Испытания 5 отечественных автомобильных аккумуляторов в корпусе D23. Часть 2: ёмкость 20-часового разряда

Привет, Хабр! Зима уже не за горами. Пора удостовериться, что аккумулятор вашего автомобиля не подведёт в самый неподходящий момент. Сегодня речь пойдёт о результатах испытаний российских и белорусских аккумуляторов для автомобилей азиатского производства.

Из нашего цикла статей вы узнаете, как подготовить аккумулятор к холодному сезону, определить его пригодность для зимней эксплуатации, и по каким критериям выбирать новую АКБ в случае неутешительного состояния старой.

Продолжаем испытывать аккумуляторы для автомобилей азиатского производства: российские АКТЕХ Standart, Тюмень ASIA, АКОМ ASIA, Tubor Classic и белорусский ZUBR ASIA.

Все они полностью кальциевые, то есть решётки положительных и отрицательных пластин изготовлены из легированного кальцием свинцового сплава.

▍ Зачем аккумулятору кальций?

Кальциевые добавки в материале решёток повышают перенапряжение, необходимое для выделения водорода, и таким образом сокращают расход воды при эксплуатации аккумулятора.

Благодаря этому последние стали называть «необслуживаемыми» (MF, maintenance free), и даже выпускать батареи без доступа к электролиту, закрытые несъёмной крышкой. Однако в последние годы опыт эксплуатации показал производителям аккумуляторов, что лучше всё-таки оставить возможность долива дистиллированной воды. Факты и здравый смысл оказались сильнее маркетинга.

Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея (АКБ) является одновременно расходным материалом и жизненно важным компонентом автомобиля. А ещё она содержит большую массу ядовитого свинца в корпусе из химически стойкого, совсем не биоразлагаемого пластика. И хотя свинец из отработанных АКБ не выбрасывают на свалку, а перерабатывают, это также сопряжено с затратами энергии и чистой воды.

Потому с одной стороны, мы делаем всё возможное, чтобы продлить срок службы аккумулятора с обязательным сохранением надёжности. А с другой — всесторонне испытываем имеющиеся на рынке АКБ, чтобы найти среди них наиболее целесообразные для приобретения.

В предыдущей статье мы устраняли разбаланс банок, который является характерным для новых аккумуляторов практически всех марок, включая произведённые по лицензии Exide, у которых преодолеть его особенно трудно из-за очень плотных сепараторов и толстых пластин со слегка недоформованными активными массами.

12-вольтовая автомобильная АКБ состоит из шести банок, в каждой из которых находится два полублока пластин — положительный и отрицательный. В ходе эксплуатации батареи возникает разброс уровня заряженности между полублоками и между банками.

В последних может быть разный уровень электролита, разная концентрация кислоты и разная степень расслоения. А ещё разная степень разрушения пластин, выключающая участки активных масс из работы. Сегодня мы это пронаблюдаем, как ни странно, на новом аккумуляторе.

Если не устранить разбалансировку перед установкой АКБ под капот, она будет прогрессировать и приведёт к быстрому снижению эксплуатационных характеристик аккумулятора. А преодолеть её можно только путём полного стационарного заряда с перемешиванием электролита.

Итогом первого этапа эксперимента стала следующая сводная таблица с предварительным рейтингом аккумуляторов. Мы составляем такой рейтинг на каждом этапе, чтобы не упускать нюансов, каждый из которых может иметь значение при эксплуатации АКБ.


Первый полный заряд позволил нам полностью устранить разбалансировку в трёх аккумуляторах из пяти. А в двух оставшихся она сохранилась, хотя и значительно снизилась, войдя в допустимые пределы.

Отметим, что разбаланс сохранился, как ни странно, только у двух лидеров. Что свидетельствует о плотных сепараторах и толстых активных массах, либо высокой плотности упаковки тонких пластин.

▍ Контрольно-тренировочный цикл

Чтобы правильно ввести аккумулятор в эксплуатацию, что предполагает полную формовку активных масс, его следует не просто зарядить, но и произвести как минимум один-два контрольно-тренировочных цикла (КТЦ), то есть разрядить током 5% от ёмкости до напряжения на клеммах 10.5 вольт под нагрузкой и снова полностью зарядить. Тогда мы и увидим отсутствие разбаланса, если аккумулятор исправный.

Некоторые авторы утверждают, что разряд при КТЦ для кальциевого аккумулятора следует производить до напряжения 12 вольт. Те же самые авторы старательно избегают газовыделения, которое неизбежно и необходимо при правильном стационарном заряде.

Суть в том, что без перенапряжения и газовыделения в кальциевой АКБ невозможно устранить расслоение электролита, образующееся при глубоком разряде. И на самом деле аккумуляторы губит не глубокий разряд и пузырьки газов, а отсутствие полного дозаряда.

Так как на предыдущей стадии тестирования аккумуляторы подвергались испытаниям нагрузочной вилкой, перед разрядом их подзарядили в адаптивном режиме до напряжения 14.4 В при помощи ЗУ Бережок-V1.


На фото наблюдаем нулевой ток, что свидетельствует о длительной паузе адаптивного режима, и разные напряжения на клеммах разных АКБ. Разница напряжений объясняется тем, что скорость спадания поляризации у разных аккумуляторов разная, а также завершение заряда произошло у всех пяти АКБ не одновременно.

У разных аккумуляторов разная конструкция и рецептура свинцового сплава и активных масс. Разное количество пластин и плотность их упаковки. Наконец, разная толщина пластин.

В одних аккумуляторах они тонкие, как у классических стартерных: больше площадь — выше токоотдача. В других толстые, что приближает их к тяговым: повышается резервная ёмкость и устойчивость к циклированию.

Всё это сильно влияет на динамику не только процесса заряда, но и напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) после его завершения.

Тем не менее, ощутимых искажений в измерение ёмкости остаточная поляризация не внесёт, так как запасаемые в ней электрический заряд и энергия ничтожно малы в сравнении с теми, что активные массы накопили в химической форме.

Под действием непрерывного разрядного тока перенапряжение «мнимого заряда» очень быстро ликвидируется, и на его месте возникнет ЭДС поляризации с обратным знаком, не прибавляющаяся к термодинамической ЭДС аккумулятора, а вычитающаяся из неё.

▍ Приступаем к разряду

Для разряда каждого из пяти аккумуляторов воспользуемся электронной нагрузкой ZKE TECH EBC-A10H. Это прибор с четырёхпроводным подключением по Кельвину, измеряющий напряжение на клеммах по двум отдельным проводам, чтобы исключить влияние сопротивления силовых проводов, используемых для разряда и измерения тока.


В наличии имеются только три электронных нагрузки, потому сначала разрядим аккумуляторы АКТЕХ Standart 6СТ65, Тюмень ASIA 6СТ65 и АКОМ ASIA 6СТ65. Все они имеют паспортную ёмкость 20-часового разряда 65 ампер*часов, потому разряжать их будем током 3.25 А.


Напряжения разомкнутой цепи аккумуляторов перед запуском разряда составили:

• АКТЕХ Standart 6СТ65 — 13.31 В,
• Тюмень ASIA 6СТ65 — 13,14 В,
• АКОМ ASIA 6СТ65 — 13,29 В.

Как и должно быть, за менее чем полминуты от поляризации «мнимого заряда» не осталось и следа. Ждём окончания разряда, критерием которого является снижение напряжения на клеммах под нагрузкой до 10.5 вольт.


Разряд первых трёх аккумуляторов завершён. Ёмкость разряда 20-часовым током составила:

• Тюмень ASIA 6СТ65 — 72.29 А*ч, НРЦ 11.23 В,
• АКОМ ASIA 6СТ65 — 65.83 А*ч, НРЦ 11.77 В,
• АКТЕХ Standart 6СТ65 — 13.68 А*ч, НРЦ 12.77 В.

АКОМ показал честную паспортную ёмкость, а Тюмень — просто шикарный результат. Напряжения разомкнутой цепи соответствуют плотности электролита и особенностям конструкции аккумулятора: у АКОМ заводская концентрация кислоты выше и сепараторы плотнее.

▍ Особенности конструкции АКБ

Повышенная плотность упаковки пластин и сепараторов означают более высокую ЭДС поляризации зарядным и разрядным током. Поэтому наливному свинцово-кислотному автомобильному аккумулятору с технологией Exide требуется повышенное напряжение дозаряда, что мы наблюдали в первой части исследования.

Также поляризация при отсутствии тока спадает медленнее. Это мы увидели выше, уже на сегодняшнем этапе.

А касание 10.5 вольта под нагрузкой и, соответственно, завершение разряда произойдёт раньше, то есть при более высокой остаточной заряженности активных масс, чем у АКБ, не имеющих особенностей Эксайд.

Поэтому мы наблюдаем такую разницу НРЦ разряженных АКБ: Тюмень разряжена несколько сильнее (она и отдала значительно больше ампер*часов) и заводская плотность электролита в ней ниже. В результате напряжение на клеммах ниже, чем у АКОМ, более чем на полвольта.

▍ Одна АКБ сошла с дистанции?

А что же случилось с АКТЕХ Standart 6СТ65? Может быть, какой-то сбой разрядной нагрузки? Весьма вероятно, поскольку НРЦ высокое, 12.77 В, соответствующее почти заряженному аккумулятору. Наверное, нагрузка преждевременно остановила разряд, поймав какую-то помеху и решив, что напряжение на клеммах снизилось до 10.5 вольт.


Подтвердить или опровергнуть нашу гипотезу опытным путём предельно просто. Достаточно снова запустить разряд током 3.25 А до 10.5 вольт. И мы надеемся увидеть недостающие 80 процентов ёмкости. Техника ошибается, а человек на то и разумный, чтобы с пониманием разбираться в ситуации.


Увы, на этот раз прибор не ошибся. При включении нашей скромной нагрузки ЭДС аккумулятора стала стремительно проседать. Не прошло и двух минут разряда, как она упала до 10.5 вольт. АКБ отдала всего-навсего 96 миллиампер*часов. Это фиаско.


После отключения нагрузки НРЦ аккумулятора быстро поднимается. Это непохоже на короткое замыкание или обрыв в какой-либо из банок.

Вероятнее всего, имеет место осыпание активных масс, либо значительная неравномерность их толщины. Отсутствие разбаланса плотности именно в этой АКБ, единственной из пяти испытуемых, в первой части теста также может свидетельствовать о малом количестве активных масс.

При этом благодаря большой площади тонких пластин полностью заряженный аккумулятор имеет нормальное внутреннее сопротивление и способен на кратковременную нормальную токоотдачу при работе стартера. Однако ёмкость как таковая отсутствует, и слегка разряженный аккумулятор неспособен питать не только стартер, но и слаботочный прибор.

▍ Пенопластом по стеклу: китайский подход

Будем надеяться, что это производственный брак, а не намеренное создание конструкции, вводящей потребителя в заблуждение. Нам уже попадались китайские AGM-аккумуляторы для источников бесперебойного питания с уменьшенным числом пластин или укороченными пластинами.


Пустое место в банках таких АКБ заполнено обрезками оконного стекла или даже пенопласта. Аккумуляторы заряжались и работали, но имели ёмкость значительно ниже заявленной и быстро выходили из строя.

▍ Хватит о грустном

Приступаем к тестированию двух оставшихся аккумуляторов. Учтём, что паспортная ёмкость 20-часового разряда АКБ Tubor Classic, в отличие от четырёх остальных, составляет 60 ампер*часов. Потому разряжать её будем током 3 ампера.


Напряжения разомкнутой цепи перед включением разрядного тока составили:

• Tubor Classic 6СТ60 — 13.13 В,
• ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 13.29 В.

Температура в помещении 25.9 градуса Цельсия.


Разряд завершён. Ёмкость и НРЦ разряженных аккумуляторов составляют:

• Tubor Classic 6СТ60 — 61.88 А*ч, НРЦ 11.73 В,
• ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 67.22 А*ч, НРЦ 11.69 В.

▍ Подводим промежуточные итоги

Как всегда, занесём полученные опытные данные в сводную таблицу.


По итогам этапа тестирования присвоим каждому аккумулятору рейтинговые баллы.

• АКТЕХ Standart 6СТ65 — -1 (отрицательный балл, так как фактическая ёмкость составила 20% от паспортной),
• Тюмень ASIA 6СТ65 — 5,
• АКОМ ASIA 6СТ65 — 2,
• Tubor Classic 6СТ60 — 3,
• ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 4.

Сложим получившиеся баллы с результатами первого этапа.


Получается следующий предварительный рейтинг:

1. Тюмень ASIA 6СТ65 — 15+5 = 20.
2. АКОМ ASIA 6СТ65 — 16+2 = 18.
3. ZUBR ASIA 6СТ65 ZPA650 — 12+4 = 16.
4. Tubor Classic 6СТ60 — 9+3 = 12.
5. АКТЕХ Standart 6СТ65 — 8-1 = 7.

Первое место заняла АКБ Тюмень, показав прекрасные результаты. Посмотрим, насколько высоко она будет держать планку в следующих тестах.

Братья-близнецы АКОМ и ЗУБР находятся рядом и занимают второе и третье места. Как уже говорилось, продвинутые сепараторы Exide усиливают явления поляризации, чем несколько снижают показатель 20-часовой ёмкости.

Однако последующие испытания резервной ёмкости, где очень пригодятся толстые «тяговые» пластины, скорости восполнения заряда, зависящей от добавок в активную массу, и динамики характеристик в ходе следующих КТЦ, проливающей свет на надёжность и долговечность аккумулятора, ещё впереди.

Четвёртое место — Tubor — прекрасно справился с испытаниями и показал достойный результат.

Пятое место, а точнее дисквалификацию, заработала АКБ АКТЕХ. Тем не менее, она продолжит участвовать во всех последующих тестах, чтобы полнота исследования была максимальной.


Опытные данные предоставлены автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором Vector.

Узнавайте о новых акциях и промокодах первыми из нашего Telegram-канала