Заряд свинцового аккумулятора


Зарядка свинцового аккумулятора

Свинцовые аккумуляторы являются источником энергии в машине с двигателем внутреннего сгорания. Генераторы машин содержат реле-регулятор, который не пропускает напряжение свыше 14,4 В, т.е отключает возбуждение ротора на больших оборотах двигателя. Это означает, что аккумулятор полностью зарядиться не может. Нет, если проехать 400 км, то аккумулятор зарядится, но если в день проезжать 50 км, то аккумулятор полностью так и не зарядится. В результате, обычно зимой, втягивающее реле просто щелкнет, а мотор не заведется. Естественно, что нужно либо нести аккумулятор домой и отогревать в теплой ванне, либо ставить на зарядку. Кстатит, если на улице -20С и мотор не заводится, но можно снять аккумулятор и поставить его в ванну с теплой водой. Вода не должна полностью покрывать аккумулятор. Нагрев таким образом можно добиться, чтобы электролит стал достаточно жидким, чтобы завести машину.

Для зарядки аккумулятора нужно подать на него постоянное напряжение. Выходное напряжение блока питания считается по формуле: U=2,7 В/бн - вольты на банку. Количество банок в автомобильных аккумуляторах обычно 6 - по количеству пробок для забора электролита.

Количество банок рассчитается как общее напряжение аккумулятора разделенное на два: n=U/2. Итак, получается напряжение блока питания должно быть U=2,7*6=16,2 В. Напряжение можно брать и выше - по итогу все отрегулируется током. В качестве блока выбирается трансформатор. Ток вторичной обмотки трансформатора выбирается по формуле: I=0,2*C, где С - емкость аккумулятора. Если учесть, что стандартный аккумулятор - 60 Ач, то ток через вторичку составит I=0,2*60=12 А. После трансформатора ставится выпрямительный диод - обычно на 15 А - но можно и больше, но не меньше тока вторичной обмотки трансформатора.

Однако, если дать все напряжение блока питания аккумулятору, то пластины аккумулятора сразу высыпятся. Необходимо регулирование напряжения, а следовательно - будет регулироваться и ток. Для регулирования тока необходим либо переменный резистор с толстой спиралью, подключенный последовательно с аккумулятором, либо регулятор света (диммер), включенный перед трансформатором. Для индикации тока ставится амперметр.

Если все собрано, то вначале подключаем аккумулятор к зарядному устройству, выставляем регулятор в нулевое положение и включаем трансформатор. Отключать аккумулятор от зарядного устройства при включенном зарядном нельзя - возникнет искра и может взорваться скопившийся водород. Далее выставляем ток по амперметру. Напряжение при заряде нам нисколько не интересно. Главное ток, а напряжение будет, если ток идет. Ток выставляется таким, чтобы I=0,1*С, где С - емкость аккумулятора. Для аккумулятора емкостью 60 Ач нужен ток заряда I=0,1*60=6 А. Этим током аккумулятор должен заряжаться 10 ч. Конечно, можно поставить ток 1 А и заряжать 60 ч, если есть время. Малый ток полезен аккумуляторам при зарядке, а вот большой ток может вызвать и необратимые изменения - высыпятся пластины, аккумулятор закипит. Кипение аккумулятора - негативный процесс, его нужно избегать. Если же закипание произошло, нужно отключить аккумулятор от зарядки, охладить и выставить меньший ток заряда.

Есть так называемый "уравнительный заряд" - при нем плотность электролита во всех банках становится одинаковой. Уравнительный заряд проводится после полной зарядки аккумулятора, выставляется ток I=0,15 А/бн, что для 6-ти баночного аккумулятора означает I=0,15*6=0,9 А. Этим током нужно заряжать 12 ч.

Критерием зарядки аккумулятора служит плотность электролита в его банках. Сейчас производят необслуживаемые аккумулятора, где нельзя промерить электролит и долить в него дистиллированную воду.

Однако, встречаются и обслуживаемые аккумуляторы, где сверху установлены пробки под большую крестообразную отвертку. При заряде таких аккумуляторов пробки нужно открутить, чтобы дать водороду свободно выходить. Специальным прибором - ареометром - измеряем плотность электролита в каждой банке.

У заряженного аккумулятора плотность 1,27 - 1,30 г/см3.

Если получилось опрокинуть аккумулятор и электролит вытек - нельзя заливать свежий электролит. Нужно собрать хоть немного электролита старого, залить в банки дистиллированную воду и на выравнивающей заряде вытягивать банки. Это достаточно длительный процесс, но верный.

Сейчас во многие аккумуляторы встраивают датчик уровня электролита. Он выполняется в виде глазка сверху и в виде поплавка внутри. Если посмотреть в глазок то он имеет цвет - зеленый, тогда плотность электролита высокая и аккумулятор теоретически заряжен. Если цвет глазка красный, то аккумулято либо разряжен, либо нуждается в доливке дисциллированной водой. Логика в том, что в плотности воды поплавок тонет, а в плотности электролита плавает. Следовательно все пограничные состояния удерживают поплавок на определенном уровне и глазок меняет цвет от насыщеного цвета до красного.

Всем удачной зарядки.

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов: как их заряжать

Узнайте, какие действия нужны для правильной зарядки любых аккумуляторов свинцово-кислотного типа.


Мы используем научные доказательства и проверенные источники (такие, как Battery University) для исключения ошибок и разночтений. Эта статья посвящена свинцово-кислотному типу батарей любого назначения (не только для автомобилей).



Особенности зарядки свинцово-кислотной батареи

Аккумуляторная батарея заряжается, когда к ней приложен потенциал, превышающий её напряжение.

Правильная зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов (автомобильных пусковых, тяговых, резервных источников бесперебойного питания и прочих назначений) предусматривает три ключевых особенности.


  • 1. Заряжается до 2,40 Вольт на элемент. После возможно применение дозарядки.
  • 2. Плавающий* заряд ~2,25 Вольт на элемент компенсирует саморазряд. Полезен.
  • 3. Избыточный заряд вреден. Он вызывает коррозию и преждевременный износ.
  • 4. Температура заряда и разряда от -20°C до +50°C. Заряжать ниже 0°С следует током не выше 0,3C.

* - Плавающий зарядпринцип поддержания батареи в полностью заряженном состоянии подачей установленного постоянного напряжения с целью компенсации электрохимических потерьБатарейки и аккумуляторы», НИЦ «Наука и Техника» Выпуск 1, автор В.С. Лаврус].

Есть и ещё одна особенность, которую следует знать (источник «Химические источники тока». М.: Энергоиздат, 1981. 360с.). При перенапряжениях свинцово-кислотные аккумуляторы выделяют водород. При напряжениях близко к полному заряду выделяют кислород.

Задача зарядного устройства подать фиксированное и высокое напряжение на элемент, чтобы создать условия для зарядки электродов. Но оно должно быть не слишком высоким, чтобы избежать выделения газа.

Если всё выполняется правильно, то напряжение элемента будет возрастать, пока не станет равным напряжению заряжающего источника.


Как правильно и по науке зарядить свинцово-кислотную батарею (этапы)

Составлено по указаниям и рекомендациям Battery University.

Есть три ключевых этапа, которые объясняют как зарядить кислотно-свинцовый аккумулятор правильно и без неприятных последствий. На схеме указаны значения для одного элемента.


1 этап. Зарядка.

Используется постоянное значение тока заряда в течение ~4 часов с повышением напряжения на ячейке до 2,4 В.


2 этап. Дозарядка.

Ток уменьшается при достижении предела напряжения на ячейке. Обязательная зарядка продолжается ~8 часов.


3 этап. Плавающий заряд.

В течение 10 часов напряжение должно снизиться до ~2,25 В для поддерживающего плавающего заряда с незначительным повышением тока.


Частые вопросы по зарядке свинцово-кислотных аккумуляторов

Схематичное изображение свинцово-кислотного аккумулятора.

1. Вопрос: что больше всего портит аккумулятор в эксплуатации?

Ответ: неправильное хранение с частичным зарядом — заряжайте полностью.

2. Вопрос: частичный заряд действительно вреден для свинцово-кислотных батарей?

Ответ: да, старайтесь держать полностью заряженными.

3. Вопрос: должен ли я полностью разряжать батарею перед зарядкой?

Ответ: нет, глубокий разряд вреден данному типу.

4. Вопрос: аккумулятор слегка нагревается — это нормально?

Ответ: свинцово-кислотные батареи немного повышают свою температуру, это нормально.

5. Вопрос: можно ли заряжать такие аккумуляторы в мороз?

Ответ: да, но медленной зарядкой при токе 0.1C (максимум 0.3C) при температуре не холоднее -20°C.

6. Вопрос: можно ли заряжать в сильную жару?

Ответ: не рекомендуется превышать 2,25 В

7. Вопрос: как мне подготовить аккумулятор к долгому хранению?

Ответ: храните в полностью заряженном состоянии с периодической дозарядкой каждые 6 месяцев или при падении напряжения до 2,05 В на ячейку (иначе пластинам грозит сульфатация).

8. Вопрос: как мне продлить срок службы свинцово-кислотного аккумулятора?

Ответ: помимо указанных выше правил периодически раз в 6 месяцев выполняйте 14-часовую зарядку для профилактики сульфатации на пластинах; всегда заряжайте после использования и не оставляйте разряженными.



***

Теперь вы знаете обо всех базовых особенностях и правилах, как заряжать свинцово-кислотный аккумулятор правильно и без неприятных последствий, как продлить срок службы, хранить и эксплуатировать.

Мы рекомендуем также присмотреться к новому типу аккумуляторов особой надёжности (10 лет службы) — литий-железо-фосфатным (LiFePO4). Это лучшая на рынке замена свинцово-кислотным батареям, так как служат дольше и предлагают массу преимуществ, о которых можно узнать в нашей отдельной заметке.

Узнайте, почему батареи LiFePO4 для ИБП лучше свинцово-кислотных аккумуляторов.


Мы читаем все комментарии. Укажите ваши вопросы, предложения или замечания. Или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.



Заряд аккумулятора

Алгоритм заряда

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

На текущий момент на рынке аккумуляторов наиболее распространены следующие типы:

    - SLA (Sealed Lead Acid) Герметичные свинцово-кислотные или VRLA (Valve Regulated Lead Acid) клапанно-регулируемые свинцово кислотные. Изготовлены по стандартной технологии. Благодаря конструкции и применяемых материалов, не требуют проверки уровня электролита и доливки воды. Имеют невысокую устойчивость к циклированию, ограниченные возможности работы при низком разряде, стандартный пусковой ток и быстрый разряд.

    - EFB (Enhanced Flooded Battery) Технология разработана фирмой Bosch. Это промежуточная технология между стандартной и технологий AGM. От стандартной такие аккумуляторы отличаются более высокой устойчивостью к циклированию, улучшен прием заряда. Имеют более высокий пусковой ток. Как и у SLA\VRLA, есть ограничения работы при низкой заряженности.

    - AGM (Absorbed Glass Mat) На текущий момент лучшая технология (по соотношению цена\характеристики). Устойчивость к циклированию выше в 3-4 раза, быстрый заряд. Благодаря низкому внутреннему сопротивлению обладает высоким пусковым током при низкой степени заряженности. Расход воды приближен к нулю, устойчива к расслоению электролита благодаря абсорбции в AGM-сепараторе.

    - GEL (Gel Electrolite) Технология, при которой электролит находиться в виде геля. По сравнению с AGM обладают лучшей устойчивостью к циклированию, большая устойчивость к расслоению электролита. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, и высокие требования к режиму заряда.

Существуют еще несколько технологий изготовления аккумуляторов, как связанных с изменением формы пластин, так и специфическими условиями эксплуатации. Не смотря на различие технологий, физико-химические процессы протекающие при заряде — разряде аккумулятора одинаковые. По-этому алгоритмы заряда различных типов аккумуляторов практически идентичны. Различия,в основном, связаны со значением максимального тока заряда и напряжения окончания заряда.

Например, при заряде 12-ти вольтового аккумулятора по технологии:

    - SLA\VRLA максимальный ток 0.1С, напряжение 14,2 … 14,5В

    - AGM максимальный ток 0.2С, напряжение 14,6 … 14,8В

    - GEL максимальный ток 0.2С, напряжение 14,1 … 14,4В

Значения приведены усредненные по рекомендациям различных производителей аккумуляторов. Конкретные значения необходимо уточнить у производителя.

Определение степени заряженности аккумулятора

Есть два основных способа определения степени заряженности аккумулятора, измерение плотности электролита и измерение напряжения разомкнутой цепи (НРЦ).

НРЦ — это напряжение на аккумуляторе без подключенной нагрузки. Для герметичных (не обслуживаемых) аккумуляторов степень заряженности можно определить только измерив НРЦ. Измерять НРЦ необходимо не раньше, чем через 8 часов после остановки двигателя (отключения от зарядного устройства), с помощью вольтметра класса точности не ниже 1.0. При температуре аккумулятора 20-25оС (по рекомендации фирмы Bosch). Значения НРЦ приведены в таблице.

(у некоторых производителей значения могут отличаться от приведенных) Если степень заряженности аккумулятора меньше 80%, то рекомендуеться провести заряд.

Алгоритмы заряда аккумуляторов

Существуют несколько наиболее распространенных алгоритмов заряда аккумулятора. На текущий момент большинство производителей аккумуляторов рекомендуют алгоритм заряда CC\CV (Constant Current \ Constant Voltage – постоянный ток \ постоянное напряжение).

Такой алгоритм обеспечивает достаточно быстрый и «бережный» режим заряда аккумулятора. Для исключения долговременного пребывания аккумулятора в конце процесса заряда, большинство зарядных устройств переходит в режим поддержания (компенсации тока саморазряда) напряжения на аккумуляторе. Такой алгоритм называется трехступенчатым. График такого алгоритма заряда представлен на рисунке.

Указанные значения напряжения (14.5В и 13.2В) справедливы при заряде аккумуляторов типа SLA\VRLA,AGM. При заряде аккумуляторов типа GEL значения напряжений должны быть установлены соответственно 14.1В и 13.2В.

Дополнительные алгоритмы при заряде аккумуляторов

Предзаряд У сильно разряженного аккумулятора (НРЦ меньше 10В) увеличивается внутреннее сопротивление, что приводит к ухудшению его способности принимать заряд. Алгоритм предзаряда предназначен для «раскачки» таких аккумуляторов.

Асимметричный заряд Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора можно проводить заряд асимметричным током. При таком алгоритме заряд чередуется с разрядом, что приводит к частичному растворению сульфатов и восстановлению емкости аккумулятора.

Выравнивающий заряд В процессе эксплуатации аккумуляторов происходит изменение внутреннего сопротивления отдельных «банок», что в процессе заряда приводит неравномерности заряда. Для уменьшения разброса внутреннего сопротивления рекомендуется проводить выравнивающий заряд. При этом аккумулятор заряжают током 0.05...0.1C при напряжении 15.6...16.4В. Заряд проводиться в течении 2...6 часов при постоянном контроле температуры аккумулятора. Нельзя проводить выравнивающий заряд герметичных аккумуляторов, особенно по технологии GEL. Некоторые производители допускают такой заряд для VRLA\AGM аккумуляторов.

Определение емкости аккумулятора

В процессе эксплуатации аккумулятора его емкость уменьшается. Если емкость составляет 80% от номинальной, то такой аккумулятор рекомендуется заменить. Для определения емкости аккумулятор полностью заряжают. Дают отстояться в течении 1....5 часов и затем разряжают током 1\20С до напряжения 10.8В (для 12-ти вольтового аккумулятора). Количество отданных аккумулятором ампер-часов является его фактической емкостью. Некоторые производители используют для определения емкости другие значения тока разряда, и напряжения до которого разряжается аккумулятор.

Контрольно-тренировочный цикл

Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора одна из методик это проведение контрольно тренировочных циклов (КТЦ). КТЦ состоят из нескольких последовательных циклов заряда с последующим разрядом током 0.01...0.05С. При проведении таких циклов, сульфат растворяется, емкость аккумулятора может быть частично восстановлена.

Как правильно заряжать аккумулятор? Зарядка аккумулятора | Заряд аккумуляторной батареи герметичной необслуживаемой



Правильная зарядка аккумулятора

 

Одним из наиболее важных условий корректной работы, хорошей отдачи и длительного срока службы аккумуляторной батареи является её правильный заряд. Это касается абсолютно всех аккумуляторов: будь то мощные промышленные большой емкости, либо же крошечные батарейки в Ваших мобильных. К сожалению, далеко не все пользователи знают, что есть правильная зарядка аккумулятора. Данная статья призвана помочь людям в этом вопросе и быть "руководством пользователя" при столкновении с задачей должным образом зарядить АКБ (аккумуляторную батарею).

Существует множество различных видов электрических аккумуляторов – для каждого из них характерны свои правила и особенности заряда. Все они подробно описаны в инструкциях по эксплуатации, обязательным образом поставляемых продавцом (по крайней мере мы так делаем всегда) вместе с аккумуляторной продукцией. Однако, бороздить инструкцию в поиске нужной информации не всегда удобно, да и не всегда, согласитесь, есть к тому желание. Посему, в данной статье мы обрисуем общие правила по правильной зарядке наиболее популярных и часто используемых в бытовых условиях аккумуляторов – свинцово-кислотных необслуживаемых герметичных АКБ (чаще всего это аккумуляторы для ИБП, аккумуляторы для электромобилей, электромоторов, для лодок, эхолотов, для сигнализации и связи и проч.) – AGM и гелевых аккумуляторов. Эти правила кое в чем справедливы и для автомобильных стартерных (обслуживаемых) АКБ, хоть процесс заряда таких аккумуляторов и имеет некоторые особенности.

Как заряжать аккумулятор?

Итак, давайте разберемся, что представляет из себя правильный заряд аккумуляторной батареи. Для начала хотим обратить внимание на одно общее правило, касающееся ВСЕХ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ видов аккумуляторов, известных науке: чем меньше раз разряжается аккумулятор и чем менее глубоким является каждый отдельно взятый его разряд, тем большим будет срок его службы. Все мифы о том, что аккумулятор (какой бы он ни был!),  нужно каждый раз полностью разряжать, а затем полностью заряжать, и только так он прослужит максимально долго, а также утверждения "знатоков", что, мол, надо обязательно периодически разряжать аккумулятор, иначе он испортится – полная чушь! Если Вам предлагают купить аккумулятор и при этом рассказывают подобные "истории" – держитесь от таких продавцов и их продукции подальше. Для низкокачественных батарей, производимых из "грязного" вторсырья, отсутствие периодической "встряски" в виде разряда-заряда может действительно быть причиной быстрого выхода из строя (из-за того, что пластины данных АКБ чрезмерно загрязнены, и без "встрясок" данная "грязь" быстро обволакивает поверхность пластин и мешает нормальному прохождению процесса электролиза). Но для качественных аккумуляторов наиболее излюбленным является именно режим постоянного (буферного) подзаряда, при котором практически отсутствуют разряды, а сама АКБ постоянно пребывает под правильным напряжением.

Здесь надо учитывать также эффект памяти некоторых аккумуляторных батарей — в настоящий момент под эффектом памяти понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора. Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток только до «запомненной границы». Никель-металл-гидридный (Ni-MH), Никель-кадмиевый (NiCd), Серебряно-цинковый аккумулятор.

Переходим ближе к делу. Чтобы правильно заряжать аккумулятор нужно понимать, в каком режиме он у Вас эксплуатируется.

Что такое буферный режим работы

Самый яркий пример буферного режима работы аккумулятора – ИБП (источник бесперебойного питания, он же UPS). В ИБП аккумуляторная батарея находится на постоянной подзарядке и отдает энергию лишь тогда, когда пропадает электричество в сети, а как только оно появляется, аккумулятор тут же подзаряжается. Это самый щадящий режим работы и именно в буферном режиме, как мы уже говорили, аккумуляторы служат дольше всего (например, наши батареи EverExceed серии ST, производимые по технологии AGM нового поколения, имеют срок службы в буферном режиме при Т=20оС – 12 лет).

Что такое циклический режим работы

Пример циклического режима использования АКБ – поломоечная машина, детский электромобиль в парке аттракционов, либо же система автономного электропитания с использованием альтернативных источников энергии (солнечных батарей, ветряков и т.д.). Аккумуляторы в этих приложениях разряжают-заряжают как минимум 1 раз в сутки. Такой режим  является наиболее суровым, и срок службы АКБ тут уже исчисляется не годами, а количеством циклов разряд-заряда (ну и их глубины, естественно). Упомянутые ранее аккумуляторы EverExceed серии ST могут обеспечить до 600 циклов глубокого 100% разряда (обычные же AGM-аккумуляторы – не более 280). Всегда очень удивляет, когда в приложениях с явно циклическим характером работы (те же системы электропитания на солнечных батареях, либо мобильные кофемашины) некоторые "умельцы" предлагают использование стартерных автомобильных аккумуляторов (аргумент – их дешевизна!). Уведомляем всех, кто столкнулся с подобным предложением: стартерные АКБ имеют тонкие пластины, они рассчитаны лишь на запуск двигателя и дальнейшую подзарядку от генератора, в циклическом же режиме с глубокими разрядами они не прослужат и пары месяцев – их пластины "посыпятся" и на этом эксперемент с "дешевым аналогом" будет завершен.

Как правильно заряжать аккумулятор в буферном режиме:

Всем известно, что номинальное напряжение одного элемента в свинцово-кислотных АКБ = 2 Вольта (отметим, что на практике оно обычно никогда не равняется строго 2 В, но для простоты применяется именно такое число). В быту наиболее часто используются аккумуляторные батареи напряжением 6 Вольт (3 элемента) и 12 Вольт (6 элементов). 

В буферном режиме напряжение заряда следует выставить на уровне 2,27 – 2,30 Вольт на элемент (то есть для 12-вольтового аккумулятора это 13,6 – 13,8 В, а для 6-вольтового – 6,8 – 6,9 В). Это подходит как для AGM, так и для гелевых батарей.

Ток заряда должен быть ограничен в величину, равную 30% от номинальной 10-часовой емкости аккумулятора, выраженную в Амперах (для гелевых аккумуляторов – 20%). Например, для батареи с емкостью С­10=100 Ач ограничение тока заряда должно составлять 30 А (для гелевых АКБ – 20 А).

Как правильно заряжать аккумулятор в циклическом режиме:

Напряжение заряда:

2,4 – 2,45 В/эл. (14,4 – 14,7 В на 12-вольтовую батарею или 7,2 – 7,35 В на 6-вольтовую) – для AGM-аккумуляторов;

2,35 В/эл (14,1 В на 12-вольтовую батарею или 7,05 В на 6-вольтовую) – для гелевых аккумуляторов.

Ток заряда:

20% от С10 (для батареи емкостью 100 Ач – это 20 А).

Сколько должен длиться заряд батареи

Продолжительность заряда зависит от изначальной заряженности (разряженности) батареи. Поначалу идет быстрый заряд (бустерный), но по мере насыщения потребляемый ток снижается, доходя до минимума при достижении полной заряженности АКБ. Критерий  полной заряженности – падение тока, который принимает аккумулятор, до  2 – 3 мА на каждый Ач емкости батареи (при буферном заряде). Например, для той же С­10=100 Ач батареи падение тока зарядки до 200 – 300 мА будет означать, что батарея почти полностью заряжена. Чтобы довести уровень заряда АКБ до 100%, следует продолжать зарядку таким милли-током еще около 1 часа. Обычно, полностью разряженная батарея заряжается за 10 часов в циклическом режиме или за 30-48 часов в буферном.

Следует учесть, что для полной зарядки аккумуляторной батареи ей следует сообщить примерно на 20% энергии больше, чем следует из понятия “номинальная емкость”. Это, как говорится, законы природы, и они едины для всех свинцово-кислотных да и других батарей, независимо от вида и производителя. Образно говоря, если батарею не "перенасытить", в ней не завершатся должные электрохимические процессы и дальнейшая отдача будет меньше.

Производить зарядку аккумуляторных батарей желательно при температуре окружающей среды 20 – 25оС.

При меньшей температуре заряжать необходимо более длительное время. Зарядка аккумулятора при температуре менее 0оС становится крайне нежелательной (ибо почти безрезультатна). Желательно также наличие функции термокомпенсации (изменения напряжения заряда в зависимости от температуры окружающей среды) на Вашем зарядном устройстве.
 

Таблица с основными параметрами правильной зарядки аккумуляторной батареи

 

БУФЕРНЫЙ РЕЖИМ

ЦИКЛИЧЕСКИЙ РЕЖИМ

Напряжение заряда

Для 12-в АКБ: 13,6-13,8 В

Для 6-в АКБ: 6,8-6,9 В

Для 12-в АКБ: 14,4-14,7 В

Для 6-в АКБ: 7,2-7,35 В

Ток заряда (не более!)

30% от емкости C10 (для гелевых АКБ – 20%)

20% от емкости C10

Предположительность заряда

30-48 часов

10-12 часов

Критерий заряженности

Падение потребляемого тока до 2-3 мА/Ач + еще 1 час заряда таким током.

Падение потребляемого тока до 8-10 мА/Ач + еще 1 час заряда таким током

 

Также даем ответ на вопрос пользователья по поводу режимов заряда "BULK", "ABSORBTION" и "FLOAT", присутствующих в некоторых ЗУ с интеллектуальной системой заряда:

  • В режиме BULK идет зарядка постоянным током, при этом напряжение на аккумуляторе постоянно растет до значения 2,4-2,45 В/эл;
  • В режиме ABSORPTION достигается максимальное напряжение, которое поддерживается постоянным, в то время как ток зарядки падает;
  • В режиме FLOAT напряжение плавно снижается до буферного (2,27В/эл.), ток остается минимальным. Это есть режим СОДЕРЖАНИЯ аккумулятора.

Выравнивающий заряд применяется, когда есть значительный разброс по напряжению на аккумуляторах (элементах или моноблоках) – более +/- 1%. Но такое бывает редко, по крайней мере для приличных АКБ. Кроме того, если батарея хоть изредка включается на разряд, а потом на заряд, то разброс в какой-то степени сглаживается. Если разброса нету – то и выравнивающий заряд производить нет смысла.


Более подробная информация по правильному заряду конкретных видов аккумуляторных батарей содержится в инструкциях по эксплуатации.
 

Пульсар Лимитед – Энергия для Лучшей Жизни!


азбука импульсного заряда / Хабр

Тема импульсного заряда свинцовых аккумуляторов (СА) и состоящих из них кислотных батарей (АКБ) в последние годы набирает актуальность. В продаже появляются инновационные зарядные устройства, публикуются статьи, на специализированных форумах идёт активная исследовательская работа с жаркими спорами на сотни страниц.

О чём спорим?

Важнейшими эксплуатационными характеристиками АКБ являются ёмкость, токоотдача, срок службы, надёжность. Новые методы заряда и реализующие их устройства призваны служить цели повышения этих характеристик. В чём суть таких методов, и почему они актуализируются именно сейчас, мы и рассмотрим.

В чём сложность?

СА — сложная физико-химическая система, в которой происходят, как минимум, десятки известных процессов, испытывающих взаимовлияние и влияние внешних факторов, прежде всего, электрического воздействия и температуры. Особую сложность добавляет то, что кинетика, то есть динамика скорости развития и распространения, у процессов разная.

На протяжении десятилетий исследователи изучали эти процессы и вырабатывали способы взаимодействия с ними, при помощи имевшегося в их распоряжении оборудования. Фиксировались осциллограммы, графики самописцев, таблицы результатов измерений, разрабатывались и испытывались экспериментальные установки, и вывод чаще всего был один: СА — предмет сложный для понимания и эксплуатации, многие теоретические и практические вопросы остаются открытыми.

Почему этого не придумали раньше?

Но техника и техническая культура не стоят на месте. Появились и стали доступными электронные вычислительные машины (ЭВМ), причём в виде не только персональных компьютеров, но и компактных, недорогих, экономичных микроконтроллеров (МК), представляющих собой микроЭВМ с развитой периферией, выполненную на одном кристалле кремния размером меньше тетрадной клетки, и при этом способную выполнять миллионы операций в секунду. Аналоговая микроэлектроника также не отставала в развитии, предоставив всем желающим компоненты с невиданными ранее характеристиками точности, стабильности, диапазона применений.

Итак, сегодня самое время вернуться к старому доброму изобретению Гастона Планте, вот уже много десятилетий несущему верную службу во множестве отраслей бытовой и профессиональной жизни, — свинцовому аккумулятору, — на предмет поиска более адекватных методов его эксплуатации с их реализацией на современной элементной базе.

Теория двойной сульфатации

Аккумулятор, он же вторичный химический источник тока (ХИТ), осуществляет накопление электрической энергии путём обратимого преобразования химического состава электродов (пластин), для дальнейшего полезного использования. В наипростейшем грубом приближении, называемом теорией двойной сульфатации, процессы заряда и разряда СА могут быть выражены следующей формулой.

PbO2 + Pb + 2H2SO4 = PbSO4 + PbSO4 + H2O

Реакция разряда происходит слева направо, заряда — справа налево. Активная масса (АМ) заряженной плюсовой (положительной) пластины, — ПАМ, — образована оксидом свинца, минусовой (отрицательной), — ОАМ, — губчатым свинцом. Как видим, и ПАМ, и ОАМ при разряде преобразуются в сульфат свинца, при образовании которого расходуется серная кислота и образуется вода.

Концентрация серной кислоты, а соответственно, плотность электролита, снижается при разряде и повышается при заряде. Это азбука свинцовых аккумуляторов. Но далее мы увидим, что одних букв азбуки недостаточно, их ещё надо связать в слова, предложения и текст, годный в качестве руководства к действию.

Упрощённые химические формулы носят статистический характер и не учитывают множества последовательных и параллельных переходных процессов, а также модификаций участвующих в них веществ, потому должны рассматриваться лишь как вводные данные, и ни в коем случае не как исчерпывающие и закрывающие вопрос ответы.

Структуры и функции

В отличие от школьного экзамена и конкурса эрудитов, на практике необходимы действующие и доступные к повторению способы (функции) и структуры (устройства) для их реализации. Это означает необходимость определиться, (и корректировать по ходу развития темы), с приоритетами: что, в данном приложении, мы учитываем прежде всего, а чем, опять же в данном приложении, можно пренебречь. Иначе получится презентация либо энциклопедия, но никак не прикладная, реализующая функцию структура. Презентации и энциклопедии тоже нужны, но это структуры для других функций.

Эта страшная сульфатация

Из рассмотрения самой упрощённой, азбучной формулы, мы уже видим, что сульфатация, да ещё и двойная, — отнюдь не побочный эффект, а самая основа процесса разряда СА, будь то саморазряд или полезный разряд, ради которого АКБ и строится. Каким образом сульфатация становится патологической и губит аккумулятор, и как этого избежать, наш текущий вопрос.

Поляризующее воздействие и зарядный ток

Сульфат свинца — труднорастворимый диэлектрик. Для его растворения, точнее, преобразования в активную массу пластин, необходимо приложить поляризующее воздействие, то есть разность потенциалов, она же электрическое напряжение, а также затратить электрический заряд для его усвоения в химической форме, т.е. пропустить зарядный ток в течение какого-то времени. Таким образом, электрическая энергия будет запасена в химической форме, и совершится заряд СА.

Упрощённо, напряжение (вольты), помноженное на ток (амперы), даёт мощность (вольт*амперы, ватты), ток на время — заряд (кулоны или ампер*часы, по 3600 кулон каждый), мощность на время или заряд на напряжение — энергию (джоули или ватт*часы, также равные 3.6 килоджоуля, т.к. в часе 60 минут по 60 секунд).

Что такое зарядное устройство

Поляризующее воздействие и зарядный ток образуют зарядное воздействие на АКБ, функция которого осуществляется структурой, называемой зарядным устройством (ЗУ), или встраиваемым контроллером заряда, или эксплуатационным контроллером (драйвером).

Казалось бы, чего проще: приложить напряжение и создать ток. Такое любой источник питания может. Но мы воздействуем на СА — сложную структуру, и для поддержания её полезных функций должны взаимодействовать адекватно, с обратной связью. Иначе воздействие будет разрушать структуру, а её функции деградировать, и это будет нехорошо.

Проводимость-Структура-Прочность

Ёмкость, токоотдача, срок службы, надёжность, с которых мы начинали нашу беседу, являются функциями АКБ. Выполнять функции призвана структура. Для токотдачи нужны высокая проводимость активной массы и токоведущих частей конструкции, причём эта проводимость должна быть сбалансирована для равномерного распределения токов и мощностей, а также контакт АМ с электролитом, позволяющий отдавать максимум полезной ёмкости при заданном токе. Потому активной массе необходима развитая поверхность, достигаемая разными конструкциями электродов. Конечно же, эта развитая структура должна быть механически прочной и долговечной при эксплуатации, то есть, приёме, хранении и отдаче аккумулятором энергии.

Формовка

Формовкой называется процесс и результат (состояние) подготовки электродов к приёму зарядного и отдаче разрядного тока, соответственно с накоплением и возвращением полезной энергии. Так как накопление и отдача энергии связаны с физико-химическими превращениями активной массы, напрашивается очевидный вывод, что формовка вторичного ХИТ, в отличие от первичного, происходит не единовременно при его производстве и вводе в эксплуатацию, а при каждом заряде.

Сульфаты свинца

Как уже упрощённо говорилось, сульфат свинца — диэлектрик, то есть, имеет высокое удельное сопротивление и низкую электропроводность. При саморазряде и полезном разряде он образуется на поверхности активной массы, изолируя её участки и электрически, и механически, препятствуя доступу к ней электролита. Таким образом он вредит упомянутым критериям проводимости и структуры СА, снижая и полезную ёмкость (энергию), и способность принимать и отдавать ток (мощность).

Найти общий язык с заклятым другом АКБ сульфатом представляется возможность двумя известными способами. Во-первых, снять его с активной массы возможно путём перенапряжения, или даже электрического пробоя. Последним занимаются энтузиасты экстремальной десульфатации, и эта тема, как и сомнительные, по мнению многих коллег, способы грубого разрушения сульфатной корки сверхтоками, а также химической промывки, выходят за рамки нашей беседы.

Напряжение зарядного воздействия: выше — лучше?

Пока просто отметим, что развивать повышенное напряжение между пластинами СА при заряде (обслуживании) весьма полезно для разрушения сульфата, причём при этом, (если избежать нежелательных побочных эффектов, о них ниже), он не выпадает в осадок (шлам), но возвращает свой, грубо говоря, сульфат-ион в серную кислоту электролита, а свинец, в виде металла или оксида, пластинам, то есть, совершается полезный заряд.

Зарядный ток: больше — лучше??

Во-вторых, оксиды свинца на положительной пластине могут образовываться при заряде АКБ в разных модификациях, из которых известны и важны для нас две, называемые альфа и бета. Альфа-оксид имеет меньшую удельную поверхность, а также изоморфную с сульфатом кристаллическую решётку, что при разряде ведёт к образованию плотного слоя сульфата. Всё это минусы для структуры и проводимости, по сравнению с бета-оксидом. Правда, альфа-модификация механически более прочна, но практика показывает это несущественным.

Итак, желательно заряжать СА таким образом, чтобы способствовать преимущественному формированию бета-оксида свинца, с более развитой поверхностью и отсутствием склонности обрастать плотным слоем сульфата. А способствует этому более высокая плотность зарядного тока.

Отметим: зарядные устройства, значительно снижающие ток к концу заряда, (а таковых большинство), и тем более «подзарядники», компенсирующие саморазряд малым током, формируют альфа-оксид, снижая эксплуатационные характеристики батареи.

Электролит и электролиз

Но мы пока начали разбираться только с пластинами, упомянув о важнейшей составляющей СА, — электролите, — лишь вскользь. Электролит свинцового аккумулятора представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде, причём и кислота, и вода, как мы видели в уравнении двойной сульфатации, расходуются и образуются при заряде и разряде. Согласитесь, эта простая уравновешенная система вызывает восхищение. Но только пока она уравновешена.

Если разность потенциалов между пластинами достигнет так называемого водородного перенапряжения, в банке, т.е. ячейке АКБ, начнётся процесс электролиза воды, её разложения на кислород и водород. Этот нехитрый и почти экологически чистый процесс для СА, мягко говоря, вреден крайне и многогранно. Рассмотрим, почему.

Во-первых, это потеря воды, которую в обслуживаемые наливные аккумуляторы приходится доливать, а в так называемые необслуживаемые (maintenance free, MF), особенно гелевые (с загущённым электролитом) и AGM (с абсорбирующими сепараторами из стекловолокна) это сделать несколько проблематично.

Разработчики СА прилагают немало усилий для рекомбинации кислорода и водорода обратно в воду и её возвращения в электролит. Эта функция возложена на структуры в виде клапанов в герметичных, точнее, герметизированных клапанами VRLA, загущение электролита силикагелем в GEL батареях, впитывающие стекломаты AGM, а также специальные пробки-рекуператоры, характерные для стационарных решений. Способность возвращать воду у всех этих решений, кроме, пожалуй, громоздких и недешёвых спецпробок, сильно ограничена, и избыточное давление газов, если оно образовалось, просто стравливается в атмосферу.

Во-вторых, что это за газы? Кислород, в присутствии серной кислоты агрессивно и с выделением теплоты разъедающий свинец, причём не только отрицательных пластин, но и несущих и токоведущих элементов конструкции, и водород, экологичный, но в смеси с кислородом воздуха крайне пожаровзрывоопасный. А при потере воды, к пластинам открывается доступ ещё и атмосферного кислорода.

Если газовыделение из АКБ идёт полным ходом, («кипение» электролита), экологичным данный процесс уже не назвать, так как происходит разбрызгивание и распыление капель серной кислоты, да не чистой, а с пылинками шлама, содержащими, как легко догадаться, соединения свинца, сурьмы и других материалов, употребляемых в качестве присадок при производстве СА.

Как деды аккумуляторы кипятили

«Кипение» перемешивает электролит и разрушает, в частности, слой сульфата на поверхности электродов. Потому в старые дикие времена оно было нормой эксплуатации АКБ. Изношенный верхний слой активной массы отрывался пузырьками газов и оседал в шлам, для которого внизу банок было предусмотрено место, обнажались для работы свежие слои.

Критерии долговечности, экономичности и экологичности при этом страдали, зато аккумуляторы отрабатывали нормированные для них по тем временам характеристики, будучи заряжаемыми и обслуживаемыми простыми средствами. Трансформатор с диодами, хорошо, если есть амперметр и реостат или переключатель обмоток, ареометр с грушей, трубка-уровнемер, воронка да две бутыли, с раствором кислоты и дистиллированной водой, — вот и весь дедовский инструментарий. Вольтметр, нагрузочная вилка — уже роскошь. А в аккумуляторных мастерских батареи разбирали, из исправных пластин сваривали блоки, и собирали вновь.

Плотность электролита: чем выше, тем лучше???

Раз уж упомянули ареометр, или денсиметр, (один или несколько калиброванных поплавков, простейший из них — индикаторный глазок в некоторых АКБ), самое время поговорить о плотности электролита, состоящего, не забываем, из аккумуляторной кислоты и воды. Серная кислота тяжелее воды, потому плотность их смеси тем выше, чем больше её концентрация.

Согласно уже знакомому нам упрощённому уравнению Гладстона и Трайба, по концентрации кислоты, т.е. плотности электролита, можно судить о степени заряженности аккумулятора. Но это не исчерпывающий критерий, ведь потери и доливки воды и кислоты точно так же влияют на плотность, как и процессы заряда-разряда.

Существует формула, связывающая напряжение разомкнутой цепи (НРЦ), оно же электродвижущая сила (ЭДС) без нагрузки, с соотношением количества кислоты и воды в электролите, а также температурой. Формула эта тоже упрощённая, так как не учитывает других свойств СА, части которых мы коснёмся ниже. И приводить её здесь не будем, она есть в книгах, а нашу беседу только перегрузит.

Чем выше концентрация кислоты, а следовательно, ЭДС, тем большую полезную работу способен произвести каждый кулон и ватт-час, ампер-час, отдаваемый батареей, то есть, растёт энергоёмкость. Также, избыток кислоты в электролите повышает его стойкость к замерзанию, потому в автомобилях на зиму принято устанавливать повышенные плотность электролита и напряжение заряда.

При понижении температуры полезная ёмкость АКБ снижается, при повышении — растёт. Это учитывается при зимних пусках двигателя и серьёзно ограничивает эксплуатацию транспортных средств со свинцовыми тяговыми батареями в холодное время года, ведь в автомобиле с ДВС, как только он заведён, начинает работать генератор, компенсируя разряд, а тяговой АКБ придётся отдавать ток на протяжении всего пути.

Тяговый и буферный режимы

Коль заговорили, продолжим. Режимы работы АКБ подразделяются на тяговый, или циклический (cycle use), когда происходит разряд значительной части ёмкости средним (относительно последней) по величине током, после чего следует заряд, и буферный (standby), когда разряды относительно редки, (резервные батареи бесперебойного питания), и производится тем или иным образом компенсация саморазряда.

К буферному можно отнести и стартерный режим, когда за кратковременным неглубоким разрядом высоким током следует заряд в течение всей поездки автомобиля или мотоцикла. Близок к стартерному режим 15-минутного разряда резервных аккумуляторов компактных источников бесперебойного питания, служащих для безопасного завершения работы с сохранением данных, в отличие от тягового режима АКБ в мощных фонарях и ИБП для поддержания автоматики, связи, медицинского оборудования и др. в течение нескольких часов.

Характерный отличительный признак АКБ, специально предназначенных для 15-минутного разряда, — обозначение мощности в ваттах, отдаваемой одной банкой в этом режиме, маркировкой на корпусе и даже в артикуле батареи. Например, HR12-34W означает, что маленькая батарея «7-амперного» форм-фактора способна отдавать 6*34 = 204 ватта в течение четверти часа! На первый взгляд, это «всего-навсего» 4,25 ампер*часа, но знающих разрядные кривые СА и их природу такая характеристика порадует основательно, и весьма.

Накопители энергии в ветряной, и особенно солнечной энергетике, работают в тяговом, циклическом режиме. Когда энергия поступает, надо её по максимуму усвоить, чтобы затем отдавать, пока солнечные батареи и ветрогенераторы не дают ток. Габариты и масса стационарных накопителей, в отличие от транспортных, не критичны, потому стараются обеспечить по возможности избыточную их ёмкость и неглубокие циклы. Ведь чем глубже разряд, тем выше износ АКБ.

Вред перезаряда и повышенной концентрации кислоты

Если при повышенных температуре, ЭДС и концентрации кислоты аккумулятор выдаёт больше энергии и мощности, почему же его берегут, (должны, по крайней мере), от перегрева, и при наступлении тепла вручную или автоматически корректируют напряжение генератора и плотность электролита вниз?

Дело в том, что повышенная химическая активность кислоты в избыточной концентрации действует на активную массу, несущие и токоведущие части СА разрушительно. Способствует этому и высокая температура. Повышаются саморазряд, сульфатация, коррозия, могущие происходить с выделением тепла и газов.

Тот же самый эффект случается при избыточных напряжении, токе, мощности, энергии зарядного воздействия. Все те лишние кулоны, киловатт-часы и рубли на оплату последних, что не усваиваются активной массой, идут на электролиз воды, нагрев и разрушение батареи, причём в любом случае, хотя и с разной скоростью.

Маленький ток «подзарядника» будет подтачивать вашу АКБ исподтишка, вы даже не заметите нагрева и газовыделения, настолько слабого, что с ним, возможно, справится штатная рекомбинация. Но формовка активной массы из свинца тоководов и несущих конструкций происходить будет. И в результате, — нет, полезная ёмкость не возрастёт, зато рассыпется внутренняя структура.

Снимали когда-нибудь крышки и колпачки клапанов с отказавшей АКБ компьютерного ИБП? Видели, во что превратились токоведущие шины? Это оно самое.

Немного техники безопасности

Серная кислота едкая, водород взрывоопасен. Это надо иметь в виду при эксплуатации СА. Но самую большую опасность представляет активная масса, как «настоящая», так и «паразитная», наработанная коррозией держателей и тоководов. АМ обладает развитой поверхностью и по праву зовётся активной. Даже небольшая её крупица является системным ядом и нейротоксином, способным вызывать увечья (свинцовые параличи), потому категорически запрещается прикасаться к внутренностям АКБ голыми руками, допускать попадания на кожу, слизистые оболочки, внутрь. При попадании немедленно смыть большим количеством воды.

Теперь знаем об аккумуляторах всё?

Итак, слишком низкие и слишком высокие напряжения, токи, концентрации электролита, температуры для АКБ вредны. Это значит, что для циклического, буферного, стартерного и т.д. режимов работы можно определить оптимальные напряжения, токи, формализованные законы термокомпенсации, реализовать их в зарядном устройстве, реле-регуляторе, контроллере заряда, и мы тем самым повысим ёмкость, токотдачу, срок службы?

Да, значит. Но опять упрощённо. Данные о термокомпенсированных параметрах заряда производители размещают в справочных листках и на корпусах АКБ. Их соблюдение в эксплуатационных контроллерах значительно улучшает практику применения СА, но не является идеалом. Можно, и нужно совершенствоваться дальше.

Взглянем на целостную картину

Подытожим изученное. СА представляет собой два блока пластин с активной массой, имеющей развитую поверхность. Пластины окружены электролитом, — водным раствором серной кислоты, — путём погружения в жидкий раствор, разделения пропитанных последним сепараторами из стекловолокна, или помещения в желеобразный, загущённый силикагелем электролит.

Заряженная ПАМ образована оксидом свинца, ОАМ — свинцом. При разряде та и другая превращаются в диэлектрический и труднорастворимый сульфат свинца с затратой серной кислоты и образованием воды, при заряде — наоборот, с затратой воды и образованием кислоты. Свинец электродов, его оксид и сульфат не переходят в раствор, (по упрощённой теории; на самом деле образуют ионы, которые должны тут же осаждаться в АМ), зато из раствора берутся, и возвращаются ему ионы, а именно гидросульфат-ион и протон (ядро атома водорода).

И вот здесь начинается самое интересное. Ионы для токообразующих реакций должны поступать из электролита в активную массу, активность которой, как помним, обеспечивается структурой с развитой поверхностью, т.е. губкой. AGM-сепаратор — ещё одна впитывающая губка, служащая многим целям, в частности, повышению рекомбинации воды, а гель — вязкая субстанция, перемещения вещества в которой затруднены.

Итак, мы имеем смачивание и капиллярный эффект, как минимум, в двух губках АМ, к которому может добавляться влияние сепаратора и геля. В результате, движения вещества в банке аккумулятора замедлены, и для осуществления заряда и разряда, особенно глубинных слоёв АМ, требуется время, причём разное, зависящее от текущего состояния активной массы и электролита.

И это состояние отнюдь не исчерпывается НРЦ, плотностью и температурой! При работе СА электролит расслаивается, различные ионы движутся в электрическом поле с разной скоростью (электроосмос), встречают преграды структуры, а серная кислота ещё и тяжелее воды, за счёт чего стремится под действием силы тяжести опуститься вниз, вытеснив воду вверх!!! В случае геля и AGM этому мешает структура, а вот наливные АКБ страдают гравитационным градиентом плотности электролита в полной мере.

Где в розетке плюс и минус?

Итак, существует ли такое значение тока или напряжения, которое, будучи рассчитанным исходя из НРЦ, плотности электролита, (плотности где?! она неравномерна!), температуры, и приложенным к клеммам СА, обеспечит полный заряд, компенсацию саморазряда и десульфатацию, при этом избежав и медленно убийственного сульфатирующего недозаряда, и электролиза воды, и коррозии структуры?!

Нет, НРЦ, (хоть даже с таблицей замеров ЭДС под разными нагрузками), температура, (которая тоже очень даже бывает неравномерной в массивной неоднородной АКБ), и плотность электролита, хоть «средняя по больнице», хоть измеренная сверху банки или у дна, или обе разом, в статической совокупности не дают исчерпывающих данных о кинетике, динамике химических реакций в банке СА и всей батарее.

Они пригодятся для оценки состояния аккумулятора и принятия решения о его дальнейшем обслуживании, но оптимальных значений тока и напряжения, чтобы выставить на регуляторах зарядного устройства, не дадут. Потому что эти значения меняются в ходе взаимодействующих процессов, происходящих с разными скоростями!

Зато динамика изменения тока и напряжения может рассказать о ходе токообразующих реакций всё. Точнее, всё нужное для управления зарядным током и поляризующим воздействием. Если, конечно, уметь обрабатывать эти данные в реальном времени, (то есть, с нормированными задержками). Для этого и понадобится микроэлектроника, и скорее всего, даже вычислительная машина. К счастью, она бывает, как помним, размером с тетрадную клетку.

Вопрос о том, какое именно электрическое воздействие является потребностью АКБ в данный момент, сродни вопросу, где плюс и минус в розетке. Человек на него ответить не может: пока будет говорить, плюс и минус сменят друг друга 50 раз в секунду. Но для электронного прибора такое быстродействие пара пустяков. И мы можем точно определить фазы напряжения и тока, с нужной привязкой ко времени. Конечно, в СА мы увидим нечто посложней синусоид, сдвинутых друг относительно друга. И увидим уже скоро.

Повторенье — мать ученья. Это упрощёная формулировка третьего закона диалектики, частичного возврата к старому на новом уровне, и мы ею снова воспользуемся.

Имеем две губки активных масс, между которых жидкость, гель или ещё одна губка. Нам нужно, чтобы необходимые ионы для токообразующих реакций достигли каждого слоя губок, причём эти слои частично закупорены сульфатами, требующими перенапряжения для диссоциации, и без этого перенапряжения мы потеряем и ёмкость, и токоотдачу, и долговечность, вследствие хронического недозаряда, ведущего к прогрессирующей сульфатации.

Однако перенапряжение чревато перезарядом с электролизом и коррозией. Как общепринятый в седой древности дозаряд «кипячением» с терморазгоном и полезным, но слишком дорогой ценой, перемешиванием электролита, так и сменившее его снижение тока в конце заряда, смягчающее, но не исключающее вредные побочные явления, и вдобавок ведущее к замазыванию ПАМ орторомбическим оксидом свинца, нельзя считать решениями, адекватными в полной мере.

Чем заряжается аккумулятор?

И наконец, после первого знакомства с химией и физикой СА, настаёт время посмотреть на его электрические характеристики, а именно, отклик ХИТ на зарядное воздействие. Только сначала повторим характеристики самого этого воздействия: напряжение, ток, время, заряд, мощность, энергия.

Так как ХИТ имеет электродвижущую силу, то есть создаёт (сам устанавливает) разность потенциалов, естественно предположить, что зарядное воздействие осуществляется током. Действительно, при приложении тока от зарядного источника к клеммам СА, напряжение на последнем начинает расти, (предполагаем, что источник способен развить нужную ЭДС, на то он и зарядный), что и является критерием оценки хода заряда.

В начале пропускания тока, разность потенциалов клемм резко подскакивает на величину падения этого тока на внутреннем сопротивлении СА или батареи. По высоте получающейся ступеньки, зная силу тока, можно вычислить внутреннее сопротивление, что очевидно, и используется в экспресс-тестах. На этом «просто вольтамперная характеристика» заканчивается, и начинается сложный процесс изменения напряжения во времени. Силу тока будем считать постоянной, стабилизированной средствами источника.

Дальше на ленте самописца, экране осциллографа с медленной развёрткой или диаграмме с логгера мы увидим суперпозицию (наложение) нескольких откликов на зарядное воздействие, главных из которых два. Очень медленная экспонента собственно полезного заряда АМ, состоящая из суперпозиции разных слоёв, и ещё одна экспонента, гораздо более быстрая, напоминающая заряд конденсатора.

Два подхода к двойному слою

Это и есть конденсатор, точнее, ионистор, иногда называемый паразитным, а чаще ёмкостью двойного электрического слоя. Ёмкость эта сложна, так как в её образовании участвует расслоение электролита, нами уже упоминавшееся. Но для первого приближения к пониманию перспективных путей оптимизации эксплуатационного взаимодействия с СА, достаточно просто уяснить факт её существования.

Зарядное воздействие вызывает поляризацию двойного слоя, и отношение к этому у разных теоретиков и практиков разное. Одни считают паразитный ионистор вредным явлением, препятствующим максимально эффективному, с точки зрения скорости, заряду АКБ, и предлагают осуществлять в паузах между импульсами заряда деполяризующее воздействие в виде разрядного импульса.

Воздействие асимметричным (переменным с постоянной составляющей) током, или с применением разрядной нагрузки, включаемой только в паузах или подключенной постоянно, используется для заряда и восстановления свинцово-кислотных батарей уже давно.

При заряде никелевых аккумуляторов асимметричное воздействие настоятельно рекомендуется, а для экспериментального восстановления марганцево-цинковых элементов обязательно необходимо, так как препятствует росту дендритов, характерному для этих ХИТ, и вызывающего их аварийные отказы вследствие короткого замыкания.

Для СА активная деполяризация может обрести смысл в свете актуализации исследования полупроводниковых свойств сульфатированных пластин в поисках новых способов десульфатации и подведения теоретической базы под уже известные в течение многих лет. С другой стороны, разрядное воздействие снижает КПД заряда, а ускорение последнего таким способом может снижать срок службы АКБ, потому применимость подобных методов следует признать ограниченной.

Для восстановительного обслуживания и экспресс-заряда при нормированном износе использование принудительной деполяризации двойного слоя может быть одобрено, но не для профилактики и повседневного заряда с приоритетами энергоэффективности и продления жизни АКБ.

Волшебный ионистор

Что произойдёт с ионистором двойного слоя, если просто снять с аккумулятора внешнее зарядно-поляризующее воздействие, разорвав цепь, например, транзисторным ключом? — Он деполяризуется (релаксирует), разряжаясь и отдавая накопленные заряд и энергию активной массе, то есть, совершая полезный заряд СА!

Более того, поляризация двойного слоя зарядными импульсами с последующей релаксационной паузой позволяет создать десульфатирующее перенапряжение, и если импульсы достаточно коротки, газообразование при этом не успеет начаться! Те кислород и водород, что выделились за период перенапряжения, успеют рекомбинировать и вернуться в электролит, вместо участия во вредных и опасных явлениях.

Это и есть принцип релаксационного, импульсного или прерывистого заряда, разрешающий целый клубок диалектических противоречий, например, необходимости и недопустимости перенапряжения. То же и с плотностью тока: амплитуду зарядного импульса можно (и нужно) установить равной двойному току 20-часового разряда, или даже выше, если есть уверенность в алгоритме контроллера.

Закон сохранения энергии?

Здесь вдумчивого читателя одолеют сомнения. Двойной ток 20-часового разряда — это 0.1C

20

, тот самый ток, что рекомендован для заряда СА в непрерывном режиме, и заряжает полностью разряженную АКБ за 10-12 часов.

Прерывистый заряд предполагает между импульсами тока паузы для усвоения заряда активной массой, поступления ионов в её глубину, выравнивания в ней плотности электролита. Сколько же тогда ждать завершения заряда? Ведь средний ток, совокупные заряд и энергия, сообщённые аккумулятору зарядным устройством, за, например, час, при прерывании паузами окажутся ниже, чем в случае «нормальной» непрерывной подачи тока той же силы!

Продвинутое релаксационное ЗУ зарядит полностью разряженную исправную АКБ током 0.1С20 за 8-12 часов, в зависимости от её состояния. То есть, даже быстрее, чем если бы ток не прерывался. Как такое возможно, и можно ли этому верить?

Дело всё в том, что при классической CC (constant current) зарядке «лишняя» энергия, которую не успевает усвоить активная масса, идёт в нагрев АКБ, электролиз воды, коррозию структуры. А умное ЗУ эти лишние кулоны и джоули просто не подаёт, ожидая готовности ХИТ принять новую порцию заряда, либо снижая параметры модулированного воздействия.

Это не означает КПД 100 «и более» процентов, абсолютного пресечения газообразования и нагрева, гарантии быстрого заряда при любом состоянии батареи. Изношенные, сульфатированные, предаварийные и аварийные АКБ могут немного нагреваться и шуршать пузырями при восстановлении, которое может продлиться долго или очень долго, если с одной или несколькими банками всё совсем плохо. Что совсем не означает лишних затрат времени и денег: ЗУ ведь автоматическое, и электроэнергией распоряжается добросовестно, экономно.

Зато на порядки повышается вероятность успешного восстановления аккумулятора, который в противном случае однозначно пошёл бы в утиль, создавая нагрузку на экологию и экономику, т.е. ваше здоровье и кошелёк, (а ещё точнее, ресурсы свободы плодотворной счастливой жизни). А если беречь АКБ смолоду, получим и повышение, по сравнению с традиционной практикой заряда, её эксплуатационных характеристик, (также являющихся упомянутыми ресурсами).

Так как же реализовать этот импульсный заряд?

На сегодняшний день существует множество способов осуществления импульсного или модулированного зарядного воздействия, управления им с помощью различных обратных связей, устройств для их реализации. Актуальность высока и растёт, идёт постоянное совершенствование, текущими и прекрасными результатами которого можно пользоваться уже сейчас.

Выше мы упомянули о суперпозиции нескольких, (опять упрощённо, число на самом деле не целое), электрических сигнатур в сигнале напряжения с клемм аккумулятора при подаче зарядного импульса. Сигнал в паузе также образован наложением сигнатур токообразующих реакций и побочных явлений в банке СА. А таких банок в самой распространённой 12-вольтовой АКБ целых 6, соединённых последовательно, и подключиться к перемычкам между ними чаще всего невозможно или неудобно.

Добавим к этому наводки помех, прежде всего, из электросети и самого источника питания ЗУ, и мы поймём, что задача аналоговой и цифровой обработки электрического сигнала с клемм АКБ для определения амплитудных и временны́х параметров оптимального зарядного воздействия нетривиальна. Надо знать, что именно искать, и суметь научить этому автомат.

Можно просто приобрести современное зарядно-восстановительное устройство, но даже в этом случае желательно иметь представление о сути его работы, без которого трудно выбрать наиболее подходящий для себя инструмент и пользоваться им по максимуму. А можно поставить собственные эксперименты, на радость и пользу себе и окружающему миру. В любом случае не помешает составить краткую классификацию зарядных методов и устройств.

CC/CV

Constant current, constant voltage — стабилизация или ограничение тока и/или напряжения на заданных уровнях. Может дополняться термокомпенсацией, а также реализацией многоступенчатого заряда, с переключением критериев стабилизации по достижении некоторых условий, таких как: напряжение или ток на клеммах, время с начала заряда, сообщённые АКБ количество электричества или энергия, а в эксплуатационных контроллерах учитывать и предшествовавший разряд АКБ.

Усложнение логики работы таких устройств может (должно) давать лучшие, по сравнению с простой зарядкой от стабилизированного или нестабилизированного блока питания, однако не разрешает в полной мере упомянутых выше диалектических противоречий, не учитывает тонкостей кинетики и не даёт гарантии адекватности зарядного воздействия текущим потребностям АКБ, то есть способности принимать полезный заряд, не говоря уже о десульфатации.

Качели

Если добавить к CC/CV ЗУ критерии окончания и возобновления заряда, например, по напряжению на клеммах, получится один из простейших способов и приборов прерывистого заряда, называемый «качелями», «двухпороговым компаратором» или «компаратором с гистерезисом», в честь основных управляющих элементов. По достижении, например, 14.22 вольта, ЗУ отключает заряд, а при падении НРЦ до, например, 13.1В, возобновляет. Получается релаксационный генератор.

Так должны достигаться и неснижение зарядного тока в конце, компенсация саморазряда при хранении, и оптимизирующий дозаряд глубинных слоёв АМ («добивка ёмкости»), и десульфатирующее перенапряжение, причём со значительным снижением (предотвращением) нагрева, газовыделения и коррозии.

Периодичность качелей может быть от секунд до часов и более, и они нуждаются в ручной или автоматизированной, например, запоминанием достигнутых данной АКБ уровней, подстройке, а также и термокомпенсации. Без чуткого контроля компетентным человеком, (который вынужден следить за процессом), или цифровой обработки электрических сигнатур происходящих в СА процессов, опираясь на одно лишь напряжение или ток, простые качели зачастую не дают того эффекта, который могли бы при лучшем управлении.

Неподходящие для данной конкретной АКБ настройки прерывистого и/или модулированного (см. ниже) заряда могут не замедлить или обратить вспять, а напротив, ускорить, усугубить её деградацию, например, короткое замыкание (КЗ) отдельных банок.

Моргалка

Одной из проблем качелей является слишком быстрое достижение или слишком долгое, (вплоть до бесконечности), ожидание неверно установленного, или переставшего быть верным в ходе процессов, порога, что может вести как к затягиванию обслуживания и недозаряду, так и перезаряду, со всеми вытекающими. Вариант решения этой проблемы — отведение для импульса и паузы определённого времени.

Простейшие устройства прерывистого заряда вообще имеют только таймер (мультивибратор, прерыватель) включения и отключения зарядного тока, и носят название мигалок или моргалок, хотя моргалкой иногда называют любое импульсное ЗУ, в том числе реализующее сложный алгоритм при помощи микроконтроллера.

Использование автомобильного реле поворотов для подачи зарядного воздействия импульсами известно давно, и многим помогло осуществить восстановительный предзаряд аварийно разряженных и сильно засульфатированных АКБ. Это и были первые моргалки.

Модуляция

А вот устройствами модулированного заряда, как ни странно, являются и дедовский выпрямитель, и автомобильный или мотоциклетный генератор, опять же с выпрямителем, дающим несглаженный пульсирующий ток. Чем же прерывистый заряд отличается от модулированного? — Терминологическим критерием. Там, где частоты ниже нескольких герц, говорят о прерывистом заряде, выше — модулированном. Тот и другой относят к импульсным, пульсирующим.

Одно не исключает другого, и в циклах с периодом единицы-сотни секунд импульс зарядного воздействия может представлять собой пачку импульсов более высокой частоты. Это может создавать как дополнительные возможности для дозаряда глубинных слоёв, выравнивания концентрации реактивов и десульфатации, так и сложности, связанные, например, с электромагнитными помехами, влиянием проводов и разъёмов, побочные явления, которые ещё предстоит исследовать и научиться применять или предотвращать. Разные авторы пишут о разных частотах, принимая во внимание кинетику разных процессов, составляющих заряд АМ или влияние на него.

Уже дедовский выпрямитель и генератор авто создают возможности для релаксационных явлений в СА, улучшающих его характеристики в сравнении с насильственной подачей стабилизированного сглаженного тока или, того хуже, удержанием сглаженного напряжения, (причина, по которой в недалёком прошлом некоторые пришли к выводу о непригодности импульсных источников питания, не путать с импульсными ЗУ, для заряда АКБ).

Выводы и перспективы

Исследование реактивных характеристик СА и их откликов на всё совершенствующиеся методы воздействий продолжает открывать перед нами всё расширяющийся и углубляющийся спектр релаксационных, квазирезонансных, резонансных и волновых явлений. Всё это просто захватывающе интересно и приносит полезные плоды.

Сегодня является актуальным, к примеру, изучение явления задержки распространения электричества в свинцовом аккумуляторе, ведущего к часто наблюдаемому многими усиленному износу крайних (электрически) банок и батарей, причём это нельзя списать на одну лишь неравномерность температуры. Пора вырабатывать методы и устройства для обслуживания СА с АМ, легированной углеродными нанотрубками, а также исследовать возможности создания на её основе компактных «сухих» аккумуляторов для лёгких мобильных применений.

В краткой беседе мы так и не коснулись разрядных характеристик, а ведь режимом разряда можно тоже управлять. Предстоит в скором времени испытать возможности рекуперативного торможения с возвратом энергии в тяговую свинцовую батарею, изучить, насколько значительную мощность при продвинутом управлении процессом она способна принять без вреда для себя, а также проверить гипотезу о том, что импульсы зарядного воздействия могут позволить использовать больше полезной ёмкости, скомпенсировав известный эффект снижения последней при повышении тока разряда.

Свинец и серная кислота — наши добрые друзья, если обращаться с ними чутко и добросовестно. Волшебный мир свинцово-кислотных аккумуляторов ждёт своих исследователей, изобретателей и просто всех тех, кому скромные массивные ящички принесут пользу, свободу и радость!

Зарядка свинцового аккумулятора: минимальное напряжение, какой ток

Большинство водителей, сталкиваясь с вопросом, как зарядить свинцовый аккумулятор, попросту обращаются к инструкции от завода-изготовителя, и это правильное решение. Но только вот в сопроводительных документах такие тексты иногда не совсем понятны или там можно увидеть только общее описание без рассмотрения деталей, а иногда бумага попросту утеряна. Поэтому предлагаем вам глубже ознакомиться с этой темой, чтобы для вашего транспорта это никогда не стало причиной поломки.

Для зарядки емкости нужно выбрать праввильные параметрыИсточник tcip.ru

Общий осмотр

Цель этой статьи состоит в том, чтобы выяснить, какие действия (превентивные меры) необходимо предпринять для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора, чтобы сделать это правильно. Будем разбираться по этапам.

Модель кислотного аккумулятора выполнена с применением современной технологии AGMИсточник logicpower.ua

Какие АКБ есть сейчас:

  • Lead-Acid. С обслуживанием. На сегодня – это классика батарей для автомобиля. Они подразделяются на сурьмянистые, малосурьмянистые, гибридные и кислотно-кальциевые АКБ. Есть модификации на 6 V и 12 V. Их минус, это быстрая разрядка в неактивном состоянии.
  • AGM VRLA. Модификации на 2 V, 4 V, 6 V, 12 V. В них применяется современная технология абсорбции AGM (Absorbent Glass Mat). Используется ток заряда такого свинцового аккумулятора 25-30% от всей емкости. Возможны разные буферные цикличные режимы.
  • VRLA. Все АКБ с такой маркировкой (Valve Regulated Lead Acid) относятся к неразборным батареям на 2 V, 4 V, 6 V, 12 V. Модели можно использовать (заряжать) в невентилируемых помещениях.
  • GEL VRLA. Valve Regulated Lead Acid отличается гелеобразным электролитом, что значительно увеличивает эксплуатационный ресурс модели. Для зарядки свинцового аккумулятора этого типа нужно высокоточное устройство. АКБ варьируются по 2 V, 4 V, 6 V, 12 V, 24 V, 4 V, 36 V и 48 V.
  • OPzV. Можно расшифровать, как «стационарная трубчатая пластина закрытого типа» (Ortsfest Panzerplatte Verschlossen) – они неразборные. Известны, как АКБ, которые долго сохраняют емкость и служат более двух десятков лет.

Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения с поверхностным и глубинным насосом

Зарядка свинцово-кислотных АКБ

Рекомендация для всех АКБ: когда не знаете инструкции, то при зарядке следует выставлять до 10% от номинальной емкости модели. Например, если емкость 55 А-ч, значит, ток ≤ 5,5 A.

Общий разрез акумуляторовИсточник electric-wheels.ru

Правильная зарядка аккумулятора.

Суть человеческого мышления такова, что в большинстве случаем мы подсознательно выбираем наиболее безопасные пути, так и здесь, когда мы ищем, как правильно зарядить свинцово-кислотный аккумулятор. Наиболее простой способ, это I-U (символы тока и напряжения соответственно). То есть, изначально АКБ заряжают постоянным током до нужной величины, а потом поддерживают постоянное напряжение. Это, как в телефоне: на играх батарея садится очень быстро, тогда мы подключаемся к источнику питания и можем играть дальше – зарядка происходит методом I-U.

Идём дальше. Так как правильно зарядить кислотно-свинцовый аккумулятор можно не просто методом I-U, то рассмотрим следующие нюансы. Величина зарядного тока maxi у большинства моделей составляет порядка 0,2-0,3 от единицы показателей АКБ. Например, когда емкость батареи соответствует 100 А-ч, то ток заряда будет 20-30 A (на усмотрение производителя продукции). Если есть какие-то сомнения в таком соотношении и негде проверить – можно воспользоваться старой испытанной формулой: не больше 10% от емкости модели. То есть, если вы поставите на зарядку любую свинцово-кислотную АКБ с использованием этой формулы, вы никогда ей не навредите.

Максимальное напряжение при I-U не может быть больше 2.3 ± 0.023 V на каждый элемент батареи. В инструкции модели может стоять HTML мнемоника «±» либо символ «±», что совершенно одно и то же. В разговорной речи это звучит, как «плюс-минус» и цифры, которые стоят после символа указывают на разрешимые допуски. Если взять для примера 12-вольтную модель, то на выходе не должно быть более 13,8 ±0,15 V. Для I-U в буферном режиме, это наиболее оптимальный вариант, так как АКБ будет держать постоянное напряжение 13,8 ±0,15 V.

Время зарядки АКБ в режиме I-U будет зависеть от начального тока: если у него 20% емкости, то за 5-6 часов батарея наберёт порядка 90%. Для полной зарядки потребуется около суток, так как в режиме постоянного напряжения ток зарядки падает очень быстро. Но есть альтернативы.

Быстрая зарядка свинцовых АКБ

Вариант подключения последовательно соединенных 2-х аккумуляторовИсточник rcl-radio.ru

Теперь разберемся, как зарядить свинцово кислотный аккумулятор максимальным током быстро и при этом не нанесли никакого вреда элементам. Нужно достичь напряжения 14,5 ±0,2 V (для батарей nominal 12 V), потом просто отключить прибор или перевести его в режим 13,8 ±0,15 V. Такой способ позволяет зарядить батарею на 100% всего за 6 часов, но у нее при старте должно оставаться не менее 20% емкости. 


Теплоаккумулятор для отопления – что это такое, принцип действия, правила выбор, разновидности, расчет, подключение

Температура воздуха и зарядка АКБ

Комнатной считается температура 19-21°CИсточник sarstroyka.ru

Зарядка свинцового аккумулятора, о которой говорилось выше, актуальна лишь в том случае, когда в помещении будет комнатная температура, а по общепринятым меткам, это 19-21°C. Некоторые источники делают допуск 1°C, но 18-22°C, это уже риск отступления от нормы, впрочем, это на ваше усмотрение. Ели придерживаться всех правил, то при несоответствии °C нужно вводить температурную компенсацию. Допустимый диапазон для работы приборов составляет от -15°C до +40°C. Как известно, чем теплее, тем больше держится зарядка, следовательно, при повышении температуры нужно понижать напряжение и наоборот, повышать при похолодании.

Чем опасно пренебрежение правилами зарядки АКБ

Конечно, никто не станет оспаривать утверждение, что соблюдение всех правил зарядки свинцовых АКБ способствует продлению эксплуатационного ресурса емкости, но это вовсе не означает, что все будут придерживаться таких простых норм. Сомневаетесь? Тогда простой пример для сравнения. 99% курильщиков понимают, что наносят себе вред, но все равно продолжают курить. Так и здесь. Просто узнайте, к чему приводит пренебрежение инструкциями.

Если превысить допустимый (установленный производителем) ток зарядки, то батарея обязательно зарядится. Но если не сбросить его хотя бы при завершении зарядки, то АКБ не наберёт 100% емкости. К тому же повышенный ток станет бесполезным для рекомбинации газов внутри неразборных моделей. Результат: с каждым разом батарее будет набирать все меньше и меньше емкости и не дослужит до конца срока, заявленного производителем.

У крокодильчиков должен быть хороший контакт с клеммамИсточник максимум.рф

Как и чем правильно зарядить свинцово кислотный аккумулятор.

При использовании тока, который меньше требуемого, зарядка тоже состоится, но её процесс затянется на несколько недель. Ещё один «бонус», это состояние аккумулятора, близком к разряженному. Результат: АКБ быстро стареет и не в состоянии отработать ресурс, предусмотренный производителем.

Когда неправильно выбирают конечное напряжение, это тоже не может пройти бесследно для батареи – она не сможет набирать полную емкость, что впоследствии грозит к реакции сульфатации. Переизбыток напряжения может вызвать выделение газов из герметичной зоны. Это тоже путь быстрой «смерти». Увы, перспективы неутешительные.

Ещё одну опасность следует отметить: в зарядке батареи при температуре ниже -15°C вызывает механическую рекомбинацию газов внутри герметически закупоренной АКБ. Результат: потеря воды электролитом.


Как зарядить шуруповерт – правила зарядки, виды аккумуляторов, сколько заряжается, почему не заряжается

Заключение

По сути, зарядка свинцового аккумулятора не представляет ничего сложного в техническом отношении, к тому же все это очень легко запомнить – не нужно куда-то ходить и кого-то просить о помощи. Как правило, такие процессы совершаются в доме или в квартире (изредка – в гараже). Так что, соблюдать правила или нет – выбор за вами.

Эксплуатация, зарядка, хранение аккумуляторной батареи

23.12.2019

Содержание

1. Техническое отступление
2.Основные характеристики аккумуляторных батарей
2.1. Расход воды
2.2. Долговечность батареи
2.3. Рекомендации по эксплуатации
3. Терминология
4. Маркировка АКБ
5. Выбор и покупка АКБ
6. Установка АКБ
7. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию
7.1. Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации
7.2. Продление жизни новой батарее
7.3. Зарядка аккумулятора зарядным устройством
8. Особенности эксплуатации АКБ в зимний период
8.1. Прикуривание от другого автомобиля
9. Особенности эксплуатации АКБ в летний период
10. Вопросы безопасности
11. Хранение аккумуляторной батареи
12. Приложения
12.1. Реанимация аккумулятора
12.2. Ещё несколько способов, основанных на использовании электрического тока

Скрыть содержание

1. Техническое отступление

Назначение автомобильной аккумуляторной батареи понятно каждому мало-мальски сведущему в технических вопросах автолюбителю. С первой ее функцией - обеспечением запуска двигателя - мы сталкиваемся каждый день. Есть и вторая - реже применяемая, но от того не менее значимая - использование в качестве аварийного источника питания при выходе из строя генератора. Кроме того, на современных автомобилях с инжекторным впрыском аккумулятор выполняет роль сглаживателя пульсаций напряжения, выдаваемого генератором. Из этого следует, что следует крайне осторожно относиться к отключению аккумулятора на работающем двигателе. Карбюраторному двигателю ничего не будет, а вот как поведёт себя компьютер, управляющий распределённым впрыском - одному богу известно... Можно загубить компьютер.
Все стартерные батареи, выпускаемые в настоящее время для автомобилей, являются свинцово-кислотными. В основу их работы заложен известный еще с 1858 г., и по сей день остающийся практически неизменным принцип двойной сульфатации.


Как наглядно видно из формулы, при разряде батареи (стрелка вправо) происходит взаимодействие активной массы положительных и отрицательных пластин с электролитом (серной кислотой), в результате чего образуется сульфат свинца, осаждающийся на поверхности отрицательно заряженной пластины и вода. В итоге плотность электролита падает. При зарядке батареи от внешнего источника происходят обратные электрохимические процессы (стрелка влево), что приводит к восстановлению на отрицательных электродах чистого свинца и на положительных - диоксида свинца. Одновременно с этим повышается плотность электролита.
Любая автомобильная батарея представляет из себя корпус - контейнер, разделенный на шесть изолированных ячеек - банок (см. рис.1).


Каждая банка является законченным источником питания напряжением порядка 2.1 В. В банке находится набор положительных и отрицательных пластин, отделенных друг от друга сепараторами. Как известно из школьного курса физики, две разнозаряженные пластины уже сами по себе являются источником постоянного напряжения, параллельное же их соединение увеличивает ток. Последовательное соединение шести банок и дает батарею с напряжением порядка 12.6-12.8 В. Любая из пластин, как положительная, так и отрицательная, есть ни что иное, как свинцовая решетка, заполненная активной массой. Активная масса имеет пористую структуру с тем, чтобы электролит заходил в как можно более глубокие слои и охватывал больший ее объем. Роль активной массы в отрицательных пластинах выполняет свинец, в положительных - диоксид свинца.
Вес залитой АКБ ёмкостью 55 Ач составляет около 16.5 кг. Эта цифра складывается из массы электролита - 5кг (что соответствует 4,5 л), массы свинца и всех его соединений - 10 кг, а также 1 кг, приходящегося на долю бака и сепараторов.

2. Основные характеристики аккумуляторных батарей

2.0. Электродвижущая сила (ЭДС)
Зависимость ЭДС (грубо говоря, напряжение на выводах аккумулятора) от плотности электролита выглядит так:

Е = 6 * (0,84 + р) , где Е - ЭДС аккумулятора , (В) р - приведенная к температуре 5°С плотность электролита , г/мл

2.1. Расход воды
Показатель, имеющий непосредственное отношение к степени обслуживаемости батареи. Определяется в лабораторных условиях. Батарея считается необслуживаемой, если она имеет очень низкий расход воды в эксплуатации. Необслуживаемые батареи не требуют доливки дистиллированной воды в течении года и более при условии исправной работы регулятора напряжения.
На расход воды прямое влияние оказывает процентное содержание сурьмы в свинцовых решетках пластин. Как известно, сурьма добавляется для придания пластинам достаточной механической прочности. Однако у каждой медали есть обратная сторона. Сурьма способствует расщеплению воды на кислород и водород, следствием чего является выкипание воды и снижение уровня электролита. В батареях предыдущего поколения содержание сурьмы доходило до 10%, в современных этот показатель снижен до 1.5 %.
Панацею от этой беды фирмы видят в освоении т.н. гибридной технологии - замене сурьмы в одной из пластин на кальций. Кальций в решетке является веществом нейтральным по отношению к воде, не снижая при этом механической прочности решеток. А потому разложения воды не происходит и уровень электролита остается неизменным.
Преимущества "кальциевых" АКБ - можно устанавливать в местах , не не требующих удобного доступа для обслуживания. Меньше вероятность выхода из строя из-за коррозии решеток электродов. Лучшие стартерные характеристики.
Недостаток "кальциевых" АКБ - при глубоких разрядах происходит образование нерастворимых солей кальция, и емкость АКБ необратимо теряется. Производители АКБ пытаются устранить этот недостаток добавлением в АКБ серебра и др. компонентов, результат пока окончательно не ясен.

2.2. Долговечность батареи
Средний срок службы современных АКБ при условии соблюдения правил эксплуатации - а это недопущение глубоких разрядов и перезарядов, в том числе по вине регулятора напряжения - составляет 4-5 лет.
Наиболее губительными для батарей являются глубокие разряды. Оставленные на ночь включенными световые приборы, либо другие потребители способны разрядить ее до плотности 1.12 - 1.15 г/см3, т.е. практически до воды, что приводит к главной беде аккумуляторов - сульфатации свинцовых пластин. Пластины покрываются белым налетом, который постепенно кристаллизуется, после чего батарею практически невозможно восстановить. Отсюда вытекает главный вывод - необходимо постоянно следить за состоянием батареи, периодически замерять плотность электролита. Особенно актуально это в зимнее время. Следует отметить, что сульфатация в определенных пределах - явление нормальное и присутствует всегда. (Вспомните - на основе теории двойной сульфатации построен принцип работы батарей). Но при малом разряде и последующей зарядке батарея легко восстанавливается до исходного состояния. Это возможно и при глубоком разряде батареи, но только в том случае, если следом сразу, же последует заряд. Если же разряжать батарею длительное время, не давая ей "подпитки", то падение плотности, ниже критического значения неизбежно приводит к образованию кристаллов сульфата свинца, не вступающих в реакцию ни при каких обстоятельствах. А это означает, что начался необратимый процесс сульфатации.
Не менее опасен для батареи и перезаряд. Это происходит при неисправном регуляторе напряжения. При этом электролит начинает "кипеть" - происходит разложение воды на кислород и водород, и понижение уровня электролита. Вот почему необходимо следить за зарядным напряжением. Естественно, это не составляет труда, если на панели приборов присутствует вольтметр. Ну а если его нет? В этом случае также можно довольно просто оценить зарядное напряжение. Для этого запустите и прогрейте двигатель, установив средние обороты и подключите тестер (в режиме вольтметра) между "+" и "массой" аккумуляторной батареи. Нормальный зарядный режим батареи обеспечивается в диапазоне 14±0.5В. Если напряжение меньше - стоит проверить натяжение ремня, надежность контактных соединений цепей системы электроснабжения. Если же это не помогает - неисправность нужно искать в регуляторе напряжения. Впрочем, точно также вина ложится на регулятор, если напряжение превышает 14.5В.
В последнее время широкое распространение получили сепараторы карманного типа - т.н. конвертные сепараторы. Их название говорит за себя - в эти конверты помещают одноименно заряженные пластины. Такая конструкция увеличивает срок службы батареи, так как осыпающаяся в процессе эксплуатации активная масса остается в конверте, тем самым предотвращается замыкание пластин.

2.3. Рекомендации по эксплуатации
Батарея, не эксплуатировавшаяся в течении длительного времени (4-5 мес.) нуждается в подзарядке. Связано это с тем, что батареям свойственно такое явление, как саморазряд. На графиках рис.2,3 показаны характеризующие саморазряд величины для различных батарей. В первом случае - это снижение плотности от времени хранения, во втором - падение напряжения.


Впрочем, зачастую подзарядки требует и находящаяся в эксплуатации батарея. Плотность полностью заряженной батареи составляет 1.27- 1.28 г/см3, напряжение - 12.5 В. О степени разряженности батареи судят по плотности электролита. Чем ниже плотность электролита, тем сильнее батарея разряжена. Уменьшение плотности на 0.01 г/см3 по сравнению с номинальной означает, что батарея разрядилась примерно на 6 - 8%. Используя график (см. рис.4) можно оценить зависимость степени разряженности батареи от плотности. Степень разряженности определяют по той банке, в которой плотность электролита минимальная. Всем известна аксиома, тем не менее, позволим повторить ее еще раз - батарею, разряженную летом более чем на 50%, а зимой более чем на 25%, необходимо снять с автомобиля и зарядить. При этом следует помнить, что пониженная плотность зимой более опасна, т.к. кроме всего прочего может привести к замерзанию электролита. Так, при плотности электролита 1.2 г/см3 температура его замерзания составляет около -20°С.
Также необходимо подзарядить батарею, если плотность в разных банках отличается более чем на 0.02 г/см3. Оптимальной является зарядка батареи током, равным 0.05 от ее ёмкости. Для батареи с ёмкостью 55 Ач эта величина составляет 2.75 А. Чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд. Однако не стоит впадать в крайность - при совсем низком токе батарея просто не "закипит", к тому же время зарядки будет несравнимо большим. Наоборот, при очень большом токе батарея "закипит" значительно быстрее, но при этом не успеет зарядиться на все 100%. Признаками окончания зарядки служит бурное выделение газа (т.н. "кипение") и неизменяющаяся на протяжении 1-2 часов плотность электролита.
Для ориентировочной оценки времени, требуемого на зарядку батареи, можно воспользоваться следующим алгоритмом.


Первоначально, используя график (рис.4) необходимо определить степень разряженности батареи, исходя из реальной плотности АКБ, замеренной ареометром. Далее по степени разряженности определяем потерянную ёмкость (или ёмкость, которую необходимо принять батарее).
Затем, выбрав величину зарядного тока, вычисляем ориентировочное время зарядки по формуле:


Тут следует отметить, что не вся энергия идет на повышение ёмкости. КПД процесса составляет 60-80%, остальное тратится на нагрев, а также связанные с этим электрохимические процессы. Потому реальное время увеличивается примерно в полтора раза от расчетного (что и учитывается коэффициентом "1.5" в формуле).

Нужно сказать, что использование данного алгоритма оправдано лишь для облегчения процедуры, но ни в коей мере не избавляет от контроля за ходом зарядки. Процесс заряда, а особенно его окончание Вам необходимо контролировать самому, дабы не прозевать начало бурного кипения.
Другой вариант - использование для этих целей автоматических зарядных устройств, отличающихся тем, что зарядка идет при постоянном напряжении, но автоматически изменяющемся в зависимости от степени заряженности батареи токе. При этом зарядное устройство перестает давать ток, если батарея полностью заряжена. Принцип, используемый в подобных устройствах аналогичен зарядке от генератора на автомобиле.
Для примера определим время зарядки батареи ёмкостью 55 Ач током в 5А, плотность которой составляет 1.25 г/см3. Как видно из графика, при данной плотности батарея разряжена на 25%, что означает потерю ёмкости на величину


Таким образом, примерное время зарядки


Каждодневным способом зарядки батареи является ее заряд от бортовой сети автомобиля (естественно, при условии исправности последней). При данном способе, во первых, невозможен перезаряд, а во-вторых, происходит постоянное перемешивание электролита и наиболее полное его проникновение во внутренние слои активной массы.
Однако было бы ошибочным полагать, что заряд батареи начинается сразу же после пуска двигателя и продолжается все время, пока двигатель в работе. Исследования показывают, что батарея начинает принимать заряд только после прогрева электролита до положительной температуры, что при эксплуатации в зимних условиях происходит примерно через час после начала движения. Именно этим и опасен довольно распространенный, по крайней мере, в нашем автомобильном городе, способ эксплуатации транспортных средств. Холодный запуск зимой с получасовым движением до работы, и затем редкие непродолжительные поездки на протяжении рабочего дня не дают прогреться электролиту и, следовательно, зарядиться Вашей батарее. Тем самым разряженность АКБ увеличивается изо дня в день и в итоге может привести к печальному результату. Из этого следует, что зимой необходимо проверять состояние АКБ и своевременно подзаряжать ее регулярно
Физические процессы, происходящие при пуске двигателя, отличаются от процессов при разряде батареи потребителями. При пуске участвует не весь объем активной массы и электролита, а лишь та ее часть, которая находится на поверхности пластин и соприкасающийся с поверхностью пластин электролит. Поэтому, после неудачной попытки запустить двигатель, следует подождать некоторое время для того, чтобы электролит перемешался, плотность его выровнялась, он проник в поры активной массы. Нормальный запуск двигателя при однократном вращении стартера в течении 10с забирает ёмкость 300А х 10с = 3000 Ас = 0.83 Ач, что составляет около 1.5% от ёмкости аккумулятора.
При медленном же разряде участвуют не только поверхностные слои активной массы, но и глубинные, потому и разряд происходит более глубокий. Однако это не означает, что стартерные режимы не так губительны для батареи - стартером точно также можно разрядить батарею до критической величины.
Каковы же признаки выхода из строя батареи? Батарея не заряжается, плотность низкая и не повышается в процессе заряда. Большой саморазряд - батарея зарядилась, но не держит заряд. Можно попытаться потренировать батарею, однако если произошло осыпание активной массы пластин, либо кристаллизация сульфата свинца, то это уже не исправить.
Вообще, освоить способ оценки степени возможной разрядки батареи от каких-либо действий (в том числе и осознанных) не составит большого труда. Необходимо усвоить несколько истин и запомнить несколько цифр.
Батарея начинает принимать заряд лишь только после прогрева электролита до положительной температуры (как вы понимаете, при температуре воздуха -20°С температура электролита в батарее хранящегося на свежем воздухе автомобиля будет примерно такой же.)
Коэффициент полезного действия процесса зарядки составляет примерно 50%.
Каждый автомобильный генератор характеризуется следующими показателями:
ток отдачи генератора при работе двигателя на холостом ходу.
ток отдачи генератора при работе двигателя на номинальных оборотах.
Для ВАЗовских автомобилей эти цифры имеют следующие значения:

Таблица 1
Модель автомобиля.......................2101-2106......2108-2109......2110
ток отдачи на холостом ходу................16..................24..............35
ток отдачи на номинальных оборотах 42...................55..............80

Как видно из таблицы, на последних моделях автомобилей Волжского автозавода устанавливаются генераторы, имеющие характеристики тока отдачи, в два раза превосходящие по величине характеристики генераторов первых моделей.

И наконец, примерное потребление энергии автомобильными потребителями:

Таблица 2
потребитель..........ток, А (приблизительно)
зажигание.................2
габариты...................4
ближний свет............9
дальний свет...........12
обогрев стекла......10-11
стеклоподьемник...20-30

вентилятор отопителя:
1-я скорость............5-7
2-я скорость..........10-11
стеклоочистители...3-5
магнитола................5
ИТОГО...................38-48

Таким образом, оставленные включенными габариты за три часа "съедят" 4А х 3ч= 12 Ач ёмкости батареи, что соответствует разряду приблизительно на 20%. Это не страшно для одного раза. Однако повторив это ещё раз, Вы уже рискуете не завести свою машину, особенно, если дело происходит зимой, т.к. разряд составит порядка 40% (тем более, что к тому же зимой батареи, как правило, эксплуатируются заряженными далеко не на 100%).
Аналогично можно прикинуть, что Вы имеете при продолжительной работе двигателя на холостом ходу. Как уже показано выше, ток отдачи генератора автомобиля ВАЗ-2108 на холостом ходу составляет 24А. Вычитаем из этой величины 2А, необходимые для обслуживания системы зажигания. Остается 22А. Используя таблицу 2, нетрудно прикинуть, что можно включать с тем, чтобы хоть немного досталось бы и аккумулятору (при этом помните про КПД зарядки, составляющий 50%).
Для владельцев иномарок с автоматической коробкой передач картина ещё более сложная. Обычно, стоя в пробке или на светофоре, Вы не переключаетесь на нейтраль, а давите ногой на тормоз. Это понижает обороты двигателя от стандартных 800-900 об./мин. до 600-700 об./мин., что, соответственно понизит ток, выдаваемый генератором, а стоп-сигналы добавят ещё пару ампер потребления тока. Да и обогрев заднего стекла у немцев, например, существенно мощнее, чем у отечественных автомобилей.
Следует знать, что зимние условия эксплуатации автомобиля в принципе очень тяжелы для аккумуляторной батареи. Наверняка будут полезны следующие данные. Результаты проводимых в ГДР исследований говорят о том, что при эксплуатации автомобиля в очень тяжелых условиях (испытания по так называемому режиму "город-зима-ночь") аккумулятор получает порядка 1Ач в час

3. Терминология

Аккумуляторная батарея - один из основных элементов электрооборудования автомобиля, поскольку она накапливает и хранит электроэнергию, обеспечивает запуск двигателя в различных климатических условиях, а также питает электроприборы при неработающем двигателе.
Автомобильные свинцово-кислотные 12-вольтовые АКБ состоят из 6-ти последовательно соединенных элементов (банок), объединенных в общий корпус. Каждая банка имеет газоотвод, конструкции которого могут существенно отличаться.
Электролит представляет собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде (для средней полосы России плотностью 1.27-1.28 г/см3 при t=+20°С). Кипение электролита - бурное выделение газа при электролитическом разложении воды с выделением кислорода и водорода. Это происходит во время заряда батареи.
Саморазряд - самопроизвольное снижение ёмкости АКБ при бездействии. Скорость саморазряда зависит от материала пластин, химических примесей в электролите, его плотности, от чистоты верхней части корпуса батареи и продолжительности ее эксплуатации.
Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи без нагрузки (ЭДС - электродвижущая сила) должно находиться в пределах 12.6-12.9 В. Напряжение в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе несколько выше, чем на клеммах АКБ, и должно находиться в пределах 14.0-14.2 В (0,2 В от крайних значений). Значение напряжения ниже 13.8 В ведет к недозаряду батареи, а выше 14.4В - к перезаряду, что одинаково пагубно сказывается на ее сроке службы.
Полярность аккумуляторной батареи - термин, определяющий расположение токосъемных выводов на ее корпусе. На зарубежных батареях полярность может быть прямой или обратной, т. е. ориентировка положительного и отрицательного выводов относительно корпуса может быть различной. По российскому стандарту (если смотреть со стороны выводов) отрицательный (-) должен располагаться справа, положительный (+) слева.
Емкость батареи - способность батареи принимать и отдавать энергию - измеряется в ампер-часах (Ач). Для оценки ёмкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0.05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной ёмкости). Т.е., если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75 А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда - 3А.
Данная характеристика определяет возможность питать потребителей в экстремальной ситуации (при отказе генератора). Характеризуется объемом активной массы.
Значение тока холодного старта при -18°С (по DIN) - Величина тока, которую батарея способна отдать при пуске двигателя при температуре -18°С. Наиболее важная характеристика, напрямую сказывающаяся на пуске двигателя. Ведь при -20°С ток, потребляемый стартером, составляет порядка 300А. (Для пуска в летнее время горячего двигателя этот же показатель равен 100-120А.) Значение стартового тока определяется конструкцией батареи, пластин, сепараторов. Сепараторы карманного типа без каких-либо других дополнений увеличивают напряжение батареи на 0.3В, одновременно улучшая стартовые характеристики. Чем ниже внутреннее сопротивление батареи, тем выше стартовый ток, тем надежнее пуск двигателя при низких температурах.
Резервная ёмкость - время, в течении которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями батарей после значения тока холодного старта.
Корпус современных АКБ изготавливается из пластмассы, в большинстве случаев полупрозрачной, позволяющей контролировать уровень электролита.
Необслуживаемые батареи. Сразу следует оговориться, что этот термин не должен пониматься буквально и восприниматься как руководство к бездействию. Это название говорит об улучшенных потребительских свойствах батареи. Необслуживаемые АКБ требуют долива воды не чаще одного раза в год при условии использования их на автомобилях с исправным электрооборудованием и среднегодовым пробегом 15-20 тыс. км. Встречаются конструкции, исключающие всякое вмешательство на всем протяжении срока службы, но они особенно критичны к состоянию автомобильного электрооборудования.
Большинство необслуживаемых батарей выпускаются заводами-изготовителями, залитыми электролитом. Так как эти батареи имеют значительно меньший саморазряд, они могут храниться от 6 месяцев до 1 года без подзаряда. Саморазряд новых необслуживаемых батарей за 12 месяцев может составить до 50% от номинальной ёмкости.

4. Маркировка АКБ

На современные аккумуляторные батареи наносится следующая маркировка:


Некоторые батареи имеют такую маркировку:


Несмотря на то, что после ёмкости стоит значение 280А, цифра, интересующая нас и показывающая ток холодного старта по принятому у нас стандарту DIN равна 255А.
Обозначения основных характеристик на батареях различных производителей отличаются друг от друга. Большинство европейских производителей и значительная их часть в Азии руководствуются промышленным стандартом Германии DIN 43539 часть 2, который оговаривает два основных параметра: ёмкость батареи, измеряемую в ампер-часах (Ач) при +25°С, и ток стартерного разряда в амперах (А) при -18°С.
Батареи американских производителей испытываются по требованию американского стандарта SAE J537g, который включен в международный стандарт BCI и также вводит два основных параметра: резервную ёмкость, измеряемую в минутах при +27°С, и ток холодной прокрутки - в амперах при -18С. Стандарт SAE не предусматривает измерение ёмкости батареи в ампер-часах.
Первый рассматривает способность батареи к длительным разрядам меньшими токами, второй - разряд большими токами, но за меньший отрезок времени.
Пересчет значения тока стартерного разряда по европейскому стандарту DIN в ток холодной прокрутки по американскому стандарту SAE может производиться с помощью экспериментальных коэффициентов. Для батарей ёмкостью до 90Ач используется коэффициент 1.7, т. е. ISAE = 1.7 IDIN. Для батарей ёмкостью от 90 до 200 Ач используется коэффициент 1.6, т. е. ISAE = 1.6 IDIN.
В настоящее время в Европе наряду с немецким стандартом DIN введен новый единый стандарт En - 60095-1/93.
Кроме того, на необслуживаемых батареях проставляется соответствующая надпись. Чаще всего на русском, английском или немецком языке (либо на языке производителя, как например, на испанских батареях "Tudor").

5. Выбор и покупка АКБ

Убедитесь, что выбираемая батарея соответствует конструктивным особенностям вашего автомобиля (ёмкость, место установки, способ крепления, полярность, форма и размер токосъемных выводов). Специализированные торговые фирмы имеют каталоги всего ассортимента, в которых систематизирована информация о модификациях и технических характеристиках.
Нецелесообразно на автомобиль с устаревшей системой электрооборудования устанавливать батарею, исключающую долив воды. Это приведет к сокращению ее срока службы или отказу.
Емкость батареи не должна существенно отличаться от указанной заводом-изготовителем автомобиля. Несоблюдение этого условия приводит к резкому сокращению службы, как батареи, так и стартера.
Очень неплохо знать рекомендуемую величину пускового тока для Вашего автомобиля. На многих (японских) автомобилях устанавливаются стартёры с редуктором. Это позволяет существенно уменьшить величину пускового тока, а значит существенно продлить жизнь Вашего аккумулятора.
Внимательно изучите текст гарантийного талона. Обратите особое внимание на те разделы, где перечислены: случаи, исключающие гарантийное обслуживание; адреса гарантийных мастерских; условия эксплуатации.
Маркировка аккумулятора должна иметь ссылку на стандарт (DIN, SAE, En или другие). В маркировке по стандарту SAE не указывается значение ёмкости в ампер-часах (Ач). Указание ёмкости в Ач в стандарте SAE – косвенный признак подделки. Наиболее подвержены подделкам дорогие аккумуляторы известных фирм-изготовителей, поэтому приобретать их лучше в торговых фирмах, заслуживающих доверие.
Большинство фирм-изготовителей кодирует дату выпуска АКБ. Современные необслуживаемые батареи допускают достаточно длительное хранение без существенной потери своих потребительских свойств, поэтому дата изготовления менее актуальна. Предпочтительнее приобретать залитый качественным заводским электролитом аккумулятор. Он готов к работе, легко поддается проверке. Не залитый сухозаряженный аккумулятор требует дополнительного времени и затрат на подготовку к эксплуатации.
Не спешите отдать деньги! Вы вправе требовать проверки аккумулятора. Первым делом сдерите с него защитную упаковочную пленку, какой бы красивой она ни была, и убедитесь, что корпус не поврежден – такое случается довольно часто. Затем попросите продавца измерить плотность электролита – она не должна быть ниже номинальной более чем на 0,02 г/см3 и одинаковой во всех банках, что соответствует примерно 80-процентной заряженности батареи. Последнюю проверку следует провести с нагрузочной вилкой – ее вольтметр должен показать 12.5–12.9 В при отключенной нагрузке, а при включенной – не опускаться в течение 10 секунд ниже 11В.
В случае отклонения от этих значений, батарея может оказаться частично или полностью непригодной к эксплуатации.
Если вам отказывают в проверке аккумулятора, не могут подтвердить качество товара сертификатом, гарантийным талоном, то лучше отказаться от покупки.

6. Установка АКБ

Перед установкой батареи обязательно полностью удалите с нее полиэтиленовую пленку. Газоотводные отверстия должны быть открытыми. Обратите внимание на правильность подключения. Клеммы АКБ рекомендуется зачистить и после закрепления смазать Литолом-24. Это делается для предохранения контактов от попадания влаги и окисления места контактов. Особенно это касается силовых проводов с медными (а не свинцовыми) наконечниками.
Очень важно уделить внимание проводам. Клеммы необходимо зачистить не только со стороны аккумулятора, но и с другой стороны. Место, куда крепится массовый провод (-) надо тоже тщательно зачистить от краски, масла и прочей грязи. Контакт затянуть туго. Это же касается клеммы на стартёре. Невнимание к проводам и контактам может очень сильно "выйти боком" зимой на морозе.
Батарея должна стоять на своём месте жёстко. Болтание её в крепёжных элементах недопустимо. Дополнительная вибрация скажется на долговечности батареи. Замыкание и осыпание пластин в банках чаще всего происходят именно из-за вибрации.
Обратите внимание, что на многих автомобилях батарея стоит довольно близко к выпускному коллектору. То есть летом ей будет довольно жарко, а это для батареи очень плохо! На "правильных" машинах предусмотрена термоизоляция АКБ от двигателя.

7. Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию

Условия эксплуатации оказывают существенное влияние на срок службы аккумуляторной батареи. Частые запуски двигателя и поездки на короткие расстояния, неисправности электрооборудования (стартер, генератор, реле-регулятор), дополнительные потребители электроэнергии, несвоевременное обслуживание, ненадежное крепление батареи способны сильно сократить срок ее службы.
При продолжительном движении по трассе батарея может перезаряжаться (кипеть) - в городе с малыми пробегами и "пробками" она, как правило, разряжается (см. выше).
Генератор (при холостых оборотах двигателя) не обеспечивает работу большинства штатных потребителей, не говоря о дополнительных. Зимой ситуация усугубляется. К включенным габаритным огням, ближнему свету фар, стоп-сигналам, указателям поворота, аудиоаппаратуре добавляются обогрев заднего стекла и вентилятор отопителя. Ежедневный недозаряд батареи постепенно уменьшает ее ёмкость, что в итоге приводит к невозможности запуска двигателя стартером.
Отказ аккумуляторной батареи может быть вызван и током утечки в электрооборудовании автомобиля. Это происходит, когда при отключении всех потребителей один или часть из них остается включенным в электрическую цепь (неисправны выключатель или реле). Виновником может быть и сигнализация. После глубокого разряда АКБ может не восстановить свою первоначальную номинальную ёмкость. Батарея не сможет нормально работать, если для запуска двигателя требуется продолжительное включение стартера (неисправны системы питания, зажигания).

7.1. Обслуживание АКБ в процессе эксплуатации сводится к проверке и приведению в соответствие с требованиями: уровня и плотности электролита; чистоты и надежности крепления электрических соединений батареи с корпусом автомобиля, параметров электрооборудования, крепления батареи. Необходимо также следить за правильным натяжением ремня генератора, очищать и смазывать выводы и клеммы, содержать батарею в чистоте. Протирайте верхнюю поверхность водным раствором питьевой соды. Доведение плотности электролита до требуемой производится путем заряда батареи от стационарного зарядного устройства.
Значение зарядного тока в амперах (А) не должно превышать 1/10 ёмкости батареи (упрощенно).

7.2. Продление жизни новой батарее
Коротко об этом сказать трудно. В первую очередь, следует залить электролит, точно соответствующий не только климатической зоне, но и сезону эксплуатации. Если батарея будет работать только в теплое время года, то плотность электролита может быть 1.20 г/см3, а если до -15°С -- 1.24 г/см3 и т.д. Такая точность, безусловно, снизит скорость сульфатации пластин, следовательно, увеличит долговечность батареи.
На срок службы АКБ значительно влияет средняя степень заряженности, которая зависит от исправности реле-регулятора. Необходимо, чтобы эта величина поддерживалась не ниже 75%.

справка:
Установлено, что отклонение регулируемого напряжения на 10...12% вверх или вниз от оптимального сокращает срок службы батареи в 2...2.5 раза.

Во-первых, отрегулируйте двигатель так, чтобы он легко заводился с пол-оборота. Это предохранит АКБ от глубокого разряда. При пуске двигателя стартером через аккумуляторную батарею проходит ток в несколько сот Ампер, что не способствует ее долговечности. Поэтому, чем легче пуск двигателя, тем лучше для АКБ: она прослужит дольше.

справка:
Сокращение времени работы стартера вдвое при шести-восьми ежедневных пусках повышает срок службы аккумуляторной батареи приблизительно в 1.5 раза.

Во-вторых, отрегулируйте при необходимости реле-регулятор, чтобы напряжение было в пределах 13.8...14.4В. Это одно из важнейших условий. В-третьих, никогда не позволяйте снизиться уровню электролита в банках ниже требуемого.

справка:
Несвоевременная доливка в аккумуляторы дистиллированной воды может снизить срок службы батареи на 30%.

Эти простые советы, продлят жизнь АКБ.

Кроме этого, специалисты советуют при наличии зарядного устройства при любой возможности (например, на ночь) ставить аккумуляторную батарею на подзарядку малым током - около 1...2А. Для этого можно АКБ не снимать с автомобиля. Только эта операция, если ее проделывать регулярно, не реже одного раза в месяц, увеличивает срок службы батареи, по крайней мере, на год.

7.3. Зарядка аккумулятора зарядным устройством
Ну а теперь как заряжать? Зарядные устройства бывают с ручной и автоматической регулировкой (Орион PW-270, Орион PW-320) или автоматические (все остальные зарядные устройства Орион). Перед зарядкой необходимо открыть все газовые каналы: вывернуть пробки, снять крышки банок.
При зарядке важны три параметра: напряжение, ток зарядки и время. Когда аккумулятор частично процентов на 25 разряжен, то начальный ток заряда при включении выпрямителя может резко скакнуть вверх. Отрегулируйте его на зарядный ток около 1/10 ёмкости аккумулятора или меньше (это общепринятое правило заряда кислотных батарей). Т.е., если у Вас батарея имеет маркировку 55Ah - выставляем ток около 5.5А.
Если необходимо зарядить батарею в кратчайшее время, можно выставить и больший ток. В соответствии с законом Вудбриджа который гласит: сила зарядного тока (в амперах) не должна превышать величину заряда (в ампер-часах), недостающего до полной ёмкости акуммулятора. При этом зарядное устройство должно автоматически снижать ток при повышении напряжения или выключаться при достижении порогового напряжения на батарее. В противном случае (если ЗУ этого не делает) необходимо непрерывно контролировать зарядный ток и напряжение в ручную.
Далее в процессе зарядки напряжение будет расти, а ток уменьшаться. Считается, если ток не уменьшается в течение последних 2-3 часов, то аккумулятор заряжен. Важно помнить, что нельзя вести заряд большим током более 25 часов. Электролит сильно нагреется и выкипит, пластины от нагрева может повести и они замкнут друг на друга. Обычно нормальное время полного заряда около 15 часов.
Иногда необходимо выровнять плотность небольшим током. Например, если плотность электролита в разных банках 1.23, 1.25. Включив зарядное устройство, устанавливаем ток зарядки порядка 1-2А. Данное значение у разных АКБ- разное и зависит от многих факторов: конструкции, пассивационного материала пластин, состояния батареи и т.д. Время такой зарядки до двух суток. Особенно это необходимо делать после того, как аккумулятор разряжен в ноль бесплодными попытками завести двигатель. При чём, делать это надо сразу, пока не началась сульфатация пластин.
Батареи, исключающие долив воды, должны заряжаться только устройствами с автоматическим поддержанием зарядного напряжения. Несоблюдение этого условия приведет к снижению их срока службы. Конкретные требования по режиму заряда, эксплуатации и обслуживанию должны быть изложены в инструкции или гарантийном талоне, прилагаемом к батареям.
В настоящее время разные производители обозначают разное напряжение окончания заряда. Как правило, оно составляет от 15 до 16В (для батарей устаревших конструкций, с применением в качестве пассивирующего материала сурьмы - меньше). На самом деле, порог ограничения напряжения автоматического зарядного устройства 15 или 16 вольт (для батареи с прописанными, для полного заряда, 16ю вольтами, например Varta) влияет только на время заряда последних 2-4% емкости.
Для доведения уровня электролита до нормы недопустимо использовать электролит! В аккумуляторную батарею доливают только дистиллированную воду. Не используйте воду сомнительного происхождения. При частом выкипании проверьте электрооборудование автомобиля.
Необходимо знать, что при сильном снижении уровня электролита внутри корпуса аккумулятора может образоваться опасная концентрация газовой смеси. Чтобы исключить вероятность взрыва, нельзя подносить к батарее открытое пламя (даже сигарету) и допускать искрение электроконтактов. Системы газоотвода некоторых современных батарей более взрывобезопасны. В средней полосе России АКБ не требуют корректировки плотности электролита при смене сезонов.
Перед зимней эксплуатацией автомобиля сделайте обслуживание не только аккумуляторной батареи (см. выше), но и систем, влияющих на запуск двигателя. Обязательно залейте моторное масло, соответствующее сезону. Для облегчения запуска двигателя в сильные морозы занесите батарею на несколько часов в теплое помещение.
Перед длительной зимней стоянкой также обслужите батарею, но не храните ее в теплом помещении, а оставьте на автомобиле со снятыми клеммами. Чем ниже температура, тем меньше скорость ее саморазряда.
Недопустимо оставлять на морозе разряженную батарею. Электролит низкой плотности замерзнет, и кристаллы льда приведут ее в негодность. Плотность электролита разряженного аккумулятора может снизиться до 1,09 г/см3, что приведет к его замерзанию уже при температуре -7°С. Для сравнения – электролит плотностью 1.28 г/см3 замерзает при t=-65°С.
Опрокидывание аккумуляторной батареи и слив электролита могут привести к замыканию пластин и выходу ее из строя.
Для борьбы с паразитными токами утечки введите себе привычку вытирать корпус батареи насухо от всякой нечисти. Если совсем в лом, то хотя бы делайте чистый круг вокруг плюсовой клеммы, чтобы разорвать паразитные электрические связи. Ну, а если Вы любите свою машину, то разведите немного соды в воде и протрите всю поверхность корпуса батареи и вытрете ее насухо. Все тряпки, которые прикасались к аккумулятору выбросить немедленно! А заодно проверите крепление батареи, уровень электролита и его плотность. Времени это займёт минут 10-15, а сэкономить может часы и кучу нервов.

8. Особенности эксплуатации АКБ в зимний период

Перво-наперво замерим плотность электролита во всех банках без исключения. Норма 1.27-1.28 г/см3. У Вас далеко не так? Значит, снимаем батарею и ставим на зарядку. И это однозначно! Ни в коем случае не пытаемся повысить плотность электролита добавлением концентрированной кислоты, какая бы низкая не была его плотность. Желаемого же результата - повышения ёмкости батареи при этом не произойдет.
Далее. Обязательно провести ревизию всех силовых проводов, клемм и контактов. Клеммы зачистить мелкой шкуркой. Контакты на АКБ тоже зачистить и затянуть. Можно затем смазать литолом, чтобы к контактам не попадала влага. С другой стороны силовых проводов так же провести ревизию контактов.

8.1. Прикуривание от другого автомобиля
Для российских автовладельцев нормальная ситуация, когда сосед просит "прикурить" его аккумулятор. Для этой нехитрой процедуры помимо автомобиля с заряженным аккумулятором, необходимы ещё и правильные провода. Не забываем, что по этим проводам у нас потечёт около 200 ампер!


На что нужно обратить внимание при покупке:
1. Толщина жилы медного провода. Сняв изоляцию с крокодила (зажима) можно увидеть саму жилу. Чем толще, тем лучше. Не обращайте внимание на толщину кабеля. Главное проводник тока, а не толщина изоляции.
2. Надежность крепления жилы к крокодилу провода прикуривателя. Медная жила д.б. облужена, затем обжата и припаяна. Если эти условия соблюдены, то потерь в месте соединения будет меньше. Все стартовые провода Орион 100% паяются.
3. Изоляция. Лучший вариант - морозоустойчивая резина или силикон. Зимой такие провода остануться эластичными.
4. Длинна проводов. Провода по длинне нужно выбирать не длинее, чем нужно.
5. Крокодилы (зажимы). При покупке обращайте внимание на толщину стали из которой они сделаны и силу пружины, а не габаритные размеры.
Чтобы не навредить сложным электронным системам вашей собственной машины, эта, казалось бы, элементарная процедура требует соблюдения строгой последовательности действий.
1. Соедините красный кабель с клеммой (+) на заряженном аккумуляторе.
2. Соедините другой конец красного кабеля с клеммой (+) на "севшем" аккумуляторе.
3. Соедините черный кабель с клеммой (-) на заряженном аккумуляторе.
4. Соедините другой конец черного кабеля с чистой точкой заземления на блоке двигателя или на шасси, главное - подальше от аккумулятора, карбюратора, топливных шлангов и т.п. В момент подсоединения будьте готовы к небольшой искре.
5. Следите, чтобы оба кабеля не касались движущихся деталей.
6. Попробуйте запустить автомобиль с "севшим" аккумулятором. Если двигатель не заведется, подождите несколько минут и повторите попытку. Если же заведется, дайте ему поработать несколько минут в таком положении. Если не заведется повторите попытку через 2-3 минуты.
7. При отсоединении кабеля следуйте описанной выше процедуре в обратной последовательности.

8.2 Запуск машины при помощи предпускового зарядного устройства Вымпел. Подключаете устройство, выставляете максимальный ток 18А, оживляете акумулятор в течении 10-15 мин. Затем не отключая зарядного устройства пробуете завести. Если не получилось повторяете попытку заново.

9. Особенности эксплуатации АКБ в летний период

Не удивляйтесь, если однажды вам будет трудно или вообще не завести машину в жаркую погоду. Теплое время года - такое же испытание, как и холод. Тепло ускоряет химические процессы. Неисправности и дефекты электрической системы автомобиля или аккумулятора незамедлительно скажутся на состоянии батареи. Но, скорее всего, узнаете вы об этом в самый неподходящий момент. Например, ночью во время дождя, когда придется включить освещение, вентиляцию и стеклоочистители. Поэтому не расслабляйтесь. Лето - самый подходящий период для покупки нового аккумулятора.
Летом автомобилист не сразу заметит, что в аккумуляторе плотность электролита и его уровень в банках недостаточные. Но чем выше температура окружающей среды, тем активнее электрохимические процессы. В результате электролиза кислород вступает во взаимодействие с пластинами, а ставший свободным водород испаряется. Таким образом, из электролита исчезает вода. Как только уровень раствора оказывается ниже уровня пластин, начинается сульфатация пластин (сульфат свинца растворяется в электролите, а затем оседает на поверхности пластин уже в виде крупных нерастворимых кристаллов и происходит изоляция пластин от электролита). Емкость батареи уменьшается. Электрохимические реакции останавливаются. Аккумулятор выходит из строя.
Имейте в виду, что во время длительного хранения аккумулятора происходит саморазряд (снижение ёмкости). Оставлять батарею в разряженном состоянии не рекомендуется: в этом случае вода испаряется, и открываются пластины. А дальше все, как описано выше.
Саморазряд увеличивается от высокой температуры, грязи и электролита (воды) на крышке батареи. Еще одна причина возникновения паразитных токов - неодинаковая плотность электролита в разных банках и на разных уровнях. Это может произойти после доливки большого количества воды. Чтобы избежать неприятностей, зарядите аккумулятор или проедьте на машине, чтобы плотность раствора сравнялась. Есть еще один совет: доливайте дистиллированную воду в аккумулятор при работающем двигателе. Это обеспечит ее перемешивание с кислотой.
Ускорение электролиза способствует уплотнению активной массы. Этой “болезнью” страдают отрицательные пластины, активная масса которых во время эксплуатации постепенно уплотняется, а ее пористость уменьшается. Доступ электролита внутрь отрицательных пластин затрудняется, что снижает ёмкость батареи. К тому же уплотнение активной массы может сопровождаться образованием трещин и отслаиванием.
Пластины коробятся при увеличении силы зарядного тока, при коротком замыкании, понижении уровня электролита, частом и продолжительном включении стартера, когда батарея нагружается разрядным током большой силы. Чаще короблению подвержены положительные пластины, при этом в их активной массе образуются трещины, и она (активная масса) начинает выпадать из решеток.
Причиной выпадения активной массы из решеток пластин может стать длительная перезарядка, плохое крепление пластин, вибрация и т.д. Осыпающийся активный слой в конце-концов замыкает пластины, сокращает мощность и срок службы. В современных аккумуляторах пластины помещаются в конверт-сепараторы; осадок выпадает, но короткого замыкания удается избежать.
Летом вентиляционные отверстия забиваются пылью. Чтобы батарея не лопнула и не взорвалась следите за чистотой аккумулятора. Пробки заливных отверстий должны быть плотно закрыты.

Как сохранить свой аккумулятор летом?
Во-первых, следите за уровнем электролита и регулярно доливайте дистиллированную воду. Во-вторых, не оставляйте батарею незаряженной. В-третьих, следите за чистотой корпуса. В-четвертых, следите за состоянием электрической системы автомобиля. Неисправный стартер и генератор совершенно незаметно “подготовят” батарею к зиме и с первыми морозами она откажет.
Если вы планируете заменить аккумулятор, лучше не ждать до осени. В сезон выбор значительно меньше, цены выше, а желающих больше. В любом случае потребуется помощь подготовленного продавца-консультанта. Летом он сможет больше уделить вам времени.

10. Вопросы безопасности

Помните, что опасность возгорания кислорода и водорода, выделяющихся во время зарядки (а также после ее завершения), вполне реальна.
Хотя большинство серьезных производителей оборудуют крышки аккумуляторов ограничителями пламени, призванными предотвратить его попадание внутрь аккумулятора, подобная вероятность по-прежнему сохраняется.
Помните также, что искра возникает не только при отсоединении клеммы. Статического электричества от синтетической одежды может оказаться достаточно, чтобы вызвать взрыв.
Взрыв аккумулятора можно сравнить по мощности с выстрелом из ружья калибра 12мм. Результат представляет собой жуткое зрелище, и происходит это чаще, чем вы можете себе представить. При том, что взрыв, вероятно, не будет смертельным, он может серьезно травмировать вас, особенно лицо, так как осколки пластика разлетаются во все стороны. Поэтому всегда следует быть в защитных очках.
Если вдруг позарез понадобилось отсоединить аккумулятор на машине с работающим мотором (лучше, конечно, не подвергать свой автомобиль таким испытаниям), прежде надо включить как можно больше потребителей электроэнергии: печку, фары, противотуманки, "дворники". Если этого не сделать, то может сгореть регулятор напряжения, а следом откажет электрооборудование и в том числе - системы управления двигателем. А для начала загляните в инструкции: позволяет ли она вообще производить такую операцию. Ведь на автомобилях некоторых марок, напичканных современной аппаратурой, любое отключение аккумулятора выводит из строя сложные электронные системы.

11. Хранение аккумуляторной батареи

1.снимите аккумулятор с машины (оставьте на машине со снятыми клеммами), очистите от грязи, полностью зарядите.
2.при отсутствии возможности подзарядки во время хранения АКБ можно рекомендовать следующий способ. Электролит в аккумуляторе необходимо заменить 5-процентным раствором борной кислоты. Перед заменой электролита АКБ полностью заряжают, а затем сливают электролит в течение 15 минут. Затем ее сразу же промывают дважды дистиллированной водой, выдерживая воду по 20 минут. После промывки наливают раствор борной кислоты, заворачивают пробки с открытыми вентиляционными отверстиями, вытирают батарею и ставят на хранение. Саморазряд аккумуляторов с раствором борной кислоты практически отсутствует.

Справка
Для приготовления 5-процентного раствора борной кислоты необходимо в 1 литре дистиллированной воды, нагретой до 50...60°С, растворить 50г борной кислоты. Раствор заливают в аккумуляторы при температуре 20...30°С.

Хранить батарею надо при температуре не ниже 0°С, поскольку заливаемый 5-процентный раствор борной кислоты может замерзнуть. А для ввода такой батареи в действие из нее выливают раствор борной кислоты в течение 15...20 минут и сразу же заливают сернокислый электролит плотностью 1.38...1.40 г/см3 для нашей зоны. После 40-минутной пропитки пластин электролитом АКБ можно устанавливать на автомобиль, если плотность электролита не уменьшилась ниже 1.24...1.25 г/см3. Если она стала ниже, следует откорректировать плотность отбором слабого раствора и добавлением электролита плотностью 1.40 г/см

12. Приложения

12.1. Реанимация аккумулятора
Реанимация аккумулятора. Старый фирменный аккумулятор может послужить еще, если его правильно восстановить! Итак, начнём. Имеем на руках убитый или почти убитый аккумулятор.
Нам понадобятся некоторые материалы и инструменты:
1) Свежий электролит (номинальной + желательно повышенной плотности)
2) Дистиллированная вода.
3) Измеритель плотности электролита (ареометр). Например ареометр производства НПП "Орион CПб"

4) Зарядное устройство, способное обеспечить малые (0.05-0.4А) токи зарядки.
5) Маленькая клизма (простите, надо!) и пипетка для наливных целей.
6) Нагрузочная вилка. НПП "Орион СПб" производит 4 модели: от простых и дешевых НВ-01, НВ-02, до профессиональных НВ-03, НВ-04.


Для начала определимся с возможными неисправностями:
1) Засульфатированность пластин - ёмкость аккумулятора падает почти до нуля.
2) Разрушение угольных пластин - при зарядке электролит становится черным.
3) Замыкание пластин - электролит в одной из секций аккумулятора выкипает, секция греется. (Тяжелый случай, но иногда небезнадежный)
4) Перемёрзший аккумулятор - распухшие бока, электролит при заряде сразу вскипает (многочисленные замыкания пластин) - тут уж ничем не помочь, аминь, упокой Господь его душу!

Начнем с конца списка. (п.3) При замыкании пластин ни в коем случае не пытайтесь его заряжать! Начинаем промывку дистиллированной водой. Не бойтесь переворачивать и трясти аккумулятор, хуже уже не будет. Промывайте его до тех пор, пока не перестанет вымываться угольная крошка (надеюсь, этот момент наступит, иначе прекратите этот мазохизм). При промывке часто замыкание пластин устраняется, и мы переходим от пункта (3) к пункту (2). После промывки и вытряхивания всякого мусора из недр аккумулятора приступаем к пункту (1), а именно к устранению отложений солей на пластинах аккумулятора. Следуйте инструкциям к присадке. Мой опыт может отличаться от того, что вы прочтёте в инструкции. Далее я делаю так:
1) Заливаем аккумулятор электролитом номинальной плотности (1.28 г/см3).
2) Добавляем присадку, исходя из объёма аккумулятора (см. инструкцию)
3) Даём электролиту выдавить воздух из секций, а присадке - раствориться в течении 48 часов (!), при необходимости доливаем электролит до номинального уровня. Кстати, присадку можно растворить в электролите до заливки в аккумулятор, если, конечно, она хорошо растворяется.
4) Подключаем зарядное устройство (не забудьте снять пробки!). НО МЫ НЕ БУДЕМ ЕГО ЗАРЯЖАТЬ! НЕ СЕЙЧАС! Сначала мы будем гонять его по циклу "зарядка-разрядка", иначе "тренировка", то есть заряжать и разряжать его, пока не восстановится нормальная ёмкость. Выставляем ток зарядки в районе 0.1- 0.2 А и следим за напряжением на клеммах. Не давайте электролиту кипеть или нагреться! Если необходимо, уменьшите зарядный ток, пузырьки газа и перегрев разрушают аккумулятор! Заряжайте, пока напряжение на клеммах аккумулятора не достигнет 2.3 - 2.4В на каждую секцию, т.е. для 12-вольтового аккумулятора - 13.8-14.4 В.
5) Уменьшаем зарядный ток вдвое и продолжаем зарядку. Зарядку аккумулятора прекращаем, если в течении 2 часов плотность электролита и напряжение на клеммах остаются неизменными.
6) Доводим плотность до номинальной доливкой электролита повышенной плотности (1.4) или дистиллированной воды.
7) Разряжаем аккумулятор через лампочку током примерно в 0.5А до падения напряжения на клеммах до 1.7В на элемент. Для 12-вольтового аккумулятора эта величина составит 10.2В, для 6-вольтового 5.1 соответственно. Из имеющихся величин тока разряда и времени разряда вычисляем ёмкость нашего аккумулятора. Если она ниже номинальной (4 ампер-часа), то:
 Повторяем цикл заряда с начала до тех пор, пока ёмкость аккумулятора не приблизится к номинальной.
9) Добавляем в электролит ещё немного присадки и закрываем отверстия аккумулятора. ВСЁ!!! Мы имеем на руках рабочий аккумулятор, который, иногда способен проработать дольше китайского!

Дальше обращаемся с аккумулятором, как положено.

12.2. Ещё несколько способов, основанных на использовании электрического тока.

Способ первый - простой. Электролит заменить дистиллированной водой и зарядить аккумулятор или батарею очень небольшим (примерно 0.01 ёмкости) током. При этом в банках степень сульфатации снижается и образуется электролит, который заменять не нужно. После двух часов зарядки ее прекращают на такое же время. А затем снова повторяют.
Доказано, что после одного-трех таких циклов степень сульфатации резко снижается.

Второй способ - наиболее трудоемкий, но в безвыходном положении его тоже можно применить. Он химический, включает следующие операции: заряд батареи в течение 2...3 часов, слив электролита из банок, двух-трехкратная их промывка дистиллированной водой, заправка 2.5-процентным (25 г на 1 л) раствором питьевой соды и выдержка в течение 2...3 часов, слив раствора, заправка 2...3-процентным раствором повареной соли, заряд батареи в течение 1ч, слив раствора, промывка 4-процентным раствором питьевой соды, полный (из расчета 150-процентной ёмкости) заряд батареи, третья промывка банок, заправка их электролитом, полный (150-процентной ёмкости) заряд батареи.


Как зарядить аккумулятор? Мы объясняем, как безопасно и правильно заряжать аккумулятор

← Загрузка

Инструкции по безопасной зарядке аккумулятора

  • После разрядки перезарядите аккумулятор как можно скорее.
  • Всегда проверяйте, подходит ли зарядное устройство для данного типа аккумулятора.
  • Никогда не используйте зарядные устройства без автоматического выключателя.
  • Рекомендуется использовать зарядное устройство с электронной регулировкой напряжения, использующее профиль зарядки IUoU.
  • Зарядка во избежание расслоения (не требуется для аккумуляторов AGM)
  • Используйте зарядное устройство с характеристикой IU и более высоким зарядным напряжением (2,6 В на элемент).
  • Зарядка при повышенных параметрах не должна производиться в течение длительного периода времени, так как это приведет к потере воды.
  • Напряжение холостого хода при зарядке должно быть 2,12-2,13 В/элемент.
  • На каждые 0,1 В разницы с 12,7/12,8 В будет приходиться 1 час зарядки.
  • Никогда не заряжайте замерзший аккумулятор или аккумулятор с температурой выше 45°C.
  • Подсоедините положительный (+) полюс аккумулятора к положительному выводу зарядного устройства, а отрицательный полюс аккумулятора — к отрицательному выводу зарядного устройства.
  • Не включайте зарядное устройство, если оно не подключено к аккумулятору.
  • После завершения зарядки выключите зарядное устройство.
  • Прекратите зарядку, если аккумулятор нагревается или происходит утечка электролита!
  • Обеспечьте достаточную вентиляцию во время зарядки.

Тест батареи

Самый лучший и простой способ проверить состояние аккумулятора – измерить напряжение вольтметром или мультиметром. Зная значение напряжения, воспользуйтесь приведенной ниже таблицей для определения состояния заряда.

Убедитесь, что аккумулятор заряжен.

Аккумулятор должен быть полностью заряжен, чтобы обеспечить номинальную мощность запуска. Рекомендуемое значение зарядного тока составляет 10 % от номинальной емкости, выраженной в ампер-часах (например,аккумулятор емкостью 4 Ач заряжается током 0,4 А [ампер]). Перед установкой батареи убедитесь, что она полностью заряжена, чтобы продлить срок службы батареи.

  • Новый аккумулятор заряжен примерно на 80 % после активации.
  • Рекомендуется перезарядить. Никогда не выполняйте быструю зарядку.
  • Подробную информацию о процедуре зарядки см. в инструкции по эксплуатации, прилагаемой к аккумулятору.
.

Свинцово-кислотный аккумулятор

На приведенных выше схемах показана работа типичного аккумулятора, используемого в транспортных средствах с электродвигателем (и внутреннего сгорания), на примере свинцово-кислотного аккумулятора. Со времен Вольта, изобретшего батарею в 1800 г., большинство аккумуляторов и аккумуляторов, в том числе используемых в транспортных средствах, построены по сходному принципу - они имеют одну или несколько соединенных между собой ячеек, каждая из которых состоит из двух металлических электродов из разных материалов, разделенных электролитом.В случае свинцово-кислотного аккумулятора диоксид свинца образует положительный электрод, диоксид свинца — отрицательный электрод, а серная кислота — электролит. Электроды и батарея в целом сделаны таким образом, чтобы увеличить площадь поверхности, на которой могут происходить две основные химические реакции, в результате чего батарея вырабатывает электричество в замкнутом контуре, как показано на диаграмме 4.20b. Как видно из этого схематического рисунка и формул химической реакции, при протекании тока по цепи (в виде электронов) в аккумуляторе происходит потеря электролита, на месте которого образуется вода и PbSO4.Это приводит к уменьшению электродвижущей силы элементов и уменьшению разности потенциалов на клеммах батареи. Однако, в отличие от батарей, в батареях этот процесс можно обратить вспять благодаря соответствующему выбору материалов, электродов и электролита. Это происходит, когда мы подключаем соответствующее зарядное устройство или выпрямитель, которые, благодаря более высокому напряжению, чем напряжение на клеммах батареи, заставят ток течь в противоположном направлении, что в нашей иллюстративной батарее буквально вызовет противоположный ход описанного химические реакции, потому что PbSO4 снова разложится на свинец и двуокись свинца.Между прочим, количество энергии, необходимое для зарядки аккумулятора, немного больше, чем количество, которое мы получаем от него, в основном из-за тепловых потерь из-за внутреннего сопротивления аккумулятора при протекании через него тока.

Практические аспекты:

Говоря теоретически о свинцово-кислотных батареях, мы также хотели бы обратить ваше внимание на некоторые важные практические аспекты, связанные с их зарядкой, в частности их сульфатированием и перезарядом.Однако, прежде чем мы опишем, что это за явления, хотим подчеркнуть, что есть простой способ предотвратить как сульфатацию, так и перезарядку — достаточно использовать таймер, специальное зарядное/зарядное устройство и привыкнуть к регулярной зарядке. Поэтому важно знать, что свинцово-кислотная батарея должна быть полностью заряжена, никогда полностью не разряжаться и всегда заряжаться после использования, а когда она простаивает без использования, отключать ее от цепи автомобиля и периодически заряжать (напр.таймер). В повседневном использовании такая привычка вырабатывается автоматически при использовании простых и естественных в использовании таймеров, о которых мы писали в других постах этого блога (например, переключатель Ansmann AES1). Эти типы таймеров не только защищают аккумулятор от разряда и перезаряда, но и облегчают его ежедневную зарядку в электромобилях — достаточно подключить кабель зарядного устройства к автомобилю и нажать кнопку на таймере. Рекомендуемый компанией Ansmann переключатель AES1 можно приобрести у нас: Ссылка

Сульфатация:

Очень важным практическим аспектом зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов является неблагоприятное явление их непреднамеренной сульфатации.Ну, а если батарея этого типа недостаточно заряжена или полностью разряжена без немедленной зарядки, в большом количестве образуются кристаллы сульфата, которые оседают на электродах и уменьшают количество доступного PbSO4 для электрохимических реакций, описанных выше. К необратимым последствиям этих процессов относятся увеличение внутреннего сопротивления, увеличенное время зарядки и значительно уменьшенный ток разряда батареи (и, следовательно, количество работы, которую мы можем от нее получить).

Перезарядка:

Вторая, менее частая, но тоже важная проблема, которая может возникнуть при использовании свинцово-кислотных аккумуляторов, это их перезарядка, когда они заряжаются либо слишком большим током, либо очень долго. При этом образуется слишком много свободного водорода и кислорода, которые либо улетучиваются из батареи, либо остаются вне химического цикла, повышая внутреннее давление в батарее. Это может повысить кислотность и коррозионную активность электролита и может проявляться повышенным напряжением на клеммах аккумулятора.Хотя свинцово-кислотные аккумуляторы безопаснее литиевых, в экстремальных ситуациях перезаряда свинцово-кислотный аккумулятор может вздуться от избыточного внутреннего давления, в связи с чем следует соблюдать особую осторожность при его разборке, замене и утилизации, т. к. скопившиеся газы могут стать причиной возгорания. и взрыв, при котором вокруг разлетаются осколки батареи и серная кислота. (поэтому рекомендуется использовать защитную одежду, перчатки и полную защиту лица)

Напоследок хотелось бы добавить, что существуют различные технологии конструирования свинцово-кислотных аккумуляторов, снижающие последствия сульфатации, перезаряда и других неблагоприятных явления в зависимости от применения.Аккумуляторы, продаваемые GO ELECTRIC с мопедами Błyskawica, являются одними из лучших и безопасных технологий, и прилагаемые зарядные устройства предназначены для них.

[Источник иллюстрации и приведенного выше описания вкл. следующие пункты, где заинтересованные лица могут найти дополнительную информацию:

1) «Электричество и магнетизм» ЭДВАРДА М. ПЕРСЕЛА и ДЭВИДА Дж. МОРИНА (третье издание), глава 4.9 «Электродвижущая сила и гальванический элемент»;

2) https: // en.wikipedia.org/wiki/Lead%E2%80%93acid_battery

3) https://www.mpoweruk.com/chargers.htm]

.

Взрывобезопасность при использовании свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные батареи, используемые в промышленности, можно условно разделить на две группы: тяговые батареи и стационарные батареи. Принцип работы обоих типов идентичен. Свинцово-кислотные элементы характеризуются свинцовыми электродами. Электролит представляет собой водный раствор серной кислоты.

Свинцово-кислотные аккумуляторы, как стационарные, так и тяговые, можно дополнительно разделить на следующие типы:

  • батареи с вентилируемыми открытыми элементами,
  • Батареи VRLA, также называемые необслуживаемыми батареями,
  • Аккумуляторы
  • с герметичными элементами.

Опасность взрыва водорода

Использование аккумуляторных батарей неизбежно связано с необходимостью их зарядки (циклически или в буфере - таблица 1). Эта, казалось бы, безопасная операция может создать взрывоопасную атмосферу, поскольку из элементов выделяется водород.

Применение Способ зарядки Польский стандарт, устанавливающий требования безопасности

Тяговые аккумуляторы
В электромобилях:
- вилочные погрузчики,
- грузовые автомобили,
- уборочные машины,
- электромобили.
Циклическая зарядка - аккумуляторы заряжаются и разряжаются попеременно. PN-EN 62485-3: 2014
Требования безопасности к батареям и их установке. Часть 3: Тяговые батареи
Стационарные батареи В устройствах бесперебойного питания, в том числе:
- блоки ИБП,
- системы питания в серверных.
Работа в буферном режиме - аккумуляторы постоянно подключены к зарядному устройству, всегда готовы отдать энергию в случае пропадания напряжения в сети. PN-EN: 62485-2: 2018
Требования безопасности к аккумуляторным батареям и установке батарей. Часть 2: Стационарные батареи

Как образуется водород при зарядке?

Водород, взрывоопасный газ, образуется при зарядке стационарных и тяговых аккумуляторов электролизом воды зарядным током. Когда ячейка полностью заряжена, электролиз воды происходит по закону Фарадея.

Нормальные условия:

  • 1 Ач разлагается 0,336 г H 2 O до 0,42 л H 2 и 0,21 л O 2 ,
  • 3 Ач разлагается 1 см 3 (1 г) H 2 O,
  • 26,8 Ач разрушает 9 г H 2 O на 1 г H 2 и 8 г O 2 .

Взрывоопасные свойства водорода

Водород — самый легкий газ, а также чрезвычайно легковоспламеняющийся и взрывоопасный. Он характеризуется низким значением минимальной энергии воспламенения и очень широким диапазоном пределов взрываемости.

Из-за значительно меньшей плотности газа, чем плотность воздуха (относительная плотность равна 0,07), в случае выбросов в невентилируемых или плохо проветриваемых помещениях водород будет скапливаться в верхних частях помещения.После завершения процесса зарядки газ может выделяться из элементов еще в течение часа.

Как оценить опасность взрывоопасной среды?

Первый шаг, который необходимо предпринять, чтобы определить риск взрывоопасной атмосферы в помещении для зарядки аккумуляторов, — это определить тип имеющихся у вас аккумуляторов, поскольку они различаются по количеству водорода, выделяемого в пространство помещения.

Тип ячейки ключ

Для открытых элементов (как в стационарных, так и в тяговых батареях) выделение водорода будет больше, чем для элементов с клапанным регулированием.

Выброс из открытых элементов осуществляется через отверстия в крышках/заглушках, которые позволяют свободно выпускать газы изнутри аккумуляторов.

Ячейки, регулируемые клапаном VRLA, обычно плотно закрыты, но имеют клапаны, которые позволяют газу выходить, когда давление внутри ячейки превышает заданное значение. На рынке также есть герметичные ячейки, производитель которых гарантирует, что при определенных условиях эксплуатации не будет газовыделения из ячейки.Такие камеры могут быть оборудованы устройствами для предотвращения чрезмерного повышения давления.

.

Батареи

Встречи с электрохимической частью 9 Батареи и первичные элементы, используемые сегодня, при их многочисленных преимуществах имеют один существенный недостаток: после разрядки их невозможно перезарядить. Их можно только утилизировать. Решением проблемы является, конечно же, использование регенеративных клеток, т. е. аккумуляторов (от лат. accumulare = накапливать). Однако и эти конструкции не являются неразрушимыми, они выдерживают лишь определенное количество циклов заряда и разряда.Но за время своего существования они заменят многие одноразовые элементы, что принесет пользу как окружающей среде, так и нашему карману.

Модель аккумулятора

Гастон Планте (1834-1889) - конструктор свинцовой батареи.

Окислительно-восстановительную ячейку, которую мы построили на пятом собрании (если нет, то давайте построим эту схему сейчас), батарею нужно было сначала создать, то есть зарядить. Кратко напомню устройство системы: графитовые электроды, 5-10% водный раствор бромида цинка ZnBr 2 в качестве электролита (на практике это смесь ZnSO 4 и KBr) и диафрагма.Использование диафрагмы препятствует смешиванию растворов, окружающих электроды, и, следовательно, прямой реакции между бромом и цинком (без переноса электронов через внешнюю цепь). При электролизе раствора ZnBr на электродах выделяется 2 ионов цинка и брома:

(-) Zn 2+ + 2e - → Zn 0 (графитовый электрод имеет серебристо-серое покрытие)

(+) 2Br - → Br 2 + 2e - (раствор вокруг электрода становится желтоватым)

Всего по реакции разложения бромида цинка проходит:

загрузка: ZnBr 2 → Zn + Br 2

При работе системы происходят следующие процессы (короткое замыкание электродов токосъемником):

(-) Zn 0 → Zn 2+ + 2e - (исчезает металлическое покрытие на электроде)

(+) Br 2 + 2e - → 2Br - (цвет раствора вокруг электрода исчезает)

Процесс разряда бромно-цинковой батареи представляет собой реакцию синтеза бромида цинка из элементов (с переносом электронов через внешнюю цепь и токоприемник):

разряд: Zn + Br 2 → ZnBr 2

Показанная бромно-цинковая батарея является моделью действительно работающего устройства, впервые построенного компанией Exxon (теперь ExxonMobil) в 1970-х годах.прошлый век. В нашей конструкции есть важнейшая особенность, которой должен обладать аккумулятор: во время зарядки восстанавливается исходное состояние системы. Разумеется, при зарядке аккумулятора расходуется больше энергии, чем можно получить при его разряде (излишки расходуются в том числе и на преодоление сопротивления электролита). Но благодаря использованию этого типа устройств мы не зависим от доступа к электрической розетке (это основное преимущество аккумуляторов).

Батарейка, на этот раз настоящая

Свинцово-кислотные аккумуляторы — основа автомобильной промышленности.

Наполните химический стакан примерно 30% раствором серной кислоты (VI) H 2 SO 4 и поместите две свинцовые пластины (очищенные от темных отложений), прикрепленные к штативу. Подключаем пластины к источнику напряжения 4,5 - 6 В и проводим электролиз. Через несколько минут пластина, подключенная к положительному полюсу батареи, теряет серебристый блеск и покрывается темным налетом из диоксида свинца:

(+) Pb + 2H 2 O → Pbo 2 + 4H + + 4e -

На поверхности второй пластинки интенсивное газовыделение:

(-) 2H + + 2e - → H 2

Когда?Положительно? На его поверхности также можно наблюдать обильное газовыделение с темным налетом (признак заряда батареи):

(+) 2H 2 O → O 2 → + 4H + + 4e -

Путем электролиза мы создали ячейку со структурой, показанной на схеме (обозначения электродов остаются как при зарядке):

(-) Pb | 30% H 2 SO 4 | PbO 2 | Pb (+)

Измеряем ли мы теперь напряжение между электродами цепи? это прибл.2?2,2 В. Затем соедините полюса с лампочкой. При работе ячейки происходят следующие реакции:

(+) PbO 2 + H 2 SO 4 + 2H + + 2e - → PbSO 4 + 2H 9000 3 2

(-) Pb + H 2 SO 4 → PbSO 4 + 2H + + 2e -

Оба электрода покрыты отложением практически нерастворимого сульфата свинца (II), который изолирует их от раствора и блокирует прохождение тока.Суммарное уравнение для реакции разряда выглядит следующим образом:

разряд: Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O

Аккумулятор необходимо зарядить. Снова подключаем к нему аккумулятор (сохраняя прежнюю полярность) и проводим электролиз до тех пор, пока не появятся признаки интенсивного?газообразования? на обоих электродах. Реакции, происходящие при зарядке, обратны тем, что происходили при получении энергии из системы (в уравнении достаточно поменять местами продукты и субстраты):

зарядка: 2PbSO 4 + 2H 2 O → Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4

Система представляет собой свинцово-кислотную батарею, сконструированную в 1859 году французским физиком Гастоном Планте (1834-1889).Несмотря на многие свои недостатки (значительный вес, чувствительность к разряду, необходимость хранения в заряженном состоянии, опасность агрессивной утечки электролита), он до сих пор широко используется: не только как автомобильный аккумулятор, но и как элемент аварийного питания. . Тщательное техническое обслуживание необходимо для правильной работы батареи Planté. Необходимость хранения в заряженном состоянии вызвана кристаллизацией осадка PbSO 4 на электродах. Состояние заряда проверяется путем измерения напряжения (падение ЭДС отдельной ячейки ниже 1,8 В может вызвать необратимое повреждение активной массы электродов) или плотности электролита? серная кислота (VI) расходуется на электродные реакции, поэтому плотность раствора при работе устройства уменьшается.Несмотря на использование токсичного свинца, достоинства аккумулятора с лихвой компенсируют его недостатки. Конструкция характеризуется прежде всего простотой исполнения и низкой себестоимостью, а также высокой энергоэффективностью? отношение энергии, получаемой при работе, к энергии, используемой для зарядки, составляет 75%. Преимуществом свинцового аккумулятора является также возможность отбирать большой ток, что позволяет использовать его в качестве пускового устройства для двигателей внутреннего сгорания. Несмотря на свою 150-летнюю историю, свинцово-кислотный аккумулятор до сих пор хорошо себя чувствует и не был заменен другими типами этих устройств.Пока автомобилизация на основе двигателей внутреннего сгорания продолжает развиваться, ее позиции, вероятно, не будут угрожать.

Щелочные батареи

Никель-кадмиевые аккумуляторы.

На рубеже 19-20 веков были разработаны конструкции, в которых использовался не раствор H 2 SO 4 , а щелочные электролиты. В 1899 году шведский изобретатель Эрнст Вальдемар Юнгнер (1869–1924) подал заявку на патент никель-кадмиевой батареи. Система имеет положительный электрод, покрытый оксигидроксидом никеля (III) NiO (OH), и отрицательный электрод? кадмий.Электролит – раствор гидроксида калия KOH. При работе и зарядке протекают следующие реакции (схему элемента и процессов, происходящих на электродах, оставляем для записи читателям):

В 1901 г. Томас Алва Эдисон (1847–1931) модифицировал структуру, использовав вместо кадмия железо (электродные реакции в железо-никелевом аккумуляторе аналогичны реакциям, протекающим в системе Юнгнера).

По сравнению с кислотными батареями щелочные батареи намного легче и могут работать при низких температурах; они также не так громоздки в использовании.Однако их производство дороже, а энергоэффективность? ниже.

Батарейки в нашем доме

Популярные элементы Лекланше и щелочные элементы все чаще заменяются батареями. Чтобы избежать хлопот, связанных с их вставкой в ​​устройство с питанием, перезаряжаемые элементы имеют одноразовые размеры. Несмотря на более высокую цену и необходимость купить правильное зарядное устройство, являются ли они выгодным вложением? особенно для любителей музыки и фотографии.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

(обозначаются как Ni-Cd) имеют рабочее напряжение 1,2 В (меньше, чем напряжение одноразовых элементов, что, впрочем, не мешает большинству применений).Ni-Cd элементы отличаются высоким выходом по току, диапазоном работы в широком диапазоне температур и относительно низкой ценой (по сравнению с другими, аналогичными типами элементов). Они очень долговечны, но при неправильном использовании возникает тягостный «эффект памяти». При частой перезарядке частично разряженных Ni-Cd аккумуляторов элемент ведет себя так, как если бы его емкость была равна только заряду, пополняемому при перезарядке. В некоторых типах зарядных устройств действует «эффект памяти». можно уменьшить, загрузив ячейки в специальном режиме «обновления».Поэтому NiCd аккумуляторы следует заряжать по полному циклу: сначала полностью разряжать, потом заряжать. Частая перезарядка сокращает расчетный срок службы батареи на 1000–1500 циклов.

Никель-металлогидридные батареи.

Из-за использования токсичного кадмия никель-кадмиевые элементы заменены на никель-металлогидридные аккумуляторы (обозначение Ni-MH). Их структура аналогична никель-кадмиевым системам, но вместо кадмия используется пористый металлический сплав, обладающий способностью поглощать водород.Рабочее напряжение элементов Ni-MH также составляет 1,2 В, что делает их взаимозаменяемыми с элементами Ni-Cd. Емкость никель-металлогидридных элементов больше соответствующих размеров никель-кадмиевых элементов, и, кроме того, они не проявляют «эффекта памяти». (частично истощенный можно перезарядить). Однако они менее долговечны, чем NiCd аккумуляторы, быстрее саморазряжаются и, к сожалению, стоят дороже.

Литий-ионные (Li-Ion) или литий-полимерные (Li-Poly) аккумуляторы

чаще всего используются в современной электронной технике, телефонах и ноутбуках.Анод ячейки графитовый, катод? смесь оксидов или сульфидов переходных металлов (например, титана, марганца, кобальта). Электролит представляет собой раствор соли лития в органическом растворителе, а в случае литий-полимерных аккумуляторов? проводящий полимер в твердом состоянии. Из-за низкой плотности и атомного веса лития литиевые батареи имеют очень выгодное соотношение емкости и веса системы.

Литий-ионный аккумулятор для ноутбука.

По сравнению с одноразовыми элементами аккумуляторы имеют практически только преимущества (цена, конечно, недостаток).Конструкции этого типа постоянно развиваются, так как появляется все больше устройств в портативном варианте, независимом от кабелей, подключаемых к настенной розетке. Кроме того, работа над созданием электромобиля, который мог бы конкурировать по цене и характеристикам с двигателями внутреннего сгорания, предвещала быстрое развитие и появление новых типов аккумуляторов.

Маркировка батареек , используемых в наших домах, аналогична маркировке элементов Лекланше и щелочных элементов (из-за одинакового размера).Код никель-кадмиевых аккумуляторов начинается с буквы K (например, KR6 — размер популярного пальца AA), а код никель-металлгидридных аккумуляторов начинается с буквы H (например, HR03 мизинец размера AAA).

Емкость аккумулятора указывается в ампер-часах·Ач (для аккумуляторов, используемых для питания небольших электроприборов, в миллиампер-часах мА·ч). Например: емкость аккумулятора 40 Ач означает, что это устройство может потреблять ток 4 А в течение 10 часов, 2 А в течение 20 часов и т. д.Емкость батареи – это запасенный в ней заряд в кулонах:

1 Ач = 1 А 3600 с = 3600 °С

Литий-ионный аккумулятор.

.

Свинцовые аккумуляторы - Launch.com

Несколько лет назад было доступно только свинцовых аккумуляторов для автомобилей. После покупки такого аккумулятора необходимо было залить его самостоятельно приготовленным электролитом соответствующей плотности и провести первую зарядку. От этого первого заряда, известного как формообразование, зависели более поздние параметры, в том числе емкость. Электролит представлял собой раствор серной кислоты в дистиллированной воде — отсюда и в просторечии такие аккумуляторы называются кислотными.

Аккумуляторы свинцово-кислотные

На заправках можно было купить стеклянные аэрометры, приборы, позволяющие проверить плотность электролита (она должна быть 1,26…1,28 г/см 3 ). Приготовление электролита требовало большой осторожности из-за коррозионной природы серной кислоты. Вы, наверное, еще помните старую химическую поговорку из начальной школы: не хочешь навредить — запомни: кислота воде. Попытка налить воду в гораздо более плотную кислоту может привести к разбрызгиванию кислоты и ожогам.

Обслуживание таких аккумуляторов было обременительным, т. к. необходимо было контролировать уровень электролита в отдельных ячейках аккумулятора и время от времени доливать дистиллированную воду дистиллированную . Единственным преимуществом таких старых аккумуляторов было то, что можно было легко проверить состояние заряда аккумулятора, измерив плотность электролита аэрометром.

Ярким признаком полностью заряженной кислотной батареи является так называемое газовыделение электролита (электролиз воды). Это признак того, что аккумулятор полностью заряжен и зарядку следует прекратить.

Вам не нужно знать и понимать химические реакции, которые происходят в аккумуляторе, но следует помнить основное правило: полностью заряженный аккумулятор имеет максимальную плотность электролита

(номинальная). Во время разряда плотность электролита уменьшается.

Можно сказать, что в разряженном аккумуляторе электролитом является вода. Вы должны это понять и запомнить раз и навсегда. Проще говоря, при разряде сера из кислоты переходит на пластины, а при зарядке возвращается обратно в электролит .Можно сказать немного точнее.Во время разряда на пластинах образуется сульфат свинца, который плохо проводит электричество.

При погрузке сульфат в результате химических реакций превращается в серную кислоту. Когда «вся сера» переходит в электролит, аккумулятор полностью заряжен и дальнейшее пропускание через него электричества вызывает только электролиз воды (загазование аккумулятора).

В основном процесс образования сульфата свинца является обратимым, но представьте, что при полном разряде «электролит» фактически представляет собой дистиллированную воду, а пластины покрыты сульфатом свинца.Что происходит, когда вы пытаетесь перезарядить такой полностью разряженный аккумулятор?

Подключаешь напряжение, даже намного превышающее номинальное напряжение аккумулятора, а ток через аккумулятор (читай: дистиллированная вода) течь никак не хочет - практики говорят, что глубоко разряженный аккумулятор двигаться не будет. Ток, протекающий через глубоко разряженную батарею, сначала имеет ничтожно малое значение, порядка микроампер, но со временем он начнет медленно увеличиваться и иногда только через несколько часов или даже дней приобретет разумное значение.

Однако это не означает, что после такой необычной длительной зарядки аккумулятор восстановит свою первоначальную емкость. Наверняка вы слышали, что пластины сульфатируются, из-за чего батарея перестает выполнять свою роль.

Действительно, часть сульфата свинца, с кристаллической, компактной структурой, просто не может «оторваться» от пластин во время зарядки, и в результате свойства аккумулятора постепенно ухудшаются. Необходимо знать, что процесс сульфатации происходит во всех кислотных аккумуляторах, и его скорость зависит от условий эксплуатации и зарядки: температуры, степени разрядки и т.д., среди прочего.Подробности далее в статье.

Теперь вы знаете основы свинцово-кислотных аккумуляторов. Вернемся к истории. Следующим шагом в развитии стало производство т.н. сухозаряженные аккумуляторы, которые не нужно было специально формовать после заливки электролита. Но только появление т. н. необслуживаемые батареи представляли собой большой прогресс.

В целом они не требуют технического обслуживания, так как при предписанных условиях эксплуатации потери воды из-за газовыделения настолько малы, что нет необходимости постоянно проверять уровень электролита и доливать воду.Со временем выяснилось, что относительно дешевые свинцовые аккумуляторы можно было бы использовать гораздо шире, если бы не было угрозы вытекания агрессивного электролита туда -

здесь. Таким образом, были созданы новые конструкции, в которых жидкий электролит несколько задерживался, заполняя внутреннюю часть батареи подходящим волокнистым материалом. Другой способ заключался в добавлении в жидкий электролит определенных веществ, которые превращали его в своеобразное желе — гель. Так мы пришли к гелевым батареям.

Обе последние группы представляют собой герметичные батареи (анг.герметично), нет риска утечки электролита. Некоторые могут работать в любой должности. Такие батареи обычно используются в резервных источниках питания, например, в системах сигнализации или компьютерных ИБП.

Теперь мы подошли к анализу параметров кислотных аккумуляторов. Сначала две вещи. Во-первых, приведенная ниже информация основана на фирменных материалах, предоставленных иностранными компаниями, и касается современных, герметичных аккумуляторов.

А теперь несколько слов о самых важных параметрах.

  • Важнейшим параметром является емкость аккумулятора, обозначаемая буквой С. Его получаем умножением разрядного тока I на время разряда t: время в часах, поэтому емкость указывается в ампер-часах (Ач) или миллиампер-часах (мАч).

    Как оказалось, емкость аккумулятора не постоянна (!), потому что зависит от тока разряда. Чтобы легко сравнивать различные батареи, было принято определять номинальную емкость при разряде током, при котором полная разрядка длится 10 часов (автомобильные батареи) или 20 часов (маленькие батареи).Таким образом, вы можете знать после-

    , что номинальная емкость батареи C, приведенная в каталогах, - это десятичасовая (или двадцатичасовая) емкость.

    Для простоты токи зарядки и разрядки даны не непосредственно в амперах, а по отношению к номинальной емкости C. Например, мы встречаем предложение: заряжать в течение 14 часов током 0,1С. Мы не знаем значения зарядного тока, пока не узнаем номинальную емкость С такой батареи. Когда номинальная емкость C составляет, скажем, 20 Ач, ток 0,1C равен 0,1 x 20 = 2A

    4,73/5 (15).

    Как безопасно и эффективно зарядить автомобильный аккумулятор зимой?

    Зарядное устройство, которое безопасно или разумно безопасно заряжает любой автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор, может оказаться фатальным для AGM-аккумулятора. Это связано с тем, что батарея AGM (тип батареи, используемый во многих, но не во всех автомобилях с системой старт-стоп) требует совершенно другой стратегии зарядки, чем батарея «старого типа», то есть свинцово-кислотная. Проще говоря: при зарядке свинцово-кислотного аккумулятора выпрямителем зарядное напряжение постепенно увеличивается, достигая даже 15-16 В, но сила тока постепенно снижается.В случае AGM-аккумулятора зарядное устройство должно стабилизировать напряжение на уровне примерно 14,4 В на протяжении всего процесса зарядки. Чрезмерное повышение напряжения, безопасное для свинцово-кислотного аккумулятора, повредит аккумулятор AGM. Поэтому AGM-аккумуляторы требуют зарядки только зарядными устройствами, приспособленными для зарядки данного типа аккумуляторов: они должны иметь AGM-переключатель/режим работы (обычно им можно заряжать и другие аккумуляторы).

    Как зарядить аккумулятор в автомобиле с системой старт-стоп?

    Автомобиль, оснащенный системой «старт-стоп», может быть оснащен вышеупомянутым аккумулятором AGM, но не только.Также аккумуляторы AFB, EFB и ECM имеют повышенную стойкость к циклической работе и используются в автомобилях с системой старт-стоп (чаще всего устанавливаются в моторном отсеке, в отличие от аккумуляторов AGM, которые обычно устанавливаются в багажнике или под диваном) . Только AGM-аккумуляторы требуют «особого обращения» при зарядке, остальные можно заряжать электронным зарядным устройством (с автоматическим отключением) в режиме, используемом для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора, если, например,наше зарядное устройство имеет специальную программу, например, для гелевого аккумулятора или аккумулятора EFB.

    Что нам необходимо определить перед подзарядкой аккумулятора в автомобиле с системой старт-стоп, так это его тип: подавляющая часть информации указана на корпусе аккумулятора.Если информации нет и мы не знаем, какой у нас аккумулятор, то лучше не рисковать самостоятельно заряжать. В машине без старт/стоп у нас почти наверняка "нормальный" аккумулятор.

    Примечание: Зарядка аккумулятора AGM с помощью «обычного» зарядного устройства или в «нормальном» режиме приведет к повреждению аккумулятора.Зарядка другого аккумулятора в режиме AGM приведет к частичному заряду, а вовсе не при низких температурах окружающей среды.

    Зарядка аккумулятора: насколько быстрой, насколько мощной может быть зарядка?

    Рекомендуется, чтобы максимальный ток «нормальной» зарядки не превышал 1/10 его емкости.Итак, аккумулятор емкостью 60 Ач следует заряжать током не более 6А; если у аккумулятора 45 Ач, заряжаем током не больше 4,5А. В экстренных ситуациях можно использовать быструю зарядку током не более 1/3 емкости аккумулятора (т.е. аккумулятор емкостью 60 Ач заряжается током абсолютно не более 20 А, но это надо лечить как аварийный.Оптимальный зарядный ток 1/10 от емкости аккумулятора.- не более!

    Зарядка аккумулятора: насколько мощным должно быть зарядное устройство?

    Мы уже знаем, что «оптимальный» зарядный ток для автомобильных аккумуляторов составляет 1/10 от их емкости.В данном случае под «оптимальным» подразумевается зарядка относительно быстрая и в то же время безопасная для аккумулятора. Тогда возникает вопрос: может ли ЗУ (зарядное устройство) быть менее эффективным в плане емкости аккумулятора? Будем ли мы использовать зарядное устройство на 3А для зарядки аккумулятора емкостью, скажем, 60 Ач? Конечно есть - только загрузка будет дольше! Безопасна ли эта низкоточная зарядка для аккумулятора? Определенно да!

    Зарядка аккумулятора на морозе: что может пойти не так?

    Зарядка аккумулятора обычным зарядным устройством при минусовой температуре окружающей среды чаще всего... совершенно неэффективно. Аккумулятор заряжается, заряжается, проходят часы, а уровень его заряда немного меняется! Это связано с тем, что при снижении температуры зарядное напряжение должно увеличиваться. В то время как при температуре 20ºС достаточно зарядного напряжения свинцово-кислотного аккумулятора 14,5-15 В, при 0 градусов С оно должно быть 15-15,6 В . При -5 градусах Цельсия правильное напряжение будет даже 16 В! Итак, как зарядить аккумулятор зимой? Есть два варианта: менее удобный - принести аккумулятор домой и заряжать его при комнатной температуре.Удобнее: использовать зарядное устройство с возможностью компенсации зарядного напряжения в зависимости от температуры, или просто - зарядное устройство с функцией "мороз". Также есть зарядные устройства, которые без необходимости что-либо настраивать подстраивают зарядное напряжение под текущую температуру. Это благотворно сказывается на состоянии аккумулятора и при зарядке летом, когда возрастает риск перезаряда и зарядное напряжение должно быть ниже.

    Зарядка аккумулятора: какое зарядное устройство оптимально?

    Однозначно стоит инвестировать в автоматическое зарядное устройство (ЗУ) с функцией автоматического окончания заряда, с возможностью зарядки различных типов аккумуляторов (в том числе AGM), с возможностью контроля температуры окружающей среды и с возможностью поддержания батарея в хорошем состоянии уже давно.Последняя функция пригодится, когда мы оставляем автомобиль без использования на долгое время - можно вообще не отключать его от зарядного устройства - время от времени оно будет подзаряжать и потом снова выключаться. Зарядное устройство не обязательно должно быть большим — если только вы не хотите быстро зарядить аккумулятор. Иногда бывает полезна и функция «принудительного пуска»: не все зарядные устройства электронно способны определять подключение к глубоко разряженному аккумулятору.

    Зарядка аккумулятора: сколько времени занимает?

    Теоретически зарядка разряженной батареи длится, при оптимальном выборе зарядного устройства, не дольше 10 часов.Работа продлевается при низкой температуре окружающей среды или малой мощности зарядного устройства.

    Зарядка аккумулятора: что нужно помнить?

    1. Разряженный аккумулятор может замерзнуть на морозе.В таком состоянии его нельзя заряжать - нужно сначала отнести в теплое помещение и нагреть
    2. Разряженную батарею следует зарядить как можно скорее, предпочтительно медленно, с использованием низкого тока.
    3. Чем лучше зарядное устройство, тем здоровее зарядка для аккумулятора
    4. Зарядное устройство должно быть настроено в соответствии с типом аккумулятора
    5. Не нужно отключать аккумулятор от установки автомобиля для подзарядки
    6. Даже однократный глубокий разряд стартерного аккумулятора может испортить

    Загрузка формы...

    .

    Какой аккумулятор выбрать для аварийного питания насосов ЦТ?

    Для правильной работы каждого комплекта аварийного питания требуется подходящая батарея.

    Резервное питание подключается к свинцово-кислотному аккумулятору

    Свинцово-кислотные батареи делятся на два основных типа:

    • Открытый (например, автомобильный, для циклической и кратковременной работы, высоких нагрузок)
    • Закрытый (герметичный, аккумулятор AGM или Gel , до буферная работа , циклическая или буферно-циклическая, с длительным периодом нагрузки)


    Часто задаваемый вопрос:
    Можно ли использовать автомобильный аккумулятор в качестве аварийного источника питания?
    Нет, автомобильный аккумулятор является стартерным аккумулятором.Дает большое количество энергии за короткое время. При более длительной нагрузке теряет эффективность и разряжается быстрее, чем аккумулятор "AGM". К этому добавилась проблема с зарядкой. В автомобиле аккумулятор работает циклично, он временно разряжается (запуск двигателя) и затем заряжается даже несколько раз в день. Зарядка происходит более высоким напряжением, т.е. около 14,5В (а для получения соответствующей плотности электролита и до примерно 16-16,2В кратковременно при малом токе). Сама батарея тоже под капотом в хорошо проветриваемом месте, что конечно ограничивает скопление выделяющихся газов.
    Это совсем другая работа, чем в системах аварийного питания. Здесь и длительные нагрузки, и непрерывная зарядка, и более низкое конечное зарядное напряжение — около 13,6В.
    Автомобильный аккумулятор просто не будет нормально заряжаться, электролит будет испаряться ("необслуживаемые" аккумуляторы тоже будут испаряться), имеет худший КПД и быстро изнашивается.

    Из-за рабочих характеристик для аварийного источника питания следует использовать герметичный тип AGM или гель типа для буферной работы.

    Автомобильный аккумулятор при зарядке выделяет взрывоопасную смесь газов кислорода и водорода (искра может вызвать взрыв).

    Ниже на видео вы можете увидеть этот эффект, нужна только искра и взрыв готов.

    Из-за испарения электролита необходимо также контролировать его уровень.

    Чем отличается аккумулятор AGM от гелевого на ?

    В аккумуляторе AGM электролит улавливается стекловолоконными сепараторами, в гелевом аккумуляторе электролит находится в виде геля.Аккумуляторы AGM более популярны, чем гелевые аккумуляторы в т.ч. из-за цены. Гелевая батарея более устойчива к повреждениям от вибрации.

    Гелевые аккумуляторы

    AGM и можно хранить и использовать в любом положении, но процесс зарядки должен происходить в обычном положении, т.е. розетками вверх.

    Как заряжать аккумулятор AGM, каким током и напряжением?

    В нашем случае резервной батареей является буферная батарея , т.е. такая, которая еще заряжена на 99% своего "жизни".

    Эта батарея заряжается иначе, чем циклически работающая батарея. Напряжение, завершающее зарядку или поддерживающую зарядку, должно быть не более 13,8 В. Напряжение блоков питания ZA-TECH составляет около 13,6 В.

    Зарядка аккумулятора, работающего в качестве буфера, и длительное содержание его под напряжением около 14,4-14,8В значительно сократит срок его службы.

    Интеллектуальные зарядные устройства , зарядка буферных аккумуляторов могут заряжать аккумулятор до напряжения примерно 14 В.4-14,8В, но через некоторое время снижают напряжение примерно до 13,6-13,8В и заряжают малосохраняющим током. Также они могут заряжаться только до напряжения около 13,8В, это простые зарядные устройства. Циклические зарядные устройства заряжают до напряжения 14,4-14,8В и держат напряжение в этом диапазоне и такой аккумулятор следует отключать после завершения процесса зарядки.

    Зарядный ток и напряжение также должны соответствовать используемой гелевой батарее AGM или . Гелевый аккумулятор заряжается более низким напряжением, чем аккумулятор AGM.

    Зарядный ток, слишком высокий по отношению к батареи , сократит срок ее службы. Слишком малый зарядный ток, кроме очень долгой зарядки, может вообще не зарядить аккумулятор - разрядился.

    Оптимальный зарядный ток составляет 10% от его емкости (десятичасовой ток), пример:

    Аккумулятор емкостью 80Ач заряжается 8А, 50Ач - 5А и т.д.

    Более высокий зарядный ток, например 16А, также вызовет его быстрое потребление, зарядка 5А не повлияет на долговечность.Однако заряжать током в 1А бессмысленно, так как это занимает много времени, то с бывшим в употреблении аккумулятором такого тока может не хватить для зарядки аккумулятора.

    Когда у нас есть некоторый выбор зарядного тока, когда мы покупаем только зарядное устройство , у нас нет большого выбора, когда мы покупаем аварийный блок питания .

    Поэтому, помимо мощности самого аварийного блока питания , , обратим внимание на зарядный ток, чтобы мы могли настроить аккумулятор, не слишком маленький и не слишком большой.
    Источники аварийного питания ZA-TECH имеют выбор зарядного тока. В моделях ZA-TECH-300, ZA-TECH-350, ZA-TECH-500 мы можем выбрать 2, 5 или 10А.
    Для моделей ZA-TECH-700, ZA-TECH-1200 это 5, 10 или 20А
    ZA-TECH-1600 и ZA-TECH-2400 это 20 или 40А. Модель
    ZA-TECH-1000 отличается плавным выбором зарядного тока от 5 до 25А.

    Ниже фото аккумулятора, подобранного для определенного аппарата так называемым "Профессионалом", лишь бы продать его по низкой цене. Слишком большой зарядный ток по отношению к аккумулятору вызвал его разрыв.


    Аккумуляторы

    AGM и гелевые рассчитаны на определенный период времени, это примерно 5, 10 или 12 лет. Следует помнить, что это прогнозируемое время при определенных условиях эксплуатации, т.е.: зарядный ток и напряжение, разрядный ток и напряжение, рабочая температура. Повышение температуры выше 25°С сократит это время. Поэтому в компьютерных ИБП аккумуляторы через несколько лет «падают» из-за того, что они закрыты в корпусе и нагреваются системой зарядки.

    Наконец, таблица с примерным временем работы для данной нагрузки и емкости аккумулятора.

    Резюме:

    Для аварийного питания насосов центрального отопления, печей, котлов, компьютеров, телекоммуникационных систем используйте герметичные батареи типа AGM - рекомендуемые батареи

    с соответствующей емкостью - соответствующей нагрузке, а также зарядному току.

    Для циклической работы лучше использовать гелевый аккумулятор, обладающий большей устойчивостью к частому разряду.

    Я также приглашаю вас прочитать последние записи в блоге

    Как выбрать аккумулятор аварийного питания?

    Какую резервную батарею выбрать?

    Сравните производительность двух аккумуляторов .

    Смотрите также

    
Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)