3. Основні характеристики стартерних акумуляторних батарей.

До основних характеристик стартерних акумуляторних батарей належать: ЕРС. напруга, внутрішній опір, ємність, потужність, енер­гія, саморозряджання, термін служби.

Електрорушійною силою акумулятора називають алгебраїчну різницю його електродних потенціалів, якщо зовнішнє коло розімкнене:

Е_а=φ₊ - φ_-,

де φ₊ і φ_- — потенціали відповідно позитивного та негативного електродів, коли зовнішнє коло розімкнене. З практичною метою ЕРС можна визначити вольтметром з великим внутрішнім опором (не менш як 300 Ом на 1 В) чи потенціометром.

ЕРС акумулятора залежить від густини і дуже мало від температури .

ЕРС свинцевого акумулятора наближено можна визначити за емпіричною формулою, В:

Е_а = 0,84 + γ

де γ — густина електроліту за температури +25 °С, г/см³, ЕРС батареї, що складається з акумуляторів, з'єднаних послідовно,

Е_σ=mЕ

Напруга акумуляторної батареї — на практиці більш важливий параметр. При розряджанні він нижче, ніж ЕРС, а при заряджанні вище ЕРС на значення спаду напруги на внутрішньому активному опорі та електродній поляризації. Напругою акумуляторної батареї називають алгебраїчну різницю його електродних потенціалів, якщо зовнішнє коло замкнене (наявний споживач).

Внутрішній опір акумуляторної батареї невеликий (соті, а то і тисячні тисячні частки ома), завдяки чому в стартерних режимах розряджання від батареї можна дістати великі струми з малим спадом напруги.

Опір Ro складається з опорів пластин, сепараторів, вивідних за­тискачів міжелементних з'єднань та електроліту. Більшу його частину створює опір електроліту, який залежить від поруватості сепарато­ра, густини й температури електроліту.

Омічний опір акумулятора залежить від площі поверхні ввімкне­них паралельно пластин, відстані між ними, густини і температури електроліту, сили розрядного й зарядного струмів, ступеня розрядженості акумулятора. Мінімальний опір має електроліт густиною 1,23...1,3 г/см³ при температурі +15°С, що зумовило вибір цих зна­чень густини для електроліту стартерних акумуляторних батарей. Із зниженням температури питомий опір електроліту набагато зростає і при температурі — 40 °С стає приблизно у 8 разів більший, ніж при температурі +30 °С.

У процесі заряджання та розряджання акумулятора його внутрішній опір змінюється внаслідок зміни густини електроліту та хімічного складу активної маси пластин.

Ємністю акумуляторної батареї називають кількість електро­енергії, яку вона віддає під час розряджання до певної напруги. Що більша сила розрядного струму й нижча температура електроліту, то менша напруга, до якої може розряджатися акумуляторна батарея. Наприклад, визначаючи номінальну ємність акумуляторної батареї розряджання проводять із силою струму І=0,5С₂₀ до напруги 10,5 В при температурі +25°С, а в разі розряджання стартерним струмом І=3С₂₀ і температури електроліту — 18°С — до 1 В на акумулятор або 6 В на 12-вольтну батарею.

Потужність акумуляторної батареї — кількість енергії, що її вона віддає за одиницю часу. Потужність батареї під час розряд­жання

P_б=U_pI_p=I_p²R_н=E_I_p-I_p²R_

де R_н, R_— опори зовнішнього навантаження і батареї відповідно;

U_p, I_p — напруга і струм батареї під час розряджання відповідно.

Енергію акумулятора визначає добуток розрядної (зарядної) ємності на середню розрядну (зарядну) напругу, [Вт • год]:

W_p = С_p U_p; W_з = С_з U_з;

де С_p, С_з — ємності під час розряджання й заряджання відповідно;

А • год, U_з, U_p — середні значення розрядної та зарядної напруг відповідно, B.

Саморозряджанням акумуляторної батареї називають при­родну втрату нею ємності під час бездіяльності. За наявними норма­ми (ГОСТ 959.0—84), саморозряджання зарядженої батареї після без­діяльності протягом 14 діб при температурі навколишнього середо­вища ( + 20 ± 5 °С) має не перевищувати 10 %, а після бездіяльності протягом 28 діб — 20 %.

На саморозряджання батареї впливають такі фактори: підвищен­ня температури і густини електроліту, наявність у ньому домішок (міді, нікелю, заліза, марганцю, соляної та азотної кислот тощо), пе­ренесення сурми з ґраток позитивних пластин на негативні пласти­ни протягом терміну служби батареї, струмопровідні містки на верхній батареї між її вивідними затискачами.

Термін служби свинцевих акумуляторних батарей зумовлюють густина робочого навантаження, надлишковий заряд (перезаряд) і режим циклування (глибина й сила струму під час розряджання). За малих густин струму розряджання (до 1,5 мА/см²) переважають корозійні спрацювання ґраток позитивних пластин за великих — руйнування активної маси.

Перезаряджання спричинює корозію ґраток позитивних пластин, а за великих струмів перезаряджання, руйнується активна маса позитивних пластин.

Циклування позначається на руйнуванні активної маси позитивних пластин, яке відбувається внаслідок її великих об'ємних змін.

На термін служби батареї дуже впливає густина електроліту якщо = 1,25 г/см³, термін служби на 30...40% більший, ніж коли =1,30 г/см³. Понад 65 % усіх батарей виходять з ладу через руйнування позитивних пластин.