Как правильно заряжать свинцовый аккумулятор автомобиля

Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля.

Скорее всего, каждый автовладелец со стажем не менее трёх лет сталкивался с ситуацией, когда он не смог завести свою машину по причине того, что аккумулятор полностью разрядился. Вы можете спросить, почему стаж не менее трёх лет? А потому, что средняя продолжительность жизни аккумулятора составляет 3 года. Хотя в отдельных случаях возможна более длительная эксплуатация аккумулятора, но это уже зависит от того, насколько качественно и вовремя он обслуживался.

Правила безопасности при зарядке автомобильного аккумулятора.

Не рекомендуется производить зарядку в жилом помещении по причине того, что из аккумулятора выделяются взрывоопасный газ. Это актуально для обслуживаемых АКБ с пробками.

По этой же причине запрещается курить или производить любые другие работы с открытым огнем или искрообразованием.

Сначала подключается зарядное устройство к клеммам батареи, а потом уже оно включается в сеть. Отключение производится в обратном порядке. Сначала отключаем зарядное устройство (ЗУ) от сети, затем отключаем клеммы. Такой порядок действий позволит избежать образования искры при подключении ЗУ.

В обслуживаемых аккумуляторах обязательно выкручиваем все пробки. Это удобно сделать с помощью обычной монеты номиналом 2 или 5 рублей. После выкручивания пробки нужно положить обратно в отверстия, но не закручивать. Такое положение пробок позволит свободно выходить газам и одновременно защитить батарею от возможного попадания во внутрь неё пыли и грязи. Также это уменьшит потерю электролита при его испарении.

Перед выкручиванием пробок обязательно стираем всю пыль и грязь с рабочей поверхности аккумулятора. Это также позволит избежать попадания грязи во внутрь батареи.

Если же зарядка производиться в квартире, то необходимо это делать на балконе с открытым окном или в помещении, где есть вытяжка, например, туалет.

Как определить заряжен или разряжен аккумулятор

Это можно определить по напряжению на контактах и по плотности электролита.

В полностью заряженном аккумуляторе (100% заряда) напряжение на клеммах должно быть 12.7В. В разряженном соответственно 11.7В (0% заряда). Следовательно, каждые 0.1В — это 10% заряда. Эти значения актуальны для температуры аккумулятора 20-25 градусов.

Например, напряжение на контактах равно 12.2В, следовательно, заряд составляет 50%.

Второй более точный способ определить степень заряда — это определение по плотности электролита. Данный способ подойдет только для обслуживаемых аккумуляторов, в которых есть возможность выкрутить пробки и добраться до электролита.

В качестве электролита в батареях применяют раствор серной кислоты, плотность которого измеряется в г/см3. При разряде плотность электролита снижается. Зная это свойство можно определить степень разряда батареи. Плотность определяется с помощью специального прибора – ареометра.

Плотность полностью заряженной батареи (100%) при 25 °с равна 1.27-1.28 г/см3.

Плотность полностью разряженной батареи (0%) при 25 °с равна примерно 1.1 г/см3.

Зная эти данные, можно вычислить, что примерно каждая сотая единица плотности равна 6% заряда (0.01 г/см3 =6%заряда).

Для примера плотность равна 1,24 г/см3, следовательно, степень заряда составляет 76%.

Перед проверкой плотности электролита обязательно отключаем зарядное устройство и ждем несколько минут. Плотность более точно определяется, когда из электролита не выделяется газ.

Каким током и напряжением следует заряжать аккумулятор

Напряжение заряда у АКБ, изготовленных по разным технологиям, отличается. Но есть общие требования, которые применимы к большинству аккумуляторов.

Самая оптимальная и безопасная зарядка — это выставить ограничение напряжения 14.7В, а силу тока 1/10 от ёмкости АКБ. Допустим ёмкость равна 70 (А*ч), тогда ток, выставляемый при заряде, должен быть 7 ампер.

Качество заряда АКБ и сила тока имеют обратную зависимость, то есть, чем меньше сила тока, тем качественнее будет заряжен аккумулятор и тем медленнее будет происходить его зарядка. Если есть время, то лучше выбрать силу тока еще меньше в размере 1/20 от емкости аккумулятора. Например, для батареи ёмкостью 70 (А*ч) это будет сила тока в 3.5А.

Для необслуживаемых батарей силу тока выбирают не более 1/20 от емкости аккумулятора. Другими словами, если ёмкость равна 60 Ампер*час, то сила тока должна быть 3А. Такая низкая сила тока обусловлена самой конструкцией АКБ. Так как АКБ необслуживаемый, то при кипении электролита выделяемому газу некуда будет выходить и батарею может разорвать давлением газа. Чтобы избежать кипения электролита и выбирают небольшие токи для зарядки.

По мере заряда напряжение будет расти до 14.7 В, а ток будет неизменен пока напряжение не достигнет этого значения. После того как напряжение достигнет значения 14.7В оно перестанет расти так как ограничено настройками ЗУ. При продолжении заряда теперь напряжение ограничено, при этом по мере продолжения заряда будет снижаться сила тока, пока не достигнет значения свидетельствующего об окончании заряда (примерно 1-0.5А). Если в течении двух трех часов сила тока не снижается, то можно считать, что аккумулятор заряжен полностью на данном режиме зарядки.

После окончания зарядки отключаем ЗУ и даем АКБ несколько минут постоять, чтобы электролит перестал выделять газ. Производим замеры плотности.

Если плотность электролита не достигла своих оптимальных значений 1.27-1.28 г/см3, то можно попробовать её поднять с помощью зарядки на более высоком напряжении. Для этого устанавливаем ограничение напряжения в 16.3В, а силу тока не более 1/20 от ёмкости аккумулятора. Силу тока можно выставить ещё меньше до уровня 0.5А. Так АКБ будет медленнее заряжаться, но таким образом снижаем вероятность кипения электролита, а значит риск разрушения пластин батареи. В таком режиме зарядки выдерживаем от одного до четырех часов. Время зависит от того, как быстро плотность электролита придёт в норму.

Если для зарядки используется автоматическое зарядное устройство, то оно само подбирает напряжение и силу тока.

Сколько времени необходимо заряжать аккумулятор

Существует 4 основных фактора влияющих на время зарядки АКБ.

Если для зарядки используется автоматическое зарядное устройство, то оно само определит, когда АКБ заряжена, отключится и сообщит о полном заряде какой-либо индикацией. При зарядке по мере заряда уменьшается разница между ЭДС аккумулятора и зарядным напряжением, вследствие чего снижается ток. При достижении силы тока примерно в 0.5А зарядное устройство прекращает зарядку.

Если заряд производится не в автоматическом режиме, то нужно дождаться момента, когда сила тока опустится до своего минимального значения (примерно 1- 0.5А) и останется на этом уровне около трёх часов не изменяясь. После этого можно отключать ЗУ и замерять плотность электролита.

Понять, что аккумулятор заряжен полностью, можно по двум признакам. Это достижение электролитом плотности 1,27 г/см3 и напряжения на клеммах батареи 12.7В. Замеры плотности и напряжения следует производить после отключения ЗУ и прошествии некоторого времени после зарядки. Нужно, чтобы электролит устоялся и перестал выделять пузырьки газа.

Последствия глубоко разряда АКБ и как его правильно зарядить после этого

При глубоком разряде происходит сульфитация пластин. Крупные кристаллы сульфата свинца (PbSO4) откладываются на положительно заряженных пластинах АКБ, тем самым забивая их. При этом сильно уменьшается площадь поверхности пластин, свободной от кристаллов сульфата свинца. Вследствие чего уменьшается ёмкость аккумулятора. Три, четыре полных разряда и практически все пластины будут забиты, а аккумулятор можно будет выкинуть.

При штатных режимах работы (заряд – разряд) — образуются кристаллы небольших размеров и при заряде они растворяются в электролите. Таким образом очищаются пластины и ёмкость АКБ восстанавливается. Этого не происходит если произошел глубокий разряд, так как при нормальной зарядке крупные кристаллы сульфата свинца практически не растворяются в электролите. В этом случае для их растворения нужно использовать другой режим зарядки.

Глубоко разряженный аккумулятор следует заряжать напряжением 16,2 — 16.3В и малой силой тока — 1-0.5А. В таком режиме зарядки возможно частичное восстановление его ёмкости. За один цикл восстановить ёмкость и поднять плотность электролита до 1,27 г/см3 не получится. Поэтому, когда электролит на малых токах начал кипеть, то заряд необходимо прекратить и дать отстояться 2-3 часа. После этого опять повторяем зарядку. Этот процесс повторяем несколько раз. Таким образом возможно поднять плотность электролита до состояния полностью заряженного аккумулятора.

Но не следует забывать, что напряжение выше 14.5В подходит не для всех АКБ. К таким относятся гелиевые и гибридные.

Как часто нужно подзаряжать аккумулятор?

Его следует заряжать минимум 2 раза в год, с периодичностью полгода (до зимы, после зимы).

Также после длительных простоев автомобиля, когда он долго не подзаряжался от генератора. Во время простоя АКБ сама по себе медленно разряжается, а также этому способствует включенная сигнализация на авто.

После глубокого разряда, когда забыли выключить фары или магнитолу и т.п.

Источник

Зарядка свинцового аккумулятора – инструкции

Отправим материал на почту

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.

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.

Какие АКБ есть сейчас:

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.

Видео описание

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

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.

Температура воздуха и зарядка АКБ

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.

Видео описание

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.

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.

Источник

Правильная зарядка автомобильного аккумулятора

Ближе к концу осени у автомобилистов нередко возникает вопрос качественной зарядки аккумулятора. Как же это делать для достижения наилучшего результата?

Свинцовые аккумуляторные батареи заряжаются от источника «выпрямленного» (постоянного) тока. Для этого годится любое устройство, позволяющее регулировать ток или напряжение зарядки, при условии что оно обеспечивает увеличение зарядного напряжения до 16,0-16,5 вольт. В противном случае зарядить современную 12-вольтовую батарею полностью, до 100 процентов ее емкости не удастся.

Для зарядки положительный вывод зарядного устройства соединяется с клеммой (+) аккумулятора, а отрицательный вывод — с клеммой (-).

Существуют два режима зарядки: режим неизменности тока и режим неизменности напряжения. По своему влиянию на продолжительность жизни аккумулятора эти режимы равнозначны.

Зарядка в режиме неизменности тока.
Аккумулятор заряжается при токе, сила которого составляет одну десятую часть от номинальной емкости при двадцатичасовом разряде. То есть, для аккумулятора, имеющего емкость 60 А/ч (ампер в час), нужен зарядный ток 6А. Недостаток этого режима зарядки состоит в необходимости неоднократного (через каждые 1-2 часа) контроля величины тока и его регулирования, а также сильное выделение газов в конце процесса.

Для того чтобы снизить газовыделение и обеспечить более полную заряженность аккумулятора полезно применять постепенное уменьшение силы тока по мере повышения напряжения заряда. При достижении напряжением значения 14,4 вольт ток заряда нужно уменьшить наполовину до 3 ампер (для аккумулятора, емкостью 60 А/ч) и продолжать зарядку, пока не начнется газовыделение.

В современных аккумуляторах, не снабженных отверстиями для доливки воды, после увеличения напряжения зарядки до 15 вольт полезно еще раз уменьшить зарядный ток наполовину — до 1,5 ампер (для аккумулятора, емкостью 60 А/ч).

Полностью заряженным аккумулятор можно считать, если напряжение и ток зарядки остаются неизменными 1-2 часа.

У так называемых необслуживаемых аккумуляторов состояние полной заряженности наступает при значении напряжения, равном 16,3-16,4 вольт (разница зависит от качества электролита и состава сплавов, из которых сделаны решетки).

Зарядка в режиме неизменности напряжения.
При использовании этого метода уровень заряженности аккумулятора в конце процесса зависит от величины напряжения зарядки, выдаваемого зарядным устройством. Так после непрерывной 24-часовой зарядки при значении напряжения 14,4 вольт 12-вольтовый аккумулятор будет заряжен до 75-85% от своей емкости, при значении напряжения 15 вольт — до 85-90%, а при 16 вольтах — до 95-97%. Полностью за 20-24 час. аккумулятор заряжается при подаче на него напряжения 16,3-16,4 вольт.

В зависимости от емкости и внутреннего сопротивления аккумулятора в момент начала зарядки сила проходящего через него тока может превышать 50 ампер. Поэтому во избежание выхода его из строя в зарядных устройствах предусмотрено ограничение максимального тока до 20-25 ампер.

В процессе зарядки напряжение на клеммах аккумулятора постепенно достигает значения напряжения зарядного устройства, а сила тока заряда уменьшается почти до нуля (при условии что величина напряжения зарядки меньше напряжения, при котором начинается выделение газов). Таким образом зарядку можно производить без постоянного внимания человека. Показателем окончания зарядки здесь считается увеличение напряжения на клеммах аккумулятора до 14,3-14,5 вольт. В это время обычно включается зеленый световой сигнал, показывающий момент достижения требуемого напряжения и окончания процесса зарядки.

На практике для нормальной зарядки (до 90-95% емкости) необслуживаемых аккумуляторов современными зарядными устройствами с максимальным напряжением 14,4-14,5 вольт обычно требуется время более 24 часов.

Зарядка аккумулятора на автомашине.
На автомашине аккумулятор подзаряжается в режиме неизменного напряжения во время работы двигателя. По договоренности с изготовителями аккумуляторов автопроизводители устанавливают в генераторах напряжение зарядки 13,8-14,3 вольта — меньшее, чем напряжение, при котором происходит интенсивное газовыделение.

При понижении температуры воздуха возрастает внутреннее сопротивление аккумулятора, из-за чего эффективность его зарядки в режиме неизменности напряжения уменьшается. По этой причине аккумулятор на автомашине полностью возможно зарядить не всегда, а в зимнее время при напряжении на клеммах 13,9-14,3 вольта и включенных фонарях дальнего света заряженность АКБ не превышает 70-75%. В связи с этим зимой в условиях низких температур, небольших расстояний пробега автомобиля и частых пусках холодного двигателя полезно хотя бы раз в месяц заряжать аккумулятор в помещении с применением зарядного устройства.

Контроль плотности электролита.
У только что заряженного аккумулятора показатель плотности электролита в каждой банке должен находиться в пределах 1,27-1,29 г/см3. По мере расхода заряда плотность постепенно снижается и у аккумулятора, разряженного наполовину, составляет 1,19-1,21 г/см3. При полном разряде плотность электролита доходит до 1,09-1,11 г/см3.

У нормально заряженного аккумулятора, не имеющего внутренних коротких замыканий, показатель плотности электролита во всех банках примерно одинаков с расхождением не более 0,02 г/см3.При возникновении внутреннего замыкания в какой-либо из банок плотность электролита в ней будет ниже, чем в остальных, на 0,10-0,15 г/см3.

Плотность электролита и других жидкостей измеряют прибором, который называется ареометром. Для различных жидкостей у ареометра имеются сменные денситометры (от латинского слова densum — плотность, густота, вязкость).

Во время замера плотности ареометр по возможности нужно держать так, чтобы поплавок не касался стенки трубки. Вместе с этим измеряется температура электролита, и плотность вычисляется из расчета, что его температура равна +25°C. Для этого показание ареометра увеличивается или уменьшается на значение, которое берется из таблицы, приводимой в соответствующей спецлитературе.

Если напряжение рабочего цикла на аккумуляторе будет менее 12,6 вольт, а плотность электролита — менее 1,24 г/см3, следует проверить напряжение на клеммах при работающем двигателе и поставить аккумулятор на зарядку.

Регулярно выполняя эти несложные действия, можно добиться долговременной и безотказной работы аккумулятора в любое время года.

Источник

Алгоритмы заряда свинцово-кислотных батарей

Целью сего является обсуждение способов использования зарядных устройств для зарядки свинцово-кислотных батарей (далее — АКБ). Существует большое количество разнообразных зарядных устройств (далее — ЗУ) для различных типов аккумуляторов (далее — АКБ). Параметры, которые определяют использование (эксплуатацию) АКБ, включают в себя не только требования к электрическому заряду и разряду, ограничения по амплитуде и току, но также условия окружающей среды и условия хранения.

Что происходит с АКБ, когда она заряжается и разряжается?

Химические реакции во время разряда преобразуют свинец, оксиды свинца и кислоту (электролит) в свободные электроны (электрический заряд, который уходит на нагрузку), воду и сульфаты свинца. Химические реакции во время зарядки полностью прекращают этот процесс. ЗУ расщепляет сульфаты свинца для соединения их с водой, повторно образуя кислоту без газообразования и потери водорода и кислорода, которые составляют воду. Кроме того, большая часть свинца будет возвращена в исходное состояние до разряда. Первичная идея создания и производства AGM-батарей (Absorbed Glass Mat) заключалась как раз в том, чтобы минимизировать потери кислорода и водорода, которые образуются при зарядных напряжениях начиная от 13,8 V (2,30 V на ячейку) и 14,2 V (2,37 V/с) (напряжения начала газообразования). Этот диапазон напряжения применим к 12 V АКБ, которые содержат по 6 ячеек с номинальным напряжением по 2,15 V каждой. Большинство ЗУ на некоторых участках алгоритма в процессе заряда имеют выходное напряжение превышающее напряжение газообразования.

Основы и алгоритмы заряда АКБ смарт-(«умным») автоматическим зарядным устройством.

Существует несколько различных методов (этапов или шагов) в алгоритме заряда АКБ. Не все эти этапы необходимы при каждой зарядке или для какого-то конкретного типа АКБ. Кроме того, учитывая оптимизацию зарядки, многие автоматические «умные» ЗУ в процессе заряда контролируют, корректируют и регулируют процесс заряда. Другими словами, не все этапы зарядки осуществимы и применимы для исполнения «всё и сразу».

Итак, давайте детально поговорим о этапах алгоритма заряда и постараемся избежать ненужных технических терминов. Нумерация этапов (шагов) зарядки и порядок их представления просто указывают на типичную последовательность, в которой они обычно происходят по ходу исполнения алгоритма. Опять же, не все эти этапы (шаги) могут быть доступны и не все нужны во всех алгоритмах ЗУ.

Первый этап (вспомогательный): Инициализация (Initialization).

По сути, этот этап непосредственно не относится к зарядке и не выполняет зарядку АКБ, это не основной, а подготовительный этап. Практически все ЗУ при подключении измеряют состояние электрического соединения между АКБ и выходом ЗУ. Конкретные пределы параметров могут отличаться, но первоначальные напряжение и ток, измеренные на выходе ЗУ дают достаточно чёткое представление о том, всё ли нормально с соединением, какая степень разряженности АКБ и т.п. Например, если выходное напряжение ЗУ присутствует, но выходной ток равен нулю, то это индикация того, что между ЗУ и АКБ отсутствует соединение или оно плохое. С технической точки зрения, это разомкнутая цепь или очень высокое сопротивление на выходе. Этот этап — возможность показать пользователю, что что-то не так, например, перепутана полярность подключения и т.п.

Второй этап (вспомогательный): Восстановление (Recovery).

Этот этап необходим для решения ситуаций, связанных с глубоким разрядом АКБ. Если вы забудете выключить фары в автомобиле, то можно полностью разрядить АКБ за короткое время. Принцип этапа восстановления заключается в том, чтобы использовать постоянный ток очень низкой амплитуды при постепенно увеличивающимся невысоком напряжении. Даже при небольшом токе должно быть минимальное напряжение. Для 12 V АКБ (и литиевых батарей) это значение составляет около 4 V. В зарядных устройствах данный этап восстановления является вспомогательным, функцией по требованию. Данная функция востребована в основном при зарядке литий-ионных аккумуляторов, поскольку они более подвержены повреждению, если этап восстановления не использовался.

Примечание:
В ЗУ Ctek этот этап называется Плавный старт (Soft Start) — проверяется способность АКБ воспринимать заряд. Обозначен как этап 2 (см. рис. ниже).
На схеме обобщённого 5-этапного алгоритма заряда (см. рис. ниже) соответствует этапу 1.

Третий этап (основной): Основной заряд (Bulk).

Этот этап самый важный и главный этап в алгоритме заряда. На этом этапе на АКБ подаётся ток такой силы, сколько позволяет зарядное устройство или может принять АКБ, но не превышающий 10% от номинальной ёмкости АКБ (Ah), до тех пор, пока напряжение батареи не достигнет заданного максимального уровня. Когда напряжение достигает максимального уровня (и больше не растёт), зарядное устройство можно отключить. Пока напряжение будет расти и достигнет заданного максимального уровня, ток при этом должен оставаться постоянным и близким к его максимальному значению. Заряжать на данном этапе необходимо контролируя температуру АКБ, которая для обычных (обслуживаемых) АКБ не должна превышать 51,5°C, а батарей VRLA (необслуживаемых) — не выше 37,8°C.
Обычно производители ЗУ называют этот этап как «режим зарядки постоянным током»: ток ЗУ является постоянным, а напряжение аккумулятора постепенно увеличивается. В большинстве случаев, по окончанию данного этапа АКБ заряжается примерно до 80%. Этого достаточно, чтобы можно было пользоваться АКБ, не производя дальнейших этапов зарядки.

Примечание:
В ЗУ Ctek этот этап называется Основной заряд (Bulk) — зарядка максимальным током примерно до 80% ёмкости батареи. Обозначен как этап 3.
На схеме обобщенного 5-этапного алгоритма заряда соответствует этапу 2.
При использовании 3-х фазного метода режима зарядки IUoU этот этап называется I-фаза.

Четвертый этап (основной): Поглощение (Absorption).

На этом этапе поведение напряжения и тока зарядки меняются на противоположное по сравнению с тем, которое было на предыдущем этапе. Теперь напряжение поддерживается постоянным, а ток постепенно уменьшается.
Этап зарядки Absorption является эффективным только в том случае, если он длится достаточно долго, не менее 4 часов, до тех пор, что кажется батарея практически не потребляет ток. Обычно производители ЗУ называют этот этап как «режим зарядки постоянным напряжением».

На этапе Absorption в зависимости от типа АКБ постоянное напряжение зарядного устройства устанавливается в диапазоне от 14,1 до 14,8 V (при температуре 25°C), а ток постепенно уменьшается «добивая» оставшиеся 20% до полной зарядки АКБ. Для обычных АКБ газовыделение (звук шипения или шума, исходящий из АКБ) обычно начинается в диапазоне от 80 до 90% полной зарядки и является нормальным. Полная зарядка обычно наступает когда зарядный ток падает до 2% от номинальной ёмкости Ah АКБ. Например, конечный ток для АКБ 50 Ah (C/20) составляет приблизительно 1 А (1000 мА) или даже менее. Если АКБ не может «удержать» заряд, то ток не уменьшается после расчётного времени зарядки, а АКБ нагревается выше 51,5°C, это говорит о том, что АКБ может быть сильно засульфатирована. Ручные двухступенчатые ЗУ по окончании данного этапа (цикла) зарядки в целях предотвращения перезарядки должны быть отключены.

Примечание:
В ЗУ Ctek этот этап называется Поглощение (Absorption) — зарядка плавно уменьшающимся током до 100% ёмкости батареи. Обозначен как этап 4.
На схеме обобщенного 5-этапного алгоритма заряда соответствует этапу 3.
При использовании 3-х фазного метода режима зарядки IUoU этот этап называется Uo-фаза.

Пятый этап (дополнительный): Выравнивание (Equalization).

Режим выравнивания является дополнительным и обычно выбирается пользователем отдельно или дополнительно. Для АКБ этот шаг важен в основном в случае нескольких последовательно подключенных батарей, заряжаемых одним ЗУ. Алгоритм этапа выравнивания графически подобен комбинации этапов основного заряда (3-й) и этапа поглощения (4-й). Разница заключается в том, что ток начинается с очень низкого уровня, примерно 2-5% от Ah АКБ или на очень низком фиксированном уровне, например 0,5 или 1 А. Такой зарядный ток будет оставаться постоянным в течение очень короткого времени и затем напряжение и ток будут вести себя так же, как и во время 4-го этапа Absorption, однако амплитуда напряжения и тока будут различны.
На этапе выравнивания достигается теоретическое значение 100% SoC (SоC (State оf Charge) — это степень заряженности АКБ). Помните, что каждая 12 V АКБ состоит из 6 отдельных ячеек, но все ячейки не работают одинаково и их напряжения могут меняться до такой степени, когда их суммарное значение может составлять от 12,85 до 13,05 V. На данном этапе зарядки фактически уравниваются напряжения в каждой ячейке.

Фактически этап Equalization представляет собой контролируемую «перегрузку». Это помогает удалять сульфатные кристаллы, которые могли образоваться на поверхности и в порах пластин.

Рекомендуется производить этап выравнивания при возникновении одного или нескольких из следующих событий:
— Когда разница плотности электролита между ячейками составляет 0,03 (или 30 «точек») и больше.
— Когда при полностью заряженном АКБ разница плотности электролита в одной из ячеек ниже на 0,01 (или 10 «точек») и более ниже показаний плотности для полностью заряженной ячейки.
— Когда в одну из ячеек требуется доливка воды больше, чем в другие.
— Когда в одну из ячеек требуется долить столько воды, сколько во все остальные ячейки.
— Когда SoC, измеренный ареометром, существенно отличается от SoC, измеренным цифровым вольтметром.

Примечание:
В ЗУ Ctek этот этап называется Восстановление (Recond) — в ходе этого этапа напряжение увеличивается с целью появления контролируемого газовыделения в батарее. Обозначен как этап 6.
На схеме обобщенного 5-этапного алгоритма заряда соответствует этапу 4.

Шестой этап (дополнительный): Буферный/Поддерживающий (Float).

Цель буферного этапа — поддержание полностью заряженного АКБ в состоянии 100% SoC. В большинстве случаев 12 V АКБ со 100% SoC будет иметь напряжение покоя от 12,8 до 13,1 V. Это означает, что эффективное значение напряжения, выдаваемого ЗУ в Float режиме должно составлять от 12,9 до 13,2 V. Однако большинство ЗУ выдают буферное напряжение от 13,3 до 13,6 V: на этом этапе важно, чтобы поддерживающее напряжение было выше, чем напряжение полностью заряженного АКБ, но ниже, чем напряжение начала газообразования (которое составляет около 13,8 V).
В данном режиме зарядки в целях поддержания полностью заряженного АКБ и преодоления естественного саморазряда АКБ можно держать практически неограниченно долго. На этом этапе ток зарядки уменьшается примерно до 1% (C/100) или ещё меньше.

Примечание:
В ЗУ Ctek этот этап называется Буферный (Float) — поддержание напряжения батареи на максимальном уровне за счёт подачи постоянного напряжения зарядки. Обозначен как этап 7.
На схеме обобщенного 5-этапного алгоритма заряда соответствует этапу 5.
При использовании 3-х фазного метода режима зарядки IUoU этот этап называется U-фаза.

На следующем рисунке текстовые поля над графиками напряжения и тока содержат детальное описание этапов зарядки. Шкала времени не пропорциональна реальному времени, указана в соответствии текстовым полям и служит только для отображения информации.

5-этапный алгоритм зарядки:

3-х фазный алгоритм IUoU зарядки:

Данный алгоритм хорошо расписан на сайте Varta (англ. или русский).

Особо обращаю внимание на следующие моменты:
— На графике обратите внимание на относительную размерность по времени проведения циклов: сумма циклов Bulk + Absorption по времени равны циклу Float (это говорит о важности проведения цикла Float).
— «После каждого разряда следует как можно скорее полностью зарядить аккумулятор» — эта рекомендация дана в целях недопущения сульфатации (т.е. что бы потом не пришлось «кипятить»).
— «Используйте зарядное устройство с возможностью регулировки напряжения и тока и высоким зарядным напряжением (2,6 V на ячейку). Этот «перезаряд» должен использоваться только в течение короткого периода времени, чтобы избежать потери воды» — данное напряжение может быть необходимо на короткое время в режиме восстановления или «выравнивания» Equalization (4-й этап в 5-этапном алгоритме) при очень низком уровне тока до появления контролируемого газовыделения. Так же, это нужно для корректировки напряжения при температурной компенсации.
— На графиках обратите внимание на максимальное напряжение при зарядке, которое составляет 14,8 V для AGM и 14,4 V для обычных АКБ.

Так же, дополнительный пример, американская компания Deltran Battery Tender в инструкциях к своим автоматическим зарядным устройствам указывает, что использует 3-х этапный режим: режим Bulk (основной заряд, постоянный ток, АКБ заряжается до 85%), режим поглощения (Absorption) (высокое постоянное напряжение, батарея заряжается от 85 до 100%) и буферный режим (Float) (низкое постоянное напряжение, батарея заряжается от 100 до 103%). По сути, это минимальный эталон (3-х режимный алгоритм IUoU) при выборе автоматического зарядного устройства.

Наиболее универсальным и современным я считаю алгоритм, реализованный в зарядных устройствах шведской компании Ctek:

Дополнительная информация:
1. Используйте при зарядке температурную компенсацию (подробнее я излагал здесь).
2. Для зарядки Ca/Ca VRLA АКБ очень важно соблюдать зарядное напряжение рекомендованное производителем. Возможно, понадобится специальное зарядное устройство. В большинстве случаев стандартные зарядные устройства для обычных АКБ не могут использоваться для правильной зарядки Gel (Ca/Ca) или AGM (Ca/Ca) VRLA АКБ из-за их более высоких напряжений или профилей зарядки.
3. До наступления этапа Absorption заряд батареи обычно составляет 80% от полной зарядки. Полная зарядка обычно происходит, когда зарядный ток падает ниже 2% (C/50) от ёмкости Ah и АКБ умеренно выделяет газ (появляются отдельные «редкие» пузырьки). Например, конечный ток заряда для хорошей батареи 50 Ah (C/20) составляет приблизительно 1 А (1000 мА) или менее в зависимости от типа батареи.

Основы и алгоритмы зарядки АКБ ручным зарядным устройством.

АКБ следует заряжать в три этапа, которые представляют собой [1] — заряд постоянным током, [2] — заряд постоянным напряжением и [3] — поддерживающий (буферный) заряд. Заряд с постоянным током даёт основную часть заряда; заряд с постоянным напряжением продолжается с постепенно снижающимся током и обеспечивает насыщение заряда, а поддерживающий заряд компенсирует потери, вызванные саморазрядом.

Во время зарядки постоянным током АКБ заряжается примерно до 80% за 5-8 часов; оставшиеся 20% «добиваются» более медленным зарядом с постоянным напряжением, который длится еще примерно 7-10 часов. Дозарядка с «добивкой» необходима для поддержания батареи в хорошем состоянии, если его постоянно не производить, то АКБ в конечном итоге потеряет способность принимать полный заряд и ёмкость будет уменьшаться из-за сульфатирования. Поддерживающий заряд на третьем этапе поддерживает полностью заряженную батарею в состоянии 100% SoC.

АКБ считается полностью заряженной, когда ток падает до минимально низкого уровня и постоянное напряжение начинает уменьшаться.

Определить завершение этапа [1] и начало этапа [2] достаточно легко — переход на этап [2] происходит когда АКБ достигает предела по напряжению (т.е. напряжение больше не растёт). В этот момент ток начинает падать и заряд АКБ начинает насыщаться, а полная зарядка достигается когда ток уменьшится до 3-5% от номинальной ёмкости Ah вашего АКБ.

Правильная предварительная настройка предела напряжения заряда — величина очень важная и достаточно критичная и эта величина составляет от 2,30 до 2,45 V на ячейку (13,8-14,7 V на АКБ). Установка порога напряжения является компромиссом и эксперты называют это «танец на острие иглы». Компромисс заключается в том, что с одной стороны, батарея хочет полностью зарядиться, чтобы получить максимальную ёмкость и избежать сульфатации на отрицательной пластине; с другой стороны, чрезмерное насыщение, не переключаясь на поддерживающий заряд, вызывает коррозию положительной пластины. Это также приводит к газообразованию и потере воды. Начало газообразования при переходе с этапа [2] на этап [3] и есть завершение полной зарядки АКБ.

После полной зарядки в конце этапа [2] АКБ не должна оставаться на подаче максимального постоянного напряжения более 48 часов и напряжение обязательно должно быть уменьшено до уровня поддерживающего напряжения. Т.е. переход с этапа [2] на этап [3] не должен превышать 48 часов. Это особенно важно для герметичных необслуживаемых АКБ, которые плохо переносят перезарядку. Зарядка сверх указанных пределов превращает избыточную энергию в тепло и АКБ начинает активно выделять газ.
Рекомендуемое напряжение большинства АКБ на этапе [3] (поддерживающий заряд) составляет от 2,25 до 2,27 V/ячейка.

Рисунок ниже иллюстрирует срок службы АКБ, которая заряжается при поддерживающем напряжении от 2,25 до 2,30V/ячейка при температуре от 20 до 25°C. По прошествии 4 лет работы становится заметной потеря мощности (ёмкости), снижающаяся ниже 80% линии.

Для полностью разряженных батарей в следующей таблице приведены рекомендуемые нормы зарядки АКБ и время для зарядки с помощью ручного ЗУ методом постоянного тока:

Рекомендуемый способ зарядки методом постоянного напряжения состоит в том, чтобы медленно заряжать АКБ в течение примерно десяти часов (C/10). Во избежание повреждения полностью разряженной батареи ток должен составлять менее 1% от CCA (ток холодной прокрутки) в течение первых 30 минут заряда. ЗУ должно быть настроено на рекомендованное изготовителем АКБ напряжение зарядки. Типичные напряжения зарядки приведены в таблице ниже (при температуре 25°C):

Кратко о штатной автомобильной системе зарядки.

Система зарядки автомобиля состоит из трех компонентов: генератора, регулятора напряжения и аккумулятора. Продолжительность полной зарядки АКБ зависит от количества разряда, количества избыточного тока, который отводится на батарею, продолжительности работы двигателя, частоты вращения двигателя (RPM) и температуры окружающей среды. Мощность генератора рассчитывается производителем автомобиля исходя из обеспечения максимальной бортовой нагрузки, нагрузки дополнительных устройств и поддержания заряженности батареи, но НЕ для зарядки разряженной батареи (т.е. авторы имеют ввиду — для поддержания заряженности, но не производства полной зарядки). Например, если для запуска автомобиля из полностью заряженной батареи в течение двух секунд потребовалось 300 А, то чтобы восполнить заряд системе зарядки автомобиля потребуется выдать 80 А за 10 сек при 3000 об/мин. Если для зарядки аккумулятора от генератора доступно 25 А, то это займёт уже 30 сек при 1100 об/мин и не менее 10 мин при 750 об/мин. При разряженной батарее на 60 Аh потребуется 80 А около 90 мин при 3000 об/мин и не менее пяти часов при 1100 об/мин при 25 А для полной 100% зарядки.

Более подробную информацию о системах зарядки транспортных средств можно найти на сайте автомобильных аккумуляторов Dan Landiss. Кстати, там же, с ссылкой на первоисточник, указано, что Bosch признает влияние кальция на химию батареи. Так, в справочнике «Automotive Electric/Electronic Systems» Second Edition, Robert Bosch 1995 года они рекомендуют, чтобы при использовании внешних ЗУ свинцово-кальциевые и гибридные батареи заряжались напряжением не более чем 14,4 V, а ЗУ умело заряжать по типу, известному как «Тип IU».

В идеале комбинированная нагрузка всех аксессуаров (полная для бортовой сети и дополнительных устройств) должна составлять менее 75% от максимальной расчётной мощности бортовой зарядной системы, так что бы для зарядки аккумулятора всегда оставалось не менее 25%.

Как продлить срок службы АКБ

Для поддержания АКБ в хорошем состоянии производите полную зарядку АКБ продолжительностью от 14 до 16 часов один раз в несколько недель, не реже 1 раз в квартал. Если у вас нет возможности периодически так длительно заряжать АКБ, то старайтесь использовать АКБ при умеренной температуре и избегайте глубоких разрядов. Не оставляйте АКБ в полу-разряженном состоянии, уезжая в отпуск на несколько недель — во избежания возникновения обильной сульфатации перед длительной парковкой желательно зарядить АКБ.

Высокая температура и система старт-стоп сокращает срок службы стартерной батареи.
В качестве ориентира: при повышении температуры на каждые 8°C срок службы герметичной АКБ сокращается наполовину. Это означает, что батарея VRLA рассчитанная на 10 лет службы при температуре 25°C, будет работать только 5 лет, если она эксплуатируется при температуре 33°C и 30 месяцев, если она эксплуатируется при температуре 41°C. После того, как батарея была перегрета первоначальная ёмкость уже не может быть восстановлена.

Срок службы АКБ также зависит от активности использования, он значительно сокращается, если АКБ часто глубоко разряжается. Несколько раз в день запуск двигателя даёт небольшую нагрузку стартерной батарее, но эта нагрузка сильно возрастает при использовании в режиме старт-стоп. Автомобиль отключает двигатель на красных светофорах и перезапускает его при начале движения, в результате чего происходит около 2000 циклов в год. Данные, полученные от производителей автомобилей, говорят о снижении производительности АКБ примерно до 60% после двух лет использования и чтобы увеличить срок службы автопроизводители используют AGM аккумуляторы.

Кроме того, в Руководстве для владельца Volvo XC60 производителем напрямую особо выделена сноской важная информация следующего содержания:
«Срок службы аккумуляторной батареи зависит от ряда факторов, к которым относятся стиль вождения и климат. Емкость аккумуляторной батареи запуска со временем снижается, и поэтому аккумулятор необходимо подзаряжать, если автомобиль не используется в течение длительного времени или если используется для поездок на короткие расстояния. В сильный мороз способность запуска снижается еще больше.
Для поддержания аккумулятора в хорошем состоянии рекомендуется не менее 15 минут в неделю ездить на автомобиле или подключать аккумулятор к зарядному устройству с автоматическим поддержанием уровня зарядки. Максимальный срок службы имеет аккумулятор, который постоянно находится в полностью заряженном состоянии.»

Информация для размышления:

После внимательного изучения даже такого поверхностного и упрощённого представления этапов процесса зарядки и особенностей процессов, пытливый ум читателя поймёт, что многие популярные дешевые так называемые автоматические ЗУ не обеспечивают оптимальный алгоритм зарядки АКБ, т.к. такие зарядные устройства либо не способны протестировать (проанализировать) исходную первоначальную степень заряженности АКБ и с учётом этого в дальнейшем выдержать зарядный ток необходимое определённое количество времени, либо при достижении определенной величины напряжения преждевременно отключают ток заряда, что приводит к недозаряду АКБ. Поэтому, используя такие автоматические устройства нужно обязательно: во-первых, знать и понимать основные процессы и алгоритмы при зарядке АКБ; во-вторых, контролировать процесс, и, если это возможно, своевременно вручную вносить необходимые коррективы.

В Руководстве для владельца Volvo XC60 даже особо выделено пометкой «Важно» следующая информация (опрометчиво пропускаемая мимо своего внимания почти всеми владельцами):
«Для зарядки пускового аккумулятора или вспомогательного аккумулятора можно использовать только современное зарядное устройство с контролируемым током зарядки. Функцию быстрой подзарядки запрещается использовать, так как это может повредить аккумулятор.»

Маломощное ЗУ (относительно ёмкости АКБ) имеет преимущество, т.к. аккуратно заряжает АКБ (что обеспечивает длительный срок службы АКБ) и обеспечивает полную зарядку, а не «поверхностный заряд». Недостаток заключается в том, что для зарядки батареи требуется очень много времени. Пользователи, имеющие ЗУ менее 10% от ёмкости АКБ, обычно жалуются на чрезмерно длительное время зарядки, поэтому решение о требуемой мощности ЗУ представляет собой ряд компромиссов.

Хорошее зарядное устройство, используемое на дешевой батарее, лучше, чем зарядное устройство плохого качества, используемое на хорошей батарее. (это не мои слова, эту умную мысль я почерпнул с сайта www.jgdarden.com).

Выборочная информация с указанных ресурсов специально для вас была переведена мной на русский и адаптирована для удобного чтения/восприятия.

Источник