Эта история началась когда мы решили отправиться в лес в ночь с субботы на воскресение - у брата был день варенья, и мы его решили отметить на свежем воздухе под шашлычек и водочку. Стали собираться. Для освещения взяли пару фонарей, для наведения музыкального фона небольшую магнитолку-бумбокс. Разумеется, для всего этого купили батарейки, что обошлось нам в кругленькую сумму. С рожами счастливых идиотов мы вломились в лес и бойко приступили к сборке дров, трезво (пока еще) рассудив, что было бы неплохо наломать этих самых дров пока не стемнело. А дров надо было на два костра - для шашлыков и для обогрева - освещения места празднования. Ну что я вам хочу сказать... на следующий день мне с трудом удавалось разогнуться, поскольку для того, чтобы от костра света было достаточно туда надо постоянно подбрасывать дрова, которые надо рубить в лесу, в котором после захода солнца стало темно, как сами знаете где и батареи в фонарях приходилось экономить и освещать место пьянства костром, для которого надо рубить дрова. Я повторяюсь, да? Ну вот той ночью у меня таких повторений было очень много. В связи с чем на следующий день возникло два вопроса - "я отдыхал?" Или "где и как сделать, чтобы такого больше не случалось?"
Прежде всего батареи - ясно, что нужны аккумуляторы, но посмотрев на цены современных никель-кадмиевых аккумуляторов моя жаба категорически отказалась их покупать. Тут я вспомнил про УПС-ы - ну знаете, такие бандуры для того, чтобы ваш комп не вырубился в самый неподходящий момент, когда вы заканчиваете проходить сапера 100х100, а добрый сосед уже подключил самопальный сварочный агрегат в розетку и радостно ухмыльнувшись включил его, обесточивая, таким образом пол-дома.
Так вот, в этих бандурах применяются герметичные свинцовые аккумуляторы - их еще называют гелевыми. По стоимости они не сравнимы с Ni-Cd аккумуляторами - первые стоят значительно меньше последних. Поехал я в магазинчик и прикупил себе вполне даже средненький аккумулятор с напряжением 12 вольт и ёмкостью 7,2 ампер-часа.
Рис.1 Фото аккумулятора.
Далее все было просто - берем 10-ти ваттную автомобильную лампочку, вешаем её на длинном проводе на дерево и подключаем к сабжу - свет готов. А для подключение магнитолы ваяем простенький стабилизатор на КРЕН8А или её буржуйском аналоге LM7809, прикручиваем провода к клемам в батарейном отсеке - e voila - имеем свет и музыку. Должен вам сказать, что подобная схема уже испытывалась - хватает на всю ночь непрерывной работы и аккумулятор до конца не разряжается.
Но вы же понимаете, что все хорошо до конца не бывает - должна быть где то капелька отходов чловеческого метаболизма, которая должна отравить всю идиллию. В данном случае засада в том, что эти аккумуляторы нельзя заряжать обычными зарядными устройствами для автомобильных аккумуляторов. Обычные кислотно-свинцовые аккумуляторы заряжаются постоянным по величине током, при этом напряжение на клеммах все время растет и когда оно достигает определенной величины - электролит в аккумуляторе закипает, что свидетельствуе об окончании заряда. Давайте себе представим, что будет, когда закипит герметичный аккумулятор. Я так полагаю, что жертв и разрушений вряд ли удасться избежать. Посему эти ящики заряжают по-другому: ток заряда устанавливают равным 0,1С, где С - это ёмкость аккумулятора, причем, зарядный ток ограничивают, поскольку этот товарищ "неудовлетворенный желудочно" и готов сожрать все, что ему дают, напряжение стабилизируют и устанавливают в пределах 14-15 вольт. В процессе заряда напряжение остается практически неизменным, а ток будет уменьшаться от установленного, до 20-30мА в самом конце заряда. То есть, нужно было собрать зарядное устройство.
Возиться ужасно не хотелось, но тут выручили буржуи - ST Microelectronics - у них, оказывается есть почти готовое решение - микросхема L200C. Эта микросхема представляет собой стабилизатор напряжения с программируемым ограничителем выходного тока. Документация на эту микросхему лежит тут: www.st.com/stonline/products/literature/ds/1318.pdf Схема зарядного устроства на рисунке 2 - это практически типовая схема включения
Рис.2
Особо описывать в общем то и нечего, остановлюсь только на паре моментов. Прежде всего - токозадающие резисторы R2-R6. Их мощность должна быть не меньше указанной на схеме, а лучше больше. Ну если вы, конечно, не фанат дымовых спецэффектов и не тащитесь от вида почерневших резисторов.
Рис 3.1 Устройство на макетной плате
Микросхему, разумеется, надо установить на радиатор, причем, тоже не жадничать - все это хозяйство расчитано на долговременную работу, поэтому, чем легче будет тепловой режим элементов, тем лучше для них, а значит и для вас. Резистором R7 подстраивается выходное напряжение в пределах 14-15 вольт. Диоды лучше брать наши, отечественные в металлических корпусах, тогда их не надо устанавливать на радиаторы. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 15-16 вольт. Лично я никакой платы не делал, не так уж много тут деталей - собрал все на макетке. Что получилось видно на фотке.
Рис 3.2 Все в сборе, только без корпуса
Работает все, как и предсказано в теории - ток, по началу, большой, к концу заряда опустился до незначительного и в таком состоянии живет уже несколько дней. Кстати, фирма производитель рекомендует как раз такой, незначительный ток в течении длительного времени для сохранения ёмкости батареи.
Рис 4.2 Собранное устройство на плате
Скачать печатную плату в форматах LAY и Corel для плоттерной резки на пленке вы можете ниже
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | Стабилизатор напряжения | L200C | 1 | В блокнот | ||
| VD1-VD5 | Диод | Д242 | 5 | 1N5400 | В блокнот | |
| C1 | Электролитический конденсатор | 4700 мкФ 25 В | 1 | В блокнот | ||
| C2 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 820 Ом | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Резистор | 3 Ом | 1 | 0.25 Вт | В блокнот | |
| R3 | Резистор | 0.33 Ом | 1 | 2 Вт | В блокнот | |
| R4 | Резистор | 0.75 Ом | 1 | 1 Вт | В блокнот | |
| R5 | Резистор | 1.5 Ом | 1 | 0.5 Вт | В блокнот | |
| R6 | Резистор |
Свинцовые аккумуляторы являются источником энергии в машине с двигателем внутреннего сгорания. Генераторы машин содержат реле-регулятор, который не пропускает напряжение свыше 14,4 В, т.е отключает возбуждение ротора на больших оборотах двигателя. Это означает, что аккумулятор полностью зарядиться не может. Нет, если проехать 400 км, то аккумулятор зарядится, но если в день проезжать 50 км, то аккумулятор полностью так и не зарядится. В результате, обычно зимой, втягивающее реле просто щелкнет, а мотор не заведется. Естественно, что нужно либо нести аккумулятор домой и отогревать в теплой ванне, либо ставить на зарядку. Кстатит, если на улице -20С и мотор не заводится, но можно снять аккумулятор и поставить его в ванну с теплой водой. Вода не должна полностью покрывать аккумулятор. Нагрев таким образом можно добиться, чтобы электролит стал достаточно жидким, чтобы завести машину.
Для зарядки аккумулятора нужно подать на него постоянное напряжение. Выходное напряжение блока питания считается по формуле: U=2,7 В/бн - вольты на банку. Количество банок в автомобильных аккумуляторах обычно 6 - по количеству пробок для забора электролита.
Количество банок рассчитается как общее напряжение аккумулятора разделенное на два: n=U/2. Итак, получается напряжение блока питания должно быть U=2,7*6=16,2 В. Напряжение можно брать и выше - по итогу все отрегулируется током. В качестве блока выбирается трансформатор. Ток вторичной обмотки трансформатора выбирается по формуле: I=0,2*C, где С - емкость аккумулятора. Если учесть, что стандартный аккумулятор - 60 Ач, то ток через вторичку составит I=0,2*60=12 А. После трансформатора ставится выпрямительный диод - обычно на 15 А - но можно и больше, но не меньше тока вторичной обмотки трансформатора.
Однако, если дать все напряжение блока питания аккумулятору, то пластины аккумулятора сразу высыпятся. Необходимо регулирование напряжения, а следовательно - будет регулироваться и ток. Для регулирования тока необходим либо переменный резистор с толстой спиралью, подключенный последовательно с аккумулятором, либо регулятор света (диммер), включенный перед трансформатором. Для индикации тока ставится амперметр.
Если все собрано, то вначале подключаем аккумулятор к зарядному устройству, выставляем регулятор в нулевое положение и включаем трансформатор. Отключать аккумулятор от зарядного устройства при включенном зарядном нельзя - возникнет искра и может взорваться скопившийся водород. Далее выставляем ток по амперметру. Напряжение при заряде нам нисколько не интересно. Главное ток, а напряжение будет, если ток идет. Ток выставляется таким, чтобы I=0,1*С, где С - емкость аккумулятора. Для аккумулятора емкостью 60 Ач нужен ток заряда I=0,1*60=6 А. Этим током аккумулятор должен заряжаться 10 ч. Конечно, можно поставить ток 1 А и заряжать 60 ч, если есть время. Малый ток полезен аккумуляторам при зарядке, а вот большой ток может вызвать и необратимые изменения - высыпятся пластины, аккумулятор закипит. Кипение аккумулятора - негативный процесс, его нужно избегать. Если же закипание произошло, нужно отключить аккумулятор от зарядки, охладить и выставить меньший ток заряда.
Есть так называемый "уравнительный заряд" - при нем плотность электролита во всех банках становится одинаковой. Уравнительный заряд проводится после полной зарядки аккумулятора, выставляется ток I=0,15 А/бн, что для 6-ти баночного аккумулятора означает I=0,15*6=0,9 А. Этим током нужно заряжать 12 ч.
Критерием зарядки аккумулятора служит плотность электролита в его банках. Сейчас производят необслуживаемые аккумулятора, где нельзя промерить электролит и долить в него дистиллированную воду.
Однако, встречаются и обслуживаемые аккумуляторы, где сверху установлены пробки под большую крестообразную отвертку. При заряде таких аккумуляторов пробки нужно открутить, чтобы дать водороду свободно выходить. Специальным прибором - ареометром - измеряем плотность электролита в каждой банке.
У заряженного аккумулятора плотность 1,27 - 1,30 г/см 3 .
Если получилось опрокинуть аккумулятор и электролит вытек - нельзя заливать свежий электролит. Нужно собрать хоть немного электролита старого, залить в банки дистиллированную воду и на выравнивающей заряде вытягивать банки. Это достаточно длительный процесс, но верный.
Сейчас во многие аккумуляторы встраивают датчик уровня электролита. Он выполняется в виде глазка. Если посмотреть в глазок то он имеет цвет - зеленый, тогда уровень электролита высокий и аккумулятор теоретически заряжен. Если цвет глазка красный, то аккумулято либо разряжен, либо нуждается в доливке дисциллированной водой.
Как заряжать аккумулятор и как это сделать правильно, чтобы не уменьшить срок его службы? Таким вопросом задавался наверное каждый водитель автомобиля или мотоцикла, столкнувшись с проблемой неудачного запуска двигателя и разряженной батареи. В этой статье, рассчитанной больше на новичков, будет описано как и с помощью чего грамотно зарядить кислотную батарею и при этом ничего не испортить, как определить что батарея разряжена, или наоборот полностью заряжена, ну и многие другие нюансы, которые позволят вам не только научиться правильно заряжать батарею, но и существенно продлить срок её службы.
Большинство опытных водителей знают, что любая кислотная , при минусовой температуре окружающего воздуха, теряет свою номинальную ёмкость (при сильных морозах до 50-ти процентов). Да ещё и прокрутить с помощью коленвал двигателя (для его пуска) становится намного труднее (при этом пусковые токи ощутимо возрастают), так как даже самое современное масло густеет, а и дубеют.
И если в тёплое время года двигатель автомобиля способна прокрутить и запустить батарея, разряженная даже на 50%, то зимой такой фокус не пройдёт.
Добавим к этому ещё окисленные после осенней распутицы клеммы, которые водитель не успел , плюс возраст батареи, и в итоге любого двигателя ощутимо падает и возможности успешного запуска двигателя сокращаются. К тому же бывает, что просто реле-регулятор выходит из строя и аккумулятор не получает должного заряда (как проверить реле-регулятор можно почитать ).
И не раз мы видели в зимнее утро знакомую картину: водитель суетливо бегает с куском провода (или с буксирным тросом) и ищет, у кого бы из соседских автомобилей (точнее их батарей) отхватить недостающего пускового тока (как правильно прикурить от другой машины и при этом не наделать бед, очень советую почитать вот ).
Но мало кто из водителей знает, что кислотная аккумуляторная батарея, при значительной минусовой температуре окружающего воздуха, практически перестаёт принимать заряд от , особенно в плотном городском трафике, в котором часто приходится ездить не докручивая двигатель (на малых и средних оборотах). Да ещё плотность электролита неравномерная и быстро падает (особенно около полюсных штырей, при включенных потребителях) из-за плохого диффузного перемешивания электролита в мороз.
К тому же зимой количество потребителей, кроме постоянно включенных фар, заметно повышается (это и постоянно работающий и постоянно включенные и , на более свежих машинах и , ну и много других благ, которые летом мы не включаем).
Конечно же на самых современных батареях многие вышеописанные проблемы постепенно устраняются инженерами (например на батарее, которая напичкана электроникой и описана ).
Но такие батареи пока достаточно дорогие и их не каждый может позволить, и на большинстве серийных машин до сих пор стоят обычные кислотные аккумуляторы, которые в зимнее время требуют периодического заряда с помощью зарядного устройства. А как это правильно делать и будет подробно описано ниже.
Но прежде чем начинать описывать как правильно зарядить аккумулятор, новичкам советую почитать абзатц ниже о том, что нужно сделать перед зарядкой батареи, чтобы не натворить бед. К тому же там описано и то, как определить вообще нужно ли вам заряжать вашу батарею, или нет. Кто обладает минимальными знаниями и кто знает и уверен что ваша батарея точно нуждается в подзарядке, то просто пропускаем абзатц ниже и читаем непосредственно о зарядке батареи.
Что нужно сделать перед зарядкой аккумулятора .
Самым первым делом советую убедиться, что ваша батарея действительно разряжена и требует зарядки от внешнего источника постоянного тока. Смех смехом, но у новичков часто бывает так, что двигатель не заводится совсем по другим причинам (причин отказа двигателя запускаться может быть несколько и о них подробно я написал ).
Например стартер не прокручивается (или плохо прокручивается) из-за окисленных клемм силовых проводов, проблем в замке зажигания, или в его проводах, ну или от какой то неисправности самого стартера (как его вылечить ). Да мало ли из-за чего, бывает всего лишь нужно пошевелить, или плотнее надеть и обжать силовые клеммы на полюсных штырях батареи (или их зачистить) и стартер тут же начинает бодро прокручивать двигатель и он заводится.
Определить степень заряда батареи можно несколькими способами, каждый из которых отличается своей точностью. О более точных (но более сложных) способах мы поговорим позже. А для новичков проще всего определить в каком состоянии батарея с помощью фар автомобиля, или с помощью вольтметра, если он есть. И хотя эти способы будут не совсем точными (по сравнению с более сложными), но определить примерно в каком состоянии ваша батарея, и вообще нужно ли её заряжать, они помогут уж точно.
Для начала пробуем определить степень заряженности батареи с помощью самого простого способа, то есть с помощью мультиметра (тестера) выставленного в режим вольтметра и замера постоянного тока. Сейчас эти приборы (например такой как я приобрёл — он на фото слева) продают в любом ларьке радиотоваров и стоят они копейки, и такой прибор вам будет очень полезен в хозяйстве, поэтому очень советую его приобрести (а какие они бывают и как его выбрать я написал ).
Прокрутив круглый переключатель мультиметра до значения замера тока от 0 до 20 V− (на фото слева я специально выставил переключатель как нужно, чтобы новичкам было понятно и тире рядом с буквой V означает постоянный ток в вольтах и его замер от 0 до 20-ти вольт) касаемся щупами тестера к полюсным штырям батареи и смотрим на показания прибора, который покажет сколько вольт имеется на полюсных штырях вашей батареи.
А примерную степень заряженности (или разряженности) батареи можно определить по данным, опубликованным ниже:
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях батареи равно 12,8 вольт —— 100% заряда батареи;
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях батареи равно 12,6 вольт —— 75% заряда;
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях равно 12,2 вольт —— 50% заряда;
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях равно 12,0 вольт —— 25% заряда;
- Напряжение, измеренное на полюсных штырях равно или меньше 11,8 вольт —- батарея полностью разряжена и срочно требуется её зарядка.
Еще желательно помнить, что при показаниях вольтметра менее 12,8 вольт, батарею в любом случае желательно немного подзарядить, но при полной разрядке (11,8 вольт и менее) батарею как можно быстрее следует зарядить, так как я уже говорил, что при хранении кислотной батареи в разряженном состоянии, она быстро выйдет из строя, и тем хуже будет её состояние (и больше шансов оказаться на свалке), чем дольше она хранилась разряженной.
По фарам определить степень разряда батареи можно, опять же имея под рукой вольтметр (тестер), ну и если всё в порядке с проводкой и разумеется если ваша батарея не полностью разряжена. Следует помнить, что в каждой фаре большинства современных автомобилей имеется лампа головного света, мощностью не менее 50-ти ватт, а значит при включении обоих (в сумме не менее 100 ватт) ток нагрузки составит примерно чуть более 10 ампер — просто запомните это.
И включив фары, мы сможем проверить, как справляется с нагрузкой ваша батарея и на сколько происходит просадка напряжения. Это даст более точное представление о состоянии вашей батареи. Так вот, включив фары вашей машины, далее замеряем вольтметром (подключив его щупы к полюсным штырям батареи) насколько снизится напряжение под нагрузкой от фар (примерно 10 ампер). У нормально заряженной батареи вольтметр под такой нагрузкой должен показать не менее 11,2 вольта (чем больше, тем лучше).
Ну и ещё один способ проверки состояния батареи, когда она подключена к бортовой сети автомобиля — это проверка просадки напряжения в момент прокрутки мотора стартером (то есть в момент пуска двигателя). Но советую учесть, что этот способ подойдёт, если ваш стартер полностью исправен и силовые провода (и провод массы мотора и кузова) не окислены.
И при этом способе потребуется помощник — просим его прокрутить стартером двигатель, а вы в этот момент, подсоединив щупы вольтметра к полюсным штырям батареи, смотрите, какое напряжение покажет вольтметр, в момент пуска двигателя. Если батарея в нормальном состоянии (не разряжена) то вольтметр должен показать просадку напряжения не менее 9,5 вольт. В противном случае (если напряжение будет меньше 9,5 вольт) батарея разряжена и её следует зарядить.
Если же вы зарядили вашу батарею полностью, как будет описано ниже, но напряжение всё равно просаживается ниже 9,5 вольт (при пуске двигателя) то значит у вас неисправен стартер (как его восстановить есть ссылка выше), или ваша батарея скорей всего испорчена из-за сульфатации пластин (батарея быстро теряет ёмкость — можно попробовать её восстановить, как описано ).
Как заряжать аккумулятор — подготовка к зарядке.
Разумеется для полного заряда вашей батареи потребуется внешний источник постоянного тока, то есть зарядное устройство.
Какое из них лучше выбрать, плюсы и минусы различных устройств и другие нюансы я не буду здесь описывать, кому это интересно то можно почитать об этом . Цель этой статьи другая, научить новичков правильно заряжать аккумулятор.
В принципе здесь ничего сложного нет, и даже при недостатке знаний батарею всё же можно зарядить, но если вы хотите чтобы ваш аккумулятор прослужил вам не менее 5-ти лет (я имею в виду качественный аккумулятор, а не подделка, а как не нарваться на подделку я написал несколько статей, ссылки будут в конце статьи), то нужно кое то знать и пользоваться этими знаниями при зарядке аккумулятора.
Но всё же следует начать с самых азов, так как было сказано в начале, эта статья рассчитана на новичков. Первым делом желательно снять аккумулятор с автомобиля и очистить его от пыли и грязи, затем протереть верхнюю часть ветошью, смоченной содовым раствором, нейтрализующим кислоту электролита (если есть его следы). Раствор приготавливаем с расчётом ложки соды на стакан воды).
Грязь (или пыль), влажная или пропитанная электролитом, легко проводит электрический ток и от этого может возникнуть незаметное глазу короткое замыкание между полюсными штырями батареи, в итоге быстрый саморазряд батареи. Поэтому чистота батареи (особенно пространство между полюсными штырями) имеет важное значение.
Также не помешает зачистить до блеска свинцовые полюсные штыри батареи с помощью мелкой наждачной бумаги (зерно не крупнее 600). Ведь любые окислы способствуют возникновению переходного сопротивления (что приведёт к понижению реального зарядного тока) и зарядка будет идти дольше (ну и меньше будет отдача тока, после подключения батареи к бортовой сети машины).
Штыри (клеммы) с проводами разной полярности имеет и зарядное устройство и разумеется провод от клеммы зарядного устройства со знаком плюс подключаем к плюсовому полюсному штырю батареи, а минусовой провод зарядного устройства к минусовому штырю батареи.
Надеюсь с этим простейшим пунктом понятно и его стоит запомнить новичкам, так как если перепутать полярность, то вы вместо зарядки батареи наоборот её разрядитите ещё больше. И чем глубже будет разряд, тем хуже для «здоровья» и долговечности вашей батареи.
Стоит запомнить и то, что разряженную батарею нужно как можно быстрее зарядить, иначе она выйдет из строя (особенно не обслуживаемая). И чем дольше простоит ваша батарея разряженной, тем больше шансов у неё выйти из строя (из-за сульфатации пластин) и отправиться на свалку.
Вообще полный разряд в большинстве случаев губителен для кислотной батареи и у многих водителей случатся так, что они забывают выключить габаритные огни и уходят на длительное время. И после парочки таких оплошностей (особенно если аккумулятор не был тут же заряжен) большинство батарей оказываются на свалке.
Чтобы этого не случилось, советую установить простое самодельное устройство (звуковой сигнализатор), которое подскажет вам о том, что вы забыли выключить габариты (как только вы попытаетесь закрыть дверь вашей машины, чтобы уйти). Как его установить я подробно описал .
Как заряжать аккумулятор правильно.
Далее вам нужно определиться с зарядным током, точнее с силой зарядного тока, которая измеряется в амперах. На большинстве нормальных зарядных устройств имеется встроенный амперметр и регулятор силы зарядного тока, с помощью которых можно выставить необходимую величину, для каждой конкретной батареи.
Есть конечно в продаже и автоматические зарядные устройства, но всё же качество многих оставляет желать лучшего, а достойные и качественные модели стоят достаточно дорого. Поэтому новичкам рекомендую купить обычное зарядное устройство, имеющее регулятор и амперметр, а ещё лучше оба прибора (амперметр и вольтметр). Подробно о зарядных устройствах читаем перейдя по ссылке выше.
Но вернёмся к величине зарядного тока. В любой книжке по обслуживанию автомобилей сказано, что сила зарядного тока в амперах должна быть 0,1 от ёмкости кислотной батареи (одна десятая часть). То есть если у вас к примеру аккумулятор 6СТ-55А (ёмкостью 55 ампер часов — 55А/ч) то сила зарядного тока должна быть равна не более 5,5 ампер.
Для не обслуживаемых кислотных батарей (и некоторых более современных гелевых) сила зарядного тока для 55-ти амперного аккумулятора должна быть ещё меньше — примерно в два раза (2,75 ампер). Но стоит отметить, что чем меньше зарядный ток, тем долговечнее вам прослужит любая батарея, и хотя при зарядке меньшим током(его ещё называют щадящим током), времени на зарядку будет затрачено больше, зато срок службы вашей батареи от этого увеличится.
В процессе заряда батареи необходимо систематически контролировать силу зарядного тока и при необходимости регулировать её (разумеется если зарядное устройство не автоматическое). Так как в процессе заряда, ток растёт и его обязательно нужно снижать, чтобы он был не более одной десятой от ёмкости (как было сказано выше). Зарядка разряженного аккумулятора как правило продолжается несколько часов (особенно на малом токе) и чем глубже был разряд и меньше сила зарядного тока, тем дольше будет заряжаться ваша батарея.
Зарядка сильно разряженной батареи может продолжаться даже сутки, а при малом токе может и больше. Например зарядка 55-ти амперной разряженной батареи, при токе 5 ампер может продолжаться часов 12 (может и больше всё зависит от глубины разряда), но если уменьшить силу тока в два раза, то при силе тока в 2,5 ампер, время заряда увеличится примерно вдвое и составит уже 24 часа (и более). Но зато потратив больше времени на зарядку, при меньшем (щадящем токе), батарея прослужит вам гораздо дольше.
Также необходимо следить не только за силой тока (с помощью амперметра), но ещё и за напряжением (с помощью вольтметра). Ведь при зарядке батареи простейшими зарядными устройствами, вместе с силой тока растёт и напряжение, и не желательно, чтобы напряжение в процессе зарядки поднялось более 14,5 вольт (ведь на вашей машине специально установлен, чтобы не допустить повышения напряжения выше 14,5 вольт). А для некоторых более современных не обслуживаемых батарей, напряжение (при их зарядке) не должно подниматься более чем 13,8 вольт, и тогда с долговечностью вашей батареи будет всё в порядке.
При поднятии напряжения до 14,5 вольт (или до 13,8 вольт) в процессе зарядки, немного снижаем его (уменьшив силу тока напряжение тоже уменьшится) и так постепенно будем снижать напряжение(и силу тока), пока сила тока не достигнет примерно 1 ампера, или даже меньше. При достижении минимального значения силы тока (при напряжении 14,5 вольт) , батарея почти заряжена, но об окончании зарядки подробнее ниже.
Как определить, что ваш кислотный аккумулятор полностью заряжен ? (несколько способов).
Сейчас уже существуют специальные калькуляторы, в которые вводят силу зарядного тока и ёмкость батареи и вычисляют примерное время заряда, по истечении которого батарею можно считать заряженной.
Но я считаю что это довольно не точно, ведь неизвестно насколько разряжена конкретная батарея и разумеется чем сильнее она разряжена, тем дольше будет происходить зарядка (при одинаковых значениях ёмкости батареи и силы зарядного тока). Поэтому лучше использовать другие способы проверки степени заряженности батареи.
Способов несколько и каждый отличается по точности, но всё же любой из них позволит определить, хватит ли заряжать аккумулятор, или продолжить зарядку. Начну с самого простого способа с помощью всё того же вольтметра, и хотя он менее точный, зато быстрый и удобный и им можно пользоваться в процессе заряда.
Как было сказано чуть выше, во время зарядки мы контролируем процесс с помощью вольтметра и амперметра (если в зарядном устройстве нет встроенного вольтметра, то используем всё тот же мультиметр, подключенный к полюсным штырям батареи). И при повышении напряжения и силы тока сверх меры(как было описано выше), мы всё время снижаем их регулятором.
И когда сила тока будет снижена вами до минимальной (примерно до 1 ампера), а напряжение станет постоянным (то есть уже не будет расти в течении часа и будет примерно 14,5 вольт для обычных батарей с пробками и 13,8 для не обслуживаемых) то процесс зарядки можно считать законченным.
Но более точный способ определения конца заряда — это проверка плотности электролита с помощью ареометра. И когда плотность перестаёт расти (то есть становится неизменной) то процесс зарядки аккумулятора можно считать законченным. А какова должна быть плотность электролита для конкретного региона можно узнать в таблице (таблица есть в статье про батареи и их неисправности — самая первая ссылка в начале статьи).
Ну а здесь помещена таблица, с значениями плотности для регионов средней полосы (как для 12 вольтового, так и для 24 вольтового аккумулятора). В ней хорошо видно, как от плотности электролита зависит степень заряда (в процентах) кислотной батареи, при 20 — 25 градусах окружающего воздуха. И благодаря данным в таблице и с помощью ареометра, можно определить (замерив плотность) заряжать ли вашу батарею дальше, или нет.
Но в конце заряда плотность иногда может отличаться от нормы и её желательно подкорректировать. При повышении плотности следует с помощью шприца (или резиновой груши) отобрать часть электролита из банок батареи и добавить немного дистиллированной воды (действуем по чуть чуть). Если же плотность электролита наоборот ниже нормы, то опять же отбираем из банок батареи немного электролита и добавляем электролит повышенной плотности 1,4 г/см³.
Кстати, ещё один самый простейший способ проверки — это опять же с помощью вольтметра (мультиметра). Но пользоваться им можно не ранее, чем через шесть часов после окончания заряда. По истечении этого времени, просто подключаем мультиметр (тестер, вольтметр) к полюсным штырям батареи и смотрим на показания прибора. И согласно опубликованным выше данным и данным в таблице, смотрим — если напряжение равно 12,7 — 12,8 вольт, то батарея полностью заряжена, если меньше 12,7 вольт, то согласно данным таблицы в процентах, вы увидите насколько батарея недозаряжена.
Ещё один, но более точный способ проверки — это проверка с помощью нагрузочной вилки. И хотя после такой проверки батарея немного разрядится, но зато способ более точный (конечно же у кого есть нагрузочная вилка). В инструкции к прибору имеется таблица с данными, которые показывают, при каком падении напряжения батарея разряжена в процентном отношении.
Подключаем нагрузочную вилку к полюсным штырям батареи и смотрим на показания вольтметра нагрузочной вилки (очень желательны современные цифровые вилки, которые показывают доли вольта).
Если при подключении нагрузочной вилки:
- напряжение упало до 10,5 вольт, то батарея разряжена на 75%;
- напряжение упало до 9,9 вольт, то батарея разряжена на 50%;
- напряжение упало до 9,3 вольта, то батарея разряжена на 25%;
- напряжение упало до 8,7 вольта — батарея полностью разряжена!
При подключении разных моделей нагрузочных вилок (разного производителя), показания могут несколько отличаться от данных, опубликованных мной выше, но принцип понятен и таблица в инструкции к каждой конкретной нагрузочной вилке довольно точная.
Ну и не забываем, что степень заряженности аккумулятора ещё можно определить и по замеру падения напряжения в момент запуска вашего двигателя, или по падению напряжения после включения ламп головного света — об этом я уже писал выше. Ну и напоследок несколько полезных советов.
Как заряжать аккумулятор — полезные советы.
Прежде чем начинать зарядку батареи, советую отключить её от бортовой сети автомобиля (хотя бы один минусовой провод). Особенно это касается владельцев более современных машин, которые напичканы электроникой, и если вы не уверены, что при отключенном замке зажигания абсолютно все приборы и потребители отключены.
Ведь при зарядке батареи можно прозевать момент, когда напряжение поднимется выше 14,5 вольт, и многие приборы (потребители) не рассчитаны на такое повышенное напряжение и могут выйти из строя. Не будем заморачиваться какие именно приборы и потребители и испытывать их на прочность, гораздо легче просто взять и скинуть минусовую клемму с полюсного наконечника (штыря) батареи.
Ну а если ваша машина хранится зимой на улице, то гораздо лучше будет вообще снять батарею с машины и заряжать её в тепле, особенно если батарея сильно разряжена. Зарядка при плюсовой температуре пойдёт гораздо быстрее, да и контролировать процесс будет намного приятнее.
При зарядке не обслуживаемого аккумулятора советую выкрутить пробки, так как хотя в некоторых батареях имеется специальный канал для выхода газов, но при выкрученных пробках можно будет наблюдать за процессом зарядки по пузырькам и с помощью ареометра (периодически измеряя плотность электролита).
Но помните, что при зарядке кислотной батареи выделяется водород, который смешиваясь с кислородом воздуха образует так называемую гремучую и взрывоопасную смесь, которая от малейшей искры может взорваться. Поверьте — это не шутки и я в реальной ситуации был свидетелем несчастного случая, когда о стоящий на полу в авто-мастерской заряжаемый аккумулятор, споткнулся человек.
Точнее он всего лишь задел нагой провод, подключенный к полюсному наконечнику заряжаемой батареи. В результате зажим (крокодильчик) соскочил с полюсного штыря, при этом образовалась искра, и далее сильный взрыв аккумулятора, корпус которого разлетелся в разные стороны, вместе с брызгами кислоты (электролита).
Человек всё же успел отвернуться, чем спас своё лицо, но вот его одежда и стоящий рядом дорогой внедорожник были испорчены кислотными брызгами. Не трудно догадаться, какой был ущерб, как моральный, так и материальный.
Поэтому советую запомнить несколько несложных действий, которые позволят не натворить бед:
- Перед зарядкой батареи сначала подключаем зажимы к полюсным штырям (ну и откручиваем пробки), и только после этого включаем зарядное устройство в сеть.
- Когда батарея будет заряжена, сначала отключаем тумблер зарядного устройства, затем отключаем его от сети, потом отсоединяем провода (зажимы) от зарядного устройства и далее отсоединяем зажимы от полюсных штырей батареи.
- При подключении зажимов зарядного устройства (или клемм на машине) выработайте привычку сначала подключать плюсовой провод (зажим), затем минусовой (на машине так же). При их отключении наоборот.
- При зарядке желательно открыть окна и производить её в провертиваемом помещении.
- Не курить во время зарядки рядом с батареей.
- Не допускать хождений посторонних лиц и детей рядом с батареей и зарядным устройством (иначе можно зацепить провод и это приведёт к печальным последствиям).
- Если батарея заряжается на машине, то советую снять минусовой провод с полюсного наконечника (если снимаем оба провода, то сначала снимаем минусовой провод и только потом плюсовой).
И ещё : сейчас уже полно современных и полностью автоматических зарядных устройств, которые имеют функции полного автомата: при их подключении к батарее и к сети, они при полном заряде батареи сами отключаются, а как только батарея немного разрядится от саморазряда, они сами начинают заряд, и вновь отключаются при полном заряде аккумулятора.
Это вроде бы очень удобно, когда машина не ездит, а стоит в гараже, и вы периодически приезжаете с командировки или с заработков и навещаете её в гараже. И для многих это удобно, как я уже говорил, при отъезде на некоторое время. Но всё же оставлять даже такое устройство без контроля на очень долгое время я не советую. Лучше по приезду в родной город, спокойно прийти в гараж и включив устройство, зарядить батарею в вашем присутствии.
Перед длительном хранении батареи в зимнее время (если вы например уезжаете и не будете пользоваться автомобилем) рекомендую снять аккумулятор с машины, полностью зарядить и хранить в сухом месте, при температуре на выше 0º и не ниже минус 30º, так как имейте в виду, что чем ниже температура электролита, тем меньше будет саморазряд у вашей батареи.
Каждые три месяца аккумулятор следует подзаряжать, для восстановления потерь от саморазряда (особенно если она хранится в жару). Но большинство современных кислотных батарей (особенно не обслуживаемые) могут храниться без подзаряда до 10 (а если батарея хранилась в холоде) то и до 12 месяцев без подзарядки. Так как саморазряд у современных батарей в пять-шесть раз меньше, чем у более древних и дешёвых аккумуляторов.
Если ваша машина хранится на улице зимой, то зарядите аккумулятор полностью и следите, чтобы он всегда был заряжен и тогда электролит никогда не замёрзнет (по крайней мере до минус 30º уж точно). Электролит превращается в лёд только когда батарея разряжена и плотность электролита падает.
Если же у вас уже изрядно поработавший аккумулятор, то возможно вам скоро предстоит выбор нового, среди множества изделий в авто-магазинах и на авто-рынках. Как правильно выбрать батарею и при этом не нарваться на подделку, советую почитать серию статей об этом, кликнув по размещённым ниже ссылкам. Поверьте, сейчас даже при правильной зарядке и должном уходе многие батареи подвальных «фирм» не протягивают и года. Но ведь купить аккумулятор — это не лампочку купить, поэтому советую изучить этот вопрос, перейдя по ссылкам ниже.
Вот вроде бы и всё, надеюсь эта статья, как заряжать аккумулятор правильно, позволит новичкам ощутимо продлить срок службы любой батареи, успехов всем!
Одним из самых востребованных аккумуляторов в мире до сих пор остается свинцово-кислотный. Несмотря на то, что этот тип батарей был изобретен еще в 19 веке, когда и началось его производство, благодаря высокой эффективности он остается популярным до сих пор. Сейчас можно встретить несколько разновидностей таких батарей.
Содрежание
Что такое свинцово кислотный аккумулятор
В классическом исполнении АКБ состоит из свинцовых пластин-электродов, которые перемежаются пористым диэлектриком. Такая компоновка позволяет избежать замыкания. Пористое вещество называют сепаратором. Вся конструкция помещена в электролит.
В современном исполнении электроды делаются в виде плоских решеток из свинца. Причем в эти решетки запрессовывают порошок, сделанный из диоксида свинца. Подобный подход значительно увеличивает полезную площадь взаимодействия электродов с электролитом, так удается увеличивать емкость АКБ.
Электролит представляет собой водный раствор серной кислоты. В растворе используют только дистиллированную воду, в ней отсутствуют соли и механические частицы, которые могут оказать влияние на работу батареи.
Важным параметром является электрическая проводимость электролита. Этот параметр зависит от процентного содержания кислоты в растворе, а также от температуры. Проводимость соответствует плотности, поэтому на практике обычно используют измерение плотности. При комнатной температуре оптимальной плотность электролита считается 1,26 г/см 3 , для этого достаточно получить раствор кислоты в 35%.
Сейчас можно встретить аккумуляторы, которые имеют вместо пластин сеть из переплетенных углеродных нитей, покрытых свинцовым напылением. Это позволяет снизить массу батареи, но при этом увеличить емкость. Эта технология недешевая, что снижает ее распространенность.
Иногда вместо жидкого электролита используют гель. Для этого электролит загущают щелочным раствором силикатов натрия. Такая технология значительно продлевает срок эксплуатации батареи.
Вместо обычного сепаратора, могут использоваться пористые варианты, сделанные из стеклоткани. Они маркируются – AGM. Допускают жесткие режимы заряда/разряда.
Разновидности и особенности свинцово кислотных АКБ
На практике сейчас можно встретить самые разные батареи. Это позволяет решать самые разные задачи по энергообеспечению самых разных устройств. Разберем наиболее популярные виды аккумуляторов.
- Lead-Acid. Требуют обслуживания. Считаются классическими автомобильными стартерными батареями. Сюда входят сурьмянистые, малосурьмянистые, и аккумуляторы. Обычно используют для двигателей внутреннего сгорания, но это не единственный вариант использования. Бывают варианты на 6v и 12v. Основной недостаток – высокий уровень саморазряда.
- AGM VRLA. Современные необслуживаемые батареи. Могут иметь вольтаж – 2v, 4v, 6v и 12v. Основная отличительная особенность – сепараторы выполнены из стекловолокна. Также обычно используется абсорбированный электролит. Это позволяет увеличить срок эксплуатации АКБ в полтора раза. Использование технологии сепараторов из стекловолокна сделало возможным увеличивать зарядный ток, что ускоряет зарядку. Обычно допускается заряжать током в 25-30% от емкости. Разработано несколько разновидностей, подходящих для разных буферных и циклических режимов.
- VRLA. Необслуживаемые АКБ с герметичным корпусом (необслуживаемые кальциевые и ). Могут иметь вольтаж – 2V, 4V, 6V и 12V. Предназначены для эксплуатации в буферном режиме. Не требуют дополнительной вентиляции при использовании в помещениях.
- GEL VLRA. Одна из самых современных модификаций. Тут применяется гелеобразный электролит. Однообразная консистенция, позволяет добиваться наиболее эффективного контакта электролита с электродом, что увеличивает емкость. Также гель позволяет продлить срок службы батареи. Является необслуживаемой батареей. Требует периодической зарядки, для продления срока эксплуатации нужно использовать только высокоточное зарядное устройство, оно должно обеспечивать точный уровень силы тока. Существует несколько разновидностей, отличающихся особенностями электродов. Обозначение каждого из них позволяет определить возможность использования АКБ в определенных условиях. Есть батареи 2v, 4v, 6v, 12v, 24v, 36v и 48v.
- OPzV. Это необслуживаемые АКБ 2V. Имеют трубчатые пластины электродов. Отличаются устойчивостью к глубокому разряду и продолжительностью службы до 22 лет.
Даже базовых разновидностей свинцово-кислотных АКБ достаточно много, также существуют и подвиды. Это позволяет подобрать батарею, идеально подходящую под ваши потребности.
Где применяются свинцово кислотные аккумуляторы
Используются такие АКБ достаточно широко. В первую очередь речь идет об автомобильной промышленности, где все стартерные батареи являются свинцово-кислотными. Такое использование обусловлено мощным током, который они могут воспроизводить, а также устойчивостью к большому уровню разряда.
Также часто именно такие батареи обеспечивают стационарные аварийные источники. Емкости бывает достаточно, чтобы закончить работу и перевести оборудование в отключенный режим. Примером такого являются бесперебойный источники питания для компьютерной техники.
Могут применяться в ИБП в этом случае, используют батареи с возможностью отдавать энергию небольшими порциями, но продолжительное время. Такие же требования к аккумуляторам предъявляют резервные источники питания. Оптимальным вариантом для решения подобной задачи станут AGM VRLA.
Такими АКБ могут комплектоваться электровелосипеды, гироскутеры, лодочные электромоторы и другая техника. Тут применяются тяговые аккумуляторы, позволяющие оптимально и экономно расходовать энергию и легко выдерживая частые глубокие разряды.
Со временем тратят свой заряд, и его необходимо периодически восстанавливать. Аспекты этого процесса и будут рассмотрены в рамках статьи.
Что называют зарядкой
Так называют процесс, который является обратным разрядке. Во время зарядки свинцово-кислотных герметичных аккумуляторов они запасаются энергией, питаясь при этом от внешнего источника тока. В конечном результате накапливается заряд, что равен емкости. А как выглядят зарядные устройства для герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов? Они представляют собой преобразователь энергии и два вывода, каждый из которых подключается к Герметичный необслуживаемый свинцово-кислотный аккумулятор при подключении в сеть начнёт процесс восстановления и превращения электрической энергии (подаваемой из сети) в химическую. Чтобы в последующем, как только возникнет необходимость, он мог проводить обратный процесс и обеспечивать энергоснабжение различных устройств и приборов.
Заряжаем просто и безопасно
Для этого необходимо воспользоваться методом «ток-напряжение». В чем он заключается? Первоначально аккумулятор заряжается постоянным током. Когда необходимые показатели достигаются, начинает идти поддержка постоянного напряжения. Чтобы узнать начальный ток зарядки, обычно достаточно внимательно осмотреть корпус - там указывается данный параметр. Обычно эта величина составляет до 0,3 Чтобы было более понятно, представим, что у нас есть устройство с параметром в 100 А/час. Тогда ток заряда не должен превышать 30А. Но это безопасный максимум, многие производители в своих зарядных устройствах используют правило десяти процентов. Это позволяет заряжать аккумуляторы без наименьшей боязни сделать что-то не так и вывести его из строя. А сколько же нужно заряжать? Если начальный ток равен 20% емкости, то резерв аккумулятора будет восстановлен на 90% примерно за 5-6 часов. На оставшиеся 10% понадобится примерно сутки. Вот такие особенности своего функционирования имеет зарядное для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов. Можно ли как-то ускорить этот процесс? Да, и мы сейчас рассмотрим, как.
Быстрая зарядка свинцово-кислотных герметичных аккумуляторов
Нормой считается зарядка постоянным током при напряжении в 13,8. Больше этого не рекомендуется из-за возможных негативных последствий. Но если они вас не страшат, то можете повысить напряжение к 14,5 В (это для аккумуляторов на 12 В). В результате аккумулятор при 20% показателе зарядится за 6 часов. Применяется такой способ исключительно при работе в циклическом режиме.
Влияние температуры
Всё, что было написано выше, относится только к случаю, когда температура составляет 20 градусов Цельсия. При других показателях необходимо вводить компенсацию зарядного напряжения. Заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы можно в диапазоне от -15 до 40 градусов. Чем большая температура, тем меньшим должно быть напряжение для избегания перезарядки. В противоположном случае данный показатель, наоборот, следует увеличить, чтобы избежать недозарядки. Герметичный необслуживаемый свинцово-кислотный аккумулятор из-за этого желательно заряжать именно в условиях 20 градусов Цельсия плюс-минус несколько. Конечно, можно и высчитывать каждый раз, но это не всегда удобно. В качестве идеального места по температурному параметру часто выбирают свои жилища, но тогда необходимо позаботиться о качественном проветривании места зарядки как во время этого процесса, так и через несколько часов после его окончания.
Последствия при несоблюдении техники безопасности
Описанные выше способы нацелены на быструю и безопасную зарядку. При этом ставится задача максимального сохранения ресурса свинцово-кислотного аккумулятора путём минимизации факторов его старения. А теперь давайте осмотрим отклонения. Что будет, если использовать ток больший, чем максимально допустимый? Первоначально следует отметить, что герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы не смогут полностью зарядиться. Также из-за уменьшения эффективности механизма рекомбинации газов электролит будет терять воду. Поэтому даже разовой зарядки хватит, чтобы сократить ресурс работы.
А что будет, если уменьшить ток к 0,5 проценту от емкости? Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы зарядятся и в таком случае, но продолжаться данный процесс будет несколько недель. К тому же устройство будет находиться в состоянии, что эквивалентно разряженному. А это приводит к сульфатации и ускоренному старению. Конечно, одной зарядки с малым током недостаточно для серьезных повреждений, но ими лучше не пользоваться. Также необходимо следить и за конечным напряжением, чтобы не произошло недозаряда устройства и уменьшения его ресурса.
А почему свинцово-кислотные аккумуляторы имеют такой диапазон температур для зарядки? Дело в том, что при выходе из них прекращается работа механизма рекомбинации газов, и электролит теряет свою воду.
Всё ли хорошо было сделано
Чтобы получить хороший результат, необходимо соблюдать требуемые параметры в необходимых рамках. Главное место в этом вопросе должны занимать ток и напряжение (учитывайте температуру). Тогда герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы будут заряжаться успешно и смогут прослужить длительное время. Если же вокруг есть электролит, белый налёт или пузырьки, то восстановление характеристик устройства было совершено неправильно. Для определения состояния можно использовать тестер. Восстановление герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов осуществляется с помощью специальных зарядных устройств (которым может потребоваться несколько суток) или дополнительных механических действий (как-то подлить электролит).
Заключение
Как видите, процесс зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов нельзя назвать сложным. При соблюдении техники безопасности непросто будет получить что-то не то. Но напоследок хочется порекомендовать заряжать их в отдельных помещениях, а если устройства восстанавливают в условиях жилого дома, то необходимо позаботиться о качественном проветривании во время процесса, а также нескольких часов после него. Эти меры безопасности необходимы из-за того, что, пускай и в микроскопических дозах, но свинец может попадать в воздух, а через него и в организм, откуда он очень медленно выводится и постоянно оказывает отравляющее воздействие.