Статья · диагностика

Как проверить реальную ёмкость батареи

У LiFePO4 напряжение в середине разряда почти не меняется, поэтому вольтметром ёмкость не измерить. Единственный честный способ — разрядить батарею известным током и засечь время. Ниже формула, таблица токов, условия замера и признаки, по которым разбаланс отличают от износа.

Почему вольтметр не отвечает на этот вопрос

У LiFePO4 напряжение в середине разряда почти не меняется: батарея отдаёт больше половины запаса, оставаясь на одной и той же отметке. Именно за это её любят — техника работает на стабильном напряжении до конца. И именно поэтому вольтметром ёмкость не измерить: показания одинаковые и у полной, и у наполовину пустой батареи.

Напряжение в покое говорит только о крайних точках. После полного заряда и нескольких часов отдыха сборка 12,8 В показывает примерно 13,3–13,5 В; в конце заряда под зарядным — 14,6 В. Всё, что между, вольтметр не различает.

Значит, ёмкость меряют единственным честным способом: разряжают батарею известным током и засекают время.

Формула и пример

Ёмкость в ампер-часах = ток разряда × время до отключения

Пример. Батарея 12,8 В, паспорт 100 А·ч. Разряжаем током 10 А, плата защиты сняла нагрузку через 8 ч 20 мин.

10 × 8,33 = 83,3 А·ч. Это 83 % от паспорта.

Много это или мало, зависит от того, что вы меряли. Плата защиты снимает нагрузку не в абсолютном нуле, а на своём пороге, и часть заряда остаётся внутри: полезная глубина разряда у LiFePO4 — 90 %. То есть результат около 90 А·ч для батареи 100 А·ч — это норма, а не потеря.

В нашем примере получилось 83,3 А·ч вместо ожидаемых 90 — примерно на 7 % меньше. Это уже повод разбираться: разбаланс групп или износ ячеек. Как отличить одно от другого — ниже.

Каким током разряжать и сколько это займёт

Ток замера берут 10–20 % от номинала: на большом токе результат занижается из-за потерь, на очень маленьком проверка растягивается на сутки.

Последний столбец — это полезные 90 % ёмкости, то есть сколько исправная батарея отдаёт до порога платы защиты. Если ваша отключилась заметно раньше, разница и есть то, что вы ищете.

Длительность замера от ёмкости не зависит: током 10 % это около 9 ч для любой батареи, током 20 % — около 4 ч 30 мин.

Чем разряжать и чем считать

• Нагрузка с постоянным током. Проще всего — автомобильные лампы, ТЭН или бытовой прибор с известным потреблением. Идеально — электронная нагрузка, она держит ток ровно.
• Ваттметр с шунтом. Он сам считает отданные ампер-часы и ватт-часы, и тогда время засекать не нужно. Это самый точный из доступных вариантов.
• Плата BMS с Bluetooth. Показывает ток, напряжение каждой группы и накопленный расход. Удобно, но верить её счётчику процентов до калибровки не стоит: он считает по модели, а не по факту.
• Мультиметр. Нужен для второй половины проверки — замера групп, о ней ниже.

Условия, без которых замер бессмысленен

• Полный заряд перед стартом. До конца, а не «примерно»: зарядное должно само перейти в поддержку. Недозаряженная батарея покажет чужую цифру.
• Комнатная температура. На холоде батарея отдаёт меньше — это физика, а не износ. Замер в гараже зимой даёт заниженный результат на исправной сборке.
• Стабильный ток. Если нагрузка — лампы, ток к концу разряда немного упадёт вместе с напряжением. Для грубой оценки это терпимо, для спора с продавцом — нет.
• Один разряд, а не несколько подходов. Разряжать кусками и складывать результаты можно, только если между кусками вы не заряжали батарею.

Ёмкость меньше паспорта: разбаланс или износ

Если замер дал заметно меньше ожидаемого, причин обычно две, и различаются они одним измерением.

Зарядите батарею до конца и померьте напряжение каждой группы ячеек мультиметром — именно в конце заряда, у 3,5–3,65 В. В середине разряда группы с разным зарядом показывают одно и то же, там разбаланс не виден.

• Разброс до 0,05 В — группы в порядке. Значит, ёмкость потеряна по износу или её изначально не было.
• Разброс больше 0,1 В — группы разошлись. Плата отключает батарею по худшей из них, и остальные при этом ещё не пусты. Ёмкость возвращается балансировкой, если группы не изношены.

Косвенный признак разбаланса: батарея заряжается быстрее обычного и раньше садится. Косвенный признак износа: всё ровно, просто времени стало меньше, и это накапливалось постепенно.

Третий вариант — паспорт не соответствовал содержимому с самого начала. У новой батареи, которая при аккуратном замере даёт заметно меньше номинала, дело обычно в ячейках, а не в эксплуатации.

Частые ошибки замера

• Считать по счётчику процентов. Индикатор платы показывает модель, а не факт. Верить ему можно после того, как вы один раз сверили его с реальным разрядом.
• Мерить недозаряженную батарею. Самая частая причина «потери ёмкости», которой нет: встроенное зарядное ИБП или солнечный контроллер со свинцовым профилем просто не доводит литий до 14,6 В.
• Мерить большим током. Разряд током в половину ёмкости честно покажет меньше — и это не износ.
• Сравнивать ампер-часы батарей разного напряжения. Сравнивать нужно ватт-часы: 100 А·ч при 12,8 В и 100 А·ч при 25,6 В отличаются вдвое по запасу энергии.

Если после замера и проверки групп понятно, что дело в самих ячейках, дальше — ремонт литиевых аккумуляторов: вскрытие, замер каждой группы и замена просевшей.