Электрификация

Справочник домашнего мастера

Устройство для разряда аккумуляторов

Содержание

Как нужно проводить восстановление Ni─MH аккумулятора и почему это важно?

Ni─MH аккумуляторы рекламируются производителями, как батареи с большой энергоёмкостью, устойчивые к холоду, и лишённые недостатков кадмиевых. Действительно, этот тип батарей не имеет в своём составе такого вредного вещества, как кадмий. Производство и переработка Ni─MH аккумуляторов не имеют тех сложностей, что для Ni─Cd. Но некоторые недостатки кадмиевых батарей у них остались. К примеру, сохранился «эффект памяти». Да и вообще, Ni─MH очень чувствительны к режимам зарядки и разрядки. Для заряда никель─металлогидридных аккумуляторов требуются продвинутые устройства. Кроме того, чтобы продлить срок службы таких элементов, нужно их периодически восстанавливать. Поговорим о том, как это можно сделать.

О чём нужно помнить при эксплуатации Ni─MH аккумуляторов?

Несмотря на преимущества никель─металлогидридных аккумуляторов перед никель─кадмиевыми, у них имеется ряд недостатков. И их нужно учитывать при эксплуатации.

Для начала нужно отметить, что Ni-MH аккумуляторы дороже Ni─Cd. Правда, технологии не стоят на месте и цена этих типов батарей постепенно сравнивается. Речь в этом случае ведётся об аккумуляторах распространённого форм-фактора АА («пальчиковые») и ААА («мизинчиковые»). Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют более выраженный «эффект памяти», но, тем не менее, никель─металлогидридные батареи то же сталкиваются с этой проблемой.

Никель─металлогидридные аккумуляторные батареи имеют меньшее количество циклов заряд-разряд. Первые ухудшения их эксплуатационных характеристик наблюдаются уже после 200─300 циклов заряд-разряд. Этот тип аккумуляторов имеет больший саморазряд по сравнению с Ni─Cd батарейками (примерно в 1,5 раза).

Стоит отметить и ещё один момент. Никель─металлогидридные батарейки могут отдавать большой ток, но не рекомендуется при разряде устанавливать значения, больше 0,5*С. Это приводит к значительному сокращению числа циклов заряд-разряд и уменьшению срока службы. Пока там, где требуются высокие разрядные токи, по-прежнему используются Ni─Cd аккумуляторы.

Не забывайте о том, что зарядное устройство для Ni─MH аккумуляторов будет без проблем работать с никель─кадмиевыми, но не наоборот.

Зарядка никель─металлогидридных аккумуляторов

Зарядка никель─металлогидридных аккумуляторов бывает капельная и быстрая. Капельная зарядка не рекомендуется производителями из-за того, что при ней возникает сложность с определением прекращения подачи тока на аккумулятор. В результате может идти сильный перезаряд и деградация аккумуляторов. Как правило, заряд Ni─MH аккумуляторов выполняется при помощи быстрого или ускоренного варианта зарядки. При этом КПД зарядки выше, чем при капельной. Ток заряда в этом случае ставится 0,5─1С.

Быстрая зарядка никель─металлогидридных аккумуляторных элементов включает в себя несколько этапов:

  • определение наличия батарейки;
  • квалификация аккумулятора;
  • предварительная зарядка;
  • переход к быстрой зарядке;
  • быстрая зарядка;
  • дозарядка;
  • поддерживающая зарядка.

В случае быстрой или ускоренной зарядки нужно иметь качественное ЗУ, которое может вести контроль окончания зарядки по нескольких независимым друг от друга критериям. В случае Ni─Cd аккумуляторов вполне достаточно контроля по дельте напряжения в конце заряда. В случае с никель─металлогидридными желательно, чтобы устройство вело контроль по температуре и её дельте, а также по общему времени заряда. Рекомендуем также прочитать статью о том, как заряжать Ni-MH аккумуляторы.

Восстановление Ni─MH аккумуляторов

Из-за «эффект памяти» никель─металлогидридные элементы могут терять значительную часть своей ёмкости. Он проявляется меньше, чем в никель─кадмиевых, но все равно присутствует. Эффект памяти проявляется при многократных циклах неполного разряда и последующего заряда. В результате такой эксплуатации аккумулятор «запоминает» всё меньшую нижнюю границу разряда, из-за чего уменьшается ёмкость. Часть активной массы аккумуляторной батареи выпадает из процесса.

Процесс деградации Ni─MH аккумуляторов

Для устранения этого эффекта рекомендуется регулярно проводить восстановление или тренировку аккумуляторов. Для этого зарядным устройством или лампочкой проводится разрядка батареи до 0,8─1 вольта, а затем полный процесс зарядки. Если аккумулятор не проходил восстановление длительное время, то рекомендуется сделать несколько таких циклов. Рекомендуемая периодичность такой тренировки – раз в месяц.

Производители Ni─MH аккумуляторов заявляют, что «эффект памяти» отнимает около 5 процентов ёмкости. Восстановление такого количества ёмкости в результате тренировки вполне реально. В принципе, это можно измерить, разрядив полностью заряженный аккумулятор. Для этого нужно будет засечь время разрядки и умножить его на ток разряда. Это и будет ёмкость, которую нужно сравнить с номиналом. Некоторые устройства, например, iMAX B6, проводят измерения в автоматическом режиме.

Важным моментом при восстановлении Ni─MH аккумуляторов является наличие у зарядного устройства функции разряда батареи с контролем по минимальному напряжению. Это нужно для того, чтобы не допустить глубокого разряда аккумулятора при восстановлении (ниже 0,8─1 вольта). Это незаменимо для тех случаев, когда вам неизвестна начальная степень заряда батарейки, и прикинуть примерное время разряда не представляется возможным.

Когда вы не знаете степень заряженности аккумуляторной батареи, разряжать лампочкой или другим сопротивлением его нужно под постоянным контролем напряжения. Иначе такое восстановление аккумуляторной батареи кончится её глубоким разрядом. Если вы делаете восстановление целой батареи, последовательно соединённых элементов, то сначала лучше провести их полную зарядку для выравнивания степени заряженности.

Вообще, по восстановлению никель─металлогидридных аккумуляторных батарей нужно отметить следующий момент. Если батарейка уже отработала несколько лет, то подобное восстановление полным разрядом и зарядом может оказаться бесполезным. Такое восстановление полезно в качестве периодической профилактики в процессе эксплуатации батареи. Дело в том, что в процессе эксплуатации Ni─MH аккумуляторов параллельно с возникновением «эффекта памяти» происходит изменение состава и объёма электролита. Для никель─кадмиевых батарей есть примеры восстановления с помощью доливки в элементы дистиллированной воды. Об этом говорилось в статье о восстановлении и ремонте Ni─Cd аккумуляторов.

Также хотелось бы отметить, что лучше всего проводить восстановление элементов по отдельности, а не всей аккумуляторной батареи целиком.

Процессы взаимодействия элементов в аккумуляторной батарее

В заключение стоит рассмотреть состояние элементов в аккумуляторной батарее. Вы, наверняка, знаете, что никель─металлогидридные аккумуляторные батареи редко используются по одному элементу. Чаще они используются в наборе какой-нибудь аккумуляторной батареи. Например, аккумулятор для шуруповёрта с рабочим напряжением 14,4 вольта может набираться из 10─12 отдельных элементов, соединяемых последовательно.

Аккумуляторная батарея шуруповёрта Bosch

Разные элементы при производстве получают определённый разброс характеристик. У одних ёмкость больше, а у других меньше. В результате постоянной зарядки в связке элементы с меньшей ёмкостью постоянно перезаряжаются. Из-за этого идёт их быстрая деградация. Если же в сборке есть закороченные элементы, то из-за этого будет идти постоянный перезаряд остальных.

Батарейки с меньшей ёмкостью будут деградировать и при разрядке. Они разряжаются раньше, чем остальные элементы. Дальнейшая разрядка приводит к их глубокому разряду, а иногда переполюсовке. Поэтому, ремонт аккумулятора шуруповёрта часто делается простым набором исправных элементов из основной и запасной батареи.

При эксплуатации по возможности нужно стремиться к тому, чтобы степень заряженности отдельных батареек была одинаковой. Так, что при периодическом восстановлении можно проводить тренировку элементов по отдельности. Поскольку для этого требуется разбирать сборку, могут возникнуть сложности. Поэтому продвинутые зарядные устройства оснащаются режимом балансировки или выравнивания. Её можно рекомендуется проводить для новых и глубоко разряженных щелочных аккумуляторов.

При балансировке, если аккумуляторная батарея сильно разряжена (менее 0,8 вольта), проводится зарядка до напряжения 1 вольт током 0,1*С. Далее ведётся зарядка током 0,3*С, ограниченная по времени 4─5 часов. Несколько циклов заряд-разряд рекомендуется делать в случае длительного хранения аккумулятора перед тем, как его использовать.
Если у Вас есть чем дополнить статью, а также дополнения и исправления, пишите в комментариях. Оцените материал и примите участие в опросе ниже. Это поможет нам сделать сайт лучше. Удачного восстановления Ni─MH аккумуляторов!

jeikis

Долгое время не мог закинуть результаты своих эксперементов в ЖЖ… дома инета сейчас нет, на работе большая загруженность.
Тем не мение работы не встали, а двигаются и вскоре тут появится отчет о проделанной работе.
на данном этапе я наткнулся на то, что все АКБ имеющиеся у меня в наличии, постепенно пришли в негодность… результатом — испытания уже автономного устройства откладываются…
Порыл инет на эту тему и честно копипастю сюда кусок статейки, непосредственно алгоритм восстановления Ni-Mh

Алгоритм восстановления Ni-MH аккумуляторов

Как было сказано выше, потеря емкости аккумулятора связана с отложением продуктов реакции на электродах. Для восстановления аккумулятора необходимо вернуть эти продукты в исходное состояние.

Для этого необходимо иметь в наличии следующее:

  • источник питания с плавной регулировкой напряжения, индикаторами силы тока и напряжения (можно также воспользоваться отдельными вольтметром и амперметром);
  • подготовленные для зарядки аккумуляторные элементы;
  • нагрузку — реостат или лампочку, сопротивление которых необходимо подобрать исходя из формулы:

R = U / I , где U — номинальное напряжение батареи , I — необходимая сила тока , которая берется из расчета I = 0.4 С(бат).

Желательно также иметь в наличии термодатчик или термореле, чтобы можно было вовремя отключить ток при перегреве.

Перед зарядкой разрядим аккумулятор до напряжения порядка 1 В — подключаем вольтметр и нагрузку параллельно элементу. Периодически контролируем напряжение (оно не должно упасть ниже 0.9 В — могут начаться необратимые процессы). Периодически контролируем температуру — она не должна подниматься выше 50 градусов Цельсия. В противном случае необходимо отключать нагрузку до тех пор, пока элемент не остынет до комнатной температуры. После разрядки необходимо выждать время для нормализации процессов внутри элемента (15-20 минут). За это время элемент «регенерируется», напряжение повысится, и его можно доразрядить до напряжения 0.9 В. Далее, выждав 10-15 минут, можно приступать к зарядке.

Зарядка

Для зарядки подсоединяем амперметр последовательно к заряжаемому элементу, источник питания и вольтметр — параллельно, одним контактом к свободному полюсу аккумулятора, другим — к свободному контакту амперметра. Термодатчик или чувствительный элемент, термореле, желательно закрепить на аккумуляторе с использованием термопасты для более точных измерений. Устанавливаем регулятор напряжения источника питания на минимальное напряжение (реостат — на максимальное сопротивление). Далее — плавно поднимаем напряжение так, чтобы сила тока на амперметре достигла значения:

I(зар) = 0.1C(бат)

Например, для аккумулятора емкостью 1500 мАч максимальная сила тока будет 150 мА. Сила тока будет постепенно снижаться, и соответственно, необходимо повышать напряжение. Сначала — раз в 3-5 минут в течение первого часа, далее — каждый час. Как только напряжение достигнет 1.3 номинального (1.4-1.5 вольт), нужно оставить аккумулятор на зарядке как есть — далее повышать напряжение нельзя. Когда сила тока упадет до значения близкого к нулю (через 4-6 часов), нужно отключить зарядку, подождать 15-20 минут для нормализации процессов, и поставить заряжаться на 8 часов. На всем протяжении зарядки необходимо следить за тем, чтобы температура не поднималась выше 50 градусов Цельсия. Если же температура превышает это значение — надо понизить ток зарядки (в 1.5-2 раза) до тех пор, пока аккумулятор не остынет до 30 градусов. Затем можно плавно поднять ток до номинального значения. Для восстановления первоначальной емкости потребуется 3-4 таких цикла.

Аккумулятор — важная часть системы зажигания автомобиля. Однако со временем ёмкость его падает, и рано или поздно настаёт момент, когда батарея наотрез отказывается крутить стартер. Однако не стоит спешить выбрасывать старую АКБ. Вернуть её к жизни можно с помощью контрольно-тренировочного цикла — КТЦ аккумулятора.

Почему разряжается батарея

Каждый аккумулятор имеет определённую ёмкость, которая измеряется в ампер-часах. То есть, если на АКБ написано, что её ёмкость 65 А*ч, это значит, батарея способна выдавать ток силой 1 ампер в течение 65 часов. Однако на деле все далеко не так. Аккумулятор разряжается при пуске двигателя и работе электроприборов, а заряжается от автомобильного генератора.

Этот цикл никогда не бывает полным, поэтому со временем батарея «привыкает» расходовать не все электричество, аккумулированное в ней, а только его часть.

На уменьшение ёмкости могут влиять и другие факторы. Среди них:

  • Механические повреждения. Плохо закреплённая батарея может треснуть, из-за этого часть электролита вытекает наружу. Из-за сильного разряда происходит замыкание пластин внутри АКБ, и она перестает работать.
  • Неисправность электрооборудования. Слишком большой ток, вырабатываемый генератором, будет приводить к постоянному «закипанию» АКБ. Слишком низкий не будет успевать заряжать её полностью.
  • Сульфатация. Внутри аккумулятора находятся свинцовые пластины, которые под действием кислоты, содержащейся в электролите, начинают покрываться белым налётом — сульфатом свинца. Если этот процесс запустить, АКБ полностью перестанет работать.
  • Городская эксплуатация без дополнительной подзарядки. Частый пуск двигателя, большое количество включённых потребителей электричества при езде в городском цикле не дают аккумулятору заряжаться полностью. Если время от времени его не подзаряжать дополнительно, он быстро выйдет из строя.
  • Пониженная температура. Каждый градус ниже чем +20 по Цельсию — это минус 1% от ёмкости аккумулятора. Если на улице -30, это значит, что АКБ может работать только «наполовину» своей номинальной мощности. Если батарея старая частично разряжена — и того меньше.

Из-за этих причин нужно периодически проводить осмотр АКБ. Важно проверить как состояние самой батареи, так и токопроводящих клемм. Их нужно регулярно очищать от окислов и смазывать специальной смазкой.

Зачем тренировать аккумулятор

Аккумулятор нужно регулярно диагностировать: проверять его внешнее состояние, напряжение, которое он выдаёт, уровень электролита в нём. Обычно такую проверку совмещают с проведением сезонного техосмотра. Если аккумулятор плохо заряжается и быстро садится — это первый признак того, что пора провести контрольно-тренировочный цикл. В домашних условиях КТЦ аккумулятора можно провести в любом помещении, где есть вытяжка. Контрольно-тренировочный цикл кислотных аккумуляторов можно делать и в гараже, но обязательно на снятой и отключённой от всех потребителей батарее.

Проведение КТЦ аккумуляторных батарей можно поручить и специалистам. Однако эта процедура совсем несложна, и вполне по силам сделать её самостоятельно. Для этого потребуются:

  • зарядное устройство;
  • два провода;
  • вольтметр;
  • реостат или лампочка подходящей мощности;
  • часы, чтобы засечь время.

Нужно помнить, что при зарядке батарей выделяется водород, поэтому помещение, в котором проводятся работы с АКБ, должно быть хорошо проветриваемым.

Стоит воздержаться от курения и пользования открытым огнём. Аккумуляторный электролит — сильная кислота, и при работе с ним нужно предпринимать все необходимые меры для защиты кожи, глаз и органов дыхания.

Порядок проведения КТЦ

Контрольно-тренировочный цикл аккумуляторных батарей начинается с зарядки. Батарею следует зарядить полностью с помощью зарядного устройства. После этого нужно проверить плотность электролита с помощью ареометра. Нормальное его значение находится в пределах 1,27 — 1,28. Если плотность больше нормы — долить дистиллированной воды. Уровень электролита должен быть на 10−15 мм выше уровня пластин. Если плотность ниже нормы, электролит лучше заменить на новый.

Следующим этапом КТЦ АКБ является её полная разрядка. Производится она так называемым десятичасовым током. Его величина определяется как 10% от номинальной ёмкости батареи. Если на батарее указана ёмкость, например, 55 А*ч, то разряжать её нужно током 55/10 =5,5 ампер. Для того чтобы точно отрегулировать значение тока, в цепь необходимо включить реостат. Однако за неимением его можно воспользоваться автомобильной лампочкой, подходящей по мощности. 5,5А*12В=66 Вт.

Лампочка подключается к АКБ в качестве нагрузки, параллельно подсоединяется вольтметр. Уровень разряда следует постоянно контролировать, чтобы не разрядить батарею «в ноль». Слишком сильный разряд некоторые батареи могут не перенести. Аккумулятор разряжается до тех пор, пока напряжение на клеммах не составит 10,3 В. Ниже разряжать нельзя.

Такой показатель моделирует полностью разряженную батарею. Теперь становится понятной её реальная ёмкость. Если с момента начала разрядки прошло, к примеру, 7,5 часов, значит, её реальная ёмкость 7,5ч*5,5А=41,25 А*ч. Таким образом, от номинальной ёмкости аккумулятора в 55 А*ч осталось только 75%.

Последним этапом КТЦ АКБ автомобиля будет его повторная полная зарядка. Ни в коем случае нельзя оставлять батарею в разряженном состоянии, это приведёт к выходу её из строя. Рекомендуется проводить не один такой цикл, а два или три.

Такая процедура позволит восстановить ёмкость аккумуляторной батареи до 90% от номинальной.

Я, в общем, дилетант в электротехнике, поэтому прощу прощения за неточности, если они есть, а ниже изложено то, что я могу сказать по поводу времени разряда аккумулятора, потратив на это несколько часов чтения материалов из Интернета. Итак,

Емкость аккумулятора довольно часто указывают в амперчасах, ну или в миллиампер часах.
Казалось бы, все просто — есть, у тебя скажем аккумулятор емкостью (C) 800 миллиамперчасов и устройство с током потребления (I) в 100 миллиампер, значит, по формуле
,
он может обеспечить работу этого устройства на протяжении восьми часов. Так?

Конечно же, не совсем так. Количество электроэнергии, которое можно извлечь из аккумулятора, зависит от тока разряда аккумулятора. То есть при слишком большом токе разряда аккумулятор разряжается очень быстро и отдает меньше электроэнергии. Эффект этот был замечен довольно давно, но первым, кто попробовал учесть его количественно, был Пекерт (Peukert), который модифицировал формулу, внеся показатель, который теперь называют экспонента Пекерта (Peukert’s exponent).

По Пекерту, время разряда аккумулятора равно
,
где n — экспонента Пекерта.
Сp — емкость Пекерта, то есть емкость аккумулятора, измеренная при токе разряда в 1 ампер.
I — ток разряда, для которого делается расчет.

Значение экспоненты Пекерта определяется экспериментально. Оно зависит от типа аккумулятора и даже от его возраста. Обычно значение экспоненты Пекерта лежит в диапазоне от 1.1 до 1.3. Чем она меньше, тем лучше, конечно же.
Для некоторых аккумуляторов производитель его указывает, но это бывает довольно редко. Чаще можно встретить в спецификации данные по емкости аккумулятора для разного времени разряда. Этого в принципе достаточно, чтобы вычислить значение экспоненты Пекерта самому. Калькулятор ниже делает это.

Экспонента Пекерта

Номинальная емкость 1, Ач Номинальное время 1, ч Номинальная емкость 2, Ач Номинальное время 2, ч Точность вычисленияЗнаков после запятой: 2 Рассчитать Экспонента Пекерта save Сохранить share Поделиться extension Виджет

Разберемся теперь с емкостью Пекерта; как уже сказано выше, это емкость, или количество электроэнергии, которое может отдать этот аккумулятор при токе разряда в 1 ампер.
Емкость, указанная на аккумуляторе, это, конечно же, не оно. Это емкость, полученная при токе разряда, соответствующем какому-либо значению C-рейтинга (C-Rate).
Емкость с рейтингом 1С, это емкость, получаемая от аккумулятора при разряде его током, соответствующим этой же емкости. То есть 1000 миллиапмерчасов с рейтингом 1С означает, что данный аккумулятор способен обеспечивать ток в 1000 миллиампер в течении 1 часа. Емкость с рейтингом 0.05С это емкость, получаемая от аккумулятора при разряде его током, соответствующим 0.05 емкости. То есть 1000 миллиамперчасов с рейтингом 0.05С означает, что данный аккумулятор способен обеспечивать ток 50 миллиампер в течении 20 часов. Как уже можно догадаться, из-за эффекта Пекерта такой аккумулятор не сможет обеспечить 1000 миллиампер в течении часа. Время будет меньше.
Так вот, некоторые производители указывают C-рейтинг своего аккумулятора. Иногда как C-рейтинг, например, 0.05C или , иногда как «100 Амперчасов за 20 часов». А некоторые производители — не указывают. Наиболее частым значением в этом случае является рейтинг 0.05С () или «за 20 часов». То есть можно смело рассчитывать на 20 часов работы, но при токе в 20 раз меньше тока, соответствующего указанной емкости.

Зная этот рейтинг, можно перейти от емкости, указанной на аккумуляторе, к емкости Пекерта, и использовать ее для расчета.
Емкость Пекерта в этом случае равна
, где
С — емкость аккумулятора
R — рейтинг выраженный в часах, соответсвующий данной емкости, например, 20.
n — экспонента Пекерта
Подробнее можно почитать . Там еще много интересного про формулу Пекерта есть.

Зная емкость, рейтинг в часах, ток нагрузки и экспоненту Пекерта можно рассчитать время разряда. Калькулятор ниже делает это для разного процента разряда.

Зачем нужен процент разряда? Дело в том, что для многих типов аккумуляторов невозможно извлечь всю запасенную энергию, не повредив фатально при этом сам аккумулятор. Это зависит от химии аккумулятора. Поэтому обычно производители указывают допустимую глубину разряда (Depth of Discharge, DOD). Например, если указана глубина разряда 20% (это верно для большинства автомобильных аккумуляторов, кстати), то сильно не рекомендуется использовать более 20% мощности батареи. Иногда даже указывают допустимую дневную норму разряда.

Время разряда батареи в зависимости от тока нагрузки

Ток потребления, А Емкость батареи, А/ч Номинальная емкость батареи, Ампер час Время, ч. Время работы для номинальной емкости, часы Экспонента Пекерта Точность вычисленияЗнаков после запятой: 3 Рассчитать Емкость Пекерта, Ач Номинальный ток разряда, А save Сохранить share Поделиться extension Виджет

Из всего вышеизложенного понятно, что при малых токах потребления аккумулятор может обеспечить большее время работы. Это, в принципе так. Но не стоит доводить до крайностей — нельзя взять аккумулятор большой емкости, подключить к нему небольшую нагрузку и рассчитывать, что он сможет работать практически вечно 🙂
Тут в дело вступают уже другие эффекты, например, эффект саморазряда аккумулятора. NiMH аккумуляторы теряют саморазрядом до 30% заряда за месяц.

Поиграться с зависимостью времени работы от тока можно с калькулятором ниже.

Емкость батареи, А/ч Номинальная емкость батареи, Ампер час Время, ч. Время работы для номинальной емкости, часы Экспонента Пекерта Точность вычисленияЗнаков после запятой: 3 Рассчитать Номинальный ток разряда, А Емкость Пекерта, Ач Зависимость времени разряда от тока нагрузки save Сохранить share Поделиться extension Виджет

Как заряжать АКБ? Виды зарядки

Комфортная и беспроблемная езда невозможна без правильного и своевременного обслуживания стартерной батареи. Даже если принято решение купить аккумулятор для автомобиля дешево и без длительной гарантии, сохраняются высокие шансы на многолетнюю эксплуатацию, четкую работу бортовой сети и быстрый запуск двигателя в сильные морозы. Главное, знать электрохимический тип АКБ и корректно восстанавливать емкость, избегая избытка напряжения и силы тока, применяя нужное оборудование, режим и частоту.

СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ И ТОК ЗАРЯДКИ

Важно правильно оценивать понятие «полная разрядка» аккумулятора. Номинальное напряжение «12В» – это удобная для обихода цифра, но не более того. Реально каждая из шести последовательно соединенных банок выдает чуть больше 2,1В. Таким образом, нормальное рабочее напряжение соответствует 12,7-12,9В. Снижение вольтажа на 10-12% определяет фактическую, полную потерю заряженности.

Положительные и отрицательные пластины начинают обильно покрываться сульфатом свинца, а электролит теряет свою плотность. Без надлежащего контроля химические процессы становятся необратимыми, на рабочих поверхностях образуется нерастворимый осадок, а батарея приходит в негодность. Особенно губительна глубокая разрядка для кальциевых АКБ типа Ca/Ca.

Точно и быстро охарактеризовать текущую степень заряженности можно с помощью вольтметра и специального показателя работоспособности тока – электродвижущей силы (ЭДС). Для этого измерительный прибор подключается к клеммам батареи при нулевом токопотреблении и без нагрузки (состояние покоя). Также необходимо учитывать актуальную окружающую температуру (см. таблицу).

Максимальная сила тока зарядки составляет 1/10 часть от емкости АКБ, например, для 60Ач – это 6А, для 75Ач – 7,5А, для 100Ач – 10А. Аккуратного подхода требуют классические свинцово-кислотные батареи 60Ач в супербюджетном облегченном исполнении 13-13,5 кг (обычный вес 14,2-14,5 кг). Несмотря на заявленную емкость в 60 ампер-час, иногда в каждой банке размещено 4-5 положительных и 5 отрицательных пластин вместо стандартного формата 6+6. Это не только снижает вес, но и фактическую емкость, которая не превышает 40-45Ач и требует для корректного восстановления максимальную силу тока в 4-4,5А.

ТИПЫ АКБ И ПРЕДЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЗАРЯДКИ

Все батареи с напряжением 12 вольт можно разделить по рабочему состоянию электролита на 3 электрохимические группы:

  • жидкие (WET, EBF, Са+ Са, Ca+ или Hybrid);
  • абсорбированные (AGM);
  • гелевые (GEL).

Последний тип очень перспективный, но пока доступен в тяговых вариациях с низкими значениями пусковых токов.

Основная масса стартерных АКБ имеет жидкий электролит – классический (WET), с утолщенными пакетами (EBF), добавлением кальция в положительные и отрицательные пластины (Сa/Ca), с легированием одной части электродов кальцием, а другой – сурьмой (Hybrid). Чтобы корректно зарядить такой тип батарей, например, разряженный до 50% аккумулятор автомобильный Banner (Австрия), Hankook (Южная Корея), «Зверь (Россия), максимальное напряжение не должно превышать 14,2-14,4В. Для АКБ с абсорбированным в стеклоткань электролитом, которые адаптированы под систему «старт-стоп», как AGM автоаккумуляторы Exide (Эксайд), Bosch (Бош), Yuasa (Юаса), необходим повышенный вольтаж восстановления 14,7-14,8В.

ВИДЫ ЗАРЯДКИ

Оптимальный вариант для заказа АКБ и пуско-зарядного устройства – специализированный интернет-магазин автомобильных аккумуляторов, который предлагает цены без посреднических надбавок и длительную гарантию от производителя. Независимо от типа и исполнения батареи (обслуживаемая, необслуживаемая, малообслуживаемая) сохраняется необходимость в регулярном частичном или вынужденно полном восстановлении емкости. Для этого применяются следующие виды зарядки АКБ:

  • автомат;
  • ручная;
  • регенерация;
  • буферный режим.

Эффективная проверка текущей работоспособности автоаккумулятора возможна «разгрузочной вилкой», которая в течение 3-5 секунд передает на клеммы нагрузку, превышающую емкость на 200%. Краткосрочное проседание до 9В и ниже указывает на необходимость срочной подзарядки.

Автоматическая зарядка АКБ

Требует зарядных или пуско-зарядных устройств, которые автоматически определяют ток и напряжение, а главное – динамически меняют их значения в процессе восстановления емкости, чтобы избежать вскипания электролита, недозаряда или, что опасней, – перезаряда. Выбор электротехнических параметров работы в зависимости от типа АКБ реализован через настройку рабочего напряжения или отдельных режимовWET, AGM и т.д. Важно учитывать, чтобы доступная сила зарядного тока не была меньше 10% от емкости батареи.

Автоматическая зарядка АКБ постоянным напряжением происходит по сложному многоступенчатому алгоритму:

  • зарядный ток постепенно снижается на фоне роста напряжения аккумулятора;
  • при достижении 14,8В происходит стабилизация напряжения;
  • низкий ток зарядки (5% от емкости) продолжает поступать на клеммы еще 2 часа для приближения к уровню максимальной заряженности и сброса эффекта памяти;
  • на последнем этапе работает напряжение 13,8В, которое позволяет достичь 100%-ной зарядки без риска перезаряда и перегрузки.

Некоторые ЗУ обеспечивают автомат-зарядку автоаккумулятора импульсным напряжением с последующими поочередными выдержками АКБ под токами максимального значения и постоянным напряжением 13,8В.

Общее время восстановления (при условии разряда 50% и меньше) – 8-12 часов.

Ручная зарядка аккумулятора

Требует от пользователя навыков в обращении с мультиметром и регулярного контроля силы постоянного тока заряда, который поначалу выставляется на уровне 10% от номинальной емкости батареи (55Ач = 5,5А; 60Ач = 6,0А; 70Ач = 7,0А).

Первая проверка напряжения на электродах проводится через 3-4 часа. Необходимый показатель – 14,2-14,4В, при которых повышается интенсивность гидролиза электролита и возникает риск закипания. Если искомое значение достигнуто, необходимо снизить ток зарядки в 2 раза (55Ач = 2,2А; 60Ач = 3,0А; 70Ач = 3,5А).

Третий этап стартует, когда на выводах батареи получено значение 14,8-15,0В. Далее необходимо повторить двойное снижение токовых значений (55Ач = 1,2А; 60Ач = 1,5А; 70Ач = 1,7А). Проверка выполняется каждые 1,5-2 часа. Если значение тока и напряжения остаются неизменными при нескольких измерениях – АКБ заряжен на 100% и готов к дальнейшей эксплуатации.

Регенерация автоаккумулятора

Восстановление утраченной емкости батареи связано с удалением осадка сернокислого свинца с рабочих поверхностей пластин. Основная причина дефекта – глубокий разряд. Для этого применяются специальные зарядки-автоматы с режимом десульфатации, который предусматривает цикличное использование зарядно-разрядных токов в соотношении 10 к 1.

Также процедуру можно выполнить с помощью стандартного ЗУ и автомобильного ареометра , потратив на это несколько дней:

  • 8-10 часов зарядки при 13,8-14,4В и 0,8-1,0А, чтобы достигнуть 10В на электродах;
  • полное отключение на сутки;
  • 8-10 часов при 13,8-14,4В и 2,0-2,5А (искомое значение на выводах батареи 12,6-12,8В);
  • 7-10-часовая разрядка АКБ до 9В нагрузкой в виде автомобильной или бытовой лампочки 12В;
  • далее повторяются шаги 1-4 с постоянной проверкой плотности электролита, пока не будет получен показатель 1,27 г/см3.

Количество полных циклов может достигать 5-10 и занимать 14-16 дней. Уровень регенерации аккумулятора – 80-95%. Если результат восстановительных работа получился неудовлетворительным, всегда можно сдать АКБ в Москве дорого и выручить часть средств для покупки новой батареи.

Буферный режим
Зарядные устройства с буферной технологией способны определять ток внутренних утечек аккумулятора (саморазряд) и поддерживать полную емкость неделями и месяцами без риска сульфатации, замерзания электролита и перезаряда. Это оптимальный вариант длительного хранения батареи в зимний период или при редких поездках на автомобиле.

Восстановление уравнительным током хорошо подходит для глубоких разрядов необслуживаемых аккумуляторов. Устройство сначала работает как ограничитель токовых нагрузок, затем не допускает превышение напряжения больше 13,5-13,8В. Постоянная дозарядка при хранении выполняется компенсирующими саморозряд микротоками 100-150мА.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Любой вид зарядки автомобильного аккумулятора требует соблюдения температурного режима. Оптимально – это +20-25°С. Если микроклиматические условия не попадают в этот интервал, следует применять ЗУ с функцией термокомпенсации. Для корректной подзарядки АКБ ее следует снять с автомобиля и установить в проветриваемом помещении.

В ситуации, когда регенерация циклами зарядно-разрядных токов не увенчалась успехом, можно применить методику «переполюсовки» (плюс к минусу – минус к плюсу). Ток зарядки – 5% от емкости. Контрольное значение – 12-14В на выводах. Затем следует применить нагрузку (лампочку) для полной разрядки. После этого выполнить полную правильную зарядку (плюс к плюсу – минус к минусу).

Zheka147 ›
Блог ›
Как восстановить автомобильный аккумулятор своими руками

1
Сегодня мы поговорим про способы восстановления автомобильного аккумулятора, причины выхода его и строя, а также затронем тему устройства и принципы работы АКБ.

Силовая установка любого авто, будь то бензинового или дизельного, запускается при помощи специального силового электромотора – стартера.

Но чтобы стартер начал работать, его нужно запитать электроэнергией. Для этого в авто предусмотрен внешний источник электроэнергии – аккумуляторная батарея (аккумулятор, АКБ).

В основную задачу АКБ входит кратковременная отдача электроэнергии значительной мощности на стартер, чтобы обеспечить запуск силовой установки.

Помимо этого, аккумулятор обеспечивает энергией все электрические приборы авто, до того момента, пока не запустится мотор, после чего запитка бортовой сети производиться от генератора.

Сейчас производятся аккумуляторы, которые используются на авто, нескольких типов: кислотные, щелочные, недавно появились еще и гелевые.

Наибольшее распространение на автомобилях имеют кислотные батареи, поэтому их мы и будем рассматривать.

2
Конструкция АКБ довольно надежная, и тем не менее бывают случаи повреждения аккумуляторов либо из-за неаккуратного пользования, либо при неправильном обслуживании.

Дальнейшее использование батареи на авто при его повреждении невозможно. Но если был поврежден сравнительно новый аккумулятор, не стоит его сразу менять, можно попытаться его восстановить.

Для начала разберемся, какова конструкция кислотного АКБ.

Если внешне посмотреть на него, то он состоит из закрытого пластикового корпуса с двумя выведенными клеммами.

Конструктивно аккумуляторы являются обслуживаемыми и необслуживаемыми.

У обслуживаемых АКБ имеются закрытые пробками отверстия в верхней части корпуса батареи.

Необслуживаемые аккумуляторы такими отверстиями не оснащаются, есть только небольшое отверстие для отвода газов.

3
Внутри же корпус разделен на 6 секций, именуемых банками. В этих банках размещаются рабочие элементы батареи – комплект положительных и отрицательных свинцовых пластин с нанесенными на них активной массой.

Расположены они переменно, то есть — положительная пластина, рядом с ней расположена отрицательная, затем опять идет положительная.

Дополнительно, чтобы исключить возможное соприкосновение этих пластин между ними располагается сепаратор.

4
Пластины объединены в блоки, каждый блок имеет выводную перемычку – баретку, которая подсоединена к мосту. При помощи баретки блоки каждой банки соединены между собой в общий мост с выводом на клемму. 5
Отдача электроэнергии у батареи производится за счет химических реакций, поэтому банки заполнены электролитом – строго дозированного раствора кислоты с дистиллированной водой.

Сам по себе аккумулятор электроэнергию не вырабатывает, он, по сути, является просто хранилищем электроэнергии.

При зарядке батареи поступающая на клеммы электрическая энергия от зарядного устройства или генератора преобразуется в химическую. А при разряде производится обратный эффект.

Действует все это так: при подключении к аккумулятору потребителя энергии, между собой в реакцию вступают губчатый свинец отрицательных пластин с двуокисью свинца положительной пластины и электролит.

Между ними происходит хим. реакция, в результате чего высвобождается электроэнергия, которая и расходуется потребителем. При этом на отрицательных пластинах появляется слой сульфата свинца.

При зарядке аккумуляторной батареи происходит обратный процесс, в результате которого слой появившегося сульфата растворяется в электролите, а на положительных пластинах образуется слой диоксида свинца.

Если по-простому, то при разрядке АКБ с положительных пластин частицы свинца из-за хим. реакции переносятся на отрицательные. А при заряде аккумулятора эти частицы возвращаются обратно на положительные пластины.

Все это сопровождается высвобождением или потреблением электрической энергии.

Устранение внешних неисправностей

Все неисправности аккумуляторной батареи можно разделить на внешние и внутренние.

Внешних неисправностей всего две – сильное окисление клемм, из-за чего происходит плохое соединение АКБ с бортовой сетью.

6
Второй неисправностью является пробой корпуса или из-за внешнего воздействия на него, или трещина на корпусе вызвана внутренними неисправностями. 7
По поводу клемм особо говорить нечего, если на них замечен сильный слой окислов, его счищают.

Пробой корпуса выявить несложно – из него будет протекать электролит. Трещину, если таковая имеется, можно заделать, но только в случае, если аккумулятор является обслуживаемым.

Из АКБ сливается электролит, после чего можно будет заделать трещину.

Для этого можно воспользоваться паяльником и куском пластика. Сначала пропаивается сама трещина, а затем для большей уверенности поверх припаивается подготовленный пластик.

После чего нужно проверить герметичность корпуса, залив него дистиллированную воду.

Внутренние неисправности

Внутренних неисправностей, которые возникают в АКБ значительно больше, причем большая часть из них наносит батареи вред, который устранить невозможно.

Одной из самых распространенных неисправностей батарей является сульфатация пластин.

К сульфатации АКБ приводит неправильная эксплуатация – долгое хранение батареи в разряженном состоянии, частые глубокие разряды, постоянные недозаряды батареи, поэтому важно подбирать аккумулятор по марке автомобиля.

Сама сульфатация – это образование на поверхности пластин сернокислого свинца, из-за которого электролит не может проникнуть вглубь активной массы, поэтому часть этой массы уже не может вступать в реакцию.

8
Сопротивление внутри АКБ возрастает, поэтому емкость падает, в итоге аккумулятор не может взять полностью заряд и быстро разряжается.

На ранних стадиях сульфатацию пластин можно устранить, но, если она глубокая – АКБ ремонту не подлежит.
Еще встречаются такие неисправности, как осыпание активной массы с пластин, с возможным последующим замыканием.

Обычно при несильном осыпании помогает промывка батарей дистиллированной водой.

Возможно и вздутие АКБ из-за замерзания электролита. Происходит в случае, если разряженная батарея находилась на сильном морозе.

Восстановлению автомобильный аккумулятор после замерзания не подлежит.

Способы устранения сульфатации

Способов устранения сульфатации пластин применяется несколько.

Первый метод.

Первым, самым распространенным методом является проведение контрольно-тренировочного цикла (КТЦ). Использование этого метода позволит устранить сульфатацию на ранних стадиях и восстановить емкость АКБ.

Суть данного метода сводится к проведению цикла заряд-разряд. Для проведения КТЦ понадобиться наличие зарядного устройства, ареометра, вольтметра и источника потребления электроэнергии.

Сначала выполняется полная зарядка батареи. Зарядка АКБ производится током, по силе равным 10% от номинальной емкости, то есть при емкости батареи в 60 Ач, сила тока должна составлять 6 А. после зарядки к каждой банке проверяется плотность.

9
Данный показатель у полностью заряженной батареи должен составлять 1,27. Если это значение ниже, потребуется доведение плотности до нужного значения с последующей дозарядкой батареи в течение получаса, чтобы электролит перемешался. 10
После зарядки производится контрольный разряд. Для этого к клеммам подсоединяется источник потребления энергии. При этом потребление энергии подключенным потребителем не должно превышать 10% от емкости.

Лучше всего в качестве потребителя использовать автомобильную лампу накаливания, с определенной мощностью.

11
Высчитать мощность, которая нужна можно путем умножения силы тока и напряжения. Сила тока при расчете берется исходя из емкости батареи.

То есть, при расчете мощности, которая нужна для проведения разряда батареи на 60 Ач, сила тока берется 6А, умножается это значение на 12В. Получаем значение мощности в 72 Вт, примерно такой мощности и нужна лампа.

Далее батарея разряжается лампой, при этом периодически замеряется напряжение.

Разряжая батарею нужно добиться снижения напряжения на клеммах до 10,2 В. Это значение напряжения будет указывать о полном разряде батареи.

При этом замеряется время, за которое произошла разрядка АКБ. У нового аккумулятора данное значение должно составлять около 10 часов. Чем меньше время разрядки, тем больше АКБ потерял свою емкость.

Надолго разряженный аккумулятор оставлять нельзя, его сразу же нужно ставить на зарядку до полного восстановления заряда.

При выполнении данной операции емкость батареи восстановится, а за счет снижения сульфатации снизиться внутренней сопротивление.

Следующий метод.

Вторым методом удаления сульфатации является применение реверсивных токов при зарядке батареи.

Недостатком метода реверсивного тока является потребность в специальном оборудовании – генераторе реверсивного тока.

Суть данного метода сводиться к длительному заряду батареи малыми токами.

Так при незначительной сульфатации АКБ заряжается незначительным током – 0,5-2 А. Причем зарядка производится длительный период, иногда может достигать 50 часов.

Окончанием процесса десульфатации является неизменность напряжения на клеммах, а также неменяющаяся плотность электролита в течение 2 и более часов.

12
Третий метод, использующийся для восстановления АКБ.

Является промывка батареи с последующей ее зарядкой. Но метод этот длительный и затянуться его выполнение может до месяца.

С аккумулятора сливается электролит, и на его место заливается дистиллят. После чего батарея ставится на зарядку при напряжении в 14 В.

13
После начала закипания дистиллята – напряжение несколько снижается. Основная цель – поддерживать кипение в АКБ, но неинтенсивное.

Со временем плотность дистиллята будет повышаться за счет растворения в воде сульфата свинца. После этого вода сливается, и заливается новая и АКБ снова ставится на зарядку, под небольшое напряжение.

Нужно добиться того, чтобы в дистилляте появлялись пузырьки, но до закипания он не доводился.

На зарядке АКБ нужно будет держать до тех пор, пока плотность не будет меняться на протяжении нескольких дней.

Химический способ.

Есть и быстрый способ удаления сульфатации – химический. Сводиться он к промывке батареи раствором аммиака и трилона Б

14
Перед промывкой раствором, аккумулятор заряжается, с него сливается электролит и промывается дистиллятом.

Затем в банки заливается водный раствор, в который добавлено 2% от объема воды трилона Б и 5%-аммиака.

15
Этот раствор вступит в реакцию с сульфатным раствором, сопровождаться эта реакция будет кипением раствора и брызгами.

Как только кипение прекратиться – раствор можно сливать, банки промываются водой, а затем заливается электролит и батарея заряжается.

Предотвращение неисправностей аккумулятора

Все неисправности с аккумулятором не возникают сами по себе, случаются они из-за небрежной эксплуатации и игнорирование проведения периодического обслуживания.

Батарея сам по себе требует не особо много внимания. Достаточно раз в полгода подзаряжать ее зарядным устройством.

Перед постановкой на зарядку, если батарея обслуживаемая, нужно проследить за уровнем электролита и при надобности восстановить его.

Также следует после зарядки проверить плотность электролита в каждой банке.

Отличий по показаниям плотности между банками не должно быть, или же разница между ними должна быть минимальная.

Перед установкой нового АКБ на авто нелишним будет проверить напряжение, выдаваемое генератором, чтобы исключить перезаряд.

И устанавливая новую батарею на авто нужно его хорошо закрепить, чтобы предотвратить возможное повреждение корпуса.

Самый действенный способ восстановления аккумулятора

Приветствую вас друзья. Сегодня я расскажу вам о самом эффективном способе восстановления емкости у свинцово-кислотных аккумуляторов.
В период даже самой правильной эксплуатации, аккумулятор каждый день теряет свою емкость. И в один прекрасный момент его заряда не хватает, чтобы завести двигатель автомобиля. Обостряется данный пример с приходом холодов.


Естественно автолюбитель ставит аккумулятор на зарядку и спустя некоторое время видит, что батарея не заряжается, а напряжение при зарядке стоит как в норме – 14,4-14,7 В или выше (12,6 без зарядника).

Тогда если есть нагрузочная вилка проверка производится ей и выясняется, что под нагрузкой напряжение сильно просаживается. Все указывает на потерю емкости аккумулятором. Причиной тому – сульфатация пластин.

Обычно, при правильной эксплуатации это происходит примерно через 5 лет. Это очень хороший показатель. И тут есть выход – купить новый аккумулятор. Но, если вы хотите сэкономить деньги (так как батареи сейчас не из дешевых), и продлить срок службы аккумулятора ещё на пару лет, то тогда необходимо провести его обслуживание. И не простое, а специальное, которое может реанимировать батарею.

Какие аккумуляторы можно восстановить?

Этот способ подходит для батарей, которые в период своей эксплуатации не были подвержены серьезным токовым или механическим повреждения. А пришли в негодность в результате временной, естественной сульфатации.
Этот способ не подходит для аккумуляторных батарей у которых имеется внутреннее осыпание пластин, имеется внутреннее замыкание банок, имеется вздутие или иные механические повреждения.
Способ отлично подходит для десульфатации пластин и называется в народе методом «переполюсовки» аккумулятора.
Я разделю восстановление аккумуляторной батареи на три этапа.

Процесс восстановления аккумулятора

Этап первый: подготовка

Первое что не обязательно, но нужно сделать это очистить поверхность батареи от любых загрязнений. Промыть с моющим средством всё поверхность.
Далее, визуально убедиться в отсутствии повреждений на корпусе, в отсутствии вздутий и выпуклостей по сторонам.
Второе, открыть все пробки банок и убедиться в наличии электролита. Если в одной из банок его нет, то нужно убедиться в отсутствии трещин на корпусе.
Затем, с помощью фонарика осмотреть пластины внутри – осыпаний быть не должно. Тут как раз за одно можно отчетливо увидеть сульфатацию – белый налет на пластинах.

Если все в порядке – доливаем в каждую банку дистиллированную воду до уровня. Не лишним будет замерить плотность электролита каждого отсека.

Этап второй: классический способ восстановления

Прежде чем переходить к переполюсовке аккумулятора, необходимо протестировать обычный способ восстановления, ставший уже классическим.
Шаг первый: заряжаем аккумулятор до полного заряда 14,4 В.

Шаг второй: галогеновой лампочкой или другой нагрузкой разряжаем батарею до 10,6 В (напряжение замеряется под этой же нагрузкой).

Повторяем цикл из этих двух шагов 3 раза и заряжаем батарею на полную. Проверяем емкость нагрузочной вилкой или стартером в работе машины. Если батарея восстановилась – хорошо – продолжаем эксплуатацию. Если нет, или не достаточно, то переходим к третьему этапу.

Этап третий: переполюсовка аккумуляторной батареи

Этот метод восстановления аккумулятора самый действенный из всех существующих. И реанимирует батарею почти в 90% случаях.
Шаг первый: вешаем на батарею нагрузку в виде галогенной лампы, и разряжаем аккумулятор в ноль. Лампа потухнет примерно через сутки (все зависит от начальной емкости аккумулятора). Оставляем батарею с подключенной лампой ещё на 2-3 суток, чтобы окончательно разрядить остатки.
Шаг второй: зарядка аккумулятора обратным током. Подключаем зарядное устройство наоборот: плюс к минусу, а минус к плюсу. Чтобы не испортить ваш зарядник (или чтобы не сработала защита от короткого замыкания), последовательно батареи подключаем ту же галогенную лампу. И заряжаем аккумулятор в обратной полярности. После того, как напряжение поднялось до вольт 5-6, лампу из цепи можно исключить. Ток заряда желательно ставить 5 процентов от емкости батареи. То есть если емкость 60 ампер-часов, то ток заряда в обратном направлении ставим на 3 Ампера. В это время все банки с электролитом начинают активно бурлить и шипеть –это нормально, так как идет обратный процесс.

Заряжаем примерно сутки, до появления напряжения 12-14 В. В итоге у вас получилась полностью заряженная батарея у которой на выходе плюса – минус, а на минусе – плюс.

Шаг третий: опять полностью разряжаем батарею галогенной лампой пару суток. Затем производим правильную зарядку плюсом к плюсу, минусом к минусу. Заряжаем на полную до 14,4 В.
На этом все действия завершены.

Результат восстановления аккумуляторной батареи

Обычно результат помогает повысить емкость аккумулятора до 70-100 % от заводской, конечно бывают и исключения.
Конкретно в моем случае удалось поднять емкость на 95% — что является отличным результатом. С пластин пропал белый налет сульфата, и они приобрели черный цвет как у нового аккумулятора. Электролит стал более прозрачным и чистым.

Видео по восстановлению аккумулятора

Я рекомендую вам посмотреть видео, где восстанавливается полностью «мертвый» аккумулятор, которому около 10 лет.
Вначале идет «раскачка» со сменой полярности питания, а почти в самом конце уже дан полный цикл переполюсовки.

Подробнее о заряде и разряде аккумулятора автомобиля

Аккумулятор автомобиля (АКкумуляторная Батарея) – это одна из наиболее важных деталей автомобиля. Аккумулятор обеспечивает электроэнергией: электрические лампы в фарах, подсветки панели приборов и салона, электронной системы зажигания автомобиля, топливного насоса, автомагнитолы и других узлов автомобиля, а также самый потребляемый источник нагрузки — стартер при запуске двигателя. Нормальная работа всех узлов автомобиля возможна только с правильно эксплуатируемым аккумулятором. Он должен быть вовремя обслужен и заряжен.

Нормальные характеристики АКБ

  • напряжение АКБ без нагрузки (с откинутой клеммой) 12,6 – 12,9 В
  • плотность электролита 1,27 г/см3 (при +20°С)

Когда необходимо зарядить АКБ?

  • плотность электролита ниже 1,26 г/см3
  • напряжение АКБ без нагрузки (с откинутой клеммой) менее 12,6 В
  • плотность электролита в разных банках отличается более, чем на 0,02 г/см3

Напряжение аккумулятора автомобиля напрямую зависит от плотности электролита. Когда батарея разряжается, происходит расходование кислоты, являющейся частью (36 %) электролита. Вследствие этого падает его плотность.

Обратный процесс происходит при зарядке АКБ: расход воды ведет к образованию кислоты, в итоге чего плотность электролита растет.

Напряжение заряженного аккумулятора автомобиля составляет 12,7 В при плотности 1,27 г/см3.

При уменьшении одного из показателей уменьшается и другой.

Посмотрите таблицу зависимости напряжения АКБ от плотности электролита

Плотность электролита и напряжение АКБ сильно зависит от температуры окружающей среды. Нормальное напряжение аккумулятора автомобиля для зимы и лета одинаковое, а плотность электролита зимой меняется — у заряженной батареи она растет, а у разряженной – падает.

Поэтому АКБ необходимо держать в заряженном состоянии или как некоторые автолюбители снимают и забирают АКБ в дом. В противном случае аккумулятор не только не сможет запустить двигатель в мороз, но и в ней может замерзнуть электролит и даже может разорвать корпус.

Замерзший электролит в аккумуляторе приведет батарею в негодность, замороженный аккумулятор невозможно восстановить. При плотности 1,2 г/см3 температура замерзания электролита около -20°С.

Таблица для поправки показаний электролита при температуре окружающей среды.

Также необходимо следить за уровнем электролита. Он не должен быть не ниже метки, находящейся сбоку аккумулятора. Если плохо видно поверхность электролита, можно подсветить фонариком. Если уровень электролита меньше указанной величины, нужно определить причину его понижения. Обычно он падает из-за выкипания и испарения от слишком большого напряжения бортовой сети автомобиля. В этом случае нужно измерить напряжение. Уровень зарядного напряжения батареи на автомобиле при работающем двигателе 14,1±0,2 В.

Как заряжать аккумулятор?

Перед зарядкой автомобильного аккумулятора необходимо очистить от грязи и открутить все 6 пробок, так как при зарядки обильно будет выделение газов.

Если есть возможность регулировать напряжение заряда на зарядном устройстве, то перед присоединением клемм убавьте ток до минимума, потом установите напряжение 14 — 14,4 В. Контролируйте заряд по амперметру.

Заряжать аккумулятор желательно током, равным по величине 0,05 — 0,1 от её номинальной ёмкости. Например для батареи с ёмкостью 60 А/ч оптимальная величина зарядного тока составляет 3 — 6А.

Лучше держать меньший зарядный ток — аккумулятор зарядится глубже, но время зарядки будет дольше. Периодически желательно выравнивать плотность электролита АКБ небольшим током, например в том случае, если плотность электролита в разных банках аккумулятора отличается на ±0,01 г/см3. Для этого устанавливаем ток зарядки около 1А. Заряжаем АКБ подобным образом около суток.

Признаки окончания зарядки: бурное выделение газа и на протяжении 2-х часов отсутствие изменения плотности электролита.

При эксплуатации батареи на автомобиле её заряд происходит при постоянном напряжении. Уровень зарядного напряжения батареи на автомобиле при работающем двигателе составляет: 14,1±0,2 В.

Для контроля за АКБ удобно будет воспользоваться цифровым индикатором напряжения бортовой сети автомобиля. Его можно сделать самому или купить в нашем магазине готовый и настроенный. Цифровой индикатор напряжения бортовой сети автомобиля + термометр

Купить индикатор напряжения авто.

С понижением температуры эффективность заряда батареи на автомобиле уменьшается (растет внутреннее сопротивление АКБ, увеличивается потребление тока стартером при заводке холодного двигателя). Поэтому аккумулятор при его заряде от бортовой сети автомобиля не всегда восстанавливает свою ёмкость после полного разряда.

Нормальная работа генератора автомобиля

  • напряжение на клеммах АКБ при работе двигателя на разных оборотах и включенном свете составляет 13,9 – 14,3 В

В зимних условиях желательно периодически (не реже одного раза в месяц) заряжать аккумулятор зарядным устройством как написано выше.

Таблица источников потребления электроэнергии автомобиля и примерный ток в амперах

Название потребителя

Примерный ток, А

Зажигание
Стартер (при заводке автомобиля)
Габаритные огни
Ближний свет
Дальний свет
Противотуманки (ПТФ)
Ходовые огни
Обогрев заднего стекла
Вентилятор отопителя: 1-я скорость
Вентилятор отопителя: 2-я скорость
Стеклоочиститель: 1-е положение
Стеклоочиститель: 2-е положение
Автомагнитола
ИТОГО:

около 40 А

Как завести свой автомобиль от другого автомобиля?

Первый способ. Снять разряженный аккумулятор со своего автомобиля и на это место поставить заряженный аккумулятор другого автомобиля. Соблюдайте полярность! (+ и —) Когда автомобиль завёлся АКБ меняем на свои места.

Во избежании короткого замыкания — не касайтесь проводами друг с другом и красный (плюсовой) с корпусом автомобиля!

Второй способ. Для «прикуривания» от другого автомобиля необходимы толстые хорошо изолированные провода с зажимами типа «крокодил». По этим проводам будет «протекать» ток 150-200 ампер!

Далее делаем следующее:

1. Отсоединяем минусовую или плюсовую клемму своего автомобиля и другого. Со своего нужно снимать для того, чтобы дополнительно не брать ток для своего (разряженного) АКБ с другого (заряженного). А снимать с другого автомобиля нужно для того, чтобы не повредить «нежные» электронные системы современных автомобилей.

2. Соединяем красный провод для прикуривания с плюсовой клеммой на заряженном аккумуляторе.

2. Соединяем другой конец красного провода с красной плюсовой клеммой своего автомобиля.

3. Соединяем черный провод с минусовой клеммой на заряженном аккумуляторе.

4. Соединяем другой конец черного провода на массу своего автомобиля. Желательно подальше от самого аккумулятора и топливных проводов во избежание возгорания от искры. Это может быть: корпус автомобиля без краски, двигатель, шасси. В момент соединения допускается небольшая искра, в результате подключения нагрузки.

5. Контакт, подсоединённых проводов должен быть хорошим! Провода не должны касаться движущихся деталей автомобиля.

6. Запускаем авто с заряженным АКБ.

7. После того как двигатель завёлся сажаем на место откинутую ранее клемму своего разряженного аккумулятора и даем ему поработать несколько минут.

8. Отсоединяем провода в обратной последовательности. Сначала чёрный провод. Когда полностью отсоединён чёрный провод, снимаем красный.

Во избежании короткого замыкания — не касайтесь проводами друг с другом и красный (плюсовой) с корпусом автомобиля!

9. Накидываем, снятую ранее клемму с другого автомобиля.

Зотов А.В.

Метки:

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Почему трещит и искрит микроволновка?
  • Замена слюдяной прокладки в СВЧ печи своими руками.

    Работала-работала микроволновка и вдруг… в какой-то момент как затрещит, что-то внутри заискрит. Если открыть дверцу микроволновки, с боку со стороны магнетрона (обычно справа, где панель управления) можно будет увидеть слюдяную прокладку — экран. Он нужен для того, чтобы защитить антенну магнетрона от попадания жира, брызг влаги и различных частиц от разогреваемой еды.

    Подробнее…

  • Стробоскопы «АВТО-ИСКРА» и СТБ-1. Назначение. Сравнение. Схема.
  • Многие знают, насколько важна для работы двигателя правильная установка угла опережения зажигания, регуляторов угла опережения зажигания. Неправильная установка начального угла опережения зажигания всего на 2-3°, а также неисправности регуляторов опережения приводят к потере мощности двигателя, его перегреву, повышенному расходу горючего и самое главное — к сокращению срока службы двигателя в целом. Подробнее…

  • Полезные советы радиолюбителям.
  • Если необходимо очистить контакты программного переключателя в видеокамере без его разборки, изумительно помогает жидкость KONTAKT PRF7-78 производства фирмы TAEROSOL (Фин). Впрыскиваю через тоненькую трубочку ( в комплекте с баллоном) прямо в зазор прогр. шестерни. Проникающая способность, моющие и смазывающие свойства просто поражают. Вечно хрипящие регуляторы громкости в отечественной аппаратуре начинают работать как новенькие. Подробнее…

Популярность: 16 237 просм.

Основные характеристики аккумуляторов

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

Наиболее важными показателями качества АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также, необходимо учитывать, что все характеристики производитель дает при определенной температуре — обычно 20 или 25 °С. При отклонениях от этого напряжения, характеристики меняются, и обычно в худшую сторону.

Значения напряжения и емкости обычно входят в название модели батареи. Например: RA12-200DG — батарея напряжением 12 вольт и емкостью 200 ампер*часов, гелевая, глубокого разряда. Это значит, что батарея может выдать в нагрузку энергию 12 х 200 = 2400 Вт*ч при 10 часовом разряде током в 1/10 от емкости. При больших токах и быстром разряде емкость батареи понижается. При меньших токах — обычно увеличивается. Это можно видеть на графике разрядных характеристик аккумуляторных батарей. Также, нужно смотреть на разрядные характеристики на конкретные батареи. Иногда производители в названии пишут завышенную емкость аккумулятора, которая имеет место только в идеальных условиях — так, например, делает Haze (у аккумуляторов Haze реальная емкость процентов на 10-20 ниже, чем указано в названии батареи).

При разряде током в 0,1 С время работы составляет 10 часов и батарея полностью выдаст в нагрузку аккумулированную энергию. При разряде током 2 С (в 20 раз большим) время работы будет около 15 минут (1/4 часа) и при этом батарея выдаст в нагрузку только половину аккумулированной энергии. При больших токах разряда это значение еще меньше. Зачастую в источниках бесперебойного питания аккумуляторные батареи работают в еще более тяжелых режимах, при которых токи разряда достигают 4 С. При этом время разряда сравнимо с 5 минутами и батарея выдает в нагрузку менее 40% энергии.

Емкость батареи

Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее емкостью. Она измеряется обычно в ампер-часах, хотя правильнее приводить значения в ватт-часах.

Заряд-разрядные кривые

Емкость (Вт*ч) = U*I*t

где U — напряжение аккумулятора, В; I — ток, который он может отдавать в течение времени t.

Так как обычно принимается, что для различных аккумуляторов напряжение одинаковое, то из формулы убирается напряжение, и остается емкость в ампер-часах.

Одна АБ емкостью 100 Ач может питать нагрузку током 1 А в течение 100 часов, или током 4 А в течение 25 часов, и т.п., хотя емкость батареи снижается при увеличении разрядного тока. На рынке продаются батареи емкостью от 1 до 3000 Ач.

Для увеличения срока службы свинцово-кислотной АБ желательно использовать только малую часть ее емкости до повторной зарядки. Каждый процесс разряда-заряда называется зарядным циклом, причем не обязательно полностью разряжать аккумулятор. Например, если вы разрядили аккумулятор на 5 или 10% и затем снова зарядили его — это тоже считается как 1 цикл. Конечно, количество возможных циклов будет сильно отличаться при различной глубине разряда (см. ниже). Если возможно использовать более 50% энергии, запасенной в АБ до ее заряда, без заметного ухудшения ее параметров, такая батарея называется батареей «глубокого разряда».

Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение синцово-кислотных АБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Многие фотоэлектрические батареи имеют мягкую нагрузочную характеристику, поэтому при увеличении напряжения ток заряда снижается значительно. Поэтому всегда необходимо использовать специальный контроллер заряда для солнечных батарей. В случае применения ветроэлектрических станций или микроГЭС, такие контроллеры также обязательны.

Напряжение

Напряжение на аккумуляторе зачастую является основным параметром, по которому можно судить о состоянии и степени заряженности аккумулятора. Особенно это относится к герметизированным аккумуляторам, у которых не возможно измерить плотность электролита.

Напряжение при заряде, разряде и отсутствии тока очень сильно отличаются. Для определения степени заряженности аккумулятора измеряют напряжение на его клеммах при отсутствии как зарядного, так и разрядного токов в течение как минимум 3-4 часов. За это время напряжение обычно успевает стабилизироваться. Значение напряжения при заряде или разряде ничего не скажет от состоянии или степени заряженности АБ. Примерная зависимость степени заряженности аккумулятора от напряжения на его клеммах в режиме холостого хода, приведена в таблице ниже. Это типичные значения для стартерных аккумуляторов с жидким электролитом. Для герметизированных аккумуляторов (AGM и гелевых) обычно эти напряжения немного выше (нужно запрашивать производителя) — например, AGM батареи полностью заряжены, если напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В).

Степень заряженности

Степень заряженности зависит от очень многих факторов, и точно ее могут определить только специальные зарядные устройства с памятью и микропроцессором, которые отслеживают как заряд, так и разряд конкретного аккумулятора в течение нескольких циклов. Этот метод наиболее точный, но и наиболее дорогой. Однако он сможет сэкономить много денег при обслуживании и замене аккумуляторов. Применение специальных устройств, контролирующих работу аккумуляторов по степени их заряженности, позволяет очень сильно повысить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов. Ряд предлагаемых нами контроллеров для солнечных батарей имеют встроенные устройства вычисления степени заряженности аккумулятора и регулируют заряд в зависимости от ее величины.

Для определения степени заряженности можно использовать также следующие 2 упрощенных метода.

  1. Напряжение на аккумуляторе. Этот способ наименее точный, но требует только наличия цифрового вольтметра, способного измерять десятые и сотые доли вольта. Перед измерениями нужно отсоединить от аккумулятора всех потребителей и все зарядные устройства и подождать как минимум 2 часа. Затем можно измерить напряжение на терминалах аккумулятора. Ниже в таблице приведены напряжения для аккумуляторов с жидким электролитом. Для полностью заряженной новой AGM или гелевой батареи напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В). По мере старения аккумуляторов это напряжение снижается. Можно измерять напряжение на каждой банке аккумулятора, чтобы найти неисправную банку (разделите напряжение для 12В на 6 для того, чтобы определить нужное напряжение на одной банке).
  2. Второй метод определения степени заряженности — по плотности электролита. Этот метод подходит только для аккумуляторов с жидким электролитом.

Также, нужно подождать 2 часа перед измерениями. Для измерения используется ареометр. Обязательно наденьте резиновые перчатки и защитные очки! Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если вода попадет на кожу.

Срок службы аккумуляторов

Срок службы аккумуляторных батарей в циклах

Неправильно определять срок службы аккумуляторов в годах или месяцах. Срок службы батареи определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.

Само понятие «количество рабочих циклов «заряда-разряда» аккумулятора» относительное, так как сильно зависит от различных факторов. Кроме того, значение количества рабочих циклов, например для одного типа аккумулятора, не является универсальным понятием, так как зависит от технологии, различной у каждого из производителей.Срок службы аккумуляторов определяется в циклах, поэтому время работы в годах — приблизительное и рассчитано для типичных условий работы. Поэтому, если, например, в рекламе указано, что срок службы аккумуляторов составляет 12 лет, это значит, что производитель посчитал срок службы для буферного режима с средним числом циклов заряд-разряд 8 в месяц. Например, для AGM аккумуляторов Haze указывается срок службы 12 лет и максимальное число циклов 1200 при разряде на 20%. В год получается 100 таких циклов, в месяц — около 8.

Еще один важный момент — в процессе эксплуатации полезная емкость аккумулятора уменьшается. Все характеристики по количеству циклов обычно приводятся не до полной смерти аккумулятора, а до момента потери им 40% своей номинальной емкости. Т.е, если производителем приведено количество циклов 600 при 50% разряде, это значит, что через 600 идеальных циклов (т.е. при температуре 20С и разряде током одной величины, обычно 0,1С) полезная емкось аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.

Свинцово-кислотные АБ, предназначенные для использования в системах автономного электроснабжения имеют, срок службы от 300 до 3000 циклов в зависимости от типа и глубины разряда. В системах на базе ВИЭ батарея может разрядиться гораздо сильнее, чем при буферном режиме. Для обеспечения длительного срока службы, в типичном цикле разряд не должен превышать 20-30% емкости АБ, а глубокий разряд — не более 80% емкости. Очень важно сразу же после разряда заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы. Длительное нахождение (более 12 часов) в разряженном или не полностью заряженном состоянии приводит к необратимым последствиям в аккумуляторах и снижению их срока службы.

Как определить, что аккумулятор уже близок к окончанию своего срока службы? Очень просто — у аккумулятора повышается внутреннее сопротивление, это приводит к более быстрому росту напряжения при заряде (и, соответственно, снижению времени, требуемого для заряда), и более быстрому разряду аккумулятора. Если заряд производится током, близким к предельно допустимому, умирающий аккумулятор будет нагреваться при заряде сильнее, чем раньше.

Максимальные токи заряда и разряда

Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно ее емкости. Обычно для аккумуляторов максимальный ток заряда не должен превышать 0,2-0,3С. Превышение зарядного тока ведет к сокращению срока службы аккумуляторов. Мы рекомендуем устанавливать максимальный ток заряда не более 0,15-0,2С. Смотрите характеристики на конкретные модели аккумуляторов для определения максимального зарядного и разрядного токов.

Саморазряд

Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены в отсутствие внешнего потребителя тока.

Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH – немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев.

Следует отметить, что саморазряд аккумуляторов максимален именно в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Глубокий его разряд и последующий заряд увеличивают ток саморазряда.

Саморазряд аккумуляторов в основном обусловлен выделением кислорода на положительном электроде. Этот процесс еще больше усиливается при повышенной температуре. Так, при повышении окружающей температуры на 10 градусов по отношению с комнатной возможно увеличение саморазряда в два раза.

В некоторой степени саморазряд зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Потери емкости могут быть вызваны повреждением сепаратора, когда образования слипшихся кристаллов пробивают его. Сепаратором принято называть тонкую пластину, разделяющую положительный и отрицательный электроды. Это обычно происходит из–за неправильного обслуживания аккумулятора, его отсутствия или применения несоответствующих или некачественных зарядных устройств. У изношенного аккумулятора пластинки электродов разбухают, слипаясь друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда, при этом поврежденный сепаратор невозможно восстановить проведением циклов заряда/разряда.

Каргиев Владимир, «Ваш Солнечный Дом»
©При цитировании ссылка на эту страницу и на «Ваш Солнечный Дом» обязательна

Дополнительная информация по теме в Разделе «Библиотека». Настоятельно рекомендуем почитать эту статью

ГЛОССАРИЙ

Емкость (С) — энергия, которую способен отдать аккумулятор в нагрузку, выражаемая в ампер-часах (А·ч, мA·ч). Она будет больше при следующих условиях: меньшем токе разряда, разряде с меньшими перерывами, более высокой температуре окружающей среды, а также более низком конечном напряжении.

Номинальная емкость — номинальное значение емкости: количество энергии, которую способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.

Саморазряд — потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.

Срок службы батареи — наработка, при которой разрядная емкость сделается меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов «заряд-разряд».

Срок хранения — максимальный период времени, в течение которого батарея может храниться при оговоренных условиях, не требуя дополнительной зарядки.

Эта статья прочитана 87904 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 10000 Раздел «Оборудование — Аккумуляторы» Раздел «Основы — Аккумулирование энергии» Раздел «Библиотека — про аккумуляторы» См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей. Купить Аккумуляторы в нашем Интернет-магазине
  • 10000 Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая — связано это бывает или с недостаточными знаниями…
  • 10000 Сравнение аккумуляторов различных производителей При проектировании системы автономного или резервного электроснабжения всегда стоит вопрос — какие аккумуляторы лучше выбрать? На рынке представлены множество брендов, типов, и моделей аккумуляторных батарей, и разобраться в них очень непросто. Часто наши клиенты задают вопрос…
  • 56 Какая емкость аккумуляторной батареи нужна в системе электроснабжения? При расчете системы автономного или резервного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Специалисты компании «Ваш Солнечный Дом» помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ для вашей энергосистемы. Для предварительного расчета…

Разряд аккумулятора

Разряд аккумулятора — наиболее важный режим работы аккумулятора, при котором потребители обеспечиваются током. Процесс разряда аккумулятора описывается электрохимической реакцией:

Образуется сульфат свинца и вода, поэтому по мере разряда аккумулятора плотность электролита уменьшается.

Характер протекания разряда зависит от очень многих характеристик, описывающих состояние аккумулятора и внешних факторов. Все многообразие режимов разряда аккумулятора описывается сравнительно небольшим набором разрядных характеристик.

Разрядные характеристики аккумулятора

Основными разрядными характеристиками являются изменяющиеся за время разряда при постоянном нормальном токе разряда следующие величины:

Первые три характеристики не нуждаются в дополнительных пояснениях. Остановимся на последних двух.

Разрядная емкость — это количество электричества, отдаваемое аккумулятором при разряде.

Однако емкость аккумулятора зависит от условий разряда. Пожтому само понятие емкости связывают с условиями разряда. Такое понятие емкости является сопоставительной характеристикой.

Разрядной емкостью аккумулятора назвают количество электричества, отдаваемое аккумулятором при разряде нормальным током.

Нормальным разрядным током является ток 10-часового режима разряда.

Наряду с этим используется величина разрядного тока 20-часового режима разряда. Большинство заводов-изготовителей указывают емкость батареи в 20-часовом режиме разряда.

На графиках зависимости напряжения от времени при разряде постоянным по величине током наблюдается снижающаяся практически прямая линия, а в конце разряда напряжение линейно и быстро уменьшается. Ниже 1.7 В аккумулятор разряжать не следует.

Степень разряженности аккумулятора можно характеризовать относительной остаточной емкостью.

Относительная остаточная емкость определяется как количество электричества, которое аккумулятор способен отдать при нормальном токе разряда, начиная с данного момента времени, деленное на емкость этого же исправного и полностью заряженного аккумулятора.

Qост. отн. достаточно полно характеризует энергетическое состояние аккумулятора в данный момент эксплуатации.

Например, если аккумулятор не изношен, имеет наибольшую емкость и полностью заряжен, то Qост. = Qмакс.

и следовательно аккумулятор имеет остаточную относительную емкость, равную 100%.

Однако, например, если аккумулятор сильно засульфатирован, заряжается до 2.7 В при интенсивном газовыделении (полностью заряжен) и в состоянии отдать при нормальном токе разряда.

Разумеется, относительная разрядная емкость аккумулятора зависит от многих факторов, определяющих состояние аккумулятора в текущий момент времени эксплуатации. Это, в основном:

  • — степень заряженности аккумулятора;
  • — плотность электролита;
  • — температура электролита;
  • — режим заряда.

Необходимо строгое и правильное соответствие между этими зарядными и разрядными характеристиками. Поэтому Qост. отн. — важная диагностическая характеристика. Зная ее, можно избежать закритических, аварийных режимов эксплуатации аккумулятора.

Например, если Qост. отн. = 75%, а температура электролита — 25 С, то стартерный режим работы аккумулятора уже является закритическим, т.е. плотность электролита должна быть строго определенной при данных температуре и степени заряженности аккумулятора. Степень заряженности аккумулятора должна быть полной без перезаряда и недозаряда.

Режим разряда выбирать в соответствии с состоянием аккумулятора (это условие часто нарушается, особенно в холодное время года, при длительном пользовании стартером в попытке запустить особенно неисправный двигатель). Если этим пренебречь, то можно разморозить аккумуляторную батарею или некоторые (наиболее разряженные) ее аккумуляторы.

Таким образом, зная основные разрядные характеристики аккумулятора, их взаимозависимость и влияние на остаточную емкость аккумулятора, можно уберечь аккумулятор от преждевременного износа и выхода из строя.

Напомним еще раз главные негативные факторы разряда, резко снижающие срок службы аккумулятора:

  • — глубокий разряд;
  • — постоянный режим недозаряда;
  • — несоответствие норме плотности электролита;
  • — засульфатированность пластин;
  • — чрезмерные (закритические) токи разряда.

На величину разрядной емкости аккумулятора оказывает влияние плотность электролита. Однако концентрация серной кислоты в стартерных аккумуляторах обусловлена не соображениями получения максимальной емкости, а связана с другими факторами: срок службы, ток саморазряда, работоспособность при низких температурах.

Поэтому следует придерживаться основных правил: аккумуляторная батарея должна быть полностью заряженной (лучше реверсивным током), а концентрация электролита соответствовала установленной норме.

Разрядная емкость батареи сильно зависит от тока разряда и температуры электролита. В большинстве случаев заводы-изготовители указывают емкость аккумуляторной батареи для 20-часового режима разряда при Т=25 С. Т.е. ток разряда, например, аккумуляторной батареи емкостью Q=60А. ч равен

Iр = 60/20 = 3А

Однако этот же аккумулятор имеет разрядную емкость при токе 200А (стартерный режим разряда) не более 20 А. ч. Т.е. в таком режиме аккумулятор разряжается ниже допустимых значений за время

Тр = 20/200 = 0.1 часа = 6 минут

При снижении температуры разрядная емкость аккумуляторной батареи также сильно уменьшается. Это в значительной мере зависит от конструкции аккумулятора, однако большинство аккумуляторов, например, при — 10 С имеют емкость в 2 раза меньшую, чем при +25 С. Этим объясняется затрудненное проворачивание коленвала стартером в зимних условиях (помимо возросшей механической нагрузки из-за загустения смазки).

Разрядные характеристики позволяют определить состояние аккумулятора и не допускать его эксплуатации за пределами допустимых значений характеристик.

Особенно недопустимы режимы глубокого (ниже практического при U=1.7В) разряда и систематического недозаряда. При этом стартерные токи разряда быстро разрушают пластины. Степень разряженности аккумуляторной батареи можно определить по плотности электролита.

При проверке аккумуляторной батареи нагрузочной вилкой можно определить степень разряженности каждого аккумулятора в зависимости от напряжения.

ЗА БАРАНКОЙ

Меня часто спрашивают – Сергей расскажи, пожалуйста, про глубокий разряд аккумулятора автомобиля? Столько ходит легенд и басен вокруг этой темы. Чем он так опасен, какие есть причины его возникновения, ну и конечно последствия. Ведь почему то этих разрядов боятся именно кислотные АКБ. А вот скажем AGM или GEL не так критичны к нему, их можно многократно разряжать! Почему так? Этому есть несколько основных причин, однако давайте разбираться последовательно …

Разряд аккумуляторной батареи это нормальный процесс ее эксплуатации – сначала она накапливает энергию, затем ее отдает.

Все прелесть АКБ, что он многозарядный, то есть не как батарейка отработала, и выкидываем, а можно постоянно заряжать большое количество циклов. Однако строение самого аккумулятора далеко не идеально, если хотите, то это очень капризное устройство:

  • Его нельзя перезаряжать, иначе могут осыпаться свинцовые пластины
  • Его нельзя «глубоко» разряжать, что говориться в ноль (про это ниже)
  • Нужно следить за плотностью электролита
  • Поддерживать уровень электролита
  • Следить за банками иначе они могут замкнуть

Приколов много, конечно сейчас появились так называемые необслуживаемые аккумуляторы, они менее проблемные, уберегут от проблем с электролитом. НО такие вопросы как перезаряд и глубокий разряд остаются. Поэтому нужно правильно эксплуатировать вашу батарею.

Немного о разряде – заряде

Эти процессы характеризуются напряжением батареи. Наверное, многие слышали, что напряжение на автомобильном аккумуляторе 12В, это не совсем правильно. Нормальный параметр это – 12,7В. Это своего рода 100% заряда.

Сильный разряд это примерно 10,5 — 11,0В, при таких параметрах вы уже не запустите свой авто. Это своего рода минимальный порог. Конечно, можно разрядить в ноль, то есть 0 Вольт, это и будет глубоким параметром.

Коротко о строении

Аккумулятор (как мы уже не раз говорили) состоит из пакетов свинцовых пластин (это минусовые) и пакетов диоксида свинца (это плюсовые), между ними пролагается специальный диэлектрик, который не дает пластинам перемыкать. Такие «наборы» погружаются в кислотный электролит (35% серной кислоты + 65% дистиллированной воды), после чего они готовы накапливать заряд. Всего таких разделов 6 штук или как их называют банок. Каждый из разделов дает напряжение примерно в 2,1 Вольта, если перемножить на «6» — вот вам и 12,6 – 12,8Вольта.

Само строение очень прочное, но слабым звеном в этой цепочке является электролит, а в частности серная кислота. Именно из-за нее и происходят частые выходы из строя аккумуляторов при глубоких разрядах.

А вот вторая составляющая, дистиллированная вода, косвенно способствует выходу из строя при перезаряде! Потому как:

  • Начинает кипеть, а соответственно температура внутри банки – повышается, что негативно влияет на пластины, они попросту могут осыпаться.
  • Имеет обыкновение испаряться, что уменьшит емкость АКБ, и негативно скажется на пластинах.

Глубокий разряд как убийца батареи

НУ что строение вспомнили, теперь давайте запоминать — почему глубокий разряд так губителен для аккумулятора. Здесь очень простая ситуация:

Идеально плотность электролита должна быть 1,27 г/см3, это соотношение воды и серной кислоты. При разряде, из электролита, начинает поглощаться серная кислота, точнее она начинает оседать на плюсовых (диоксидных) пластинах в виде солей. И чем ниже разряд, тем сильнее они оседают на пластинах – плотность категорически падает.

Глубокий разряд – это своего рода минимально возможный порог батареи, то есть дальше уже разряжаться некуда. При таком химическом процессе, серная кислота находится в виде солей на плюсовых пластинах и чтобы ее от туда снять, нужно как можно быстрее зарядить АКБ.

Тогда плотность начнет возвращаться в свое русло — из электролита наоборот начнет поглощаться дистиллированная вода, а вот концентрация кислоты начнет расти.

«НУ и что» — скажите вы – «ну разрядил я свой АКБ в ноль, дальше зарядил и все хорошо, буду кататься дальше»!

А вот не все так просто – зачастую концентрация солей на плюсовых пластинах настолько велика, что при заряде кристаллы солей, не разрушаются, а остаются! Это говорит нам о том, что пластина полностью покрыта солью, ее соприкосновение с электролитом минимально! Значит, она не будет нормально работать и способствовать накоплению заряда. По опыту знаю, что каждый глубокий разряд отнимает от 2 до 3 % от емкости аккумулятора, причем сразу! Если их накопить 10 – вот вам минус 30% емкости, такой АКБ уже не запустит двигатель вашего авто.

Так что опускать можно примерно до 11 Вольт, это своего рода минимальный предел, после этого уже начинается сульфатация плюсовых пластин.

Причины

Теперь пару слов о причинах. Зачастую это всевозможные утечки тока. Например, на стоящем автомобиле, они должны быть сведены к нулю, но если вы устанавливаете не штатное оборудование (сигнализации, магнитолы, другие гаджеты), они могут высасывать энергию из АКБ, даже на стоянке. Вот вам и первая причина.

Также может накрыться генератор автомобиля, то есть не будет, происходит пополнение заряда машины – вторая причина.

Третья – длительный срок стоянки, например полгода или год, рекомендуется скинуть клемму, если этого не сделать заряд может снизиться до критичной отметки. А вообще, нужно хоть раз в месяц запускать двигатель, чтобы восполнить энергию аккумулятора, да и погонять жидкости и масло по своим полостям. Это важно.

Наверное, это основные причины, конечно если вы не сидите и специально не сажаете батарею, например магнитолой или светом фар.

Последствия

Как я уже писал сверху, несколько раз глубоко разрядили и все! АКБ можно выкидывать! Плюсовые пластины полностью покроются солями, плотность электролита упадет, и не будет расти. Даже если вы замените электролит на новый нужной плотности, он не смоет образованные соли.

Как заверяют многие производители батарей, максимальное пороговое значение равняется 15 – 20 циклам. Но по опыту знаю, что уже после 10 циклов, зимой такая батарея не справляется со своими обязанностями, для лета еще сгодится.

Мораль басни такова – не допускайте таких глубочайших параметров разряда. Это реально убивает ваш АКБ, с каждым разом отнимаете около 3% от емкости.

Можно ли восстановить?

В нашем мире — возможно все, вот только какой ценой! В идеале, нужно убрать соли с плюсовой пластины, как это сделать?

  • При сильной кристаллизации — возможно физическое удаление. Для этого нужно вытащить пакет пластин и отчистить его от солей – дальше залить новый электролит и зарядить АКБ. Сложно это сделать? ДА конечно – ДА! Как вы достанете пакет пластин? Нужно будет резать сверху пластик и физически вытаскивать. Затем каждую пластину в отдельности отчищать – сделать это реально сложно. Хотя я где-то есть видео на YOUTUBE, но реально не указывалось, работал ли потом АКБ или нет.
  • Конечно сейчас очень много так называемых десульфаторов пластин, то есть такие химические жидкости убирают этот налет солей, но про это у меня будет отдельная статья, здесь тоже не все так однозначно. Многие пишут, что это просто чудо, другие что ни применять никогда. Но в идеале –емкость также восстанавливается лишние соли уходят.

Вот такие вот последствия и причины, кстати пару слов про AGM и GEL, почему же они так устойчивы к глубоким разрядам? Все просто, тут электролит уже не в обычном жидком состоянии, здесь он находится запечатанным в стеклопакеты (AGM) или в гель (GEL), поэтому разрушительное образование солей тут сведено к минимуму, хотя полностью не побеждено! Здесь циклов в разы больше, но также не стоит доводить до этого. Небольшой видео пример.

Глубокий разряд аккумулятора. Что это такое, его причины и последствия.

Разряд аккумулятора, это нормальный процесс его работы, в этом и отличие его от обычной батарейки, многократный перезаряд и длительное использование. Конечно, следует правильно эксплуатировать батарею, чтобы она прослужила долго и сохранила свою емкость. Для этого следует выполнять следующие правила:

  • Не перезаряжать, иначе пластины могут осыпаться
  • Не разряжать до «нуля»
  • Следить за уровнем электролита
  • Следить чтобы банки не замкнули

Последние два пункта не относятся к необслуживаемым акб, но за зарядом-разрядом все равно придется следить.

Разряд-заряд

Уровень заряда аккумуляторной батареи характеризуется величиной напряжения на его клеммах. Полностью заряженный имеет напряжение 12,7В – это 100%.

Разряженный имеет напряжение 10,5-11В, это минимальный порог до которого стоит разряжать акб, если мы хотим в дальнейшем зарядить его и использовать. Можно конечно разрядить и до 0-3В, но обычно после таких низких напряжений, акб не восстанавливаются или восстанавливаются не полностью.

Строение аккумулятора

Акб состоит из свинцовых пластин, между ними находится специальный диэлектрик, который не дает пластинам соприкасаться, и перемыкать. Все это залито электролитом. Обычно аккумулятор разделен на 6 таких разделов (6 банок) соединенных последовательно по 2,1В.

Так при перезарядах составляющие банок начинают греться, дистиллированная вода испаряться, и пластины осыпаться, а при разрядах падает концентрация серной кислоты, ана оседает на свинцовых пластинах в ввиде солей, и при сильных разрядах, соли полностью не разрушаются, а остаются на этих самих пластинах. Таким образом падает емкость акб, после каждого глубокого разряда на 2-3%, после 7-10 таких разряда акб теряет 20-30 % своей емкости.

Почему нужно использовать AGM или гелевые аккумуляторы?

Все описанное выше относится в большей степени к обычным свинцово-кислотным акб, так как в Gel и AGM аккумуляторах электролит находится не в жидком состоянии, а абсорбированном либо в гелеобразном, что позволяет значительно повысить количество циклов глубокого разряда. Хотя и не до бесконечности.

Соответственно в автомобилях допускается использование свинцово кислотных акб, так как они находятся в преимущественно заряженном состоянии и могут проработать длительное время.

В системах резервного питания предполагается работа в циклах заряда-разряда, поэтому необходимо использовать только гелевые или AGM аккумуляторные батареи.

При разумной эксплуатации аккумулятор практически не создает проблем на протяжении всего срока службы. Другое дело, если батарея работает в экстремальных режимах, наиболее критичный из которых – перезаряд. О том, что такое перезаряд АКБ, и как его не допустить, пойдет речь в этой статье.

Что такое перезаряд аккумулятора

По сути, это заряд сверх нормы, и чтобы подробнее разобраться в теме следует сначала понять, что такое норма. Штатное напряжение на клеммах полностью заряженного АКБ в среднем составляет 12,7V. При пуске двигателя этот показатель падает, так как отдается значительное количество электроэнергии.

После старта боровую сеть машины питает генератор, обеспечивая напряжение порядка 14,5V. Ток поступает на пластины электрода аккумулятора, запуская восстановительные процессы в электролите – таким образом батарея заряжается.

Если этот процесс происходит при повышенном напряжении (более 20V) длительное время, решетки электродов АКБ начинают греться, а вода в банках испаряться и бурлить, что и создает закипания. Концентрация серной кислоты в электролите возрастает, то есть увеличивается его плотность.

В ходе кипения вода распадается на кислород и водород, образовавшийся избыток газа не успевает отводиться. На этой стадии перезаряд особенно опасен – возможно разрушение корпуса батареи и даже взрыв.

Какие автомобили подвержены проблеме

Естественно, вероятность получения аккумулятором избыточного заряда на новых иномарках существенно ниже, чем на изделиях с солидным пробегом от отечественного автопрома. Тем не менее есть ряд моделей, перезаряд на которых считается распространенной проблемой.

Речь идет об автомобилях ВАЗ в классическом исполнении. Среди «классики» данная неисправность чаще всего встречается на «шестерке» (ВАЗ 2106).

Грузовые авто и некоторые модели УАЗ оборудуются датчиками бортового напряжения и порой, эти датчики начинают сигнализировать о повышении зарядного тока между генератором и АКБ (18V и более). Это не нормально и может привести к скорому перезаряду. Однако часто проблема в самих датчиках, которые показывают неверную информацию.

Как выявить наличие перезаряда

Точно определить, что идет перезаряд можно при помощи мультиметра. Для этого:

  • Устанавливаем мультиметр в режим постоянного тока примерно на 20V;
  • Контакты соединяем с клеммами АКБ (черный провод на минус, красный на плюс);
  • На неработающем двигателе полностью заряженная батарея дает напряжение 12,7V;
  • Запускаем двигатель;
  • Если генератор исправен, рыле рабочее и в борт-сети нет проблем, мультиметр должен показать 14,5V (+- 0,5V).

Перезаряд батареи выявляется по внешним признакам (окисление клемм, подтеки электролита на корпусе) или по данным бортового компьютера. Если в авто нет встроенного БК, можно приобрести внешний.

Следует обращать внимание на освещение в салоне и свет приборной панели. Один из первых признаков перезаряда – чрезмерная яркость свечения ламп бортового оборудования.

К чему может привести постоянный перезаряд

  • Во время перезаряда кипит электролит, при этом он частично вытекает через газоотводные отверстия и заглушки банок. Если процесс продолжается достаточно долго, то вытекший раствор серной кислоты окажется на радиаторе, проводах, шлангах охлаждения и кузове. Концентрация кислоты не велика, но с течением времени она разъест часть перечисленного выше.
  • При незначительном перезаряде электролит выпадает на корпусе АКБ в виде конденсата на клеммах, от чего они окисляются и покрываются зеленым налетом.
  • Испарение электролита приводит к понижению его уровня в банках, оголяется часть электродов, пластины перегреваются и с них осыпается активная масса. Это грозит замыканием банок и окончательным выходом аккумулятора из строя.
  • Перезаряд на финальной стадии сопровождается значительным перегревом, в ходе которого вода электролита распадается на кислород и водород. Образовавшаяся смесь газов может взорваться, при этом кислота окажется на узлах подкапотного пространства.
  • Перегорают предохранители, лампочки на приборной панели и в салоне, перестает работать другая бортовая электроника (предел напряжения, которые они выдерживают не превышает 17V). В некоторых случаях возможно оплавление и возгорание проводов бортовой сети.

AGM-батареи особенно чувствительны к перезаряду. Электроды таких АКБ разделены стекло-матовыми сепараторами. Нагреваясь, электролит быстро испаряется из пористого стекловолокна, оставляя пластины сухими. В результате осыпается активная смесь, и аккумулятор становится непригодным к использованию.

Не меньше страдают гелевые аккумуляторы. У них при постоянном перезаряде может осесть гель оголив верхнюю часть пластин, которые тут же замкнутся. После этого батарея сразу придет в негодность.

Причины возникновения и их решения

Избыточный заряд аккумуляторной батареи происходит по следующим причинам:

  • Неисправное рыле генератора. Речь идет о ситуации, когда регулятор рабочий, но свои функции исполняет некорректно. Рыле генератора не допускает превышения бортового напряжения свыше 14,5V. Бракованное или неисправное устройство дает несколько большие токи в сеть автомобиля, что приводит к стабильному, но не критичному перезаряду, поскольку напряжение, как правило, незначительно превышает штатное.
  • Нерабочее рыле генератора. В таких случаях электричество поступает на батарею напрямую с генератора без каких-либо ограничений, при этом напряжение может превышать 24V, что в результате становится причиной существенной перезарядки АКБ.
  • Неисправный генератор. При повреждении диодного моста, пробоя обмотки или якоря на корпус, часть тока будет поступать мимо рыле, приводя к перезаряду.
  • Плохой контакт в цепи. Исправное реле воспринимает сопротивление, создаваемое плохим контактом, как повышенную нагрузку сети автомобиля. Пытаясь ее компенсировать, регулятор пропускает в сеть больше напряжения, в результате батарея перезаряжается.
  • Неправильная зарядка от ЗУ. Некоторые зарядные устройства старого образца настраиваются вручную. Неверно выбранный режим приводит к перезаряду.

Важно! Не стоит игнорировать частичный выход из строя рыле генератора, поскольку неисправная деталь рано или поздно может оказаться полностью неработоспособной.

Батарею иногда намеренно подвергают избыточной зарядке, пытаясь восстановить работоспособность. Делают это для повышения плотности электролита. Под высоким напряжением повышается температура, начинается кипение, вода испаряется и увеличивается концентрация серной кислоты.

Как защитить аккумулятор от перезаряда

Для заряда батареи вне автомобиля стоит пользоваться современными ЗУ с автоматической регулировкой напряжения. Функционал бюджетных устройств достаточно скромен, но его вполне достаточно, чтобы зарядить АКБ без каких-либо негативных последствий.

Наиболее простая и эффективная защита автомобильного аккумулятора от перезаряда генератором – использование бортового компьютера. В некоторых авто БК установлен с завода, если же нет встроенного, всегда можно приобрести внешний. Помимо состояния АКБ бортовой компьютер отображает массу другой полезной информации.

Естественно, никакое оборудование не спасет батарею от халатности ее владельца. Автомобиль требует внимания, это особенно касается отечественных моделей с пробегом. При появлении первых признаков перезаряда, (повышенная яркость освещения, окисление клемм, показания БК), следует немедленно принимать меры, иначе не избежать серьезного ремонта в последствии.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх