Процесс заряда аккумуляторов различных типов
Заряд и разряд аккумулятора являются основными процессами, которые идут при его эксплуатации. Во время заряда аккумуляторная батарея восполняет потерянную ёмкость и по окончании процесса вновь может эксплуатироваться. В этом материале речь пойдёт о заряде аккумуляторов основных типов: свинцово-кислотных, щелочных и литиевых. Будут рассмотрены процессы происходящие при зарядке и режимы.
Заряд аккумуляторов различных типов
Свинцово-кислотные АКБ
Самой распространённой сферой применения свинцово-кислотных аккумуляторов, являются стартерные батареи в транспортных средствах. Они применяются для запуска двигателя, а также поддержки генератора при сильной нагрузке на бортовую сеть автомобиля. В штатном режиме работы свинцово-кислотные АКБ не испытывают глубокого разряда. Заряд батареи после пуска осуществляется током, вырабатываемым генератором. Кроме того, рекомендуется периодически выполнять зарядку стартерного аккумулятора от зарядного устройства. Какие реакции при этом происходят?
Происходящие процессы
В электрохимической реакции внутри свинцово-кислотного аккумулятора участвуют материалы положительного и отрицательного электрода, а также электролит. Активная масса положительного электрода представляет собой диоксид свинца (PbO2). В случае с отрицательным электродом – это порошок свинца (Pb). При заряде свинцово-кислотной аккумуляторной батареи на электродах протекают следующие реакции.
Общий процесс в электрохимической системе описывается уравнением.
| Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия) | Напряжение, В (в отсутствии нагрузки) | Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) | Степень заряда АКБ, % | Температура замерзания электролита, гр. Цельсия |
|---|---|---|---|---|
| 1,11 | 11,7 | 8,4 | 0 | -7 |
| 1,12 | 11,76 | 8,54 | 6 | -8 |
| 1,13 | 11,82 | 8,68 | 12,56 | -9 |
| 1,14 | 11,88 | 8,84 | 19 | -11 |
| 1,15 | 11,94 | 9 | 25 | -13 |
| 1,16 | 12 | 9,14 | 31 | -14 |
| 1,17 | 12,06 | 9,3 | 37,5 | -16 |
| 1,18 | 12,12 | 9,46 | 44 | -18 |
| 1,19 | 12,18 | 9,6 | 50 | -24 |
| 1,2 | 12,24 | 9,74 | 56 | -27 |
| 1,21 | 12,3 | 9,9 | 62,5 | -32 |
| 1,22 | 12,36 | 10,06 | 69 | -37 |
| 1,23 | 12,42 | 10,2 | 75 | -42 |
| 1,24 | 12,48 | 10,34 | 81 | -46 |
| 1,25 | 12,54 | 10,5 | 87,5 | -50 |
| 1,26 | 12,6 | 10,66 | 94 | -55 |
| 1,27 | 12,66 | 10,8 | 100 | -60 |
| Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия) | Напряжение, В (в отсутствии нагрузки) | Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) | Степень заряда АКБ, % | Температура замерзания электролита, гр. Цельсия |
Основной проблемой в процессе заряда свинцово-кислотного аккумулятора является неполное растворение сульфата свинца (PbSO4). Это вещество забивает поры активной массы, в результате чего снижается площадь взаимодействия электролита с материалом электрода. Из-за этого происходит постепенная потеря ёмкости.
По мере эксплуатации аккумуляторной батареи сульфата свинца на пластинах после заряда остаётся всё больше. Процесс носит название сульфатации. Он является причиной выхода из строя большинства свинцово-кислотных аккумуляторов на транспортных средствах.
Режимы заряда
Если не считать ускоренной зарядки, то есть две основные схемы заряда свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. При постоянном напряжении и постоянном токе. Сегодня в продаже можно найти много зарядных устройств (ЗУ), имеющих возможность использования этих режимов, а также их комбинаций.
Наиболее распространённой является схема заряда при постоянном напряжении. Смысл здесь в том, что на терминалы аккумулятора подаётся постоянное напряжение. Заряд обеспечивается благодаря выравниванию напряжений на выводах ЗУ. Полнота заряда в этом случае зависит от напряжения, подаваемого на только выводы АКБ. То есть если заряжать аккумуляторную батарею одинаковое время напряжением 14,4, 15 и 16 вольт, то наиболее полный заряд достигается при 16 В.
Другой распространённой схемой является заряд постоянным током. Этот процесс включает в себя несколько этапов, на каждом из которых поддерживается постоянная сила тока.
Такая схема зарядки требует постоянного контроля и корректировки подаваемого тока. Этапы разделяются по уровню напряжения на выводах аккумулятора.
Обычно процесс выглядит следующим образом.
Выше был упомянут метод ускоренной зарядки аккумуляторной батареи. Подобный режим есть во многих зарядных устройствах. Он отличается лишь тем, что на аккумулятор подаётся увеличенный до 30% (по сравнению со штатным значением 0,1*С) ток. Это используется в тех случаях, когда аккумулятору нужно быстро отдать заряд, который необходим для запуска двигателя. Увеличенная сила тока при зарядке отрицательно сказывается на состоянии электродов и активной массы. Поэтому без необходимости этот режим лучше не использовать.
Щелочные аккумуляторные батареи
Щелочные аккумуляторы используются в качестве тяговых. Их можно встретить в различной складской технике, железнодорожном транспорте, электроинструменте и других сферах применения, где они работают в режиме циклирования.
Происходящие процессы
Наиболее распространёнными электрохимическими системами щелочных аккумуляторов являются никель─кадмиевые и никель─металлогидридные. Рассмотрим процесс заряда на их примере. Оба типа батарей имеют положительный электрод с активной массой из гидроокиси никеля (NiOOH). В ней присутствует графит и окись бария. Окись бария продлевает срок службы АКБ, а графит увеличивает электропроводность активной массы.
Активная масса на отрицательном электроде в никель─кадмиевых аккумуляторах представляет собой смесь порошков кадмия (Cd) и железа (Fe). У никель─металлогидридных аккумуляторов активная масса на минусовом электроде является смесью порошков железа и его окислов. В неё добавляют сернокислый никель (NiSO4) и сернистое железо (FeS).
Ниже представлены реакции, происходящие в щелочном аккумуляторе при заряде.
В процессе разряда активная масса на положительном электроде окисляется и 2Ni(OH)2 превращается в гидроокись никеля. Одновременно с этим в активной массе отрицательного электрода происходит восстановление, в результате которого образуется железо и кадмий.
Режимы заряда
Если рассматривать заряд стандартного аккумуляторного элемента Ni-Cd, то рекомендуемый ток составляет 10─20% от номинальной ёмкости. Во время зарядки может доходить до 16 часов. Допустимый диапазон температур для зарядки щелочных аккумуляторов составляет от 0 до 50 по Цельсию. Наиболее эффективно процесс заряда происходит в диапазоне температур от 10 до 40 градусов Цельсия.
На практике конструкция щелочных аккумуляторов позволяет заряжать их током не менее 30% от номинальной ёмкости. Процесс заряда в этом случае занимает несколько часов. При заряде щелочных аккумуляторов есть один важный момент. Особенно это актуально для никель─кадмиевых батарей. Они имеют такую проблему, как «эффект памяти». Поэтому перед зарядом эти АКБ требуется разрядить. Подобным функционалом располагают многие зарядные устройства, предназначенные для работы со щелочными аккумуляторами.
Поэтому процесс зарядки щелочного аккумулятора чаще всего начинается с его разряда. При этом не должно допускаться снижение напряжения на выводах элемента ниже 1 вольта. После разряда запускается процесс заряда.
Различных схем заряда для щелочных батарей значительно больше, чем для свинцово-кислотных. Некоторые из них приведены на изображении ниже.
В процессе заряда напряжение на выводах щелочного аккумулятора постепенно увеличивается до 1,6─1,75 вольта. На заключительном этапе напряжение может подниматься до 1,8 вольта. В случае с герметичными щелочными АКБ бывает так, что окончание заряда определяется переданными ампер-часами. Чтобы зарядить батарею целиком иногда расходуется количество энергии, соответствующее 150 процентам от номинальной ёмкости. Напряжение полностью заряженного щелочного аккумулятора в разомкнутой цепи составляет 1,45 вольта.
Вернуться к содержанию
Литиевые
Процесс заряда будет рассмотрен на примере литий─ионных аккумуляторных батарей. В последнее время они получили широкое распространение в качестве источников питания для бытовой техники, потребительской электроники, электроинструмента, электромобилей, электровелосипедов, скутеров и т. п. По сравнению с вышеописанными свинцово-кислотными и щелочными АКБ литий─ионные модели имеют более высокую энергоёмкость.
Происходящие процессы
В литиевый электрохимической системе сейчас используются различные химические соединения и периодически разрабатываются новые. Мы рассмотрим реакции, происходящие при заряде в большинстве распространённых коммерческих Li─Ion батареях.
Отрицательный электрод выполняется из материала, содержащего углерод. Благодаря его природе и составу электролита происходит процесс интеркаляции ионов лития в углерод. Углеродная матрица обладает слоистой структурой, которая может быть упорядоченной или частично упорядоченной. Это уже зависит от конкретного углеродосодержащего материала.
Материалы, используемые для производства положительного электрода, могут отличаться для различных разновидностей литиевых батарей. Чаще всего для этих целей используются литированные оксиды кобальта или никеля. Используются также литий─марганцевые шпинели.
При заряде литий─ионного аккумулятора на электродах протекают следующие реакции.
В процессе интеркаляция ионы лития из электролита внедряются между слоями углерода. При этом объём углеродной матрицы меняется незначительно. Этими качествами был обусловлен выбор углерода в качестве материала анода. Помимо материала, содержащего углерод, в отрицательном электроде могут быть такие добавки, как олово, серебро и их сплавы. В некоторых моделях встречаются композитные материалы.
Режимы заряда
Процесс заряда литий─ионных аккумуляторов комбинированный и проходит в два этапа. На первой стадии ведётся зарядка током, величина которого составляет от 20 до 100% от номинальной емкости батареи. Этот этап продолжается до того, пока напряжение АКБ не достигнет 4,1 вольта. После этого начинается второй этап, во время которого заряд ведётся при постоянном напряжении. По времени вся зарядка продолжается около 3 часов (при максимально допустимом токе), из которых на первый этап отводится один час. Более подробно о процессе заряда литиевых аккумуляторов можно прочитать в этой статье.
Окончание заряда фиксируется в тот момент, когда напряжение достигло максимального (4,1─4,2 В), а ток уменьшился до 3% от своей величины в начале процесса. В некоторых случаях возможен третий этап, который представляет собой хранение. Этот этап представляет собой периодическую подзарядку для компенсации ёмкости, потерянной в результате саморазряда.
Если увеличивать ток заряда выше 0,2─1*С, это не приводит к уменьшению времени процесса. В этом случае просто сокращается первый и увеличивается второй этап.
Бывают зарядные устройства, которые обеспечивают только первый этап зарядки. При таком варианте степень заряженности батареи составляет около 70─80%.
Вернуться к содержанию
Как заряжать аккумулятор
Как заряжать аккумулятор — этот вопрос рано или поздно встает перед любым автомобилистом, и наиболее часто это происходит в зимний период с приходом холодов и возросшей нагрузкой на аккумулятор.
Аккумулятор – это химический источник тока, состоящий из нескольких источников, собранных в батарею. Один элемент (еще одно название — банка) имеет напряжение 2,1 В. Они объединяются последовательно в количестве 6 штук. За счет объединения нескольких элементов в одну батарею получается напряжение 12.6 В. При запуске автомобиля стартером на него подается напряжение 12,6 вольта, но большого тока. Это дает возможность провернуть стартером коленвал двигателя.
Какие бывают аккумуляторы
Аккумуляторные батареи за более чем 150 лет со времени изготовления первой постоянно совершенствовались, но конструкция и принцип работы остались неизменными. Сегодня можно встретить различные виды, у которых различный состав электролита и материалы электродов.
Виды аккумуляторов:
1. Свинцовые:
2. Щелочные:
Щелочные АКБ имеют в качестве электролита щелочь. В стартерных аккумуляторных батареях применяются крайне редко.
Щелочные батареи бывают:
Зарядные устройства для аккумулятора
Основное назначение зарядного устройства — зарядить аккумулятор. Зарядных устройств на рынке автотоваров много, нужно выбрать наиболее подходящее по функциям и стоимости.
По конструкции зарядные устройства подразделяются на группы:
Зарядные устройства для аккумуляторов бывают:
По выходному напряжению бывают:
Также зарядные устройства различаются по:
Для зарядки гелевых аккумуляторов требуется наличие у ЗУ специального режима. Кроме этих параметров зарядные устройства снабжают схемами защиты от перегрева, неправильного подсоединение клемм к выводам, интеллектуальными системами управления зарядкой.
Зарядка аккумуляторов
Чтобы правильно зарядить аккумулятор, делать это нужно в помещении, где есть вытяжка и желательно при комнатной температуре, так как при минусовой температуре процесс зарядки идет хуже. Было бы неплохо проводить полную зарядку два раза в год – осенью и весной. После долгого простоя в холодное время года — это обязательно, если вы заботитесь о долговечности работы своего аккумулятора.
Удобнее заряжать аккумулятор зарядным устройством, позволяющим регулировать напряжение и ток зарядки. Иначе на 100% зарядить батарею очень трудно. Если ваш зарядник не имеет специальных режимов, то придется самостоятельно регулировать ток зарядки и контролировать появления газов в конце процесса.
Для обеспечения полного заряда при достижении напряжения в 14,4 В ток снижается на половину и продолжается зарядка до тех пор, пока не начнется выделение газов. В современных аккумуляторах при достижении напряжения зарядки до 15 В полезно уменьшить зарядный ток еще в два раза.
Полностью заряженным считается аккумулятор, у которого ток зарядки и напряжение не будут меняться в течении 1-2 часов. У необслуживаемых АКБ состояние полной зарядки наступает при напряжении 16,3- 16,4 В.
У автоматических зарядников не требуется часто контролировать ток и напряжение заряда. Когда процесс зарядки батареи подходит к концу, будет увеличиваться внутреннее сопротивление батареи и соответственно будет снижаться ток заряда. При падении тока зарядки до 200 мА процесс останавливается полностью.
Как определить заряжен или разряжен аккумулятор
Это можно сделать двумя способами:
Правила безопасности при зарядке аккумулятора
При зарядке аккумулятора нужно соблюдать требования техники безопасности:
Как зарядить аккумулятор
Пошаговая инструкция как зарядить аккумулятор:
У обслуживаемых аккумуляторов перед подсоединением зарядника нужно выполнить:
Как заряжать постоянным током
Для зарядки постоянным током используется зарядные устройства с возможностью постоянной поддержки тока зарядки. Используются две ступени зарядки.
Первая ступень – ток зарядки равен 10% от емкости батареи (если емкость 60 А-ч – ток зарядки – 6А). Вторая ступень – ток зарядки 5% от емкости батареи. Она используется для устранения негативных факторов, которые возникают при зарядке близкой к 100%.
Время зарядки составляет 10 – 12 часов. Если есть возможность использовать ареометр для контроля плотности, то замеряя плотность, можно определить степень зарядки по плотности электролита.
Как заряжать постоянным напряжением
Для зарядки постоянным напряжением используется источник с выходным напряжением 14,4-15 В при зарядки аккумулятора выдающего 12,6 В. Для батареи, выдающей 6,3 В, используется блок питания с выходным напряжением 7,2–7,5 В.
Основным недостатком такого способа является большой ток зарядки в начале процесса, что может привести к перегреву электролита. В случае зарядки при низкой температуре окружающей среды в АКБ возникает большое внутреннее сопротивление, и заряд таким способом затруднен.
При возможности регулировки тока зарядки его выставляют в размере 95% от емкости. Процесс при таком способе получается быстрым без перегрева и сильного выделения газов. Другим недостатком такого способа является не полный заряд аккумулятора, что снижает срок его службы.
Сколько времени необходимо заряжать аккумулятор
Строго определенного времени сколько надо заряжать аккумулятор нет.
Время на зарядку разное и зависит от:
Кроме тока, который регулируют при зарядке важно выставить напряжение:
Время на зарядку аккумулятора высчитывают по простой формуле:
t= C/I +10%, где:
Как заряжать необслуживаемые АКБ
Большинство современных аккумуляторов — необслуживаемые. В них нет пробок для добавления электролита, крышка плотно зафиксирована. Сверху или сбоку имеется индикатор заряда, по которому можно узнать о состоянии АКБ. Для зарядки необслуживаемых аккумуляторов рекомендуется использовать автоматические зарядные устройства, которые которые лучше остальных справляются с этой задачей.
Выбрав нужный режим и поставив аккумулятор на зарядку, можно не волноваться о необходимости контроля и регулировки режимов. Устройство сделает все само. Если у вашей зарядки нет таких режимов, то следует заряжать в щадящем режиме при токе зарядки – 3-5 А. Будет заряжаться дольше, но срок службы аккумулятора тоже увеличится.
Как часто надо подзаряжать аккумулятор
Часто подзаряжать не следует. Рекомендуется зарядить аккумулятор перед морозами и второй раз – весной. Низкий заряд АКБ в зимнее время упадет еще ниже при низкой температуре. При высоких летних температурах низкий заряд батареи приведет к усилению сульфатации пластин и росту кристаллов сернокислого свинца, которые не смогут раствориться даже когда АКБ заряжен полностью.
Хорошо проверять напряжения АКБ с помощью цифрового мультиметра. Если напряжения на клеммах аккумулятора не меньше 12,6 В, то можно не волноваться. При напряжении ниже 12,6 В требуется подзарядка.
Можно ли заряжать аккумулятор, не снимая его с автомобиля
Не рекомендуется проводить зарядку, не снимая его с автомобиля. В процессе зарядки используются высокие токи и повышенные напряжения. Современный автомобиль буквально напичкан электроникой, и просто заглушив мотор, нет гарантии, что все электронные устройства автомобиля будут отключены от АКБ. Заряжая его повышенным напряжением и током можно вывести из строя электронику.
Как заряжать АКБ при редких поездках
Если вы ездите на машине достаточно редко, и поездки короткие, то аккумулятор не успевает за время поездки подзарядиться от генератора. В таких случаях аккумулятор быстро разряжается, поскольку он испытывает нагрузку, когда вы заводите автомобиль и не подпитывается в поездке, что особенно заметно в зимний период.
В таком случае автовладельцы подключают зарядные устройства и подпитывают АКБ постоянно. Такое режим не является правильным и сокращает срок службы батарей. Лучше заряжать автомобиль привычным способом – от генератора после пуска мотора или от зарядного устройства.
Если вы совсем не ездите на машине зимой, то перед установкой автомобиля на хранение, батарею следует полностью зарядить и не одевать минусовую клемму.
Как заряжать аккумулятор автомобиля правильно
Калькулятор расчета времени зарядки аккумулятора автомобиля
Онлайн расчет время зарядки АКБ. Калькулятор для подсчета, сколько нужно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством
О том, как заряжать аккумулятор автомобиля должен знать каждый автовладелец. Это необходимо не только для того, чтобы увеличить ресурс аккумуляторной батареи, но и обеспечить безопасность всей автомобильной электросистемы. Ответ на вопрос как правильно заряжать АКБ, зависит от нескольких факторов, среди которых тип аккумулятора, его емкость, значение тока и напряжения, на которые рассчитана батарея и прочее. Обо всем это вы узнаете, если дочитаете данный материал до конца.
Как правильно зарядить АКБ автомобиля
Перед тем перейти к практическим советам и рекомендациям, необходимо вкратце остановиться на теоретических вопросах. Так, для аккумуляторные батареи заряжают одним из двух возможных способов — с помощью постоянного тока и с помощью постоянного напряжения. Рассмотрим каждый из них в отдельности.
Зарядка постоянным током
Как понятно из названия, с помощью регулируемого зарядного устройства устанавливают значение зарядного тока, равное 10% от емкости аккумуляторной батареи (например, традиционный автомобильный аккумулятор емкостью 60 А·ч заряжают постоянным током, равным 6 Ампер). При этом значение напряжения будет в процессе зарядки изменяться.
Из недостатков такого метода отмечается то, что необходимо периодически (примерно раз за один-два часа) корректировать значение тока, которое тоже может измениться. Что касается старых обслуживаемых аккумуляторных батарей, то из их электролита будет выделяться газ, и чем более заряженной будет батарея — тем газовыделение будет интенсивнее. К слову, интенсивное выделение газа из электролита — один из признаков полного заряда батареи.
На начальном этапе значение напряжения, выдаваемое зарядным устройством, будет относительно низким, и будет увеличиваться по мере зарядки. В тот момент, когда напряжение достигнет уровня 14,4 Вольта, необходимо уменьшить ток в два раза (если он был равен 6 Ампер, то нужно уменьшить до 3 Ампер). Процесс заряжания необходимо проводить до начала интенсивного газовыделения из электролита. Когда напряжение достигнет значения 15 Вольт значение тока нужно уменьшить еще в два раза (до 1,5 Ампер в приводимом примере). Так нужно продолжать до тех пор, напряжение не достигнет постоянного значения, и перестанет повышаться. Вторым сигналом полного заряжания аккумулятора будет тот факт, что значение напряжения и тока в течение одного-двух часов не изменяются. Сколько по времени заряжать можно рассчитать на специальном калькуляторе:
Зарядка постоянным напряжением
Другой метод заряжания — с установлением постоянного напряжения на зарядном устройстве. Это значение зависит от типа аккумуляторной батареи. В момент подключения аккумулятора к зарядному устройству значение тока будет максимальным (и оно будет тем больше, чем больше разряжена батарея). Как правило, зарядные устройства имеют схемные решения, которые принудительно ограничивают ток зарядки пределами около 20…25 Ампер. Это делается для сохранения работоспособности как зарядного устройства, так и аккумулятора. По мере заряжания значение напряжения на клеммах аккумулятора приближается к выдаваемому зарядным устройством, а значение тока приближается к нулю. Происходит это по экспоненциальному закону.
Выбор значения постоянного напряжения зависит от степени разряженности аккумулятора. Например, при напряжении 14,4 Вольта аккумулятора зарядится за одни сутки на 75…85%. При напряжении 15 Вольт — на 85…90%, а при 16 Вольтах — на 95…97%. Чтобы за сутки полностью зарядить аккумулятор, то необходимо напряжение около 16,3…16,4 Вольта. Обратите внимание, что для многих современных необслуживаемых аккумуляторов существует искусственное ограничение по значению напряжения, например, равное 14,4 Вольта. При таких условиях для полного заряда батареи потребуется времени более суток.
Как зарядить АКБ автомобиля
Вне зависимости от типа аккумулятора для его зарядки необходимо воспользоваться источником постоянного тока (постоянного напряжения) с возможностью регулировки этих значений. Лучше всего пользоваться для этого специальными зарядными устройствами, реализуемыми в автомобильных магазинах или на рынках. Важно, чтобы зарядное устройство, предназначенное для заряжания АКБ, рассчитанную на 12 Вольт постоянного напряжения, давало возможность повысить напряжение заряда до значения 16…16,5 Вольт. Это необходимо в свете того, что в противном случае невозможно будет зарядить современную необслуживаемую батарею до предела (на 100% ее емкости).
АКБ (автомобильный аккумулятор)
Для начала рассмотрим самый простой тип аккумулятора — «сурьмянистые» (в состав материала пластин добавлена сурьма) и «гибридные» (в состав материала пластин добавлены сурьма, кальций, иногда серебро). Соответственно, для их зарядки подойдет обычное зарядное устройство. Зарядный ток необходимо выбирать в зависимости от емкости аккумулятора, он должен составлять 10% от ее значения (например, батарею емкостью 60 А·ч необходимо заряжать постоянным током со значением 6 Ампер). Значение постоянного напряжения при этом должно находиться в пределах от 13,8 до 14,5 Вольт. В процессе заряжания значение тока будет падать, и происходить это будет по экспоненциальному закону. Этот факт является также ответом на вопрос — сколько времени заряжать АКБ. Соответственно, длительность процесса заряжания зависит от нескольких факторов:
Чем выше будет ток заряжания — тем быстрее зарядится аккумулятор. Однако в этом случае вероятность его разрядки также будет выше. Поэтому многие автолюбители устанавливают значение тока в районе около 2 Ампер (примерно, и зависит от емкости), и оставляют батарею с зарядным устройством на ночь (около 6…10 часов). Такой подход исключит «перезаряжание», которое очень вредно аккумулятора, а также обеспечит более качественную зарядку (в дальнейшем АКБ будет дольше сохранять свой заряд).
Обратите внимание, что перед процессом зарядки желательно очистить клеммы аккумулятора от налета и ржавчины (если таковые имеются), пусть даже в профилактических целях. Это обеспечит лучший электрический контакт. А после зарядки желательно обработать клеммы аккумулятора специальными средствами для этого.
Перед процессом заряжания необходимо отвернуть пробки на каждой из банок (для обслуживаемых аккумуляторов), а также снять заглушку с тем, чтобы обеспечить свободный выход паров электролита и не создавать внутри батареи избыточного давления. После демонтажа пробок нужно проверить уровень электролита в каждой банке. Если его уровень низкий — необходимо долить внутрь дистиллированной воды до момента, когда она полностью покроет аккумуляторные пластины.
Особенности обслуживания автомобильных аккумуляторов
Набор инструкций по правильному обслуживанию автомобильных аккумуляторов разного типа. Особенности обслуживания гелиевого, щелочного и кислотного АКБ
Подробнее
Обслуживаемые аккумуляторы нежелательно заряжать в домашних условиях, поскольку при этом в процессе кипения электролита выделяется вредный для человеческого организма газ (в больших концентрациях он является взрывоопасным). Соответственно, желательно производить заряжание в гараже или в хорошо проветриваемых помещениях. Что касается необслуживаемых аккумуляторов (у них нельзя отвернуть пробки на банках), то их можно заряжать в квартире, поскольку аналогичный газ не выделяется при нормальных условиях зарядки.
Когда нужно заряжать АКБ
Перед тем как выполнять заряжание аккумуляторной батареи, необходимо убедиться в том, что она действительно разряжена. Сделать это несколькими способами:
Можно ли заряжать аккумулятор на машине
Многих автолюбителей, особенно начинающих, интересует вопрос о том, можно ли заряжать аккумулятор, не снимая его с машины. Тут важно разделить понятия. Что касается его физического снятия (например, переноса поближе к зарядному устройству), то заряжание можно проводить прямо на его посадочном месте. Однако, если речь идет об отсоединении автомобильных клемм, то это обязательно нужно делать! Особенно нужно отключить минусовую клемму, хотя лучше обе. Связано это с тем, что даже в ситуации, когда двигатель не запущен электрический ток с аккумуляторной батареи все равно переходит в электросистему машины, питания соответствующие элементы.
Во-первых, во время зарядки некоторая часть электрической энергии с АКБ будет уходить в систему. Это естественным образом увеличит время заряжания. Во-вторых, всегда существует риск скачка напряжения или других подобных неприятностей, что может негативно сказаться на состоянии элементов электрической системы автомобиля. Особенно это актуально для дорогих автомобиля (бизнес и премиум класса), в конструкции которых имеется много встроенной электроники. Она-то как раз и будет находиться в зоне риска.
Как зарядить кальциевый аккумулятор
Кальциевые аккумуляторы (имеют также обозначение Ca-Ca) являются практически необслуживаемыми, и являются относительно новыми устройствами на рынке автомобильных товаров. Они имеют много преимуществ (большие токи запуска, значительная емкость, электролит из них не испаряется), однако есть у них и недостатки. Одним из них является то, что если их неправильно заряжать, то через 3…4 цикла глубокой разрядки емкость у них уменьшается в разы. Соответственно, процесс зарядки для них критически важен.
Поскольку кальциевые аккумуляторы изготавливают по особой технологии, то и процесс заряжания у них особый. Так, для этого необходимо использовать зарядные устройства, способные выдавать постоянный электрический ток с диапазоном напряжение 16,1…16,5 Вольта. Соответственно, если какой-либо блок питания выдает максимальное значение напряжения, равное 14,8 Вольта, а дальше его «отсекает» электроника, то в таком случае батарея зарядится на 45…50% своей емкости. Если же аналогичное значение будет равным 15,5 Вольта, то зарядка произойдет на 70…80% емкости. Соответственно, до нормального 100% заряда так не дойти никогда (отличное зарядное устройство для зарядки кальциевых аккумуляторов — «Орион Вымпел-55» с программируемым циклом).
Интересно, что электрические генераторы современных легковых автомобилей не в состоянии выдать столь высокое напряжение. Обычно оно не превышает значения в 15 Вольт. Соответственно, кальциевый аккумулятор не может зарядиться, будучи установленным в машине. Генератор просто не позволяет ему разрядиться. Однако учитывая суровые отечественные зимы, холод и тяжелые условия эксплуатации могут сделать свое «черное» дело, и разрядить кальциевую АКБ. Поэтому ее нужно периодически подзаряжать (приблизительно раз в месяц)! Однако для этого нужно иметь зарядное устройство с программируемыми режимами. Делать подзарядку нужно по такому алгоритму:
Как зарядить гелевый аккумулятор
Гелевые аккумуляторы — еще один тип современных АКБ, имеющих преимущества перед традиционными кислотными батареями (они имеют обозначение GEL). В основном, их используют в качестве питания мультимедийной системы авто и аккумуляторных батарей для скутеров, мотоциклов, квадроциклов. Также они могут использоваться в источниках бесперебойного питания (ИБП) для компьютеров, газовых котлов и прочей бытовой техники. К преимуществам гелевых аккумуляторов стоит отнести:
Что касается недостатков, то их у гелевых аккумуляторных батарей лишь два:
Многих автолюбителей, использующих такие аккумуляторы, интересует вопрос о том, как заряжать гелевый АКБ? На самом деле отличий от зарядки традиционных батарей немного.
Если гелевый аккумулятор является обслуживаемым, то необходимо выкрутить пробки из его банок (емкостей) с тем, чтобы не создавать внутри него избыточное давление. Щупы зарядного устройства необходимо подключить к соответствующим клеммам на аккумуляторе (соблюдая полярность). Далее на зарядном устройстве необходимо выставить соответствующие значения силы тока и напряжения. По мере заряжания аккумуляторной батареи напряжение в ней будет расти. Нельзя допускать, чтобы оно вышло за пределы значения cycle use. Если это ненадолго произошло, то нужно уменьшить силу тока с тем, чтобы уменьшить и напряжение. В таких условиях обычно аккумулятор можно полностью зарядить за 10…12 часов.
Зачастую на этикетке указывается значение Standby Use, которое указывает, при каком напряжении в режиме ожидания может находиться аккумулятор. Производитель подразумевает, что аккумулятор может храниться долгое время без подзарядки, но для сохранения его работоспособности без нагрузки его нужно периодически подзаряжать небольшим напряжением. Обычно этот диапазон составляет около 13,5…13,8 Вольта. Несоблюдение этого требования приведет к необратимым последствиям, в частности, быстрой потере емкости аккумулятора и быстрому выходу его из строя.
Оптимальным решением для заряжание гелевого аккумулятора будет использование специальных электронных зарядных устройств, которые в автоматическом режиме будут контролировать значение зарядных силы тока и напряжения, и при необходимости ограничивать их. Кроме этого, такие зарядные устройства выбирают режим зарядки, основываясь на степени разряженности аккумулятора, а также внешние факторы, такие как температура окружающего воздуха. В продаже существуют зарядные устройства, специально предназначенные для работы с гелевыми аккумуляторами. В частности, они имеют функцию температурной компенсации и функцию управления процессом зарядки по стадиям в автоматическом режиме.
Как зарядить гибридный аккумулятор
У гибридных аккумуляторов одна часть пластин выполнены по «сурьмянистой» технологии, а другая — по «кальциевой» (иногда с добавлением серебра). Аккумулятор является малообслуживаемым, однако пробки на нем все же есть. Соответственно, у него необходимо раз в два-три месяца проверять уровень электролита, и при необходимости доливать в него дистиллированную воду. Из преимуществ стоит отметить его устойчивость к глубокому разряду и возможности выдавать высокий пусковой ток. Что касается цены, то она приемлема, и приблизительно в два раза меньше, чем у кальциевого.
Что касается процесса зарядки, то она является стандартной, и не отличается сложностью. Так, необходимо заряжать током, значение которого составляет 10…30% от значения емкости. Как указывалось выше для 60 А·ч ток должен быть 6 Ампер (если нужно зарядить быстрее, то можно повысить до 18 Ампер). Оптимально будет установить значение тока в 2 Ампера. Значение напряжения будет находиться в пределах 13,8…14,2 Вольта. Сигналом окончания зарядки будет значение напряжения 14,2 Вольта, а тока — 0,3…0,5 Ампер.
Особенностью гибридного аккумулятора является то, что летом у них необходимо регулярно проверять уровень электролита. Это связано с тем, что в отличие от своих старых «собратьев» такая батарея выдает большее рабочее напряжение. И если зимой это лишь помогает без проблем осуществить запуск двигателя, то летом она превращается в свободную энергию. Это чревато тем, что электролит может закипеть и начать испаряться, а концентрация кислоты растет. Из-за этого пластины разогреваются и оголяются, тем самым повреждаясь. Поэтому летом кроме подзарядки необходимо обязательно контролировать уровень электролита в банках гибридного аккумулятора.
Как заряжать AGM аккумулятор
Новые аккумуляторы выполненные по технологии AGM, многие автолюбители путают с гелевыми аккумуляторными батареями (обозначающимися как GEL). На самом же деле это два разных типа АКБ. Одним из преимуществ подобных батарей являются большие пусковые токи (вплоть до 500…900 Ампер), что позволяет без проблем запустить любой двигатель в холодную погоду. Еще одно преимущество аккумулятора AGM заключается в ускоренной зарядке (примерно в три раза). И он прекрасно заряжается от автомобильного генератора. А срок службы его на 3…5 лет дольше, чем у обычного кислотного АКБ.
Что касается зарядки АГМ аккумуляторов, то тут существует три варианта. В частности:
Пару слов про зарядные устройства. Как и в случае с гелевыми аккумуляторами, необходимо внимательно следить за уровнем тока и напряжения. Поэтому желательно приобрести заранее электронный блок подзарядки, желательно с двумя режимами. Это позволит не только минимизировать участие автовладельца в процессе заряжания, но и обеспечит безопасную и эффективную зарядку. Если вы решите купить механическое зарядное устройство, то нужно вручную внимательно следить и регулировать значения тока и напряжения.
Как заряжать необслуживаемый аккумулятор
Многие современные аккумуляторы являются необслуживаемыми. Это означает, что у них нельзя проверить уровень электролита и состояние пластин. В целом же, процесс заряжания необслуживаемых аккумуляторов мало чем отличается от аналогичной процедуры со старыми АКБ. Заряжание можно выполнять как постоянным током, так и постоянным напряжением. Оптимальным вариантом будет пользоваться для этого электронным автоматическим зарядным устройством, например, со световым индикатором зарядки (зеленой лампочкой, сигнализирующей об окончании заряжания). Оно не только облегчит работу автовладельцу, но и обеспечит правильные значения тока и напряжения, а также время заряжания.
Однако, если пользоваться механическим зарядным устройством, то в данном контексте важен расчет времени заряжания. Для этого нужно вычислить степень его разрядки. Значение напряжения на клеммах аккумулятора, равное 12,7 Вольта указывает на 100% заряд батареи. Если же аналогичное значение будет равно 11,7 Вольта (может быть и ниже, однако это уже будет глубокая разрядка, что вредно для многих аккумуляторов), то его можно принять за 0%. Соответственно, например, напряжение 12,2 Вольта будет указывать на заряд в 50% емкости.
Оптимальный зарядный ток равен 10% от емкости. В неоднократно приведенном выше примере это будет 6 Ампер для аккумулятора с емкостью 60 А·ч. К примеру, если измеренное напряжение на клеммах напряжение будет равно 12,2 Вольта, то есть, аккумулятор разряжен на 50%, то это значит, для заполнения его емкости нам нужно подать 30 А·ч. Поэтому 30 А·ч нужно поделить на значение тока 6 Ампер, в результате чего получим 5 часов. Теоретически можно подать и все 30 Ампер для сокращения времени до одного часа. Однако делать так нельзя, поскольку это «убьет» аккумулятор.
Важно понимать, что для любых аккумуляторов вредна перезарядка. То есть, например, что будет, если выдержать не 5 часов времени, как в предыдущем примере, а 7 или 10? В этом случае уровень емкости и зарядки не изменится, а начнется процесс кипения электролита с его испарением. И если в обслуживаемом АКБ его можно долить, то в необслуживаемом этого сделать нельзя, соответственно, и допускать такой ситуации также нельзя! Закипевший электролит улетучится через предохранительно-спусковой клапан при достижении критического давления внутри банок аккумулятора. Однако корпус его при этом останется целым (не взорвется, как думают многие автолюбители). Но низкий уровень электролита снизит емкость аккумулятора и понизит его общий рабочий ресурс. По инструкции допускается перезарядка по времени максимум 15…30 минут.
