кислоты немедленно промойте место мылом с обильным количеством воды.
• Не пользуйтесь открытым огнем, электроприборами, не курите!
• Не работайте в нетрезвом виде!

Замеряем плотность электролита по всем шести элементам. Допустимое отличие плотности в разных банках не более, чем 0,2 г/см³.

Как видим, во всех шести банках плотность одинаковая и равна 1,25 г/см³. Это полностью согласуется с таблицей, о которой мы уже говорили.

Значит, аккумулятор нужно зарядить и можно эксплуатировать дальше.

А ведь он был сдан в утиль!

Помните, о чем мы говорили в самом начале?

Это тот самый случай, когда хозяин выбросил вполне рабочую батарею, которая всего лишь требовала небольшого внимания – подзаряда.

Что очень удобно для человека, не сильно искушенного в технике, то, что на этом простом ареометре можно ориентироваться даже не по цифрам, а по цвету зон. Зелёная зона означает, что плотность электролита в рабочей норме. Белая зона – батарее требуется заряд. И красная зона – состояние аккумулятора, когда скорее всего нужна помощь профессионала или уже всё же придется менять аккумулятор.

Значит, аккумулятор нужно зарядить и можно эксплуатировать дальше.А ведь он был сдан в утиль!Помните, о чем мы говорили в самом начале?Это тот самый случай, когда хозяин выбросил вполне рабочую батарею, которая всего лишь требовала небольшого внимания – подзаряда.

Обязательно обратите внимание на ЦВЕТ электролита! Он должен быть прозрачный, чистый, без какого-либо оттенка и мусора.

Таблица отношения напряжения и степени заряда аккумулятора к плотности электролита

Плотность электролитапри +15°С (г/см²)	Напряжениебез нагрузки (В)	Напряжениепри подключенной нагрузке 100А (В)	Степень заряженности батареи (%)	Температура замерзанияэлектролита (°С)
1,27	12,66	10,08	100,0	-60
1,26	12,60	10,66	94,0	-55
1,25	12,54	10,50	87,5	-50
1,24	12,48	10,34	81,0	-46
1,23	12,42	10,02	75,0	-42
1,22	12,36	10,06	69,0	-37
1,21	12,30	9,90	62,5	-32
1,20	12,24	9,74	56,0	-27
1,19	12,18	9,60	50,0	-24
1,18	12,12	9,46	44,0	-18
1,17	12,06	9,30	37,5	-16
1,16	12,00	9,14	31,0	-14
1,15	11,94	9,00	25,0	-13
1,14	11,88	8,84	19,0	-11
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,12	11,76	8,54	6,0	-8
1,11	12,70	8,40	0,0	-7

Поделиться

К списку статей

Проверка НРЦ и плотности электролита

Для того, чтобы замедлить старение АКБ, нужно исполнить несколько главных требований по контролю за состоянием батареи и электрооборудования машины.

Проверка напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) проводится через 6-8 часов после выключения мотора (либо после заряда зарядным устройством). Напряжение на клеммах батареи измеряется с использованием вольтметра. Значение НРЦ в зависимости от степени уровня заряда батареи приведено в табл. 1

Таблица 1 Связанность напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) АКБ при разных температурах электролита

Степень уровня заряда, %	Равновесное напряжение разомкнутой цепи (НРЦ), В, при разных температурах
	+20…+25°C	+5…?5°C	?10…?15°C
100	12,70-12,90	12,80-13,00	12,90-13,10
75	12,55-12,65	12,55-12,75	12,65-12,85
50	12,20-12,30	12,30-12,40	12,40-12,50
25	11,95-12,10	12,10-12,20	12,20-12,30
0	11,60-11,80	11,70-11,90	11,80-12,00

  У целиком заряженной батареи плотность электролита составляет 1,28±0,01 г/см?.

Снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1,20±0,01 г/см3 у аккумуляторных батарей, степень уровня заряда которых снизилась до 50%. На все 100% разряженной батареи плотность электролита составляет 1,10±0,01 г/см?.

Если значение плотности во всех аккумуляторах идентично (с разбросом ±0,01 г/см?), это говорит о степени уровня заряда батареи и отсутствии внутренних замыканий. При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектном аккумуляторе будет гораздо ниже (на 0,10-0,15 г/см?), чем в остальных ячейках.

Для измерения плотности жидкостей используют ареометры со сменными денсиметрами для измерения плотности разных жидкостей, скажем, антифриза с плотностью от 1,0 до 1,1 г/см? либо электролита с плотностью от 1,1 до 1,3 г/см?.

При измерении поплавок не должен дотрагиваться до стенок цилиндрической части стеклянной трубки.  Одновременно нужно замерить температуру электролита. Итог измерения плотности приводят к +25°C.  Для этого к показаниям денсиметра нужно прибавить либо отнять поправку, полученную с использованием табл. 2 (в соответствии со знаком указанного значения поправки).

Если при измерении окажется, что НРЦ ниже 12,6 В, а плотность электролита ниже 1,24 г/см?, батарею нужно подзарядить и проверить зарядное напряжение на ее клеммах при работающем моторе.

Температура электролита, °C	Поправка, г/см?	Температура электролита, °C	Поправка, г/см?
?65…?50	?0,06	?4…+10	?0,02
?49…?35	?0,05	+11…+24	?0,01
?34…?20		+26…+40	+0,01
?19…?5	?0,03	+41…+55	+0,02
Таблица 2 Температурные поправки к показаниям денсиметра при приведении плотности электролита к +25°C

 

Плотность энергии — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

На этой странице обсуждается плотность энергии топлива, плотность энергии устройств хранения, таких как батареи, нажмите здесь.

Рис. 1. Комикс XKCD, показывающий сравнительную плотность энергии урана. ^[1]

Плотность энергии — это количество энергии, которое может храниться в данной системе, веществе или области пространства. ^{[2] [3]} Плотность энергии может быть измерена в энергии на единицу объема или массы. Чем выше плотность энергии системы или материала, тем большее количество энергии она хранит. ^[4]

Материал может выделять энергию в четырех типах реакций. Эти реакции бывают ядерными, химическими, электрохимическими и электрическими. ^[5] При расчете количества энергии в системе чаще всего измеряется только полезной или извлекаемой энергии. В научных уравнениях плотность энергии часто обозначается как U . ^[6]

Плотность энергии обычно выражается двумя способами, хотя первый из них более распространен:

• Объемная плотность энергии — сколько энергии содержит система по сравнению с ее объемом; обычно выражается в ватт-часах на литр (Втч/л) или мегаджоулях на литр (МДж/л). ^[7]

• Гравиметрическая плотность энергии — сколько энергии содержит система по сравнению с ее массой; обычно выражается в ватт-часах на килограмм (Втч/кг) или мегаджоулях на килограмм (МДж/кг). ^[7] Гравиметрическая плотность энергии также может называться удельной энергией.

Наличие высокой плотности энергии не дает информации о том, как быстро эта энергия может быть использована. Это знание содержится в плотности мощности вещества , который описывает скорость , с которой может быть произведена его энергия. Обычно высокая плотность энергии сочетается с низкой плотностью мощности. Посетите раздел плотности энергии и плотности мощности для получения дополнительной информации и примеров.

Плотность энергии топлива

Многие различные материалы могут хранить энергию, начиная от продуктов питания и заканчивая дизельным топливом и ураном. Эти материалы известны под общим названием топлива, и все эти виды топлива используются в качестве источников энергии для различных систем. Когда топливо поступает непосредственно из природы (например, сырая нефть), оно является первичным топливом; когда топливо необходимо модифицировать, чтобы его можно было использовать (например, бензин), его называют вторичным топливом. В таблице ниже показана плотность энергии для различных распространенных видов топлива.

Для визуального представления этих значений на рис. 1 и на графике справа показано сравнение плотности энергии различных видов топлива.

Таблица 1: Плотность энергии (МДж/кг) различных видов топлива. ^[9]

Тип топлива	Тип реакции	Плотность энергии (МДж/кг)	Типичное использование
Дерево	Химическая	16	Отопление, Кулинария
Уголь	Химическая	24	Электростанции, производство электроэнергии
Этанол	Химическая	26,8	Бензиновая смесь, Спирт, Химическая продукция
Биодизель	Химическая	38 [8]	автомобильный двигатель
Сырая нефть	Химическая	44	Нефтеперерабатывающий завод, Нефтепродукты
Дизель	Химическая	45	Дизельные двигатели
Бензин	Химическая	46	Бензиновые двигатели
Природный газ	Химическая	55	Бытовое отопление, производство электроэнергии
Уран-235	Ядерный	3 900 000	Ядерный реактор Производство электроэнергии

Как далеко вы можете зайти?

Источники энергии не отдают свою энергию одинаковым образом, но если предположить, что они могут, то как далеко каждый из них переместит транспортное средство? Чтобы выяснить это, уголь можно использовать в качестве базовой линии, если количество энергии в конкретной массе угля равно 10 метрам — длине школьного автобуса. Это делает энергию, доступную в той же массе урана, равной расстоянию между Ванкувером, Британская Колумбия, и Саскатуном, Саскачеван (рис. 2). Ниже приведен список других видов топлива по сравнению с углем, чтобы определить энергию на расстояние, чтобы сравнить другие виды топлива с углем.

• Дерево — 7 метров, ширина гаража на две машины
• Уголь — 10 метров, примерно длина школьного автобуса
• Сырая нефть — 18 метров, примерно длина горбатого кита
• ²³⁵ Уран — 1 625 000 м (1 625 км), что больше, чем расстояние от Ванкувера до Саскатуна

Чтобы начать с другого набора чисел, один килограмм сырой нефти позволяет машине проехать около 20 км. Нефтепродукты, такие как бензин, используются потому, что они обладают высокой энергоемкостью. Килограмм ядерного топлива, как ²³⁵ Урана, проедет автомобиль 1,77 млн км. Как далеко это? Это путешествие с Земли на Луну и обратно. Дважды. ^[10] Ядерное топливо обладает невероятно высокой плотностью энергии.

Дополнительная литература

• Удельная энергия
• Гравиметрическая плотность энергии
• Плотность мощности
• Плотность энергии в зависимости от плотности мощности

Ссылки

1. ↑ XKCD. Log Scale [Online], доступно: http://xkcd.com/1162/
2. ↑ К. Диллон. (2009, октябрь). Как далеко пойдет энергия? — Сравнение плотности энергии [онлайн]. Доступно: http://www.cleanenergyinsight.org/interesting/how-far-will-your-energy-go-an-energy-density-comparison/
3. ↑ А. Гольник и Г. Элерт. (2003). Плотность энергии бензина [Онлайн]. Доступно: http://hypertextbook. com/facts/2003/ArthurGolnik.shtml.
4. ↑ Уни. Южная Каролина. (2003, октябрь). Описание Energy and Power [Онлайн]. Доступно: http://www.che.sc.edu/centers/RCS/desc_e_and_p.htm
5. ↑ Б. Э. Лейтон, «Сравнение плотности энергии распространенных источников энергии в джоулях на кубический метр», Int. J. Зеленая энергия , том. 5, нет. 6, стр. 438-455, декабрь 2008 г.
6. ↑ Э. В. Вайсштейн. (2007). Плотность энергии — из книги Эрика Вайсштейна World of Physics [онлайн]. Доступно: http://scienceworld.wolfram.com/physics/EnergyDensity.html
7. ↑ ^{7.0 7.1} К. Симпсон, «Характеристики перезаряжаемых батарей», National Semiconductor . Texas Instruments Inc., Даллас, 2011 г.
8. ↑ Ю. Чисти, «Биодизель из микроводорослей», Biotechnol. Доп. , том. 25, нет. 3, стр. 294–306, май-июнь. 2007.
9. ↑ И. Хор-Лейси, «Спрос и предложение энергии в будущем», в Ядерная энергия в 21 веке , 2-е изд. , Лондон, Великобритания: WNUP, 2011, глава 1, раздел 6, стр. 9
10. ↑ Wolfram Alpha, запись: 1772727273 м

Аккумулятор для электромобилей высокой плотности обеспечивает 10-минутное время зарядки

Энергия

Просмотр 1 изображения

Аккумуляторы большего размера, которые могут хранить больше энергии, являются лишь частью головоломки, когда речь идет о массовом внедрении электромобилей, при этом ученые также работают над тем, чтобы свести к минимуму время подключения в будущем за счет достижений в технологии быстрой зарядки. Ученые из Пенсильванского государственного университета какое-то время работали на переднем крае этой области и теперь представляют еще один значительный прорыв, демонстрируя батарею высокой плотности, которую можно зарядить примерно за 10 минут.

Под руководством Чао-Янга Вана продвижение исходит от команды инженеров, ответственных за впечатляющие прорывы в последние годы. В 2016 году команда решила проблему ухудшения характеристик литиевых батарей в условиях холодного климата, интегрировав механизм саморегулирования температуры. В центре внимания — никелевая фольга, которая быстро нагревает аккумулятор при отрицательных температурах, позволяя ему нормально функционировать.

В 2019 году команда использовала эту технологию для зарядки прототипа литиевой батареи при высоких температурах, условиях, которые обычно вызывают ее деградацию. Это снова связано с использованием тонкой никелевой фольги, через которую текут электроны, быстро нагревая батарею всего за 30 секунд, прежде чем она снова быстро охладится. Это было сделано таким образом, чтобы батарея могла использовать более быструю зарядку, обеспечиваемую высокими температурами, но не приводила к ее деградации.

Это исследование показало, что аккумулятор электромобиля можно зарядить за 10 минут, чтобы обеспечить запас хода от 200 до 300 миль (от 320 до 480 км). Ученые продолжали совершенствовать эту технологию и в недавно опубликованных исследованиях объединили это быстрое время зарядки с более высокой плотностью энергии в новом прототипе батареи.

В нем снова используется нагревательный элемент из никелевой фольги для обеспечения более быстрого времени зарядки, при этом последняя версия аккумулятора имеет плотность энергии 265 Втч/кг, что на шаг выше по сравнению с 209Втч/кг предыдущей версии. По словам команды, такая плотность энергии и короткое время зарядки описываются как рекордная комбинация, которая может открыть некоторые интересные возможности в конструкции электромобилей.

«Потребность в более компактных и быстро заряжающихся батареях больше, чем когда-либо, — сказал Ван. «Просто не хватает аккумуляторов и критически важного сырья, особенно отечественного производства, для удовлетворения ожидаемого спроса».

Аккумулятор можно было зарядить до 70% за 11 минут в течение 2000 циклов, что, по словам команды, эквивалентно полумиллиону миль, пройденных исключительно с помощью быстрой зарядки. Компания видит, что эта новая аккумуляторная технология открывает путь к более дешевым, компактным и энергоемким аккумуляторным блокам, которые можно быстро зарядить, чтобы люди могли двигаться дальше. Это будет зависеть от широкого доступа к соответствующей зарядной инфраструктуре, но если все, что для этого требуется, — это 10-минутная остановка в пути, вы можете себе представить, что технология окажется популярной в городах.

«Наша технология быстрой зарядки работает с большинством энергоемких аккумуляторов и открывает новую возможность уменьшить мощность аккумуляторов электромобилей со 150 до 50 кВтч, не вызывая у водителей беспокойства о запасе хода», — сказал Ван. «Аккумуляторы меньшего размера с более быстрой зарядкой значительно сократят стоимость аккумуляторов и использование критически важного сырья, такого как кобальт, графит и литий, что позволит массовому внедрению доступных электромобилей».

Команда работает над коммерциализацией технологии через дочернюю компанию EC Power и опубликовала исследование в журнале 9.