Как проводят испытания аккумуляторных батарей

Для уверенного запуска двигателя важны два ключевых параметра аккумуляторной батареи: емкость и пусковой ток или ток холодной прокрутки. Емкость, говоря простым языком, показывает сколько электроэнергии может запасти батарея. Ток холодной прокрутки демонстрирует, насколько уверенно аккумулятор будет крутить застывший двигатель в мороз. Сегодня мы расскажем, как производитель контролирует эти и другие характеристики батарей, сходящих с конвейера. Тесты проводились на профессиональном оборудовании в испытательной лаборатории Курского аккумуляторного завода. В ходе теста батарей, мы также решили проверить работу популярного портативного тестера Midtronics EXP1000.

Контролируем емкость

Емкость бывает номинальной и резервной. И номинальная, и резервная емкость указаны в маркировке батареи. Номинальная измеряется в Ампер-часах (А·ч), а резервная – в минутах (мин). Герой наших испытаний, аккумулятор FORSE номинальной емкостью 60 А·ч.

Требования к аккумуляторным батареям и методы их испытаний в России регламентирует ГОСТ Р 53165 - 2020. Батарея, которая подвергается испытаниям должна быть новой - со дня ее выпуска может пройти не более 45 дней. Перед началом тестов она должна быть полностью заряжена.

При испытаниях на номинальную емкость батареи погружаются в водяную ванну при температуре 25±2°С.

Батареи в ваннах с водой при испытании на номинальную емкость

Методика испытаний по российскому стандарту, следующая: АКБ разряжают постоянным током 3 Ампера до напряжения 10,50 Вольт, контролируя время разряда. Фактическую емкость определяют по формуле:

С_ф = t·I_n

где:

С_ф – фактическая емкость, А·ч,
t – продолжительность разряда, ч,
I_n – величина тока разряда, А

Зарядно-разрядный стенд для электрических испытаний батарей. На дисплее стенда изображены: заданный и фактический ток разряда 3,00 А, продолжительность разряда 020:48:47, напряжение при данной продолжительности разряда 10,53 В и напряжение окончания испытания -10,50 В.

Время разряда нашего аккумулятора составило 20 часов 49 минут. Рассчитанная фактическая емкость – 62,45 А·ч превышает заявленную.

Определяем ток

После определения фактической емкости тестовые батареи были вновь полностью заряжены, выдержаны в климатической камере в течение 24 часов при температуре минус 18 ±1^оС и испытаны током холодной прокрутки. Это испытание проводилось по европейскому стандарту EN50342-1.

Выгрузка АКБ из климатической камеры

Индикатор температуры в климатической камере (зеленый – заданная, красный – фактическая температура)

Охлажденная батарея разряжается в течение 10 секунд током, указанным на этикетке изделия. Для батареи FORSE это 640 Ампер. Напряжение при этом не должно упасть ниже 7,5 Вольт. При испытании конечное напряжение составило 7,74 Вольт при фактическом токе разряда 657 Ампер.

И этот тест АКБ прошла успешно.

Тестер Midtronics занизил показания тока: всего 501 Ампер (EN) при -18°С

После паузы 10 сек разряд был продолжен током 384 А до конечного напряжения 6,0 В. Общая продолжительность разряда составила 92 сек., что выше требуемого значения (не менее 90 сек).

Определяем ток при -30^оС

Проверку тока холодной прокрутки при -30^оС проводят только для батарей, предназначенных для эксплуатации в холодных климатических условиях. Метод испытания аналогичен испытаниям при -18^оС, но температура в климатической камере должна быть минус 29 ± 1°C, а величина тока, которым разряжается аккумулятор, устанавливается изготовителем батареи. Была задана сила тока разряда 533 Ампера.

Разряд током 533 Ампер

С этим испытанием батарея также справилась успешно.

Midtronics вновь некорректно определил ток – по его мнению всего 420 Ампер (EN). Так же неверно определил температуру - +3°С вместо реальных -30°С

Проверяем на прочность

Насколько прочен корпус батареи FORSE на сильном морозе. Производитель АКБ - Курский аккумуляторный завод использует для изготовления корпусов специальный ударопрочный и морозостойкий сополимер пропилена, который должен выдерживать удар при температуре в -50^оС. Именно такой мороз был в камере, куда поместили корпуса батарей.

Замороженные корпуса прошли испытания на ударную прочность на специальной установке.

Установка для испытаний моноблока на удар согласно требованиям ГОСТ Р 51977

Корпус батареи выдержал удар с четырех сторон без образования трещин.

Тест на прочность завершил серию зимних испытаний АКБ FORSE. Все заявленные характеристики обычная, взятая с конвейера аккумуляторная батарея, подтвердила. Его можно устанавливать на автомобиль - проблем с пуском мотора зимой не будет.

Главное - оборудование

При температуре 22°С тестер показал величину тока 667А (EN).

Тестер Midtronics - широко распространенный прибор, который оснащен инфракрасным датчиком, определяющим температуру поверхности аккумулятора, и может пересчитывать величину тока с учетом температуры батареи.

При комнатной температуре тестер показал значения тока холодной прокрутки, наиболее близкое к фактическому.

А вот на морозе прибор стал занижать показания. Не смотря на то, что батарея выдержала испытание током холодной прокрутки 657 А при - 18^оС, результаты измерений Midtronics показал ниже фактических, а при -30^оС погрешность увеличилась. Данные отклонения, вероятно, связаны с измерениями температуры на поверхности батареи и последующими корреляциями при расчете тока холодной прокрутки. На фото хорошо видно, что температура электролита батареи составляет минус 30 градусов С, а прибор показывает температуру поверхности моноблока всего +3 градуса (фото 9)

Практика показывает, что таким прибором и подобными тестерами можно пользоваться внутри помещения при температурах 20-25^оС градусов. При низких температурах прибор пересчитывает значение тока по своему внутреннему алгоритму и выдает заниженные показания. Поэтому портативные тестеры не желательно использовать зимой на открытом воздухе. Серьезные тесты аккумуляторных батарей должны проводиться с помощью профессионального оборудования.