Автомобиль / Электрооборудование / Аккумуляторная батарея / Батарея

Батарея

Батарея в автомобиле - это электрохимический источник энергии, который накапливает электрический заряд и обеспечивает питание соответствующей электрической сети. В большинстве автомобилей под этим словом понимают низковольтную аккумуляторную батарею, участвующую в запуске двигателя, питании блоков управления, освещения, систем комфорта и других потребителей.

В современном автомобиле термин «батарея» может означать не только традиционный стартерный аккумулятор. Некоторые модели имеют отдельную вспомогательную батарею, резервный источник питания, низковольтную литиевую батарею или несколько батарей для разных функций. Гибридные и электрические автомобили дополнительно имеют высоковольтную тяговую батарею, которую необходимо рассматривать отдельно от обычной бортовой сети.

Поэтому при диагностике и подборе недостаточно знать только слово «батарея». Нужно установить ее назначение, номинальное напряжение, технологию, расположение, электрические параметры и роль в конкретной конфигурации автомобиля.

Правило TESMA: батарею идентифицируют по функции и применяемости. Одинаковый внешний вид или напряжение не доказывают взаимозаменяемость.

Какие батареи могут быть в автомобиле

основная стартерная батарея;
вспомогательная низковольтная батарея;
резервная батарея отдельного блока или системы;
батарея системы Start-Stop;
низковольтная батарея гибридного автомобиля;
низковольтная батарея электромобиля;
высоковольтная тяговая батарея гибрида или EV;
внутренние батареи отдельных автономных устройств.

Стартерная батарея

Основная стартерная батарея накапливает энергию, необходимую для запуска двигателя внутреннего сгорания и питания низковольтной сети.

Ее функции могут включать:

питание стартера;
питание блоков управления до запуска;
поддержку бортовой сети при выключенном двигателе;
работу охранных и телематических систем;
участие в стабилизации напряжения;
поддержку электрических потребителей при пиковой нагрузке.

Вспомогательная батарея

На части автомобилей рядом с основной устанавливается дополнительная батарея. Ее функция зависит от конструкции автомобиля.

Она может использоваться для:

поддержки электронных систем;
питания отдельных потребителей;
резервирования питания;
работы Start-Stop;
электрического стояночного тормоза;
телематики;
систем безопасности;
стабилизации низковольтной сети.

Не следует автоматически заменять вспомогательную батарею аккумулятором того же типоразмера, что и основной. Ее характеристики и технология могут отличаться.

Батарея и аккумулятор - есть ли разница

В бытовой автомобильной речи слова «батарея», «аккумулятор» и «аккумуляторная батарея» часто используются как синонимы. Технически слово «батарея» может обозначать совокупность электрохимических элементов, а слово «аккумулятор» - перезаряжаемый электрохимический источник.

В базе знаний TESMA эти страницы разделены для более точной структуры:

Аккумуляторная батарея - узел электрооборудования;
Аккумулятор - конкретный сменный компонент и его подбор;
Батарея - более широкое понятие источника накопленной электрической энергии и его разновидностей в автомобиле.

Низковольтная батарея

Низковольтная батарея обеспечивает работу обычной бортовой электрической сети автомобиля. Ее номинальное напряжение зависит от конструкции транспортного средства.

В легковых автомобилях часто используется сеть класса 12 В, но современные транспортные средства могут иметь и дополнительные электрические архитектуры. Точные параметры проверяют по документации конкретной модели.

Высоковольтная тяговая батарея

Тяговую батарею гибридного или электрического автомобиля нельзя рассматривать как обычный стартерный аккумулятор.

Она отличается:

значительно более высоким рабочим напряжением;
другой химией элементов;
системой охлаждения или термоуправления;
электронной системой управления батареей;
высоковольтными контакторами;
контролем изоляции;
отдельными требованиями безопасности.

Работа с высоковольтной системой требует соответствующей квалификации и процедуры производителя.

Почему электромобилю тоже нужна низковольтная батарея

Даже при наличии большой тяговой батареи низковольтный источник часто необходим для:

активации блоков управления;
замыкания высоковольтных контакторов;
освещения;
центрального замка;
систем доступа;
телематики;
аварийных систем;
низковольтных исполнительных механизмов.

Из-за неисправной низковольтной батареи электромобиль может не переходить в состояние готовности к движению, даже если тяговый аккумулятор имеет достаточный заряд.

Основные технологии низковольтных батарей

Обычная свинцово-кислотная батарея

Традиционное решение для автомобилей без повышенных требований к циклическому режиму.

EFB

EFB имеет повышенную стойкость к повторным циклам заряда и разряда и применяется на части автомобилей с Start-Stop.

AGM

AGM использует абсорбированный электролит и хорошо приспособлена к интенсивной циклической работе и высокой электрической нагрузке.

Литиевая низковольтная батарея

На отдельных автомобилях может применяться низковольтная литиевая батарея. Ее нельзя заряжать или заменять по правилам обычной свинцово-кислотной АКБ без проверки документации.

Почему технология имеет значение

Разные батареи имеют разные:

алгоритмы зарядки;
допустимые циклические режимы;
внутреннее сопротивление;
характеристики при низкой температуре;
требования к энергоменеджменту;
реакцию на глубокий разряд.

Основные параметры батареи

номинальное напряжение;
емкость;
пусковая характеристика, если батарея стартерная;
технология;
размер корпуса;
полярность;
тип клемм;
способ крепления;
вентиляция;
масса;
применяемость для конкретного автомобиля.

Емкость батареи

Емкость показывает, какое количество электрического заряда батарея может отдать при определенных условиях испытания.

Большая емкость сама по себе не означает лучшую совместимость. Важны также технология, система зарядки, физическое место установки и программные настройки автомобиля.

Пусковая характеристика

Для стартерной батареи важна способность отдавать большой ток при запуске двигателя.

При сравнении батарей учитывают стандарт, по которому указано пусковое значение. Одинаковые числа по разным стандартам нельзя автоматически считать эквивалентными.

Размер батареи

Правильный корпус нужен не только для того, чтобы батарея физически помещалась.

Важны:

длина;
ширина;
высота;
расположение клемм;
нижний фланец;
штатный прижим;
доступ к силовым кабелям;
безопасное расстояние до кузова и капота.

Полярность

Неправильное расположение плюсовой и минусовой клемм может сделать правильное подключение невозможным.

Не допускают:

натяжения силового кабеля;
перекрещивания проводов;
нештатного удлинения без необходимости;
контакта плюсовой клеммы с кузовом.

Крепление батареи

Батарея должна быть надежно зафиксирована. Свободное перемещение создает механическую нагрузку на корпус, клеммы и кабели.

Вентиляция

Если конструкция предусматривает вентиляционное подключение, особенно при установке батареи в багажнике или салоне, его восстанавливают после замены.

Уровень заряда батареи

Уровень заряда нельзя путать с техническим ресурсом.

Батарея может быть:

заряженной и исправной;
разряженной, но исправной;
заряженной, но сильно деградировавшей;
разряженной и деградировавшей.

SOC

State of Charge характеризует текущий уровень заряда батареи.

SOH

State of Health характеризует остаточное техническое состояние батареи относительно ее первоначальных возможностей.

Почему эти параметры нужно разделять

Если батарея имеет низкий SOC из-за оставленного освещения, ее не следует автоматически браковать. После правильной зарядки она может оставаться исправной.

Если батарея имеет высокий SOC, но низкий SOH, она может показывать нормальное напряжение без нагрузки и при этом не обеспечивать необходимый пусковой ток.

Признаки проблемы с батареей

двигатель трудно запускается;
стартер вращается медленно;
после стоянки автомобиль теряет питание;
напряжение сильно проседает при запуске;
Start-Stop часто недоступен;
после зарядки проблема быстро возвращается;
корпус деформирован;
есть утечка электролита;
клеммы перегреваются;
электронный тест указывает на ухудшение состояния.

Что не доказывает неисправность батареи

один неудачный запуск;
разряд после длительной стоянки;
щелчок стартера;
индикатор аккумулятора на панели;
низкое напряжение после оставленного потребителя;
появление DTC после глубокого разряда;
отказ Start-Stop;
медленный запуск при неисправном массовом кабеле.

Почему батарея разряжается

Причины условно делят на три группы:

сама батарея потеряла способность накапливать или сохранять заряд;
автомобиль недостаточно заряжает батарею;
после выключения автомобиля сохраняется повышенное потребление.

Внутренняя деградация

С возрастом электрохимические процессы становятся менее эффективными. Для свинцово-кислотной батареи возможны:

сульфатация;
коррозия пластин;
потеря активной массы;
рост внутреннего сопротивления;
уменьшение доступной емкости.

Сульфатация

Сульфатация аккумулятора особенно связана с длительным недостаточным зарядом свинцово-кислотной батареи.

Она может ухудшать:

прием заряда;
доступную емкость;
пусковую способность;
общий ресурс.

Глубокий разряд

Глубокий разряд может отрицательно влиять на ресурс батареи. Последствия зависят от технологии, глубины разряда, температуры и времени нахождения в разряженном состоянии.

Короткие поездки

При запуске расходуется значительное количество энергии. Если автомобиль регулярно проходит только короткие расстояния, генератор может не успевать восстанавливать потраченный заряд.

Длительная стоянка

Во время стоянки часть электроники остается в дежурном режиме. Даже нормальное штатное потребление постепенно снижает заряд.

Если аккумулятор быстро разряжается, нужно установить, существует ли фактическое повышенное потребление.

Ток потребления после выключения

При диагностике учитывают, что современный автомобиль переходит в режим сна не мгновенно.

Учитывают:

время засыпания блоков;
состояние дверей и замков;
бесключевой доступ;
охранные системы;
телематику;
дополнительное оборудование;
модули, периодически активирующиеся.

Почему нет одной нормы тока покоя для всех автомобилей

Электронная архитектура автомобилей существенно различается. Допустимое потребление и время перехода в сон определяют по документации конкретной модели.

Генератор и батарея

Исправная батарея постепенно разрядится, если генератор не заряжает аккумулятор или система энергоменеджмента работает неправильно.

Индикатор аккумулятора

Если на панели горит индикатор аккумулятора, он часто предупреждает о проблеме зарядки, а не о внутренней неисправности батареи.

Клеммы батареи

Плохой электрический контакт может имитировать слабую батарею.

Проверяют:

окисление;
затяжку;
трещины;
оплавление;
нагрев;
коррозию кабеля;
качество обжима клеммы.

При необходимости выполняется очистка клемм аккумулятора.

Контакты массы

Неисправная масса двигателя или кузова может создавать большое падение напряжения при запуске.

Поэтому при подозрении на слабую батарею важна проверка контактов массы.

Почему стартер может медленно вращаться с исправной батареей

Возможны:

окисленная плюсовая клемма;
поврежденный силовой кабель;
плохой массовый контакт;
неисправность стартера;
повышенное механическое сопротивление двигателя.

Влияние холода

Низкая температура уменьшает доступную отдачу батареи и одновременно увеличивает нагрузку на стартер.

Из-за этого холод часто проявляет батарею, которая уже потеряла значительную часть ресурса.

Влияние жары

Высокая температура ускоряет химическое старение и коррозионные процессы. Поэтому батарея может терять ресурс летом, а фактическая проблема с запуском проявиться зимой.

Как проверяют батарею

Полноценная проверка может включать:

идентификацию типа батареи;
визуальный осмотр;
проверку клемм;
оценку уровня заряда;
электронный тест;
оценку остаточной пусковой способности;
проверку под нагрузкой, если она предусмотрена;
проверку системы зарядки;
проверку потребления во время стоянки.

Визуальный осмотр

Перед тестированием проверяют:

трещины;
вздутие;
утечку;
коррозию;
состояние клемм;
крепление;
вентиляцию;
силовые кабели;
следы перегрева.

Тестер батареи

Для правильной оценки электронным тестером нужно корректно выбрать:

технологию батареи;
стандарт пусковой характеристики;
заявленное значение;
режим теста.

Почему сильно разряженную батарею иногда сначала заряжают

Низкий уровень заряда может влиять на результат теста. Если конструкция и состояние батареи позволяют, ее заряжают по правильной процедуре, а затем повторяют оценку.

Зарядка батареи

Режим зарядки должен соответствовать технологии.

Особенно важно не путать:

обычную свинцово-кислотную батарею;
EFB;
AGM;
литиевую батарею.

Зарядка на автомобиле

На многих автомобилях зарядка без демонтажа допускается, но производитель может определять специальные точки подключения.

На автомобилях с датчиком батареи неправильное подключение может обойти штатный измерительный канал.

Датчик батареи

Датчик на минусовой клемме может помогать системе определять:

ток;
напряжение;
температуру;
SOC;
энергетический баланс.

Start-Stop

Система Start-Stop может быть отключена блоком управления, если расчетное состояние батареи не гарантирует повторный запуск.

Это нужно отличать от неисправности самой функции Start-Stop.

Регистрация новой батареи

На части автомобилей после замены нужно сообщить системе энергоменеджмента, что установлена новая батарея.

В зависимости от конструкции система может учитывать:

возраст батареи;
технологию;
емкость;
историю зарядки;
расчетную степень деградации.

Регистрация и кодирование

На одном автомобиле может потребоваться только регистрация факта замены, а на другом при изменении допустимого типа или параметров - отдельное кодирование.

Не следует переносить процедуру одной марки на другую.

Подбор батареи

При подборе учитывают:

VIN;
OE-применяемость;
назначение батареи;
напряжение;
технологию;
емкость;
пусковые характеристики;
размер;
полярность;
клеммы;
крепление;
вентиляцию;
Start-Stop;
энергоменеджмент.

Почему одинаковый корпус не означает одинаковую батарею

В одном форм-факторе могут быть батареи с разными:

технологиями;
емкостями;
пусковыми характеристиками;
назначением;
требованиями к зарядке.

Когда батарею нужно заменить

Замена обоснована, если подтверждены:

недостаточное остаточное техническое состояние;
недостаточная пусковая способность;
внутренняя неисправность;
неспособность удерживать заряд;
трещина корпуса;
утечка;
опасная деформация;
несоответствие автомобилю;
неправильная технология.

Что проверить перед заменой

Подтвердить тип и назначение батареи.
Проверить ее фактическое состояние.
Проверить систему зарядки.
Проверить силовые клеммы.
Проверить массу.
При повторном разряде проверить потребление на стоянке.
Подобрать правильную технологию.
Проверить физические размеры.
Проверить полярность.
Уточнить требования к регистрации.

Что проверить после замены

крепление;
затяжку клемм;
отсутствие натяжения кабелей;
вентиляцию;
зарядку;
работу энергоменеджмента;
регистрацию или адаптацию;
отсутствие повторного разряда;
работу электрических систем.

Запуск от внешнего источника

При разряженной батарее используют процедуру, предусмотренную производителем автомобиля.

Неправильное подключение может вызвать:

переполюсовку;
короткое замыкание;
повреждение электроники;
перегрев кабеля;
искрение.

30-шаговый алгоритм диагностики батареи

Уточнить, о какой именно батарее автомобиля идет речь.
Определить ее функцию.
Уточнить технологию.
Проверить номинальное напряжение системы.
Проверить соответствие батареи автомобилю.
Уточнить возраст батареи.
Уточнить историю глубоких разрядов.
Осмотреть корпус.
Проверить крепление.
Осмотреть плюсовую клемму.
Осмотреть минусовую клемму.
Проверить вентиляцию.
Осмотреть силовые кабели.
Проверить контакты массы.
Проверить датчик батареи, если он установлен.
Оценить текущий SOC.
При необходимости правильно зарядить батарею.
Выполнить электронный тест.
Выбрать правильную технологию в тестере.
Выбрать правильный стандарт пусковой характеристики.
Оценить SOH.
При необходимости выполнить предусмотренную нагрузочную проверку.
Проверить поведение питания при запуске.
Проверить силовую плюсовую цепь.
Проверить массовую цепь.
Проверить систему зарядки.
При разряде на стоянке дождаться штатного режима сна.
Проверить потребление и локализовать повышенную нагрузку.
После замены выполнить необходимую регистрацию или адаптацию.
Повторно проверить заряд, запуск и отсутствие повторного разряда.

Восемь практических случаев

Случай 1 - батарея разряжается за несколько дней

После зарядки батарея прошла тест, но один дополнительный модуль не переходил в режим сна.

Вывод: причина была в потреблении автомобиля, а не во внутренней неисправности батареи.

Случай 2 - новая батарея снова разряжена

Проверка показала недостаточную работу системы зарядки.

Вывод: замена батареи без проверки генератора не устранила первопричину.

Случай 3 - стартер работает медленно

Батарея имела достаточный SOH, но массовый кабель создавал большое падение напряжения.

Вывод: слабый запуск не является автоматическим доказательством неисправности батареи.

Случай 4 - проблема появляется только зимой

Батарея была заряжена, но ее остаточная пусковая способность уже существенно уменьшилась.

Вывод: холод проявил накопленное старение.

Случай 5 - Start-Stop перестал активироваться

Система энергоменеджмента определяла недостаточный запас заряда.

Вывод: отключение Start-Stop было защитной стратегией.

Случай 6 - вспомогательную батарею заменили похожей стартерной

Новая деталь физически подошла, но не соответствовала технологии и режиму работы конкретной системы.

Вывод: назначение батареи так же важно, как ее размеры.

Случай 7 - клемма сильно нагревается

Обнаружены коррозия и повышенное переходное сопротивление соединения.

Вывод: нагрев клеммы требовал ремонта контакта, а не автоматической замены батареи.

Случай 8 - электромобиль не переходит в режим готовности

Тяговая батарея имела заряд, но низковольтная батарея не обеспечивала стабильное питание блоков и контакторов.

Вывод: заряд высоковольтной батареи не исключает неисправность низковольтного источника.

25 типичных ошибок

Считать все батареи автомобиля одинаковыми.
Путать низковольтную и тяговую батареи.
Подбирать батарею только по корпусу.
Игнорировать ее назначение.
Не проверять технологию.
Заменять AGM обычной батареей без проверки.
Игнорировать EFB.
Подбирать только по емкости.
Подбирать только по пусковому току.
Не учитывать стандарт пускового тока.
Не проверять полярность.
Игнорировать тип клемм.
Не закреплять батарею.
Не подключать штатную вентиляцию.
Путать низкий SOC с плохим SOH.
Браковать батарею после одного разряда.
Не проверять систему зарядки.
Не проверять потребление на стоянке.
Измерять ток до засыпания блоков.
Использовать одну норму тока покоя для всех автомобилей.
Игнорировать плохую массу.
Не очищать окисленные клеммы.
Использовать неправильный режим зарядки.
Не выполнять регистрацию там, где она предусмотрена.
Менять батарею без устранения причины повторного разряда.

Когда эксплуатацию нужно прекратить или ограничить

корпус батареи треснул;
есть утечка электролита;
корпус сильно деформирован;
батарея ненормально нагревается;
клемма или силовой кабель оплавляются;
есть дым;
ощущается запах термического повреждения;
батарея не закреплена;
существует риск короткого замыкания;
повреждена высоковольтная батарея или ее корпус.

Безопасность

Перед работой определяют тип батареи и напряжение системы.
Не допускают короткого замыкания клемм.
Соблюдают полярность.
Не создают искру возле свинцово-кислотной батареи.
Негерметичную батарею не продолжают эксплуатировать.
Не используют случайный режим зарядки.
Не отключают основную батарею без учета процедуры автомобиля.
При внешнем запуске используют предусмотренные точки подключения.
Высоковольтную тяговую батарею не обслуживают как обычную 12-вольтовую.
При повреждении высоковольтной системы соблюдают отдельную процедуру производителя.

Товарные группы TESMA

Аккумуляторные батареи - подбираются по автомобилю, технологии, емкости, пусковым характеристикам, размеру и полярности.
Зарядные устройства - применяются для контролируемого восстановления заряда в соответствии с технологией батареи.
Тестеры аккумуляторов - используются для оценки заряда, пусковой способности и остаточного технического состояния.
Электрические кабели и клеммные компоненты - проверяются при падении напряжения, коррозии и перегреве контактов.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще почитать по этой теме

FAQ

Что такое батарея автомобиля?

Это электрохимический источник, который накапливает электрическую энергию и питает соответствующую электрическую систему автомобиля.

Батарея и аккумулятор - это одно и то же?

В бытовой речи часто да, но слово «батарея» может быть более широким и включать разные низковольтные, вспомогательные и тяговые источники энергии.

Может ли автомобиль иметь две батареи?

Да. Некоторые автомобили имеют основную и вспомогательную батареи с разными функциями.

Для чего нужна вспомогательная батарея?

Она может поддерживать отдельные потребители, системы безопасности, Start-Stop или резервное питание.

Есть ли у электромобиля обычная батарея?

Часто да. Низковольтная батарея может питать блоки управления, контакторы, освещение и другие системы.

Чем тяговая батарея отличается от низковольтной?

Она имеет другое назначение, значительно более высокое напряжение, другую конструкцию и отдельные требования безопасности.

Что лучше - AGM или EFB?

Правильным является тип, предусмотренный или допустимый производителем конкретного автомобиля.

Можно ли заменить AGM обычной батареей?

Без проверки документации этого делать не следует.

Что означает емкость батареи?

Она характеризует количество заряда, которое батарея способна отдать при заданных условиях.

Что означает SOC?

Это текущий уровень заряда батареи.

Что означает SOH?

Это оценка ее остаточного технического состояния.

Означает ли разряд, что батарея неисправна?

Нет. Причиной могут быть недостаточная зарядка, длительная стоянка или повышенный потребитель.

Почему новая батарея тоже может разряжаться?

Если не устранены неисправность зарядки или повышенное потребление, новая батарея также будет терять заряд.

Почему батарея слабеет на морозе?

Холод уменьшает доступную электрохимическую отдачу и одновременно увеличивает требования к запуску двигателя.

Вредит ли батарее жара?

Да. Высокая температура ускоряет внутреннее старение.

Нужно ли проверять генератор перед заменой батареи?

Да, если речь идет о стартерной низковольтной батарее и есть подозрение на недостаточную зарядку.

Нужно ли регистрировать новую батарею?

На части автомобилей это предусмотрено системой энергоменеджмента.

Можно ли заряжать любую батарею одним режимом?

Нет. Режим должен соответствовать технологии конкретной батареи.

Почему исправная батарея не запускает автомобиль?

Причиной могут быть клеммы, силовые кабели, масса, стартер, блокировка запуска или другая электрическая либо механическая неисправность.

Когда батарею нужно заменить?

Когда правильная диагностика подтверждает деградацию, внутренний дефект, недостаточные характеристики, опасное повреждение или несоответствие автомобилю.

Вывод

Батарея в современном автомобиле может выполнять разные функции - от запуска двигателя и питания обычной бортовой сети до поддержки отдельных электронных систем или накопления энергии для тягового электропривода.

Для правильной диагностики сначала определяют, о какой батарее идет речь, затем проверяют ее технологию, уровень заряда, остаточное состояние, подключение, систему зарядки и потребление автомобиля. При замене учитывают не только электрические параметры, но и назначение, физический формат, полярность, вентиляцию и требования энергоменеджмента.

Правило TESMA: сначала определить функцию батареи, затем ее состояние и только после этого решать вопрос зарядки или замены. Разряд не равен неисправности, а одинаковый корпус не означает одинаковую применяемость.