Автомобильный аккумулятор - довольно неприхотливая деталь, и в обычных условиях эксплуатации авто он сам заряжается от работающего генератора. Но бывают ситуации, выводящие батарею из привычного режима, полностью лишающие её нужного напряжения. В таких ситуациях на помощь приходит уникальный прибор, способный за короткое время вернуть батарею к жизни. Чтобы правильно зарядить автомобильный аккумулятор зарядным устройством, нужно знать о некоторых нюансах.
Типы автомобильных аккумуляторов
Различают несколько типов автомобильных аккумуляторов:
Подготовка
Перед тем как приступить к зарядке автомобильного аккумулятора зарядным устройством, вам придётся столкнуться с проблемой выбора источника постоянного тока, того прибора, который служит посредником между электрической розеткой и аккумуляторной батареей, преобразовывая переменный ток в постоянный. Это происходит, когда переменный ток преодолевает путь через трансформатор и диодный мост зарядного устройства. От правильного выбора этого приспособления зависит срок службы и качество зарядки аккумулятора. В зависимости от бюджета и предъявляемых требований по функциональности можно выбрать оптимальный вариант зарядного устройства. Оно может производить зарядку или совершать пуск двигателя при разряженной батарее. Как правило, автолюбители выбирают универсальные приспособления, способные на выполнение обеих функций.
Внимание! В настоящее время все современные зарядные устройства автоматически защищают аккумулятор автомобиля от перезаряда и неправильного подключения клемм.
Выбирая приспособление, лучше взять то, которое способно выдавать больше тока, чем требуется вашей батарее. Зарядное устройство предполагает длительный срок использования. Не исключено, что через пару лет вы начнёте использовать аккумулятор большей мощности, для которого также подойдёт приобретённое ранее зарядное устройство.
Зарядка
Пуско-зарядные устройства позволяют производить быструю зарядку автомобильного аккумулятора без его извлечения. Для этого достаточно скинуть клеммы и присоединить зарядное устройство к батарее. Схема - стандартная: «+» к плюсу, «-» к минусу. При таком типе зарядки, регулятор тока следует установить на максимальном значении - до 70% от ёмкости автомобильного аккумулятора. Включите устройство в розетку на 20 минут. Важно при этом следить, чтобы электролит не нагревался выше 45 градусов. Этот способ подойдёт только для экстренных случаев. Часто проводить такие встряски не рекомендуется.
Важно! Чтобы качественно зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством, батарею придётся снять. Если машина долго простояла на морозе, тогда аккумулятор необходимо отогреть при комнатной температуре.
Для кислотной батареи подойдёт любой тип современных зарядных устройств. Проводите зарядку в сухом проветриваемом помещении:
Для быстрой подзарядки бывает достаточно 20 минут. Однако, для того, чтобы автомобильный аккумулятор зарядился полностью, лучше оставить его заряжаться на 8-10 часов при подаче тока, соответствующего 10% ёмкости аккумулятора.
Устанавливая минимальное значение тока, следует понимать: чем ниже значение, тем более длительной будет зарядка. Однако, таким способом можно решить ещё одну проблему - устранить сульфатацию пластин.
Что необходимо сделать, когда аккумулятор зарядился
Первым делом проверьте, как изменились показатели проводящей жидкости. Плотность электролита должна быть примерно одинаковой во всех банках. Правильные значения - 1,27 - 1,28 г/куб.см . Чаще всего проблемы с плотностью проводящей жидкости в разряженном автомобильном аккумуляторе, появляются лишь в некоторых банках. При разрядке батареи, плотность резко снижается, и повышается, когда вы заряжаете прибор. Если после полной зарядки вы не получили должного результата, есть смысл задуматься о внутренних проблемах аккумулятора - замыканиях, разрушении пластин или сульфатации.
При благоприятном исходе, закрутите банки, как можно плотнее и оставьте батарею на пару часов в покое. После этого, произведите контрольные замеры состояния электролита. При удачном завершении процесса, плотность должна остаться неизменной. Автомобильный аккумулятор готов к использованию.
Меры безопасности при зарядке
Приступая к зарядке автомобильного аккумулятора зарядным устройством, следует учесть, что аккумулятор может нести определённую опасность:
- внутри аккумулятора - ядовитые и очень опасные для человека растворы. Проверку показателей электролита лучше проводить в резиновых перчатках. Они же уберегут вас в случае повреждения корпуса и подтёков на нём электролита;
- находящийся в процессе зарядки аккумулятор автомобиля, выделяет множество ядовитых испарений : мышьяк, стибин, водород, хлор, сернистый газ и другие опасные для людей вещества. Они способны вызвать различные недомогания - тошноту, головокружение. А кроме этого, опасные химические вещества оседают на твёрдых поверхностях и накапливаются с каждой новой зарядкой. Поэтому, чтобы не подвергать опасности своих близких, лучше проводить зарядку в гараже;
- в случае нарушения правил зарядки, может произойти взрыв газов, образующихся в процессе кипения электролита. Основной причиной для этого может стать перегрев. Пользуясь зарядным устройством старого образца, не оснащённым автоматической защитой от перегрева, необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы температура электролита в банках не превышала 45 градусов. В особенности, это касается быстрой зарядки.
На видео можно посмотреть правильный процесс зарядки аккумулятора:
Можно ли обойтись без зарядного устройства
Если слишком часто прибегать к экстренной ускоренной зарядке, то батарея проживёт недолго, возможно даже не выработает положенный ей срок. Поэтому, прежде, чем заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством, убедитесь, что больше ничего нельзя сделать:
- В зимнее время может помочь обычный отогрев прибора при комнатной температуре. В размороженном электролите восстановится плотность, которой будет достаточно для запуска двигателя.
- Желательно регулярно осматривать аккумулятор автомобиля для выявления трещин на корпусе, поддержания необходимого уровня электролита и раннего обнаружения проблем сульфатации или обугливания пластин.
- Как можно чаще проверяйте уровень заряда при помощи портативного мультиметра.
- Содержите в чистоте клеммы. Своевременно проводите очистку от окислений. Это улучшит контакт и позволит произвести запуск даже при слабом заряде батареи.
- Присоединив клеммы, лучше покрыть их смазкой. Оксидная плёнка повысит сопротивление и предотвратит окислительные процессы. В качестве смазки можно использовать солидол или его более современный вариант - литол. Если ни того, ни другого не оказалось под рукой, можно воспользоваться обыкновенным вазелином или даже машинным маслом. Важно понимать, что смазка должна наноситься на прикрученные клеммы, а не между ними. В противном случае, смазка только навредит контакту.
Современное интеллектуальное зарядное устройство способно самостоятельно правильно заряжать аккумулятор автомобиля с восстановлением его емкости, производить диагностику и десульфатацию в полностью автоматическом режиме. С помощью такого прибора, автомобилисты содержат аккумулятор в рабочем состоянии. Аппарат пригодится, если машина используется сезонно, а остальное время проводит в гараже; вы часто перемещаетесь на короткие расстояния или выезжаете периодично, не каждый день, особенно зимой: расход больше пополнения. Автомобильное зарядное устройство - исключительно полезное приспособление в инвентаре водителя, которое не даст попасть впросак.
Содержание:Виды зарядных устройств
Зарядные устройства бывают двух видов: импульсные или трансформаторные. В ассортименте магазинов преобладают импульсные ЗУ. Они гораздо легче и компактнее своих трансформаторных родственников, увеличивают срок службы аккумулятора и производят десульфатацию (о которой расскажем отдельно).
Современные зарядные устройства автоматические. Они самостоятельно определяют тип АКБ, подбирают необходимую силу электрического тока и этапы зарядки. Некоторые модели позволяют регулировать силу тока и напряжение вручную.
Универсальные ЗУ заряжают любые аккумуляторы. Подойдут для электрокаров, мотоциклов, легковых и грузовых автомобилей. Дают ток с разным напряжением от 6 до 48 Вольт. Модель подойдет для аккумулятора с напряжением 12 или 24 В.
Пуско-зарядные устройства особенно актуальны зимой. Запускают двигатель при полностью разряженном аккумуляторе. Для старта необходима сила тока от 100 Ампер. Популярная модель дает 250 А: хватает для запуска двухлитрового дизельного двигателя или четырехлитрового бензинового.
Заряжаем аккумулятор автомобиля правильно
Сначала удостоверимся, что заряжать нужно. Так мы не допустим перезарядку аккумулятора, которая сократит ресурс батареи или вовсе испортит ее. Необслуживаемый аккумулятор не требует подготовки, а необходимость зарядки определяется специальным тестером. Если аккумулятор автомобиля обслуживаемый:
- Перед зарядкой и по завершению желательно протереть корпус АКБ от грязи и кислоты, снять с клемм оксидную пленку.
- Откручиваем заливные пробки.
- Проверяем уровень электролита. Он должен с запасом покрывать свинцовые пластины. Погружаем уровнемер в электролит до сепаратора, набираем в него раствор и вынимаем. Уровень составит 10-12 мм, если меньше - доливаем дистиллированную воду. Уровнемер можно заменить любой стеклянной или пластиковой трубкой небольшого диаметра.
- Определяем степень заряда аккумулятора измерив плотность раствора. Возьмем ареометр и наберем в него электролит. Плотность у заряженного АКБ составит 1,27±0,01 г/см3. Снижение плотности на 0,01 г/см3 соответствует снижению заряда АКБ на 5 процентов.
- Определяем степень заряда измерив напряжение аккумулятора. Прислоняем щупы мультиметра к клеммам: плюс к плюсу, минус к минусу. Напряжение заряженного АКБ составит 12,6±0,1 В.
Мы рекомендуем использовать автоматическое зарядное устройство. Работает безопасно и эффективно. Некоторые модели самостоятельно определяют состояние батареи и сообщают о необходимости зарядки. Она проходит в несколько этапов, в процессе которых аккумулятор восстановит свою изначальную емкость и полностью зарядится. На примере модели :
- Десульфатация: убирает сульфаты со свинцовых пластин.
- Плавный старт: проверяет работоспособность батареи.
- Основная зарядка: заряжает максимальным током до 80 процентов.
- Абсорбция: плавно уменьшает ток и заряжает до 100 процентов.
- Диагностика: проверяет способность батареи держать заряд.
- Восстановление: устраняет расслоение электролита.
- Буфер: поддерживает максимальное напряжение батареи.
- Профилактика: контролирует напряжение батареи, поддерживая полный заряд.
Зарядное устройство подключаем к АКБ при помощи клемм-крокодильчиков: плюс к плюсу, минус к минусу. ЗУ питаем от розетки и включаем. Соответственно инструкции выбираем режим работы. Заряд пошел, вмешательств в процесс не требуется - завершится самостоятельно.
Соблюдайте меры пожарной безопасности. В процессе выделяется взрывоопасный газ: проветривайте помещение и не допускайте искр вблизи аккумулятора. Не заряжайте холодную батарею, дайте ей согреться до комнатной температуры.
Время зарядки зависит от емкости аккумулятора и силы тока зарядного устройства. У исправных батарей занимает не меньше 12 часов. Оптимальная сила тока составляет 1/10 часть от емкости аккумулятора: заряжает быстро и не портит батарею. То есть для батареи легкового автомобиля емкостью 50 Ач понадобится ток 5 А. Сколько нужно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством подскажет модель , она точно отображает оставшееся время в часах.
Десульфатация автомобильного аккумулятора
Сульфатация - нормальный процесс при использовании аккумулятора. Когда батарея разряжается, на поверхности свинцовых пластин образуется налет из кристаллов сульфата свинца. Они закрывают доступ пластин к электролиту: уменьшается свободная поверхность пластин и аккумулятор теряет емкость.
Обратный процесс происходит при зарядке батареи. Кристаллы растворяются и поверхность пластин может свободно контактировать с электролитом. В некоторых случаях образуются крупные труднорастворимые кристаллы, которые запускают процесс деградации аккумулятора.
Однажды двигатель не заведется. Нормальный аккумулятор прослужит 5 лет, но его деградация может произойти быстрее. Процесс сульфатации ускорится, если:
- Ездить с незаряженным аккумулятором.
- Автомобиль простаивает с разряженной батареей.
- Ездить в холодную погоду. Из-за холода аккумулятор медленно заряжается.
- Ездить в жару. Сульфатация ускоряется из-за чрезмерного тепла.
- Неправильно заряжать аккумулятор.
- Неправильно десульфатировать аккумулятор.
Эксплуатируйте аккумулятор бережно. Автоматическое зарядное устройство определит уровень сульфатации батареи, правильно десульфатирует и зарядит ее. Если автомобилю предстоит затяжной простой в гараже: подключите зарядное устройство к аккумулятору, заряд будет поддерживаться на постоянном уровне.
Выбираем зарядное устройство по типу АКБ
Выбор правильного зарядного устройства зависит от типа автомобильного аккумулятора. Свинцово-кислотный, щелочной, AGM или гелевый - зарядное устройство приспособлено для работы с одним или нескольким типами батарей. Узнайте напряжение аккумулятора и его емкость. Ориентируйтесь на эти характеристики:
- Напряжение: соответствует напряжению аккумулятора. Обычно 12 В у легковых или 24 В у грузовых автомобилей.
- Сила тока: составляет 10 процентов от емкости аккумулятора. Для аккумулятора емкостью 50 Ач подойдет ЗУ с током 5 А.
- Этапы зарядки: наиболее эффективное восстановление аккумулятора происходит при восьми- и девятиэтапной зарядке.
- Вес и габариты: модели для легковых автомобилей весят не более килограмма и свободно помещаются в сумку, для грузовых требуется выделить место в багажнике.
| Место, модель | Фото | Напряжение, В | Зарядный ток, А | Кол-во стадий | Емкость АКБ, Ач | Тип АКБ, свинцовые+ |
| 1. | 12 | 8 | 9 | 6-160 | WET, MF, VRLA, Са, AGM и GEL | |
| 2. | 6, 12 | 4 | 9 | 6-120 | WET, WET, AGM, GEL | |
| 3. | 12 | 0,8 | 4 | 3-96 | AGM, GEL | |
| 4. | 12 | 4 | 9 | 1,2-80 | WET, MF, VRLA, Са, AGM и GEL | |
| 5. | 12 | 2 | 3, без десульфатации | 4-80 | WET, MF, VRLA, Са, AGM и GEL |
Самые доступные зарядные устройства для повседневного использования. Подойдут для легкового автомобиля. Модель Агрессор AGR/SBC-040 зарядит аккумулятор мотоцикла и квадроцикла, так как работает с напряжением и 12 и 6 В. Самая младшая модель Smart Power SP-2N не десульфатирует батарею и ее нельзя подключить для поддержания заряда на длительное время.
До 11 тысяч рублей| Место, модель | Фото | Напряжение, В | Зарядный ток, А | Кол-во стадий | Емкость АКБ, Ач | Тип АКБ, свинцовые+ |
| 1. | 12 | 0,8-5 | 8 | 1,2-160 | WET, Ca/Ca, MF, GEL, AGM | |
| 2. | 12 | 0,4-5 | 8 | 3-240 | AGM, GEL | |
| 3. | 6, 12 | 2,5, 6 и 10 | 4 | 5-240 | SLA, WET, MF, AGM, GEL, Ca/Ca | |
| 4. | 12, 24 | 12,5 и 25 | 9 | 12В 50-500, 24В 25-250 | WET, MF, VRLA, AGM и GEL | |
| 5. | 12, 24 | 12-25 | 9 | 6-120 | WET, AGM, GEL |
Универсальные зарядные устройства для интенсивной поддержки аккумулятора. Эффективно восстанавливают глубоко разряженную батарею. Модели SP-25N и AGR-250 с напряжением 12 или 24 В подойдут для легковых и грузовых автомобилей, строительной техники. Battery Service PL-C010P Expert имеет напряжение 6 и 12 В. Золотая середина среди зарядных устройств для легковых автомобилей: Ctek MXS 5.0 и OptiMate 6 TM180.
От 15 тысяч рублейПрофессиональные зарядные устройства справятся с самым емким аккумулятором. Зарядят батарею автомобиля, трактора или катера. Эти модели исправно служат в сервисе. Модель Ctek XS 25000 комплектуется парой аксессуаров: удлиненным шестиметровым кабелем и креплением на стену. Модель Ctek D250S Dual подключается к генераторам постоянного тока: солнечным батареям и ветрякам.
Заключение
Надеемся, наша статья помогла разобраться, как правильно заряжать автомобильный аккумулятор. Мы рассказали, какими зарядными устройствами стоит пользоваться в 2017 году и составили подборку актуальных моделей. Смело обращайтесь к нам за консультацией. Мы подберем лучший аппарат для вашего автомобиля.
Главная задача аккумуляторной батареи заключается в обеспечении запуска силовой установки. В зимний период или после простоя возрастает вероятность саморазряда, ведь при понижении температур накопитель хуже держит заряд. Допускать полного разряда не стоит, это сказывается на ресурсе батареи.
Важно вовремя подзаряжать накопитель, для чего используют специальное внешнее устройство. Примечательно, что нарушение рекомендаций по зарядке также сказывается на сроке службы. Поэтому нужно знать, как правильно зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством.
Потеря заряда АКБ происходит и из-за понижения температур. Не исключаются проблемы с электропроводкой, плохо закрытые двери, электрооборудование, оставленное включенным. Для нормальной эксплуатации накопителя важно поддерживать оптимальные температурные рамки.
В процессе зарядки важна подготовка:
- Перед началом процедуры батарею очищают от загрязнений, удаляют следы окисления, что исключает замыкание, образование искр.
- Выбирают хорошо проветриваемое помещение, чтобы уменьшить концентрацию взрывоопасного водорода, сернистого газа в воздухе. Вещества образуются в результате зарядки и могут нанести вред человеку.
- Батарею оставляют как можно дальше от электрооборудования.
Когда на улице холодно, может возникнуть вопрос, при какой температуре заряжать аккумулятор автомобиля. Если батарея полностью разрядилась, и есть вероятность, что электролит превратился в лед, АКБ нужно занести в теплое помещение. Для начала зарядки температура самой батареи должна быть 15–20 градусов.
Здесь важно учесть, что во время подзарядки температура электролита повышается.
Для зарядки аккумулятора допускается использование разных устройств – автоматических и с ручным управлением. Автоматические модели не требуют контроля. Здесь система следит за данными выходного тока. А при завершении зарядки отключается. Процесс происходит с использованием постоянной силы тока, постоянного напряжения, есть и комбинированный метод.
Перед началом процедуры зарядки рассчитывают, сколько нужно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством. Согласно рекомендациям производителей АКБ, величина тока составляет десятую часть емкости накопителя. Для более современных устройств, со специальным покрытием электродов, применяют и большие показатели, если это допускается производителем. При этом выбор меньших токов не нарушит процедуру, обеспечит мягкую, безопасную зарядку. Но процесс займет больше времени.
Чтобы определить, сколько нужно заряжать аккумулятор автомобиля 60 Ампер, сначала рассчитывают оптимальный ток заряда. Для такого накопителя он составляет 6 А, хотя лучше выбрать меньший ток.
При полном разряде процесс зарядки включает несколько этапов:
- на зарядном выставляют нужный показатель тока;
- зарядка проводится на протяжении 20 часов;
- по истечении основного этапа подаваемый ток уменьшается в 2 раза;
- зарядка проводится еще на протяжении 2 часов.
В процессе важно следить за температурой накопителя. Повышение до 40 градусов должно насторожить. При достижении 50 градусов зарядку прекращают – это опасно. Если изначально батарея разряжена на половину, время зарядки сокращается.
Для зарядки накопитель нужно демонтировать, если поблизости нет розетки для зарядного устройства. Сначала отсоединяются клеммы, при этом двигатель не должен работать. Манипуляции по изъятию АКБ желательно выполнять в перчатках. Дальнейшая схема действий определяется типом накопителя.
Если устройство обслуживаемое, демонтируют верхнюю крышку, выкручивают защитную пробку. Это нужно, чтобы в процессе зарядки батарея «дышала», не происходило чрезмерного скопления газов в конструкции. Также рекомендуется определить уровень электролита, при необходимости долить жидкость, чтобы не испортить пластины и не потерять характеристики устройства.
Тонкости процесса зарядки:
- подсоединяются плюсовые, минусовые клеммы, их нельзя путать;
- перед подключением нужно убедиться, что зарядное не подключено к сети;
- когда накопитель заряжен, сначала отсоединяют провод зарядного;
- в процессе зарядки в АКБ могут быть слышны звуки, как при кипении воды;
- температура батареи будет подниматься, при сильном повышении зарядное на время отключают, а когда аккумулятор остынет, продолжают процедуру.
Точно определить, какое время заряжать аккумулятор автомобиля сложно. Все зависит от степени разряда. Задача упрощается, если на батарее есть индикатор заряда. Используется и индикатор, амперметр зарядного.
Для необслуживаемых моделей процесс отличается. Здесь нет возможности измерять уровень электролита. Важные показатели – уровень остаточного напряжения и ситуация, в которой накопитель перестал работать.
Чтобы определить, сколько времени заряжать необслуживаемый аккумулятор автомобиля, нужно знать, батарея разряжена частично или полностью.
При частичной разрядке:
- заряжают в режиме непрерывной подачи напряжения;
- ЗУ контролирует лишь силу подаваемого тока, где вначале используется 25 А;
- оптимальное напряжение – не более 14,5 В.
При таких условиях заряд должен восполниться в течение 3 часов или когда ток заряда снизится до 0,2 А.
При полной разрядке процесс не отличается от зарядки обслуживаемого накопителя, но требуется повышенное внимание:
- задается оптимальное напряжение, соответствующее десятой части емкости;
- при полной зарядке начинается образование газа на пластинах, если электролит переходит в газовое состояние – это опасно, так как отверстий в конструкции нет.
После завершения процедуры проверяют напряжение. Делают это по истечении 6 часов с момента подзарядки. Если нет времени ждать, измерить напряжение полностью заряженного аккумулятора автомобиля можно, используя нагрузочные вилки. Подключив вилку, через 5 секунд получают данные, определяющие степень заряда. Здесь оптимальный показатель составляет 12,65 В.
Приобретая новую батарею, ее рекомендуется предварительно проверить, определить уровень заряда. Нередко даже у новых накопителей частично теряется емкость из-за простоя. Здесь рекомендуется уточнить дату производства. Если АКБ изготовлена год назад и за это время не выполнялась подзарядка, показатели падают. Если возникает вопрос, как зарядить зарядным устройством, используют обычное зарядное, соблюдая некоторые правила.
Важные моменты:
- подзарядка проводится недолго, не более 2 часов;
- используется небольшой ток;
- для моделей с индикатором заряда нужно подождать загорания лампочки.
Не стоит забывать о правилах безопасности во время выполнения манипуляций.
Как определить состояние накопителя
Состояние батареи напрямую влияет на характеристики, способность держать заряд, обеспечивая нормальный старт мотора. Есть несколько вариантов, как определить состояние аккумулятора автомобиля. Но начать стоит с внешнего осмотра устройства. Здесь не должно быть никаких механических повреждений, иных дефектов, грязи, окисей. Температура накопителя также важна.
Если показатели повышены, есть вероятность того, что некоторые секции внутри замкнуты.
Когда внешние характеристики в норме:
- Проверяют напряжение на клеммах. Процедуру лучше проводить после длительной стоянки, не запуская мотор. Выставляя показатели на приборе, мультиметре, выполняют проверку. Оптимальный параметр напряжения – 12,6 В, при его снижении необходима подзарядка.
- Чтобы проверить плотность аккумулятор автомобиля, используют ареометр. Устройство представляет собой поплавок, определяющий плотность вещества. Из банки накопителя в стеклянную колбу набирают электролит, опуская ареометр, определяют плотность. Этот показатель иногда отличается для разных моделей. Средние данные заряженного накопителя составляют 1,27 – 1,29 единиц.
Если поблизости нет приборов для проведения измерений, применяют другой метод. Для этого создают такой источник нагрузки, чтобы он использовал половину емкости накопителя. Для аккумулятора потенциалом 60 А/ч нужна нагрузка в 30 А. Ее создают при помощи лампочек ближнего света, достаточно 6 штук мощностью 55 Вт. Нужно их подключить параллельно и оставить на 5 минут.
Если за это время свечение стало хуже, устройство утратило необходимые характеристики.
Аккумуляторами в электротехнике приято называть химические источники тока, которые могут пополнять, восстанавливать израсходованную энергию за счет приложения внешнего электрического поля.
Устройства, которыми подают электроэнергию на пластины аккумулятора, называют зарядными: они приводят источник тока в рабочее состояние, заряжают его. Чтобы правильно эксплуатировать АКБ, необходимо представлять принципы их работы и зарядного устройства.
Как работает аккумулятор
Химический рециркулируемый источник тока при эксплуатации может:
1. питать подключенную нагрузку, например, лампочку, двигатель, мобильный телефон и другие приборы, расходуя свой запас электрической энергии;
2. потреблять подключенную к нему внешнюю электроэнергию, расходуя ее на восстановление резерва своей емкости.
В первом случае аккумулятор разряжается, а во втором — получает заряд. Существует много конструкций аккумуляторов, но, принципы работы у них общие. Разберем этот вопрос на примере никель-кадмиевых пластин, помещенных в раствор электролита.
Разряд аккумулятора
Одновременно работают две электрические цепочки:
1. внешняя, приложенная на выходные клеммы;
2. внутренняя.
При разряде на лампочку во внешней приложенной схеме из проводов и нити накала протекает ток, образованный движением электронов в металлах, а во внутренней части — перемещаются анионы и катионы через электролит.
Окислы никеля с добавлением графита составляют основу положительно заряженной пластины, а губчатый кадмий используется на отрицательном электроде.
При разряде аккумулятора часть активного кислорода окислов никеля перемещается в электролит и движется на пластину с кадмием, где окисляет его, снижая общую емкость.
Заряд аккумулятора
Нагрузку с выходных клемм для зарядки чаще всего снимают, хотя на практике используется метод при подключенной нагрузке, как на аккумуляторе движущегося автомобиля или поставленного на зарядку мобильного телефона, по которому ведется разговор.
На клеммы аккумулятора подводится напряжение от постороннего источника более высокой мощности. Оно имеет вид постоянной или сглаженной, пульсирующей формы, превышает разность потенциалов между электродами, однополярно с ними направлено.
Эта энергия заставляет течь ток во внутренней цепочке аккумулятора в направлении, противоположном разряду, когда частицы активного кислорода «выдавливаются» из губчатого кадмия и через электролит поступают на свое прежнее место. За счет этого происходит восстановление израсходованной емкости.
Во время заряда и разряда изменяется химический состав пластин, а электролит служит передаточной средой для прохождения анионов и катионов. Интенсивность проходящего во внутренней цепи электрического тока влияет на скорость восстановления свойств пластин при заряде и быстроту разряда.
Ускоренное протекание процессов ведет к бурному выделению газов, излишнему нагреву, способному деформировать конструкцию пластин, нарушить их механическое состояние.
Слишком маленькие токи при зарядке значительно удлиняют время восстановления израсходованной емкости. При частом применении замедленного заряда повышается сульфатация пластин, снижается емкость. Поэтому приложенную к аккумулятору нагрузку и мощность зарядного устройства всегда учитывают для создания оптимального режима.
Как работает зарядное устройство
Современный ассортимент аккумуляторов доволен обширен. Для каждой модели подбираются оптимальные технологии, которые могут не подойти, быть вредными для других. Производители электронного и электротехнического оборудования опытным путем исследуют условия работы химических источников тока и создают под них собственные изделия, отличающиеся внешним видом, конструкцией, выходными электрическими характеристиками.
Зарядные конструкции для мобильных электронных приборов
Габариты зарядных устройств для мобильных изделий разной мощности значительно отличаются друг от друга. Они создают специальные условия работы каждой модели.
Даже для однотипных аккумуляторов типоразмеров АА или ААА разной емкости рекомендуется использовать свое время зарядки, зависящее от емкости и характеристик источника тока. Его величины указываются в сопроводительной технической документации.
Определенная часть зарядных устройств и аккумуляторов для мобильников снабжаются автоматической защитой, отключающей питание по завершении процесса. Но, контроль за их работой все же следует осуществлять визуально.
Зарядные конструкции для автомобильных АКБ
Особенно точно соблюдать технологию зарядки следует при эксплуатации автомобильных аккумуляторов, призванных работать в сложных условиях. Например, зимой в мороз с их помощью необходимо раскрутить через промежуточный электродвигатель — стартер холодный ротор двигателя внутреннего сгорания с загустевшей смазкой.
Разряженные либо неправильно подготовленные аккумуляторы с этой задачей обычно не справляются.
Эмпирическими методами выявлена взаимосвязь тока зарядки для свинцовых кислотных и щелочных аккумуляторов. Принято считать оптимальным значением заряда (амперы) в 0,1 величину емкости (амперчасы) для первого вида и 0,25 — для второго.
Например, АКБ имеет емкость 25 ампер часов. Если он кислотный, то его необходимо заряжать током 0,1∙25=2,5 А, а для щелочного — 0,25∙25=6,25 А. Чтобы создавать такие условия потребуется использовать разные приборы или применить один универсальный с большим количеством функций.
Современное зарядное устройство для кислотных свинцовых батарей должно поддерживать ряд задач:
контролировать и стабилизировать ток заряда;
учитывать температуру электролита и не допускать его нагрева более 45 градусов прекращением питания.
Возможность проведения контрольно-тренировочного цикла для кислотной батареи автомобиля с помощью зарядного устройства является необходимой функцией, включающей три этапа:
1. полный заряд аккумулятора до набора максимальной емкости;
2. десятичасовой разряд током 9÷10% от номинальной емкости (эмпирическая зависимость);
3. повторный заряд разряженного аккумулятора.
При проведении КТЦ контролируют изменение плотности электролита и время завершения второго этапа. По его величине судят о степени износа пластин, длительности оставшегося ресурса.
Зарядные устройства для щелочных батарей можно применять менее сложных конструкций, ибо такие источники тока не так чувствительны к режимам недостаточной зарядки и перезаряда.
График оптимального заряда кислотно-щелочных аккумуляторов для автомобилей показывает зависимость набора емкости от формы изменения тока во внутренней цепи.
В начале технологического процесса зарядки рекомендуется поддерживать ток на максимально допустимом значении, а затем снижать его величину до минимальной для окончательного завершения физико-химических реакций, осуществляющих восстановление емкости.
Даже в этом случае требуется контролировать температуру электролита, вводить поправки на окружающую среду.
Полное завершение цикла зарядки свинцовых кислотных аккумуляторов контролируют по:
восстановлению напряжения на каждой банке 2,5÷2,6 вольта;
достижению максимальной плотности электролита, которая перестает изменяться;
образованию бурного газовыделения, когда электролит начинает «закипать»;
достижению емкости батареи, превышающей на 15÷20% величины, отданной при разряде.
Формы токов зарядных устройств для аккумуляторов
Условие зарядки аккумулятора состоит в том, что на его пластины должно подводиться напряжение, создающее ток во внутренней цепи определенного направления. Он может:
1. иметь постоянную величину;
2. или изменяться во времени по определенному закону.
В первом случае физико-химические процессы внутренней цепи идут неизменно, а во втором — по предлагаемым алгоритмам с цикличным нарастанием и затуханием, создающим колебательные воздействия на анионы и катионы. Последний вариант технологии применяется для борьбы с сульфатацией пластин.
Часть временны́х зависимостей тока заряда иллюстрируется графиками.
На нижней правой картинке видно явное отличие формы выходного тока зарядного устройства, использующего тиристорное управление для ограничения момента открытия полупериода синусоиды. За счет этого регулируется нагрузка на электрическую схему.
Естественно, что многочисленные современные зарядные устройства могут создавать и другие формы токов, не показанные на этой диаграмме.
Принципы создания схем для зарядных устройств
Для питания оборудования зарядных устройств обычно используется однофазная сеть 220 вольт. Это напряжение преобразуется в безопасное пониженное, которое прикладывается на входные клеммы аккумулятора через различные электронные и полупроводниковые детали.
Существует три схемы преобразования промышленного синусоидального напряжения в зарядных устройствах за счет:
1. использования электромеханических трансформаторов напряжения, работающих по принципу электромагнитной индукции;
2. применения электронных трансформаторов;
3. без использования трансформаторных устройств, основанных на делителях напряжения.
Технически возможно инверторное преобразование напряжения, которое стало широко применяться для , частотных преобразователей, осуществляющих управление электродвигателями. Но, для зарядки аккумуляторов это довольно дорогое оборудование.
Схемы зарядных устройств с трансформаторным разделением
Электромагнитный принцип передачи электрической энергии из первичной обмотки 220 вольт во вторичную полностью обеспечивает отделение потенциалов питающей цепи от потребляемой, исключает попадание ее на аккумулятор и повреждение при возникновении неисправностей изоляции. Этот метод наиболее безопасен.
Схемы силовых частей устройств с трансформатором имеют много разных разработок. На картинке ниже показаны три принципа создания разных токов силовой части от зарядных устройств за счет использования:
1. диодного моста со сглаживающим пульсации конденсатором;
2. диодного моста без сглаживания пульсаций;
3. одиночного диода, срезающего отрицательную полуволну.
Каждая из этих схем может применяться самостоятельно, но, обычно одна из них является основой, базой для создания другой, более удобной для эксплуатации и управления по величине выходного тока.
Применение комплектов силовых транзисторов с цепочками управления в верхней части картинки на схеме позволяет уменьшать выходное напряжение на контактах вывода цепи зарядного устройства, что обеспечивает регулировку величин постоянных токов, пропускаемых через подключенные аккумуляторы.
Один из вариантов подобной конструкции зарядного устройства с регулированием тока показан на рисунке ниже.
Такие же подключения во второй схеме позволяют регулировать амплитуду пульсаций, ограничивать ее на разных этапах зарядки.
Эффективно работает эта же средняя схема при замене в диодном мосту двух противоположных диодов тиристорами, одинаково регулирующими силу тока в каждом чередующемся полупериоде. А устранение отрицательных полугармоник возложено на оставшиеся силовые диоды.
Замена единичного диода на нижней картинке полупроводниковым тиристором с отдельной электронной схемой для управляющего электрода, позволяет уменьшать импульсы тока за счет более позднего их открытия, что тоже используется для различных способов зарядки аккумуляторов.
Один из вариантов подобной реализации схемы показан на рисунке ниже.
Сборка ее своими руками не составляет особого труда. Она может быть выполнена самостоятельно из доступных деталей, позволяет заряжать аккумуляторы токами до 10 ампер.
Промышленный вариант схемы трансформаторного зарядного устройства «Электрон-6» выполнен на базе двух тиристоров КУ-202Н. Для регулирования циклами открытия полугармоник для каждого управляющего электрода создана своя схема из нескольких транзисторов.
Среди автолюбителей пользуются популярностью устройства, позволяющие не только заряжать аккумуляторы, но еще и использовать энергию питающей сети 220 вольт для параллельного подключения ее к запуску двигателя автомобиля. Их называют пусковыми или пускозарядными. Они обладают еще более сложной электронной и силовой схемой.
Схемы с электронным трансформатором
Такие устройства выпускаются производителями для питания галогенных ламп напряжением 24 или 12 вольт. Они стоят относительно дёшево. Отдельные энтузиасты пытаются подключить их для зарядки маломощных аккумуляторов. Однако, эта технология широко не отработана, имеет существенные недостатки.
Схемы зарядных устройств без трансформаторного разделения
При последовательном подключении нескольких нагрузок к источнику тока общее напряжение входа делится по составным участкам. За счет этого способа работают делители, создающие понижение напряжения до определённой величины на рабочем элементе.
На этом принципе создаются многочисленные зарядные устройства с резистивно-емкостными сопротивлениями для маломощных аккумуляторов. Благодаря маленьким габаритам составных деталей их встраивают непосредственно внутрь фонарика.
Внутренняя электрическая схема полностью помещена в заводской изолированный корпус, исключающий контакт человека с потенциалом сети при зарядке.
Этот же принцип пытаются реализовать многочисленные экспериментаторы для зарядки автомобильных аккумуляторов, предлагая схему подключения от бытовой сети через конденсаторную сборку или лампочку накаливания мощностью в 150 ватт и , пропускающий импульсы тока одной полярности.
Подобные конструкции можно встретить на сайтах мастеров «сделай сам», расхваливающих простоту схемы, дешевизну деталей, возможность восстановления емкости разряженного аккумулятора.
Но, они молчат о том, что:
открытая проводка 220 представляет ;
нить накала лампы под напряжением нагревается, меняет свое сопротивление по закону, неблагоприятному для прохождения оптимальных токов через аккумулятор.
При включении под нагрузку через холодную нить и всю последовательно подключенную цепочку проходят очень большие токи. Кроме того, завершать зарядку следует маленькими токами, что тоже не выполняется. Поэтому аккумулятор, подвергшийся нескольким сериям подобных циклов, быстро теряет свою емкость и работоспособность.
Наш совет: не пользуйтесь этим методом!
Зарядные устройства создаются для работы с определёнными типами аккумуляторов, учитывают их характеристики и условия восстановления емкости. При использовании универсальных, многофункциональных приборов следует выбирать тот режим заряда, который оптимально подходит конкретному аккумулятору.
Зарядка аккумулятора автомобиля может потребоваться автомобилисту в любой сезон, но чаще всего нужда появляется в зимнее время года . Поначалу процесс кажется загадочным, ведь некоторые водители не знают, как заряжать АКБ, сколько времени для этого нужно и т.д. На самом деле зарядка аккумулятора – это довольно простая процедура, которая может быть проведена прямо на авто, в гараже или даже дома. Данная статья ответит на все вопросы, связанные с зарядкой АКБ автомобиля .
Заряжаемая аккумуляторная батарея
Время зарядки
Сегодня автомобилисты пользуются тремя способами зарядки аккумуляторной батареи:
- при подаче постоянного напряжения;
- на постоянном токе;
- комбинированным методом, где используются два предыдущих метода.
Мы пройдемся по каждому из этих методов, но сейчас нас интересует, сколько нужно заряжать автомобильный аккумулятор . Зарядка с использованием постоянного напряжения чаще всего используется с тем АКБ, которые полностью разряжены. Здесь перед автомобилистом встает задача обеспечить неизменность подаваемого напряжения. Отслеживать показатели можно на аккумуляторном индикаторе. Этот метод подразумевает, что батарея будет стоять на зарядке около 15 часов. Для свинцово-сурьмяного АКБ потребуются сутки.
Подзарядка аккумулятора автомобиля вторым методом должна выполняться током, показатель которого не превышает 1/10 от емкости АКБ. Этот предел относится к свинцово-сурьмяным батареям. Кальциевые аккумуляторы, изготовленными по гибридным технологиям , способны принять и более высокий ток. Такая зарядка аккумулятора автомобиля требует около 20 часов.
Что же собой представляет комбинированный метод зарядки? В нём используется современное зарядное устройство, которое полностью автоматизировано. В этом случае требуется снять батарею, хорошенько прочистить её и поставить на зарядку. Обычно устройство справляется за одну ночь. Но волноваться о времени нам не нужно, ведь ЗУ самостоятельно отключится при полной зарядке.
Способы зарядки аккумулятора
Мы разобрали, какое время зарядки автомобильного аккумулятора требуется при первом и втором методе. На практике никаких сложностей быть не должно, так как процесс мало чем отличается от зарядки другой электроники. Автомобильная батарея заряжается несколько другим образом, но суть не меняется.
Нужно понимать, что зарядка АКБ является технологическим процессом, который тоже имеет свои требования. При работе с аккумулятором необходимо иметь средства защиты – резиновые перчатки, которые невосприимчивы к химическим жидкостям. В любом случае, нам требуется исправное зарядное устройство.
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Мы должны соблюдать следующие условия во время зарядки батареи:
- Перед тем, как заряжать аккумулятор автомобиля , его нужно полностью очистить, а также визуально осмотреть вентиляционные отверстия.
- При выборе способа с постоянным током нельзя заряжать аккумулятор дома – только в гараже или боксе, при этом в помещение должно вентилироваться.
- Курить или держать открытый огонь возле батареи нельзя, независимо от выбранного способа.
- Перед установкой батареи на зарядку, необходимо проверить состояние и уровень электролита.
Метод первый: постоянное напряжение
Процесс проходит довольно просто – зарядное устройство подключается к аккумулятору. При использовании постоянного напряжения АКБ лучше вынуть. Уровень заряженности зависит только от величины напряжения. Если выставить 14,4 V, то через сутки 12-вольтовая батарея будет заряжена примерно до 85%. При выставлении 15 V заряд дойдет до 90%. Идеальный вариант – это 16 V, с которыми аккумулятор заряжается до 97%.
Нужно брать в расчет внутреннее сопротивление и емкость АКБ. В зависимости от соотношения этих показателей, сила тока, которая проходит через него в начале зарядки, может превысить 50A. Чтобы не батарея не сгорела, на всех зарядных устройства присутствует ограничитель в 20-25A.
Метод второй: постоянный ток
Перед тем, как зарядить аккумулятор автомобиля при помощи постоянного тока, нужно проверить уровень заряда. Выше уже было сказано, что сила тока должна составлять 1/10 часть от емкости АКБ. К примеру, если батарея имеет емкость 60 А/ч, то для зарядки потребуется ток с силой 6 Ампер. Единственный минус метода с постоянным током – необходимость каждый час или проверять величину подаваемого тока и регулировать её.
Регулировка заключается в постоянном снижении силы тока. К примеру, когда напряжение дойдет до 14 V, силу тока нужно будет снизить в два раза. При 15 V мы должны понизить силу до 1.5 Ампер. Определить, что АКБ полностью заряжен можно по напряжению ЗУ, которое не меняется на протяжении двух часов. Теперь мы знаем, каким током заряжать автомобильный аккумулятор , так как переменный никак не подходит для АКБ в машине.
Метод третий: комбинированный
Именном такой метод используется в большинстве современных зарядных устройствах. Он самый простой и не требует контроля. В начале зарядка выполняется при помощи постоянного напряжения, а в конце – постоянным током. Зачастую зарядные устройства помещаются в багажное отделение. Когда разрядился автомобильный аккумулятор прямо в пути — это устройство будет очень кстати. В таком случае используют экспресс-зарядку, которая хоть и заряжает АКБ за 20 минут, но при этом наносит ему серьезный ущерб.
Проходит экспресс-зарядка по следующей схеме:
- Снимаем клеммы АКБ и тщательно прочищаем их.
- Присоединяем клеммы от ЗУ и не забываем про полярность, которую нужно соблюдать.
- Выставляем ток на максимальное значение и выставляем таймер на 20 минут. Если таймера на зарядном устройстве нет, то всегда можно воспользоваться часами или телефоном.
- После экспресс-зарядки ставим АКБ на место и заводим мотор.
Заключение
Иногда автомобилисты задаются вопросом: « Сколько работает аккумулятор автомобиля?» . Время зависит от типа авто, режимов эксплуатации и от типа батареи. При регулярной проверке и подзарядке аккумулятор прослужит достаточно долго, главное – не забывать о нем.
