5.5. Разрядная вольт – амперная характеристика аккумуляторной батареи.

Наиболее ответственным режимом работы для стартерных аккумулятор-ных батарей является режим пуска двигателя. Качество стартерных батарей контролируется показателями режима разряда при постоянной силе тока и не-прерывном разряде, однако в ряде случаев используют разрядные вольт – ам-перные характеристики (ВАХ), получаемые в прерывистом разряде.

Разрядные ВАХ выражают зависимость напряжения батареи от силы тока разряда, протекающего через нее, для определенного промежутка времени, про-шедшего с момента включения на разряд.

Разрядная ВАХ в широком диапазоне токов имеет вид, показанный на рис.6.

Рис.6 Экспериментальная (1) и линеаризированная (2) разрядные ВАХ стартерной аккумуляторной батареи

Для оценки стартерных возможностей аккумуляторной батареи практичес-ки необходимый интервал токов составляет от 2С₂₀ до (8  10) С₂₀ , при кото-рых напряжение на выводах батареи не ниже 7,2 В. В этом интервале токов ВАХ имеет характер близкий линейному, а вне этого интервала ее значения практического применения не имеют, при расчетах же пусковых систем ВАХ считают линейной на всем протяжении (до пересечения с осями координат). Как видно из рис., получены точки пересечения U₀ и I_кз , которые носят назва-ние начального разрядного напряжения и тока короткого замыкания.

Если значение внутреннего сопротивления аккумулятора считать постоян-ным, то функциональная зависимость разрядной ВАХ примет вид

U_р = U₀ - I_р r

Коэффициент наклона ВАХ батареи характеризует величину ее внутрен-него сопротивления.

5.6. Мощность аккумуляторной батареи Мощность, развиваемая батареей в замкнутой электрической цепи

Рис.7 Электрическая схема измерения напряжения аккумуляторной

батареи под нагрузкой R

т.е. полная мощность источника определяется выражением

P = I E = I (I r + I R) = I² r + I² R ,

где r – внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, Ом;

R – сопротивление внешней цепи, Ом.

Согласно закону Ома разрядный ток определяется

I = E / (R +r) (1)

Та часть мощности выраженная, I² r расходуется внутри батареи и никакой по-лезной работы не производит, составляющая P_n = I² R является полезной мощ-ностью развиваемой батарей аккумуляторов во внешней цепи

P_n = I E – I² r (2)

откуда видно, что полезная мощность равна нулю, когда разрядный ток будет равен нулю, т.е. при R   или равен току короткого замыкания I = I_кз = E / r .

Максимум полезной мощности получим продифференцировав уравнение (2) по току и решив его с помощью (1). Максимум полезной P_n имеет место при R = r ,

dP / dI = E – 2I r = 0

т.е. когда сопротивление внешней цепи равно внутреннему сопротивлению ак-кумуляторной батареи (эффект “согласования по сопротивлению”) и составляет величину P_{n max} = E² / 4r при R = r и U_р = 0,5 Е. Для реальной зависимости U_р (I_р) мощность тоже имеет максимум, который может достигаться при других значениях R и r.