ВведениеВ сегодняшней статье мы представляем вам короткое и немного необычное исследование - изучение работы четырёх разных типов элементов питания формата AA при температуре -15 °C. На дворе зима, и хоть «русской суровой» её в этом году можно назвать лишь условно, тема работы батареек при отрицательных температурах, на наш взгляд, актуальна. Тем более, что рассматривать мы будем не столько продукцию разных фирм, сколько разные типы элементов питания - то есть отличающиеся друг от друга электрохимией.
В том, что батарейки и аккумуляторы на морозе теряют ёмкость, нет ничего удивительного: внутри у них находится электролит, от температуры которого зависит и подвижность ионов, и скорость протекания химических реакций - а значит, эффективность работы элемента питания. Разные типы элементов имеют разный состав электролита и, соответственно, по-разному реагируют на снижение температуры. Сегодня мы и попробуем эту разницу увидеть на практике.
Исследование наше будет заключаться в измерении ёмкости четырёх элементов питания при двух температурах - +23 °C и -15 °C. В тестировании приняли участие:
щелочные батарейки Duracell Turbo;
литиевые одноразовые (неперезаряжаемые) батарейки Energizer Ultimate Lithium;
никель-кадмиевые аккумуляторы GP 100AAKC (паспортная ёмкость 1000 мА*ч);
никель-металлгидридные аккумуляторы Sanyo HR3U (паспортная ёмкость 2700 мА*ч).
Обращаем ваше внимание, что литиевые элементы - это одноразовые батарейки формата AA с рабочим напряжением 1,5 В, а не перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторы, чьё напряжение обычно равно 3,6 или 3,7 В. Хотя последние при сильном охлаждении также страдают - и это известно, пожалуй, всем владельцам мобильных телефонов, которые вынуждены были когда-либо подолгу разговаривать зимой на улице - в нашем тесте они не приняли участие по двум причинам. Во-первых, в промышленных устройствах Li-ion аккумуляторы обычно альтернативы не имеют, устройство может использоваться только с одной конкретной моделью аккумулятора. Во-вторых, в нашем распоряжении не было как Li-ion аккумуляторов, удобных для подключения к нашей тестовой нагрузке, так и отдельного зарядного устройства для них.
Также стоит уточнить, что при охлаждении до -15 °C потеря ёмкости аккумуляторов и батареек - временная, после нагрева обратно до комнатной температуры их характеристики полностью восстанавливаются. Для необратимого повреждения большинство типов аккумуляторов, включая литий-ионные, требуется охладить ниже -40 °C.
В статье мы будем говорить только о разрядке аккумуляторов при низких температурах. Зарядку же их всегда лучше выполнять при температуре не ниже +10 °C.
Постановка эксперимента
Тестирование батареек и аккумуляторов проходило в два этапа: сначала мы провели измерение их ёмкости при разряде постоянным током 500 мА (примерно такую же нагрузку на элементы питания создаёт фотоаппарат или фонарик с лампочкой накаливания) при нормальной комнатной температуре (23 °C), после чего зарядили аккумуляторы, заменили батарейки - и повторили эксперимент при тех же условиях, за исключением температуры.В результате мы получили два набора данных, разница между которыми была только в температуре окружающего воздуха, при которой эти данные получались.
Нужная температура создавалась при помощи инкубатора Sanyo MIR-253 - 254-литрового термошкафа, способного сколь угодно долго поддерживать внутри себя любую заданную температуру в диапазоне от -20 до +50 °C. Температура в нём устанавливается с точностью до 1 °C, а чтобы она была одинакова по всему объёму инкубатора, он снабжён вентилятором. Мощный компрессор позволяет инкубатору остыть от комнатной температуры до -15 °C всего лишь за полтора часа.
Для разрядки элементов питания постоянным током использовалось уже известное нашим читателям устройство , представляющее собой 4-канальный стабилизатор тока. В ходе процесса напряжения всех четырёх элементов питания фиксировались самописцем Velleman PCS10 , каждый из каналов которого предварительно калибровался для получения максимально возможной точности измерения.
Чтобы изучить влияние холода только на сами батарейки, но не на нашу установку, блок с батарейками был подключён к ней с помощью гибкого 40-сантиметрового шлейфа, проходящего через специальное отверстие в стенке инкубатора. Таким образом, условия разряда в первом и втором экспериментах не отличались ничем, кроме температуры окружающего батарейки воздуха.
Непосредственно перед экспериментом аккумуляторы заряжались с помощью универсального зарядного устройства Sanyo NC-MQR02.
Изначально инкубатор был установлен на температуру +5 °C. За полтора часа до начала измерений в него были помещены батарейки, а температура изменена на -15 °С. Примерно за час инкубатор остыл до заданного уровня (табло на фотографии выше показывает текущую температуру воздуха внутри инкубатора), через полчаса после этого батарейки были подключены к находящейся снаружи инкубатора нагрузке - и эксперимент начался.
Таким образом, тестировавшиеся элементы питания успели остыть ниже нуля градусов ещё до начала разрядки. Это было сделано специально, чтобы смоделировать ситуацию, когда, скажем, вы отправляетесь гулять с фотоаппаратом, и к моменту, когда вы захотите сделать снимок, батарейки в нём уже успеют остыть. В случае, если батарейки пробыли на морозе несколько часов, потеря ёмкости может оказаться ещё более значительной, чем в нашем эксперименте.
Эксперимент продолжался до полной разрядки последней из батареек, дверца инкубатора при этом открывалась дважды на несколько секунд, чтобы извлечь разрядившиеся Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы - температура в инкубаторе при этом поднималась примерно на градус-полтора, но, благодаря мощному холодильному агрегату, быстро возвращалась обратно.
Итоги тестирования
Для начала - график разряда протестированных элементов питания при комнатной температуре:
Аккумулятор Sanyo HR3U (паспортная ёмкость 2700 мА*ч) на постоянном токе 500 мА мы уже тестировали ранее , а вот про остальные три элемента стоит сказать отдельно.
Никель-кадмиевый (Ni-Cd) аккумулятор GP 100AAKC полностью подтвердил свои паспортные данные - при обещанной производителем ёмкость 1 А*ч в нашем тесте он смог отдать 1,03 А*ч. Аккумулятор хорошо держит напряжение в течение почти всего процесса разрядки.
Одноразовая литиевая батарейка Energizer Ultimate Lithium в очередной раз подтвердила свои отличные характеристики - ёе ёмкость, в отличие от более привычных щелочных батареек, весьма мало зависит от разрядного тока. Ранее мы уже тестировали её при разряде током 750 мА, и получили примерно тот же результат - около 3 А*ч. К слову, паспортная ёмкость Ultimate Lithium как раз трём ампер-часам и равна. Батарейка хорошо держит напряжение до последнего момента, после чего быстро «просаживается».
Щелочная батарейка Duracell Turbo (также тестировавшаяся нами ранее, но на других токах - 250 и 750 мА) звёзд с неба не хватает: хотя при разряде до 1,0 В её ёмкость в ампер-часах оказалась одинакова с Ni-Cd аккумулятором, но вот напряжение она держит плохо, так что при пересчёте в ватт-часы батарейка займёт последнее место в рейтинге. Шансы на конкуренцию с Ni-Cd аккумулятором у неё есть разве что в случае, когда питаемое устройство может работать от напряжения 0,9 В или ниже, но на конкуренцию с литиевыми батарейками или Ni-MH аккумуляторами при таком разрядном токе - шансов уже нет никаких. Впрочем, этот вывод не нов, щелочные батарейки мы уже тестировали и об их непригодности для устройств со сколь-нибудь серьёзным энергопотреблением говорили.
Теперь посмотрим на результаты, полученные на элементах питания, охлаждённых до -15 °C. Оси графика имеют такой же масштаб, как и выше:
Во-первых, у всех элементов снизилось напряжение - примерно на 0,1 В у Ni-Cd аккумулятора и литиевой батарейки, и немного больше, на 0,15 В, у Ni-MH аккумулятора.
Во-вторых, все элементы сократили свою ёмкость, кроме того, у Ni-MH аккумулятора и литиевой батарейки графики стали более пологими, теперь их напряжение плавно снижается с самого начала процесса разряда, а не держится на постоянном уровне.
В-третьих, отдельно стоит сказать о щелочной батарейке - как наглядно видно из графика, при температуре -15 °C она попросту неработоспособна: под нагрузкой её напряжение падает ниже 1 В примерно за четверть часа, далее у батарейки хоть и открывается ненадолго «второе дыхание» (напряжение вдруг начинает расти), но ситуацию оно не спасает никоим образом. О конкуренции даже с относительно малоёмкими Ni-Cd аккумуляторами более не идёт и речи.
Диаграмма с емкостями протестированных элементов в ампер-часах лишь подтверждает сказанное - щелочная батарейка при сильном охлаждении практически перестаёт работать, её ёмкость на нагрузке 500 мА упала до 0,14 А*ч.
Весьма интересно, что падение емкостей Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов вполне сравнимо, хотя традиционно считается, что Ni-Cd более устойчивы к холоду. То ли под холодом надо понимать температуры ниже -30 °C, то ли, возможно, стоит попробовать Ni-Cd аккумуляторы других производителей, но в нашем случае по абсолютной ёмкости среди аккумуляторов, несомненно, побеждает Ni-MH.
В общем же зачёте привычно лидируют литиевые батарейки Energizer - им и мороз нипочём. Ещё бы стоили они подешевле...
При пересчёте в ватт-часы разница емкостей при температурах +23 °C и -15 °C становится больше - сказывается тот факт, что при охлаждении у всех элементов питания снизилось рабочее напряжение. Впрочем, расстановка сил не меняется: щелочные батарейки на морозе не годны практически ни на что, Ni-Cd аккумулятор теряет примерно половину ёмкости, а лучше всех держится одноразовая литиевая батарейка.
И, наконец, самая наглядная диаграмма: потеря ёмкости в процентах при охлаждении до -15 °C относительно ёмкости при +23 °C.
Щелочная батарейка Duracell Turbo демонстрирует катастрофический результат - падение на 87 %. Боюсь, если летом во многих фотоаппаратах щелочных батареек хватает на десять-двадцать снимков, то зимой - хорошо, если объектив-то удастся выдвинуть...
Чуть меньше чем вдвое снизилась ёмкость Ni-Cd аккумулятора - увы, чуда не произошло, и по абсолютной ёмкости обогнать он смог лишь щелочную батарейку, в общем зачёте оказавшись на третьем месте.
Весьма неплохо выдерживает мороз Ni-MH аккумулятор: его ёмкость падает примерно на треть, но номинальное её значение достаточно велико, чтобы остатка хватило на уверенное второе место. Таким образом, по крайней мере для эпизодического использования при температурах до -15 °C менять Ni-MH на Ni-Cd смысла нет никакого.
И, наконец, лучший результат - у одноразовых литиевых батареек, падение ёмкости которых при охлаждении на 38 градусов составило всего лишь около 20 %. К сожалению, их высокая стоимость (в московских магазинах - более 70 рублей за штуку на момент подготовки статьи) не позволяет широко использовать их вместо аккумуляторов.
Сформулируем вкратце выводы:
щелочные батарейки при отрицательных температурах работают крайне плохо, падение ёмкости при охлаждении у них лишь немного не дотянуло до десятикратного;
для техники со сравнительно большим энергопотреблением для периодического использования при температурах до -15 °C лучшим выбором являются обычные Ni-MH аккумуляторы;
для техники с малым энергопотреблением (например, заоконные беспроводные датчики домашних метеостанций), а также техники, которая должна долго храниться при низких температурах с батарейками в комплекте (например, ручной фонарик в неотапливаемом гараже) лучшим выбором являются одноразовые литиевые батарейки Energizer Ultimate Lithium, несмотря на их высокую стоимость;
какого-либо смысла в использовании Ni-Cd аккумуляторов с точки зрения эпизодической работы при температурах до -15 °C мы обнаружить не смогли.
P.S. То, что аккумуляторы или батарейки способны работать на морозе, ещё не значит, что устройство, в которое они установлены, также рассчитано на отрицательные температуры. Сверяйтесь с руководством пользователя!
Другие материалы по данной теме
Тестирование Ni-MH аккумуляторов формата AA
Тестирование батареек формата AA
Методика тестирования аккумуляторов и батареек
Проблема замерзания элемента питания автомобиля становится актуальной каждый сезон с приходом Как показывает практика, легче застраховаться от подобных проблем, чем выходить из положения каждое утро в спешке на работу или по другим делам. Но всего предусмотреть нельзя, да и системы обогрева могут подвести в самый ответственный момент. В связи с этим возникает вопрос: автомобиля?" Подходов к разрешению ситуации существует несколько, и в каждом случае будет наиболее эффективным тот или иной вариант.
Использование другого аккумулятора
Не всегда под рукой есть свободный работающий аккумулятор, который даст «прикур» и тем самым восстановит работоспособность основного блока, но на самом деле это самый простой и быстрый способ решения проблемы. Например, можно обратиться к соседу за такой помощью или попросить рядом стоящих автовладельцев - это зависит от возможностей и конкретных обстоятельств. Теперь главный вопрос: "Как оживить аккумулятор автомобиля путем «прикуривания»?" Для этого следует иметь наготове схему подключения конкретного блока по клеммам. Впрочем, опытные автолюбители знают нюансы обращения с аккумуляторной проводкой наизусть. Обычно процедура состоит из четырех этапов. В первую очередь надевается провод «прикуривания» на + работающего блока. Далее уже другой конец этого же кабеля надевается на + проблемной батареи. Аналогичным образом выполняются и два подключения «минуса», но только начинать надо уже с нерабочего аккумулятора.
Пробуждение основной электроники в машине
Вполне возможно, что по тем или иным причинам восстановление блока с помощью другого аккумулятора не увенчается успехом. В такой ситуации есть смысл без промедлений запустить все доступные для активации системы обогрева. В современном автомобиле их должно быть достаточно, чтобы косвенным образом согрелся и электролит. Например, запустить можно подогрев сидений, рулевого колеса, стекол, печки и т. д. Вместе с этим вопрос о том, как оживить аккумулятор автомобиля без зарядного устройства, может быть решен и за счет включения оптических устройств. Головной свет, габаритные огни - эти и другие приборы сами по себе дают тепловое излучение, не говоря о коммуникациях, к которым они подключены.
Использование пускового устройства
Довольно прогрессивным и относительно удобным способом разморозки аккумулятора является вполне типовой нагреватель, который располагается в системе охлаждения. Впрочем, не столь важно, какая именно система подогрева будет обеспечивать активацию питающего элемента. Более важно, как она будет работать. Для этого предусматриваются пусковые устройства, работающие или по дистанционному принципу непосредственно на командах от пользователя, или по вложенной программе. То есть вопрос относительно того, как оживить аккумулятор автомобиля, в данном случае перекладывается на электронику. Обычное дело, когда водитель вечером устанавливает нагреватель с пусковым устройством на режим обогрева с определенными интервалами, после чего спокойно отправляется домой. Но важно учитывать и недостатки подобных схем. Во-первых, так или иначе обогреватель будет работать от того же аккумулятора, то есть наутро можно получить батарею с серьезным процентом расхода. Во-вторых, оптимальным режимом такого прогрева будет не постоянный, а периодический, например 15 мин. из 60. Подобные частые прогревы могут негативно сказаться на электрохимических качествах блока.
Попытки прямого запуска
Нельзя исключать и вероятность вполне типового запуска машины без сторонних способов. Впрочем, и здесь для повышения шансов на успех мероприятия все же следует придерживаться определенных правил. К примеру, еще до запуска нужно отключить всю энергозатратную электронику и оборудование в машине. Далее выжимается сцепление, и можно начинать попытки завода. В случае с инжекторными двигателями педаль газа лучше не трогать. Следует быть готовым, что первые попытки не оправдают ожиданий, но будет неправильно отказываться от дальнейших действий, поскольку вторая и третья серия пусков чаще всего происходит в более выгодных условиях. В вопросе о том, как оживить аккумулятор автомобиля посредством серийных запусков двигателя, важно учитывать один нюанс. В принципе, вероятность успешного запуска будет определяться уже по работе стартера. Если по мере выполнения попыток он начинает крутиться дольше, то есть смысл продолжать процедуру, а если он сохраняет свое поведение и через 7-8 попыток, то, вероятно, лучше остановиться.
Что нельзя делать для оживления АКБ в мороз?
Вообще, желательно никаких действий с аккумуляторным блоком на морозе не совершать. Хотя многие автолюбители делятся своим успешным опытом зарядки при температурах порядка -30 °С, производители настоятельно рекомендуют уже при -20-25 °С уносить батарею в теплое место. Правда, и тут все зависит от конкретной модели. Если все же стоит безвыходный вопрос о том, как оживить аккумулятор автомобиля в мороз в удалении от города, то лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Дело в том, что даже попытки «прикуривания» в таких условиях могут спровоцировать взрыв блока.
Если причина не в морозе
Любые попытки запустить работоспособный процесс аккумулятора могут ни к чему не привести, если начинка с электролитом оказалась в непригодном для эксплуатации состоянии. То есть даже низкая температура не является причиной отказа блока питания работать, просто он утратил свои электрохимические свойства. Как оживить старый аккумулятор автомобиля в таком случае? В первую очередь необходимо все же обеспечить разогрев батареи. Для этого можно или активизировать систему обогрева в машине, или отнести устройство в дом. Далее АКБ проверяется на приборах измерения напряжения, а затем можно предпринять попытки заряда. Итогом такой проверки станет или заключение о полной непригодности устройства к работе, или же потребность в ремонте.
Как не допустить замерзания аккумулятора?
Наиболее распространенным и рекомендуемым специалистами способом предотвращения замерзания аккумулятора является его перенос в дом на ночь. И тут есть два важных нюанса. Во-первых, следует аккуратно реализовывать процедуру изъятия и установки блока, поскольку жидкий электролит при нарушении положения корпуса может разлиться. Во-вторых, важен и вопрос о том, как оживить аккумулятор автомобиля в домашних условиях при комнатной температуре. Собственно, об эффективности обогрева можно не беспокоиться и не использовать специальных средств. В этой части главное - это изолировать сам блок от места, где находятся люди.
Стоит ли использовать присадки?
В наши дни любая проблема, связанная с технической основой моторной группы, может в той или иной степени быть исправлена модификаторами. Примером этому являются трансмиссионные и моторные масла. Существуют и специальные составы, улучшающие определенные свойства электролита. Большая часть из них действует с целью предотвращения процесса сульфатизации, но есть и морозостойкие смеси. Вопрос о том, как оживить необслуживаемый аккумулятор автомобиля с помощью присадок, неоднозначен. В первую очередь надо сказать, что для блока, который уже пребывает в замороженном состоянии, они не годятся. Их задача заключается в предотвращении негативных факторов взаимодействия АКБ и низкой температуры. Но перед тем как использовать подобные средства, необходимо ознакомиться с рекомендациями изготовителя конкретной модели в плане применения модифицирующих смесей.
Заключение
Многих проблем, связанных с эксплуатацией аккумулятора, можно избежать еще на этапе его покупки. В вопросе о том, как оживить севший аккумулятор автомобиля в условиях удаленности от цивилизации, очень многое будет зависеть именно от характеристик самого блока. Сегодня производители выпускают специальные модели, которые изначально снабжаются усиленной защитой от внешних воздействий. Наиболее успешные разработки показывают пример стойкости к морозам самого активного вещества. При этом, в отличие от улучшенного присадками электролита, такая электрохимическая начинка в полной мере сохраняет и свои рабочие качества, отдавая достаточный заряд в соответствии с нормативами.
В мире нет ни одного водителя, который бы не вспомнил случая, когда однажды утром зимой, повернув ключ замка, оказалось, что стартер не подает признаков жизни. Либо если и издает какие-то звуки, в попытках провернуть коленвал двигателя, то они означают одно - аккумулятор безнадежно разрядился.
Как поступить в таком случае, какие действия предпринять?
Положение, конечно же, не из приятных, но отчаиваться не следует — нужно трезво оценить обстановку. В первую очередь следует определиться со временем. Если по вашим подсчетам времени достаточно, то можно попросить соседа по автостоянке дать вам «прикурить» от аккумулятора его автомашины. В этом случае вам понадобятся длинные высоковольтные провода с зажимными клеммами (типа «крокодил»), которыми бы неплохо обзавестись перед зимой. Так, на всякий случай. Ну, и, конечно же, во время процедуры «прикуривания» не перепутайте полярность аккумуляторов, что чревато взрывом АКБ и потерей бортового компьютера.
Если Вы располагаете временем, то самым оптимальным для АКБ и электрики автомашины будет следующий способ. Необходимо снять аккумулятор и занести его домой или в другое теплое помещение. Проблема в том, что при морозе повышается плотность электролита, в то время как сила пускового тока падает. Это касается даже новых аккумуляторов - холод снижает их эффективность. В тепле рабочие параметры аккумулятора приходят в норму, и сила пускового тока значительно повышается. Теплый аккумулятор следует поставить на место, при этом, не перепутав клеммы аккумулятора, и сделать новую попытку запустить мотор.
Со снятием аккумулятора нужно быть осторожным, так как при обратной его постановке на место на некоторых магнитолах, возможно, придется разблокировать акустическую систему.
Однако не следует аккумуляторную батарею совать в тазик с горячей водой, или ставить его на обогревательные приборы в попытке ускорить процесс согревания. Такие действия могут привести к потере батареи, вследствие образования трещин в корпусе из-за резкого перепада температур. Этот же фактор может привести к осыпанию внутренних пластин, что чревато замыканием отдельных блоков батареи. Процесс «разморозки» АКБ должен быть постепенным, и лучше не рисковать, пытаясь его ускорить.
Так называемые, широко разрекламированные, «согревающие чехлы» также слабо помогают. Их помощь может быть эффективна в том случае, если что-то сначала разогреет сам аккумулятор. Ввиду того, что в зимнее время работа АКБ не сопровождается особым тепловыделением, то применение данного «апгрейда» является неоправданным. Его функциональность была бы эффективнее, если бы чехол обладал способностью подогревать аккумулятор.
В чем же причины интенсивного разряда батареи в холодную пору года? Этим вопросом частенько задаются владельцы автомобилей, купившие новый аккумулятор перед самой зимой. Ведь логика подсказывает, что новая АКБ должна проворачивать коленвал мощно и быстро, но через несколько недель каждодневного использования в одно прекрасное утро, Вы не слышите привычного звука вращающегося стартера. Не стоит, конечно, заниматься насилием над машиной, если Вы оставили свой автомобиль в 30-градусный мороз на пару недель. Подобные эксперименты могут привести к печальным последствиям.
Анализ проблемы разряда батареи в зимнее время показывает, что чаще всего в ней виноваты сами водители. А для того, чтобы это проверить, нужно понять работу пусковой электросхемы автомобиля.
Аккумулятор, являясь накопителем электрического тока нужного для запуска мотора, во многом зависит от еще одного участника электросхемы - генератора. Как известно генератор преобразует механическую энергию вращения вала двигателя в электрическую энергию, которую подает как на все цепи машины, так и на АКБ, постепенно восстанавливая ее заряд до нормы. Но для этого необходимо, чтобы в течение не менее 15 минут двигатель устойчиво работал с оборотами, превышающими 1500 в минуту.
Не секрет, что в зимний период многие автолюбители для автоматического пуска двигателя используют всевозможные устройства. Функцию запуска обычно встраивают в систему сигнализации, устанавливая в нее таймер, который заводит двигатель через определенные интервалы времени, или по достижению двигателем заданной температуры.
Распространенной также стала система Webasto, которая разогревает мотор до его запуска в установленное на таймер время.
Преимущества этого оборудования очевидны. Автопроизводители считают, что запуск двигателя и эксплуатация автомобиля в условиях температур 20-25 градусов ниже нуля весьма негативно сказывается на их состоянии и снижает ресурс работоспособности всех агрегатов. А предпусковые устройства, подогревающие охлаждающую жидкость двигателя, позволяют легко и без последствий для мотора осуществить его пуск даже при температуре -40С°.
Несколько другое положение дел с автоматическим запуском по установленному времени либо по температуре. Существуют некоторые нюансы по оптимальной настройке этой процедуры, но об этом поговорим в следующий раз. В данной же статье рассматривается вопрос о работе аккумулятора в системах прогрева двигателя.
Предпусковое устройство типа Webasto устанавливается в системе охлаждения двигателя, и основным источником энергии для него является аккумулятор. Данное устройство врезается в бортовую сеть, топливную и охлаждающую системы. Во время его включения специальный нагревательный элемент, работающий на жидком топливе, подогревает, прокачиваемый через него специальным малогабаритным насосом, антифриз. В итоге через некоторое время система охлаждения двигателя заполнятся горячим антифризом, что позволяет запустить двигатель без проблем.
Во время этого процесса происходит существенный расход заряда батареи, а если автовладелец желает сесть в теплый салон своего авто, то АКБ теряет свою мощность еще быстрее. Cудите сами — для того, чтобы нагреть мотор до оптимальной температуры необходимо 20-30 минут, на прогрев же салона уходит минут 40, а то и больше. В сильные же морозы салон все равно не прогреется до приемлемой температуры. Водители, имеющие достаточный опыт, просто отключают эту опцию, но большинство пользователей даже не имеют представления о такой возможности и продолжают укорачивать ресурс аккумулятора.
Система, «завязанная» на сигнализации, имеет свои недостатки. Подобные устройства запускают двигатель через определенные отрезки времени или же учитывают его температуру. Прогрев продолжается в течение заданного интервала времени, обычно это 10 минут, затем мотор автоматически глушится. Однако в этой, казалось бы, прекрасной идее имеется существенный изъян. При запуске двигателя по температуре в особо морозные ночи его остывание происходит быстрее, и количество запусков увеличивается, что приводит к более быстрой разрядке АКБ. Когда же запуск производится по предустановленному времени, например, через каждые 2-3 часа, с усилением мороза, допустим до -45С°, этого интервала может не хватить и автомобиль может банально замерзнуть раньше, чем таймер даст команду на запуск. Установка же таймера на более частый интервал может привести к быстрой потере мощности батареи.
Причина такого явления кроется в том, что батарея в течение 10 минут во время работы генератора не успевает восстановить исходный заряд. Если первый пуск происходит легко, то второй и последующие уже затруднены, а на утренний запуск, уже в присутствии водителя, может не хватить пускового тока. В теплый период года такое количество запусков выдержит и слабый изношенный аккумулятор, но с понижением температуры его сил может не хватить. Самым лучшим выходом в этом случае будет переключение опции с режима запуска по времени на пуск по температуре и увеличение времени прогрева с 10 до 15 минут.
Что ж, главная причина разрядки новой батареи определена - параметры нагревателя предпусковой подготовки или автоматический запуск по системе сигнализации. На работу этого оборудования уходит основная энергия аккумулятора. Однако не следует винить в разрядке АКБ только их. Есть еще ряд энергоемких потребителей, которыми после пуска мотора, пользуется водитель.
Взрывы - не единственная проблема аккумуляторов в смартфонах. Зимой при низкой температуре гаджет на холоде может разрядиться в любой момент. Hi-Tech Mail.Ru расскажет, почему это происходит и как защитить свой любимый смартфон от мороза.Аккумулятор - слабое место современных мобильных устройств. Они быстро разряжаются, нагреваются при быстрой зарядке, опыт Samsung Galaxy Note 7 показывает, что телефоны могут даже взрываться из-за батареи. Но россиян сейчас тревожит другая проблема - смартфоны быстро разряжаются на холоде.
Почему телефоны мерзнут
Технология производства источников энергии изменяется намного медленнее других отраслей. В 1991 году отозвали первые мобильные телефоны с аккумулятором с литиевым анодом, которые взрывались во время разговора. Тогда производители перешли на источники энергии с электролитом из лития для повышения безопасности.
Во время зарядки ионы лития внедряются в кристаллическую решетку углеродного материала, чаще всего это графит, катода (отрицательного электрода) и обратно перемещается к аноду (положительному электроду) при разрядке. Холод может нарушить этот процесс.
Низкая температура замедляет все процессы: мясо в морозилке сохранится лучше, чем в холодильнике - бактерии менее активны. Так же с аккумулятором, только вместо микроорганизмов в нем "трудятся" ионы лития.
Чем дешевле, тем лучше
Алюминий обладает высокой теплопроводностью (в среднем 220 Вт/(м·K)) - это одновременно плюс и минус для смартфона. Гаджет лучше отводит тепло от аккумулятора и процессора, но быстрее "промерзает". Толщина устройства тоже играет роль - аккумулятор в тонком смартфоне быстрее начнет нестабильно работать.
Наглядный пример этому - iPhone. Большая часть корпуса смартфонов Apple сделана из алюминия, а толщина iPhone 6/6s/7 - 7,1 мм. Исследование Hi-Tech Mail.Ru показало, что температура -15°C противопоказана iPhone 6. Производитель это знает и честно предупреждает, что диапазон температур окружающей среды для работы с iOS-устройствами - от 0 до 35°C.
Стекло проводит тепло хуже металлов - всего 1,15 Вт/(м·K), но этого достаточно, чтобы телефон быстро "замерзал" на холоде. Samsung Galaxy S7 покрыт стеклом с двух сторон, но боковая рамка сделана из алюминия. Производитель установил для него точно такие же рекомендации в отношении условий эксплуатации - от 0 до 35 °C.
По "выживаемости" на холоде лидирует пластик - его теплопроводность колеблется в районе 0,15-0,20 Вт/(м·K), в зависимости от типа. "Старичок" Samsung Galaxy SII отключается только при температуре -35°C, а "звонилка" Nokia C1-01 при -40°C!
Производители современных смартфонов не рекомендуют использовать их при минусовых температурах (ниже нуля). Отчасти это вина материалов - алюминия и стекла. В бюджетных телефонах корпус производится из простого ПВХ или поликарбоната - разновидности пластика. Поэтому в условиях российской зимы действует правило - чем дешевле, тем лучше.
Состав аккумулятора имеет значение
Артем Анисимов, специалист сервисного центра Re-Mobile, отметил, что литий-содержащие аккумуляторы в принципе не любят замораживания, поэтому долго пользоваться ими на морозе нежелательно. Однако есть разница между литий-ионными и литий-полимерными вариантами.
"У литий-полимера чувствительность к морозам, конечно, ниже. Диапазон рабочих температур у них - примерно от -20 до 35 градусов Цельсия. У литий-ионных же аккумуляторов могут начаться проблемы уже при температуре ниже нуля. Все потому, что химия литий-ионных аккумуляторов более чувствительна к температуре заряжания. И там температурный диапазон уже другой: примерно от 2 до 25 градусов. Однако, несмотря на это, литий-полимерные аккумуляторы распространены меньше. Они дороже", - говорит Анисимов.
Итак, смартфон с литий-полимерным аккумулятором лучше переносит холода.
Решить проблему легко - согрейте смартфон:
- Наденьте чехол, тогда холод будет медленнее проникать в аккумулятор;
- Храните смартфон во внутреннем кармане, ближе к телу;
- Не держите гаджет на холоде дольше 10 минут;
- Согревайте смартфон постепенно - от резкого перепада температур в корпусе может образоваться конденсат;
- Смартфоны со съемными аккумуляторами удобнее - можно вынуть батарею и быстрее согреть ее.
- Не заряжайте смартфон на сильном холоде - так можно навредить устройству.
- Если не удалось сберечь аккумулятор от холода и смартфон отключился, то подержите его в тепле: кармане куртки, в сумке, в машине и т. д. Уже через минут 5 гаджет "оживет". Также для условий российской зимы стоит учесть, что чем больше объем аккумулятора в смартфоне, тем медленнее он будет "мерзнуть".
Холодная погода отрицательно влияет на все системы автомобиля. Но больший вред зимний период причиняет . К счастью следуя простым советам, каждый автолюбитель может сохранить автомобильную батарею в нормальном состоянии и увеличить ее срок службы.
Аккумуляторные батареи как люди любят, чтобы в зимнее время было тепло, и чтобы поступало достаточно энергии за счет питания, которое, как и человеку дает заряд. Именно поэтому в зимнее время нам необходимо больше питания, так как на холоде мы расходуем больше энергии, чем летом. Та же историю и с любыми аккумуляторными батареями.
| Плотность при 25°C, г/см³ | Замерзание, °С | Плотность при 25°C, г/см³ | Замерзание, °С |
|---|---|---|---|
| 1,09 | -7 | 1,22 | -40 |
| 1,10 | -8 | 1,23 | -42 |
| 1,11 | -9 | 1,24 | -50 |
| 1,12 | -10 | 1,25 | -54 |
| 1,13 | -12 | 1,26 | -58 |
| 1,14 | -14 | 1,27 | -68 |
| 1,15 | -16 | 1,28 | -74 |
| 1,16 | -18 | 1,29 | -68 |
| 1,17 | -20 | 1,30 | -66 |
| 1,18 | -22 | 1,31 | -64 |
| 1,19 | -25 | 1,32 | -57 |
| 1,20 | -28 | 1,33 | -54 |
| 1,21 | -34 | 1,40 | -37 |
Автомобильный аккумулятор любит, когда поступает постоянная зарядка. Именно поэтому если вы долгое время пользовались автомобилем, то аккумуляторная батарея может потерять заряд. Примечательно, что разрядка может произойти не только . Но зимой проблема с аккумулятором может быть связана с замерзанием электролита, который замерз из-за недостаточной плотности жидкости в батареи.
Из-за чего может снизиться плотность электролита?
Причин, по которым может снижаться или повышаться плотность электролита в аккумуляторной батарее огромное множество, начиная от состояния пластин и перемычек в батареи и заканчивая неполадок с генератором, который выдает либо недостаточный ток зарядки, либо идет перезаряд.
Почему в зимнее время аккумулятор быстро разряжается?
Конечно, в первую очередь это зависит от плотности электролита, общего состояния пластин аккумулятора, и срока использования батареи. Но почему же многие владельцы новых автомобилей часто сталкиваются с быстрой разрядкой батареи, несмотря на то, что аккумулятор новый. В первую очередь это связано с режимом эксплуатации автомобиля в зимнее время.
Все мы знаем, что наибольшую нагрузку аккумуляторная батарея получает при запуске двигателя. Если в летнее время потребление энергии в момент запуска не может вызвать проблем с последующим запуском двигателя, то в зимнее время из-за повышенного потребления энергии, следующий .
Особенно это актуально для тех владельцев транспортных средств, которые эксплуатируют машину в зимнее время очень редко или проезжают небольшие расстояния.
Например, многие водители проживают не далеко от своего места работы. Запуская рано утром автомобиль в холодную погоду, наш аккумулятор теряет заряд, который должен восполниться за счет работы двигателя и генератора, который заряжает батареею. Например, чтобы аккумулятор полностью восстановил максимальный заряд после запуска в мороз, необходимо чтобы машина как минимум 30 минут проработала на холостых оборотах или как минимум 15-20 минут двигалась по дороге.
К сожалению многие из нас не прогревают должным образом свои автомобили и отправляются на работу недалеко от дома. В результате аккумуляторная батарея не успевает полностью зарядиться после запуска двигателя. Далее машина весь день стоит на морозе, что способствует разряду батареи. Вечером водители снова запускают мотор, и отправляются домой. И опять батарея теряет заряд, из-за короткой дороги. В результате через некоторое время даже новая может полностью разрядиться.
Как необходимо следить за автомобильной батареей?
Чтобы увеличить срок службы аккумуляторной батареи, необходимо следить за ее состоянием проверяя перед сменой сезонов плотность электролита, его уровень а также зарядку.
Особенно это актуально перед наступлением холодов.
Но, несмотря на периодическое плановое обслуживание аккумуляторных батарей, любой аккумулятор может разрядиться на морозе. Все зависит от влажности воздуха и температуры воздуха. Для того чтобы не оказаться в трудной ситуации связанной с разрядкой аккумулятора каждый владелец должен приобрести , с помощью которого любой автолюбитель может самостоятельно зарядить разряженную батарею. Кроме того каждый из нас должен приобрести прибор для замера плотности в батареи.
Советуем вам в зимнее время после запуска мотора как можно дольше не выключать двигатель, для того чтобы генератор машины смог восстановить заряд батареи, который стал ниже после потребление энергии стартером необходимой для запуска двигателя.
Помните, что чем ниже температура окружающего воздуха, тем быстрее батарея теряет накопленную энергию. Это означает, что если на морозе вы несколько дней не заводили машину, то при запуске мотора батарея может полностью разрядиться. Поэтому запустив мотор в зимнее время, дайте поработать ему как минимум 30-40 минут, чтобы заряд батареи полностью восстановился.
