Разрядная кривая свинцовых АКБ

[Яков93]

Завожу данную тему по многочисленным требованиям UDAV, который запретил обсуждение вопроса о разрядных кривых свинцовых АКБ в теме про сравнение зарядных устройств.

Почему вдруг стал интересен этот вопрос. Вроде бы все видели классический график разряда свинцовых АКБ при разных нагрузках и соответственно за разное время



Из него выходит, что
- при 20-ти часовом разряде напряжение на АКБ опускается до 12В примерно через 10-11 часов, что соответствует 50-60% емкости АКБ в Ампер*часах.
- при 10-ти часовом разряде до 12В опускается примерно через 5-5,5 часов, соответственного к этому времени АКБ отдает примерно те же 50-60% емкости в Ампер*часах.

Однако, существует альтернативный график разряда, от весьма авторитетного исследователя - г-на А. Сороки, который утверждает, что правильным будет вот такой график



Согласно этому графику при достижении 12В АКБ отдает уже 86% своей емкости в Ампер*часах.

Для чего в принципе может быть полезен этот график и имеет ли какое-то значение кто прав - классические учебники + производители АКБ или г-н Сорока.
Практическое значение этого графика мне видится только одно - определение реальной емкости свинцовой АКБ без полного разряда ее до значения 10,5(10,8)В. Как известно, глубокий разряд до 10,5(10,8)В сильно вреден для свинцовых АКБ, его желательно всяческими силами избегать. Кроме того он занимает долгое время. Поэтому чрезвычайно полезно понимать реальную емкость АКБ разряжая ее не слишком глубоко, например только до 12В. А в этом случае для проведения правильных вычислений уже имеет значение сколько же  Ач отдает АКБ при разряде до 12В - 60% или 86%.

Прочитав Сороку веришь ему и с удовольствием не веришь производителям, но посмотрев на показания приборов при реальном разряде начинаешь сомневаться и в словах Сороки.
В этой теме я буду выкладывать конкретные результаты своих опытов, проведенных над моими домашними новыми батареями. У меня имеются две зарядки ЗУС ТОР4 и Кулон 912, вот их и буду использовать. В основном при разряде будет использоваться Кулон, потому что ведет подробный лог, имеет более точные показания и разряжает классическим способом без выкачивания "всухую".

Спойлер

Чтобы понять почему вдруг образовалось такое расхождение в показаниях - больше 30% емкости надо представить как проходили разряды у тех кто составлял учебники и производил АКБ. По обычной методике берется совершенно новый АКБ, к нему подключается нагрузка 0,1С или 0,05С и с помощью вольтметра и таймера пишется лог разряда. В итоге получаем классическую дугу с разрядом в 50-60% при 12В.

Как проводил свой эксперимент г-н Сорока удалось вытянуть не сразу и не полностью.
На его общедоступном сайте этот график приведен просто как некий эталон для всех "более-менее нормальных АКБ" без каких-либо пояснений методики его получения.
После долгих мытарств в теме про сравнение зарядок было выяснено следующее:
- в качестве подопытного был использован дорогущий но восстановленный лично г-ном Сорокой АКБ 120Ач;
- нагрузка применялась 12А;
- разряд проводился без прерывания тока, т.е. по классической технологии;
Как видно в условиях проведения опытов уже наметилось серьезное отличие. Классики рисуют график для нового АКБ, а г-н Сорока сначала убитого, а потом восстановленного. Несмотря на то, что по словам Сороки АКБ в итоге отдал свой номинал это не означает, что он стал идентичным новому. Восстановленный АКБ никогда уже не будет новым, думаю тут никто спорить не будет.

В классическом графике все понятно - ось Y это напряжение АКБ, ось Х это время разряда в минутах и часах, плюс обозначение примененной нагрузки.

В графике Сороки самое понятное это только ось Y - напряжение АКБ, которое для чего-то указано вдесятеро меньшее, чем было на самом деле, автор об этом честно предупреждает. А вот с осью Х вообще беда. Сколько ни старались так и не выяснили, что же это за таинственные цифры на ней обозначены. Сначала предполагали, что это все-таки время и разряд длился чуть больше 20 часов - вполне себе обычное явление. Но потом автор опроверг это, указав, что разряжал нагрузкой 0,1С следовательно ни про какие 20 часов речи нет.
А горизонталь это оказывается " - "попугаи" == время." Потом выяснилось, что там и время не время и попугаи не попугаи... "время - UT-70B в режиме осциллоскопа, меряет примерно раза два-три в секунду, можно менять "сколько раз" потому и написал что "время в попугаях".
Короче говоря так и осталось неясным что же за таинственные цифры от 0 до 25,000 изображены на графике Сороки.

p.s. Очень подробный разбор "попугаев" провел пользователь AlexAi из его опыта выходит, что "в период времени 60сек укладывается 134 измерения или "попугая". Соответственно в 1000 измерениях "попугаях" будет 7,46мин.". На графике Сороки около 20 000 попугаев, получается 2,58 часов или около 2 часов 35 минут. Если это время реальное, то возникают вопросы к утверждениям Сороки про разрядный ток и отданный заряд, т.к. при заявленной нагрузке 0,1С АКБ не мог отдать за 2 часа 35 минут 115 Ач из 120-ти возможных.

Вот наверное вкратце вся предыстория по этой теме.

Вот построенные мной разрядные кривые моих батарей:
Первая АКБ это Yuasa NP12-12Ач - напряжение 12В через 57% времени разряда. 11,5В через 84% времени разряда


та же самая батарея но после "восстановления" ЗУСом ТОР4. Общее время разряда выросло, емкость выросла, но как и прежде 12В через 57% времени разряда


Вторая АКБ это гелевая Challenger G12-100H (100Ач). Вся история про нее здесь.
Вот ее разрядные кривые:
Первый разряд 91,1Ач

Второй разряд 95,5Ач


Как и в классических разрядных графиках достижение 12В при 51-55% разрядного времени, 11,5В достигается через 81-83% разрядного времени.

Третья АКБ Leoch DJW12-9.0 Ач 25.03.2016 г. выпуска, подробности про нее здесь.
Разряжал сначала Кулоном, потом трижды зарядил/разрядил ЗУСом, потом трижды разрядил Кулоном, вот ее сводный разрядный график

Во всех случаях разряд до 12В шел 60-62% времени, до 11,5В шел 84-85%.

Дополнительный опыт от пользователя AlexAi.
Десять часов разряжал АКБ на 150Ач марки DELTA GX 12-150, в результате достижение 12В через 5 часов 37 минут или 56% времени разряда, достижение 11,5В через 8 часов 20 минут или 83,3% времени разряда

Напряжение под нагрузкой	12В	11,5В	10,8В
Время разряда	5час. 37мин.	8час. 20мин.	10час.
% времени разряда	56%	83,3%	100%

В процессе пробных разрядов у некоторых пользователей получился результат "86%", первый случай у mr098, второй у AlexAi, однако эти результаты были получены на сильно убитых АКБ с большой потерей емкости и неисправностями (по крайней мере у AlexAi).

Верность графика Сороки для нормальных АКБ опытами не подтверждается.

p.s. Решил отдельно уточнить, что емкость АКБ, о которой говорится в этой теме измеряется не в Ваттах, не в Фарадах и не в литрах, а исключительно в Ампер*часах, ну или в Кулонах - кому нравится. Для измерений емкости в других единицах желательно выбрать другую тему.

[TOM]

[user]Яков93[/user], первый и второй графики - совершенно разные разрядные характеристики аккумуляторов, возможно даже различных по химии. Первый график имеет логарифмическую шкалу времени, а второй линейную.
Если первый график нарисовать в линейной шкале времени, он будет иметь такой вид

[Яков93]

[user]Яков93[/user], первый и второй графики - совершенно разные разрядные характеристики аккумуляторов, возможно даже различных по химии. Первый график имеет логарифмическую шкалу времени, а второй линейную.
Если первый график нарисовать в линейной шкале времени, он будет иметь такой вид

Насчет растягивания первого графика я совершенно согласен, в таком виде как он дается в учебниках с ускорением времени в конце он только вводит в заблуждение и кажется, что оба графика одинаковы. Так даже Сорока вначале решил написав
"Вот эти характеристики ИЗ УЧЕБНИКА: Сняты для ИСПРАВНЫХ(нормальных) АКБ!
Так что ДЛЯ НИХ тоже будет работать Правило про 86% !"
Но потом одумался и уже через несколько постов написал совершенно противоположное:
"переставайте копировать сюда учебники 
Хоть раз сами снимите разрядную характеристику ЖИВОГО АКБ, и вы увидите что ни одна "теоретическая кривая" из учебников не соответствует наблюдаемому!"

Думаю химия там была одинаковая, Сорока же указал какой АКБ он разряжал  - обычный свинцово-кислотный АКБ. Просто "восстановленный" АКБ перестал работать как нормальный и начал очень резко ронять напряжение после 12В. Вот поэтому было бы интересно взглянуть на шкалу времени, а Сорока точное время не дает.

[TOM]

Если внимательно посмотреть на первый график, то увидим, что разряд в режимах 0,05С, 0,1С и 0,2С до напряжения 12 вольт происходит в течение 55-60% от общего времени разряда.

[Яков93]

Несколько экспериментов по разряду уже были ранее мной выложены в теме про сравнение зарядок
Первый. Разряжал новый АКБ Yuasa NP12-12Ач до напряжения 11,5В нагрузкой 0,6А. Разряд шел 16 часов 50 минут. После полного заряда повторно разрядил тот же АКБ до того же напряжения, результаты были практически те же что и после первого разряда.

Третий разряд того же АКБ той же нагрузкой но теперь до напряжения 10,5В, т.е. стопроцентный разряд. Продолжался 20 часов 36 минут.
Логи всех этих трех разрядов лежат здесь.

По ним я составил объединенный график всех трех разрядов АКБ Yuasa NP12-12Ач


Как видно все три разряда проходили почти идентично, к третьему разряду АКБ видимо немного набрал емкость поэтому напряжение держалось немного дольше чем в предыдущих разрядах. Т.к. Кулон 912, которым я разряжал считает напряжение с точностью до десятых получились достаточно длинные ступеньки, я прикинул, что искомое напряжение - 12,00В будет скорее всего в середине ступени 12,0В. По времени это получается примерно 11 часов 30 минут или около 57% общего времени разряда и общей выкачанной емкости.

Порог в 11,5В достигается приблизительно через 16 часов 50 минут или 84% общего времени разряда и общей выкачанной емкости.
Как видно разряд этой батареи полностью повторяет разрядную кривую "из учебников", а также из даташита на саму батарею

[TOM]

[user]Яков93[/user], я немного поизвращался в Экселе и нарисовал график разряда твоего аккумулятора в логарифмическом масштабе по оси времени



Так он выглядит значительно привлекательнее

[Яков93]

[user]Яков93[/user], я немного поизвращался в Экселе и нарисовал график разряда твоего аккумулятора в логарифмическом масштабе по оси времени



Так он выглядит значительно привлекательнее

Я очень далек от всяких логарифмов и интегралов 
Чисто практически для меня АКБ с плавным падением напряжения выглядит привлекательнее, чем с резким обрывом вниз.

[TOM]

[user]Яков93[/user], это один и тот же график, но нарисован по разному.

Этот сделан с линейной шкалой времени

А этот с логарифмической.
Данные одни и те же, только расположены по оси времени с разными интервалами.

[Яков93]

[user]Яков93[/user], это один и тот же график, но нарисован по разному.

Этот сделан с линейной шкалой времени

А этот с логарифмической.
Данные одни и те же, только расположены по оси времени с разными интервалами.

Строго говоря это разные графики, потому что сняты при разряде разных АКБ. Мой объединенный снят с АКБ 12Ач, Ваш с АКБ 9Ач.
Они похожи, но все равно немного (на несколько процентов) отличаются.

[yustas66]

Если внимательно посмотреть все эти графики, то можно сделать вывод, что разряжать аккумуляторы можно до касания 11 вольт - спокойно. Но это будет касаться нормальных батарей, а не подубитых !!!

[Яков93]

Если внимательно посмотреть все эти графики, то можно сделать вывод, что разряжать аккумуляторы можно до касания 11 вольт - спокойно. Но это будет касаться нормальных батарей, а не подубитых !!!

Как понять "спокойно"? Если до 11,5В это допустим 84% разряд, то до 11В это 97%.
Зачем же АКБ так глубоко разряжать - процентов на 30 для долгой и здоровой жизни - скорее всего это где-то до 12,3В.

[Steel RAT]

Э! Вы несколько увлеклись сферическими конями в вакууме. 
И по-моему многие забыли откуда возникла эта идея - разряжать не до 10.8, а до 12 вольт.
Так вот исток этой мысли - АКБ системы Ca-Ca. Которые гипотетически при полном разряде необратимо теряют емкость.  В случае бескальциевой батареи её можно разряжать до 10.8В без тяжелых последствий.

С другой стороны - новые батареи нефиг тестировать вообще, кроме как ради удовлетворения собственного интереса.
А в случае если батарея уже не новая, да еще и разбалансированная по заряду банок,  причем и с неравномерной деградацией пакетов, так тогда кривая разряда может принимать весьма причудливые формы.

Отсюда можно сделать следующий вывод: неполный разряд можно сравнивать только с таким же неполным разрядом той-же батареи от цикла к циклу.  В сравнении разных экземпляров информация о емкости неполного разряда неактуальна.

И еще. Емкость батареи определяет её самая слабая банка.
Если вы разряжаете АКБ даже до 12В с очень слабой банкой, уже при этом напряжении вы можете посадить её ниже критических 1,8В. А при неудачном стечении обстоятельств даже загнать в переполюсовку. Что явно не идет ей на пользу.

Поэтому  КТЦ любым ЗУ без побаночного контроля напряжения может приводить к ухудшению  параметров использованных АКБ.

С точки зрения результата, а не процесса следует для начала провести предварительный тест АКБ.
Самый простой и быстрый вариант такой:

1. Зарядка  АКБ до 14,4 В любым ЗУ.
2. Подключение нагрузочной вилки обеспечивающей ток равный номинальной емкости или более.
3. Снятие побаночных напряжений под нагрузкой.
4. Выявление на основе измерения банок с худшими характеристиками.  Обычно 1-2.
5. Дальнейшее циклирование/восстановление только этих банок.

Проведение КТЦ всего АКБ дает относительно положительные результаты только для батарей не старше 3 лет с момента выпуска, не имеющих явных проблем.  Т.е. такой манипуляцией вы можете только выравнять (балансировать) заряд отдельных ячеек. Большего от такой манипуляции ждать не следует.

[Alex_Soroka]

Думаю химия там была одинаковая

Здесь что, сборище дебилов ?
РАБОТА ХИМИИ В ЛЮБОМ ТИПЕ СВИНЦОВОГО АКБ(AGM, GEL, наливной) ОДИНАКОВА !!!
Разница конструкции пластин и токоотводов влияет ТОЛЬКО НА ОТДАВАЕМЫЙ БОЛЬШОЙ ТОК(способность отдавать, доступность материала намазок), И НИ НА ЧТО ДРУГОЕ!

Просто "восстановленный" АКБ перестал работать как нормальный

  .....

и начал очень резко ронять напряжение после 12В

да они все НОРМАЛЬНЫЕ "резко роняют", а не "тошнят потихоньку" !

Вот поэтому было бы интересно взглянуть на шкалу времени

ШКАЛА ВРЕМЕНИ ЛИНЕЙНА В МОИХ ОПЫТАХ !!!!!!!!!!!
ТОК РАЗРЯДА = 10 ЧАСОВОМУ РАЗРЯДУ ДЛЯ 120Ач АКБ!!!

[Яков93]

С другой стороны - новые батареи нефиг тестировать вообще, кроме как ради удовлетворения собственного интереса.

Вы абсолютно правы, удовлетворение моего собственного интереса это основной стимул для того чтоб узнать какая из разрядных кривых является правильной - классическая или "адаптивно-альтернативная", которую Сорока противопоставляет классической. Т.к. правильная кривая должна выводиться на новых АКБ, я и использую новые АКБ.

А в случае если батарея уже не новая, да еще и разбалансированная по заряду банок,  причем и с неравномерной деградацией пакетов, так тогда кривая разряда может принимать весьма причудливые формы.

И тут  я согласен, именно это доказывает (как я предполагаю) график г-на Сороки, который как раз в своем эксперименте использовал убито-восстановленную АКБ.

[Яков93]

да они все НОРМАЛЬНЫЕ "резко роняют", а не "тошнят потихоньку" !

Ваше утверждение противоречит классическим графикам разряда, по мне, так оно взято с потолка.
В Вашем опыте использовалась не новая батарея, и она не стала новой после Вашего восстановления. Что там в ней после восстановления наладилось, а что повредилось это еще огромный вопрос.

Вот поэтому было бы интересно взглянуть на шкалу времени

ШКАЛА ВРЕМЕНИ ЛИНЕЙНА В МОИХ ОПЫТАХ !!!!!!!!!!!
ТОК РАЗРЯДА = 10 ЧАСОВОМУ РАЗРЯДУ ДЛЯ 120Ач АКБ!!!

Ну и что, что шкала ЛИНЕЙНА в Вашем опыте. У меня во всех графиках, которые я выкладываю шкала ЛИНЕЙНА, только я не забываю писать на этой шкале временные отметки и всегда можно определить в какое время в каком состоянии находилась АКБ.
А у Вас шкала в "попугаях" чему равны эти попугаи Вы так и не сказали, а гадать на кофейной гуще я как-то не расположен.
Тем более, что чем дальше, тем больше я убеждаюсь, что Ваш график не соответствует разрядной кривой нормальных, а не убито-восстановленных батарей. Так что дальше его расшифровывать для меня смысла нет, просто обратил внимание на то, что можно было бы график сделать изначально информативнее.

[Яков93]

Кстати говоря, г-н [user]Alex_Soroka[/user], задумайтесь. Может быть Вам и не стоит спорить с классическим графиком разряда.  Возможно Вы совершили прорыв в физике и химии свинцово-кислотных батарей, в частности в характеристиках их разряда. Ведь если Ваш график верен, то получается, что напряжение 12В на восстановленных Вашим ЗУСом АКБ держится дольше чем обычно, а это прекрасно.
Это же отличная реклама Вашего ЗУСа - приводите классический график разряда на новой батарее как график "ДО", а Ваш "86%" как график "ПОСЛЕ". И внизу слоган "Все еще кипятите..."

[Alex_Soroka]

Ведь если Ваш график верен

Повторяю: ГРАФИК СНИМАЛСЯ С РЕАЛЬНОГО АКБ ГЕЛЕВОЙ СИСТЕМЫ!
Это был период когда я восстанавливал АКБ "от мобильных вышек".
несколько контрольных разрядов пооставалось в графиках.

получается, что напряжение 12В на восстановленных Вашим ЗУСом АКБ держится дольше чем обычно

так и есть.
вы должны те-же эффекты видеть, если вы заряжаете Версия4(ТОР) свои АКБ без крокодилов и удлинения проводов.

[Steel RAT]

Еще хотел бы добавить обращение к конструкторам зарядных устройств.
Вам надо в схему ЗУ или программу управления добавить детектор быстрого падения напряжения.
Т.е. снять кривую разряда для одной банки и определить дельту напряжения от времени, когда наблюдается перегиб кривой разряда в районе 1,8 В.
Далее процессор должен отслеживать динамику падения напряжения АКБ при цикле разряда.
Как только напряжение проседает, допустим, на 0,1В за 1 минуту - отключать разряд, т.к. одна из банок  уже разряжена на 100%. Это убережет АКБ от переполюсовок и позволит с одной стороны четко определить именно емкость самой плохой банки, а с другой позволит эффективно отслеживать динамику восстановления/падения емкости при КТЦ, если таковая имеет место быть.
Данная функция позволит не мучатся с подключением к одной банке, максимально автоматизировать процесс проведения безопасного КТЦ и позволит работать с ЗУ оператору низкой квалификации.