Привет, Хабр! Сегодня завершается серия экспериментов с российскими и белорусскими аккумуляторами для автомобилей азиатского производства, а именно, АКТЕХ Standart, Тюмень ASIA, АКОМ ASIA, Tubor Classic и ZUBR ASIA.
Мы смоделировали несколько характерных критических ситуаций, которые могут произойти под капотом автомобиля, и выяснили, как АКБ поведут себя в каждой из них.
Осталось повторить измерение ёмкости и тока холодной прокрутки, чтобы определить, как экстремальные испытания сказались на динамике этих характеристик. То есть, насколько долговечным и надёжным является каждый из аккумуляторов.
▍ Зачем заряжать новый аккумулятор?
Первым этапом тестирования стал полный стационарный заряд новых аккумуляторов с выравниванием плотности электролита по банкам и последующей проверкой с помощью аккумуляторного тестера и нагрузочной вилки.
Разбаланс степени заряженности между банками и полублоками новой АКБ — это не брак, а специфика свинцово-кислотного аккумулятора, обусловливающая необходимость его правильного ввода в эксплуатацию, а также периодического (не менее двух раз в год, лучше раз в сезон) стационарного заряда с контролем эксплуатационных параметров.
▍ Как выявить разбаланс?
Убедиться в наличии или отсутствии разбаланса в свинцовой АКБ можно двумя способами, а именно, путём измерения ЭДС либо плотности электролита индивидуально для каждой банки.
В отличие от более старых образцов, которые были популярными пару десятилетий назад, у современных аккумуляторов, предназначенных для легковых автомобилей и мотоциклов, доступа к межбаночным перемычкам не предусматривается.
Поэтому измерить напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) и электродвижущую силу (ЭДС) каждой банки сегодня уже не получится. А когда-то в СССР производились специальные нагрузочные вилки, предназначенные именно для одной банки свинцового аккумулятора.
Они комплектовались сменными нагрузочными резисторами на разные токи, от 1 до 12 ампер. Алюминиевые корпуса этих сопротивлений напоминали стартеры для люминесцентных ламп дневного света.
Остаётся только измерение плотности. И поэтому, если есть возможность, всегда лучше выбирать аккумуляторные батареи, в которых есть пробки для доступа к электролиту. Это позволяет просто и безошибочно определять состояние АКБ, а также продлять срок её службы путём десульфатации с доливкой дистиллированной воды.
▍ Что следует доливать в аккумулятор?
Кроме случаев, когда точно известно, что произошла потеря серной кислоты из аккумулятора, то есть, из него вылился электролит, следует доливать в банки АКБ только дистиллированную воду, а не электролит.
Попытки привести у сульфатированной и недозаряженной батареи плотность электролита и ЭДС (НРЦ) к норме путём доливки серной кислоты только усугубляют патологическое состояние АКБ и ускоряют её выход из строя.
Исключением являются капсулы-дозаторы с электролитом, прилагаемые к некоторым AGM и гелевым батареям. Там предполагается использование стационарных АКБ в составе систем бесперебойного питания и альтернативной энергетики.
Когда автоматика системы подаёт сигнал о том, что аккумулятор следует заменить вследствие чрезмерно низкой ЭДС, либо по прошествии определённого срока эксплуатации, инструкция предписывает долить разбавленный электролит из ремкомплекта, что позволит аккумулятору прослужить ещё некоторое время.
Если просто долить не электролит, а дистиллированную воду, ЭДС аккумулятора ещё более снизится, и он не будет адекватно работать в системе и восприниматься контроллером.
Но если произвести полный десульфатирующий дозаряд, а не просто долить электролит и вернуть АКБ в систему, можно значительно продлить срок службы аккумулятора.
Далеко не все владельцы источников бесперебойного питания будут этим заниматься, поэтому АКБ комплектуются разбавленным электролитом. Это лучше, чем сразу сдать АКБ в утиль, но хуже, чем квалифицированное восстановление.
▍ Контрольно-тренировочные циклы
Формирование активных масс в большинстве новых АКБ завершается не на производственной линии, а после как минимум двух контрольно-тренировочных циклов (КТЦ), которым был посвящён второй этап испытания.
КТЦ производится следующим образом. После полного стационарного заряда аккумулятор разряжают током 5% паспортной ёмкости до напряжения на клеммах под нагрузкой 10.5 вольт, и затем снова заряжают.
▍ Даже нагрузочная вилка иногда ошибается
Уже по итогам первого КТЦ стало видно, что подопытный аккумулятор АКТЕХ Standart 6СТ65 представляет собой бракованный экземпляр. Его фактическая ёмкость составила всего 13.68 ампер*часа, что равно 21.1 % от паспортных 65.
При этом не только цифровой аккумуляторный тестер, измеряющий внутреннее сопротивление АКБ небольшим пульсирующим током, но и нагрузочная вилка, потребляющая от аккумулятора реальные 200 ампер, показали совершенно нормальные цифры и «не заметили» неисправность аккумулятора.
Дело в том, что решётки пластин этой АКБ совершенно новые, не разрушенные и, соответственно, имеющие нормальную площадь, отсюда и внутреннее сопротивление в пределах нормы, и способность кратковременно вырабатывать большой ток без аномальной просадки напряжения на клеммах.
Одновременно с этим часть намазок активных масс отсутствует, либо не имеет электрического контакта с решётками. Поэтому аккумулятор способен накопить в химической форме лишь одну пятую часть от той величины, что полагается согласно паспорту.
Такая бракованная АКБ сначала покажется совершенно исправной. Она будет заводить двигатель при плюсовой температуре. Умная приборная панель автомобиля не заметит никаких аномалий.
Но при минусовой температуре запуск двигателя уже не состоится. И до зимы аккумулятор, скорее всего, не доживёт, потому что под действием зарядного тока оголённые решётки будут подвергаться электрохимической коррозии.
Свинцовый сплав положительных решёток превратится в оксид и осыпется, а у отрицательных решёток он станет губчатым, потеряет прочность и увеличится в объёме.
Чтобы избавить себя от проблем и вовремя отбраковать такой непригодный к эксплуатации аккумулятор, необходимо произвести контрольно-тренировочный цикл с измерением фактической ёмкости. Никаким иным способом определить эту неисправность не получится.
▍ Предварительный рейтинг
Далее мы пытались запускать двигатель разряженными аккумуляторами, а затем исследовали эффективность восполнения заряда при комнатной температуре, после чего измерили резервную ёмкость наших АКБ.
Затем аккумуляторы были полностью заряжены, разряжены до 12 вольт под нагрузкой и охлаждены до -18 градусов Цельсия, после чего заряжались постоянным напряжением 14.7 вольт в течение одного часа. Это позволило сделать выводы о КПД заряда и его эффективности в зимний период эксплуатации автомобиля.
Таблица предварительных итогов приняла следующий вид.
▍ Плотность электролита
После предыдущего опыта мы снова полностью зарядили наши АКБ и измерили плотность электролита.
- Тюмень ASIA 6СТ65 — 1.295 граммов на кубический сантиметр.
- АКОМ ASIA 6СТ65 — 1.30.
- Tubor Classic 6СТ60 — 1.295.
- ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 1.30.
Как видим, плотность электролита в аккумуляторах Тюмень и Tubor возросла на половину деления. Это может быть связано как с завершением формования активных масс, так и с небольшим расходом воды при заряде. Более реальным представляется второй вариант, что совершенно нормально.
▍ Контрольный разряд
Разряжать аккумуляторы будем электронными нагрузками ZKE TECH EBC-A10H током 5% паспортной ёмкости до напряжения на клеммах 10.5 вольт под нагрузкой. Для трёх АКБ 6СТ65 это будет ток 3.25 А, для одной 6СТ60 — 3А.
Температура в помещении составляет 25.4 градуса Цельсия. На фото мы видим зажим Кельвина для четырёхпроводного подключения. Напряжение на клеммах аккумулятора измеряется по двум отдельным проводам через отдельные изолированные губки зажимов.
Разрядный ток проходит через другие губки и два других провода. Таким образом, сопротивление проводов и зоны контакта не вносит искажений в измерения. По такому же принципу устроены и крокодилы аккумуляторных тестеров.
Разряд завершён. Получились следующие значения ёмкости и НРЦ.
- Тюмень ASIA 6СТ65 — 69.75 А*ч, 11.36 В.
- АКОМ ASIA 6СТ65 — 62.50 А*ч, 11.75 В.
- Tubor Classic 6СТ60 — 32.68 А*ч, 12.33 В.
- ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 64.12 А*ч, 11.76 В.
Как видим, ёмкость АКБ Tubor Classic упала почти наполовину. Также наблюдается повышенное НРЦ после отключения нагрузки.
То же самое мы наблюдали у АКБ АКТЕХ Standart, только она сошла с дистанции уже на первом контрольном разряде, будучи новой из магазина, и выдала не 54.4, а лишь 21.1% паспортной ёмкости. А аккумулятору Tubor Classic для потери 47 процентов ёмкости потребовалось пройти через все наши суровые испытания.
Меньше всего пострадала АКБ Тюмень ASIA. Её фактическая ёмкость уменьшилась всего лишь на 3.5%, причём продолжает превышать паспортную на целых 7.3%.
Немного сильнее деградировал аккумулятор ZUBR ASIA. После потери 4.6% ёмкости она составила 98.6% паспортной, то есть, почти 100 процентов.
Ёмкость АКБ АКОМ ASIA уменьшилась ровно на 5%, и теперь ниже номинальной на 3.8%. И это тоже очень хороший результат, учитывая жёсткие тесты, через которые прошли аккумуляторы.
Далее мы ставим все АКБ на заряд, чтобы проконтролировать внутреннее сопротивление и ток холодной прокрутки.
После завершения заряда плотность электролита в аккумуляторах составила:
- Тюмень ASIA 6СТ65 — 1.29 граммов на кубический сантиметр,
- АКОМ ASIA 6СТ65 — 1.30,
- Tubor Classic 6СТ60 — 1.29,
- ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 1.30.
После двух суток отстоя произведём проверку аккумуляторным тестером.
- Тюмень ASIA 6СТ65 — внутреннее сопротивление 4.96 мОм, ТХП 605 из номинальных 370 А, состояние здоровья (State of Health, SoH) 100%, НРЦ 12.85 В, уровень заряженности (State of Charge, SoC) 100%, вердикт — хороший аккумулятор.
- АКОМ ASIA 6СТ65 — 4.13 мОм, 726 А, SoH 100%, НРЦ 12.88 В, SoC 100%, хороший аккумулятор.
- Tubor Classic 6СТ60 — 5.14 мОм, 584 А, SoH 100%, НРЦ 12.85 В, SoC 100%, хороший аккумулятор.
- ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 4.69 мОм, 639 А, SoH 100%, НРЦ 12.94 В, SoC 100%, хороший аккумулятор.
Как видим из результатов измерений, ток холодной прокрутки аккумуляторов Тюмень и Tubor не только не упал, но даже повысился, хотя и незначительно. ТХП АКБ АКОМ и ZUBR снизился, но менее, чем на 1 процент.
▍ Итоговый рейтинг
Три аккумулятора со снижением ёмкости 5 и менее процентов получают по 5 баллов. АКБ, потерявшая 47% ёмкости, получает 1 балл. В итоге имеем следующую таблицу.
Итак, из пяти участвовавших в испытаниях аккумуляторов к покупке можно рекомендовать АКОМ ASIA, ZUBR ASIA и Тюмень ASIA. Последняя не совершила чуда, и в отличие от двух первых, не запустила двигатель в разряженном состоянии. Однако это прекрасная АКБ с огромным запасом прочности.
Аккумулятор АКТЕХ Standart оказался бракованным, а Tubor Classic потерял в ходе испытаний почти половину ёмкости, что говорит не в пользу надёжности и долговечности этой АКБ.
Отметим, что бракованная и ненадёжная АКБ имеют массу, соответственно, 15 и 14.7 кг, тогда как победители испытаний — от 15.5 до 16.8 кг. Как видим, чрезмерная экономия металла не идёт аккумуляторам на пользу, если исследовать их характеристики всесторонне.
Видеоверсия статьи
Опытные данные предоставлены автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором Vector.
Скидки, итоги розыгрышей и новости о спутнике RUVDS — в нашем Telegram-канале ?
