Привет, Хабр! Вот и снег выпал. А готов ли ваш автомобиль к зиме? Необходимо предусмотреть и зимние шины, и незамерзающие жидкости в стеклоомывателе и системе охлаждения двигателя. Смазать гаражные замки графитной смазкой. И конечно же, быть уверенными в аккумуляторе.
Поэтому мы продолжаем испытывать АКБ для японских, корейских и прочих азиатских автомобилей: российские АКТЕХ Standart, Тюмень ASIA, АКОМ ASIA, Tubor Classic и белорусский ZUBR ASIA.
Сегодня мы станем свидетелями феномена под названием «мнимый заряд» и изучим случай, при котором приборы для экспресс-проверки аккумулятора ошибаются в оценке его состояния.
Итогом первого и второго этапов тестирования стал следующий предварительный рейтинг.
- Тюмень ASIA 6СТ65 — 20 баллов.
- АКОМ ASIA 6СТ65 — 18 баллов.
- ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 16 баллов.
- Tubor Classic 6СТ60 — 12 баллов.
- АКТЕХ Standart 6СТ65 — 7 баллов.
Мы учитывали цену, массу, ток холодной прокрутки (ТХП) по тестеру, просадку напряжения под нагрузочной вилкой и ёмкость 20-часового разряда.
Причём испытание последнего параметра АКТЕХ Standart провалил с оглушительным треском, хотя не только внутреннее сопротивление по тестеру, но и напряжение под реальной нагрузкой 200 ампер находились в пределах нормы.
▍ Как испытывают аккумуляторы?
Утверждённые стандарты испытаний стартерных аккумуляторных батарей предусматривают их охлаждение до определённой минусовой температуры, нагрузку указанным током и наблюдение за напряжением на клеммах в течение определённого времени.
В нашем цикле испытаний аккумуляторов мы произведём и такие настоящие холодные тесты, воспользовавшись морозильной камерой для охлаждения АКБ. Но в условиях обычной автомастерской или автомагазина производить подобные манипуляции, мягко говоря, очень затруднительно.
▍ Приборы облегчили жизнь автомобилистам
Поэтому промышленность выпускает нагрузочные вилки, которыми можно протестировать аккумулятор при комнатной температуре, а также цифровые тестеры, измеряющие внутреннее сопротивление аккумулятора при помощи пульсирующего разрядного тока.
Зная сопротивление нагрузочного резистора и напряжение на нём, можно рассчитать амплитуду тока. Пульсирующий разрядный ток нужен для того, чтобы за время импульса не успевала образоваться ЭДС поляризации, искажающая измерения.
Измеряя напряжение на клеммах АКБ в импульсе разрядного тока и в промежутке между импульсами, можно вычислить их разность, и, соответственно, внутреннее сопротивление аккумулятора в миллиомах.
Для точного определения напряжения на клеммах все аккумуляторные тестеры снабжаются 4-проводным подключением по Кельвину, где по двум проводам измеряется ток, и два отдельных провода используются для измерения напряжения.
Следует отметить, что тестер питается от проверяемой АКБ, и соответственно, не является высокоомным вольтметром. Он измеряет не напряжение разомкнутой цепи — НРЦ — в строгом смысле слова, а электродвижущую силу (ЭДС) под нагрузкой.
Но эта нагрузка в виде потребляемого тестером тока является в масштабах автомобильного аккумулятора совсем небольшой. Поэтому ею можно пренебречь и считать напряжение на клеммах при отключённом разрядном резисторе напряжением разомкнутой цепи.
Далее тестер производит расчёты по формулам и таблицам, и исходя из НРЦ, внутреннего сопротивления, а также динамики поляризации под действием разрядного тока вычисляет значение ТХП согласно выбранному пользователем стандарту, сравнивает его с паспортным значением и делает выводы о состоянии здоровья (SoH, state of health) и заряженности (SoC, state of charge) аккумулятора.
Отметим, что алгоритмы тестеров предполагают, что уровень электролита в банках аккумуляторной батареи находится в пределах нормы, и что в них недоливали избыточную кислоту. А также не учитывают некоторых ситуаций, могущих происходить с бракованными аккумуляторами. Сегодня нам встретился как раз такой случай.
В наших предыдущих статьях мы испытывали «народный» тестер аккумуляторов Konnwei KW600, а также восемь тестеров предыдущих поколений. Такие приборы имеются в гараже у многих автомобилистов.
Некоторые деятели информационного пространства призывают «не доверять китайским показометрам». И их сомнения возникли не на пустом месте. Если в аккумуляторе неправильный уровень электролита или локальные аномалии концентрации кислоты, результаты измерений не покажут реального запаса надёжности, ёмкости и токоотдачи, которые АКБ проявила бы, будучи правильно обслуженной.
▍ Приступаем к испытаниям
Как бы то ни было, первая и основная задача автомобильной аккумуляторной батареи — запустить двигатель. И именно эту способность АКБ мы сегодня проверим, при помощи не косвенных измерений и математических расчётов, а непосредственной установки под капот автомобиля.
Причём мы усложним аккумуляторам задачу. Никто не сомневается, что заряженная новая АКБ при плюсовой температуре запустит двигатель исправного современного легкового автомобиля, для которого она предназначена.
Но что, если аккумулятор сильно разряжен? Либо нам удастся завести двигатель и поехать, а АКБ будет заряжаться от генератора. Либо не удастся, и мы будем иметь проблемы.
Каждый из пяти испытуемых аккумуляторов мы предварительно разрядили током 5% паспортной ёмкости до 10.5 вольт под нагрузкой. Измерим внутреннее сопротивление наших АКБ при помощи аккумуляторного тестера TOPDON BT300P.
Первый конкурсант — это злополучный экземпляр АКТЕХ Standart 6СТ65. Отдав при разряде до 10.5 вольт 13.68 ампер*часов вместо паспортных 65, он имеет не только НРЦ 12.73 В, которое соответствует состоянию заряженности 100%, но и внутреннее сопротивление 7.94 миллиома, соответствующее току холодной прокрутки 378ССА по японскому стандарту JIS. А номинальный ТХП по JIS для этой модели АКБ составляет 370ССА.
Таким образом, тестер воспринимает этот аккумулятор как полностью заряженный и исправный! Дело в том, что площадь поверхности пластин обеспечивает номинальное внутреннее сопротивление, а концентрация кислоты в электролите обеспечивает нормальное НРЦ. Просто потому, что кислота не израсходовалась при разряде того количества активных масс, что имеют электрический контакт с пластинами.
Но чтобы провернуть коленчатый вал двигателя при запуске, необходимы не только напряжение и проводимость, но и запас энергии, отдаваемый в течение короткого времени со значительной мощностью.
Если бы активные массы этой АКБ были заряжены на свои фактические 13.68 ампер*часов, запуск исправного двигателя современного автомобиля был бы успешным. Но сейчас они разряжены, хотя тестер не подозревает об этом. Причём речь идёт про дорогой современный профессиональный прибор.
Второй испытуемый — Тюмень ASIA 6СТ65 — показывает уже честные результаты. Тестер сообщает, что АКБ сильно разряжена, и спрашивает, продолжать ли тестирование.
НРЦ 11.40 В соответствует полностью разряженному аккумулятору — SoC 0%. Соответственно, прибор предписывает зарядить АКБ и повторить проверку. Внутреннее сопротивление 14.78 миллиома, что почти вдвое выше, чем у предыдущей бракованной АКБ. Оно соответствует ТХП 203CCA по JIS. По отношению к номинальным 370CCA для этой марки акккумулятора это означает SoH 30%.
У АКБ АКОМ ASIA 6СТ65 НРЦ 11.78 В, что почти на 0.4 вольта выше, чем у предыдущего конкурсанта. Отметим, что Тюмень ASIA отдала при разряде рекордные 72.29 А*ч, а АКОМ ASIA — только 65.83 А*ч, что всего на 1.3% превышает номинальную ёмкость, хотя и является честным достойным результатом. Такое НРЦ также соответствует SoC 0%.
Зато внутреннее сопротивление АКБ АКОМ ASIA в полностью разряженном состоянии составляет 8.47 мОм, и соответствует целым 92% здоровья, ТХП 354CCA! Предполагаю, что именно эта разряженная АКБ сможет запустить двигатель, но не будем торопить события.
Показатели аккумулятора Tubor Classic 6СТ60, отдавшего 61.88 А*ч при паспортных 60, по напряжению напоминают АКОМ, а по внутреннему сопротивлению и прогнозируемому пусковому току — тюменскую АКБ: НРЦ 11.74 В, SoC 0%, 15.15 мОм, 198CCA, SoH 29%.
Последняя, пятая АКБ — ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 белорусского производства — показала следующие характеристики: НРЦ 11.70 В, SoC 0%, внутреннее сопротивление 9.97 мОм, ТХП 301CCA, SoH 66%. При разряде до 10.5 В она отдала 67.22 ампер-часа.
Эти показатели близки к соответствующим у АКОМ, потому что оба аккумулятора изготовлены по технологиям концерна Exide.
Температура в помещении, а, соответственно, и температура аккумуляторов, составляет 27 градусов Цельсия. Теперь будем поочерёдно устанавливать каждую из пяти АКБ под капот автомобиля и воспользуемся тестером KONNWEI KW720 для проверки запуска двигателя. Удобные крокодилы позволяют подключаться поверх клемм.
После включения зажигания при работе бензонасоса напряжение на клеммах АКБ АКТЕХ Standart 6СТ65 просело с 12.7 до 11.4 В и далее поднялось до 12.4.
Температура двигателя 33 градуса Цельсия, но такая просадка при питании бензонасоса уже подсказывает, что для работы стартера токоотдачи этого аккумулятора будет недостаточно.
Попытка запуска заняла 52 миллисекунды, в течение которых напряжение просело до 2.48 В. Разряженный аккумулятор с «мнимым зарядом» не смог запустить двигатель.
Вторая попытка запуска также оказалась неудачной. На графике напряжения можно наблюдать работу бензонасоса и стартера.
Напряжение на клеммах АКБ Тюмень ASIA 6СТ65 при работе бензонасоса просело с 11.4 до 9.9 В, и поднялось до 11.3.
При попытке включить стартер напряжение бортовой сети падает до 4.7 В. Запуск двигателя не удался.
Тем временем двигатель остывает. Сейчас его температура составляет 31 градус. Повторная попытка запуска также не увенчалась успехом.
Под действием потребляемого бензонасосом тока ЭДС аккумулятора АКОМ ASIA 6СТ65 снизилась с 11.8 до 10.7 В и поднялась до 11.7. Начало трудно назвать многообещающим. Аккумулятор разряженный, и чуда, наверное, не будет.
Однако при работе стартера напряжение бортсети просело всего лишь до 7.6 В и стало подниматься! В данный момент видим 11.5 В. Да, это факт: полностью разряженному аккумулятору АКОМ удалось запустить двигатель!
Прибор остался недовольным эффективностью работы стартера, что неудивительно: ведь наша АКБ полностью разряжена. Для запуска потребовалось более двух секунд. Но батарея смогла завести мотор! И могла бы теперь заряжаться от генератора, если бы у нас не было других планов.
Следующий тест будет посвящён стендовому исследованию эффективности заряда полностью разряженных аккумуляторов, поэтому мы выключаем двигатель и устанавливаем очередную АКБ.
Это Tubor Classic 6СТ60, и ему не удалось повторить достяжение конкурента от АКОМ, несмотря на то, что двигатель только что работал, и поэтому условия для его повторного запуска были самые наилучшие. Просадка с 11.3 до 3 вольт с последующим подъёмом до 11.2.
Динамика напряжения на клеммах последнего испытуемого аккумулятора — ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — при включении зажигания составила 11.7 — 10.6 — 11.6 В.
При температуре двигателя 27 градусов Цельсия запуск оказался удачным!
▍ Выводы
По итогам трёх этапов испытания суммы рейтинговых баллов распределились следующим образом. За успешный запуск двигателя мы прибавляем один балл, за неудавшийся — отнимаем.
- АКОМ ASIA 6СТ65 — 19 баллов.
- Тюмень ASIA 6СТ65 — 19 баллов.
- ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 17 баллов.
- Tubor Classic 6СТ60 — 11 баллов.
- АКТЕХ Standart 6СТ65 — 6 баллов.
Сегодняшний эксперимент показал, что толстые пластины «тягового» типа, характерные для продукции с использованием технологий концерна EXIDE, обеспечивают не только повышенный срок службы и прекрасную резервную ёмкость, но и способность завести двигатель в полностью разряженном состоянии, что является огромным плюсом.
Диаметральной противоположностью нашим двум победителям оказалась бракованная АКБ АКТЕХ Standart, в которой не работают более 70 процентов активных масс.
При этом некачественный аккумулятор «смог обмануть» в разряженном состоянии экспресс-тестер, а в заряженном — и нагрузочную вилку, выдержав реальный разрядный ток в 200 ампер. Будучи заряженным, он смог бы и запустить двигатель, но ресурс и надёжность изделия таковы, что оно подведёт в самый неподходящий момент.
Поэтому при вводе в эксплуатацию аккумулятора необходимы всесторонние испытания, с использованием и цифрового тестера, и нагрузочной вилки, и обязательного контрольно-тренировочного цикла с проверкой фактической ёмкости, а при возможности произвести и контроль плотности электролита. В таком случае мы сможем быть уверенными в аккумуляторе своего автомобиля.
Видеоверсия статьи
Опытные данные предоставлены автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором Vector.
Узнавайте о новых акциях и промокодах первыми из нашего Telegram-канала 💰
