Заряд аккумулятора
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 зарядить кальциевую батарею
Как часто надо прибегать к этой операции зависит от соотношения мощности генератора автомобиля и мощности потребителей, а также от условий езды. Летом практически для любой машины можно обойтись без дополнительных подзарядок АКБ. Двигатель заводится легко, из потребителей постоянно включены зажигание, электробензонасос (примерно 8-10А) , магнитола (3-4 А), фары с габаритами (13 А). Даже на холостом ходу исправный генератор выдает 40-45А, чего почти хватает для питания минимального количества потребителей. А уж на рабочих оборотах, при поездке по трассе, например, выдаваемых генератором 60-70А хватает и на питание потребителей и на зарядку аккумуляторной батареи.
Условия эксплуатации аккумулятора зимой много тяжелее. Отрицательная температура снижает емкость АКБ, ухудшает способность принимать заряд, пуск холодного двигателя требует большого количества энергии. На борту включаются новые мощные потребители: отопитель (5-7 А на первой скорости и 10-11 А на второй), обогрев стекол и зеркал (16-20А), подогрев сидений 5А. Суммарный потребляемый ток составляет более 50 А. Генератор на холостом ходу уже не справляется с питанием потребителей, большая часть энергии забирается из АКБ. Да и на рабочих режимах возможности генератора подзаряжать автоаккумулятор оказываются очень скромными, кроме того при отрицательных температурах электролита аккумулятор не принимает заряд. Все это ведет к тому, что батарея начинает хронически недозаряжаться. Пользователь может не заметить этого, т.к. даже частичного заряда обычно хватает для пуска двигателя. Но хронический недозаряд ведет к сульфатации пластин, что снижает емкость и повышает внутреннее сопротивление. А это в свою очередь сокращает срок службы батареи и ухудшает пусковые характеристики. Поэтому зимой нужно систематически подзаряжать аккумулятор.
Как часто подзаряжать автомобильный аккумулятор?
Частота подзаряда зависит от машины, погоды, условий поездок. Для автомобилей с хорошо отрегулированной системой пуска, в условиях мягкой зимы с ежедневными поездками на небольшие расстояния, сопровождающимися систематическим стоянием в пробках, достаточно проводить заряд где-то раз в месяц-два. Разумеется, если морозы подбираются к -30°, и каждый пуск сопровождается неоднократным включением стартера, то есть смысл чаще проверять уровень заряженности батареи.
И, разумеется, аккумулятор нужно немедленно поставить на зарядку, если вы разрядили его «в ноль» неудачными попытками запуска двигателя. Именно «немедленно», так как плотность электролита в разряженном состоянии низка и есть вероятность того, что он замерзнет, повредив батарею. С другой стороны пребывание свинцового АКБ в разряженном состоянии ведет к сульфатации пластин.
| Плотность электролита, приведенная к 25° С, г/см3 | Температура замерзания, °С |
| 1.09 | -7 |
| 1.12 | -10 |
| 1.14 | -14 |
| 1.16 | -18 |
| 1.18 | -22 |
| 1.20 | -40 |
| 1.23 | -43 |
| 1.24 | -50 |
| 1.26 | -58 |
Существует несколько режимов заряда аккумулятора: постоянным током, постоянным напряжением, комбинированные.
Основные состояния глубоко разряженной АКБ
1. АКБ находилась в разряженном состоянии не более 2-ух недель при комнатной температуре и не эксплуатировалась на автомобиле. Заряд такой батареи как правило рекомендуется производить током равным 0,1 от номинальной емкости (6А для АКБ 60Ач) до достижения ρ=1,27-1,28 г/см³. Процесс заряда может занять до 24 часов. Если нет возможности контролировать плотность электролита с помощью ареометра, то можно ориентироваться на индикатор степени заряженности, при его наличии в крышке аккумулятора. Зеленый цвет индикатор указывает на степень заряженности ≈ 50% (ρ=1,23 г/см и выше). Одними из признаков окончания зарядки аккумулятора является «кипение» электролита и достижение температуры корпуса аккумулятора ≈ 40 °С.
2. АКБ находилась длительное время в разряженном состоянии (произошла глубокая сульфатация пластин).
Что такое «сульфатация пластин»
Мелкие кристаллики сульфата свинца во время зарядки нормально разряженного аккумулятора без проблем вновь преобразуются в металлический свинец (негативная пластина) и PbO2 (позитивная пластина), составляющие активную массу пластин. Однако если оставить батарею в разряженном состоянии, сульфат свинца начинает растворяться в электролите до его полного насыщения, а затем выпадает назад на поверхность пластин, но уже в виде крупных и практически нерастворимых кристаллов. Они откладываются на поверхности пластин и в порах активной массы, образуя сплошной слой, который изолирует пластины от электролита, препятствуя его проникновению вглубь активных масс. В результате большие объемы активной массы оказываются «выключенными», а общая емкость батареи значительно уменьшается.
Восстановление такой батареи, как правило, проводят, применяя так называемый «ступенчатый режим»:
- начинают зарядку током 0,1C20 ≈ 16 часов;
- разряд, например набором автомобильных ламп в течение 2-3 часов;
- заряд током 0,1C20 до полной зарядки;
Рекомендации по заряду аккумуляторной батареи
Состояние аккумулятора проверяют измерив напряжение разомкнутой цепи (НРЦ). Напряжение на клеммах батареи измеряется через 6 — 8 часов после остановки двигателя. Если НРЦ аккумулятора ниже 12,5 В аккумулятор необходимо зарядить. Такую проверку целесообразно производить раз в 3 -4 месяца.
Эффективность зарядки в первую очередь зависит типа и качества зарядного устройства. Более половины представленных в продаже зарядных устройств не способны полноценно зарядить современную аккумуляторную батарею. Зарядные устройства, предназначенные для работы в автоматическом режиме, нередко настраиваются на напряжение 14,4 – 14,5 В. При достижении этого напряжения загорается зеленый индикатор, сигнализирующий об окончании зарядки и происходит автоматическое снижение зарядного тока почти до 0. При покупке зарядного устройства обратите внимание на его характеристики. Зарядное устройство должно обеспечивать выходное зарядное напряжение 16,2 В. Прежде чем приступать к зарядке аккумулятора, внимательно изучите инструкцию зарядного устройства – в ней подробно должно быть описаны технические характеристики , все правила и порядок выполнения работы. Батарея считается заряженной при достижении плотности электролита во всех банках 1,27-1,28 г/см³, «кипении» электролита в конце зарядки и достижения температуры корпуса аккумулятора ≈ 40 °С
Эксплуатация и хранение аккумулятора
При соединении клеммы проводов с полюсными токовыводами аккумулятора (АКБ), предварительно необходимо немного зачистить их специальной щеткой или мелкозернистой наждачной бумагой (Р800), затем смазать техническим вазелином или специальной смазкой для клемм АКБ и обжать соединение.
В процессе эксплуатации клеммы окисляются, нарушается контакт и в результате теряется энергия, рекомендуется проводить очистку клемм от окислений раз в год, лучше перед зимним периодом.
При снятии клемм с токовыводов АКБ нельзя прикладывать чрезмерных усилий, обстукивать молотком, давить на пластиковый корпус аккумулятора, чтобы не нарушить герметичность соединения токовывода с корпусом АКБ.
Установив АКБ на аккумуляторную площадку в автомобиле, необходимо закрепить его за основание, исключив перемещение на площадке, тем самым возможное повреждение корпуса.
ПРОВЕРКА ЗАРЯЖЕННОСТИ АККУМУЛЯТОРА
Для продления срока службы АКБ, необходимо контролировать состояние батареи и электрооборудования автомобиля.
Перед проверкой надо убедиться, что батарея заряжена до напряжения не ниже 12,6 В или что плотность электролита не ниже 1,26 г/см2 при нормальном его уровне. Если АКБ недозаряжена, ее следует зарядить с помощью внешнего зарядного устройства. Уровень электролита надо довести до нормы, доливая дистиллированную воду.
Проверка напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) батареи измеряется на клеммах с помощью вольтметра и проводится через 6-8 часов после выключения двигателя (или зарядного тока при заряде от внешнего зарядного устройства).
Значение НРЦ в зависимости от степени заряженности батареи при различных температурах:
Для проверки напряжения батареи на работающем двигателе, необходимо установить его обороты на уровне 1500-2000 об/мин, включить дальний свет и измерить с помощью вольтметра напряжение на клеммах батареи. Если напряжение находится в пределах 13,9-14,3 В, значит система работает в оптимальном режиме, который обеспечивает максимально возможный заряд АКБ.
Нередко недозаряд батареи бывает следствием ослабления натяжения ремня привода генератора.
Для проверки наличия утечек в системе электрооборудования «отрицательную» клемму, соединенную с «массой» автомобиля отсоединяют от полюсного вывода батареи и в разрыв цепи включают амперметр (максимальной величиной измеряемого постоянного тока до 10 А). При этом все потребители автомобиля, в том числе сигнализация, должны быть выключены.
При исправном электрооборудовании и отсутствии утечек показание амперметра будет равно нулю. При включенной сигнализации потребление тока составляет до 20-30 мА. Это значит, что время бездействия автомобиля не должно превышать в таком состоянии 3-х недель в летнее время и 10-и дней зимой. Иначе батарея разрядится от сигнализации настолько, что не сможет запустить холодный двигатель.
Если ток утечки больше 30 мА, необходимо найти и устранить причину этой утечки.
ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА
Заряд батареи при постоянстве тока производится при постоянной величине зарядного тока (0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда). Это значит, что для батареи емкостью 60 А/ч ток заряда должен быть равен 6 А.
Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство. Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А/ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения. При заряде батарей последнего поколения, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А/ч).
Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов. Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В.
Заряд батареи при постоянстве напряжения напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство. Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В — на 85-90% , а при напряжении 16 В — на 95-97% . Полностью зарядить батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В . В начале заряда величина тока может достигать 25 А и более, постепенно снижаясь и приближается к нулю в конце заряда, достигая напряжения на выводах батареи, равного 14,4±0,1 В .
Заряд батареи на автомобиле при эксплуатации происходит при постоянном напряжении. Производители автомобилей обычно устанавливают уровень зарядного напряжения 14,1±0,2 В, что ниже напряжения интенсивного газовыделения. С понижением температуры эффективность заряда при постоянном напряжении уменьшается из-за роста внутреннего сопротивления батареи.
Поэтому в тяжелых условиях зимы (при низких температурах, частых и длительных пусках холодного двигателя и коротких пробегах) АКБ не всегда восстанавливает свою емкость после разряда, целесообразно периодически производить заряд АКБ от стационарного зарядного устройства и при положительной температуре.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ АККУМУЛЯТОРА
При правильной эксплуатации аккумулятора срок его службы заметно возрастает, необходимо только следить за степенью заряженности АКБ и не допускать глубоких разрядов.
Нагрузка на АКБ возрастает в зимний период, т.к возрастает энергопотребление в автомобиле (стартер прокручивает холодное густое масло, включаются обогрев стекол, зеркал, подогрев сидений и т.д.).
Рассмотрим на примере:
Основная нагрузка на АКБ приходится на запуск двигателя — стартер потребляет 150-250А.
После запуска двигателя генератор начинает заряжать аккумулятор, восполняя потерю тока, причем в первые минуты АКБ может «забирать» 25А и более, постепенно снижаясь.
Помимо заряда АКБ генератору приходится питать и других потребителей электричества:
Система зажигания – 6 / 15А (холостой ход / полная мощность)
Мотор обогрева, кондиционера – 5 / 15А (режим работы)
Обогрев сидений – 10А
Обогрев стекла – 10-15А
Ближний свет – 10А
Противотуманки – 10А
Аудиосистема – 2 / 6А
Стеклоочистители – 3А
Средний генератор выдает 70А, однако на «холостом» ходу генератор выдает только 30-40% своей номинальной мощности, поэтому в «пробке» лишних потребителей надо отключать.
ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ В СИЛЬНЫЙ МОРОЗ
Запуск двигателя необходимо производить кратковременными попытками по 5-10 секунд с паузами между ними не менее одной минуты.
Если после 3-х попыток подряд двигатель не проявляет «признаков жизни», хотя стартер «крутит» его как обычно, необходимо прекратить бессмысленные попытки и поискать причину, из-за которой двигатель не работает.
Только найдя и устранив неисправность, следует возобновить попытки пуска, иначе батарея разрядится.
Если же стартер плохо, очень медленно, «с натугой» проворачивает двигатель, это говорит о потере работоспособности батареи.
Первым делом надо проверить плотность электролита в каждом аккумуляторе, а если нет пробок — напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) батареи, но через 15-20 минут после попытки пуска.
Если НРЦ ниже 12,5 В, значит батарея разряжена и ее необходимо зарядить.
Несколько советов запуска двигателя .
Перед запуском необходимо прогреть аккумулятор, включив дальний свет на 5-10 секунд.
Что бы не вращать стартером мотор вместе с ведомым диском и валы в коробке необходимо нажать на педаль сцепления.
Перед запуском можно воспользоваться специальной жидкостью для запуска двигателя в аэрозоли.
И конечно, лучше заблаговременно перед зимой, поменять масло на менее вязкое.
ХРАНЕНИЕ АККУМУЛЯТОРА
Хранить аккумулятор рекомендуется сухом, прохладном помещении, защищая от воздействия прямых солнечных лучей. При хранении сухозаряженных батарей пробки должны быть плотно завернуты.
Перед началом хранения необходимо определить состояние заряженности батареи, довести до нормы плотность и уровень электролита в аккумуляторе с пробками. В случае, если (НРЦ) ниже 12,6 В, батарею следует зарядить.
Полностью заряженные необслуживаемые батареи можно хранить до одного года. При этом, саморазряд после года хранения может составить 25-50%.
Саморазряд батарей увеличивается по мере их эксплуатации. Поэтому, при хранении, работавших более 1,5-2 лет батареи, необходимо периодически подзаряжать, исключив глубокий разряд.
При уменьшении температуры хранения саморазряд замедляется.
При хранении, в связи с временным перерывом в процессе эксплуатации непосредственно на автомобиле, следует отключать батарею от бортовой сети. Если же это невозможно, необходимо в процессе бездействия подзаряжать батарею с периодичностью, определяемой на основании данных о потреблении энергии включенной сигнализацией.
За время бездействия АКБ не должна разряжаться более, чем на 30%.
- Зарегистрироваться
- Вход с паролем
- Обратная связь
Что такое нрц аккумулятора
Существует методика измерения напряжения батареи при функционирующем двигателе. Предварительно нужно сопоставить заряд и НРЦ АКБ, что эти показатели соответствуют, или довести при необходимости до нужного значения. Последнее касается и уровня электролита. Двигатель фиксируют на оборотах в районе 1,5-2 тыс. и включают дальний свет. Измеряют напряжение вольтметром на клеммах.
Оптимальными считают значения в интервале 13,9-14,3 В. Это свидетельствует о стабильном функционировании электроники для обеспечения заряда АКБ. При больших или меньших значениях начинают проверку отдельных узлов.
В качестве профилактических мер по продлению эксплуатационного срока АКБ и сохранению его параметров, включая НРЦ, на допустимом уровне дают следующие рекомендации.
- Регулярная эксплуатация батареи под нагрузкой.
- Контроль состояния элементов бортовой сети.
- Поддержание чистоты корпуса и клемм.
Первая рекомендация особо важна для автомобилей, на которых регулярно совершают короткие поездки. Проверка проводки позволит избежать утечек. Загрязнение клемм приводит к возникновению паразитных токов и ухудшает контакт.