1.4. Основные технические характеристики акб. Напряжение аккумулятора при заряде и разряде. Заряд разряд аккумулятора

Как заряжать полностью разряженный аккумулятор автомобиля зарядным устройством

Наиболее распространенные свинцово-кислотные аккумуляторы периодически требуют подзарядки от сети 220 вольт. Для этого используют различные зарядные устройства. Эта статья поможет вам определить оптимальное зарядное устройство и создать верный алгоритм зарядки, который продлит срок службы аккумулятора.

Как определить заряд и состояние АКБ

Существуют два показателя заряда аккумулятора – плотность электролита и напряжение на клеммах. Однако, эти показатели применимы лишь к исправным аккумуляторам, в которых свинцовые пластины не рассыпались. Если же пластины повреждены, то плотность электролита и напряжение на клеммах ничего не скажут о заряде аккумулятора. Исправный аккумулятор отличается от поврежденного тем, что способен долговременно выдавать большой ток. Даже слабо заряженный аккумулятор способен крутить холодный двигатель не менее одной минуты. Полностью заряженный аккумулятор способен крутить двигатель не меньше 3 минут. Даже после того, как аккумулятор «сел» и не смог провернуть мотор, через 3-5 минут отдыха он опять сможет вращать двигатель без напряжения.

Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора должна превышать 1,22 грамм на см³. Чтобы измерить плотность электролита, необходимо воспользоваться ареометром, который можно приобрести в любом автомагазине. Учитывая огромное количество моделей ареометров, невозможно выдать универсальную рекомендацию по их использованию. Поэтому внимательно читайте инструкцию, которая прилагается к ареометру.

Напряжение заряженного аккумулятора (без нагрузки) составляет 14 вольт. При включении зажигания оно составляет 12,5 – 13,5 вольт, во время пуска стартера напряжение падает до 10 – 11 вольт. Если напряжение аккумулятора ниже этих значений, то необходимо зарядить его.

Как заряжать исправный аккумулятор методом постоянного напряжения?

Если вы используете этот метод подзарядки аккумулятора, то необходимо, чтобы зарядное устройство удерживало напряжение в диапазоне от 13,8 Вольт до 14,4 Вольт. Зарядка производится автоматически: устройство самостоятельно устанавливает ток, полагаясь на емкость аккумулятора, и меняется в процессе подзарядки. Ток зарядки не должен превышать 10% от емкости аккумулятора. Превышение тока приведет к закипанию электролита, снижению его уровня и падению емкости аккумулятора.

Если АКМ необслуживаемый, то есть доливка электролита в специальные банки недопустима, то его необходимо заряжать способом постоянного напряжения. Процесс зарядки будет считаться завершенным, когда напряжение на клеммах будет соответствовать, по-прежнему, 14,4 Вольт, а ток упадет до значений, равных 0,2 А.

Сильное превышение тока зарядки приведет к повреждению свинцовых пластин аккумулятора. Зарядка считается законченной, когда напряжение аккумулятора (при отсоединенном зарядном устройстве) составляет 14 вольт. Таким образом, процесс заряжания становится более комфортным и не требует постоянного контроля. Процесс выделения газов полностью исключается, а электролит не нагревается до опасных значений температур.

Время зарядки также определяется техническими характеристиками самой батареи. В среднем этот показатель сводится к 4-5 часам. За это время, аккумулятор успевает зарядиться на 90-95 процентов и обеспечивает нормальное функционирование, требуемое для эксплуатации автомобиля.

Если вы используете зарядное устройство без вольтметра, то зарядку необходимо заканчивать, когда ток зарядки падает до 3 – 4 % емкости аккумулятора. Дальнейшая зарядка приведет к перезаряду аккумулятора и снижению его емкости.

Единственным недостатком этого способа можно считать то, что нет возможности зарядить такой аккумулятор полностью. Это связано с тем, что напряжение, подаваемое зарядным устройством, не превышает 14,4 Вольт, а необходимое напряжение, требуемое для полного заряда АКБ, должно составлять, порядка, 16 Вольт.

Стоит напомнить, что зарядка аккумулятора обеспечивается и от генератора. Данная электрическая машина позволяет завести автомобиль при севшем аккумуляторе от другого источника электрического тока, например, от аккумулятора другого автомобиля.

Как работать с разряженным или высохшим аккумулятором

Современные зарядные устройства имеют встроенную защиту от короткого замыкания, поэтому ток зарядки начинает поступать лишь после того, как к электродам устройства будет приложено напряжение не менее 8 вольт. Полностью разряженный аккумулятор такого напряжения создать не может, поэтому зарядное устройство не начнет его зарядку. Чтобы зарядка началась, необходимо подключить электроды зарядного устройства к аккумулятору, после чего (соблюдая полярность) на 1 – 2 секунды подключить заряженный аккумулятор любой емкости.

Перед зарядкой высохшего аккумулятора необходимо восстановить уровень электролита. Для этого необходимо в первую очередь измерить плотность остатка электролита. Если плотность заметно выше нормы, то необходимо доливать дистиллированную воду небольшими порциями (200 – 300 мл), затем перемешивать содержимое аккумулятора и снова измерять плотность. После того как плотность достигла необходимого значения, залейте в аккумулятор готовый или самодельный электролит. Готовый электролит, как и компоненты для изготовления самодельного электролита продают в автомагазине. При смешивании серной (аккумуляторной) кислоты и дистиллированной воды, не забывайте, что необходимо вливать кислоту в воду. Попытка влить воду в кислоту приведет к закипанию и сильному разбрызгиванию последней. Для смешивания кислоты и воды применяйте стеклянную емкость и постоянно проверяйте плотность. Как только плотность раствора достигнет необходимого значения, залейте его в аккумулятор. Уровень электролита должен быть на 1,5 – 2 см ниже верха аккумулятора. После чего заряжайте его так же, как и исправный аккумулятор.

Можно ли зарядить "полный" АКБ

Многим автолюбителям известно такое явление, как перезаряд аккумулятора. Он возникает, когда по каким-то причинам, регулятор напряжения начинает работать неправильно, поэтому напряжение на выходе генератора превышает 14,5 Вольт. Оптимальное напряжение полностью заряженного аккумулятора – 14 Вольт. Когда разница напряжений генератора и аккумулятора превышает один Вольт, последний начинает впитывать дополнительную энергию, что приводит к закипанию и испарению электролита, а также разрушению свинцовых пластин. В результате сначала снижается уровень электролита, затем падает емкость аккумулятора. Через небольшое время (зависит от напряжения генератора), падение емкости становится необратимым и ее невозможно восстановить доливкой дистиллированной воды.

Если же регулятор напряжения генератора работает нормально, то напряжение поддерживается на уровне 14 – 14,5 Вольт, благодаря чему аккумулятор избегает перезаряда. Все это в полной мере относится и к стационарной зарядке аккумулятора, которую проводят с применением специального зарядного устройства. Если напряжение на выходе устройства не превышает 14,5 Вольт, то аккумулятор возьмет такое количество электричества, которое необходимо для изменения плотности электролита. Когда напряжение генератора и зарядного устройства сравняются, скорость впитывания электроэнергии упадет настолько, что дальнейший заряд потеряет смысл. Даже если аккумулятор простоит на зарядном устройстве двое суток, его емкость и заряд не изменятся. Если же напряжение на выходе зарядного устройства превышает 14,5 – 15 Вольт, то начнется перезаряд, который приведет к снижению емкости аккумулятора.

Если вы используете зарядное устройство, которое отображает ток зарядки, но не показывает напряжения, то учитывайте следующее. Ток зарядки полностью заряженного аккумулятора не должен превышать 1 процента его емкости. Как только ток зарядки упал до 1-2 процентов, необходимо отключать аккумулятор от зарядного устройства, чтобы избежать его повреждения. Не заряжайте аккумулятор от зарядного устройства без индикатора напряжения, если ток зарядки меньше 5 процентов от емкости. Это продлит срок службы аккумулятора и сохранит его от преждевременного повреждения.

Заряжать полностью заряженный аккумулятор можно только с помощью исправного зарядного устройства, которое регулирует и показывает напряжение зарядки. Если же по каким-то причинам зарядное устройство неправильно регулирует напряжение зарядки, то присоединение к нему заряженного аккумулятора приведет к выкипанию электролита и снижению емкости аккумулятора. Поэтому желательно отложить зарядку до того момента, когда аккумулятор разрядится хотя бы на 30 процентов. 

vipwash.ru

Как правильно разрядить аккумулятор автомобиля?

На первый взгляд, абсурдный вопрос. Но только на первый взгляд. Если аккумулятор уже не так силен, как сразу после покупки, ему можно дать «второе дыхание» путем последовательного разряда и последующей полной зарядки. Такая процедура даже желательна, провести ее стоит перед сезоном холодов.

Сразу скажем: «разрядить аккумулятор» — не значит подвергнуть его глубокому разряду.

То есть, включить все бортовые системы при заглушенном двигателе, и ждать, пока аккум отдаст всю энергию – дохлое дело. Кальциевый АКБ вообще не переживет такую процедуру, батареи других классов тоже отнесутся к ней не очень хорошо. Разряжать нужно до четко определенных электрических показателей. А именно: 10,3 В на батарее в целом и 1,7 В на каждой банке. Повторимся: процедура годится только для малосурьмянистых АКБ, остальные классы батарей лучше ограничьте обычным зарядом. Зато аккумуляторы системы «свинец-сурьма» после такой перезагрузки могут заработать, как в молодые годы.

Для начала, каким образом разряжать?

Вариантов несколько, но для всех потребуется мультиметр, вольтметр или зарядное устройство с фиксацией напряжения на клеммах. Подключаем аппаратуру к подключенному АКБ и «врубаем» дальний и ближний свет. Всю имеющуюся на борту электронику подключать не надо – аккумулятор не любит как быстрого заряда, так и быстрого разряда. Итак, ждем заветных цифр. После, снимаем АКБ и заряжаем. Если находиться рядом с машиной не с руки – снимаем батарею и совершаем все манипуляции дома. Лучший вариант разряда – подключить к аккумулятору лампочку 12 В, 60 Вт. Такие устанавливаются в фарах автомобиля. Как раз получим нужные 5 А потребления. Заодно, сможете высчитать реальную емкость своего АКБ. Если лампочки под рукой нет, подойдет любой потребитель на 5-7 А.

Еще удобнее, если функция разряда есть на зарядном устройстве. Эта опция частотна на более-менее вариативных устройствах. Остается только задать нижний предел напряжения, после достижения которого ЗУ прекратит разряд.

Далее – зарядка.

Начать ее нужно немедленно. Если нет возможности сразу зарядить АКБ, даже не начинайте процедуру разряда – погубите батарею. В разряженном «в ноль» аккумуляторе буквально через пару часов начинается процесс сульфатации – покрытие пластин сульфатом свинца. Чем глубже сульфатация, тем меньше шансов, что батарея вообще заработает. Так вот, сразу после разряда – зарядка. Желательно, малыми токами. Если вы никуда не собираетесь ехать в ближайшие дни – идеально. Поставьте зарядник на ток от 1,5 до 5 А и ждите полного заполнения емкости. При 1,5 А на зарядку может уйти 2-3 суток (в зависимости от емкости батареи), но заряд малыми токами частично десульфатирует батарею, а следовательно, возвращает ее емкость.

Подобных циклов КТЦ можно производить до двух за один раз. Но даже одного может хватить, чтобы батарея восстановилась и послужила вам верой и правдой еще пару лет.

akb-moscow.ru

Заряд-разряд аккумулятора

Электрический аккумулятор (аккумуляторная батарея, АКБ) – одно из важнейших изобретений человечества в начале 19 века, созданное для обеспечения автономного электропитания различных устройств. Применяется на сегодняшний день во многих сферах деятельности, но наиболее широкое распространение получило его использование в автомобилях.

Автомобильный аккумулятор является источником электрического тока многоразового действия, то есть с помощью процесса «заряд-разряд» можно использовать АКБ довольно долгое время. Процесс заряд-разряда представляет собой доведение аккумуляторной батареи до состояния разряда во время ее использования, а затем до состояния полного заряда, достигаемого за счет зарядного устройства.

В аккумуляторе есть несколько активных веществ – свинец и электролит – с помощью которых и хранится заряд. Если же АКБ разряжена полностью, то спустя некоторое время в ней произойдет процесс сульфатации – снижение плотности электролита и образование сульфата свинца, препятствующего заряду аккумулятора. Так что хранить длительное время разряженную батарею не рекомендуется.

Специальные зарядные устройства с функцией десульфатации

Существуют специальные зарядные устройства с функцией десульфатации, позволяющей растворить сульфат свинца с помощью импульсов реверсивного тока или тренировочных циклов. Такие методы либо восстановят работоспособность устройства, либо позволят установить, что аккумулятор полностью непригоден к эксплуатации.

Метод реверсивного тока предполагает заряд АКБ малыми реверсивными токами, замене электролита и залива дистиллированной воды в процессе восстановления. Тренировочный цикл представляет собой следующий процесс: полный заряд АКБ номинальным током, трехчасовое ожидание, перемешивание электролита путем получасового заряда, контрольный десятичасовой разряд аккумулятора, полный разряд, полный заряд.

Подытожив, можно сказать, что заряд аккумуляторной батареи можно восстановить практически в любых случаях, за исключением очень глубокой сульфатации. Главное, что нужно сделать, это купить правильное зарядно-разрядное устройство, которое имеет функцию десульфатации и соблюдать рекомендации при проведении заряда. Примером такого устройства является десульфатирующее зарядно-разрядное устройство ЗЕВС производства нашей компании. Для более подробного ознакомления с ним пройдите по ссылке.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

www.4akb.ru

Как полностью зарядить разряженный аккумулятора автомобиля?

Продолжительная эксплуатация автомобиля приводит к разряду аккумулятора. Происходит это не сразу, а постепенно, но возможны ситуации, когда происходит полный разряд. Восстановить емкость такой батареи непросто, но возможно.

1 Разряженная батарея – основные признаки

Зарядка аккумулятора автомобиля – процесс, обязательный в ходе эксплуатации для восстановления технических характеристик. Он обеспечивается штатным генератором и периодически зарядными устройствами. При правильной эксплуатации никаких проблем не возникает, пока батарея не исчерпает свой ресурс.

К полному преждевременному разряду приводят неисправности электрооборудования. Они проявляются задолго до возникновения неприятной ситуации с батареей. Умение различать признаки неправильной работы электропитания поможет вовремя устранить их, ставить на подзарядку, не дожидаясь момента, когда она перестанет выполнять свои функции.

Чтобы заряд аккумуляторной батареи не оказался ниже допустимого уровня, не оставляем без внимания следующие признаки, указывающие на неисправности электрооборудования:

1. Ошибочное срабатывание или отказ сигнализации. Проявляется в замедленной реакции после использования контрольного брелока, заедании центрального замка, плохом открывании дверей.
2. Почти сразу после остановки двигателя самостоятельно отключается магнитола. Это свидетельствует, что напряжение в аккумуляторе настолько малое, что без генератора он не может обеспечить питание даже самого маломощного оборудования.
3. Плохое неяркое освещение. Проблема в том, что львиная доля вырабатываемого генератором тока идет на подзарядку, а на свет не хватает.
4. При запуске стартер работает непривычно. Сначала рывок, затем прокручивание после секундной паузы, но мотор запускается долго.
5. Плавают обороты на холостом ходу при прогреве. Объясняется малой емкостью батареи, которая потребляет много зарядного тока, а при таком режиме его вырабатывается недостаточно.

Все перечисленные признаки указывают на проблемное состояние источника питания. На авто с бортовым компьютером эти трудности отображаются, и следует принять незамедлительные меры по устранению, иначе возникнут проблемы с электроникой.

Чем современнее технология изготовления батареи, тем хуже она реагирует на сильную разрядку. Достаточно одного сильного разряда, чтобы появились сложности. Такое случается при движении с неработающим генератором или порванным ремнем, постоянно повышенной нагрузке на сеть.

Кроме обычных проблем с генератором, возможны многие другие причины:

• установлено оборудование, не предусмотренное изготовителем, отчего от АКБ постоянно отбирается больше напряжения, чем он имеет;
• пробит диодный мост или изношены щетки генератора, зарядного тока не хватает для компенсации потерь батареи;
• активно совместно используется штатное оборудование, потребляющие много энергии: подогреватели стекол, сидений, зеркал, электрообогрев салона, вентилятор, прикуриватель;
• продолжительная работа освещения и другого оборудования при неработающем двигателе.

Неисправности проводов цепи вроде замыканий, обрывов, плохих контактов, поломки различных датчиков тоже способны привести к нежелательным результатам. Любая из неисправностей приводит к постоянной недозарядке, источник питания теряет свои свойства. Длительное влияние негативных факторов приводит к тяжелым последствиям, когда полностью разряженный аккумулятор не удается восстановить. Легче проследить за состоянием бортовой сети и своевременно устранить неисправности.

2 Проверка состояния батареи – способы, доступные в гараже

Для определения режима зарядки аккумулятора определяем его состояние. Это несложная процедура, провести которую можно, имея хотя бы один из приборов: ареометр, нагрузочную вилку, мультиметр. Многое скажет и наблюдательность водителя, а также проверка способом постепенного подключения потребителей.

Проще воспользоваться мультиметром – несложным и недорогим прибором. Проверку выполняем перед поездкой. Прибор включаем в режим постоянного напряжения. Подсоединяем щупы к клеммам: красный к "плюсу", черный – к "минусу". Следим за показаниями. Напряжение 12,7 В считается нормальным, 11,7 говорит о глубоком разряде.

Для обслуживаемых аккумуляторов применяем проверку плотности электролита ареометром. Простое устройство в виде стеклянной колбы с резиновой грушей позволяет определить состояние батареи. Сначала откручиваем пробки и осматриваем уровень аккумуляторной кислоты. Она должна покрывать сеточки на 5–10 мм. Набираем электролит в колбу и следим за показаниями. 1,27 г/см3 указывает на 100-процентную заряженность, если менее 1,12 – аккумулятор полностью разряжен, и уже при 10–градусном морозе электролит замерзает.

Нагрузочная вилка подходит для источников питания  любых типов. Состоит из вольтметра и нагрузочного сопротивления. Сначала измеряем напряжение без нагрузки. Повторное измерение проводим под нагрузкой не более 5 секунд и смотрим степень заряда: 10,5 В – полный, менее 8,2 – глубокий разряд.

Результаты, наиболее приближенные к реальным, позволит узнать применение не одного, а нескольких приборов.

3 Зарядные приборы – основные правила применения

Неправильное применение зарядного устройства способно больше навредить, чем помочь. Все типы зарядных устройств подразделяются на  ЗУ с автоматической подстройкой, полуавтоматической и ручной. Автолюбители часто называют из выпрямителями или зарядкой. Работают от сети переменного тока 220 В, преобразуя его в постоянный.

Аккумулятор относится к источникам напряжения, которые имеют полярность. У них две клеммы: "плюсовая" и "минусовая", на зарядных устройствах точно такая маркировка. Соблюдение полярности при подключении двух приборов – обязательное условие. Соединяем провода с клеммами, имеющими одинаковое обозначение. Перемена полярности приведет к тому, что вместо зарядки начнется процесс разрядки.

Автоматические выпрямители без вмешательства человека поддерживают напряжение зарядки. Но они достаточно дороги и широкого применения среди автолюбителей не нашли. Применяются в основном полуавтоматы и еще шире выпрямители с ручной регулировкой.

Каждая батарея имеет емкость, выраженную в Ампер–часах. Инструкция производителя по обслуживанию рекомендует заряжать током, значение которого составляет ⅟10 этого показателя. Например, для 60-амперной  рекомендуется 6 А, но лучше использовать минимально возможный, заряжая дольше, пока не достигнем полного заряда. Способ продлевает срок службы источника питания.

Использование ⅟10 части зарядного тока от ампеража оправдано, когда неизвестно реальное состояние источника питания. Основным показателем для определения его величины служат амперы, которых не хватает для полной зарядки. Определяем состояние аккумулятора одним из приведенных выше способов. Например, распространенная батарея на 60 А разряжена наполовину. Значит, ее необходимо пополнить 30 А.

Согласно рекомендации изготовителя выставляем 6 А, понадобится 5 часов работы. Если поставить 3 А – вдвое больше. Независимо от выбранного режима следим за процессом: когда по истечении времени начнется бурное выделение газов, понижаем до 0,5 А и оставляем еще на 2 часа.

Выбираем подходящий режим, исходя из степени разряженности, и вычисляем время, необходимое для полной зарядки. Чем больший ток, тем меньше понадобится времени, но больше 15 А подавать не следует.

Заряжая обслуживаемые аккумуляторы, обязательно выкручиваем пробки. Это необходимо для беспрепятственного выхода образующихся газов.

Способ зарядки на не отключенной от машины батарее неоправдан, хотя некоторые водители его применяют. Легче снять его, очистить от грязи и потеков кислоты. Делаем просто: растворяем в воде немного соды, получаем щелочной раствор. Промываем им поверхность, нейтрализуя кислоту. Пена на поверхности корпуса указывает, что электролит присутствует и удаляется.

Повышенный ток сокращает срок службы из-за перегрева и возможной перезарядки и сульфальтации пластин.

4 Зарядка необслуживаемых батарей – особенности процесса

Необслуживаемые аккумуляторы отличаются конструктивными особенностями и материалом пластин. В некоторых из них электролит не в жидком виде, вместо него применяется гель. Вопреки распространенному мнению для них тоже требуется периодическая подзарядка, которой от автогенератора бывает недостаточно, особенно когда автомобиль используется нечасто для кратковременных поездок.

При зарядке устройств данного типа обращаем внимание на невозможность проверки плотности аэрометром из-за герметичности корпуса. Также невозможно заряжать большим током, что грозит сильным перегревом, скоплением газов из-за того же герметичного корпуса.

Определяем остаточное напряжение: на ЗУ выставляем силу тока, не превышающую 2 А, напряжение 14–14,5 В. При использовании выпрямителя с ручной регулировкой постоянно контролируем процесс. Кроме вольтметра на зарядном устройстве необходим амперметр, или следует периодически измерять ток. Аккумулятор считается заряженным на 100 %, когда он понижается до 0,2 А. Контролируем также напряжение на клеммах: более 15,5 В не допускается.

Полностью севшую батарею потребуется заряжать сутки и даже больше. Необслуживаемые плохо переносят глубокие разряды, но на изделиях хорошего качества до двух таких случаев на характеристиках почти не отражаются. Выставлять ток силой в 1.10 емкости можно, но не рекомендуется. Внимательно следим за процессом: возможно нагревание корпуса, закипает электролит, что опасно взрывом и пожаром. Кипение определяем на слух, нагрев рукой. При подобных проявлениях немедленно отключаем ЗУ и продолжаем процесс, когда корпус остынет. По окончании проверяем напряжение на клеммах, которое должно прийти в норму.

Учитывая все приведенные особенности, не рекомендуется зарядку проводить прямо на автомобиле, потому что работа с полностью разряженной батареей требует особого контроля.

5 Меняем или доливаем электролит – как произвести по правилам

Полностью посаженный аккумулятор не всегда возможно зарядить применением только ЗУ: разряд настолько сильный, что повлек физические повреждения внутреннего содержимого. Называют его сульфатацией, которая выражается в осыпании пластин. При частичной емкость можно восстановить, заменив электролит, с последующей зарядкой.

Также причина может скрываться в электролите:

• низкий уровень в банках;
• плохое качество;
• помутнение, изменение цвета.

После неудачной попытки зарядки проверяем плотность: если меньше 1,27, проводим несколько циклов заряд–разряд, затем доливаем электролит, добиваясь необходимой плотности. Если она превышает нормальную, доливаем дистиллированную воду. Правильные показатели ареометра возможны только на полностью заряженной батарее и температуре 25°.

Разрядить можно обычной 12-вольтовой лампочкой. Чтобы сделать это правильно, требуется постоянно контролировать напряжение. При понижении до 10,5 В прекращаем разряжать и снова подключаем ЗУ.

Если усилия не увенчались успехом, меняем электролит. Откачиваем старый грушей или шприцем, постепенно наклоняя корпус. Не следует выливать его, переворачивая корпус. Возможно, на дне уже имеется осадок, который в таком случае попадет между пластин и приведет к замыканию.

Затем промываем несколько раз дистиллированной водой, пока она не станет прозрачной. Промывая, слегка покачиваем корпус, откачиваем воду грушей. Заливаем свежий электролит, не добиваясь сразу требуемой плотности. Устанавливаем ток 0,1 А, проводим несколько циклов заряд–разряд, достигая требуемой плотности . Параллельно следим, чтобы не закипал электролит.

О полной зарядке свидетельствует напряжение на клеммах. Когда достигается его номинальная величина, уменьшаем зарядный ток вдвое и продолжаем заряжать 2 часа. Следим за плотностью. Если она не меняется, прекращаем заряжать.

6 Некоторые нюансы – нестандартные ситуации и способы разрешения

Что делать, если зимой обнаружили, что аккумулятор полностью разряжен? Первым делом вносим его в теплое помещение, потому что в электролите при 10° мороза образуется лед. Когда он растает, можно приступать к зарядке.

Иногда пытаются заряжать другими устройствами, например, от телефона, не имея специального оборудования. Сделать это невозможно по нескольким причинам. Самая главная – величина зарядного тока. Для автомобильных аккумуляторов требуется 14 Вольт, а телефонные зарядники выдают обычно не более 6, а чаще 1,5 В.

Казалось бы, зарядка от ноутбука, имеющая на выходе 18 В, подойдет. Это так, но не совсем. Подсоединение напрямую равносильно короткому замыканию. Срабатывает защита выпрямителя из-за внутреннего сопротивления батареи, ток не поступает.

Выход из ситуации возможен. Один из выводов соединяем с клеммой через автомобильную лампочку от фары. Она сыграет роль дополнительного сопротивления. Правда, понадобится много времени из-за низкого зарядного тока, не превышающего 2 А. Примерно сутки подзаряжается аккумулятор 50 А/час, который был разряжен на 50 %.

Во многих случаях удается восстановить до нормального уровня даже предельно посаженную батарею. Но лучше следить за ее состоянием, устранять причины глубокой разрядки, своевременно подзаряжать.

tuningkod.ru

Почему быстро разряжается аккумулятор. Проверка и зарядка АКБ

Аккумулятор в автомобиле по своему значению можно смело сравнить с сердцем человека. Заряженный аккумулятор – это необходимое условие для всех ваших поездок. Но иногда возникает проблема, что батарея разряжается очень быстро, в автосервис не наездишься, поэтому возникает вопрос: «А как самому зарядить аккумулятор?»Для начала разберемся в причинах разрядки аккумулятора.

Аккумулятор этого автомобиля пора подзарядить, судя по сигналу желтого индикатора на панели приборов

Основная причина – это недостаточность питания от бортовой сети автомобиля. Она может быть обусловлена:

1) Замыканием выводов аккумулятора;

2) Частичным замыканием пластин;

3) Сульфатацией электродов и возникновением паразитного тока;

Далее мы проанализируем вышеуказанные причины.

Содержание статьи

Анализ причин разрядки аккумуляторной батареи

Загрязнение выводов аккумулятора автомобиля может быть внешнее от попадания частиц пыли, сажи, моторного масла или внутреннее от попадания на него электролита изнутри. Это может возникнуть, если АКБ неплотно прикреплен к автомобилю. При движении батарея вибрирует, и электролит выплескивается из заливочных пробок. При этом возникают трещины в мастике, крышках и стенках бака. Загрязненные выводы окисляются, а вольтметр регистрирует их напряжение.

Частичное замыкание пластин — свинцовых решеток, находящихся в каждой АКБ с электролитом, с запрессованной в них активной массой – пастой двуокиси свинца происходит из-за повышенной или пониженной его плотности. Повышенная плотность возникает из-за перегрева аккумулятора, а пониженная, соответственно, из-за переохлаждения. Вот почему в зимнее время так часто он разряжается.

Сульфатация электродов возникает при длительном хранении АКБ без подзарядки. Из вещества электролита выделяются кристаллы серноокислого свинца, которые закупоривают стенки активного вещества. Внутри пластин накапливаются примеси сторонних металлов в виде налета серого или бело – серого цвета. Вследствие этого происходит гальваническая коррозия пластин и образуется паразитный ток, разряжающий аккумулятор.

Признаки разряда аккумулятора

Зеленый цвет индикатора свидетельствует, что с аккумулятором все в порядке

1. На панели приборов в салоне автомобиля  при включенном зажигании не светит контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи. Нужно её заменить, возможно, она просто перегорела, однако если и вторая не светится, тогда это говорит о разрядке АКБ;
2. Встроенный в АКБ индикатор заряда не функционирует при запуске двигателя, то есть из генератора приходит недостаточно напряжения на аккумулятор. Лампочка индикатора показывает три цвета: зелёный – батарея заряжена, чёрный – нужно зарядить, белый – непригодна к эксплуатации, так как уровень электролита опустился ниже предельно допустимого уровня;
3.  Изменение цвета электролита для аккумулятора и появление налета на пластинах. Нормальным цветом считается светло – коричневый оттенок. Если электролит стал темно-коричневым, это говорит о присутствии в нем органических веществ, вырождающихся в уксусно – кислые соединения, а фиолетовый цвет указывает на присутствия марганца. Кроме того, в электролите могут присутствовать медь, железо, мышьяк, сурьма, висмут. Главной причиной этого является доливка электролита недистиллированной водой, содержащей различные вещества. Светло – серый налет на пластинах указывает на наличие образовавшихся хлоридов;
4. Замедленная работа стартера с характерными щелчками;
5. Если после остановки автомобиля свет от фар очень быстро затухает;
6.  Если при перестановке аккумулятора на другой автомобиль не запускается двигатель.

Необходимо упомянуть, что существует новый тип аккумуляторов — гелевые аккумуляторы. К числу их достоинств относится также и то, что они реже разряжаются. Кроме того они обладают и другими достоинствами. Недостатки, естественно, также присутствуют. 

Проверка автомобильного аккумулятора

Когда машина не заводится, в первую очередь нужно проверить, не разряжен ли аккумулятор. Существуют два  критерия проверки: проверка плотности электролита и измерение выдаваемого напряжения. 

Проверка ареометром

Проверка плотности электролита в аккумуляторе с помощью ареометра

Ареометр – это прибор, определяющий плотность электролита в аккумуляторе, напоминающий по виду пипетку с наконечником и поплавком внутри. Данная проверка проводится только в том случае, если последний заряд аккумулятора был не ранее 6 часов назад. Чтобы измерения были максимально точными, температура окружающего воздуха должна быть примерно +20°C. Если же данный тепловой режим соблюсти не возможно, то данную проверку нужно сделать дома или в теплом гараже.

С помощью грушевидного баллона засасывается проба аккумулятора для электролита через заливочное отверстие, причем такая проба делается из каждой батареи аккумулятора. Поплавок при этом должен свободно плавать. Чем выше плотность электролита, тем выше будет «всплывать» поплавок. По данному показателю проверяем емкость аккумулятора: 1.24 г/мл летом – 1.28 г/мл – полностью заряжен, 1.2 – заряжен наполовину и 1.12 – разряжен полностью.

Видео: Как определить неисправность аккумулятора (короткое замыкание в банке)

Устранение ненужных примесей в электролите

Загрязнение марганцем устраняется путем полного разряда аккумулятора и заменой затем свежего электролита. Наличие в электролите хлоридов устраняется тремя – четырьмя циклами заряда – разряда батареи. Чтобы удалить железо, электролит из АКБ удаляется, пластины промываются дистиллированной водой. После промывания в АКБ заливается новый раствор электролита плотностью 1.04 – 1.06 г/мл, а затем аккумулятор заряжается до достижения плотности примерно 1.21 г/мл. Этот электролит удаляется, заливается свежий раствор плотностью 1.20 г/мл. Далее нужно разрядить АКБ, а потом зарядить снова. Для устранения меди батарею наоборот, заряжают, а затем заменяют пластины.

Проверка тестером и мультиметром

Если же данные о плотности электролита получить невозможно, но можно проверить аккумулятор тестером. Самые точные результаты показываются после того, как машина несколько часов провела в состоянии покоя, то есть результаты проверки аккумулятора автомобиля утром после ночной стоянки будут самые достоверные. Стандартная ёмкость АКБ – 55 А/Ч, но различные производители указывают от 46 до 61 А/Ч. Измеренное напряжение полностью заряженного аккумулятора 12.66 В. 12.4 В соответствует 75% заряда, 12.2 – 50%, 12.0 — 25%, 11.8 – полной разрядке. Если напряжение менее 11 В, батарея считается непригодной для дальнейшей эксплуатации и подлежит замене.

Проверить аккумулятор мультиметром можно по тому же самому принципу и идентичным показателям.

Типы и виды аккумуляторов

Разобравшись с причинами и способами проверки разряда аккумулятора, нужно точно проверить его вид – обслуживаемый, малообслуживаемый или необслуживаемый. От этого напрямую зависит способ его заряда.

Принцип заряда аккумулятора

Теперь же рассмотрим принцип заряда АКБ. Исходя из выше изложенного, разница между обслуживаемым, малообслуживаемым и необслуживаемым аккумулятором состоит в наличии заливочных отверстий для электролита и воды. И если первые два вида можно зарядить путем долива электролита и воды на основании данных о его плотности, то необслуживаемый можно зарядить только через зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. АКБ заряжается при двух условиях: при наличии постоянного тока и постоянного напряжения, и двумя способами:

1) Аккумулятор находится непосредственно в автомобиле, сама машина «готова к движению», заряд идет непосредственно от генератора либо от прикуривателя другого автомобиля.

2) С помощью зарядного устройства, когда батарея вынимается из гнезда, контакты подключаются с соблюдением одинаковой полярности, с установкой определенного зарядного тока или напряжения.

Основные принципы заряда:

Долив электролита и дистиллированной воды до нужного уровня (в обслуживаемых это требуется каждые 5-7 тыс. км. пробега, в малообслуживаемых аккумуляторах – 20 — 30 тыс. км.) до уровня 20 мм над защитным щитком. Защитный щиток – это перфорированная пластмассовая пластина, не вступающая в химическую реакцию с раствором электролита, отделяющая его от внешнего корпуса АКБ. Зарядное устройство для таких аккумуляторов должно автоматически поддерживать постоянную силу тока. Нужно определить зарядный ток, равняющийся 1/10 его ёмкости, то есть если ваш аккумулятор 55 А/Ч, то зарядный ток не должен быть более 5.5 А. Как сделать зарядное устройство своими руками читайте в этой статье.

Также существует метод уравнительного заряда, суть которого заключается в том, что в процессе выравнивается плотность электролита в каждой банке АКБ. Величина уравнительного тока – 3-5% от номинальной ёмкости батареи. Если мы рассмотрим аккумулятор вышеуказанной ёмкости, то сила тока составит 1.65 — 2.75А.

Как заряжать необслуживаемый АКБ

Если АКБ необслуживаемый, но базовым параметром заряда будет не постоянный ток, а постоянное напряжение. Напряжение для необслуживаемого аккумулятора устанавливается 14.4 В, но при этом нужно строго следить за тем, чтобы оно не поднималось выше 15.5 В, иначе в электролите начнется ускоренный гидролиз воды, а так как в такой батарее нет заливочных отверстий, количество электролита будет необратимо снижаться.

Подсоедините ВЫКЛЮЧЕННОЕ зарядное устройство к АКБ. Установите минимальное напряжение, а после включения — 14.4 В. Далее сила тока упадет до 0.2 А, то есть упадет до величины паразитного тока в АКБ, и это будет означать, что АКБ заряжен. Обратите внимание, что безопасная сила тока для аккумулятора считается 1/20 его ёмкости, на примере вышеуказанного аккумулятора 2.75 А, опасная – 1/5 ёмкости, или 11 А. Это можно проконтролировать, если на клеммах зарядного устройства будут те же 14.4В. при определенных режимах, а если это делать бесконтрольно, то возникает опасность не только «убить» аккумулятор, но и получить поражение током

Сколько нужно заряжать аккумулятор

Если при постоянной силе тока, то учитываем следующее: не до конца разряженный аккумулятор заряжается в течение часа при силе тока 20% от его ёмкости, далее 10% до загорания зеленой лампочки индикатора зарядки. Но это можно делать только в новом, полностью исправном аккумуляторе. Если сила тока изначально будет 10%, то время заряда займет от 12 до 16 часов.

Если при постоянном напряжении 14.4В, то время заряда примерно 20-24 часа.

Как правильно заряжать аккумулятор

Способ запуска двигателя от другого автомобиля с помощью проводов «крокодилов»

Схема подключения при подзарядке аккумулятора от другого автомобиля

А напоследок рассмотрим случай, когда аккумулятор внезапно разрядился в дороге и  его требуется экстренно зарядить. Это можно сделать от аккумулятора другого автомобиля, подсоединив свой аккумулятор к АКБ другого автомобиля с помощью специальных проводов в народе называемых «крокодилами». Обратим внимание, что 100% заряда не будет, это не возможно по законам физики, но до дома или ближайшего автосервиса доехать хватит. Это делается в следующей последовательности:

1. Две машины должны стоять на расстоянии, достаточном для того, чтобы пусковые провода могли достать от одного аккумулятора до другого, но при этом они не могли соприкоснуться. После этого нужно затянуть ручные тормоза обоих автомобилей. Напряжение батареи — донора должно быть НЕ МЕНЕЕ 12 В. Во избежание сбоя в работе электрооборудования нужно проверить, чтобы минусовая клемма разряженного аккумулятора была подсоединена к корпусу автомобиля (для автомобилей с карбюраторным двигателем — наоборот, отсоединить).
2. Заглушите мотор автомобиля – донора. В обеих машинах выключите всё электрооборудование. Нужно вынуть ключи из замка зажигания автомобиля – приёмника и захлопнуть двери, чтобы сигнализация или иммобилайзер не приняли подачу напряжения за попытку угона.
3. Красным пусковым проводом соедините плюсовые клеммы на аккумуляторе, черным – один конец на отрицательной клемме автомобиля – донора, второй конец к металлической детали машины – приемника на таком расстоянии, чтобы на него случайно не попали искры напряжения.
4. Заведите двигатель машины – донора и поддерживайте его работу в течение нескольких минут на уровне 2000 оборотов в минуту, а затем заглушите его.
5. Заведите машину – приемник. Выжмите педаль сцепления до упора. Если попытка не удалась, сделайте перерыв около 1 минуты, а потом повторите попытку. Если после 2 — 3-х попыток так и не удалось завести машину, возможно, причина остановки вовсе не в аккумуляторе.
6. Если запуск двигателя машины – приемника прошел успешно, ПРОГРЕЙТЕ его несколько минут, прежде чем нажимать на газ. После этого отсоедините пусковые провода в обратной последовательности п.3 .
7. В добрый путь, но при этом максимально берегите заряд: не используйте электрооборудование, без которого можно обойтись, а двигатель не разгоняйте выше 2000 оборотов в минуту.

avtomotoprof.ru

1.4. Основные технические характеристики акб. Напряжение аккумулятора при заряде и разряде

Разность потенциалов на полюсных выводах аккумулятора(батареи) в процессе заряда или разряда при наличии тока во внешней цепи принято называть напряжением аккумулятора (батареи). Наличие внутреннего сопротивления аккумулятора приводит к тому, что его напряжение при разряде всегда меньше ЭДС, а при заряде – всегда больше ЭДС.

При заряде аккумулятора на его выводах напряжение должно быть больше его ЭДС на сумму внутренних потерь.

В начале заряда происходит скачок на величину напряжения омических потерь внутри аккумулятора, а затем резкое повышение за счет напряжения потенциала поляризации, вызванное в основном быстрым увеличением плотности электролита в порах активной массы. Далее происходит медленный рост напряжения, обусловленный главным образом ростом ЭДС аккумулятора вследствие увеличения плотности электролита.

После того, как основное количество сульфата свинца преобразуется в РЬО2 и РЬ, затраты энергии все в большей мере вызывают разложение воды (электролиз) Избыточное количество ионов водорода и кислорода, появляющееся в электролите, еще больше увеличивает разность потенциалов разноименных электродов. Это приводит к быстрому росту зарядного напряжения, вызывающему ускорение процесса разложения воды. Образующиеся при этом ионы водорода и кислорода не вступают во взаимодействие с активными материалами. Они рекомбинируют в нейтральные молекулы и выделяются из электролита в виде пузырьков газа (на положительном электроде выделяется кислород, на отрицательном – водород), вызывая «кипение» электролита.

Если продолжить процесс заряда, можно увидеть, что рост плотности электролита и зарядного напряжение практически прекращается, так как уже почти весь сульфат свинца прореагировал, и вся подводимая к аккумулятору энергия теперь расходуется только на протекание побочного процесса – электролитическое разложение воды. Этим объясняется и постоянство зарядного напряжения, которое служит одним из признаков окончания зарядного процесса.

После прекращения заряда, то есть отключения внешнего источника напряжения на выводах аккумулятора резко снижается до значения его неравновесной ЭДС, или на величину омических внутренних потерь. Затем происходит постепенное снижение ЭДС (вследствие уменьшения плотности электролита в порах активной массы), которое продолжается до полного выравнивания концентрации электролита в объеме аккумулятора и порах активной массы, что соответствует установлению равновесной ЭДС.

При разряде напряжение аккумулятора на его выводах меньше ЭДС на величину внутреннего падения напряжения.

В начале разряда напряжение резко падает на величину омических потерь и поляризации, обусловленной снижением концентрации электролита в порах активной массы, то есть концентрационной поляризации. Далее при установившемся (стационарном) процессе разряда происходит снижение плотности электролита в объеме аккумулятора, обусловливающее постепенное снижение разрядного напряжения. Одновременно происходит изменение соотношения содержания сульфата свинца в активной массе, что также вызывает повышение омических потерь. При этом частицы сульфата свинца (имеющего примерно втрое больший объем в сравнении с частицами свинца и его двуокиси, из которых они образовались) закрывают поры активной массы, чем препятствуют прохождению электролита в глубину электродов.

Это вызывает усиление концентрационной поляризации, приводящее к более быстрому снижению разрядного напряжения.

При прекращении разряда напряжение на выводах аккумулятора быстро повышается на величину омических потерь, достигая значения неравновесной ЭДС. Дальнейшее изменение ЭДС вследствие выравнивания концентрации электролита в порах активных масс и в объеме аккумулятора приводит к постепенному установлению значения равновесной ЭДС.

Напряжение аккумулятора при его разряде определяется в основном температурой электролита и силой разрядного тока. Как сказано выше, сопротивление свинцового аккумулятора (батареи) незначительно и в заряженном состоянии составляет всего несколько миллиОм. Однако при токах стартерного разряда, сила которых в 4–7 раз превышает значение номинальной емкости, внутреннее падение напряжения оказывает существенное влияние на разрядное напряжение. Увеличение омических потерь с понижением температуры связано с ростом сопротивления электролита. Кроме того, резко возрастает вязкость электролита, что затрудняет процесс диффузии его в поры активной массы и повышает концентрационную поляризацию (то есть увеличивает потери напряжения внутри аккумулятора за счет снижения концентрации электролита в порах электродов).

При токе более 60 А зависимость напряжения разряда от силы тока является практически линейной при всех температурах.

Среднее значение напряжения аккумулятора при заряде и разряде определяют как среднее арифметическое значений напряжения, измеренных через равные промежутки времени.

Электрическая емкость

Электрическая емкость – характеризует количество электричества, которое способна отдать аккумуляторная батарея при длительном режиме разряда. Электрическая емкость батареи определяется либо при 20‑часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.

Номинальная электрическая емкость Cn – емкость 20‑часового разряда аккумуляторной батареи. Именно ее пока регламентируют в большинстве нормативных документов европейских производителей, в российском ГОСТ 959–2002, вступившем в действие с июля 2003 года, и указывают на этикетке аккумуляторной батареи. номинальной разрядной емкостью С20, гарантируемой фирмой изготовителем, считается емкость 20 часового режима разряда. Разряд батарей при испытании на емкость 20 часового режима разряда проводят то ком IP = 0,05*С20 при температуре +25°С до конечного разрядного напряжения 10,5 В у 12‑ти вольтной батареи (1,75 В на аккумулятор). Например, для аккумуляторной батареи емкостью 60 А/ч ток разряда составляет 3 А, а для аккумулятора, емкостью 90 А/ч – 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается при напряжении 10,5 В на 12‑вольтовой батарее.

Резервная емкость(Rc) – это запас емкости аккумулятора, измеренный в минутах при разряде током в 25 А для батарей любой емкости при температуре 27°С. Она приблизительно соответствует времени движения автомобиля при выходе из строя его генератора. Для аккумулятора номинальной емкостью 55 А/ч резервная емкость составляет 85–90 мин. Это значит, что при выходе из строя генератора, автомобиль сможет двигаться еще примерно 1,5 часа за счет энергии аккумулятора, полностью заряженной на момент поломки. Приблизительно Rc = 1,63 Сn.

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Сопротивление, оказываемое аккумулятором протекающему внутри него току (зарядному или разрядному), принято называть внутренним сопротивлением аккумулятора.

Сопротивление активных материалов положительного и отрицательного электродов, а также сопротивление электролита изменяются в зависимости от степени заряженности аккумулятора. Кроме того, сопротивление электролита весьма существенно зависит от температуры.

Поэтому омическое сопротивление также зависит от степени заряженности батареи и температуры электролита.

Сопротивление поляризации зависит от силы разрядного (зарядного) тока и температуры и не подчиняется закону Ома.

Внутреннее сопротивление одного аккумулятора и даже аккумуляторной батареи, состоящей из нескольких последовательно соединенных аккумуляторов, незначительно и составляет в заряженном состоянии всего несколько тысячных долей Ома. Однако в процессе разряда оно существенно изменяется.

Электрическая проводимость активных масс уменьшается для положительного электрода примерно в 20 раз, а для отрицательного – в 10 раз. Электропроводность электролита также изменяется в зависимости от его плотности. При увеличении плотности электролита от 1,00 до 1,70 г./см³ его электропроводность сначала растет до его максимального значения, а затем вновь уменьшается.

По мере разряда аккумулятора плотность электролита снижается от 1,28 г./см³ до 1,09 г./см³, что приводит к снижению его электропроводности почти в 2,5 раза. В результате омическое сопротивление аккумулятора по мере разряда увеличивается. В разряженном состоянии сопротивление достигает значения, более чем в 2 раза превышающего его величину в заряженном состоянии.

Кроме состояния заряженности существенное влияние на сопротивление аккумуляторов оказывает температура. С понижением температуры удельное сопротивление электролита возрастает и при температуре -40°С становится примерно в 8 раз больше, чем при +30°С. Сопротивление сепараторов также резко возрастает с понижением температуры и в том же интервале температуры увеличивается почти в 4 раза. Это является определяющим фактором увеличения внутреннего сопротивления аккумуляторов при низких температурах.

В современных технологиях используется обратная величина, которая называется проводимостью.

Проводимость (S) = 1 / Сопротивление (R)

Ток утечки

Этот параметр присутствует в аккумуляторе любого типа. Бывает внутренним и внешним.

Внешний ток утечки определяется прежде всего качеством цепей, подключенных к батарее (отсутствием паразитных потребителей в этих цепях) и чистотой поверхности батареи.

Внутренний ток утечки невелик и для современной батареи 100Ач составляет около 1 мА (примерно эквивалентно потери 1% емкости в месяц) Его величина определяется чистотой электролита, особенно степенью загрязненности его солями металлов. [8]

Саморазряд аккумулятора

Саморазрядом называют снижение емкости аккумуляторов при разомкнутой внешней цепи, то есть при бездействии. Это явление вызвано окислительно-восстановительными процессами, самопроизвольно протекающими как на отрицательном, так и на положительном электродах. Саморазряду особенно подвержен отрицательный электрод вследствие самопроизвольного растворения свинца (отрицательной активной массы) в растворе серной кислоты. Саморазряд отрицательного электрода сопровождается выделением газообразного водорода. Скорость самопроизвольного растворения свинца существенно возрастает с повышением концентрации электролита. Повышение плотности электролита с 1,27 до 1,32 г/см³ приводит к росту скорости саморазряда отрицательного электрода на 40%. Наличие примесей различных металлов на поверхности отрицательного электрода оказывает весьма значительное влияние (каталитическое) на увеличение скорости саморастворения свинца (вследствие снижения перенапряжения выделения водорода). Практически все металлы, встречающиеся в виде примесей в аккумуляторном сырье, электролите и сепараторах, или вводимые в виде специальных добавок, способствуют повышению саморазряда. Попадая на поверхность отрицательного электрода, они облегчают условия выделения водорода. Часть примесей (соли металлов с переменной валентностью) действуют как переносчики зарядов с одного электрода на другой. В этом случае ионы металлов восстанавливаются на отрицательном электроде и окисляются на положительном (такой механизм саморазряда приписывают ионам железа). Саморазряд положительного активного материала обусловлен протеканием реакции.

2РЬО2 + 2h3SO4 -> PbSCU + 2h3O + О2

Скорость данной реакции также возрастает с ростом концентрации электролита.

Так как реакция протекает с выделением кислорода, то скорость ее в значительной степени определяется кислородным перенапряжением. Поэтому добавки, снижающие потенциал выделения кислорода (например, сурьма, кобальт, серебро), будут способствовать росту скорости реакции саморастворения двуокиси свинца. Скорость саморазряда положительного активного материала в несколько раз ниже скорости саморазряда отрицательного активного материала.

Другой причиной саморазряда положительного электрода является разность потенциалов материала токоотвода и активной массы этого электрода. Возникающий вследствие этой разности потенциалов гальванический микроэлемент превращает при протекании тока свинец токоотвода и двуокись свинца положительной активной массы в сульфат свинца. Саморазряд может возникать также, когда аккумулятор снаружи загрязнен или залит электролитом, водой или другими жидкостями, которые создают возможность разряда через электропроводную пленку, находящуюся между полюсными выводами аккумулятора или его перемычками. Этот вид саморазряда не отличается от обычного разряда очень малыми токами при замкнутой внешней цепи и легко устраним. Для этого необходимо содержать поверхность батарей в чистоте. Саморазряд батарей в значительной мере зависит от температуры электролита. С понижением температуры саморазряд уменьшается. При температуре ниже 0°С у новых батарей он практически прекращается. Поэтому хранение батарей рекомендуется в заряженном состоянии при низких температурах (до -30°С). В процессе эксплуатации саморазряд не остается постоянным и резко усиливается к концу срока службы. Снижение саморазряда возможно за счет повышения перенапряжения выделений кислорода и водорода на аккумуляторных электродах. Для этого необходимо, во-первых, использовать возможно более чистые материалы для производства аккумуляторов, уменьшать количественное содержание легирующих элементов в аккумуляторных сплавах, использовать только чистую серную кислоту и дистиллированную (или близкую к ней по чистоте при других методах очистки) воду для приготовления всех электролитов, как при производстве, так и при эксплуатации. Например, благодаря снижению содержания сурьмы в сплаве токоотводов с 5% до 2% и использованию дистиллированной воды для всех технологических электролитов, среднесуточный саморазряд снижается в 4 раза. Замена сурьмы на кальций позволяет еще больше снизить скорость саморазряда. Снижению саморазряда могут также способствовать добавки органических веществ – ингибиторов саморазряда. Применение общей крышки и скрытых межэлементных соединений в значительной степени снижает скорость саморазряда от токов утечки, так как значительно снижается вероятность гальванической связи между далеко отстоящими полюсными выводами.

Иногда саморазрядом называют быструю потерю емкости вследствие короткого замыкания внутри аккумулятора. Такое явление объясняется прямым разрядом через токопроводящие мостики, образовавшиеся между разноименными электродами.

Применение сепараторов-конвертов в необслуживаемых аккумуляторах исключает возможность образования коротких замыканий между разноименными электродами в процессе эксплуатации. Однако такая вероятность остается вследствие возможных сбоев в работе оборудования при массовом производстве. Обычно такой дефект выявляется в первые месяцы эксплуатации и батарея подлежит замене по гарантии. Обычно степень саморазряда выражают в процентах потери емкости за установленный период времени. Действующими в настоящее время стандартами саморазряд характеризуется также напряжением стартерного разряда при -18°С после испытания: бездействия в течение 21 суток при температуре +40°С. [9]

studfiles.net

Зарядка аккумуляторов глубокого разряда - Мобильные Электросистемы

Разработка электрической системы на катере или яхте состоит из нескольких этапов. Необходимо выбрать правильный тип аккумуляторов, рассчитать их емкость и определить мощность генератора для зарядки аккумуляторной батареи. Однако ни один из этих шагов не принесет успеха, если напряжение генератора не будет соответствовать требованиям бортовой электрической системы.

Аналогия с баком для воды

Понять процессы заряда и разряда аккумулятора помогает сравнение его пластин с баком для воды.

Аналогия с баком для воды, в который подключенный насос закачивает воду, помогает понять процесс зарядки аккумулятора глубокого разряда

Представим закрытый бак внутри которого от верхней крышки до дна установлено несколько сплошных перегородок. В нижней части каждой перегородки расположена полупроницаемая мембрана. К резервуару подсоединен насос, который закачивает в него воду.

Постепенно вода заполняет первую секцию бака. Через некоторое время давление воздуха в отсеке повышается, первая мембрана срабатывает и пропускает воду во второе отделение. Вода заполняет второй отсек, но давление в нем остается меньше, чем в первом. Если насос продолжает работу, то давление воды в первом и втором отсеках возрастает до тех пор, пока не откроется второй клапан, и вода не попадет в третью секцию.

Зарядка аккумулятора напоминает заполнение бака водой. Зарядный ток в первую очередь поглощается поверхностью пластин. Напряжение в поверхностных зонах возрастает и возникающая между наружными и внутренними областями разность потенциалов заставляет ток течь вглубь пластины.

Переключатель давления

Генератор автомобильного типа уменьшает выходной ток сразу после того, как аккумулятор глубокого разряда зарядится до 50% емкости

Предположим, что в насосе, качающем воду в бак, установлено реле, которое выключает насос, если давлении в баке достигает 14 атм.  Когда давление в первом отсеке бака повысится до этого уровня, насос выключится, но из-за разности давлений между различными частями бака вода продолжит просачиваться через мембраны в отдаленные секции резервуара. Из-за этого через некоторое время давление в первом отсеке понизится и регулятор включит насос, который вновь поднимет давление до заданного уровня. Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление во всем баке не выровняется и не достигнет 14 атмосфер. После этого насос выключится надолго. Но он включится снова, когда из бака выйдет часть воды и давление в резервуаре упадет.

Генераторы и зарядные устройства работают по похожему принципу благодаря регуляторам напряжения. Если регулятор выставлен на 14 вольт, генератор отключится, когда напряжение на поверхности аккумуляторных пластин повысится до этого значения. Но даже после того, как генератор отключился, разность напряжений между поверхностью пластин и их внутренними областями заставляет зарядный ток проникать внутрь пластин. Напряжение на поверхности пластины снижается и регулятор снова включает генератор, который повышает напряжение до установленного значения.  Если времени достаточно, процесс продолжается до тех пор, пока аккумулятор полностью не зарядится и напряжение по всей толщине пластины не достигнет 14 вольт.  После этого регулятор отключает устройство зарядки.  Как только подключенное оборудование разрядит аккумулятор и поверхностное напряжение на пластинах понизится регулятор включит генератор вновь.

Допустимый ток зарядки

Самая высокая разность давлений между отсеками в баке возникает, когда в нем заполнена только первая секция. В этот момент вода течет через мембраны быстрее всего. По мере того, как давление во внутренних областях бака растет, разность давлений между отделениями снижается, и скорость заполнения отсеков уменьшается.

Похожим образом выглядит процесс зарядки аккумулятора. У разряженной батареи внутри пластин низкое напряжение.  Сразу после включения генератор повышает напряжение на поверхности пластин, разность потенциалов по толщине пластины возрастает до максимального значения и скорость приема заряда внутренними областями пластины также становится максимальной. Внутренние области пластин поглощают заряд, разница напряжений уменьшается и скорость зарядки замедляется.

В примере с баком воды, первый отсек резервуара похож на участок аккумуляторной пластины, непосредственно соприкасающийся с электролитом. Внутренние секции бака – на внутренним части аккумуляторных пластин.

В стартовом аккумуляторе много тонких пластин, общая площадью поверхности которых велика. Такой аккумулятор похож на бак в котором первое отделение занимает большую часть объема. Стартовый аккумулятор допускает относительно высокий зарядный ток и заряжается очень быстро. В аккумуляторе глубокого разряда с жидким электролитом пластин меньше, но они толще. Аналог этого аккумулятора – бак с маленьким первым отделением и большими внутренними отсеками. Во время зарядки первая секция бака заполняется быстро (поверхности пластин заряжаются), после этого скорость приема заряда замедляется. Требуется время, чтобы заряд проник во внутренние области пластин. Еще больше времени необходимо, чтобы разряженный тяговый аккумулятор зарядить на 100%.

Неравномерность зарядки аккумулятора иллюстрирует следующий факт. 90% заряда можно восстановить в течении 60% времени зарядки. На десять оставшихся процентов емкости расходуется 40% времени.

Сульфатация

Сульфатация аккумуляторных пластин в зависимости от количества циклов заряда-разряда аккумулятора

Вода, выкачиваемая из резервуара, в сначала выходит из его первого отсека. Если бак сразу наполнить вновь, уровень воды во внутренних секциях почти не изменится и время заполнения окажется не большим. Но если оставить бак с полупустым первым отсеком на долго, вода из внутренних отделений перетечет в первую секцию и, чтобы заполнить бак целиком, понадобится больше времени.

При разряде аккумулятора ток в первую очередь поступает с поверхности пластин. Если аккумулятор зарядить сразу, внутренние области пластин не успеют разрядится, и перезарядка не займет много времени. Но если аккумулятор оставить в частично разряженном состоянии, напряжение по толщине пластин выровняется и внутренние области окажутся разряженными. Время зарядки возрастет, но если ее не выполнить полностью пластины аккумулятора станут уязвимы для сульфатации.

Ток зарядки

Если к небольшому баку подключить мощный насос, он быстро заполнит первое отделение резервуара. Как только это произойдет, бак перестанет наполнятся с прежней скоростью и насос уменьшит расход перекачиваемой воды. Если к этому моменту вода не успела распространится по внутренним отделениям, то возникнет ситуация, когда давление, измеренное в первом отделении полупустого бака окажется равным давлению полностью заполненного резервуара.

Но если к большому баку подсоединить насос с маленьким расходом, скорость, с которой вода проникает во внутренние отсеки окажется примерно равной расходу насоса. Значит в момент, когда давление в баке достигнет заданного значения насос заполнит бак полностью.

Аналогия сохраняется, если мощный генератор подключен к аккумуляторной батарее не большой емкости. Такой генератор быстро поднимет поверхностное напряжение на пластинах аккумулятора, регулятор напряжения уменьшит выходной ток, и большая часть мощности генератора окажется не востребованной.

К тому моменту, когда ток зарядки начнет уменьшаться внутренние области пластин могут быть по-прежнему разряженными, хотя напряжение аккумулятора будет соответствовать напряжению полностью заряженной батареи.

В этой ситуации предпочтительнее генератор меньшей мощности. Он полнее зарядит аккумуляторную батарею, поскольку скорость распространения заряда будет соответствовать выходу генератора и регулятор напряжения не уменьшит ток до тех пор, пока аккумулятор не зарядится полностью.

Насыщение и абсорбция

Закачивать воду в пустой бак можно с любой скоростью. Единственное ограничение в этом случае – расход насоса. Однако после того как первое отделение резервуара заполнилось и давление в нем достигло установленного значения, переключатель многократно включает и выключает насос, чтобы поддержать это давление на нужном уровне. время наполнения бака в этот момент зависит от скорости перетекания воды во внутренние отделения резервуара.

Чем больше наполняются водой дальние отсеки бака, тем больше снижается скорость протекания воды через мембраны. Из-за этого насос находится в выключенном состоянии все дольше и дольше, а расход перекачиваемой им воды постоянно уменьшается.

Настройки регулятора

Автомобильный аккумулятор с тонкими пластинами редко разряжается больше, чем на несколько процентов от своей емкости.  После запуска двигателя заряд аккумулятора сразу же восстанавливается и внутренние области пластин не успевают разрядится. Но двигатель и генератор работают намного дольше, чем требуется для зарядки, и, чтобы не повредить аккумулятор напряжение регулятора устанавливают относительно низким.

Левый график. Зависимость тока поглощаемого аккумулятором от напряжения зарядки при разном уровне заряда аккумулятора. К тяговому аккумулятору емкостью 100 Ач, подключено зарядное устройство мощностью 180 А. Правый график. Ток поглощаемый аккумулятором емкостью 100 Ач во время зарядки при различном напряжении. Чем выше напряжение зарядки, тем больше энергии сохраняет аккумулятор и дольше работает подключенный к нему инвертер. Источник — Sterling Power

Аккумуляторы глубокого разряда с толстыми пластинами разряжаются в течении нескольких часов или дней. За это время напряжение по толщине пластин выравниваться, а ток поступает как с поверхности, так и с внутренних областей пластин. Однако в этом случае двигатель и генератор работают намного меньше, чем требуется для восстановления полного заряда тягового аккумулятора.

Если регулятор напряжения установлен на 14,0 вольт, рост напряжения на поверхности аккумуляторных пластин приведет к тому, что выходной ток генератора снизится сразу после того, как аккумулятор зарядится на 50%. Такое поведение регулятора не защищает аккумулятор, но значительно увеличивает продолжительность зарядки.

Поскольку правильно подобранная батарея аккумуляторов глубокого разряда эксплуатируется в интервале от 50% до 80% емкости, регулятор напряжения автомобильного типа сокращает ток зарядки в самой важной области работы аккумуляторной батареи. И если для зарядки аккумуляторов используется двигатель, работающий на низких оборотах, он никогда не зарядит аккумуляторы глубокого разряда полностью, даже если непрерывно проработает много часов.  В результате многие аккумуляторы регулярно недозаряжаются, страдают от сульфатации и раньше времени выходят из строя.

Время зарядки можно сократить, подняв напряжение регулятора. Однако если повышенное напряжение безопасно при уровне заряда в 50 — 80% от емкости, аккумуляторы перезарядятся во время продолжительной работы двигателя. Перезарядка приведет к потере электролита в жидко-кислотных аккумуляторах, высыханию и разрушение гелевых и AGM ячеек. Решетки положительных пластин разрушатся во всех типах аккумуляторов.

Таким образом возникает следующая проблема. Тяговые аккумуляторы разряжаются до 50% и больше, но время их зарядки часто ограничено. Значит нужны устройства быстрой зарядки в которых будет более высокое напряжение регулятора чем в автомобилях. В противном случае аккумуляторы будут недорзаряжаться, разовьется сульфатация и емкость аккумулятора уменьшится. Однако при высоком напряжении регулятора и длительной работе двигателя наступит перезарядка, газообразование и повреждение пластин.

advanced-power.ru

---

• 
  Виды топлива для автомобилей
• 
  Типы кранов
• 
  Двигатель белаза
• 
  Состав бригады
• 
  Синхронный генератор принцип работы и устройство
• 
  Мкат 40
• 
  Из чего состоит резина
• 
  Разряд заряд аккумулятора
• 
  Соединительные муфты для валов
• 
  Можно ли гусеничному трактору переезжать ж д полотно
• 
  Генератор на уаз