Схема аккумуляторной батареи автомобиля

Правила эксплуатации

По сравнению с другими типами АКБ, свинцово-кислотные аккумуляторы менее прихотливы к использованию. Общие требования к эксплуатации батарей предъявляют специальные организации и непосредственно их производителя. К слову, требования различны для стационарных и нестационарных АКБ. Для первых видов аккумуляторов они таковы:

• Проверка и осмотр – еженедельно, специализирующимся на этом персоналом;
• Текущий ремонт – не менее раз в 1 год;
• Капитальное восстановление – не менее раза в 3 года, и только если это возможно;
• Надёжное крепление АКБ при эксплуатации на специальных стендах;
• Обязательное наличие освещения в месте хранения;
• Покраска поверхности, на которой стоит аккумулятор, в кислостойкую краску;
• Поддержание в сепараторах батареи электролита на должном уровне (проверка/долив ежемесячные);
• Наличие зарядных устройств и соблюдение правил зарядки;
• Номинальное напряжение в сети на 5 % большее, чем выдают заряжаемые в ней АКБ;
• Недопущение хранения батареи в разряженном состоянии более 12 часов;
• Температура хранения от -20 до +45 градусов по Цельсию, для заряженных на 50 % АКБ – от -20 до +30. Незаряженные батареи хранить недопустимо.

Практика как проверить емкость свинцового аккумулятора автомобиля самостоятельно

Традиционный способ тестирования – это контрольный разряд заряженной батареи с фиксацией времени до конечного напряжения разряда, которое обычно равно 10,5 V. Разрядный ток выбирают такой величины, чтобы время разряда соответствовало 10-20 часам. Затем остаточное значение емкостной составляющей определяют по формуле:

Е = I * T

Получив результат, у нас появляется возможность сравнить его с номинальным значением батареи. Если остаточная емкость составляет менее чем 70%, то АКБ выводится из эксплуатации. Перед тем как проверить емкость аккумулятора автомобиля таким способом, нужно учесть его недостатки:

1. Трудоемкость.
2. Длительный срок проверки.

Как вариант, можно воспользоваться еще одним несложным способом, который к тому же позволит сократить время работ.

Альтернативный метод

Метод доступен в гаражных условиях и вполне реализуем своими силами. Для измерений понадобятся мультиметр и нагрузка, которая подбирается из расчета, чтобы она забирала где-то половину заявленного тока заряженной батареи. Проверка проводится по следующей схеме:

• подсоединить нагрузку к АКБ и подождать около 2-3 минут;
• не отключая нагрузки, измерить прибором напряжение на клеммах аккумулятора;
• если напряжение более чем 12,6 V, то батарея считается исправной и годной к эксплуатации;
• показания в пределах 12 — 12,6 V указывают на то, что емкость уже находится далеко не на подобающем уровне; эксплуатация такой АКБ возможна, но желательна скорейшая ее замена;
• если прибор показывает менее 12 V, то батарея нуждается в срочной замене – она уже потеряла более 50% своего емкостного потенциала.

Существенно облегчит задачу наличие нагрузочной вилки, которую можно приобрести в автомагазине. Прибор поставляется в комплекте со встроенным вольтметром и набором нагрузок. Еще проще провести контрольные замеры при помощи специальных тестеров, но их приобретение вряд ли можно назвать рациональным, поскольку они недешевы. Но их наличие на специализированных СТО обязательно, поэтому как вариант – посетить сервис.

Признаки необходимости замены

Специалисты отмечают следующие признаки необходимости замены аккумуляторной батареи:

1. Недостаточная степень зарядки аккумуляторной батареи. За время непродолжительной стоянки (не более 24 часов) аккумулятор не поддерживает необходимую емкость, не обеспечивает пусковой ток, необходимый для запуска двигателя. Остаточное напряжение на АКБ, измеренное мультиметром после стоянки, менее 12,2 Вольта (все потребители отключены).
2. Процесс кипения электролита при заряде током менее 3 Ампер.
3. Значительное уменьшение пускового тока при полном заряде аккумуляторной батареи. Измерения производятся при помощи нагрузочной вилки.
4. Отсутствие достижения зеленой зоны после заряда аккумулятора (в АКБ с окошком визуального контроля).
5. Уменьшение уровня электролита необслуживаемого аккумулятора ниже критической отметки.
6. Потеря герметичности конструкции АКБ.
7. Изменение геометрии аккумуляторной батареи (вздутие, перекос).
8. Видимое осыпание пластин (АКБ в полупрозрачном корпусе).

Если имеются перечисленные признаки, то возникает ситуация, когда пора менять АКБ.

Если аккумулятор перестает держать заряд, то это признак для его замены

Свинцовокислотный аккумулятор

Свинцово–кислотный аккумулятор – на данный момент, этот тип аккумуляторов считается наиболее распространённым, нашел широкую область применения как автомобильный аккумулятор.

Принцип действия аккумулятора

Принцип действия, как говорилось ранее в статье про аккумуляторы, основан на окислительно-восстановительной электрохимической реакции. В данном случае на реакции свинца с диоксидом свинца, находящихся в сернокислотной среде. Во время использования аккумулятора, происходит разряд – на аноде будет происходить восстановление диоксида свинца, а на катоде – окисление свинца.

Окислительно-восстановительная химическая реакция на аноде:

Окислительно-восстановительная химическая реакция на катоде:

Во время зарядки аккумулятора, будут проходить ровно обратные реакции, с выделением кислорода на положительном электроде, и выделением водорода на отрицательном. Следует учесть, что на критических значениях, когда происходит зарядка и аккумулятор почти заряжен, может начать преобладать реакция электролиза воды, что приведет к её постепенному исчерпанию.

В итоге, можно сказать, что при заряде серная кислота будет выделяться в электролит, что влечет за собой повышение плотности электролита, а при разряде серная кислота будет расходоваться, и плотность будет падать.

Устройство аккумулятора

Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из электродов, разделительных сепараторов (ячеек, изоляторов), которые находятся в электролите. Сами электроды на вид – это свинцовые решетки, только с разным активным веществом, положительный электрод имеет активное вещество – диоксид свинца (PbO₂), отрицательный электрод – свинец.

Рисунок 1 – Общий вид свинцово-кислотного аккумулятора

Рисунок 2 – Ячейка аккумулятора с положительными и отрицательными электродами, разделёнными сепараторами

На рисунке 1 вы можете видеть в моноблоке отдельные ячейки подробно рассмотренные на рисунке 2 – в которых находятся положительные и отрицательные электроды, разделённые сепараторами.

Эксплуатация свинцово-кислотного аккумулятора при низких температурах

В отличии от других типов аккумуляторов, свинцово-кислотные более-менее устойчивы к холоду, как мы видим в последствии – широкое применение на автотранспорте. Свинцово-кислотный аккумулятор теряет 1% своей ёмкости на каждый градус отличный от +20°C, что говорит о том, что при 0°C ёмкость свинцово-кислотного аккумулятора будет составлять лишь 80% его ёмкости. Это обусловлено увеличением вязкости электролита при низких температурах, из-за чего он не может поступать в нормальной степени к электродам, а тот электролит что поступает, быстро истощается.

Зарядка аккумулятора

Для большинства аккумуляторов ток зарядки должен быть написан на корпусе, примерно, он может находиться в пределах от 0.1 до 0.3 емкости аккумулятора. Вообще, общепринятым считается зарядка аккумулятора 10% током от его ёмкости, на протяжении 10 часов. Максимальное напряжение при зарядке не должно превышать 2.3 ± 0.023 В на каждый из элементов аккумулятора. То есть, можно сказать что для свинцового аккумулятора с напряжением в 12 В, напряжение во время зарядки не должно превышать 13.8 ± 0.15 В.

Хранение свинцово кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы хранятся только в заряженном состоянии. Хранение их в разряженном состоянии приводит к потере работоспособности.

Периодичность замены аккумулятора

Считается нормальным, если АКБ выдерживает более шести лет эксплуатации. На подержанных автомобилях, которые приобретались в странах Европы, часто можно встретить аккумуляторную батарею, выпущенную более 10-ти лет назад. Этому факту есть объяснение. Во-первых, автопроизводители устанавливают аккумуляторные батареи повышенного качества от проверенных поставщиков. Во-вторых, условия эксплуатации (климатические, дорожные) в Европе значительно лучше. В теплых европейских странах считается, что периодичность замены АКБ составляет около 1 раза в 8 лет. Исключение составляют суровые скандинавские страны. Там норма составляет 1 раз в пять лет.

Аккумулятор имеет определенный срок эксплуатации

При эксплуатации автомобиля в отечественных условиях нормы, устанавливающие, как часто надо менять аккумулятор в машине, составляют около 1 раза в 6-7 лет эксплуатации автомобиля. На многих предприятиях при обслуживании коммерческих автомобилей закладывают стандартную амортизационную норму – 7 лет.

Периодичность замены аккумуляторной батареи не является догмой. Если АКБ теряет свои эксплуатационные свойства (емкость, пусковой ток) более чем на 50%, его эксплуатация предельно затруднена. Запуск двигателя в холодное время года становится проблематичным. Если в личном автомобиле можно позволить запускать двигатель длительное время, то простой коммерческого транспорта может привести к издержкам, значительно превышающим стоимость аккумуляторной батареи.

Напряжение аккумулятора под нагрузкой

Напряжение аккумулятора под нагрузкой будет ниже, чем в состоянии покоя. По этому показателю можно также судить об исправности батареи. Если после подключения нагрузочной вилки контрольный прибор покажет менее 9 В, то АКБ разряжена и ее необходимо зарядить. Если после повторения процедуры ситуация не изменится, то батарею в ближайшее время нужно будет заменить новой.

Если нет возможности применить нагрузочную вилку, для проведения тестирования аккумулятора под нагрузкой, то можно воспользоваться цифровым мультиметром, а в качестве нагрузки включить стартер двигателя.

Если напряжение в бортовой сети при включении стартера упадёт ниже 9 В, то в этом случае также потребуется зарядить АКБ с помощью ЗУ. Также стоит проверить элементы проводки и потребители электроэнергии на исправность. Если нет утечки электричества в системе, а при полностью заряженной батарее будет снова наблюдаться чрезмерное падение напряжения, то аккумулятор стоит заменить.

Если мощные потребители электроэнергии не будут подключаться к аккумулятору, то напряжение под незначительной нагрузкой слишком сильно изменяться не будет.

Электролит и его роль в автомобильном аккумуляторе

На легковых автомобилях, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, используются свинцовые аккумуляторные батареи. Пластины АКБ находятся в специальной жидкости, способной проводить электрический ток — электролите. Аккумуляторный электролит представляет собой раствор соляной кислоты в дистиллированной воде.

Посторонние примеси в электролите не допускаются, поскольку они ухудшают характеристики жидкости — плотность и электропроводность.

В свинцовом аккумуляторе для прохождения токообразующих процессов используются три компонента:

• двуокись свинца PbO2, находящаяся на положительном контакте (катоде);
• губчатый чистый свинец, присутствующий на отрицательном контакте (аноде);
• электролит.

В процессе разрядки батареи происходит преобразование чистого свинца на аноде в сульфат PbSO4. При этом вещество меняет цвет и отдает в электрическую цепь два электрона. На катоде происходит поглощение электронов и преобразование двуокиси свинца в сульфат. Движение электронов выполняется через внешнюю цепь.

Устройство и принцип работы свинцового аккумулятора

При формировании сульфата свинца на катоде происходит расход серной кислоты из раствора электролита, что приводит к снижению плотности. Если батарея поставлена на зарядку, то процессы идут в обратном направлении. Подзаряд идет до определенного момента, после которого плотность раствора далее не возрастает. Этот момент считается точкой полного заряжения аккумулятора. Дальнейшая зарядка приводит к разложению воды на кислород и водород, которые выделяются из электролита в виде пузырьков газа. Этот процесс называется кипением батареи.

Ток и напряжение заряда

Напряжение заряда

Толстые пластины обслуживаемых тяговых аккумуляторов с жидким электролитом допускают повышенное напряжение второй стадии зарядки – 14.8 В. Для AGM, гелевых и необслуживаемых аккумуляторов с жидким электролитом это напряжение — 14.4 – 14,7 В.

Графики заряда аккумулятора с жидким электролитом и гелевого аккумулятора Trojan. Источник http://www.trojanbattery.com/

Гелевые аккумуляторы наиболее чувствительны к повышенному напряжению, поэтому их рекомендуется заряжать в диапазоне 13,8 – 14,4 вольта.

Напряжение заряда отличается для аккумуляторов разных марок, поэтому в первую очередь руководствуйтесь рекомендациями производителей, а не типом тягового аккумулятора

Ток заряда

Зависит от типа аккумуляторов и определяется в процентах от емкости С20. Чем выше ток, тем быстрее зарядка, но тем больше опасность перегреть и разрушить аккумулятор.  Допустимый максимальный ток для разных типов тяговых аккумуляторов:

• Литиевые аккумуляторы – 100% С20
• AGM аккумуляторы – 30-50% С20
• Гелевые – до 30% С20
• Аккумуляторы с жидким электролитом -10-25% С20,

Кислотный аккумулятор

Кислотный аккумулятор — это аккумулятор, в котором электролитом служит водный раствор серной кислоты.
 

Кислотные аккумуляторы стартерные выдерживают 300 зарядно-разрядных циклов.
 

Кислотные аккумуляторы широко используются благодаря относительно небольшой стоимости, пологим разрядным кривым и малому внутреннему сопротивлению, но кислотные аккумуляторы имеют ряд недостатков: они оказывают вредное воздействие на аппаратуру, сложны в эксплуатации, работают в ограниченном температурном интервале, у них мала механическая прочность.
 

Кислотный аккумулятор предназначен для питания аппаратуры в условиях пониженной окружающей температуры и кратковременных перегрузок. Он состоит из двух свинцовых пластин ( рис. 14.23), опущенных в раствор серной кислоты.
 

Кислотные аккумуляторы, уже бывшие в эксплуатации, можно хранить как без электролита, так и с электролитом. Без электролита хранить аккумуляторы можно только в разряженном состоянии, так как большая активная поверхность губчатого свинца в заряженном отрицательном электроде способствует усиленному его окислению со всеми вытекающими отсюда нежелательными последствиями. Но и в разряженном состоянии срок хранения аккумуляторов по причинам, изложенным выше, невелик: не превышает трех месяцев.
 

Кислотные аккумуляторы имеют только им одним присущие эксплуатационные особенности. Одной из самых характерных особенностей эксплуатации является возможность возникновения повышенной сульфитации пластин. Она заключается в образовании крупных кристаллов сульфата свинца, которые при заряде плохо превращаются в первоначальные активные вещества.
 

Кислотные аккумуляторы боятся переполюсовки, у них возможны смещения пластин и короткие замыкания электродов при неправильной эксплуатации.
 

Кислотные аккумуляторы занимают промежуточное положение.
 

Кислотный аккумулятор состоит из сосуда ( стеклянного, эбонитового, пластмассового или деревянного, выложенного листовым свинцом), пластин-электродов, сепараторов и электролита.
 

Кислотные аккумуляторы в эксшюатации требуют более бережного отношения, чем щелочные, из-за способности пластин к сульфатации и изменению внутренней структуры активных масс при отступлении от режимов, указываемых в инструкциях.
 

Кислотные аккумуляторы могут быть стационарными или переносными.
 

Важно от чего зависит емкость штатного аккумулятора автомобиля

Эта важная характеристика указывает на то, как долго АКБ может обеспечивать питание подключенной к нему нагрузки, измеряется в ампер-часах. Следует помнить, что на этикетке указано номинальное емкостное значение, реальная цифра может меняться в пределах от 70 до 110%.

Чтобы понять, через сколько нужно менять свинцовый аккумулятор в машине, достаточно разобрать теоретическое значение емкости. Например, батарея на 100 А/ч способна отдавать электрический ток в следующих пределах:

• 100 А – в течение 1 часа;
• 10 А – в течение 10 часов;
• 1 А – в течение 100 часов.

Разрядная (номинальная) емкость имеет прямую зависимость от технологических и конструктивных особенностей, а также эксплуатационных условий.

• К основным технологическим параметрам относятся химическая составляющая активных компонентов батареи и их пористость.
• Главными конструктивными особенностями являются объем активной массы и электролита, а также размеры электродов.
• Эксплуатационные характеристики выражаются температурой электролитического состава и силой разрядного тока.

Обобщенным коэффициентом, который указывает на эффективность АКБ, является индекс использования ее активных составляющих. Степень использования этих материалов, а стало быть, и величина номинальной емкости зависит от следующих факторов:

• Толщина электродов. С уменьшением размеров снижается неравномерность нагруженности активной массы электродов и как следствие – увеличение разрядной емкости.
• Пористость активной массы. Чем выше этот показатель, тем лучше протекает токообразующий процесс. Однако чрезмерное повышение пористости влечет сокращение срока службы, поэтому производители считают оптимальным этот показатель в пределах 45-60%.
• Пористость материала сепаратора и его конструкция. Чем выше ребра сепараторов и их пористость, тем больше запас электролита и лучшие условия для его диффузии.
• Плотность электролита. Первое, от чего зависит номинальная емкость аккумулятора автомобиля – оптимальная плотность, которая подбирается в соответствии с требованиями и условиями. Например, батареи, работающие в умеренном климате, должны иметь рабочую плотность электролита 1,26 — 1,28 г/см³, а в местности с тропической средой – 1,22 — 1,24 г/см³.
• Сила разрядного тока. Чем выше его показатели, тем меньше емкость АКБ. При прерывистых стартерных разрядах с небольшими перерывами батарея теряет больший емкостной потенциал, чем при непрерывном разряде током такой же величины.
• Температура электролита. С ее понижением емкость уменьшается в связи с увеличением вязкости и электрического сопротивления электролита.
• Степень заряженности. Емкостные характеристики АКБ растут пропорционально уровню ее заряженности и достигают максимальных значений при полной зарядке.

Принцип работы аккумуляторной батареи автомобиля

В основе принципа работы АКБ лежит преобразование химической энергии в электрическую. Электроды взаимодействуют с электролитом, образуя в результате воду и сульфат свинца. Необходимо отметить, что в случае такого взаимодействия постепенно уменьшается плотность электролита и, соответственно, мощность аккумулятора. Стоит отметить, что температура воздуха влияет на режим работы устройства: ее увеличение влияет на некоторое увеличение мощности батареи. Однако вместе с такими изменениями может увеличиться коррозия электродов и саморазряд. Если на улице минусовая температура воздуха, то можно прослеживать уменьшение разрядной емкости, уменьшение электролита и замедление химических процессов. Поэтому автомобилисты рекомендуют снимать АКБ во время длительной стоянки машины в условиях зимы.

Устройство и принцип работы аккумуляторной батареи

Виды АКБ . В наше время можно приобрести различные аккумуляторные батареи, которые отличаются между собой двумя признаками:

По химическому составу активного вещества АКБ бывают следующих видов:

• серебряно-цинковые;
• никель-кадмиевые;
• свинцово-кислотные;
• щелочные железо-никелевые аккумуляторы.

Все эти виды АКБ имеют разную степень использования. Так, например, популярными можно считать накопительные устройства, которые имеют свинцово-кислотные наполнители (автомобильные варианты аккумулятора). Устройства, использующие химическое взаимодействие железа и никеля, используются реже. Серебряно-цинковые аккумуляторы практически не используются. Это можно объяснить тем, что стоимость их довольно велика, а время использования незначительное. Различные аккумуляторы имеют разный принцип работы, время эксплуатации, емкость. Важным параметром любой АКБ считается емкость. От такого показателя зависит потребление и отдача энергии. На аккумуляторах, которые предназначены для автомобилей, можно увидеть маркировку, которая указывает на емкость устройства. Она может быть представлена таким образом: 55, 60, 75 Ам*ч. Для телефонных батарей характерна такая емкость – 2000, 1500, 1000, 700 mAh (тысячные доли Ампера). Выбор аккумуляторной батареи необходимо осуществлять, исходя из потребляемого заряда или предполагаемой нагрузки устройства. При неправильном или длительном использовании АБК емкость может уменьшаться. Очень часто это прослеживается при длительном использовании аккумуляторной батареи в легковом автомобиле или же при неполной зарядке батареи, если речь идет про мобильный телефон.

Как правильно замерить напряжение аккумулятора

Максимально точные значения можно получить, осуществив комплекс диагностик. Для этого необходимо иметь при себе специальные устройства (мультиметр, вольтметр или нагрузочную вилку). Для осуществления измерений напряжения от аккумулятора необходимо соединить контакты устройства и клеммы батареи.

Во время диагностических процедур стоит понимать, что источник питания, подсоединённый к бортовой системе авто, потребляет энергию. Поэтому показания могут быть несколько ниже, но они не должны опускаться ниже значений 11—11,5 вольт. Проведение корректных измерений допустимо на полностью отключённой и заряженной АКБ, то есть электрическая цепь должна быть разомкнута. Однако это необязательное условие: если вы проверяете напряжение в замкнутой цепи, то учитывайте определённую погрешность.

1. АКБ подсоединена к системе автомобиля, который не заведён. При этом условии бортовая сеть потребляет определённое количество энергии, поэтому показатель напряжений должен находиться в диапазоне 12,5—13,0 В.
2. На заведённой машине с выключенными источниками потребления энергии показания прибора должны варьироваться в промежутке от 13,5 до 14 вольт. Более высокие показания говорят о том, что батарея разряжена, а генератор работает не в штатном режиме. Стоит учесть, что повышение данных в холодное время года не является точным свидетельством разряженности АКБ. Если в течение некоторого времени вольтаж вошёл в рамки, то система полностью работоспособна. Пониженные показатели (от 13 до 13,4 вольта) говорят о некоторой разряженности батареи. Необходима зарядка аккумулятора.
3. На заведённой машине с включёнными источниками потребления электроэнергии значение напряжений должно быть больше 12,8—13,0 В.

Обращаем ваше внимание, работа с мультиметром или вольтметром допускает обратное соотношение полюсов измерительного прибора и клемм АКБ. Нагрузочная вилка должна использоваться строго в соответствии с полярностью

Мы не рекомендуем проверять напряжение аккумулятора в машине с помощью бортовой системы, потому что она подключена не напрямую к батарее. Поэтому допускаются определённые погрешности измерений.

Проверка заряда аккумулятора по напряжению рекомендуется спустя некоторое время после полной зарядки аккумулятора автомобиля, а также в условиях рабочей температуры (около 20 градусов Цельсия).

Ниже представлена таблица «Степень заряда АКБ по напряжению».

Уровень заряда АКБ

Напряжение в разомкнутой цепи малосурьмянистых (Sb/Sb) и гибридных (Sb/Ca) аккумуляторов, вольт

Напряжение в разомкнутой цепи

в кальциевых (Ca/Ca) и AGM/Gel (Ca/Ca) аккумуляторах, вольт

Немного теории об аккумуляторах

Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.

Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.

Как узнать состояние батареи

Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:

• 12.6…12.7 В — полностью заряжена;
• 12.3…12.4 В — 75%;
• 12.0…12.1 В — 50%;
• 11.8…11.9 В — 25%;
• 11.6…11.7 В — разряжена;
• ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

• Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
• Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.

Принцип действия

Большинство устройств заряжают АКБ постоянными или импульсными токами. Сколько ампер нужно для зарядки автомобильного аккумулятора? Ток заряда выбирают равным одной десятой от емкости аккумуляторной батареи. При емкости 100 А*ч ток зарядки автомобильного аккумулятора будет 10 Ампер. АКБ придется заряжать около 10 часов до полного заряда.

Зарядка аккумулятора авто большими токами может привести к процессу сульфатации. Чтобы этого избежать, лучше производить заряд АКБ малыми токами, но более продолжительное время.

Импульсные устройства значительно уменьшают эффект сульфатации. Некоторые импульсные зарядные устройства имеют режим десульфатации, который позволяет восстанавливать работоспособность АКБ. Он заключается в последовательном заряде-разряде импульсными токами по специальному алгоритму.

Заряжая аккумуляторную батарею, нельзя допустить перезаряд. Он может привести к закипанию электролита, сульфатации пластин. Необходимо, чтобы устройство имело собственную систему контроля, измерения параметров и аварийного отключения.

Начиная с 2000-х на автомобили стали устанавливать специальные типы аккумуляторных батарей: AGM и гелевые. Зарядка автомобильного аккумулятора таких типов отличается от обычного режима.

История появления подобных АКБ

Первым, кто создал и спроектировал реально рабочую свинцово-кислотную АКБ, был французский ученый – Гастон Планте. Этот человек был всерьез заинтересован в создании универсальных на тот момент аккумуляторных батарей, так как имел не только научный интерес, но и отчасти финансовый. Согласно историческим сводкам, Гастону Планте производители аккумуляторов, коих на тот момент было немного, предлагали немалые деньги за создание нового вида аккумулятора и удобной зарядки к нему.

В итоге, французскому учёному частично удалось достичь поставленной цели. Если быть точнее, Планте создал конструкцию АКБ с использованием свинцовых электродов и 10-% раствором серной кислоты. Несмотря на инновационность кислотного аккумулятора в те года, недостаток у него был существенный – необходимость прохождения огромного количества циклов «заряд-разряд» для зарядки батареи «на полную». К слову, количество данных циклов было настолько велико, что для полного вмещения в АКБ электроэнергии могло потребоваться несколько лет. Во многом это происходило из-за используемой в батареях конструкции свинцовых электродов и сепараторов, вследствие чего последующие несколько десятилетий умы «аккумуляторного дела» боролись именно с этим недочётом батарей.

Так, в период с 1880-1900 годов такие учёные как Фор и Фолькмар спроектировали чуть ли не идеальный среди всех типов конструкции свинцово-кислотных аккумуляторов. Суть такой батареи заключалась в использовании не цельных пластин из свинца, а лишь его окисла, объединённого с сурьмой и нанесённого на специальные пластины. Позже, Селлон запатентовал наиболее удачный вид конструкции данной АКБ, внедрив в неё намазанную окислами свинца и сурьмы металлическую решётку, что в итоге:

• увеличило ёмкость аккумуляторов в несколько раз;
• усилило коммерческий интерес со стороны компаний к АКБ;
• и, в целом, совершило некоторый эволюционный скачок в аккумуляторном деле.

В 1970 годов произошла герметизация аккумуляторов, вследствие замены в них стандартных кислотных электролитов, на усовершенствованные газы и гели. В итоге, АКБ стала отчасти герметична

Однако полной герметизации добиться не удалось, так как, в любом случае, при зарядке и разрядке батареи образуются некоторые газы, которые важно выпускать из внутренностей аккумулятора для его же блага. Именно с тех пор герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторы стали использоваться в огромнейших масштабах и практически не изменялись, за исключением незначительных усовершенствований электролитов и электродов, используемых в их конструкции