Перейти к основному содержанию
Связаться с нами
25.10.2026

Как сравнивать разрядные характеристики промышленных АКБ: ток, мощность и конечное напряжение

Методика корректного сравнения разрядных характеристик промышленных АКБ: режимы CC, CP и CR, конечное напряжение разряда, приведение к C-rate, уравнение Пейкерта, температурная коррекция, чтение паспортных таблиц и пример подбора батареи ИБП.

Исходное положение: ёмкость без режима — не характеристика

Номинальная ёмкость в паспорте (А·ч) определена для одного нормативного режима разряда и вне его ничего не говорит о поведении АКБ под реальной нагрузкой. Две батареи с одинаковой маркировкой «100 А·ч» могут отличаться по времени работы на 15-минутной нагрузке ИБП в 1,5–2 раза, если номиналы получены по разным стандартам.

Корректное сравнение возможно только при совпадении всех пяти параметров режима разряда:

ПараметрОбозначениеЧто фиксируетТипичная ошибка при сравнении
Ток или мощность разрядаI, А / P, ВтИнтенсивность съёма энергииСравнение CC-данных одной АКБ с CP-данными другой
Время разрядаt, ч / минДлительность до достижения UконC20 против C10 или C5
Конечное напряжениеUкон, В/элГраницу полезной ёмкости1,60 В/эл у одного изготовителя против 1,75 В/эл у другого
Температура электролитаθ, °CКинетику и диффузию20 °C против 25 °C (для свинцовых АКБ — разница 3–6 %)
Состояние АКБ—Число циклов формировки, срок после заряда, метод зарядаДанные «после 5-го цикла» против первого разряда

Нормативные режимы для основных электрохимических систем различны, и это первый источник несопоставимости:

СистемаСтандартНормативная ёмкостьРежимUкон, В/элθ, °C
Свинцово-кислотные стационарные (открытые)ГОСТ Р МЭК 60896-11C100,1C10 А1,8020
Свинцово-кислотные VRLAГОСТ Р МЭК 60896-21/-22C100,1C10 А1,8025 (20)
Свинцово-кислотные моноблоки малой ёмкостиизготовительC200,05C20 А1,7520–25
Свинцово-кислотные тяговыеГОСТ Р МЭК 60254-1C50,2C5 А1,7030
Никель-кадмиевые открытые / герметичные цилиндрическиеГОСТ Р МЭК 60623 / ГОСТ Р МЭК 61951-1C50,2C5 А1,0020
Литий-ионные промышленныеГОСТ Р МЭК 62620C50,2It Апо изготовителю (LiFePO4 — 2,50)25

Переход от C20 к C10 для свинцово-кислотного моноблока даёт снижение «паспортной» цифры примерно на 7–12 %, к C5 — на 15–20 %. Без приведения к единому режиму сравнение номиналов некорректно.

Режимы разряда: постоянный ток, постоянная мощность, постоянное сопротивление

Режим разряда задаётся нагрузкой, а не батареей. Изготовитель обязан приводить данные в том режиме, в котором АКБ будет работать; данные в другом режиме требуют пересчёта с погрешностью.

Постоянный ток (CC). Ток неизменен, напряжение снижается по разрядной кривой. Отданная ёмкость:

Q = I · t

Режим соответствует нормативным испытаниям и нагрузкам с линейным регулированием тока: катушки контакторов и приводы выключателей при стабилизированном питании, зарядно-разрядные стенды.

Постоянная мощность (CP). Нагрузка через преобразователь потребляет неизменную мощность, поэтому по мере снижения напряжения ток растёт:

I(t) = P / U(t);   E = P · t = ∫0t U(τ) · I(τ) dτ

К концу разряда ток превышает начальный на 10–20 % (свинцово-кислотная система, 15–60 мин) — именно на участке, где поляризация максимальна. Режим CP характерен для ИБП, инверторов, DC/DC-преобразователей телеком-систем 48 В, светодиодных драйверов аварийного освещения.

Постоянное сопротивление (CR). Ток пропорционален напряжению и снижается к концу разряда:

I(t) = U(t) / R

Режим характерен для резистивных нагрузок без стабилизации: нагреватели, лампы накаливания, обмотки без регуляторов. Для одинаковой начальной нагрузки CR — самый «мягкий» режим, CP — самый жёсткий.

ПрименениеФактический режимДанные, которые запрашивать у изготовителя
ИБП, инверторы, ЦОДCP, 5–30 минТаблица Вт/эл до 1,60–1,75 В/эл
Телеком 48 ВCP, 1–8 чТаблица Вт/эл или А при Uкон 1,75–1,80 В/эл
Оперативный ток подстанций 110/220 ВГрафик нагрузки: толчковые токи 1 мин + длительная нагрузка CC/CPТаблица А для 1 мин, 1 ч, 3–10 ч при нескольких Uкон
Аварийное освещениеCP (LED) или CR (накаливания), 1–3 чТаблица А или Вт/эл, 1–3 ч
Железнодорожный подвижной составСмешанный: толчок запуска + длительная нагрузкаТаблица А для 1–30 с и 1–5 ч; ёмкость при −25…−40 °C
Тяговые примененияПеременный, циклическийC5 до 1,70 В/эл, ресурс по ГОСТ Р МЭК 60254-1

Пересчёт CC-таблицы в CP допустим только как оценка: P ≈ I·Uср, где Uср — среднее напряжение разряда (для свинцово-кислотной системы 1,85–1,97 В/эл в зависимости от длительности). Погрешность такой оценки для разрядов короче 30 мин достигает 5–8 %, поэтому для ИБП требуются измеренные CP-таблицы.

Конечное напряжение разряда: граница полезной ёмкости

Конечное напряжение Uкон — напряжение на выводах аккумулятора под нагрузкой, при котором разряд прекращается. Его выбор определяет, какая часть активной массы считается «полезной», и напрямую меняет паспортную ёмкость и мощность.

С ростом тока омическая составляющая (I·Rвн) и поляризация увеличивают падение напряжения, поэтому для коротких разрядов нормируют более низкое Uкон. Разряд токами длительных режимов до низких Uкон недопустим: для свинцово-кислотной системы это глубокое срабатывание кислоты в порах, пассивация и необратимая сульфатация; для Ni-Cd — переполюсовка отдельных аккумуляторов в последовательной батарее.

Типичные значения Uкон, принятые в отрасли:

Длительность разрядаСвинцово-кислотные (AGM, GEL, OPzV, OPzS), В/элNi-Cd, В/элNi-MH, В/элLiFePO4 (справочно), В/эл
10–20 ч1,80–1,851,00–1,051,002,80
3–5 ч1,75–1,801,001,002,70
1 ч1,70–1,750,90–1,000,90–1,002,50
15–30 мин1,60–1,670,85–0,900,902,50
1 мин и менее1,50–1,600,65–0,850,802,00–2,50

Влияние Uкон на результат существенно. Для типичного свинцово-кислотного аккумулятора AGM при 15-минутном разряде снижение Uкон с 1,75 до 1,60 В/эл увеличивает отдаваемую мощность на 25–35 %. Поэтому CP-таблица «до 1,60 В/эл» одного изготовителя и таблица «до 1,75 В/эл» другого несопоставимы, даже если длительность разряда совпадает.

Uкон выбирается от нагрузки, а не от батареи

Допустимое конечное напряжение определяется минимальным входным напряжением потребителя, падением напряжения в кабелях и числом последовательно соединённых аккумуляторов:

Uкон = (Uminнагр + ΔUкаб) / n

Число аккумуляторов n, в свою очередь, ограничено сверху максимальным напряжением, допустимым для потребителей в режиме подзаряда и ускоренного заряда. Пример для системы оперативного постоянного тока 220 В: допустимый диапазон на шинах 187–242 В (−15 / +10 %), падение в кабелях 3 В.

СистемаНапряжение заряда, В/элn, штUзар·n, ВUкон, В/эл
Свинцово-кислотная (OPzS/OPzV), ускоренный заряд 2,33 В/эл2,33104242,3(187 + 3) / 104 = 1,83
Ni-Cd, подзаряд 1,42 В/эл1,42170241,4(187 + 3) / 170 = 1,12

В обоих случаях расчётное Uкон оказывается выше нормативного (1,80 и 1,00 В/эл). Ёмкость, приведённая в паспорте для нормативного Uкон, в этой системе недостижима: выбирать АКБ нужно по таблице для Uкон 1,83 и 1,12 В/эл соответственно, либо интерполировать между ближайшими значениями таблицы изготовителя. Сравнение двух предложений по номиналу C10 в такой задаче даёт систематическое завышение оценки резерва на 5–10 %.

Приведение к общему базису

Кратность тока (C-rate)

Ток разряда выражают в долях номинальной ёмкости: I = x·Cn, где n — часовой режим, к которому отнесена ёмкость. Запись «0,2C5» и «0,1C10» для одного аккумулятора описывает разные токи: при C10 = 100 А·ч и C5 = 85 А·ч это 17 А и 10 А. Поэтому при сравнении указывается и множитель, и индекс режима; запись «1C» без индекса не определена. Для литий-ионных систем ГОСТ Р МЭК 62620 использует опорный ток It = C5/1 ч.

Зависимость ёмкости от тока: уравнение Пейкерта

Отдаваемая ёмкость снижается с ростом тока из-за ограничения диффузии электролита в порах и роста поляризации. Эмпирическая модель Пейкерта:

t = H · (CH / (I · H))k;   k = lg(t1 / t2) / lg(I2 / I1)

где CH — ёмкость при H-часовом режиме, k — показатель Пейкерта. Типичные значения k:

Системаk
Свинцово-кислотные OPzS (панцирные электроды)1,20–1,30
Свинцово-кислотные AGM (намазные электроды)1,10–1,30
Свинцово-кислотные GEL / OPzV1,20–1,35
Ni-Cd герметичные цилиндрические1,05–1,15
LiFePO4 (справочно)1,02–1,06

Пример. Аккумулятор AGM 12 В, C10 = 100 А·ч: I10 = 10 А в течение 10 ч; 1-часовой режим — 60 А. Тогда k = lg 10 / lg 6 = 1,285. Экстраполяция на 15 мин даёт расчётный ток 176 А, тогда как измеренный ток для этого класса изделий до 1,67 В/эл — около 144 А. Погрешность +23 % объясняется тем, что модель Пейкерта не учитывает изменение Uкон и вклад омического сопротивления на коротких режимах.

Вывод: уравнение Пейкерта пригодно для интерполяции внутри диапазона 1–20 ч. Для разрядов короче 30 мин сравнение допустимо только по измеренным таблицам изготовителя.

При 15-минутном разряде AGM отдаёт 36 % номинала, Ni-Cd — 78 %Отдаваемая ёмкость, % от номинала (AGM — от C10; Ni-Cd и LiFePO4 — от C5)025507510010 ч5 ч3 ч1 ч30 мин15 минДлительность разрядаLiFePO4 (спр.) — 92 %Ni-Cd — 78 %AGM — 36 %
Типичные значения для классов изделий, обобщение паспортных данных; Uкон по длительности разряда. Не относятся к конкретной продукции.

При переходе от 10-часового к 15-минутному режиму свинцово-кислотный AGM теряет около двух третей номинала, герметичный Ni-Cd — около пятой части. Номиналы систем, полученные в разных режимах, сопоставимы только на длительности разряда реальной нагрузки.

Температурная коррекция

Для свинцово-кислотных аккумуляторов ГОСТ Р МЭК 60896-21 приводит ёмкость, измеренную при температуре θ, к опорной 25 °C:

C25 = Cθ / (1 + λ · (θ − 25))

где λ = 0,006 °C⁻¹ для разрядов длительностью более 3 ч и λ = 0,01 °C⁻¹ для разрядов 3 ч и короче. При эксплуатации в неотапливаемом помещении при +5 °C требуемая ёмкость 1-часового режима возрастает в 1 / (1 + 0,01·(5 − 25)) = 1,25 раза. При отрицательных температурах линейная модель неприменима: для свинцово-кислотных АКБ ёмкость при −20 °C составляет 50–65 % от ёмкости при 25 °C, для герметичных Ni-Cd — 70–85 % (режим 0,2C5); эти данные запрашиваются у изготовителя отдельно.

Коэффициенты запаса при расчёте

При подборе АКБ под график нагрузки (методики IEEE 485 для свинцово-кислотных и IEEE 1115 для Ni-Cd систем) расчётная ёмкость умножается на:

КоэффициентЗначениеНазначение
Kт — температурный1,00–1,25 и болееМинимальная температура в помещении
Kс — старения1,25Обеспечение нагрузки при снижении ёмкости до 80 % к концу срока службы
Kп — проектный1,10–1,15Рост нагрузки, неучтённые потери

Две АКБ корректно сравнивать по требуемому значению Cтреб = Cрасч·Kт·Kс·Kп, а не по номиналу.

Таблицы разряда в паспорте: как читать и где ошибаются

Таблица разряда — основной документ для сравнения. Она приводит ток (А) или мощность (Вт) для сетки «длительность × Uкон» при фиксированной температуре. Перед сравнением двух таблиц проверяются семь позиций:

  1. Единица мощности. Вт/эл или Вт/блок. Для моноблока 12 В значения отличаются в 6 раз; смешение — наиболее частая ошибка в тендерных сравнениях.
  2. Режим. CC (А) или CP (Вт). Для нагрузки через преобразователь используется только CP.
  3. Конечное напряжение. Сравнивается одна строка Uкон; при расхождении — пересчёт по таблице изготовителя, а не по оценочным коэффициентам.
  4. Температура. 20 °C или 25 °C; для свинцово-кислотных АКБ на коротких режимах разница составляет около 5 %.
  5. Статус данных. Типовые (средние по партии) или гарантированные минимальные значения. Для расчёта резерва используются гарантированные.
  6. Состояние АКБ. Стандарты допускают выход на номинальную ёмкость не с первого цикла; данные «после формировки» и данные приёмочного первого разряда различаются.
  7. Интерполяция. Между узлами таблицы — линейно в логарифмических координатах lg I – lg t; экстраполяция за пределы таблицы недопустима.

Пример: подбор батареи ИБП по двум коммерческим предложениям

Исходные данные: нагрузка ИБП 40 кВт, КПД инвертора 0,94, время резерва 15 мин, шина постоянного тока — 32 моноблока 12 В (192 аккумулятора), минимальное входное напряжение инвертора 318 В, падение в кабелях 2 В, минимальная температура в помещении +15 °C.

Uкон = (318 + 2) / 192 = 1,67 В/эл;   Pэл = 40 000 / (0,94 · 192) = 221,6 Вт/эл

С коэффициентами запаса Kт = 1 / (1 + 0,01·(15 − 25)) = 1,11, Kс = 1,25, Kп = 1,10:

Pтреб = 221,6 · 1,11 · 1,25 · 1,10 = 338 Вт/эл (15 мин до 1,67 В/эл, 25 °C)

Сравнение двух предложений (иллюстративные значения, типичные для класса AGM):

ПараметрПредложение АПредложение Б
Маркировка ёмкости150 А·ч (C20)130 А·ч (C10)
Ёмкость, приведённая к C10≈ 138 А·ч130 А·ч
Данные CP в паспорте360 Вт/эл, 15 мин до 1,60 В/эл, 25 °C345 Вт/эл, 15 мин до 1,67 В/эл, 25 °C
Мощность, приведённая к 1,67 В/эл≈ 327 Вт/эл345 Вт/эл
Запас относительно Pтреб = 338 Вт/эл−3 % — не проходит+2 % — проходит

Аккумулятор с большей маркированной ёмкостью и большей паспортной мощностью не обеспечивает заданный резерв, поскольку обе цифры получены в более мягких условиях: C20 вместо C10 и Uкон 1,60 вместо 1,67 В/эл. Окончательное решение по предложению А возможно только после получения от изготовителя измеренной строки таблицы для 1,67 В/эл.

Конструкция определяет разрядную характеристику

Разрядная характеристика закладывается на этапе проектирования: толщиной и типом электродов, соотношением активных масс, количеством и распределением электролита, сопротивлением токоотводов и межэлементных соединений. Ниже — качественное сравнение конструктивных исполнений, выпускаемых НПП «Источник».

Исполнение (серия)Тип электродов / электролитПредпочтительный режимОтдача на коротких режимах (≤ 30 мин)Работа при отрицательных температурах
AGM (СГАН, ЭКО)Намазные / абсорбированный5 мин – 10 ч, CP-нагрузки ИБПВысокаяУдовлетворительная
GEL (СГГН)Намазные / гелеобразный1–20 ч, циклический режимСредняяУдовлетворительная
OPzV (СГГП)Панцирные / гелеобразный1–20 ч, длительный буферный режимНиже среднейУдовлетворительная
OPzSПанцирные / жидкий1–20 ч, оперативный ток подстанцийНиже среднейУдовлетворительная при подборе плотности электролита
Ni-Cd (НКГЦ)Герметичная цилиндрическая конструкцияИмпульсные и длительные нагрузкиВысокаяВысокая

Для коротких мощных разрядов решающим является внутреннее сопротивление: тонкие намазные электроды с развитой поверхностью и короткий путь тока дают преимущество AGM и Ni-Cd. Для длительных разрядов и ресурса в буферном режиме преимущество у панцирных электродов OPzS и OPzV.

Методика: как получают сопоставимые данные

Сопоставимые разрядные характеристики получают только испытанием в контролируемых условиях:

  1. Полный заряд по режиму изготовителя, выдержка перед разрядом в интервале, установленном стандартом (как правило, 1–24 ч).
  2. Фиксация температуры электролита (для герметизированных — температуры отрицательного вывода) в начале разряда.
  3. Разряд в режиме CC или CP с поддержанием тока (мощности) с отклонением не более ±1 %.
  4. Регистрация напряжения каждого аккумулятора или моноблока, а не только батареи в целом: разброс напряжений к концу разряда показывает однородность сборки.
  5. Прекращение разряда при достижении Uкон любым аккумулятором (для приёмочных испытаний) или средним напряжением (для типовых характеристик) — метод указывается в протоколе.
  6. Приведение результата к опорной температуре и сопоставление с номиналом с учётом номера цикла.

Чек-лист сравнения предложений

  • Задан график нагрузки: мощность или ток, длительность каждого участка, толчковые токи.
  • Рассчитано Uкон от минимального напряжения потребителя и числа аккумуляторов.
  • Данные обоих изготовителей приведены к одному режиму (CC или CP), одной единице (Вт/эл), одному Uкон и одной температуре.
  • Используются гарантированные, а не типовые значения.
  • Учтены Kт, Kс, Kп.
  • Для толчковых нагрузок проверено напряжение в первую минуту разряда.
  • Для эксплуатации ниже 0 °C получены данные при минимальной рабочей температуре.

НПП «Источник» разрабатывает и производит свинцово-кислотные аккумуляторы и батареи по технологиям AGM, GEL, OPzV, OPzS и герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы, а также проектирует АКБ по техническим требованиям заказчика. Подбор батареи под конкретный график нагрузки выполняется на этапе анализа и проектирования — до выбора типоразмера.

Нормативные документы

  • ГОСТ Р МЭК 60896-11, ГОСТ Р МЭК 60896-21, ГОСТ Р МЭК 60896-22 — стационарные свинцово-кислотные батареи
  • ГОСТ Р МЭК 60623, ГОСТ Р МЭК 61951-1 — никель-кадмиевые аккумуляторы
  • ГОСТ Р МЭК 62620 — литий-ионные аккумуляторы для промышленного применения
  • IEEE 485, IEEE 1115 — методики расчёта стационарных батарей

Числовые значения в примерах и таблицах типичных параметров являются иллюстративными обобщениями для классов изделий и не относятся к конкретной продукции.

Контактная информация

Свяжитесь с нами

Приглашаем к сотрудничеству

    Остались вопросы?

    Оставьте заявку и мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на любые вопросы

    Офис

    194223, город Санкт-Петербург, вн. тер. г. Муниципальный округ Светлановское, ул. Курчатова, дом 9, строение 2, пом. 245

    Адрес производства

    РФ, Ленинградская область, Тихвинский район