ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

физические и человеческие факторы воздействия

В процессе эксплуатации аккумуляторные батареи подвергаются воздействию различных факторов: механических, температурных, химических и электрохимических. В результате их воздействия возникают неисправности, которые или снижают электрические характеристики аккумуляторов, или преждевременно выводят их из строя. В большинстве случаев неисправности являются результатом небрежного или неправильного ухода и обслуживания аккумуляторных батарей при их эксплуатации. При этом признаки неисправности аккумуляторных батарей обширны и разные, поэтому определить настоящую причину выхода из строя порой очень сложно.

Одной из главных причин естественного выхода из строя — полная выработка ресурса аккумулятора. Причиной этому является физика электрохимического процесса заряда и разряда. Накапливая и отдавая накопленную энергию, пластины с нанесенной на них активной массой расширяются и сжимаются, что приводит к разрушению их структуры. Активная масса начинает опадать от электродов и скапливаться на дне корпуса, что впоследствии может привести к замыканию пластин еще до того, как они полностью оголятся и перестанут накапливать энергию.

Для продления срока службы аккумуляторов производители подвешивают пластины, оставляя пространство до дна корпуса, чтобы осыпающийся шлам не замыкал электроды, а также используют специальные конверты-сепараторы, которые представляют собой пористую структуру, легко пропускающие электролит, но при этом предотвращающие замыкание.

 Кроме того, тут присутствует и естественный процесс коррозии положительного электрода, который растет с «возрастом» батареи. Это — плотный слой двуокиси свинца на поверхности решетки, который не работает как активный материал. Коррозия протекает на поверхности электрода, медленно проникает внутрь, оказывает растягивающее воздействие и ухудшает проводимость решетки электрода. Более того, она воздействует и на положительный вывод аккумулятора: деформированный и увеличенный положительный электрод придает усилие соединительному мосту, а тот, в свою очередь, выдавливает положительный выводной борн аккумулятора.

К сожалению, коррозия идет постоянно (и при работе, и при хранении), ее нельзя предотвратить, она необратима. Скорость коррозии можно только минимизировать за счет правильной эксплуатации аккумуляторов.

Если рассматривать человеческий фактор, то основная причина – это неконтролируемый глубокий разряд. Влияние глубокого разряда на состояние пластин очень велико, а отследить его наступление достаточно сложно.

Почему глубина разряда так важна? При разряде ионы серной кислоты из электролита входят в электроды – они расширяются: твердый кристалл неорганического вещества, будто губка, расширяется в пространстве, при этом, чем больше вошло серной кислоты в электроды, тем больше их структурное расширение, а значит, тем больше растрескивание и потеря физического контакта у частичек электрода. Именно поэтому заводы- производители указывают в разрядных таблицах на каждый тип аккумуляторной батареи допустимый ток нагрузки, временные интервалы нагрузки для этого тока и конечное напряжение разряда, а при циклическом режиме эксплуатации — количество циклов заряда/разряда при допустимой глубине разряда.

Эта причина актуальна для любого типа и модели свинцово-кислотных аккумуляторов.

Второй весьма важной причиной выхода из строя аккумулятора из-за человеческого фактора является несвоевременное или полное игнорирование интервалов заливки дистиллированной воды в обслуживаемые заливные аккумуляторы. Это часто бывает, если периодически не отслеживать уровень электролита в элементах. Для этого производители в заливных аккумуляторах используют прозрачный корпус (обычно из пластика SAN – стирол-акрило-нитрил) с метками максимального и минимального уровня электролита.

При низком уровне электролита сначала высыхает верхняя часть пластин, она попросту выходит из контакта с электролитом, перестаёт отдавать ёмкость и, конечно же, сульфатируется остатком серной кислоты на поверхности пластин. Далее, в процессе заряда, дистиллированная вода постепенно выпаривается, а уровень электролита снижается, пока электролит не превратится в высококонцентрированную серную кислоту, и тут уже коррозия и глубокие разряды «добьют» аккумулятор.

Третья весьма популярная причина, влияющая на преждевременный выход из строя аккумулятора – это перезаряд. Обычно он возникает в двух случаях: первый – когда аккумулятор осознанно ставят после заряда еще раз на заряд; второй – если аккумулятор старый, внутреннее сопротивление у него уменьшилось, и автоматическая зарядное устройство будет отключаться позже, чем планировалось.

Если в эксплуатации обслуживаемый аккумулятор, то это грозит более частыми операциями по заливу дистиллированной воды и более скорому выходу аккумулятора из строя из-за повышения коррозии электродов у горячего аккумулятора. А если это необслуживаемый (герметизированный) аккумулятор, то избыточная энергия от зарядного устройства пойдет на электролиз дистиллированной воды, которая впоследствии за счет избыточного давления газовыделения выпарится через односторонний клапан обратного давления в аккумуляторе. Но так как невозможно залить в необслуживаемый аккумулятор воду, то мгновенно выявляются все признаки выхода из строя, названные во второй причине: осушение пластин – глубокие разряды – осыпание пластин – полный выход аккумулятора из строя.

Более того перезаряд сопровождается обильным тепловыделением. И если не контролировать этот процесс, то неизбежен эффект «терморазгона», когда выпускные клапаны уже не в состоянии «вытравить» избыточное давление и оно воздействует механически на корпус, деформируя его или даже разрушая.

И последняя причина – это сульфатация. Хотя сульфатация электродов, на самом деле, естественный процесс (она образуется каждый раз при разряде электродов), но нюанс в том, что если аккумулятор разрядился только что, то сульфат свинца существует в виде геля и способен при малых энергозатратах вернуться в исходное состояние – свинец и оксид свинца. А вот если аккумулятор в разряженном состоянии некоторое время будет храниться (от месяца до 3-х месяцев), то гелеобразный сульфат свинца превратится в кристаллический, у него вырастет внутреннее сопротивление, и обычное зарядное устройство уже не сможет зарядить такой аккумулятор полноценно. Поэтому нельзя длительно держать аккумулятор в разряженном состоянии.

Производители аккумуляторных батарей в своих инструкциях и руководствах по эксплуатации особо обращают внимание на недопущение хранения аккумуляторных батарей в разряженном состоянии. Поэтому, даже частично разряженный аккумулятор необходимо немедленно полностью зарядить, а при длительном хранении соблюдать периодические (как правило, 6 месяцев при 20ºС-25 ºС) интервалы подзаряда для компенсации саморазряда.

неисправности, причины и методы устранения

Основными неисправностями, которым подвержены автомобильные стартерные аккумуляторные батареи являются:

  • ускоренный саморазряд;
  • сульфатация пластин;
  • короткое замыкание пластин, коробление;
  • окисление выводных штырей;
  • повреждения корпуса АКБ.

Саморазряд

Даже новая и вполне исправная аккумуляторная батарея при хранении постепенно разряжается, даже если к ней не подключены потребители энергии. Если новая АКБ при этом может терять около 1% емкости в сутки, то уже используемая может терять до 3%.

Главной причиной саморазряда является то, что в процессе хранения АКБ, электролит в банках расслаивается, то есть внизу банок оказывается электролит с большей плотностью, чем наверху. Такая неравномерная плотность электролита по всему объему приводит к появлению паразитных токов и вызывает саморазряд.

Именно поэтому рекомендуется при хранении АКБ, периодически, примерно один раз в два месяца проводить подзарядку аккумулятора небольшим током, чтобы выровнять плотность электролита по всему объему.

Если скорость саморазряда еще больше чем 3% в сутки, то такой саморазряд называется ускоренным.

Причиной такого ускоренного саморазряда может быть:

  • загрязнение электролита;
  • использование при приготовлении некачественной кислоты или воды;
  • попадание внутрь корпуса АКБ посторонних предметов, вызывающих замыкание пластин;
  • загрязнение поверхности аккумулятора электролитом;
  • разрушение сепараторов, осыпание активной массы пластин и т. д.

При ускоренном саморазряде АКБ быстро теряет свою емкость и приходит в нерабочее состояние.

Окисление выводных штырей

Клеммы окисляются при попадании на них электролита или паров электролита. Окисление приводит к нарушению контакта штырей с клеммами.

Окислившиеся штыри и клеммы очищают мелкой наждачной бумагой, а после закрепления на штырях клемм, их покрывают тонким слоем технического вазелина, чтобы предупредить дальнейшее окисление.

Сульфатация пластин

  1. При длительном хранении АКБ без периодической подзарядки.
  2. При понижении уровня электролита в банках.
  3. При использовании электролита повышенной плотности.
  4. Эксплуатации сильно разряженной АКБ. Возникает сульфатация пластин аккумулятора.

Характеризуется этот процесс образованием на поверхности активной массы крупных кристаллов сернокислого свинца, который не способен растворяться в электролите и препятствует его проникновению в активную массу пластин.

В результате этого рабочая поверхность пластин сильно уменьшается и аккумулятор теряет свою емкость.

При возникновении сульфатации, АКБ быстро заряжается, но и быстро разряжается.

Значительная сульфатация приводит в негодность аккумулятор. Незначительную сульфатацию можно устранить, проведя несколько циклов «заряд-разряд».

  1. Вначале АКБ полностью заряжают.
  2. Потом разряжают током 4-5А, например, через лампу от фары автомобиля.

Проведя несколько таких циклов, иногда, удается восстановить аккумулятор.

Чтобы не допускать возникновения сульфатации, нужно соблюдать правила эксплуатации и хранения аккумулятора. Постоянно поддерживать его в заряженном состоянии, содержать в чистоте, использовать электролит соответствующей плотности.

Полезное видео, почему АКБ не держит заряд:

Короткое замыкание

Данная неисправность возникает из-за разрушения сепараторов или оседания остатков активной массы на дно банок аккумулятора и возникновению вследствие этого короткого замыкания разнополюсных пластин.

Короткое замыкание пластин может возникнуть:

  • в результате коробления пластин от чрезмерного тока заряда или при длительном заряде;
  • при высокой плотности электролита;
  • от воздействия чрезмерной тряски, например, если аккумулятор плохо закреплен на автомобиле.

АКБ с такой неисправностью сдают в ремонт. Если конструкция аккумулятора не позволяет его ремонтировать, то батарею утилизируют и заменяют новой.

Интересное видео, как определить короткое замыкание в одной из банок аккумуляторной батареи:

Повреждение корпуса

Небольшие повреждения корпуса АКБ можно устранить, применив соответствующий клей. В зависимости от материала, из которого изготовлен корпус.

Многие батареи поддаются ремонту с помощью эпоксидных клеев.

  1. При этом из аккумулятора выливают электролит.
  2. Проводят ремонт и снова заливают жидкость.

Посмотрите полезное видео, как запаять трещину в корпусе батареи:

Заключение

Теперь вы знаете основные неисправности автомобильного аккумулятора и методы решения проблемы.

Загрузка…

Неисправности аккумуляторных батарей.


Неисправности аккумуляторных батарей




Срок службы аккумуляторной батареи при правильной эксплуатации и своевременном обслуживании примерно три-четыре года или соответствует 75…100 тыс. км пробега автомобиля, а при малых годовых пробегах может увеличиваться до 6 лет. При нарушении правил эксплуатации и хранения аккумуляторных батарей эти сроки могут значительно сокращаться.
Особенно ухудшают техническое состояние аккумуляторных батарей загрязнение электролита, эксплуатация и хранение при повышенной температуре электролита или низком его уровне, нарушение режима зарядки, залив электролита повышенной плотности.

Все это может стать причиной таких неисправностей, как повышенный саморазряд аккумуляторной батареи, падение ЭДС и напряжения под нагрузкой.

Основными признаками перечисленных неисправностей аккумуляторной батареи являются замедленное вращение коленчатого вала при пуске двигателя стартером (при сильно разряженной аккумуляторной батарее стартер может вообще не проворачивать коленчатый вал), тусклый свет ламп и ослабленный звуковой сигнал.
Кроме того, в процессе эксплуатации происходит окисление полюсных штырей и наконечников, что является наиболее частой причиной неисправностей.

***

Загрязнение крышек и мастики

Загрязнение вызывает окисление выводов и разрядка аккумуляторных батарей. Пыль и грязь пропитываются электролитом, который замыкает выводы, и аккумуляторная батарея разряжается.
Для обнаружения утечки тока следует подключить к поверхности мастики (крышек) вольтметр. Если он регистрирует напряжение, то необходимо очистить поверхность аккумуляторной батареи от пыли, грязи и электролита и протереть крышки 10%-ным водным раствором нашатырного спирта или соды и вытереть насухо.
Проверяют и при необходимости прочищают вентиляционные отверстия в пробках.

***

Трещины в мастике, крышках и корпусе

Трещины возникают вследствие старения мастики, а также из-за вибрации и тряски аккумуляторной батареи при неплотном ее креплении на автомобиле.
Трещины в мастике и крышках, а также неплотное прилегание пробок заливочных отверстий вызывают выплескивание электролита на поверхность крышек, электролит замыкает выводы, что вызывает разрядку аккумуляторной батареи.
Небольшие трещины в мастике устраняют оплавлением. Сильно потрескавшуюся мастику заменяют.
При наличии трещин в крышках и баке (корпусе) аккумуляторную батарею ремонтируют в специализированной мастерской (заменяют поврежденные детали).

***

Окисление выводов

Окисление ускоряется при попадании электролита, отсутствии смазочного материала на клеммах и выводах, и при неплотном креплении выводов. Как правило окислы представляют собой налет белесого или белого цвета, который может достигать существенной толщины.
Окисление полюсных выводов приводит к увеличению сопротивления во внешней цепи и даже прекращению тока. В первую очередь это проявляется в затрудненном пуске двигателя — недостаток тока приводит к тому, что стартер не может справиться с прокручиванием коленчатого вала двигателя или вращает его с недостаточной частотой.

Для устранения неисправности надо зачистить выводы металлической щеткой или наждачной бумагой до металлического блеска и укрепить их на штырях. При зачистке клемм и выводов наждачной бумагой не следует слишком усердствовать, чтобы не повредить металлические детали.
После этого штыри и клеммы снаружи смазать тонким слоем технического вазелина ВТВ-1 или другим кислотостойким смазочным материалом.

***

Подтекание электролита

Подтекание электролита через трещины в корпусе обнаруживаются визуально. Чаще всего трещины появляются вблизи выводов аккумуляторных батарей из-за неаккуратного демонтажа клемм и выводов, а также могут возникнуть при механических повреждениях корпуса (обычно при авариях).
Небольшую трещину в пластмассовом корпусе можно заделать, заплавив ее куском полиэтилена с помощью паяльника, или наложив на трещину несколько слоев полиэтиленовой пленки и заплавить их через лист плотной бумаги. При значительном повреждении корпуса аккумуляторная батарея подлежит замене.
При вынужденной временной эксплуатации неисправной аккумуляторной батареи необходимо периодически добавлять в нее электролит, а не дистиллированную воду.

***

Недостаточный уровень электролита

При недостаточном уровне электролита снижается емкость аккумуляторной батареи и напряжение на ее выводах. Проверять уровень электролита надо стеклянной трубочкой, пластмассовым или деревянным стержнем не реже чем через 10…15 дней, а в жаркое время года еще чаще.
Уровень электролита должен быть на 10…15 мм выше предохранительного щитка (у аккумуляторных батарей типа 6СТ-55 – 5…10 мм).

Для восстановления уровня до нормы следует установить причину его снижения. Если после визуального осмотра аккумуляторной батареи не выявлена утечка через пробки заливных отверстий или трещины в корпусе, крышке или мастике, значит снижение уровня электролита произошло из-за выкипания из него воды. Это может иметь место при слишком большом токе зарядки, при эксплуатации и хранении батареи в условиях высоких температур и т. п. В таком случае в электролит доливают только дистиллированную воду. Для перемешивания воды с электролитом аккумуляторную батарею подзаряжают в течение 10…15 минут.
Непосредственно на автомобиле воду в аккумуляторную батарею добавляют при работающем двигателе.

При обнаружении утечки электролита (через пробки, трещины и т. д.) его уровень восстанавливают доливкой электролита необходимой плотности.

***

Понижение или повышение плотности электролита

В процессе эксплуатации или хранения аккумуляторных батарей необходимо периодически контролировать плотность электролита в каждом из аккумуляторов (каждой банке), корректируя ее в случае необходимости.
Плотность электролита понижается чаще всего при разрядке аккумуляторной батареи и сульфатации пластин. При понижении плотности электролита увеличивается внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи и снижается ее емкость. В результате падает напряжение в цепи работающего стартера, что затрудняет пуск двигателя, особенно в зимнее время года. Кроме того, электролит пониженной плотности при низких температурах (зимой) может замерзнуть.

Плотность электролита повышается при испарении воды во время перезарядки или в результате доливки в аккумуляторы электролита, а не дистиллированной воды.
В случае повышенной плотности электролита ускоряется разрушение активного вещества и решеток электродов, а также сульфатация активного вещества, что существенно снижает емкость аккумуляторной батареи и срок ее службы.
По этим причинам необходимо следить за плотностью электролита, своевременно корректируя ее с учетом условий эксплуатации и причин отклонения плотности от нормы: при испарении доливать дистиллированную воду, при эксплуатации батареи в условиях низких температур (в суровые зимы) — доливать электролит повышенной плотности (типа «Зверь»).

Плотность электролита в аккумуляторах батареи не должна отличаться более чем на 0,01 г/см3. В противном случае батарею необходимо полностью зарядить и произвести корректирование плотности электролита доливкой в аккумуляторы дистиллированной воды или электролита плотностью 1,4 г/см3. При этом доливку осуществляют после отбора из аккумулятора необходимого количества электролита при помощи резиновой груши или специального отборника.
После корректировки плотности аккумуляторную батарею заряжают в течение 25…30 минут для полного перемешивания электролита и снова измеряют его плотность в каждом аккумуляторе (банке).

Плотность электролита служит индикатором разряженности аккумуляторной батареи – снижение плотности электролита на 0,01 г/см3 соответствует разрядке аккумулятора на 6%.

***

Повышенный саморазряд

Саморазряд батареи возникает вследствие образования в активной массе пластин местных токов, которые появляются из-за возникновения ЭДС между окислами активной массы и решеткой пластин. Кроме того, при длительном хранении электролит в аккумуляторной батарее отстаивается, и его плотность в нижних слоях становится больше, чем в верхних. Это приводит к появлению разности потенциалов и возникновению уравнительных токов на поверхности пластин.
Нормальный саморазряд исправной полностью заряженной необслуживаемой батареи составляет 0,2…0,3 % в сутки.

Повышенный саморазряд аккумуляторной батареи может быть вызван следующими причинами:

  • внутреннее короткое замыкание;
  • загрязнение поверхности аккумуляторной батареи;
  • применение для доливки недистиллированной воды, содержащей щелочи и соли;
  • попадание внутрь металлических частиц и других веществ, способствующих образованию гальванических пар.

***

Короткое замыкание

Короткое замыкание разноименных пластин сопровождается «кипением» электролита, снижением емкости и напряжения аккумуляторной батареи. Причинами этого могут стать разрушение сепараторов, коробление пластин и выпадение из них активной массы, что влет за собой частую перезарядку аккумуляторной батареи и повышенную ее вибрацию из-за ослабления креплений.
В этом случае аккумуляторная батарея подлежит замене.

В недалеком прошлом короткое замыкание аккумуляторных батарей устраняли заменой блоков замкнувших пластин, при этом батареи изготавливались с разборными корпусами, заливаемыми в верхней части уплотнительной мастикой, которую при ремонте распаивали. При таком ремонте приходилось распиливать свинцовые перемычки между блоками, а затем, после замены неисправного блока, спаивать вновь и заливать мастикой. Качество такого ремонта, особенно в кустарных условиях, не позволяло существенно продлить срок службы аккумуляторной батареи, поэтому в настоящее время подавляющее большинство выпускаемых промышленностью аккумуляторных батарей выполняются неразборными и ремонту при коротком замыкании не подлежат.

***

Сульфатация электродов

Сульфатация электродов заключается в образовании крупных трудно растворимых кристаллов сернокислого свинца (сульфата) на поверхности электродов и на стенках пор активного вещества. Кристаллы сульфата забивают поры активного вещества электродов, что препятствует проникновению электролита внутрь активного вещества. В результате не все активное вещество участвует в работе ,что снижает емкость аккумуляторной батареи.
Сульфатация электродов ускоряется при длительном хранении аккумуляторной батареи без подзарядки, повышенной плотности электролита, большом разряжении, взаимодействии электродов с воздухом при пониженном уровне электролита. Сульфатированная аккумуляторная батарея из-за малой емкости быстро разряжается при резком падении напряжения, особенно при включении стартера.

При зарядке сульфатированной аккумуляторной батареи быстро повышается напряжение и температура электролита, и начинается интенсивное газовыделение, в то время как плотность электролита повышается незначительно, поскольку часть серной кислоты остается связанной в сульфате. Сульфатацию электродов определяют методом сравнения ЭДС, подсчитанной по плотности электролита, с величиной напряжения, измеряемого с помощью вольтметра без нагрузки. Если напряжение больше ЭДС, подсчитанной по плотности, электроды аккумулятора сульфатированы.

Сульфатацию устраняют несколько раз разряжая и заряжая батарею при малой плотности электролита (1,11…1,12 г/см3). При зарядке электрический заряд не должен превышать 5% номинальной емкости аккумуляторной батареи.. Затем проводят контрольную разрядку, равную 10% номинальной емкости батареи. Силу тока в цепи регулируют реостатом. Когда на зажимах наихудшего аккумулятора (банки) напряжение понизится до 1,7 В, разрядку заканчивают.
Аккумуляторная батарея считается исправной, если время разрядки не менее 7,5 ч для батареи с электролитом плотностью 1,29 г/см3, 6,5 ч при плотности электролита 1,27 г/см3 и 5,5 ч при плотности электролита 1,25 г/см3.

Если время разрядки аккумуляторной батареи меньше указанных величин, то ее подвергают нескольким циклам зарядки-разрядки, контролируя время разрядки. Если при повторных разрядках время разряда не увеличивается, то такая батарея требует ремонта.

Контрольную разрядку также производят для определения пригодности аккумуляторных батарей к дальнейшей эксплуатации и перед их длительным хранением.

***



Преждевременное разрушение электродов

За время эксплуатации аккумуляторной батареи происходит окисление решеток и разрыхление активного вещества, особенно плюсовых (положительных) электродов. Изменение объема активного вещества при зарядке и разрядке аккумуляторной батареи вызывает отслаивание его от решеток.

Во время эксплуатации могут возникнуть и другие причины, приводящие к ускоренному разрушению электродов. Это непрочное крепление аккумуляторной батареи на автомобиле, приводящее к тряске и вибрациям, длительная перезарядка батареи, замерзание воды в электролите, понижение уровня электролита ниже верхних кромок электродов, короткое замыкание, неграмотный пуск двигателя стартером и т. п.

Короткое замыкание, а также длительное включение стартера приводит к короблению электродов, что ускоряет разрушение массы активного вещества, особенно плюсовых электродов. Включать стартер следует не более чем на 5 сек и не более двух-трех раз подряд. Между включениями рекомендуется делать паузу на 15…20 сек.

Разрушение электродов ускоряется при повышении плотности и температуры электролита, применении некачественной серной кислоты и недистиллированной воды для приготовления электролита.

При длительной перезарядке аккумуляторной батареи происходит электролиз воды – разложение на кислород и водород. Кислород сильно окисляет решетки плюсовых электродов, что вызывает их разрушение. Одновременно в порах активного вещества электродов накапливается большое количество газов (кислорода и водорода), давление газов в порах увеличивается, что вызывает разрыхление и выкрашивание активного вещества.
Характерным признаком перезарядки является интенсивное газовыделение из электролита и быстрое уменьшение его уровня. Во избежание перезарядки аккумуляторных батарей на автомобиле необходимо систематически проверять напряжение генератора (напряжение зарядки).

Разрушение электродов вызывает уменьшение емкости аккумуляторных батарей и короткое замыкание разноименных электродов. В аккумуляторных батареях с разрушенными электродами, даже если они полностью заряжены и не имеют сульфатации, напряжение под нагрузкой (особенно стартерной) будет быстро падать. Измерение напряжения под нагрузкой, близкой к стартерной, позволит проверить работоспособность аккумуляторной батареи.
Напряжение аккумуляторной батареи измеряется пробником Э107, а аккумуляторов – пробником Э108 или нагрузочной вилкой ЛЭ2. Измерение напряжения под нагрузкой производят при завернутых пробках аккумуляторов, что предотвращает возможность взрыва водородно-кислородной смеси.

Аккумуляторный пробник Э107 позволяет проверить работоспособность аккумуляторных батарей емкостью до 190 А×ч со скрытыми межаккумуляторными перемычками. Если напряжение в конце пятой секунды подключения пробника будет больше 8,9 В, то такая аккумуляторная батарея исправна.

***

Таблица возможных неисправностей аккумуляторных батарей

Возможные неисправности аккумуляторных батарей, их причины и способы устранения приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Неисправности аккумуляторных батарей

Причина неисправности

Способ устранения

Аккумуляторная батарея при эксплуатации медленно разряжается.
Стартер прокручивает якорь с малой частотой вращения

Низкий уровень электролита Долить электролит
Загрязнение электролита Слить электролит, промыть емкости бака дистиллированной водой, залить новый электролит и зарядить аккумуляторную батарею
Проскальзывание ремня привода генератора Отрегулировать натяжение ремня
Короткое замыкание между пластинами электродов Замерить плотность электролита в емкостях (банках). При коротком замыкании плотность электролита не превышает 1,1 г/см3. Аккумуляторную с замкнувшими электродами батарею необходимо заменить.
Неисправен генератор Отремонтировать или заменить генератор
Отказ реле напряжения Отремонтировать или заменить реле
Повышенное падение напряжения в цепи питания стартера Очистить выводы и клеммы аккумуляторной батареи, подтянуть крепление стартера, неисправный стартер отремонтировать или заменить.
Утечка тока через поврежденную изоляцию какого-либо провода или прибора Отключить все электропотребители, снять с плюсового вывода аккумуляторной батареи наконечник (клемму) и попробовать слегка коснуться им того места, где он был закреплен. Если искра возникает, найти повреждение изоляции и устранить. Если искры нет, причина – чрезмерный саморазряд батареи (более 2% от номинальной емкости в сутки)

Вспучивание, растрескивание, отслоение мастики от стенок моноблока
аккумуляторной батареи

Засорены вентиляционные отверстия в пробках Прочистить отверстия
Повышенный уровень электролита Довести уровень электролита до нормы (10…15 мм выше предохранительного щитка)
Выкипание электролита вследствие сульфатации пластин (белый налет на пластинах) из-за эксплуатации аккумуляторной батареи с низким уровнем электролита или ее хранения в незаряженном состоянии Произвести продолжительную зарядку (электрический заряд не более 5% от номинальной емкости аккумуляторной батареи)
Выкипание электролита вследствие увеличенного зарядного тока, ненадежного крепления корпуса реле напряжения с «массой», падения напряжения в цепи замка зажигания до реле напряжения Проверить систему зарядки. К зажимам генератора «+» и «Ш» подключить вольтметр и замерить напряжение при работе двигателя на средней частоте вращения коленчатого вала при включенных фарах. Если напряжение генератора выше 14,2 В, восстановить крепление реле напряжения с «массой» или соединение в цепи замка зажигания до реле напряжения; при необходимости заменить реле напряжения.

Трещины в моноблоке

Повреждение корпуса. Размораживание корпуса вследствие эксплуатации аккумуляторной батареи с низкой плотностью электролита в холодное время года Слить электролит, промыть водой трещины, высушить и протереть их бензином. Разделать трещины напильником, опилки смешать с эпоксидным клеем и заделать трещину

Аккумуляторная батарея не заряжается

Обрыв в соединительных мостиках между емкостями (плотность во всех емкостях одинаковая, напряжение на выводах отсутствует) Устранить обрыв
Сульфатация пластин вследствие эксплуатации аккумуляторной батареи с низким уровнем электролита или хранения ее в незаряженном состоянии Произвести продолжительную зарядку (электрический заряд не должен превышать 5% емкости аккумуляторной батареи)

***

Техническое обслуживание аккумуляторов


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

4 причины выхода из строя АКБ

Аккумулятор является одной из главных деталей автомобиля. Без него невозможно будет запустить мотор и включить электроприборы. За автомобильным аккумулятором необходимо ухаживать, постоянно его заряжать, а также добавлять электролит (если конечно конструкция позволяет его добавлять). Так, специалисты выделяют следующие причины выхода АКБ из строя.

1. Экономия. На этапе покупки АКБ экономить не нужно. Многие водители, которые приобретают новый аккумулятор, обращают внимание только на его параметры. В частности, на пусковой ток и мощность. Однако нужно ещё и смотреть на производителя. Дешёвые АКБ, хоть и соответствующие техническим характеристикам авто, могут прослужить очень мало. В итоге получится так, что скупой платит дважды.

2. Не та система. Среди всех батарей есть такие, которые производятся по технологии AGM. Их можно много раз разряжать и заряжать. По крайней мере больше, чем обычные аккумуляторы. Батарею с подобной системой стоит применять на авто, имеющих систему старт/стоп. Однако владельцы таких авто применяют обычную батарею. Она не рассчитана работать в паре с такими автомобилями и быстро выходят из строя. Это происходит из-за сильно глубоких разрядов и зарядов.

3. Температурные перепады. Батарея будет нормально работать только при температуре от 20 до 25 градусов по Цельсию. Однако обеспечить такую температуру не получится. При повышении же температуры, жидкость в батарее закипит, а при низкой температуре произойдет разряд батареи. Чтобы такого не случилось, нужно регулярно следить за состоянием батареи. При необходимости доливать электролит (если он выкипает) или заряжать. Как правило, аккумуляторы bosch во время езды заряжаются от генератора, однако этого заряда не хватает. Батарею нужно ещё заряжать от сети.

4. Халатность. На сегодняшний день можно подыскать аккумулятор на любую машину. Однако неизвестно зачем, но некоторые водители устанавливают батарею, которая не подходит по техническим параметрам и даже размеру. Также может не подходить расположения клемм. Тогда водитель начинает «колхозить» и пытаться установить и подключить аккумулятор, который в принципе не подходит данному автомобилю. Например, удлинять провода, конструировать новую площадку под батарею и прочее. Эти действия могут привести к некорректной работе батареи, а следовательно и машины. Бывает и такое, что из-за плохого закрепления батареи, из нее вытекает электролит, который может повредить все подкапотное пространство. В худшем случае батарея вообще слетит с крепления и повредит другие узлы автомобиля.

26.08.2020

Отчего выходят из строя аккумуляторы?

Рано или поздно каждый владелец транспортного средства сталкивается с необходимостью замены аккумуляторной батареи

5koleso

Рано или поздно, но каждый владелец транспортного средства сталкивается с необходимостью замены аккумуляторной батареи. Что влияет на срок службы автомобильного аккумулятора и можно ли продлить жизнь этому прибору? На эти вопросы мы и постараемся ответить.

 

Основная причина выхода из строя аккумуляторной батареи — электрохимический процесс зарядки-разрядки. Рабочие пластины, которые аккумулируют и отдают заряд, в процессе эксплуатации оборудования постоянно расширяются и сужаются. Поскольку данный процесс происходит циклично тысячи раз, материал, из которого изготовлены пластины, постепенно деформируется. Наиболее же частая причина выхода из строя аккумуляторной батареи — замыкание между положительно и отрицательно заряженными пластинами. Специальная паста, нанесенная на поверхность пластин, постепенно осыпается, образуя на дне батареи скопления шлама, из-за которых и образуется замыкание. Разработчики предлагают несколько вариантов решения данной проблемы.

 

Сначала для шлама предусматривались специальные отстойники, которые отгораживались решеткой от пластин батареи. Со временем многие производители отказались от такой возможности и начали внедрять в аккумуляторы конверты-сепараторы, основная задача которых — разделение положительно и отрицательно заряженных пластин. Традиционный сепаратор выполнен из пористого материала, который пропитывается электролитом. Используя конверты-сепараторы, можно располагать пластины максимально близко друг к другу. Благодаря внедрению этой технологии автомобильные аккумуляторы стали более компактными. Шлам из пасты скапливается в сепараторных «пакетах» — они закрыты с трех сторон и по виду напоминают конверты.

Чтобы продлить жизнь аккумуляторной батареи, нужно пристально следить за состоянием заряда. Глубокая разрядка, также как и перезарядка, негативно сказываются на эксплуатационных характеристиках оборудования. При разрядке внутри батареи начинает «стекать» паста с отрицательно заряженных пластин, при перезарядке активно проходит процесс окисления, способствуя скорому осыпанию пасты с положительных пластин. Наиболее распространенные причины перезарядки батареи — невнимательность при стационарном подключении оборудования к зарядному устройству и неисправность электрики автомобиля. Глубокая разрядка чаще всего наступает по вине электрооборудования, в частности, вследствие износа ремня генератора или неисправности самого генератора.

Современные автомобильные аккумуляторы достаточно надежны и долговечны, но, как и любое другое оборудование, требуют к себе внимания и бережного отношения.

Редакция рекомендует:






Хочу получать самые интересные статьи

Жара хуже мороза. Причины поломки автомобильного аккумулятора летом | Практические советы | Авто

Автомобильные аккумуляторы, эксплуатирующиеся более 5 лет, подвержены негативному воздействию экстремальных температур. Летняя жара для них не менее опасна, чем морозы зимой. Однако это не единственная причина внезапного выхода батареи из строя. Существует ряд иных факторов, которые оказывают негативное влияние на работоспособность АКБ летом. Что же стоит предпринять автовладельцу, чтобы его транспортное средство не встало без движения в самый неподходящий момент?

Почему на жаре умирают батареи?

Нерегулярное использование машины, жара и короткие поездки негативно влияют на пусковую мощность аккумуляторной батареи, особенно если она уже далеко не нова. При длительных стоянках на солнце капот темной машины может нагреваться до 50-60 ℃, что, естественно, приводит к перегреву батареи. Уже при +30…35 ℃ внутри электролита запускаются необратимые химические процессы, которые медленно разрушают АКБ.

Из-за повышенного испарения воды понижается уровень электролита, концентрация серной кислоты растет, а пластины «оголяются», из-за чего начинается окисление положительных электродов и увеличивается саморазряд. Активизируется так называемый процесс сульфатизации, то есть оседание на пластинах солей кальция, которые уменьшают номинальную емкость. В итоге внутреннее сопротивление батареи растет, и она уже не может вырабатывать нужную силу тока.

К сожалению, не все водители следят за состоянием АКБ летом. В итоге поутру она может быть полностью разряженной, что оказывается большим сюрпризом.

Как избежать полной разрядки АКБ?

При эксплуатации батареи в жару необходимо исключить некоторые негативные факторы, влияющие на ее работоспособность. В первую очередь это нерегулярная зарядка. Короткие поездки в магазин, комбинирующиеся с долгими простоями на жаре, могут привести к полной потере заряда. Поэтому хотя бы раз в неделю необходимо делать продолжительные вояжи по 150-200 км. Чтобы полностью восполнить потери энергии и зарядить АКБ бортовыми 14,4 вольта, потребуется примерно 4 часа езды с крейсерской скоростью. Если толкаться в городских пробках, то нужно уже до 20 часов.

Знойным летом важно периодически проверять уровень зарядки АКБ. Минимальное напряжение разомкнутой цепи должно быть не менее 12,5 В, а нормальным показателем считается 12,7 В. В течение недели во время вынужденного простоя заряд будет расходоваться на обеспечение работоспособности систем машины, таких как сигнализация, иммобилайзер, автоматические замки, сенсоры бесключевого доступа, навигация и прочие приборы. При падении заряда потребуется периодически подзаряжать батарею от стационарных источников тока, то есть от розетки с помощью специального зарядного устройства.

При длительных стоянках лучше выбирать места в тени, чтобы исключить сильное нагревание капота. К сожалению, таких мест немного. Поэтому можно использовать термочехлы для батареи, которые полностью закрывают ее и снижают термонагрузки на электролит. Шуба из химического войлока помогает растянуть по времени процесс нагревания АКБ до экстремальных температур и отсрочить начало негативных химических процессов. Нормальная рабочая температура аккумулятора укладывается в диапазон примерно + 20…25 ℃.

Установка новой батареи

Если батарея все-таки нуждается в замене, установку новой лучше предоставить специалистам. Дело в том, что аккумулятор тесно связан с другими электронными компонентами в автомобиле. Если электрическая цепь между АКБ и компьютерной системой автомобиля прервется, то многие настройки и прочие данные в памяти электронного блока управления будут стерты. На экране приборной панели загорятся все желтые лампы электронных систем, сигнализирующие об ошибках в работе. Также пропадут настройки информационно-развлекательной системы. Автомобилю потребуется перепрограммирование, что несложно.

Потребуется без запуска мотора повернуть ключ в замке во второе положение, при котором на все системы машины поступает питание, но стартер еще не срабатывает. В этот момент ЭБУ сканирует системы транспортного средства. Затем нужно выключить зажигание и вновь его включить. Тогда система ЭБУ перезапустится.

Далее от водителя требуется завести мотор и повернуть руль сначала в одну сторону до упора, а затем в другую. Тогда ЭБУ просканирует электроусилитель руля и запустит программу по его корректировке. Затем нужно проехать на скорости 20-25 км/ч несколько сотен метров по или по отрытой площадке без активных разгонов. ЭБУ в течение нескольких минут будет диагностировать работу автоматической коробки и прочей электроники и произведет необходимую коррекцию работы.

Эксперт назвал четыре главные причины «смерти» аккумулятора автомобиля

https://ria.ru/20200720/1574573159.html

Эксперт назвал четыре главные причины «смерти» аккумулятора автомобиля

Эксперт назвал четыре главные причины «смерти» аккумулятора автомобиля — РИА Новости, 20.07.2020

Эксперт назвал четыре главные причины «смерти» аккумулятора автомобиля

Эксперт журнала «За рулем» Михаил Колодочкин назвал четыре основные причины преждевременного выхода из строя аккумуляторной батареи (АКБ) автомобиля. РИА Новости, 20.07.2020

2020-07-20T04:48

2020-07-20T04:48

2020-07-20T16:25

за рулем

авто

михаил колодочкин

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150936/57/1509365769_0:244:2000:1369_1920x0_80_0_0_605047981605cf8e309cc69bc85909b1.jpg

МОСКВА, 20 июл — РИА Новости. Эксперт журнала «За рулем» Михаил Колодочкин назвал четыре основные причины преждевременного выхода из строя аккумуляторной батареи (АКБ) автомобиля.Колодочкин призвал автовладельцев не экономить при покупке новой батареи. Эксперт заметил, что многие предприниматели пытаются удешевить производство АКБ, уменьшив чисто свинцовых пластин. В «облегченном» варианте аккумулятор проработает некоторое время, однако повышенную нагрузку, например эксплуатацию машины зимой, он уже не выдержит.»Ведь чем меньше пластин, тем ниже емкость, а также ресурс. А потому долго такая батарея не проработает», — заметил автоэксперт.Другой причиной преждевременного выхода из строя батареи может стать установка изделия неправильной системы. Однако владельцы таких машин ради экономии часто приобретают взамен вышедшей из строя штатной батареи «обычную», и в этих случаях выход новой АКБ из строя происходит очень быстро, предупредил Колодочкин.Еще одной причиной преждевременной «смерти» АКБ являются перепады температуры, продолжил эксперт. По его словам, все, что требуется от автовладельца, — хотя бы изредка контролировать состояние аккумулятора в жаркое и холодное время.Кроме того, причиной преждевременного выхода из строя АКБ может стать водительская халатность, отметил Колодочкин. Он указал, что некоторые автовладельцы могут приобрести батарею, не подходящую не только по типу или электрическим параметрам, но даже по размерам.

https://ria.ru/20200705/1573905312.html

https://ria.ru/20200713/1574251063.html

россия

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150936/57/1509365769_0:56:2000:1556_1920x0_80_0_0_2501ff43cab683cb2234699e1c342537.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

за рулем, авто, михаил колодочкин, россия

МОСКВА, 20 июл — РИА Новости. Эксперт журнала «За рулем» Михаил Колодочкин назвал четыре основные причины преждевременного выхода из строя аккумуляторной батареи (АКБ) автомобиля.

Колодочкин призвал автовладельцев не экономить при покупке новой батареи. Эксперт заметил, что многие предприниматели пытаются удешевить производство АКБ, уменьшив чисто свинцовых пластин. В «облегченном» варианте аккумулятор проработает некоторое время, однако повышенную нагрузку, например эксплуатацию машины зимой, он уже не выдержит.

5 июля 2020, 07:06

Названы шесть опасных «глупостей», которые совершают водители

«Ведь чем меньше пластин, тем ниже емкость, а также ресурс. А потому долго такая батарея не проработает», — заметил автоэксперт.

Другой причиной преждевременного выхода из строя батареи может стать установка изделия неправильной системы.

«Некоторые современные АКБ производят по технологии AGM. Они рассчитаны на куда большее количество циклов «разряда-заряда». Поэтому их надлежит использовать в автомобилях с системами «Старт/стоп», — пояснил эксперт.

Однако владельцы таких машин ради экономии часто приобретают взамен вышедшей из строя штатной батареи «обычную», и в этих случаях выход новой АКБ из строя происходит очень быстро, предупредил Колодочкин.

Еще одной причиной преждевременной «смерти» АКБ являются перепады температуры, продолжил эксперт. По его словам, все, что требуется от автовладельца, — хотя бы изредка контролировать состояние аккумулятора в жаркое и холодное время.

Кроме того, причиной преждевременного выхода из строя АКБ может стать водительская халатность, отметил Колодочкин. Он указал, что некоторые автовладельцы могут приобрести батарею, не подходящую не только по типу или электрическим параметрам, но даже по размерам.

13 июля 2020, 02:03

Эксперт рассказал, как защитить автомобиль в жару

Распространенных причин отказа аккумуляторов ~ Изучение электротехники

Пользовательский поиск

Срок службы всех батарей ограничен. Однако срок службы может быть значительно сокращен из-за определенных факторов, которые могут вызвать преждевременный выход батареи из строя. Обсуждаемые ниже факторы являются одними из наиболее частых причин выхода из строя батареи. Учитывая роль, которую аккумуляторы играют и будут продолжать играть в нашей повседневной жизни, тщательное понимание этих факторов позволит инженерам и техническим специалистам, занимающимся обслуживанием аккумуляторов, предотвратить возникновение некоторых из этих факторов, чтобы продлить срок службы аккумуляторов.

Факторы, обсуждаемые ниже, в основном применимы к батареям VRLA (свинцово-кислотные батареи с клапанной регулировкой), которые почти полностью заменили обычные свинцово-кислотные батареи на многоразовый жидкий сернокислый электролит. Батареи VRLA не требуют технического обслуживания, а выделяемый водород рекомбинируется внутри, так что электролит (по сути, паста) не требует замены в течение срока службы батареи, установлен клапан для сброса любого избыточного давления, которое может образоваться. если батарея выходила из строя.Ключевым недостатком аккумуляторов VRLA является короткий срок службы, который достигается за счет низких эксплуатационных расходов.

Повышенные температуры

Предполагаемый срок службы батарей указан производителем для батарей, установленных в окружающей среде при эталонной температуре 25 ° C (77 ° F) или около нее. Выше этой температуры срок службы батареи сокращается. Основным механизмом старения является ускоренная коррозия положительных пластин, решетчатой ​​структуры и ленты, которая экспоненциально увеличивается в зависимости от температуры.Повышенные температуры сокращают срок службы батареи. Повышение температуры на 8,3 ° C (15 ° F) может сократить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов на 50% и более.

Повторяющееся циклирование

Повторяющиеся циклы от полной зарядки до полной разрядки и обратно могут привести к потере активных материалов с положительных пластин. Это снижает емкость аккумулятора и срок его службы.

Перегрузка

Избыточная зарядка системой зарядки аккумулятора приводит к чрезмерному выделению газов и высокому внутреннему нагреву.Слишком сильное выделение газа может привести к удалению активного материала с пластин. Слишком большое количество тепла также может окислить материал положительной пластины и деформировать пластины.

Недозаряд

Неисправная система зарядки не поддерживает полную зарядку аккумулятора. Сильная недозарядка приводит к тому, что сульфат на пластинах затвердевает и его невозможно удалить обычной зарядкой. Недостаточно заряженная батарея может не обеспечивать требуемую мощность, необходимую для ее применения.

Перегрузка

Чрезмерная разрядка приводит к гидратации.Гидратация происходит в свинцово-кислотной батарее, которая чрезмерно разряжена и не заряжается своевременно. Гидратация возникает, когда свинец и соединения свинца пластин растворяются в воде разряженной ячейки и образуют гидрат свинца, который откладывается на сепараторах. Когда элемент перезаряжается, между положительной и отрицательной пластинами происходит несколько внутренних коротких замыканий. Как только гидратация становится очевидной, клетка необратимо повреждается. Гидратация не видна в ячейках VRLA, потому что контейнеры непрозрачны

Вибрация

Аккумулятор должен быть надежно закреплен.Вибрация может ослабить соединение, треснуть корпус и повредить внутренние компоненты.

Постоянный ток пульсации

Чрезмерные пульсации постоянного тока могут способствовать старению батареи. Батареи VRLA чрезвычайно чувствительны к току пульсаций, так как это может привести к нагреву элементов и ускорит их разрушение, подверженное риску теплового разгона.

Неправильное хранение

Хранение влажных элементов сверх рекомендованной производителем продолжительности способствует сульфатированию и снижает емкость и срок службы элементов.

Неправильное применение

Батареи обычно разрабатываются для определенного использования. Если аккумулятор не предназначен для конкретного применения, он может не соответствовать ожидаемым срокам службы или производительности.

5 основных причин преждевременного выхода батарей из строя

Бесспорно: батареи выходят из строя со временем. Хотя это правда, вы можете помочь продлить ему жизнь. Некоторые бренды, такие как RELiON, даже стремятся продлить срок службы батарей.

К сожалению, многие батареи рано выходят из строя просто из-за того, что не обслуживаются должным образом.Прежде чем выбросить еще одну батарею раньше времени, прочтите пять основных причин преждевременного выхода батарей из строя и узнайте, как предотвратить это с вами.

  1. Температура

Батареи очень чувствительны к экстремальным температурам.

При высоких температурах батареи выделяют больше энергии, чем при нормальных температурах. Тепло вызывает потерю электролита в батарее, что приводит к увеличению разряда и возможному выходу из строя.

Холод может доставлять неприятности. В условиях сильного холода аккумуляторная батарея может потреблять больше энергии для питания оборудования, подключенного к ней. Эта нагрузка на аккумулятор также может привести к преждевременному выходу из строя.

Предотвращение: Храните батареи в помещении с контролируемой температурой . Оставление их на улице при экстремальных температурах только сократит их жизненный цикл.

  1. Неправильная зарядка

Поместите аккумулятор в зарядное устройство и увеличьте напряжение для ускорения процесса зарядки — отличный способ преждевременного выхода аккумулятора из строя.Производители аккумуляторов указывают диапазон зарядного напряжения для аккумулятора, и этот диапазон следует соблюдать.

Зарядка при слишком низком напряжении вызовет сульфатирование, а также приведет к потере пластинами аккумулятора активного материала, который заставляет его работать.

Зарядка при слишком высоком напряжении ускоряет коррозию и увеличивает скорость саморазряда. Высокое напряжение создает тепло, которое, в свою очередь, приводит к разрядке аккумулятора.

Предотвращение: Следуйте инструкциям производителя по зарядке.Убедитесь, что на зарядном устройстве установлено рекомендованное напряжение. По возможности также рекомендуется следить за аккумулятором во время процесса зарядки, чтобы предотвратить перезарядку.

  1. Неправильные методы хранения

При хранении аккумулятора важно знать, как это сделать. Хотя те времена, когда нельзя было хранить аккумуляторы на полу гаража, давно прошли, при отложении аккумуляторов необходимо учитывать ряд вещей.

  • Перед тем, как положить аккумулятор на полку, убедитесь, что аккумулятор чистый и полностью заряжен. Если убрать батарею с грязью, пылью или коррозией, она просто разряжается со скоростью, превышающей ее естественный уровень саморазряда.
  • Убрав аккумулятор полностью заряженным также поможет предотвратить его глубокую разрядку, что затруднит последующую перезарядку. Как только аккумулятор полностью заряжен, вам нужно заряжать его не чаще, чем раз в месяц или около того. .
  • Учитывайте температуру окружающей среды . Экстремально высокие и низкие температуры резко сокращают срок службы батареи при хранении.

Предотвращение: Перед тем, как убрать аккумулятор, убедитесь, что он чистый, заряженный и находится в помещении с контролируемым микроклиматом.

  1. Взаимозаменяемое использование батарей

Тот факт, что батареи похожи друг на друга или используются для одного и того же общего назначения, не означает, что они могут использоваться как взаимозаменяемые.

Производитель оборудования, к которому вы пытаетесь подключить, разработал свой продукт для использования определенного типа батареи . Например, для одного типа автомобиля может потребоваться более высокий ток запуска, в то время как другому может потребоваться работа с системой холостого хода-старт-стоп.

Использование неподходящей батареи не только приведет к отказу оборудования, которое вы пытаетесь запитать, но и приведет к необратимому повреждению вашей батареи.

Предупреждение: При замене батареи заменяйте только похожие батареи на аналогичные.

  1. Неправильная установка

Неправильная установка батареи может привести к раннему выходу из строя и даже к серьезным повреждениям, таким как пожар или даже взрыв. Подключение положительного кабеля к отрицательному полюсу, повреждение уплотнений поста или неплотное соединение — все это примеры неправильной установки батареи, которая может привести к ее повреждению и выходу из строя.

Предотвращение: Следуйте всем инструкциям производителя по установке и убедитесь, что все соединения батареи чистые и находятся в надлежащем рабочем состоянии.

Если ваши батареи разрядились и их нужно заменить, помните, что вы можете утилизировать свои батареи .

6 распространенных причин выхода из строя автомобильных аккумуляторов и способы их устранения

Наши автомобили — это наш спасательный круг, и это тяжело представить нашу жизнь без них. Это самый распространенный способ коммутация для ежедневных путешественников. В основном каждый должен был испытать распространенный сценарий в какой-то момент жизни, когда мы пытались включить нашу машину, и он не запустился.Будь то наш автомобиль или такси; аккумулятор всегда может выйти из строя самые неподходящие моменты.

Вы все еще думаете, что аккумулятор — это просто маленькая часть автомобиля? Вы будете удивлены, узнав, что аккумулятор, хотя небольшая часть каркаса, это сердце нашей машины. Итак, отчасти так критично, нам необходимо принять осознанное решение. Нам нужно вникнуть в глубину узнать причины выхода из строя автомобильных аккумуляторов. Нам будет полезно лучше разбираемся в работе нашей машины и поможем нам в выборе правая батарея в следующий раз.

Старение

Все на этой земле бренно, и наши батареи тоже. Со временем внутреннее сопротивление аккумуляторов увеличивается, что в конечном итоге приводит к их выходу из строя.

Также читайте: Как проверить состояние аккумуляторной батареи вашего автомобиля

Неправильный уход

Наши батареи нуждаются в правильном уходе и уходе, даже когда они не используются. Неправильный уход — основная причина выхода из строя аккумуляторной батареи.Следует прочитать инструкции производителя о том, как хранить и обслуживать аккумулятор, когда он не используется.

Коррозия

Кислота аккумулятора едкая. Батарея клеммы — это способ зарядки аккумулятора от генератора. Итак, если все соединения забиты, аккумулятор не заряжается должным образом. Необходимо очистить коррозию, чтобы улучшить способность автомобиля заряжать аккумулятор.

Холодная погода

Это одна из наиболее частых причин отказ батареи.Поэтому мертвый аккумулятор у многих ассоциируется с зимой. Поскольку никто не может контролировать погоду, обратите внимание на признаки разряда батареи и сделать необходимые приготовления.

Утечка в электричестве

Все батареи имеют тенденцию терять электричество. энергия, когда она не используется, известная как саморазряд. Это могло быть связано с несколькими такие факторы, как производственная практика, старение, рабочая температура, цикл заряда / разряда и т. д.

Повторяющийся цикл

Когда аккумулятор переходит из полностью заряженного состояния в полностью разряженный многократно, он теряет много активных материалов из положительные пластины.Таким образом, сокращается его емкость и срок полезного использования.

Срок службы батареи ограничен, но его можно значительно сократить за счет этих факторов, которые, как правило, вызывают преждевременное выход из строя аккумулятора. Указанные выше факторы являются наиболее частыми причинами отказы аккумуляторов, и, как автовладельцы, мы можем знать об этих факторах. Как на самом деле, в Японии отказ батареи — самая серьезная жалоба среди автовладельцев. Автомобиль движется в основном по загруженной дороге. В связи с этим, батареи никогда не заряжаются полностью, и происходит сульфатация.

Если вашему автомобильному аккумулятору более трех лет, и вы живете в жарком климате, то ваш аккумулятор, вероятно, живет в долгий срок. Аномально медленный запуск, особенно в холодный день, — еще один хороший признак того, что ваша батарея разряжается. Автомобильные аккумуляторы Livguard — это все, что нужно для наилучшего использования в любых дорожных условиях. Они созданы для исключительной производительности вашего автомобиля в любых погодных условиях. Они обеспечивают высокую пусковую мощность и лучшую в своем классе гарантию, что дает потребителям долговечную и надежную батарею.Продукция Livguard основана на инновационных технологиях, позволяющих достичь совершенства в производстве и обслуживании.

Статьи о

BatteryStuff | Распространенные причины выхода из строя батареи

Когда активный материал в пластинах больше не может выдерживать ток разряда, батарея «умирает». Обычно автомобильный (или пусковой) аккумулятор «стареет», поскольку активный материал положительной пластины отслаивается (или отслаивается) из-за нормального расширения и сжатия, которое происходит во время циклов разрядки и зарядки.Это приводит к потере емкости пластины и образованию осадка коричневого цвета , называемого осадком или «грязью», который накапливается на дне корпуса и может закоротить пластины элемента. Это убьет батарею, как только произойдет короткое замыкание. В жарком климате дополнительными причинами отказа являются положительный рост сетки, положительная коррозия металла сетки, отрицательная усадка сетки, коробление пластин или потеря воды . Глубокие разряды, нагрев, вибрация, быстрая зарядка и избыточная зарядка ускоряют процесс «старения». Примерно 50% преждевременных отказов автомобильных аккумуляторов вызвано потерей воды для нормальной подзарядки из-за недостаточного обслуживания, испарения из-за сильного нагрева под капотом или перезарядки. Положительный рост сети и недозаряд, вызывающий сульфатирование, также вызывают преждевременные отказы.

Обычно хорошо обслуживаемые и правильно заряженные батареи глубокого цикла естественным образом умирают из-за положительной коррозии сети, вызывающей обрыв соединения. Дополнительной причиной является выделение активного материала.Если аккумулятор глубокого цикла остается разряженным в течение длительного периода времени, при перезарядке аккумулятора могут возникнуть дендритные замыкания между пластинами. Мост с низким сопротивлением в закороченном элементе нагревается и выкипает электролит из элемента, вызывая большие объемы водорода и кислорода. Вот почему надлежащая вентиляция и вентиляция так важны при зарядке батарей. Примерно 85% преждевременных отказов батарей глубокого цикла и пусковых батарей, которые не перезаряжаются регулярно, происходят из-за накопления сульфатации. Сульфатация возникает, когда уровень заряда батареи опускается ниже 100% в течение длительного времени или в процессе зарядки. Кристаллы твердого сульфата свинца заполняют заливки и покрывают пластины. Перезарядка сульфатированной батареи похожа на попытку мыть руки в перчатках.

В жарком климате , самых суровых условиях для аккумулятора, исследование Johnson Controls показало, что средний срок службы автомобильного аккумулятора составляет 37 месяцев. В отдельном североамериканском исследовании BCI средняя продолжительность жизни составляла 48 месяцев.Согласно исследованию, проведенному Interstate Batteries, продолжительность жизни экстремальной жары составила 30 месяцев. Если вашему автомобильному аккумулятору более трех лет, и вы живете в жарком климате и , то ваш аккумулятор, вероятно, проживает взаймы. Аномально медленный запуск, особенно в холодный день, — еще один хороший признак того, что ваша батарея разряжается. Его следует зарядить извне, удалить поверхностный заряд и испытать нагрузку. Полностью разряженные батареи почти всегда возникают в самый неподходящий момент.Вы можете легко потратить стоимость нового аккумулятора или более на аварийный старт, буксировку или поездку на такси

Большинство «дефектных» аккумуляторов, возвращаемых производителям в течение гарантийных периодов бесплатной замены, являются исправными. Это убедительно свидетельствует о том, что некоторые продавцы новых аккумуляторов не знают, как правильно подзарядить и проверить аккумуляторы, или не уделяют им времени.

Вышеуказанная статья любезно предоставлена ​​jgdarden.com

Выберите аккумулятор

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

Написано 16 января 2020 года в 5:54

Распространенных причин выхода из строя и разрядки аккумуляторов | Support

Распространенные причины выхода из строя батареи и разряда батарей | Поддержка | VARTA® Automotive Основные сведения об аккумуляторах + — Зарядка + — Обслуживание и хранение + — Установка и замена + — Гарантия + — Руководства + — ← Основные сведения об аккумуляторах

Применение и установка батареи

  • Аккумулятор не используется в приложении, для которого он был разработан
  • Аккумулятор не подходит по размеру для данного приложения
  • В автомобиле слишком много электрических аксессуаров
  • Аккумулятор неправильно установлен в автомобиль
  • Аккумулятор кабели загрязнены
  • Кабели аккумуляторной батареи не отрегулированы должным образом, чтобы соответствовать клеммам аккумуляторной батареи

Аккумуляторная батарея Ремонт и техническое обслуживание

  • Электрооборудование автомобиля было отремонтировано или изменено
  • Транспортное средство находилось в неподвижном состоянии в течение длительного периода времени
  • Транспортное средство было ввезено из другой части страны или управлялось из другой части страны в течение длительного периода времени

Визуальный осмотр батареи

  • На клеммах имеются следы забитых, скрученных или вбитых в крышку клемм.
  • На боковых клеммах видны признаки чрезмерного затягивания.
  • На контейнере или на крышке видны следы напряжения, повреждения или высокой температуры.
  • Концы батареи выдвинуты, что указывает на рост пластины

Почему выходят из строя батареи

Для инженеров-прикладников, разрабатывающих надежные продукты, для питания которых необходимы батареи, важно понимание возможных режимов отказа используемых элементов.Это должно дать ему возможность убедиться, что производитель элементов спроектировал потенциальные неисправности самих элементов и что можно предотвратить или избежать неподходящих или неконтролируемых рабочих условий во время производства и последующего использования элементов. Конструкции аккумуляторных блоков и приложений, использующих элементы, должны смягчать влияние любых режимов отказа как элементов, так и приложений, в которых они используются. Это также должно включать в себя стратегию сдерживания для устранения катастрофических отказов, таких как тепловой разгон, вызванный внешними угрозами, такими как аварии или экстремальные злоупотребления, неподконтрольные проектировщику.

Батареи с различным химическим составом или конструкцией элементов могут выходить из строя по-разному. В этом отчете описываются некоторые из наиболее распространенных отказов ячеек и предлагаются профилактические меры, которые необходимо учитывать при выборе ячеек для новой аккумуляторной батареи.

Почему клетки выходят из строя

Неисправности конструкции ячейки

Логическим местом для начала анализа является конструкция самой ячейки.К сожалению, это область, в которой разработчик приложений наименее осведомлен и на которую он меньше всего способен повлиять. Неисправности конструкции электролизера, такие как слабая механическая конструкция, неадекватные герметичные уплотнения и вентиляционные отверстия, спецификация материалов низкого качества и неправильно указанные допуски, могут быть причиной многих потенциальных отказов. Если он не обладает квалификацией в области физической химии и не имеет опыта проектирования компонентов и доступа к подробным данным о конструкции ячеек и специализированному оборудованию, например масс-спектрометрам и электронным микроскопам, инженер-прикладник мало что может сделать, чтобы убедиться в качестве конструкции ячейки. просто из спецификаций.Однако можно провести ускоренное испытание на срок службы образцов ячеек, чтобы убедиться, что они соответствуют требуемым требованиям надежности для предлагаемого применения. Прежде чем какие-либо элементы будут приняты для использования в аккумуляторных батареях, они должны пройти тщательное квалификационное тестирование для выявления потенциальных слабых мест. Для получения дополнительной информации см. Тестирование батареи. Если у вас нет необходимого оборудования для проведения этих тестов, ваш дружелюбный дизайнер упаковки должен сделать это за вас.

Производственные процессы вне контроля

Это область, в которой разработчик приложений может начать оказывать некоторое влияние.Ячейка может быть хорошо спроектирована, но как только она попадает из проектной лаборатории на завод, ее судьба определяется менеджером завода. В хорошо управляемых компаниях это не должно быть проблемой, но плохо работающее производственное предприятие может привести к появлению множества потенциальных источников отказа в ячейке. С меньшей вероятностью это будет проблемой на большом автоматизированном заводе с хорошо известной торговой маркой, которую необходимо защитить, но если вы ищете производителя аккумуляторных батарей с наименьшей стоимостью, вы должны осознавать, что для достижения целевых затрат можно срезать углы.Некоторые симптомы, на которые следует обратить внимание: —

  • Ручные методы производства. — Очень сложно добиться точности и повторяемости, используя методы ручной сборки, а отсутствие точности означает потенциальные короткие замыкания, утечки, ненадежные соединения и загрязнение. Это относится не только к уличным операциям с использованием дешевой рабочей силы. Даже в хорошо управляемых компаниях, когда внедряются новые технологии, первоначальные требования клиентов обычно удовлетворяются изделиями ручной работы или изделиями, изготовленными на полуавтоматическом оборудовании, до тех пор, пока не будет установлен спрос и не будут оправданы инвестиции в автоматизированное производственное оборудование.
  • Обработка повреждений, таких как царапины или раздавливание узла электрода.
  • Компоненты, выходящие за пределы допуска, создают те же проблемы, что и при неточной сборке, упомянутой выше.
  • Заусенцы на фольге токосъемника электродов вызывают короткое замыкание.
  • Пустоты уменьшают емкость ячейки, увеличивают сопротивление и препятствуют отводу тепла.
  • Загрязнение активных химикатов вызывает нежелательные химические эффекты, которые могут привести к различным формам отказа элемента, таким как перегрев, повышение давления, снижение емкости, повышенное сопротивление, саморазряд и короткое замыкание.
  • Смазка или мусор остались в материалах корпуса.
  • Плохой контроль морфологии электродных частиц. Размер частиц должен быть очень маленьким и однородным, чтобы обеспечить требуемую мощность элемента.
  • Процесс вышел из-под контроля. — Типичным примером является переменная толщина покрытия активных химикатов на электродах. И снова результаты могут повлиять на емкость ячейки, импеданс и саморазряд.Управление процессом также распространяется на температуру и влажность воздуха на производственном предприятии, а также на точность размеров компонентов.
  • Использование неутвержденных альтернативных материалов. Это не обязательно очевидно, но, безусловно, случается. Для подтверждения этого могут потребоваться испытания образцов.
  • Качество сварки / уплотнения — это может привести к плохим, ненадежным соединениям и локальному перегреву.
  • Сепаратор поврежден в процессе сварки
  • Механические недостатки.В ячейках меньшего размера наиболее вероятной проблемой будет утечка электролита. Ячейки большего размера будут более склонны к растрескиванию или расщеплению, что также вызовет утечку или искажение, что означает, что ячейки могут не поместиться в корпус, предназначенный для них.
  • Плохое уплотнение приводит к утечке и потере активных химикатов или проникновению воды, коррозии и потенциальным проблемам безопасности.
  • Системы качества и менеджмент качества. — После конструкции самой ячейки это, пожалуй, самые важные факторы, влияющие на отказы ячеек.Производственное предприятие должно иметь в ключевых точках производственного процесса средства контроля, которые устанавливают пределы и постоянно контролируют все параметры, которые могут в конечном итоге повлиять на качество и надежность продукта. Корректирующие действия должны вступать в игру автоматически при приближении к указанным лимитам, чтобы гарантировать, что они никогда не будут нарушены. Система должна быть не только на месте, но и быть полностью работоспособной. Записи должны храниться как свидетельство того, что система всегда работает правильно.

Все эти моменты могут быть проверены инженером по применению аккумуляторов, чтобы обеспечить уверенность в предлагаемом поставщике элементов при условии, что поставщики элементов разрешают доступ к своим предприятиям-производителям.

См. Также Производство аккумуляторов

Старение

Срок службы батареи со временем постепенно ухудшается из-за нежелательных химических реакций и физических изменений активных химикатов.Этот процесс, как правило, необратим и в конечном итоге приводит к отказу батареи. Ниже приведены некоторые примеры: —

  • Пассивация. Это резистивный слой, который накапливается на электродах, препятствуя химическому действию элемента, увеличивая его импеданс и в то же время уменьшая количество активных химикатов в элементе. Постепенное наращивание слоя SEI является основной причиной старения клеток. В конечном итоге слой SEI может заблокировать пористую поверхность электродов, что приведет к критическому отказу ячейки.Узнайте больше о пассивации, а также о положительных и отрицательных аспектах этого слоя, известного как слой SEI.
  • Коррозия также потребляет некоторые активные химические вещества в элементе, что приводит к увеличению импеданса и потере емкости
  • Химические потери при испарении. В некоторых конструкциях ячеек газообразные продукты, образующиеся в результате перезарядки, теряются в атмосферу, вызывая потерю емкости.
  • Изменение физических характеристик (морфологии) рабочих химикатов.
    • Образование кристаллов. Со временем кристаллическая структура на поверхности электрода изменяется по мере образования более крупных кристаллов. Это уменьшает эффективную площадь электродов и, следовательно, их токонесущую способность и способность аккумулировать энергию.
    • Дендритный рост. Это образование небольших кристаллов или древовидных структур вокруг электродов в водном растворе. Первоначально эти дендриты могут вызывать усиление саморазряда.В конечном итоге дендриты могут пробить сепаратор, вызывая короткое замыкание.
  • Закороченные ячейки. Ячейки, которые были незначительно приемлемыми, когда они были новыми, могли содержать скрытые дефекты, которые становятся очевидными только по мере того, как процесс старения берет свое. Это может включать в себя плохую конструкцию ячейки, загрязнение, заусенцы на металлических частях и разделители, поврежденные сварочными операциями на токосъемниках электродов, которые могут привести к контакту электродов друг с другом, вызывая короткое замыкание.
  • Растрескивание электрода или электролита. Некоторые элементы с твердым электролитом, такие как литиевый полимер, могут выйти из строя из-за растрескивания электролита.

Описанный выше процесс старения ускоряется повышенными температурами.

Дополнительную информацию о старении см. На странице «Срок службы батареи».

Ниже приводится краткое изложение механизмов старения анода и катода, опубликованное NREL

.

Механизмы старения

Источник Изображения NREL: Vetter et al., Механизмы старения в литий-ионных батареях, J. Power Sources, 147 (2005) 269-281.

Неконтролируемые условия эксплуатации

Хорошие аккумуляторы не защищены от сбоев, которые могут быть вызваны их использованием или неправильным использованием. Высокая температура ячеек является основным убийцей, и это может происходить в следующих ситуациях.

  • Плохой дизайн приложений
  • Ячейка неподходящая для применения
  • Неподходящий профиль зарядки
  • Перегрузка
  • Условия окружающей среды.Высокая температура окружающей среды. Отсутствие охлаждения.
  • Высокая температура хранения
  • Физический урон также является фактором

Большинство из этих условий приводит к перегреву элемента, что в конечном итоге приводит к его гибели.

Нарушение

Злоупотребление означает не только умышленное физическое насилие со стороны конечного пользователя.Он также охватывает случайное злоупотребление, которого можно избежать. Это может включать падение, раздавливание, проникновение, удары, погружение в жидкости, замерзание или контакт с огнем, любое из которых может произойти, например, с автомобильным аккумулятором. Батарейные блоки также были случайно зажаты механизмом откидывания кресел самолета, что привело к раздавливанию и возгоранию. Принято считать, что аккумулятор может не выдержать всех этих испытаний, однако аккумулятор сам по себе не должен создавать повышенную опасность или проблему безопасности в этих обстоятельствах.

Внешние факторы

Неисправности батареи не обязательно могут быть вызваны естественным износом или неправильным обращением со стороны пользователя. Они вполне могут быть вызваны неисправностями в системах, в которых они установлены. Батареи, используемые в автомобилях, могут быть предметом множества проблем, любая из которых может вывести аккумулятор из строя, например:

  • Неисправности датчика
  • Отказ прерывателя цепи
  • Неисправности вентилятора или насоса
  • Потеря охлаждающей жидкости
  • Неправильные или отсутствующие сообщения BMS
  • Отказ BMS
  • Потеря связи или помехи
  • Отказ зарядного устройства (перезаряд)

Чтобы определить причину неисправности, бортовую диагностику автомобиля (OBD) необходимо соотнести с регистрацией данных в BMS.

Как клетки выходят из строя

Действия или процессы, описанные выше, вызывают сбой ячеек следующим образом:

Исчерпаны активные химические вещества

В первичных ячейках это не классифицируется как сбой, поскольку этого следовало ожидать, но в случае вторичных ячеек мы ожидаем, что активные химические вещества будут восстановлены посредством перезарядки.Однако, как отмечалось выше, старение приведет к постепенному истощению активной массы. Узнайте больше о разряде и о том, как это влияет на срок службы батареи.

Изменение молекулярной или физической структуры электродов

Даже при том, что химический состав активных химических веществ может оставаться неизменным, изменения в их морфологии, происходящие с возрастом клетки, могут препятствовать химическому воздействию, в конечном итоге делая клетку непригодной для использования.

Пробой электролита

Перегрев или перенапряжение могут вызвать химическое разложение электролита.

Электродное покрытие

В литиевых элементах работа при низких температурах или перегрузка по току во время зарядки могут вызвать отложение металлического лития на аноде, что приведет к необратимой потере емкости и, в конечном итоге, к короткому замыканию.

Повышенное внутреннее сопротивление

Внутренний импеданс ячейки имеет тенденцию увеличиваться с возрастом по мере образования более крупных кристаллов, уменьшая эффективную площадь поверхности электродов.

Пониженная мощность

Это еще одно следствие старения клеток и роста кристаллов.Иногда его можно восстановить путем восстановления элемента, подвергнув элемент одному или нескольким глубоким разрядам.

Повышенный саморазряд

Изменяющаяся кристаллическая структура активных химикатов, как отмечалось выше, может вызвать набухание электродов, увеличивая давление на сепаратор и, как следствие, увеличивая саморазряд элемента. Как и все химические реакции, он увеличивается с температурой.

К сожалению, эти изменения обычно необратимы.

Газообразование

Газообразование обычно происходит из-за перезарядки. Это приводит к потере активных химикатов, но во многих случаях это также может быть опасно. В некоторых камерах выделяющиеся газы могут быть взрывоопасными. Например, свинцово-кислотные элементы выделяют кислород и водород при перезарядке.

Повышение давления

Газообразование и расширение химикатов из-за высоких температур приводят к повышению давления в ячейке, что может быть опасно, как отмечалось выше.В герметичных ячейках это может привести к разрыву или взрыву ячейки из-за повышения давления, если ячейка не имеет выпускного отверстия для выхода газов. Повышение давления может вызвать короткое замыкание из-за проникновения в сепаратор (см. Далее), и это больше проблема для цилиндрических ячеек, которые имеют тенденцию сопротивляться деформации под давлением, по сравнению с призматическими ячейками, корпуса которых имеют большую «отдачу», таким образом смягчая эффект давления. в некотором роде.

Проникновение сепаратора

Короткие замыкания могут быть вызваны отслоением сепаратора из-за роста дендритов, загрязнениями, заусенцами на электродах или размягчением сепаратора из-за перегрева.

Набухание

Прежде чем давление в ячейке достигнет опасного предела, некоторые ячейки склонны к набуханию из-за перегрева. Это особенно верно для литий-полимерных аккумуляторных батарей. Это может привести к потере емкости из-за ухудшения контакта между проводящими частицами внутри элемента, а также к внешним проблемам при установке элемента в корпус батареи.

Перегрев

Перегрев всегда является проблемой и способствует почти всем отказам ячеек. У этого есть много причин, и это может привести к необратимым изменениям химических веществ, используемых в элементах, выделению газов, расширению материалов, набуханию и деформации корпуса элемента.

Электролиты особенно чувствительны к нагреванию, разрушаясь при температурах до 70 ° C.Такие температуры могут быть достигнуты в салоне припаркованного автомобиля, что может превышать рекомендованную максимальную температуру литий-ионных батарей, используемых в таких устройствах, как ноутбуки, оставленные в автомобиле.

Предотвращение перегрева элемента — лучший способ продлить срок его службы.

Термический разгон

Скорость химического воздействия удваивается на каждые 10 ° C повышения температуры.Ток, протекающий через ячейку, вызывает повышение ее температуры. По мере повышения температуры электрохимическое действие ускоряется, и в то же время снижается импеданс ячейки, что приводит к еще более высоким токам и более высоким температурам, что в конечном итоге может привести к разрушению ячейки, если не будут приняты меры предосторожности.

Последствия неисправности ячеек

Указанные выше механизмы отказа не всегда приводят к немедленному и полному отказу ячейки.Сбою часто предшествует ухудшение характеристик. Это может проявляться в снижении емкости, повышенном внутреннем сопротивлении и саморазряде или перегреве. Если неисправный элемент продолжает использоваться, более высокое тепловыделение элемента может привести к преждевременному отключению напряжения схемами защиты до того, как элемент будет полностью заряжен или разряжен, что еще больше снизит эффективную емкость.

Измерение состояния здоровья клеток может обеспечить заблаговременное предупреждение о надвигающемся отказе клетки.

Существует несколько возможных режимов отказа, связанных с полным выходом из строя ячейки, но не всегда возможно предсказать, какой из них произойдет. Это во многом зависит от обстоятельств.

  • Обрыв цепи — это отказоустойчивый режим для ячейки, но может быть не для приложения. Как только путь тока прерывается и батарея изолирована, возможность дальнейшего повреждения батареи ограничивается.Однако это может не подойти пользователю. Если одна ячейка многоэлементной батареи выйдет из строя, вся батарея выйдет из строя.
  • Короткое замыкание — Если одна ячейка цепи батареи выходит из строя из-за короткого замыкания, остальные элементы могут быть немного перегружены, но батарея будет продолжать обеспечивать питание своей нагрузки. Это может быть важно в экстренных ситуациях.
  • Короткие замыкания могут быть внешними по отношению к ячейке или внутренними внутри ячейки.Система управления батареями (BMS) должна быть способна защитить элемент от внешних коротких замыканий, но BMS мало что может сделать для защиты элемента от внутреннего короткого замыкания.

    Внутри ячейки бывают разные степени отказа.

    • Жесткий короткий

      Прочное соединение между электродами вызывает чрезвычайно сильный ток и полный разряд, приводящий к необратимому повреждению элемента.

    • Soft Short или Micro Short

      Небольшой локальный контакт между электродами. Возможно самокорректирующийся из-за плавления небольших областей в контакте, вызванного сильным током, который, в свою очередь, прерывает путь тока, как в предохранителе.

    • На наличие мягкого короткого замыкания может указывать увеличение саморазряда элемента или элемент с более высоким саморазрядом, чем остальная часть населения.К сожалению, этот индикатор менее заметен в более крупных ячейках, где он больше всего необходим.

  • Взрыв — этого следует избегать любой ценой, и в батарее должны быть предусмотрены схемы или устройства защиты, чтобы предотвратить возникновение такой ситуации.
  • Пожар — это также возможно, и, как указано выше, аккумулятор должен быть защищен от этой возможности.

Подробнее о последствиях отказа ячейки

См. Также Техника безопасности при использовании аккумулятора

Системы управления батареями

(BMS) предназначены для предотвращения всех этих отказов или сведения к минимуму последствий, если отказы неизбежны.Однако аккумуляторная система также должна быть спроектирована так, чтобы защищать как аккумулятор, так и пользователя в случае выхода из строя самой BMS. Посмотрите, как это реализовано в многоуровневой системе безопасности.

Ложные срабатывания

Иногда вы можете обнаружить, что явная неисправность батареи на самом деле является неисправностью, не связанной с элементами. Это может быть в зарядном устройстве или в схеме защиты. Это может произойти, когда «совершенно хорошее» зарядное устройство не может зарядить аккумулятор.Возможно, это могло быть вызвано несоответствием настроек пределов защиты между аккумулятором и зарядным устройством. Регулировка напряжения зарядного устройства может не соответствовать диапазону, необходимому для полностью разряженной батареи, или ограничения по току могут быть установлены слишком низкими, чтобы позволить начальный бросок тока в батарею при включении зарядного устройства.

Также возможно, что неисправность в схеме защиты может привести к разрядке аккумулятора. Поэтому возможность внешних неисправностей должна быть проверена, прежде чем винить ячейки.

Увеличение срока службы батареи

Разработка приложений

Первый шаг — убедиться, что выбран наиболее подходящий аккумулятор для приложения.

Квалификация поставщика

Второй шаг — выбрать поставщика элементов питания, на которого можно положиться в плане обеспечения безопасного и надежного продукта.

Квалификация ячейки

Следующим шагом является проверка того, что выбранные элементы соответствуют желаемым характеристикам при всех ожидаемых условиях использования и что встроенные устройства безопасности, такие как вентиляционные отверстия, работают правильно.

Цепи защиты

После выбора ячейки можно указать вспомогательные электронные схемы.Наиболее важными из них являются цепи безопасности, которые обеспечивают поддержание ячеек в пределах заданных рабочих температур, тока и напряжения. Это также должно включать спецификацию зарядного устройства.

См. Методы защиты аккумулятора

Снятие напряжения с ячеек

Обеспечение достаточного времени для протекания химических превращений.

См. Периоды отдыха

Обзоры конструкции предотвращения отказов

Процесс разработки новой технологии ячеек может занять до 10 лет и более. Предотвращение отказов должно быть важным пунктом повестки дня во время регулярных проверок проекта, которые должны проводиться в этот период. См. Анализ видов и последствий отказов.

Квалификация продукции

Когда готовые аккумуляторные блоки станут доступными, они должны пройти квалификационные испытания как отдельные блоки и как часть квалификационных испытаний продукта, в котором они используются, а также с соответствующим зарядным устройством.Эти тесты должны определить, есть ли какие-либо нежелательные взаимодействия между этими устройствами.

Склад

Не расходуйте аккумулятор без надобности, храня его при слишком высоких температурах.

Производство

Проявив такую ​​осторожность в процессе проектирования, не позволяйте изготовителю батареи привести к потенциальным неисправностям батареи.Убедитесь, что на заводе внедрены необходимые системы качества.

Плановое ТО

Предоставляет пользователю рекомендуемые процедуры эксплуатации и технического обслуживания батареи (включая восстановление, если это возможно), а также способы контроля состояния батареи.

См. Также Неисправности литиевых батарей

Для получения дополнительной информации см. Срок службы батареи и надежность батареи, а также способы ее увеличения.

Что вызывает выход из строя автомобильных аккумуляторов?

Водительские привычки, а не неисправность аккумулятора часто являются причиной выхода аккумулятора из строя.

Немецкий производитель автомобилей класса люкс сообщает, что из 400 автомобильных аккумуляторов, возвращенных по гарантии, 200 работают нормально и не имеют проблем. Низкий заряд и расслоение кислоты являются наиболее частыми причинами очевидного отказа. Производитель автомобилей заявляет, что проблема чаще встречается на больших роскошных автомобилях, предлагающих энергоемкие вспомогательные устройства, чем на более базовых моделях.

В Японии выход из строя аккумуляторной батареи — самая большая жалоба владельцев новых автомобилей. В среднем автомобиль проезжает всего 13 км (8 миль) в день и в основном в густонаселенном городе.В результате батареи никогда не будут полностью заряжены и произойдет сульфатация. Батареи в японских автомобилях небольшие, их мощности достаточно для запуска двигателя и выполнения некоторых элементарных функций. Северная Америка может быть защищена от этих проблем с аккумулятором, отчасти из-за езды на большие расстояния.

Хорошая производительность аккумулятора важна, потому что проблемы в течение гарантийного периода ставят под сомнение удовлетворенность клиентов. Любая потребность в обслуживании в течение этого времени записывается, и количество публикуется в отраслевых журналах.Эти данные вызывают большой интерес у потенциальных покупателей автомобилей во всем мире.

Неисправность батареи редко бывает вызвана заводским дефектом; привычки вождения являются более распространенными виновниками. Высокая мощность вспомогательного оборудования при движении на короткие расстояния предотвращает периодический полный заряд насыщения, который так важен для долговечности свинцово-кислотных аккумуляторов. По данным ведущего европейского производителя автомобильных аккумуляторов, заводской брак составляет менее 7 процентов.

Аккумулятор остается слабым звеном и поломок на 1.95 миллионов автомобилей шести лет и менее составляют:

52% аккумулятор
15% спущенная шина
8% двигатель
7% колеса
7% впрыск топлива
6% отопление и охлаждение
6% топливная система

неисправность из-за к батарее остается причиной номер один.

* Источник ADAC 2008 за 2007 год

Кислотное расслоение, проблема роскошных автомобилей

Распространенной причиной выхода из строя аккумуляторной батареи является кислотное расслоение. Электролит в многослойной батарее концентрируется на дне, из-за чего верхняя половина элемента становится бедной кислотой.Этот эффект похож на чашку кофе, в которой сахар собирается на дне, когда официантка забывает принести ложку для перемешивания. Батареи имеют тенденцию расслаиваться при низком уровне заряда (ниже 80%) и никогда не имеют возможности получить полный заряд. Этому способствует езда на короткие расстояния с включенным стеклоочистителем и электрическим обогревателем. Кислотное расслоение снижает общую производительность батареи.

На рис. 1 показан обычный аккумулятор, в котором кислота равномерно распределена сверху вниз.Эта батарея обеспечивает хорошую производительность, потому что правильная концентрация кислоты окружает пластины. На рис. 2 показана многослойная батарея, в которой концентрация кислоты мала сверху и повышена снизу. Легкая кислота ограничивает активацию пластины, способствует коррозии и снижает производительность. С другой стороны, высокая концентрация кислоты на дне искусственно повышает напряжение холостого хода. Батарея кажется полностью заряженной, но имеет низкий CCA. Высокая концентрация кислоты также способствует сульфатированию и еще больше снижает и без того низкую проводимость.Если этот флажок не установлен, такое состояние в конечном итоге приведет к отказу аккумулятора.

Рис. 1: Обычный аккумулятор
Кислота равномерно распределяется сверху вниз в элементе и обеспечивает максимальную CCA и емкость.
Рис. 2: Многослойная батарея
Концентрация кислоты небольшая сверху и тяжелая снизу. Высокая концентрация кислоты искусственно повышает напряжение холостого хода.Батарея кажется полностью заряженной, но имеет низкий CCA. Избыточная концентрация кислоты вызывает сульфатирование в нижней половине пластины
с.

Если дать батарее отдохнуть в течение нескольких дней, встряхнуть или опрокинуть устройство, можно решить проблему. Дополнительный заряд, при котором 12-вольтная батарея доводится до 16 вольт в течение одного-двух часов, также меняет кислотное расслоение. Добавочная загрузка также снижает сульфатирование, вызванное высокой концентрацией кислоты.Необходимо внимательно следить за тем, чтобы аккумулятор не нагревался и не терял излишек электролита из-за выделения водорода. Всегда заряжайте аккумулятор в хорошо вентилируемом помещении. Накопление газообразного водорода может привести к взрыву. Водород не имеет запаха и может быть обнаружен только с помощью измерительных приборов.

Проблема тестирования аккумуляторов

В течение последних 20 лет тестирование аккумуляторов отставало от других технологий. Причина: аккумулятор — очень сложное животное для тестирования, если не считать полной зарядки, разрядки и перезарядки.Батарея ведет себя так же, как и мы, люди. Мы до сих пор не знаем, почему в одни дни мы работаем лучше, чем в другие.

Даже при использовании высокоточного оборудования для зарядки и разрядки свинцово-кислотные аккумуляторы вызывают очень большие колебания емкости при повторяющихся измерениях. Чтобы продемонстрировать вариации, компания Cadex протестировала 91 автомобильный аккумулятор с различными уровнями производительности (рис. 3). Сначала мы подготовили батареи, полностью зарядив их и предоставив 24-часовой период отдыха. Затем мы измерили емкость, применив разряд 25А к 10.50 В или 1,75 В / элемент (черные ромбы).

Эту процедуру повторили во второй раз, и полученные значения емкости были нанесены на график (пурпурный квадрат). Это привело к колебанию показаний емкости на +/- 15% среди всего населения. У некоторых батарей второй раз показания были выше; другие были ниже. Другие химические составы, по-видимому, более последовательны в показаниях емкости, чем свинцово-кислотные.

Рисунок 3: Колебания мощности. Емкость 91 автомобильного аккумулятора, измеренная обычным методом разряда, показывает отклонение +/- 15% .

С самого начала нагрузочные тестеры были стандартным методом тестирования автомобильных аккумуляторов. 1992 год принес нам метод измерения проводимости переменного тока, который упростил тестирование батарей. Сейчас мы экспериментируем с многомодельной спектроскопией электрохимического импеданса (EIS) в портативной версии по доступной цене.

Трудно быстро и надежно оценить неисправный аккумулятор.Большинство используемых тестеров аккумуляторов измеряют только ток холодного пуска (CCA) и напряжение. Емкость, самый важный показатель батареи, недоступна. Хотя считывание одного только CCA относительно просто, измерение емкости очень сложно, а инструменты, предлагающие эту функцию, дороги.

Spectro CA-12 от Cadex Electronics — первый в серии тестеров аккумуляторов высшего класса, способных измерять емкость, CCA и состояние заряда (SoC) за один неинвазивный тест.Технология основана на многомодельной спектроскопии электрохимического импеданса (EIS). Система вводит 24 частоты возбуждения в диапазоне от 20 до 2000 Гц. Синусоидальные сигналы регулируются на уровне 10 мВ / элемент, чтобы оставаться в пределах напряжения свинцово-кислотной тепловой батареи. Это обеспечивает стабильные показания для малых и больших батарей.

Во время 30-секундного теста было выполнено более 40 миллионов транзакций. Запатентованный алгоритм анализирует данные, и окончательные результаты отображаются в виде емкости, CCA и состояния заряда.

EIS очень сложен и до недавнего времени требовал специализированных компьютеров и дорогостоящего лабораторного оборудования, не говоря уже о химиках и инженерах для интерпретации показаний. Аппаратное обеспечение полной системы EIS обычно устанавливается на стойках, и установка обходится в десятки тысяч долларов.

Трудный выбор

Ни один тестер аккумуляторов не решит все проблемы. Тестеры начального уровня дешевы, просты в использовании и способны обслуживать широкий спектр аккумуляторов. Однако эти устройства дают лишь приблизительную информацию о состоянии батареи.Лабораторные испытания в Cadex показывают, что тестер аккумуляторов на основе EIS в четыре раза точнее обнаруживает слабые аккумуляторы, чем проводимость переменного тока. Обычные тестеры часто неверно оценивают аккумулятор из-за низкого уровня заряда. Многие батареи заменяются тогда, когда они должны были быть перезаряжены, в то время как другим выдается справка о состоянии здоровья, когда они должны были быть заменены.

Кислотную стратификацию трудно измерить даже с помощью технологии EIS. Неинвазивные тестировщики просто делают снимок, усредняют измерения и выдают результаты.Стратифицированные батареи, как правило, показывают более высокие показания степени заряда из-за повышенного напряжения. При предварительных тестах Spectro CA-12 также показывает несколько более высокие значения CCA и емкости, чем обычно. После того, как батарея осталась в покое, ее емкость нормализуется. Это может быть связано с диффузионными эффектами в стратифицированных слоях в результате покоя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.