Проверка состояния аккумуляторных батарей автомобиля с гибридной силовой установкой

У автомобиля с гибридной силовой установкой две батареи: тяговая и резервная. В качестве резервной , применяется стартерная батарея. В нашем случае это штатная Yuasa S 46B24F , изготовленная 27 марта 2007 года. Тяговая батарея производства совместного предприятия Toyota — Panasonic.

Автомобиль проверялся 6 июля 2012 года , «пробег» по одометру составлял 152 000 миль. Для проверки состояния аккумуляторов использовался анализатор электрохимических источников питания АЕA30V. Все измерения заносились в память анализатора , что дало возможность по окончании измерений создать файл с информацией о 28 элементах тяговой АКБ и резервной АКБ. В бумажном виде он приведен на фото. На фото также продемонстрировано и осуществление измерений.

Что послужило причиной обращения?

Во первых — хозяин хотел знать в каком состоянии тяговая АКБ автомобиля и не грозит ли ему в ближайшее время ее замена.

Во-вторых — автомобильный индикатор зарядки тяговой АКБ сначала указывал на то , что тяговая АКБ не заряжается полностью — верхний сегмент уровня зарядки не загорался , затем перестал загораться второй сегмент.

В-третьих — бензиновый двигатель включался , как казалось хозяину достаточно часто , он ожидал от автомобиля другого.

Результаты измерения показали следующее:

1. Резервная АКБ автомобиля не заряжена , активное сопротивление АКБ превышало норму на 30%. АКБ сняли с автомобиля и провели проверку резервной емкости. Резервная емкость составила 44 минуты. Затем АКБ прошла цикл тренировки на нашем оборудовании ( функциональном аналоге восстановителя АКБ). Второй тест дал результат по резервной емкости 71 минуту , что можно считать идеальным для пятилетней АКБ такого типа. Активное сопротивление превышало норму на 10%, т.е. существенно снизилось. Таким образом , после первого же цикла тренировки мы получили резервную АКБ годную к эксплуатации.
2. Элементы тяговой АКБ , за исключением 6 штук, имели активное сопротивление указывающее на их износ. Однако общее состояние АКБ хорошее, т. е. отсутствуют явно выраженные элементы с низким напряжением или высоким активным сопротивлением. Это позволило сделать вывод о возможности эксплуатации тяговой АКБ без каких либо ограничений. Отсутствовали также предпосылки ее замены в обозримом будущем.

В таблице представлены результаты измерения аккумуляторов тяговой батареи и резервной батареи автомобиля Toyota Prius. Для удобства пользователя каждому измерению присваивается отдельный номер. Графа PrimNumb отображает номер серии измерений, а SecNumb - порядковый номер измерения. Оба параметра можно задавать вручную, а параметр SecNumb при каждом сохранении автоматически увеличивается на единицу, что исключает возможность присвоения одинакового номера разным измерениям в серии.

Под номером 0001 в графе PrimNubm - резервная свинцово-кислотная АКБ. Под номером 0002 - серия измерений тяговой АКБ, состоящей из 28 элементов. Экспериментальным путем принято нормальным считать активное сопротивление элемента (графа R) для данного типа батареи менее 6,27 мОм на частоте (графа F) 1000 Гц.

По результатам измерений видно, что только 7 из 28 элементов соответствуют этому сопротивлению (отмечены зеленым цветом). Это не означает, что батарея непригодна к эксплуатации (остальные элементы имеют незначительное отклонение), но показывает, что батарея уже имеет износ, а так же объясняет почему индикатор заряда АКБ автомобиля показывает неполный заряд батареи.

Характеристика разряда батареи нелинейна, и чем больше её сопротивление, тем быстрее она разряжается. Бензиновый двигатель, получая информацию о разряде батареи, включается чаще для ее зарядки, соответственно, возрастает расход топлива.

Резервная стартерная батарея была восстановлена путем цикла разряд-заряд, что привело к снижению расхода топлива (по отзывам владельца - порядка 1 л/100 км). Из нашего опыта следует, что операция восстановления также увеличит срок службы батареи.

PrimNumb - номер батареи ЭХИП (электрохимический источник питания);SecNumb - номер элемента ЭХИП;Voltage - величина напряжения на контактах полюсов ЭХИП в вольтах;F - значение частоты, на которой произведены измерения в герцах;Z - значение внутреннего комплексного сопротивления ЭХИП в миллиомах;R - значение активной составляющей внутреннего сопротивления ЭХИП в миллиомах;X - значение реактивной составляющей внутреннего сопротивления ЭХИП в миллиомах;A – значение угла между векторами внутреннего комплексного сопротивления и егоактивной составляющей в градусах.

PrimNumb SecNumb Voltage F Z R X A 0001 0001 12.66 20.00 9.648 9.189 -2.941 -17.74 100.0 7.459 7.400 -0.944 -7.269 500.0 7.042 6.909 1.365 11.17 1000. 7.570 6.797 3.334 26.12 0002 0001 7.876 20.00 5.998 5.970 -0.588 -5.625 100.0 5.472 5.465 0.287 3.006 500.0 6.297 5.715 2.645 24.83 1000. 7.918 6.279 4.825 37.53 0002 0002 7.876 20.00 5.912 5.890 -0.512 -4.968 100.0 5.417 5.407 0.343 3.629 500.0 6.386 5.640 2.997 27.98 1000. 8.322 6.179 5.575 42.05 0002 0003 7.867 20.00 5.894 5.873 -0.503 -4.895 100.0 5.398 5.385 0.381 4.047 500.0 6.366 5.637 2.959 27.69 1000. 8.302 6.180 5.545 41.90 0002 0004 7.858 20.00 5.914 5.894 -0.495 -4.800 100.0 5.421 5.407 0.397 4.199 500.0 6.503 5.745 3.047 27.94 1000. 8.482 6.355 5.619 41.48 0002 0005 7.841 20.00 5.877 5.857 -0.490 -4.782 100.0 5.412 5.400 0.365 3.866 500.0 6.411 5.721 2.894 26.83 1000. 8.251 6.313 5.313 40.08 0002 0006 7.841 20.00 5.887 5.867 -0.494 -4.812 100.0 5.406 5.393 0.383 4.062 500.0 6.408 5.662 3.002 27.93 1000. 8.366 6.226 5.589 41.91 0002 0007 7.832 20.00 5.881 5.863 -0.472 -4.602 100.0 5.421 5.407 0.392 4.146 500.0 6.513 5.723 3.110 28.52 1000. 8.516 6.306 5.724 42.23 0002 0008 7.841 20.00 5.929 5.909 -0.489 -4.730 100.0 5.441 5.425 0.422 4.447 500.0 6.576 5.767 3.161 28.72 1000. 8.608 6.378 5.782 42.19 0002 0009 7.849 20.00 5.919 5.900 -0.482 -4.670 100.0 5.451 5.439 0.369 3.881 500.0 6.488 5.743 3.019 27.73 1000. 8.446 6.357 5.562 41.18 0002 0010 7.841 20.00 5.949 5.932 -0.455 -4.386 100.0 5.386 5.374 0.367 3.906 500.0 6.366 5.661 2.912 27.22 1000. 8.229 6.208 5.402 41.02 0002 0011 7.849 20.00 5.898 5.879 -0.479 -4.657 100.0 5.428 5.414 0.394 4.162 500.0 6.545 5.742 3.143 28.69 1000. 8.603 6.376 5.777 42.17 0002 0012 7.832 20.00 5.901 5.883 -0.469 -4.558 100.0 5.432 5.415 0.439 4.634 500.0 6.518 5.732 3.105 28.44 1000. 8.557 6.369 5.716 41.90 0002 0013 7.841 20.00 6.050 6.035 -0.439 -4.160 100.0 5.452 5.437 0.417 4.385 500.0 6.547 5.767 3.100 28.25 1000. 8.559 6.369 5.718 41.91 0002 0014 7.832 20.00 5.861 5.842 -0.483 -4.726 100.0 5.397 5.382 0.404 4.292 500.0 6.456 5.696 3.040 28.08 1000. 8.400 6.282 5.577 41.59 0002 0015 7.832 20.00 5.912 5.894 -0.470 -4.559 100.0 5.478 5.463 0.414 4.333 500.0 6.531 5.755 3.088 28.21 1000. 8.561 6.387 5.701 41.75 0002 0016 7.841 20.00 5.893 5.873 -0.494 -4.808 100.0 5.431 5.417 0.398 4.202 500.0 6.540 5.729 3.156 28.84 1000. 8.614 6.348 5.824 42.53 0002 0017 7.832 20.00 5.859 5.839 -0.485 -4.748 100.0 5.406 5.393 0.380 4.030 500.0 6.435 5.669 3.045 28.24 1000. 8.420 6.275 5.615 41.82 0002 0018 7.841 20.00 5.857 5.835 -0.508 -4.975 100.0 5.373 5.358 0.413 4.407 500.0 6.439 5.662 3.068 28.45 1000. 8.408 6.261 5.613 41.87 0002 0019 7.841 20.00 5.951 5.928 -0.523 -5.041 100.0 5.431 5.418 0.383 4.043 500.0 6.508 5.733 3.081 28.25 1000. 8.550 6.363 5.712 41.91 0002 0020 7.832 20.00 5.885 5.866 -0.478 -4.658 100.0 5.385 5.370 0.407 4.334 500.0 6.474 5.677 3.113 28.73 1000. 8.519 6.268 5.770 42.63 0002 0021 7.841 20.00 5.885 5.864 -0.506 -4.931 100.0 5.405 5.392 0.382 4.052 500.0 6.476 5.711 3.055 28.14 1000. 8.458 6.295 5.650 41.90 0002 0022 7.832 20.00 5.846 5.826 -0.486 -4.768 100.0 5.402 5.388 0.391 4.150 500.0 6.470 5.672 3.114 28.76 1000. 8.521 6.262 5.780 42.70 0002 0023 7.849 20.00 5.930 5.911 -0.479 -4.632 100.0 5.438 5.424 0.395 4.165 500.0 6.548 5.753 3.129 28.54 1000. 8.621 6.391 5.786 42.15 0002 0024 7.849 20.00 5.891 5.870 -0.499 -4.858 100.0 5.420 5.406 0.401 4.242 500.0 6.515 5.724 3.113 28.53 1000. 8.532 6.320 5.732 42.20 0002 0025 7.841 20.00 5.906 5.885 -0.509 -4.943 100.0 5.419 5.401 0.452 4.783 500.0 6.612 5.715 3.327 30.20 1000. 8.854 6.330 6.192 44.36 0002 0026 7.849 20.00 5.946 5.924 -0.521 -5.026 100.0 5.471 5.455 0.429 4.496 500.0 6.569 5.742 3.191 29.06 1000. 8.684 6.364 5.910 42.88 0002 0027 7.849 20.00 5.969 5.942 -0.574 -5.517 100.0 5.456 5.445 0.359 3.772 500.0 6.483 5.717 3.059 28.14 1000. 8.465 6.309 5.644 41.81 0002 0028 7.876 20.00 6.035 6.004 -0.615 -5.848 100.0 5.501 5.491 0.344 3.584 500.0 6.445 5.733 2.946 27.19 1000. 8.357 6.309 5.481 40.98

Файл результатов измерений в формате *.txt, который выдает анализатор AEA30V.

Последствия:

После тренировки резервной АКБ бензиновый двигатель стал включаться реже , снизился расход топлива , по данным владельца автомобиля , на 1 литр на 100 км. Если допустить , что эти данные завышены вдвое , то даже 0.5 литров на 100 км очень неплохой результат. Причем такой результат вполне объясним тем , что резервная АКБ после тренировки стала лучше принимать заряд, т.е резко увеличился КПД при ее заряде от сети автомобиля , что и привело к более редким циклам заряда и , соответственно , снизило частоту переключений с электрического двигателя на бензиновый , следствием чего и явилась экономия топлива.

Выводы:

Приус комплектуется резервной АКБ очень высокого качества, поэтому не надо торопиться ее заменять , но и тренировать ее необходимо — это окупится экономией бензина даже на экономичном Приусе.