Теория заряда
Зарядные устройства Прошивки Теория заряда Заряд аккумулятора Задать вопрос Ремонт
В процессе эксплуатации рано или поздно возникает необходимость подзаряда своего аккумулятора. Как правильно производить заряд аккумулятор? Каким устройством? Снимать или оставить на машине? Заряжать ли дома? Насколько безопасен этот процесс? Эти и множество других вопросов могут возникнуть у автолюбителя. Рассмотрим эти моменты поподробнее.
Заряд АКБ производится с помощью зарядного устройства (ЗУ). Существует много типов ЗУ имеющих как незначительные, так и принципиальные различия. Общее у них одно – принцип работы. Переменный ток питающей сети они преобразуют в постоянный ток для заряда АКБ. Многие зарядные устройства имеют возможность заряжать батарею напряжением 6-12-24 вольта, могут менять силу тока, оснащены светодиодной индикацией или жк-экраном. Для заряда обычного 12-вольтового аккумулятора напряжение на клеммах, которое должно обеспечивать зарядное устройство, должно быть от 14,4 до 16,5 вольт, в зависимости от типа аккумуляторной батареи.
Где именно заряжать аккумулятор – большого значения не имеет. Можно заряжать, не снимая с машины, в гараже или дома, но необходимо соблюдать технику безопасности о которой мы напишем ниже. Очистите батарею от грязи, снимите клеммы. Осмотрите аккумулятор на протечки, «выкипание», механические повреждения, сколы.
На практике при заряде АКБ, как правило, используются три метода — постоянным напряжением, постоянным током и комбинированный. Влияние этих методов на батарею практически не различается.
Методика постоянного напряжения
Данным методом можно зарядить АКБ до 90-95% номинальной емкости. Недостаток метода — значительный нагрев батареи из-за большой силы тока в начале заряда. Напряжение источника, к которому подключена АКБ, выдерживается постоянным. В зависимости от величины напряжения ток может достигать в начале процесса значительной силы, а затем по мере заряда снижается до нуля. Обычно напряжение источника варьируется от 14,4-15 В.
Методика постоянного тока
Полный заряд АКБ происходит при подключении ее к источнику тока постоянной силы с напряжением до 16,2 В.
Сила тока при 20-часовом заряде берется равной 1/20 Ср, а при 10-часовом — 1/10Ср (где Ср — номинальная емкость АКБ).
Преимуществом заряда током постоянной силы является возможность полного заряда батареи. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако, не стоит впадать в крайность — при совсем низком токе время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея «закипит» значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%.
К недостаткам данного метода относятся:
— необходимость стабилизации силы тока
— обильное газовыделение
— возможность повышения температуры
Для снижения указанных отрицательных эффектов применяют двухступенчатый режим заряда. В течение 1-й ступени производят заряд током 0,1Ср до достижения АКБ напряжения 14,4 В. Затем продолжают заряд током, уменьшенным в 2 раза.
Комбинированный метод
Автоматический метод заряда. Современный, оптимальный метод заряда батарей, состоящий из двух этапов.
На первом этапе производится заряд АКБ током постоянной силы 0,1Ср, после того как напряжение АКБ возрастет и достигнет 14,4-14,8 В (напряжения ограничения), дальнейшая подзарядка происходит при постоянном напряжении с автоматически уменьшающимся током.
Этот метод исключает отрицательные эффекты, присущие вышеперечисленным способам. Он обеспечивает автоматическое поддержание оптимальной скорости заряда, не допуская опасного для батареи перенапряжения, приводящего к обильному газовыделению и кипению электролита. При правильно выбранном напряжении величина силы тока уменьшается до значения, компенсирующего ток саморазряда АКБ.
В некоторых ЗУ есть режим «Stand By»: величиной тока от 0,03А до 0,5А компенсируют ток саморазряда и поддерживают АКБ в заряженном состоянии. Такими же токами частично восстанавливают емкость батареи в тренировочном цикле.
Полный (глубокий) заряд
Рекомендуем Вам ознакомиться с зарядным устройством Кулон 912. В его функциях есть как расширенные режимы заряда батарей от 3 до 12 вольт так и возможность проводить контрольно-тренеровочные циклы, в ходе которых Вы сможете узнать фактическую емкость Вашей батареи, частично ее восстановить и произвести полный заряд аккумулятора.
Техника безопасности при заряде аккумулятора
Аккумуляторы содержат кислоту, при работе с ним нужно помнить о требованиях техники безопасности:
В процессе заряда аккумулятор и зарядное устройство следует располагать на негорючей поверхности, на достаточном расстоянии от источников открытого огня и направленного тепла. При работе прибора должны быть обеспечены условия для нормальной вентиляции. При работе должен осуществляться периодический контроль прибора. Используйте перчатки и очки.
Особенности зарядки автомобильного аккумулятора
Любой автолюбитель может оказаться в ситуации, когда у его автомобиля разрядится аккумулятор. В результате чего, двигатель не заведется, и никуда не уедешь. Чаще всего такое происходит в холодное время года, ведь при низких температурах, аккумулятор хуже держит заряд.И что делать в этой ситуации? Конечно, можно приобрести новую АКБ, однако её цена нередко достаточно высока, поэтому лучшим решением будет зарядка батареи.
Как можно понять, что аккумулятор разрядился?
Сделать это можно такими способами:- Используя ареометр, измерить плотность электролита.
- Проверить токовую нагрузку, используя мультиметр или нагрузочную вилку.
Теперь давайте рассмотрим эти варианта более подробно. Ареометр является устройством, с помощью которого можно определять плотность жидкости. Он сделан из ёмкости, груши, используемой для забора жидкости, а также поплавка, который находится внутри, при этом на устройстве имеется градация. Если аккумулятор полностью зарядить, то ареометр определит его плотность 1,28 г/куб. см. Если же аккумуляторная батарея заряжена на 50%, то её плотность будет находиться на уровне 1,20 г/куб. см. При минимальном заряде аккумулятора, электролит будет иметь плотность 1,10 г/куб. см.
Мерять показатели плотности нужно, в каждой аккумуляторной банке, а погрешность между показателями должна быть не более +- 0,01 г/куб. см. При этом, когда плотность электролита в банках аккумулятора отличается на 0,10-0,15 г/куб.
Теперь разберём второй способ проверки заряда аккумуляторной батареи. По большему счёту, нагрузочная вилка играет роль вольтметра, к которому параллельно подключено сопротивление с показателем 0,018-0,020 Ом. Эта нагрузочная вилка подсоединяется к аккумуляторным выходам, а спустя 5-10 секунд, нужно зафиксировать её показания.
Чтобы выполнить измерения, аккумулятор нужно нагрузить. Для этого можно включить габариты или дальний свет фар. При нормальном заряде АКБ, напряжение должно составлять 11,2 В. А замеряется оно в момент запуска силового агрегата, при этом напряжение должно быть, как минимум 9,5 В. Более низкое напряжение говорит о том, что аккумуляторная батарея или частично разряжена или имеет место неисправный стартер. Чтобы провести такие измерения, нужно пользоваться вольтметрами повышенной точности, ведь измерения заряда батареи осуществляется в десятых долях вольта. Рекомендуется, чтобы прибор имел погрешность не более 0,1%.
Заряжаем аккумулятор правильно
Зарядка АКБ осуществляется при помощи особых зарядных устройств, позволяющих выполнить преобразование переменного тока в постоянный. Заряжать батарею можно где угодно. Главное – соблюдение правил техники безопасности, а именно:- На руки оденьте перчатки, на глаза – очки.
- Заряжать батарею нужно в хорошо проветриваемом помещении. Ведь во время зарядки, выделяются яды, которые оседают на всех поверхностях.
- Такие устройства запрещено заряжать в доме или квартире, то есть там, где живут люди.
- Во время зарядки, около АКБ запрещено курить, также нужно исключить появление открытого пламени, и не пользоваться приборами, которые могут искрить. Дело в том, что при зарядке аккумулятора, происходит выделение большого количества водорода, который при смешивании с кислородом образует взрывоопасную смесь.
- Розетка, в которую подключено зарядное устройство, должна иметь предохранитель, который в случае короткого замыкания, должен отключить подачу тока.
Чтобы подготовиться к зарядке аккумуляторной батареи, нужно сделать следующее: - Почистить АКБ от всех, имеющихся загрязнений, и бережно отсоединить клеммы.
- Осмотреть аккумулятор на предмет наличия механических повреждений, следов выкипания электролита или его течи.
- Обязательно открыть пробки в батарее, после чего заглянуть внутрь них и убедиться, что уровень электролита находится на достаточном уровне. Если где-то электролита не хватает, то его количество можно компенсировать дистиллированной водой.
- Убедитесь, что электролит имеет прозрачный цвет. Если это не так или в нём плавают какие-то хлопья, то заряжать такой аккумулятор нельзя.
Чтобы подготовиться к зарядке аккумуляторной батареи, нужно сделать следующее:Внимание! Клеммы АКБ нужно сначала подсоединить к ней, после чего включать зарядку в сеть. Всего существует три наиболее популярных способа зарядки аккумуляторов, эффективность которых одинаковая:
- С помощью постоянного напряжения или постоянного тока;
- Комбинированный метод.
Зарядка АКБ при помощи постоянного тока, подразумевает постоянный контроль человека. При данном способе, нужно время от времени менять силу тока, выбирая такую, чтобы она составляла 1/10 часть от ёмкости АКБ.
Предположим, что ёмкость аккумулятора составляет 60 Ач, это означает, что необходимо использовать силу тока в 6А. В этом случае, на полную зарядку уйдёт 10 часов.
Требуется постоянный контроль силы тока. АКБ полностью зарядится, если в течение 1-2 часов напряжение заряда будет иметь стабильный характер. Завершающая стадия зарядки сопровождается «кипением» электролита в банках аккумулятора, а также мощным выделением газов. Поэтому, в данной ситуации нужно быть максимально осторожным. При этом, необходимо постоянно контролировать такой способ зарядки, что является его существенным недостатком.
Наиболее распространённым, при этом самым популярным способом зарядки аккумулятора, является комбинированный. Он подразумевает, что сначала идёт зарядка постоянным током, а затем – постоянным напряжением. Причем данный процесс на 100% автоматизирован и не подразумевает контроля или участия человека. По завершению зарядки, происходит автоматическое отключение зарядного устройства.
Иногда так бывает, что у водителя совсем нет времени и его аккумулятору необходима быстрая подзарядка.
Чтобы её совершить, с АКБ нужно снять клеммы, а на их место подсоединить клеммы зарядника, проконтролировав, что полярность соблюдается. Ручку регулятора тока перевести в максимально положение и в таком режиме оставить АКБ на 20-25 минут, затем зарядное устройство нужно отключить. Данный способ зарядки не очень полезен для аккумуляторной батареи и уменьшает срок её службы, поэтому часто его лучше не использовать.
Мы рекомендуем заряжать АКБ более щадящими методами, ведь так можно продлить срок службы батареи и сохранить её функции.
Обычно, новые аккумуляторе, которые находятся в продаже – заряжены. Но иногда, из-за того, что они долго продаются, их заряд теряется. Поэтому, перед использованием таких батарей, их нужно соответствующим образом зарядить. Для этого применяется метод постоянного напряжения с невысоким показателем тока. Помните, что новые АКБ запрещено заряжать экспресс-методом или постоянным током.
В некоторых случаях, при полном разряде аккумулятора, автолюбители используют так называемое «прикуривание» транспортного средства от другой АКБ.
Это достаточно опасный способ, который производители аккумуляторов запрещают использовать. Также это может послужить причиной снятия автомобиля со страховки или с гарантии.
«Прикуривание» можно осуществлять лишь с помощью специальных кабелей и при уверенности, что обе аккумуляторные батареи находятся полностью в исправном состоянии.
Данная процедура занимает от 5 до 10 минут, и пока она длится, к кабелям лучше не прикасаться руками. Также, «прикуриванием» лучше не заниматься, если температура окружающей среды ниже 15 градусов.
Оптимальная продолжительность зарядки АКБ
Время зарядки автомобильного аккумулятора может зависеть от следующего:- Насколько сильно батарея разряжена;
- Способа проведения зарядки;
- Качества непосредственно аккумулятора, а также зарядника.
Если говорить об индикаторе на АКБ, то пользоваться им довольно просто. Как правило, его значения отображены на наклейке. Обычно, если горит зелёный свет, то АКБ нормально заряжен, а красный – означает его разрядку.Относительно индикаторов на устройстве для зарядки, то обычно там имеется несколько лампочек, свидетельствующих о том, на какой стадии находится зарядка. Чтобы понять значение каждого цвета лампочки, нужно ознакомиться с инструкцией по использованию зарядного устройства.
Для зарядников, которые работают по принципу постоянного напряжения, лучше всего использовать амперметр. А сигналом того, что АКБ зарядился, будет его опущенная до нуля стрелка. Как правило, на зарядку по методу постоянного напряжения, уходят одни сутки. Но если поменять значение напряжения, это время можно как продлить, как и сократить.
Чтобы посчитать время для зарядных устройств, осуществляющих зарядку АКБ при помощи постоянного тока, пользуются следующим методом: ёмкость аккумулятора необходимо разделить на значение тока заряда, после чего полученное значение умножают на коэффициент 1,2.
Это число и станет приблизительным значением, которое необходимо для полного заряда АКБ.
Как правило, на полную зарядку с использованием метода постоянного тока уходит от 10 до 12 часов, однако точная цифра зависит от того, какая сила тока будет применена для заряда АКБ.
Каким образом и для чего нужно следить за уровнем электролита? В состав электролита входит дистиллированная вода с кислотой. При использовании аккумуляторной батареи в нормальных условиях, её дополнительное обслуживание не нужно. Однако если постоянно ездить на большие расстояния или при воздействии на АКБ повышенными температурами, возможно испарение воды. Следовательно, чтобы обеспечить нормальную работу аккумуляторной батареи, нужно время от времени проверять уровень электролита.
Нехватка электролита становится причиной окисления пластин АКБ и их последующего разрушения. Это также становится причиной быстрой потери мощности аккумулятора и его выхода из строя. Если же электролита слишком много, то это становится причиной того, что кислота попадает на наружную часть АКБ и становится причиной её повреждения.
Следовательно, поддержание нормального уровня электролита – гарантия работоспособности аккумуляторной батареи и транспортного средства.
Но как проверить, сколько электролита залито в АКБ? Прежде чем это сделать, нужно понять, какой тип аккумулятора находится в автомобиле. Он может быть разборным или не разборным. Если АКБ относится к числу неразборных (например дорогие импортные Varta, Rombat, Mutlu), то проверить уровень электролита можно по специальной шкале и если его недостаточно, то выходом из ситуации, станет замена аккумулятора. Если в автомобиле установлен разборной аккумулятор (Forse, Westa, A-Mega), то для проверки уровня электролита, также следует посмотреть на его встроенную шкалу. Причем уровень должен быть между максимальной и минимальной отметками. Однако, в случае отсутствия шкалы или если на АКБ нет соответствующих отметок, то чтобы проверить уровень электролита, нужно выполнить такие действия:
- Снять с аккумулятора клеммы, после чего почистить его от загрязнений.
- Используя отвёртку, снять крышку аккумулятора.
- С помощью стеклянной трубки, диаметром до 5 мм меряем уровень электролита. Для этого, её нужно опустить в каждую банку АКБ, после чего входное отверстие закрыть пальцем и вытащить.
Сроки службы аккумуляторной батареи Как правило, сейчас выпускают аккумуляторы неремонтопригодного типа. В среднем они служат от 2-х до 3-х лет, что примерно равно 70 000 км пробега автомобиля. Это срок, в течение которого производитель гарантирует нормальную работоспособность АКБ. Но по сути, это расходник. Естественно, бывают случаи, когда аккумуляторная батарея служит и по 6 лет, однако быть на 100% уверенным в работоспособности такого устройства – нельзя. Поэтому, если вы планируете дальнюю поездку, то лучше поменять свой аккумулятор на новый.
АКБ может выходить из строя по следующим причинам:
- Коррозия. Она становится причиной разрушения свинцовых пластин.
- Короткое замыкание. Если такое произойдёт в аккумуляторной батарее, то это будет означать, что её нужно заменить. Но если это произойдёт с новым АКБ, то его должны заменить по гарантии.
- Глубокая разрядка. Она становится причиной появления кристаллов сульфата свинца, что ухудшает работоспособность АКБ. Также, глубокий разряд является причиной повышения температуры замерзания электролита в батарее до минус 5 градусов. А если это случится, то «воскресить» аккумулятор не получится из-за того, что лёд повредит его некоторые внутренние элементы.
- Перезаряд аккумулятора. Он становится причиной «выкипания» воды из электролита. И если АКБ не обслуживаемого типа, то это также означает, что аккумулятор вышел из строя и нуждается в замене.
Почему свинцово-кислотные аккумуляторы медленно умирают и можно ли их восстановить? | Ричард Томас
Почему свинцово-кислотные батареи медленно умирают и можно ли их восстановить?
Сначала нам нужно понять, как зарядные устройства на самом деле заряжают аккумулятор.
Режим переключения или «интеллектуальные» зарядные устройства используют трехэтапный процесс для наиболее эффективной и безопасной зарядки аккумулятора. Эти этапы обычно называют объемным, абсорбционным и плавающим. Стадия Bulk составляет около 80% заряда, ток поддерживается постоянным, а зарядное напряжение неуклонно увеличивается по мере заполнения батареи.
Когда зарядное напряжение достигает примерно 14,1 вольт, он переключается на стадию поглощения. Затем зарядное устройство поддерживает напряжение, а ток уменьшается до тех пор, пока батарея не будет полностью заряжена. Когда батарея полностью заряжена, зарядное устройство переключается на плавающую стадию и поддерживает пониженное постоянное напряжение около 13,0 В, которое будет поддерживать полный заряд батареи, компенсируя небольшой саморазряд.
Все свинцово-кислотные аккумуляторы постепенно теряют емкость из-за процесса, называемого сульфатированием, который вызывает повышение внутреннего сопротивления аккумуляторов.
Когда батареи остаются в состоянии низкого заряда в течение длительного периода времени, этот процесс может быстро ускориться. Типичная хорошая батарея имеет внутреннее сопротивление около 4 Ом. Сульфатированная батарея имеет более высокое электрическое сопротивление, которое может достигать 50 Ом, и к этому времени батарея практически разряжена.
Поскольку ток представляет собой отношение напряжения к сопротивлению, сульфатированная батарея будет иметь намного меньший ток, и в цикле зарядки зарядное устройство достигнет заданного предела задолго до того, как батарея успеет полностью зарядиться. В этом случае зарядное устройство на основании протекающего тока сделает вывод, что цикл зарядки завершен, и переключится на плавающую стадию.
Итак, что такое сульфатация и как ее предотвратить? Свинцово-кислотные аккумуляторы с залитыми ячейками, обычно используемые на яхтах, состоят из ряда пластин попеременно свинца и оксида свинца в ячейке, заполненной электролитом из слабой серной кислоты.
Каждая ячейка вырабатывает около 2,1 вольт, поэтому типичная 12-вольтовая батарея состоит из шести последовательно соединенных ячеек, производящих от 12,6 до 12,8 вольт при полной зарядке.
Оксид свинца вступает в реакцию с серой, придавая пластинам положительный заряд. Свинцовые пластины реагируют с кислотой, делая их отрицательными и тем самым создавая разность потенциалов между парами пластин. Этот химический процесс также создает раствор сульфата свинца в кислоте, и по мере разрядки аккумулятора плотность сульфата свинца увеличивается.
Когда аккумулятор разряжается до напряжения ниже 11 вольт, сульфат свинца начинает осаждаться из кислого электролита и образовывать мягкую пленку на пластинах. Когда батарея перезаряжается, пленка теоретически растворяется в кислоте. Однако, если аккумулятор оставить в состоянии низкого заряда на продолжительное время, мягкая пленка будет медленно кристаллизоваться в твердое состояние. Это процесс, известный как сульфатация.
Этот процесс может быть сведен к минимуму в некоторых батареях гелевого типа или типа AGM (Absorbed Glass Mat).
В них кислый электролит находится в виде геля или насыщенного стекловолокна, что эффективно ограничивает миграцию сульфата свинца на пластины. Эти батареи дороже, но должны обеспечивать более длительный срок службы и быть более устойчивыми к глубокому разряду.
Теоретически процесс сульфатации можно обратить вспять, и доступны некоторые устройства, называемые десульфататорами или десульфататорами. Они работают по тому принципу, что слой сульфата свинца можно снова растворить в растворе, применяя гораздо более высокие зарядные напряжения. Подача высокого напряжения на аккумулятор с высоким внутренним сопротивлением вызовет его быстрый нагрев. Любая зарядка аккумулятора вызывает выделение газообразного водорода, но кипение электролита может привести к выделению газообразного водорода во взрывоопасных концентрациях.
Поэтому в этих устройствах используются импульсы высокого напряжения, слишком короткие, чтобы вызвать перегрев, но достаточно длинные, чтобы обратить процесс кристаллизации вспять.
Этот процесс восстановления может занять дни или даже недели, чтобы восстановить производительность батарей. Прежде всего, кристаллизация сульфата свинца на пластинах заняла много времени, поэтому обращение вспять также является очень медленным процессом и не всегда успешным.
Не забудьте этим летом автомобильный аккумулятор!
Производительность и срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов серьезно снижаются при воздействии экстремальных температур, поэтому, когда мы начинаем видеть гораздо более высокие температуры, вы должны помнить, что техническое обслуживание аккумулятора в летнее время имеет важное значение для хорошего состояния аккумулятора.
В теплые летние месяцы легко забыть об аккумуляторе, потому что для запуска автомобиля не нужно прилагать столько усилий. Тем не менее, стоит помнить, что современные автомобили по-прежнему требуют высокой мощности, утечка от паразитных нагрузок, таких как устройства слежения и сигнализации, а также кондиционер, электрические стеклоподъемники, люк и т.
д. означают, что аккумулятор все еще подвергается испытаниям.
Если аккумулятор недостаточно заряжен в теплую погоду, он, вероятно, все же сможет завести автомобиль, поскольку для запуска двигателя не требуется столько энергии. Поэтому автомобилисты не осознают, что их аккумулятор разряжается, что приводит к разрядке аккумулятора в конце лета, когда температура начинает падать.
В летние месяцы аккумулятор сталкивается с другим набором проблем….
Сульфатация: происходит, когда аккумулятор остается недозаряженным, что многие решают только зимой. Это происходит, когда аккумулятор остается недозаряженным. Раствор электролита начинает разрушаться, превращаясь в кристаллы сульфата свинца, которые покрывают пластины аккумулятора, снижая способность аккумулятора принимать и удерживать заряд. Не оставляйте аккумулятор только в руках вашего генератора переменного тока, который, вероятно, зарядит аккумулятор до 80% емкости, а затем включите сигнализацию, трекеры и т.
д., и даже во время обычного летнего использования существует риск разряда аккумулятора.
Перегрев: неконтролируемая зарядка может привести к потере жидкости из-за перегрева или «кипения», батарея станет непригодной для использования из-за высохших элементов — если температура окружающей среды превысит 25 градусов Цельсия и выше, батареи следует заряжать при более низкой температуре. напряжения, чтобы избежать этого.
Просушка : чтобы немного усложнить задачу, не перезаряжайте батарею. Современные «необслуживаемые» батареи могут легко высохнуть и/или пластины могут быть повреждены, что является распространенной проблемой с батареями, которые оставлены подключенными к зарядному устройству устаревшего типа или подключены к зарядному устройству, которое слишком мощное для батареи.
Ответ: регулярно заряжайте аккумулятор с помощью интеллектуального или «интеллектуального» зарядного устройства. Например, интеллектуальное зарядное устройство CTEK MXS 5.