Автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор – довольно дорогой элемент системы электроснабжения бортсети. Чтобы он прослужил как можно дольше, его надо вовремя и правильно заряжать.
Подготовка и проверка аккумулятора
Если для возобновления запаса энергии аккумулятор демонтируется с машины, перед началом зарядки его желательно помыть, а после высушить. Это нужно для того, чтобы удалить токопроводящие загрязнения и избежать утечек тока во время эксплуатации авто. Сделать это можно с помощью мыльного раствора. Органические растворители надо применять с осторожностью – они могут растворять материал корпуса батареи.
Если аккумулятор в обслуживаемом исполнении, надо проверить уровень электролита, вывернув пробки и осмотрев каждый элемент. Если уровень в какой-либо из банок ниже нормы, надо долить дистиллированную воду. Еще лучше в этом случае – замерить плотность жидкого реагента во всех банках, не обращая пока внимание на абсолютное ее значение (так как батарея не заряжена полностью).
Если плотность жидкости в отстающей банке заметно выше остальных, значит, уменьшение количества произошло за счет испарения воды. Это исправляется добавлением воды. Если плотность примерно равна, а в одной или нескольких банках уровень ниже, возможна утечка через механическое повреждение корпуса.
Надо внимательно осмотреть АКБ на предмет отверстий или проломов, а еще лучше смочить корпус раствором поваренной соды. В месте утечки электролита будет наблюдаться интенсивное пенообразование.
Если все в порядке, пробки можно пока не заворачивать обратно на случай «кипения» батареи. Но этого режима надо избегать.
Если АКБ необслуживаемого исполнения, но имеет полупрозрачный корпус, в наличии нормального уровня электролита можно убедиться, рассматривая каждый элемент на просвет.
Каким режимом лучше подзаряжать батарею
Оптимальным считается режим подзаряда стабилизированным током. Существует мнение, что таким способом наиболее полно используется емкость АКБ.
Ток заряда определяется разностью напряжений между выходом ЗУ и значением на клеммах аккумулятора. В процессе заряда напряжение АКБ растет, поэтому для поддержания тока на одном уровне придется увеличивать напряжение ЗУ. В конце зарядки это может привести к выходу батареи в режим «кипения», что для нее вовсе неполезно. Если зарядка ведется с ручным поддержанием режима, то ближе к завершению надо уменьшить напряжение зарядника (при этом уменьшится ток). Если применяется автоматичекое ЗУ, надо активировать режим ограничения напряжения (если он присутствует). Критерием окончания зарядки служит достижение на АКБ уровня не менее 12,6 вольт.
В недорогих автоматических зарядных устройствах зачастую реализован режим зарядки стабильным напряжением. При этом напряжение самого аккумулятора по мере пополнения заряда возрастает, ток плавно убывает, и к концу зарядки становится минимальным за счет достижения на клеммах АКБ наибольшего уровня напряжения. Это служит критерием окончания процесса.
Плюсом такого способа является гарантия от избыточного напряжения, не позволяющая аккумулятору перейти в режим «кипения». Недостатком метода считается слишком большой зарядный ток в начале процесса, если приходится подзаряжать хорошо разряженный аккумулятор. Этот ток зависит от разницы между напряжениями зарядного устройства и выхода аккумулятора. «Умные» зарядники имеют функцию ограничения этого тока на начальном этапе, а простые ЗУ бюджетного класса или самоделки в этой ситуации могут способствовать снижению ресурса батареи.
Инструкция по зарядке и настройке зарядного устройства
Зарядка аккумулятора зарядным устройством несложна, но надо соблюсти определенные условия. Это позволит пополнить запас энергии батареи оптимальным образом.
Постоянным током
Сила тока при таком режиме выбирается равной приблизительно 0,1С (10% от фактической емкости аккумулятора). Так, для батареи на 60 А*ч зарядный ток настраивается на величину около 6 ампер, а для АКБ 75 А*ч – 7,5 ампер. Есть проблема – емкость аккумулятора во время эксплуатации снижается, и на момент заряда, как правило, точно неизвестна. Поэтому точно выбрать ток не получится, и стремиться к этому не имеет практического смысла.
Если применяется зарядник с ручной регулировкой параметров, надо регулятор тока установить в положение минимального значения. Затем подключить выходные зажимы ЗУ к аккумулятору, включить устройство в сеть, а на заряднике установить выбранный ток. Если ЗУ не имеет режима автоматического подержания параметров, надо периодически контролировать параметры заряда и добавлять ток по мере его падения по причине роста напряжения на выходе АКБ.
Постоянным напряжением
Чтобы зарядить аккумулятор автомобиля постоянным напряжением, надо обратить внимание все на тот же зарядный ток. Если применяется зарядник с ручной регулировкой уровня, надо выставить на выходе напряжение такой величины, чтобы ток не превышал 0,2 от емкости батареи. Если выходной уровень поддерживается автоматически, эту величину надо лишь проконтролировать. У многих ЗУ, даже у недорогих, при превышении тока зарядки включается импульсный режим – напряжение подается короткими импульсами до тех пор, пока батарея не зарядится до определенной степени, чтобы ток не превышал установленное значение. Потом ЗУ переводится в нормальный режим.
Как определить зарядился ли аккумулятор
Основным критерием, применяемым для определения окончания процесса возобновления запаса энергии, является необходимый уровень напряжения на клеммах кислотно-свинцового аккумулятора. В номинале он равен 2,1 вольт на один элемент. Для батареи из 6 банок (на 12 вольт) он составит 12,6 вольт. Такой аккумулятор можно зарядить и до 13,6 вольт, но это с практической точки зрения не нужно, потому что это, по факту, перезаряд.
Читайте также: Как мультиметром проверить какой заряд у аккумулятора
Если проанализировать разрядные кривые, то очевидно, что выходной уровень под нагрузкой упадет с 13,6 до 12,6 вольт в течение 1 минуты (или после одной прокрутки стартера), и дальше напряжение будет медленно снижаться. Этот критерий используется во всех автоматических зарядных устройствах (в некоторых случаях опосредовано – через уменьшение зарядного тока при зарядке стабилизированным напряжением).
Также признаком полного заряда служит плотность электролита – к окончанию процедуры она должна достигнуть уровня 1,27 г/см3. Но этот признак требует периодических замеров, что неудобно. К тому же, для определения окончания процесса надо, чтобы плотность изначально была в норме. Поэтому этот критерий служит вспомогательным признаком достижения полного заряда.
Интенсивный электролиз («кипение») не служит обязательным признаком окончания процесса. Этот режим крайне нежелателен, его допускать нельзя.
Сколько времени необходимо заряжать аккумулятор
Иногда у автовладельцев (особенно, начинающих), возникает вопрос – сколько времени нужно батарее, чтобы полностью пополнить запас энергии.
Расчет времени
На первый взгляд, рассчитать время зарядки для конкретного аккумулятора несложно. Оно равно:
t=(С-C*k/100)/I, где:
- t – время, необходимое на процедуру, ч;
- С – фактическая емкость аккумулятора;
- k – степень заряженности аккумулятора, %;
- I – ток зарядки, А.
На практике это крайне затруднительно (к тому же еще и не нужно). Время зарядки будет зависеть не только от реальной емкости, остаточного уровня и зарядного тока, но и от температуры, состояния электролита и других факторов. Мало того, что эти параметры не всегда точно известны (например, фактическая емкость постоянно снижается во время эксплуатации), они могут еще и зависеть друг от друга. Так, емкость АКБ является функцией от температуры. Во многих случаях эта зависимость нелинейна (описывается сложными формулами), поэтому точно вычислить время заряда почти нереально, а приблизительный результат с практической точки зрения ничего не дает.
К тому же при зарядке постоянным напряжением ток изменяется в течение всего процесса. Не зря в автоматических зарядниках (даже самых продвинутых моделях на микроконтроллерах) разработчики никогда не делают критерием окончания процесса время зарядки.
Таблица
| Степень заряженности, % | Напряжение аккумуляторной батареи, В | Примерное время заряда при 10% от емкости, часы |
|---|---|---|
| 100 | 12,73 | Нет необходимости |
| 90 | 12,62 | 2 |
| 80 | 12,50 | 4 |
| 70 | 12,37 | 6 |
| 60 | 12,24 | 8 |
| 50 | 12,10 | 10 |
| 40 | 11,96 | 13 |
| 30 | 11,81 | 16 |
| 20 | 11,66 | 20 |
| 10 | 11,51 | 24 |
Несмотря на это, на некоторых ресурсах размещаются таблицы, пользуясь которыми «можно» определить время зарядки АКБ. При первом же взгляде на такие «справочные пособия» видна их несостоятельность. Так, на таблице, приведенной в качестве примера, отсутствует такой важный параметр, как емкость батареи. По мнению составителей, аккумуляторы 10 А*ч и 55 А*ч при равной степени заряженности (и при прочих равных условиях) будут заряжаться одинаковое время. Абсурд очевиден.
Для наглядности рекомендуем ознакомиться с видео.
Часто задаваемые вопросы
При желании можно заставить «кипеть» и такую батарею. Внутри корпуса герметичной батареи созданы условия для частичной регенерации газов, а для оставшейся части имеется сбросной клапан. Но возможности этой системы ограничены, поэтому режим электролиза для таких АКБ должен быть исключен. Для этого при зарядке надо следить за напряжением ЗУ и не допускать его превышения. В остальном процесс пополнения энергии для таких АКБ особенностей не имеет.
Вопрос о возможности расчета времени, необходимом для зарядки батареи, рассматривался выше. Если попытаться определить минимальный период зарядки для старта мотора, то к количеству неизвестных добавляются как минимум:
- вязкость масла;
- температура масла;
- состояние двигателя и стартера;
- мощность мотора;
- тип двигателя (бензиновый или дизельный).
Поэтому рассчитать минимальный временной промежуток для запуска автомобильного мотора еще сложнее, чем время зарядки.
При снижении температуры скорость химических и электрохимических реакций в аккумуляторе замедляется. Это связано, в том числе, с загустеванием электролита. Во время зимних холодов батарея вне помещения заряжается медленнее, ее способность накапливать энергию также снижается. Поэтому заряжать АКБ на морозе большого смысла нет – чем ниже температура, тем ниже ток заряда при одинаковых условиях. Считается, что можно пополнять запас энергии в свинцово-кислотной батарее можно при температурах до минус 15 градусов. Если температура упала до минус 30, то заряжать АКБ нет смысла – процесс пойдет крайне медленно (практически, прекратится). Поэтому аккумулятору надо дать прогреться в домашних условиях или в отапливаемом гараже.
Если же температура упала ниже уровня замерзания электролита и жидкий реагент превратился в лед, надо дать батарее оттаять, а потом принимать решение о его дальнейшей эксплуатации. Лед при замерзании расширяется и деформирует внутреннее пространство элементов и корпус, поэтому замерзший аккумулятор часто выходит из строя из-за замыкания пластин – если не сразу, то впоследствии.
