В конструкции автомобиля за заряд аккумуляторной батареи отвечает электрический генератор. Кроме того, после генератора устанавливается специальный реле-регулятор, корректирующий напряжение зарядки в районе 14,1 В. Известно, что для полноценной зарядки аккумуляторной батареи необходимо не менее 14,5 В. Получается, встроенная зарядная система неспособна полноценно заряжать автомобильный аккумулятор, что приводит к необходимости использования дополнительного .
В летний период данная необходимость не так важна, ведь аккумулятор способен обеспечивать запуск двигателя и при неполной зарядке. Чего нельзя сказать о зиме, когда на улице наблюдаются стабильно отрицательные температурные показатели, уменьшающие емкость аккумулятора в два раза. Поэтому многие специалисты советуют полностью заряжать свой аккумулятор перед наступлением холодов, чтобы не попасть в неприятную ситуацию в самый неподходящий момент.
Типы зарядных устройств
Любое зарядное устройство представляет собой преобразователь электроэнергии.На сегодняшний момент, различают два вида подобных зарядных устройств :
- Пусковое. Суть данного зарядного устройства состоит в отдаче максимального тока, а сам режим зарядки осуществляется в автоматическом режиме. Большим минусом подобных устройств является необходимость отключения всех составляющий от аккумуляторной батареи. Если этого не сделать, то вся электроника автомобиля может довольно быстро выйти из строя.
- Предпусковое. С помощью данного агрегата можно осуществлять и подзарядку батареи. Подобное устройство является для транспортных средств с автоматической коробкой передач, ведь нет необходимости отключать аккумулятор от основных узлов авто.
Полезное видео на тему зарядки автомобильного аккумулятора
Подготовительные мероприятия для правильной зарядки
Перед тем, чтобы правильно зарядить аккумулятор, лучше удостовериться в том, что он действительно находиться в разряженном состоянии.Проверить это достаточно просто, нужно для начала вынуть его из специальной ниши в автомобиле. Бывают случаи, что причиной разрядки может стать механическое повреждение корпуса аккумуляторной батареи, вследствие чего вытекает электролит. Поэтому батарею нужно тщательно осмотреть на предмет нахождения на ней различных трещин — если они есть, то дальнейшая эксплуатация АКБ невозможна.
Степень разряда батареи можно узнать по специальному индикатору, который довольно часто монтируется на корпусе устройства. Рядом с индикатором должна находится поясняющая запись, говорящая о том, какой именно цвет о чем говорит.
Разряженный аккумулятор можно идентифицировать по тому напряжению, которое есть на клеммах. Для этого будет нужен обыкновенный тестер, с помощью которого проверяется напряжение. Если оно ниже номинальных значений, то аккумулятор разряжен.
Чтобы зарядка аккумулятора прошла правильно, нужно перед самим процессом проверить состояние электролита . Сделать это можно через заливные пробки, сам электролит должен быть в чистом состоянии, без дополнительных примесей. Кроме того, уровень его должен быть выше пластин. При необходимости, нужно произвести замену, либо залить нужное количество.
Особенное внимание нужно уделять также отверстию в крышке аккумуляторной батареи. Если оно будет чем-то забито, то испарения не будут выходить из устройства, что очень нежелательно.Большое видео про выбор и пользование зарядным устройством (вторая часть ниже)
Читайте так же: Изготовление зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками
Порядок зарядки
Закончив в предварительной подготовкой, можно приступать непосредственно к заряду аккумулятора. Нужно учитывать тот факт, что электролит имеет свойство испаряться в процессе зарядки, поэтому производить ее в жилых помещениях крайне не рекомендуется.
Также нужно соблюсти правильную последовательность подключения, т.е. сначала лучше осуществить подключение зарядного устройства к АКБ, а потом только в сеть. Кроме того, надо следить за правильностью данного подключения устройства к батарее, ведь в случае ошибки будут повреждены предохранители ЗУ.
Отличают два метода зарядки :
- С помощью постоянного тока. Данный способ зарядки считается наиболее простым, ведь для его осуществления необходимо лишь правильно выставить силу тока при помощи регулятора. Данное значение должно составлять порядка 10% от энергоемкости АКБ. В процессе заряда батареи, данное значение будет постепенно уменьшаться. Окончательным сигналом завершения процесса будет нулевое показание стрелки амперметра. В среднем, весь процесс занимает порядка 13 часов.
- С помощью переменного тока. Данный способ более сложный, потому что необходимо задавать силу тока самому. На начальном этапе, необходимо поставить такое же значение, как и в предыдущем методе — 10% от энергоемкости АКБ. Как только напряжение достигнет 14 В, необходимо понизить силу тока ровно в два раза, после чего заряжать с такими параметрами до 15 В.Как только напряжение дойдет до 15 В, нужно снова понизить силу тока в два раза. Зарядка будет произведена после того, как напряжение будет находиться на одном уровне в течение 60 минут.
Это все, что касается зарядки аккумулятора, которая производится вне автомобиля. Однако, бывают случаи, когда заряжать аккумулятор нужно непосредственно в транспортном средстве. Чтобы правильно произвести этот процесс, лучше следовать нескольким полезным рекомендациям :
- Автомобиль должен располагаться в закрытом помещении, где температура находится на приемлемом для работы уровне. Кроме того, в помещении не должно быть повышенной влажности.
- Перед началом процесса зарядки, лучше дать аккумулятору определенное время на привыкание, т.е. достижения им температуры помещения. В среднем, это достигается за пару часов.
- Также необходимо отключить все электрооборудование, подключенное в сеть. Сделать это лучше на этапе предварительной подготовки, до заряда АКБ.
- Необходимо произвести предварительную проверку, как и в предыдущем способе, когда АКЮ вынимается из авто. То есть, проверить электролит, напряжение на клеммах и т.д.
- В остальном, процесс зарядки аккумулятора практически ничем не отличается от предыдущего способа. Необходимо следить за капотом, чтобы он не захлопнулся в самый неподходящий момент. Если это произойдет, то клеммы будут повреждены, что приводит довольно к неприятным последствиям. Следовательно, нужно правильно подключать зарядное устройство к батарее, т.е. когда отсутствует ток в устройстве.
- Заряжать аккумулятор нужно правильно, постепенно увеличивая силу тока в поэтапном режиме. Делается это для того, чтобы предостеречь устройство от перепадов напряжения.
Читайте так же: Делаем простейший преобразователь 12В - 220В своими руками
Видео про внутренние компоненты и обслуживание зарядного устройства (продолжение)
Определение степени заряда
После завершения всех манипуляций, нелишним будет проверить уровень заряда
аккумулятора. Для этого нужно проверить напряжения на клеммах с помощью нагрузочной вилки. Если таковой не нашлось, то самым простым выходом из ситуации будет установка АКБ на машину. Если мы все сделали правильно и уровень заряда достаточный, Аккумулятор будет в нормальном режиме крутить стартер, а также беспрепятственно производить запуск силовой установки.
Зарядка нового аккумулятора
Для многих является настоящим открытием тот факт, что новый АКБ также требует подзарядки.
Объяснение этому довольно простое — батарея могла сколько угодно лежать на складе
, прежде чем её приобрели. За данное время мог снизиться уровень плотности электролитов, поэтому такая батарея будет заряжена не на весь уровень. Перед покупкой лучше уточнить у продавца дату изготовления устройства, чтобы не попасть в неловкую ситуацию со своим автомобилем.
Для зарядки нового аккумулятора лучше воспользоваться стандартным зарядным устройством, а также запастись определенным количеством электролита. Сам процесс будет состоять из нескольких этапов:
- В новый АКБ нужно залить электролит, после чего оставить его на 4-5 часов. Затем снимаем пробки с каждой банки.
- Сколько нервов было потрачено при неправильном способе подключения зарядки к аккумулятору. Чтобы этого избежать, необходимо сначала подключить клеммы зарядки к АКБ, и только затем включить в сеть.
- Далее необходимо выставить правильный уровень тока — для новых АКБ используется ток малых значений (на устройстве нужно выбрать самый минимальный показатель).
- Многие интересуются — сколько требуется времени для зарядки нового аккумулятора автомобиля? В среднем, нужно порядка 3 часов для полноценного заряда устройства. Если же на зарядке присутствует специальный индикатор, то необходимо следить за уровнем заряда и всего лишь. В конце, нелишним будет воспользоваться ареометром — устройством, с помощью которого проверяется плотность электролитов.
Чтобы избежать неприятным последствий при осуществлении зарядки аккумулятора автомобиля необходимо соблюдать несколько действенных рекомендаций:
Помните о том, что в банках аккумулятора находится кислота, поэтому в работе лучше воспользоваться элементарными средствами личной безопасности — перчатками и очками .
Важно понимать, что процесс зарядки сопровождается испарением различных вредных газов, поэтому осуществлять данный процесс лучше в помещении, которое проветривается достаточным образом.Помимо опасных газов выделяется еще и водород , который может вступить во взаимодействие с кислородом. Иными словами, если в таком помещении возникнет даже незначительная искра, то может произойти взрыв.
При эксплуатации автомобиля с исправным электрооборудованием проблем, связанных с аккумулятором этого авто, обычно не возникает. Разумеется, если надолго не оставлять включенными мощные потребители электричества при неработающем двигателе автомобиля. Но стоит перегореть предохранителю, защищающему цепь возбуждения генератора, и следующая попытка пуска двигателя авто не увенчается успехом. После чего перед владельцем авто возникнет неактуальный ранее вопрос: «как заряжать аккумулятор правильно?». При доступности зарядного устройства ничего сложного собой правильная зарядка аккумулятора авто дома собой не представляет. Зарядка аккумулятора машины автоматическим зарядным устройством наиболее проста и в контроле над процессом не нуждается.
Аккумуляторная батарея автомобиля (АКБ) используется для пуска двигателя машины и как вспомогательный источник электроэнергии в то время, когда двигатель автомобиля не работает.
Оценка состояния батареи
То, что стартер автомобиля «вяло» крутит, не обязательно следствие того, что автомобильный химический источник электричества истощен. Поэтому прежде чем тащить батарею автомобиля на зарядку, рекомендуется проверить ее.
Измерения проводятся, когда мотор авто не работает. Полностью заряженная батарея авто имеет плотность электролита от 1,27 до 1,29 г/см 3 и напряжение на клеммах от 12,3 до 12,9 V. Когда в ней останется 70% заряда, плотность ее электролита будет от 1,23 до 1,25 г/см 3 , а напряжение от 12,0 до 12,1 V. Наполовину разряженный источник тока будет иметь плотность электролита от 1,16 до 1,18 г/см 3 и покажет напряжение от 11,8 до 12,0 V. Полностью разряженная она будет иметь плотность от 1,11 до 1,13 г/см 3 , а напряжение упадет ниже 11 V.
Подготовка батареи к зарядке
Для того чтобы дома правильно зарядить АКБ следуйте таковой последовательности:
Методы заряда
Правильно заряжать аккумулятор можно тремя способами:
Два первых способа зарядки аккумулятора имеют как свои плюсы, так и минусы. Первый метод состоит в подключении АКБ к источнику электроэнергии с постоянной силой тока напряжением не выше 16,2 V. Силу тока при заряде в течение 20 часов можно вычислить, если емкость АКБ разделить на 20 часов. К примеру, на вашей машине установлена батарея емкостью 50 А-ч тогда 50 А-ч / 20 ч. = 2,5А. При 10 часовом заряде для определения силы тока заряда АКБ емкость делят на 10 часов. То есть, чтобы правильно заправить такую же батарею за 10 часов, нужен зарядный ток 5 А. Одно из важнейших преимуществ этого метода – это полный заряд батареи. Из недостатков можно отметить необходимость стабилизации силы тока, значительное выделение газов, и нагревание электролита.
Зарядку этим способом рекомендуется проводить в два этапа – сначала делать зарядный ток равный 1/10 от номинальной емкости, а после достижения напряжения одной банки 2,4 V уменьшать его в 2 раза. Окончание зарядки определяют по появлению интенсивного газообразованию – «кипению» электролита.
Альтернатива
Второй способ заключается в стабилизации напряжения зарядки, сила тока при этом меняется в зависимости от сопротивления батареи. Эта методика позволяет зарядить батарею до 85–90%. Преимущества метода:
- быстрое приведение батареи в рабочее состояние;
- большая часть энергии, потребляемая вначале процесса, тратится на восстановление активной массы пластин.
Основной недостаток – сильный нагрев электролита из-за большой сил тока в начале зарядки. Уравнительная зарядка предназначена для ликвидации последствий глубоких разрядов. Очень хорошо ликвидирует возрастающую сульфатацию электродов.
Форсированная методика применяется для быстрого восстановления рабочего состояния источника после глубокого разряда. Допускает возрастание тока в начале зарядки до 70% от величины номинальной емкости, но не долее получаса. Следующие 45 мин ток зарядки снижают до половины номинальной емкости. Еще 1,5 часа заряд идет током, составляющим 30% от номинальной емкости. Эта зарядка требует обязательного контроля температуры электролита. Если температура поднимется до 45 ◦ C, зарядку следует прекратить.
Применять метод форсированного заряда батареи следу как можно реже, так как его регулярное использование заметно сокращает срок ее службы.
О емкости АКБ
Среди владельцев авто бытует мнение о недопустимости установки на машину батареи с повышенной емкостью, так как при большей емкости автомобильная АКБ якобы не будет успевать заряжаться. Однако, количество энергии, затраченное на пуск двигателя авто, не зависит от емкости АКБ. Поэтому при исправном генераторе оно будет восполнено в АКБ большей и меньшей емкости за одно и то же время. Значит, установка на авто АКБ с емкостью большей рекомендованной не принесет вреда.
Зарядные устройства
Зарядное устройство (ЗУ) служит для заряда электрических аккумуляторов от сети переменного тока. Состоит ЗУ из преобразователя напряжения (трансформаторного или импульсного выпрямителя), стабилизатора напряжения, контроллера, регулирующего зарядный ток и иногда блока индикации, состоящего из стрелочных или светодиодных ампервольтметров. Различаются ЗУ типом заряжаемых аккумуляторов, их рабочим напряжением и емкостью.
Обозначение ЗУ для аккумуляторов автомобиля: X B/C, где X – название зарядного устройства, B – максимальная емкость заряжаемой батареи в Ампер-часах, C – максимальное рабочее напряжение заряжаемого аккумулятора в вольтах. Если у ЗУ значение B превышает 170 А-ч, то его можно использовать не только для зарядки, но и для помощи при пуске двигателя авто.
В настоящее время существует много методов заряда аккумуляторов. Есть более современные, требующие специальных зарядных устройств, а есть и простые, классические методы заряда, известные еще с момента создания аккумуляторных батарей и пользующие популярностью по сей день.
Сегодня рассмотрим два классических метода заряда аккумуляторной батареи.
1. Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного тока. I=const.
2. Заряд аккумулятор при постоянстве зарядного напряжения. U=const.
Сегодня нам потребуются следующие приборы:
1. Уровнемерная трубка (если есть)
2. Ареометр.
3. Вольтметр (мультиметр или встроенный прибор зарядного устройства).
4. Зарядное устройство.
Перед началом зарядки аккумулятора нужно убедиться в необходимости этого, то есть произвести проверку аккумулятора и подготовить его к зарядке, для этого нам необходимо:
1. Очистить корпус батареи, клеммы от окислов, вывернуть заливные пробки
2. Проверить уровень электролита с помощью уровнемерной трубки и если наблюдается пониженный уровень (менее 10-12 мм)необходимо долить дистиллированной воды.
3. Измерить плотность электролита с помощью ареометра
4. Измерить напряжение (ЭДС) аккумулятора с помощью вольтметра или мультиметра.
И желательно записать или запомнить эти значения они нам понадобятся для контроля конца заряда аккумулятора.
По измеренным значениям плотности и напряжения аккумулятора оценить нуждается ли он все-таки в зарядке или нет.
Плотность электролита в полностью заряженной батареи измеренная при температуре +25°С в зависимости от климатической зоны должна соответствовать значениям указанным в таблице.
Напряжение на полностью заряженной батареи должно быть не менее 12,6 вольта .
Не заряжайте аккумулятор если в этом нет необходимости, так как это приведет к сокращению его срока службы в результате перезаряда батареи .
Принцип заряда аккумулятора состоит в том, что к аккумулятору подключается напряжение с зарядного устройства, причем для возникновения зарядного тока, то есть начала процесса заряда аккумулятора, зарядное напряжение должно быть всегда больше напряжения на аккумуляторной батареи.
Если зарядное напряжение будет меньше напряжения на аккумуляторе, то направление тока в цепи поменяется и батарея начнет отдавать свою энергию зарядному устройству, то есть разряжаться на него.
Итак, рассмотрим первый метод заряда аккумуляторной батареи.
Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного тока.
Заряд аккумулятора постоянным значением зарядного тока является основным универсальным методом заряда. Необходимо знать, что при использовании этого метода, в отличие от некоторых других, аккумуляторная батарея заряжается до 100% своей емкости.
При данном методе величина зарядного тока на протяжении всего заряда поддерживается неизменной.
Это достигается либо применением специальных зарядных устройств с функцией установки заданного значения зарядного тока, либо включением в цепь заряда реостата, однако в последнем случае изменять значения сопротивления реостата для достижения постоянства зарядного тока в процессе заряда необходимо самостоятельно.
Смысл в том, что в процессе заряда сопротивление аккумулятора и напряжение на нем изменяются, что приводит к уменьшению зарядного тока. Для поддержания зарядного тока на постоянном уровне необходимо увеличивать значение зарядного напряжения с помощью вышеупомянутого реостата.
Еще раз скажу, что в современных зарядных устройствах значение зарядного тока может поддерживается автоматически.
Сила зарядного тока обычно выбирается равной 10% от емкости аккумулятора, той, что указана на корпусе батарей. В литературе эта емкость обозначается как С20, что является емкостью при 20 часовом режиме разряда. Просто запомните это.
Время заряда аккумулятора при этом зависит от степени его разряженности перед началом заряда. Если аккумулятор был разряжен полностью но не ниже 10 вольт, то ориентировочное время его заряда будет в пределах 10 часов.
Если вас не лимитирует время заряда, то лучше заряжать аккумулятор током 5% от емкости АКБ, при этом процесс заряда происходит более качественно и батарея заряжается на 100% от своей емкости, при этом увеличивается время заряда.
Заряд аккумуляторной батареи производится до достижения обильного газовыделения, постоянства напряжения и плотности электролита на протяжении 2 часов.
Напряжение зарядного устройства, подключенного к аккумуляторной батареи, обычно в конце заряда достигает величины 16-16,2 вольта.
Следует сказать, что в конце заряда аккумулятора методом постоянства зарядного тока происходит значительное увеличение температуры электролита в нем. Поэтому при достижении температуры 45 градусов, следует уменьшить зарядный ток в 2 раза, либо вообще прервать заряд для снижения температуры до 30-35 градусов.
Итак, берем зарядное устройство, подключаем плюсовой и минусовой зажим к клеммам аккумулятора, ручку установки зарядного тока ставим на минимум, то есть в крайнее левое положение, подключаем зарядное устройство в сеть.
Далее устанавливаем зарядный ток, равный 10% от емкости аккумулятора и через каждые 2 часа контролируем плотность электролита, напряжение на аккумуляторе, которые в процессе заряда аккумулятора будут увеличиваться и если есть возможность температуру электролита, либо хотя бы косвенно, трогая корпус АКБ рукой.
Если зарядное устройство не имеет функцию поддержания постоянства зарядного тока, то поддерживаем его в ручную, изменяя зарядное напряжение и контролируя зарядный ток через каждые полчаса по амперметру зарядного устройства, либо амперметру, включенному последовательно в зарядную цепь.
При достижении напряжения примерно 14 вольт, производим контроль плотности и напряжения через каждый час.
При наблюдении признаков заряда (кипение, постоянство плотности и напряжения), отключаем зарядное устройство от сети, отключаем зажимы от аккумулятора.
Наш аккумулятор заряжен.
Недостатки метода заряда:
1. Длительное время заряда аккумулятора (при заряде током 10% от емкости порядка 10 часов, при заряде током 5% от емкости – около 20 часов, при условии, что аккумулятор был полностью разряжен).
2. Необходимость частого контроля процесса заряда (зарядного тока, напряжения, плотности и температуры электролита).
3. Существует вероятность перезаряда аккумулятора.
Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного напряжения.
Заряд аккумулятора при поддержании постоянного значения напряжения на нем является более ускоренным и простым методом введения батареи в строй.
Суть этого метода заряда заключается в следующем.
Зарядное устройство непосредственно подключается к аккумуляторной батареи и в процессе всего заряда поддерживается постоянное значение зарядного напряжения. При этом напряжение устанавливается в пределах 14,4-15 вольт (для 12-ти вольтового аккумулятора).
При таком методе заряда величина зарядного тока устанавливается, можно сказать, автоматически, в зависимости от степени разряда, плотности электролита, температуры и других факторов.
В начале заряда аккумулятора зарядный ток может достигать больших значений, даже 100% от емкости аккумулятора, так как ЭДС батарей имеет наименьшее значение, а разница между этой ЭДС и напряжением заряда наибольшее. Однако в процессе заряда ЭДС аккумулятора увеличивается, разность между ЭДС аккумулятора и зарядным напряжением уменьшается, тем самым уменьшается зарядный ток, который через 2-4 часа может достичь порядка 5-10% от емкости АКБ. Опять же все зависит от степени разряженности батареи.
Такие большие токи заряда и являются причиной более быстрого заряда аккумуляторной батарей.
В конце процесса заряда аккумулятора зарядный ток уменьшается почти до нуля, поэтому считается, что при заряде методом поддержания постоянного значения зарядного напряжения аккумулятор зарядится только до 90-95% от своей емкости.
Таким образом, при значении зарядного тока близкого к нулю, заряд можно прекратить, батарею привести в исходное состояние и установить на автомобиль.
Кстати заряд аккумулятора при постоянной величине зарядного напряжения реализован в автомобиле.
Если напряжение на аккумуляторе меньше 12,6-12,7 вольт (в зависимости от марки автомобиля), то реле регулятор подключает генератор к аккумулятору для его подзарядки. Причем напряжение с генератора соответствует величине 13,8-14,4 вольта (стандартное значение, в иномарках встречается напряжение генератора немного больше указанного значения).
1. Подключаем зарядное устройство к аккумулятору,
2. Устанавливаем зарядное напряжение пределах 14,4-15 вольт,
3. Контролируем зарядный ток аккумулятора
4. Снимаем аккумулятор с зарядки при значение ток близкого к нулю.
Недостатки метода:
1. Заряд аккумуляторной батареи производится не до полной ее емкости, а в среднем до 90-95% от ее значения.
2. Большая перегрузка источника зарядного напряжения в начале заряда, в следствие большого зарядного тока (актуально при заряде аккумулятора от генератора автомобиля).
По завершении заряда аккумуляторной батарей любым из методов необходимо:
1. Убедиться что напряжение на нем имеет значение не менее 12,6 вольта,
2. Плотность электролита в пределах 1.27 г/см3
3. Уровень электролита 10-12 мм над пластинами
4. Устранить возможные потеки электролита и установить аккумулятор на автомобиль.
А теперь вопрос. В некоторых видео на ютуб и в статьях на сайтах я встречал такой совет по подключению зарядного устройства к аккумулятору: сначала подключаем плюс, потом минус. Так вот я хотел бы узнать ваше мнение правильно ли это утверждение или последовательность подключения проводов зарядного устройства не имеет значения?
Пишите свои мнения в комментариях.
Предлагаю посмотреть подробное видео в котором я поясняю как зарядить аккумулятор используя два классических метода заряда:
Автономные источники питания – аккумуляторные батареи, видятся в современных технологиях неотъемлемым элементом практически любых проектов. Для автомобильной техники аккумулятор тоже конструктивная часть, без которой немыслима полноценная эксплуатация транспорта. Всеобщая полезность аккумуляторов очевидна. Но технологически эти приборы всё-таки до конца не совершенны. Например, явное несовершенство отмечается частым зарядом аккумуляторов. Конечно же, здесь актуален вопрос, каким напряжением заряжать аккумулятор, чтобы сократить частоту подзарядки и сохранить все его рабочие свойства на длительный срок эксплуатации?
Досконально вникнуть в тонкости процессов заряда / разряда свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (автомобильных ) помогут определения базовых параметров аккумуляторов:
- ёмкость,
- концентрация электролита,
- сила тока разряда,
- температура электролита,
- эффект саморазряда.
Под ёмкостью батареи аккумуляторов принимается электричество, отдаваемое каждой отдельной аккумуляторной банкой в процессе её разряда. Как правило, значение ёмкости выражается ампер-часами (А/ч).
На корпусе аккумуляторной батареи для автомобиля указывается не только номинальная ёмкость, но также стартерный ток при пуске автомобиля на холодную. Пример маркировки — аккумулятор производства Тюменского завода
Ёмкость разряда аккумулятора, обозначенная на технической бирке производителем, считается номинальным параметром. Помимо этой цифры, значимым для эксплуатации является также параметр ёмкости заряда. Необходимое значение заряда вычисляется формулой:
Сз = Iз * Тз
где: Iз – зарядный ток; Тз – время заряда.
Цифра, указывающая разрядную ёмкость батареи аккумуляторов, напрямую связана с другими технологическими и конструктивными параметрами и зависима от условий эксплуатации. Из конструктивно-технологичных свойств аккумулятора влияние на ёмкость разряда оказывают:
- активная масса,
- применяемый электролит,
- толщина электродов,
- геометрические размеры электродов.
Среди технологических параметров значимой для ёмкости батареи аккумуляторов также является степень пористости активных материалов и рецептура их приготовления.
Внутренняя структура свинцово-кислого автомобильного аккумулятора, куда входят так называемые активные материалы — пластины минусового и плюсового полей, а также иные компоненты
Не остаются в стороне и эксплуатационные факторы. Как показывает практика, сила разрядного тока в паре с электролита также способны оказывать влияние на параметр ёмкости аккумулятора.
Влияние концентрации электролита
Завышенный уровень концентрации электролита способствует сокращению срока службы аккумулятора. Условия работы батареи с высокой концентрацией электролита приводят к активизации реакции, результатом которой становится образование коррозии на плюсовом электроде аккумуляторной батареи.
Поэтому важно оптимизировать значение , учитывая те условия, в которых эксплуатируется аккумулятор и требования, предъявляемые производителем по отношению к таким условиям.
Оптимизация концентрации электролита аккумуляторной батареи видится одним из важных моментов эксплуатации прибора. Контроль уровня концентрации необходим обязательно
К примеру, для условий с умеренным климатом, рекомендованный уровень концентрации электролита для большей части автомобильных аккумуляторов доводят под плотность 1,25 – 1,28 г/см 2 .
А когда актуальна эксплуатация приборов применительно к жаркому климату, концентрация электролита должна соответствовать плотности 1,22 – 1,24 г/см 2 .
Аккумуляторы — сила тока разряда
Процесс разряда АКБ логично разделить условно на два режима:
- Длительный.
- Короткий.
Для первого события характерным видится разряд при малых токах на протяжении относительно длительного временного периода (от 5 до 24 часов).
Для второго события (короткий разряд, стартерный разряд), напротив, характерными являются большие токи в коротком промежутке времени (секунды, минуты).
Увеличение разрядного тока провоцирует снижение ёмкости батареи аккумуляторов.
Зарядное устройство Телетрон, которое успешно применяется для работы с кислотно-свинцовыми автомобильными батареями. Несложная электронная схема, но высокая эффективность действия
Пример:
Есть АКБ с ёмкостью 55 А/ч с рабочим током на клеммах 2,75А. При нормальных условиях окружающей среды (плюс 25-26ºС) ёмкость АКБ находится в пределах 55-60 А/ч.
Если разрядить батарею кратковременным током величиной 255 А, что эквивалентно увеличению номинальной ёмкости в 4,6 раза, номинальная ёмкость снизится до 22 А/ч. То есть, практически вдвое.
Температура электролита и саморазряд аккумулятора
Разрядная ёмкость аккумуляторных батарей естественным образом снижается, если падает температура электролита. Падение температуры электролита влечёт за собой увеличение степени вязкости жидкой составляющей. Как следствие, увеличивается электрическое сопротивление активного вещества.
Отключенная от потребителя, полностью бездействующая , имеет свойства терять ёмкость. Объясняется такое явление химическими реакциями внутри прибора, проходящими даже в условиях полного отключения от нагрузки.
Под влияние окислительно-восстановительных реакций попадают оба электрода – минусовой и плюсовой. Но в большей степени процессом саморазряда охвачен электрод отрицательной полярности.
Реакция сопровождается образованием водорода в газообразном виде. При увеличении концентрации в растворе электролита серной кислоты, отмечается увеличение плотности электролита от значения 1,27 г/см 3 до 1,32 г/см 3 .
Это соразмерно с 40%-ым увеличением скорости эффекта саморазряда на минусовом электроде. Прирост скорости саморазряда дают также и примеси металлов, входящие в структуру электрода отрицательной полярности.
Саморазряд автомобильного аккумулятора после продолжительного хранения. При полном бездействии, при отсутствии нагрузки батарея утратила значительную часть ёмкости
Нужно отметить: любые металлы, присутствующие в составе электролита и других компонентов аккумуляторов, способствуют усилению эффекта саморазряда.
Соприкасаясь с поверхностью отрицательного электрода, эти металлы вызывают реакцию, в результате которой начинается выделение водорода.
Некоторая часть существующих примесей исполняет роль переносчика зарядов от плюсового электрода к минусовому. При этом имеют место реакции восстановления и окисления ионов металлов (то есть опять же процесс саморазряда).
Бывают и такие случаи, когда АКБ утрачивает заряд от загрязнений на корпусе. За счёт загрязнений создаётся проводящий слой, замыкающий плюсовой и минусовой электроды
Помимо внутреннего саморазряда, не исключается внешний саморазряд аккумулятора автомобиля. Причиной такого явления может стать высокая степень загрязнённости поверхности корпуса АКБ.
Например, пролитый на корпус электролит, вода или иные технические жидкости. Но в этом случае эффект саморазряда легко устраняется. Достаточно лишь очистить корпус батареи и содержать его всегда в чистоте.
Заряд автомобильных аккумуляторов
Начнём от ситуации бездействия прибора (в отключенном состоянии). Каким напряжением или током заряжать аккумулятор автомобиля, когда прибор находится на хранении?
В условиях хранения АКБ основная цель зарядки направлена на компенсацию саморазряда. В этом случае зарядка обычно выполняется малыми токами.
Диапазон значений заряда, как правило, от 25 до 100 мА. При этом напряжение заряда необходимо поддерживать в границах 2,18 – 2,25 вольт по отношению к единичной аккумуляторной банке.
Выбор условий заряда аккумулятора
Зарядный ток аккумулятора обычно настраивается на определённую величину в зависимости от заданного времени подзаряда.
Подготовка автомобильной батареи аккумуляторов для подзарядки в режиме, который требуется определить с учётом технологических свойств и технических параметров при эксплуатации АКБ
Так, если предполагается заряжать аккумулятор в течение 20 часов, оптимальным параметром тока заряда считается величина, равная 0,05С (то есть 5% от номинальной ёмкости аккумулятора).
Соответственно, значения будут пропорционально увеличиваться, если менять один из параметров. К примеру, при 10-и часовой зарядке, сила тока уже составит 0,1С.
Заряд двухступенчатым циклом
При таком режиме изначально (первая ступень) осуществляется заряд током 1,5С до состояния, когда напряжение на отдельной банке достигнет значения 2,4 вольта.
После этого переводят зарядное устройство на режим по току заряда величиной 0,1С и продолжают заряжать до полного набора ёмкости 2 – 2,5 часа (вторая ступень).
Напряжение заряда в режиме второй ступени варьируется в пределах 2,5 – 2,7 вольта для одной банки.
Форсированный режим заряда
Принцип форсированного заряда предполагает установку значения зарядного тока на уровне 95% от номинальной ёмкости батареи – 0,95С.
Способ достаточно агрессивный, но позволяет всего за 2,5-3 часа зарядить аккумулятор практически полностью (на практике 90%). До 100% ёмкости зарядка форсированным режимом отнимет 4 – 5 часов времени.
Контрольно-тренировочный цикл
Практика эксплуатации автомобильных АКБ отмечает положительный результат, когда контрольно-тренировочный цикл применяется к новым аккумуляторным батареям, ещё не побывавшим в работе
Для этого варианта оптимальным является зарядка с параметрами, вычисленными простой формулой:
I = 0.1 * С20;
Заряжают до момента, когда напряжение на отдельно взятой банке составит 2,4 вольта, после чего уменьшают величину зарядного тока до значения:
I = 0.05 * C20;
При таких параметрах продолжают процесс до полного заряда.
Контрольно-тренировочный цикл охватывает также практику разряда, когда АКБ разряжается небольшим током 0,1С до уровня общего напряжения 10,4 вольта.
При этом степень плотности электролита поддерживается на уровне 1,24 г/см 3 . После разряда прибор заряжают по стандартной методике.
Общие принципы зарядки свинцово-кислотных АКБ
На практике применяют несколько способов, каждый из которых имеет свои сложности и сопровождается разным объёмом финансовых издержек.
Определиться, каким способом заряжать аккумуляторную батарею, несложно. Другой вопрос — какой результат будет получен от применения того или иного способа
Самым доступным и простым методом считается заряд постоянным током при напряжении 2,4 – 2,45 вольт/банка.
Процесс заряда продолжается до тех пор, когда величина тока будет оставаться постоянной в течение 2,5-3 часов. При таких условиях аккумулятор считается полностью заряженным.
Между тем большее признание среди автомобилистов получила методика комбинированного заряда. В этом варианте действует принцип ограничения начального тока (0,1С) до момента достижения заданного напряжения.
Затем процесс продолжается при постоянном напряжении (2,4В). Для этой схемы допустимо повышение первоначального тока заряда до 0,3С, но не более того.
Аккумуляторы, работающие в буферном режиме, рекомендуется заряжать при низких напряжениях. Оптимальные значения заряда: 2,23 – 2,27 вольта.
Глубокий разряд — устранение последствий
Прежде всего, следует подчеркнуть: восстановление АКБ до номинальной ёмкости возможно, но при условии, когда имели место не более 2-3 глубоких разрядов.
Заряд в таких случаях выполняется постоянным напряжением величиной равной 2,45 вольта на банку. Также допускается заряжать током (постоянным) величиной 0,05С.
Процесс восстановления АКБ может потребовать двух-трёх отдельных циклов заряда. Чаще всего для достижения полной ёмкости зарядку проводят именно в 2-3 цикла
Если заряд проводится напряжением 2,25 – 2,27 вольта, рекомендуется выполнить процесс дважды или трижды. Так как при малых напряжениях достичь номинала ёмкости в большинстве случаев не удаётся.
Конечно же, следует учитывать влияние окружающей температуры в процессе выполнения восстановления. Если температура окружающей среды находится в границах 5 – 35ºС, напряжения заряда изменять не требуется. В иных условиях потребуется корректировка заряда.
Видео по контрольно-тренировочному циклу АКБ
Метки:
В 1859 году была изобретена первая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, практически не изменившаяся по принципу функционирования. Она позволяет вырабатывать электрический ток малого тока и напряжения, необходимого для работы транспорта и различных электроприборов. Важной особенностью является то, что ее можно многократно заряжать в случае разряда. Поэтому умельцы начали разрабатывать различные способы заряда аккумуляторной батареи , о которых мы сейчас поговорим.
Заряд аккумуляторов специальными устройствами
Начнем с самого простого и современного способа – использования (ЗУ). Заряд с помощью такого устройства проходит в полностью автоматическом режиме. Достаточно правильно подключить (не перепутать "+" и "–" на проводах и клеммах, хотя многие ЗУ имеют функцию защиты от переполюсовки) и снять по истечении периода заряда.
Следующими способами заряда аккумуляторов являются устаревшие, но, тем не менее, применяющиеся методы, при которых также используются зарядные устройства с ручной регулировкой параметров тока и напряжения. Это заряд:
- Постоянным током
- При постоянном напряжении
- Комбинированный
Первый из вышеперечисленных способов предполагает то, что заряд аккумуляторной батареи (АКБ) будет проводиться постоянным током , то есть во время процесса заряда необходимо контролировать заданное значение тока и корректировать его, когда будет происходить отклонение. Важным условием такого метода является то, что нельзя заряжать током, значение которого больше 10% от емкости аккумулятора, иначе он может прийти в негодность. Чтобы лучше понять сказанное, рассмотрим пример:
Имеется разряженный аккумулятор с емкостью 60 А*ч (ампер*час, Ah). Для того чтобы его зарядить методом постоянного тока необходимо взять 10% от этой величины: 60 * 0,1 = 6 А. Получается, что надо установить значение в 6 А на зарядном устройстве и периодически (раз в час) контролировать его. В среднем заряд таким способом занимает 12 часов. Чтобы убедиться, что аккумулятор заряжен полностью, надо дождаться на индикаторе зарядного устройства примерного значения в 14 вольт для 12-вольтной АКБ или 26 В для 24-вольтной.
Следующий способ заряда аккумуляторной батареи – метод постоянного напряжения . Выставляется требуемое значение напряжения, зачастую 16 В для 12-вольтной АКБ, и заряжают в течении суток. Чем меньше будет установленное напряжение, тем дольше будет заряжаться аккумулятор. Однако выставлять высокое значение напряжения не рекомендуется.
Комбинированный метод совмещает в себе два предыдущих. Сначала происходит заряд постоянным током, затем постоянным напряжением.
