Проблема трудного пуска двигателя в зимний период знакома автомобилистам - зимой аккумулятор слабее, быстро разряжается и медленнее крутит стартер. Это связано с тем, что зимой нагрузка на аккумулятор возрастает, а характеристики аккумулятора резко ухудшаются в связи с понижением температуры эксплуатации.
Рассмотрим влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов:
- электродвижущая сила
- внутреннее сопротивление
- напряжение
- емкость
- отдача
1. Электродвижущая сила практически не зависит от температуры
С изменением температуры на один градус ЭДС изменяется на 0,4 мВ.
2. Внутреннее сопротивление аккумулятора
Внутреннее сопротивление складывается из сопротивления материала пластин, активного поверхностного слоя пластин, сепараторов, и сопротивления электролита, которое сильно зависит от температуры, снижение подвижности ионов и увеличение вязкости электролита повышают внутреннее сопротивление.
При снижении температуры от-30С до -40С снижается скорость диффузии ионов электролита, проводимость активного слоя падает в восемь раз, проводимость сепараторов в четыре раза.
Основными свойствами электролита являются плотность, температура замерзания, вязкость и удельное сопротивление.
Плотность электролита находится линейной зависимости от температуры в диапазоне от 20 С до – 30 С и может определяться по формуле 1.28 + (Т-20)Х0.007
В диапазоне от 0С до -30С при падении температуры на 1С:
- вязкость увеличивается на 16%
-удельное сопротивление увеличивается на 15%
-емкость аккумулятора падает на 4%
Внутреннее сопротивление также увеличивается при разряде большими токами как результат уменьшения плотности электролита в порах активной массы и около электродов.
Соответственно с понижением температуры АКБ снижается максимальный отдаваемый батареей ток, ток холодной прокрутки является основным параметром стартерной батареи.
3. Напряжение на клеммах АКБ
Напряжение на клеммах аккумулятора является разницей значения ЭДС и падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора, которое как было сказано выше значительно зависит от температуры и плотности электролита и потребляемого тока.
Напряжение заряда при 20 С составляет 13,8 В, при снижении температуры должно увеличиваться на 0,003 В/град, что составляет при О С дополнительно 0,6 В (14,4 В) и при -20 С дополнительно 1,2 В (15 В).
Зимой АКБ заряжены частично при коротких поездках и если напряжение заряда не соответствует температуре АКБ.
Напряжение на клеммах АКБ 12,7 В говорит о 100% заряде, 12,2 В о заряде 50%, 11,7 В соответствует полностью разряженному аккумулятору.
При частичном заряде падает плотность электролита и повышается вероятность его замерзания и разрушения батарей. Электролит плотностью 1,28 замерзает при -65 С, плотностью 1.20 при -20 С, плотностью 1.10 при – 7 С.
4. Емкость аккумулятора
Снижение емкости аккумулятора при понижении температуры вызвано повышением вязкости электролита и замедлением диффузии электролита в поры активной массы, внутренние слои которой не участвуют в реакции разряда.
5. Отдача по емкости
Отдача по емкости есть соотношение разрядной емкости к зарядной и составляет 85-90%.
Отдача по энергии с учетом потерь составляет 65-70%.
Выводы
Все вышесказанное объясняет значительное влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов, в холодное время разряженный после неудачного запуска двигателя и оставленный в машине почти новый аккумулятор может быть испорчен в результате замерзания электролита.
Наблюдается в холодное время падение емкости АКБ, например, батарея 6СТ80 емкостью 80 A/ч при температуре -18С при токе разряда 240А обладает емкостью 12 А/ч.
Пути снижения влияния холода на характеристики АКБ:
1. Утепление подкапотного пространства
2. Если автомобиль хранится в гараже, то можно подсоединить к аккумулятору коннекторы постоянного подключения и соединять его с зарядным устройством Optimate или Battery Service - данные зарядные устройства имеют режим хранения и не требуют отключения от акб после окончания процесса зарядки акб.
3. С периодичностью раз в неделю/месяц (в зависимости от состояния акб и температуры эксплуатации) подзаряжать аккумулятор зарядным устройством.
4. Обязательно менять масло в двигателе на зимнее - это позволит не только снизить нагрузку на акб в момент старта двигателя, но и значительно увеличит срок его службы.
