Измерить емкость аккумулятора, Кто знает как? Опции

[kolisnichenko_r]

Здравствуйте!
Кто может подсказать, разьяснить, как измеряется емкость аккумуляторних батарей для автомобильной техники. Время измерения не больше 30 сек.

[alexander55]

Здравствуйте!
Кто может подсказать, разьяснить, как измеряется емкость аккумуляторних батарей для автомобильной техники. Время измерения не больше 30 сек.

О степени заряда аккумулятора можно судить по току КЗ.
Чем больше заряжен аккумулятор, тем выше ток КЗ.
Понятно, что при КЗ аккумулятор быстро разряжается. Поэтому используется компромисный вариант.
Это включение аккумулятора на фиксированный резистор на время измерения (желательно соответствующий номинальному потреблению). Оценивается падение напряжения на резисторе. При разряженном аккумулятое начинается быстрое снижение тока (напряжения на нагрузке).
PS. По напряжению ХХ аккумулятора степень заряда-разряда не оценить.

[Guest_TSerg_*]

По измерению внутреннего сопротивления можно получить только грубую оценку состояния акк.
Для быстрой оценки текущей емкости необходимо провести тест работы на типовую нагрузку и снять зависимость U(t). Это будет кусочек экспоненты разряда.
По типовым (ранее снятым) характеристикам разряда (экспонентам) можно примерно оценить положение
снятого кусочка экспоненты на типовой характеристике.

Есть А.С. по ускоренной оценке емкости.
Смотреть здесь:
http://www.ntpo.com/techno/electronics/electronics_32.shtml

[Палыч]

Здравствуйте!
Кто может подсказать, разьяснить, как измеряется емкость аккумуляторних батарей для автомобильной техники. Время измерения не больше 30 сек.

По опыту (фирмы, в которых я работал, пытались делась диагностическое оборудование для АБ), оценка ёмкости АБ - большая проблема: ёмкость зависит от многих факторов - состояние пластин, температуры и плотности электролита и др.; производитель гарантирует повторяемость зависимостей, приведенных в тех. документации, только для новых (не бывших в употреблении) АБ и только при строго определенных условиях (температура, плотность, ток и др.). Поэтому, оценка получается типа: "ёмкость 45,765 Ач плюс/минус 40 Ач", что вряд ли кого устроит...

[tyro]

О степени заряда аккумулятора можно судить по току КЗ.
Чем больше заряжен аккумулятор, тем выше ток КЗ.

Это точно. Лично наблюдал такой (невольно получившийся) опыт. Стартерная батарея 240АЧ 12Вольт
"села" на выходную обмотку трансформатора (16КВА) - итог - клеммы на аккумуляторе как будто никогда не было. Сопровождалось аккустическим эффектом.

Понятно, что при КЗ аккумулятор быстро разряжается.

А иногда не только разряжается, но и взрывается (сам этого момента не видел, но результат видел - впечатлений масса - "коробочка" разлетелась.) Как объясняли электрохимики - там получается нечто типа гидравлического удара.

Поэтому используется компромисный вариант.
Это включение аккумулятора на фиксированный резистор на время измерения (желательно соответствующий номинальному потреблению). Оценивается падение напряжения на резисторе. При разряженном аккумулятое начинается быстрое снижение тока (напряжения на нагрузке).

Это у аккумуляторщиков называется нагрузочная вилка, и оценивается не по "быстроте" снижения напряжения (если видно глазом как падает напряжение - то он полностью разряжен), а по величене напряжения.

PS. По напряжению ХХ аккумулятора степень заряда-разряда не оценить.

Если аккумулятор стоял в "отстое", т.е. к нему длительное время не подключали нагрузку (более двух часов), известно, что при полном заряде плотность элетролита, температура электролита то можно, правда степень точности не высока. Это справедливо для свинцовых кислотных аккумуляторов.

По измерению внутреннего сопротивления можно получить только грубую оценку состояния акк.
Для быстрой оценки текущей емкости необходимо провести тест работы на типовую нагрузку и снять зависимость U(t). Это будет кусочек экспоненты разряда.
По типовым (ранее снятым) характеристикам разряда (экспонентам) можно примерно оценить положение
снятого кусочка экспоненты на типовой характеристике.

Есть А.С. по ускоренной оценке емкости.
Смотреть здесь:
http://www.ntpo.com/techno/electronics/electronics_32.shtml

На самом деле А.С. по этому поводу тьма, но большой ценности для практического применения они не имеют ( по крайней мере для свинцовых кислотных батарей). Там еще не хило влияет концентрация электролита, его температура. Все они имеют ( на мой взгляд) больше оценочный характер. Одно время за бугром ( уточнить что и где врядли смогу - но думаю поиск и интернет поможет) - 80 годы, практиковалась измерение напряжения на аккумуляторе на третьей секунде, при разряде током = 1С(т.е. если батарея 10АЧ - то током 10ампер).

[alexander55]

По поводу напряжения хх.
Неоднократно видел, что практически разряженный аккумулятор на хх имел практически номинальное напряжение. При к.з. Uхх становилось маленьким, а затем через несколько часов опять выходило почти на номинальный уровень.
Вот такая интересная особенность.

[tyro]

По поводу напряжения хх.
Неоднократно видел, что практически разряженный аккумулятор на хх имел практически номинальное напряжение. При к.з. Uхх становилось маленьким, а затем через несколько часов опять выходило почти на номинальный уровень.
Вот такая интересная особенность.

Это так и есть, по крайней мере у свинцовых кислотных. Говорит о том, что аккумулятор полностью разряжен, но "живой". По изначальнлму Uxx можно было судить о его состоянии. Таблица ЭДС от степени заряженности приводится (раньше всегда приводилась) в бумаге, выдаваемой вместе с АБ.
P.S. Живой в первом приближении, может иметь жуткую сульфатацию и много других неприятностей. Окончательный диагноз может поставить только контрольный цикл заряд-разряд.

[alexander55]

Это так и есть, по крайней мере у свинцовых кислотных. Говорит о том, что аккумулятор полностью разряжен, но "живой". По изначальнлму Uxx можно было судить о его состоянии. Таблица ЭДС от степени заряженности приводится (раньше всегда приводилась) в бумаге, выдаваемой вместе с АБ.
P.S. Живой в первом приближении, может иметь жуткую сульфатацию и много других неприятностей. Окончательный диагноз может поставить только контрольный цикл заряд-разряд.

Я наблюдал такие фокусы у никель-металл-гидридных акумуляторов.
Еще видел у батарей APC для UPS.
Тут какая-то химия внутри происходит ( я в химии не понимаю).

[kipmaster]

Здравствуйте!
Кто может подсказать, разьяснить, как измеряется емкость аккумуляторних батарей для автомобильной техники. Время измерения не больше 30 сек.

Емкость (а не степень заряда) можно определить точно только по времени заряда номинальным током из разряженного состояния. При этом нельзя допускать глубокого разряда. А всякие способы КЗ, больших зарядных токов - это для мелких аккумуляторов, автомобильный просто сварит контакты, рванет - мало не покажется.

[kolisnichenko_r]

Получается никаких более-менее приемлимых способов нету.
Может всетаки что-то можно сделать?

[alexander55]

Получается никаких более-менее приемлимых способов нету.
Может всетаки что-то можно сделать?

Варианты из постов 2 и 3 вполне Вам подойдут.

[Dog Pawlowa]

Получается никаких более-менее приемлимых способов нету.
Может всетаки что-то можно сделать?

Вообще-то емкость аккумулятора написана на этикетке на аккумуляторе.
Или Вам нужно измерить степень заряда?

[tyro]

Получается никаких более-менее приемлимых способов нету.
Может всетаки что-то можно сделать?

Что-то можно сделать всегда. Но надо знать, что хочется - какая погрешность считается допустимой.
Где проиводится оценка емкости - в производственных условиях (например при эксплуотации на электромобиле в качестве уровня "топлива") или контроль при приемке АБ от поставщика. Если это производство, то на сколько точно соблюдаются условия эксплуотации ( в том числе и контрольные зарядно-разрядные циклы).
Никакой информации (для размышления) кроме как разрядные кривые при разных токах нагрузки да иногда их оцифровки по температуре Вы вряд ли где найдете и это единственное, от чего можно отталкиваться при диагностике в не лабораторных условиях. Как Вы догадываетесь, не зря приделывают контроллер к батарее что бы учесть максимальное количество факторов влияющих на емкость.
P.S. Разрядные кривые получают при разряде стабилизированным током, поэтому отображать на них результаты (в случае их использования) полученные при разряде на резистор будет некорректно. (если иметь зависимости напряжения АБ от времени при разряде на резистор - тогда все ОК - но в природе их нет, а набрать статистику дело нелегкое...).

[Палыч]

Вообще-то емкость аккумулятора написана на этикетке на аккумуляторе.

Это ведь не значит, что АБ будет обладать такой ёмкостью весь срок службы.

[tyro]

Вообще-то емкость аккумулятора написана на этикетке на аккумуляторе.

Это когда отправляли с завода, а через некоторое время соответсвия может и не быть.

Или Вам нужно измерить степень заряда?

А это как говориться не в бровь, а в глаз! Но с учетом дополнительных мероприятий их можно скореллировать.(Самый простой - при контрольном цикле написать на бумажку фактическую емкость).

[alexander55]

Когда я занимался ремонтом компьютерной техники, нам приносили немало UPS с жалобами о том, что они меньше, чем написано в паспорте держат компьютер в рабочем состоянии после пропадания сетевого напряжения.
Методика выявления дефектной батареи была следующая.
1.Заряжаем UPS по полной.
2. Подключаем к нему PC.
3. Отключаем входное сетевое напряжение.
4. Наблюдаем напряжение на акумуляторах в течении 15-60 сек.
5. На тех батареях, которые неисправны, напряжение быстро спадает.
Методика работала железно.

[tyro]

Когда я занимался ремонтом компьютерной техники, нам приносили немало UPS с жалобами о том, что они меньше, чем написано в паспорте держат компьютер в рабочем состоянии после пропадания сетевого напряжения.
Методика выявления дефектной батареи была следующая.
1.Заряжаем UPS по полной.
2. Подключаем к нему PC.
3. Отключаем входное сетевое напряжение.
4. Наблюдаем напряжение на акумуляторах в течении 15-60 сек.
5. На тех батареях, которые неисправны, напряжение быстро спадает.
Методика работала железно.

Так и должно быть при выявлении негодных аккумуляторов. Т.е. если аккумуляторы разряжены или их емкость (фактическая) близка к нулю то так будет почти для всех типов аккумуляторов. (разрядная кривая имеет имеет "резкий" спад по времени в конце разряда). Кстати примерно так формируют батареи (обычные) для ответственных применений, полностью заряжают, отстой ( что-бы улеглись эл. хим. процессы -2 часа), а затем совместный разряд с контролем емкости. Но ни к определению остаточной емкости или степени заряженности описываемый Вами метод не имеет отношения.
Описанный мной выше процесс имеет, но при этом полностью разряжает батарею.

[kolisnichenko_r]

А возможно ли вычислить емкость из формулы C=dI/dt ?

[tyro]

А возможно ли вычислить емкость из формулы C=dI/dt ?

Емкость конденсатора всенепременно. А по поводу аккумулятора - гляньте на любую разрядную кривую в области 80% заряженности и Вам все станет ясно.(Имею ввиду диапазон от 100% до 20% остаточной - той что в аккумуляторе емкости).

[alexander55]

А возможно ли вычислить емкость из формулы C=dI/dt ?

Странная формула.
Я знаю такие :
для емкости С=I / ( dU/dt )
для энергии E=C*U*U / 2

[kolisnichenko_r]

Емкость конденсатора всенепременно. А по поводу аккумулятора - гляньте на любую разрядную кривую в области 80% заряженности и Вам все станет ясно.(Имею ввиду диапазон от 100% до 20% остаточной - той что в аккумуляторе емкости).

Пока не очень ясно: кривые приводятся на постоянном токе разряда, в начале плавные, потом резкое снижение напряжения.
Каким-то способом можно вытянуть значение емкости из процеса разряда

[tyro]

Пока не очень ясно: кривые приводятся на постоянном токе разряда, в начале плавные, потом резкое снижение напряжения.
Каким-то способом можно вытянуть значение емкости из процеса разряда

Опять же вы не отвечаете с какой точностью и в каких условиях.
Вопрос так же в том, что это за предлагаемый Вами процесс разряда - Вы можете сформировать произвольно (по вашему усмотрению, а не как получится) нагрузку, какой долей энергии Вы готовы пожертвовать на процесс измерения.
Реально получить оценку остаточной емкости батареи можно по двум факторам - напряжение на АБ в момет протекания разрядного тока и температуры электролита. Только величина тока должна быть весьма приличной - не менее 3С (чем больше, тем не хуже, но не более 10С). Таким способом Вы сможете определить степень заряженности батареи, т.е. ее процент от фактической емкости.
Попробуйте покопать в сторону схемы замещения внутреннего сопротивления АБ на высокой частоте.
Только достать такие зависимости будет наверное непросто.

[tyro]

Странная формула.
Я знаю такие :
для емкости С=I / ( dU/dt )
для энергии E=C*U*U / 2

Я понял Это" А возможно ли вычислить емкость из формулы C=dI/dt ?" так: можно ли определить екость по спаду тока по времени при подключении нагрузки (резистора). Это из серии не сестра таланта.

[alexander55]

Я понял Это" А возможно ли вычислить емкость из формулы C=dI/dt ?" так: можно ли определить екость по спаду тока по времени при подключении нагрузки (резистора). Это из серии не сестра таланта.

В принципе по производной можно определить емкость, но надо знать еще величину начального тока.

[tyro]

В принципе по производной можно определить емкость, но надо знать еще величину начального тока.

В подтексте обсуждения ,как я понял, мереется все что можно - ток, напряжение, отсчитывается время.
Только применительно к аккумуляторам это ничего не дает (имею ввиду обозначенный мной выше участок).
Там, если посмотреть - за минуту ни ток, ни напряжение при постоянной нагрузке не изменится, а если обладать орлиным глазом, то можно увидеть, что есть мизерный спад (если взять протяженность участка - минуты) - почти ноль и почти постоянный по величене.
Думаю, что готового точного метода (кроме как контрольный заряд - разряд), а тем более с цифрами, вопрошающий не найдет: - во первых, если бы такой метод был, то за время существования свинцовых кислотных батарей он был найден и уже применялся, во вторых - по моему, даже не читалась (не то что-бы "копалась") литература по этому вопросу, что бы попытаться что-либо понять, что просходит с данным типом аккумуляторов. За это время вопрошающий уже мог для себя прояснить, что схема замещения аккумулятора из резистора и ЭДС для рассмотрения данного вопроса не годиться.
P.S.
Кстати, в некоторых схемах замещения присутствеут "емкость" - конденсатор, но это не емкость батареи.(пояснение для kolisnichenko_r).

[kolisnichenko_r]

Мысль такая: есть готовый резистор 0,13Ом, измеряется напряжение на клемах аккумулятора до подключения резистора, в момент подключения, в процессе протекания тока - через каждые 100 милмсекунд или до достижения 10В напряжения, или до 3сек. Из этой зависимости как-то, пока не знаю как, вычислить емкость, остаточную, наверное

[alexander55]

За это время вопрошающий уже мог для себя прояснить, что схема замещения аккумулятора из резистора и ЭДС для рассмотрения данного вопроса не годиться.

Да, это так.
Лучшее решение - это конденсатор и резистор. Можно добавить еще резистор утечки.
Кстати, схема замещение реального конденсатора имеет цепь диалектрической абсорбции (R-C параллельно основной емкости) и индиктивность.

http://www.elart.narod.ru/articles/article8/article8.htm

[blackfin]

...разьяснить, как измеряется емкость аккумуляторних батарей для автомобильной техники.

Легко..

Для этого нужно измерить массу аккумулятора до зарядки (M_empty)
и его же массу после зарядки (M_full).

Далее вычисляем дефект масс: dM = M_full - M_empty.

Затем вычисляем запасенную в аккумуляторе энергию: dE = dM * c^2,
где c - скорость света.

После чего находим емкость аккумулятора: Емкость = dE/V [Ампер*час],
где V - напряжение на клеммах аккумулятора.

Сообщение отредактировал blackfin - Dec 28 2007, 08:05

[alexander55]

Легко..

Для этого нужно измерить массу аккумулятора до зарядки (M_empty)
и его же массу после зарядки (M_full).

Далее вычисляем дефект масс: dM = M_full - M_empty.

Затем вычисляем запасенную в аккумуляторе энергию: dE = dM * c^2,
где c - скорость света.

После чего находим емкость аккумулятора: Емкость = dE/V [Ампер/час],
где V - напряжение на клеммах аккумулятора.

Это, что новогодний прикол.
Хотя в знании физики Вам не откажешь.
Только последняя формула кривовата, а логика железная.

[blackfin]

Только последняя формула кривовата, а логика железная.

В чем кривизна? Единицы измерения, ессно, исправил, но это ж не кривизна формулы.

[alexander55]

В чем кривизна? Единицы измерения, ессно, исправил, но это ж не кривизна формулы.

Единицы измерения Вы правильно исправили, т.к. это измерения q - заряда (кулон=А*сек).
Дальше надо учесть, что ЭДС в процессе разряда тоже падает.

[tyro]

Мысль такая: есть готовый резистор 0,13Ом, измеряется напряжение на клемах аккумулятора до подключения резистора, в момент подключения, в процессе протекания тока - через каждые 100 милмсекунд или до достижения 10В напряжения, или до 3сек. Из этой зависимости как-то, пока не знаю как, вычислить емкость, остаточную, наверное

Мысли это хорошо. Но что бы они были целеноправленными попробуйте достать книжку:Романов В.В., Хашев Ю.М. Химические источники тока. Это можно сказать основоположники. Там описаны в математическом виде и разрядные кривые и схемы замещения аккумуляторов. Что бы представить, во что выливается поточнее определить емкость, можно глянуть сюда: http://www.ntpo.com/patents_electronics/el...onics_188.shtml

[fleshget]

Я год назад проводил эксперимент и Ni-Me-Hidrid пальчиковым аккумулятором:
1. Зарядил (как и написано в инструкции на 150%)
2. Поставил разряжаться на постоянное сопротивление, измеряя и фиксируя показания вольтметра и амперметра в течении трех часов часов.

Получилась такая-себе кривая. Замечена потрясающая вещ: при окончании заряда напряжение на элементе с точностью до сотой вольта было одинаковым!! (проверял несколько раз) по-мойму 1.25.. не помню, забыл.
Так вот: можно эту кривую можно "забить" в контроллер - и тот с большой точностью укажет емкость. И одновременно будет выполнять корректировку емкости - так как напряжение у нас непостоянно, а постоянно идет вниз по мере разряда.

[Bronislav]

Существует несколько модификаций прибора "Кулон" для быстрого определения емкости АБ.