Технический прогресс не стоит на месте
Еще 10-15 лет назад автолюбителям приходилось регулярно обслуживать аккумулятор (проверять плотность электролита, проводить доливку дистиллированной воды и так далее).
На современном этапе обслуживаемые аккумуляторы уходят в прошлое. На их место пришли более современные и надежные (по заявлению производителей) необслуживаемые источники питания.
Все, что требуется от автолюбителей — контролировать уровень напряжения и своевременно производить зарядку. Вопрос лишь в том, как выполнять эту работу правильно.
В чем отличия обслуживаемых и необслуживаемых АКБ?
Сегодня все источники питания можно поделить на два вида:
1. Обслуживаемые.
Первые обслуживаемые аккумуляторы были свинцово-кальциевого типа. Их главное преимущество — способность работать в течение двух лет без доливки электролита.
Но был и минус — глубокий разряд оказывался «смертельным» для батареи. Всего несколько циклов заряда и разряда, и АКБ можно было нести на мусор.
В конце 90-х годов появились более современные — свинцово-кальциевые изделия. Их особенностью стала большая устойчивость к разрядам и отсутствие необходимости в доливке дистиллированной воды.
На следующем этапе появились свинцово-кислотные АКБ (их используют и сегодня).
Внешне обслуживаемый аккумулятор — моноблок, в котором есть несколько выходов с крышками на краях (для доливки жидкости).
Несмотря на все свои преимущества (большую емкость, долгожительство, стойкость к глубоким разрядам), аккумулятор требовал постоянного внимания.
Протекание электрохимических реакций приводило к «выжиганию» электролита и необходимости доливки дистиллированной воды.
В частности, главная проблема обслуживаемых источников питания — наличие сурьмы на токоотводе.
Последняя посредством химических реакций перемещается на катод и способствует снижению напряжения на выходе АКБ.
Результат — молекулярное разложение, а далее — активное выделение кислорода и водорода. Высвобождение газов происходит настолько активно, что возникает процесс «кипения».
Кроме этого, в процессе эксплуатации электролит неизменно находит себе пути наружу (крышки не могут быть герметичными вечно). Появившийся на поверхности состав должен быть нейтрализован щелочным раствором (к примеру, смесью воды с содой).
Как заряжать обслуживаемые аккумуляторы читайте ЗДЕСЬ.
2. Необслуживаемые аккумуляторы.
Современный вариант источников питания. Встречаются трех видов.
- С обычными электролитами внутри, корпус которых запаян со всех сторон. Возможность долива дистиллированной воды отсутствует.
- С жидким электролитом, которым пропитывается нетканый полипропилен.
- Гелевые аккумуляторы. Внутри герметично запаянного корпуса находится оксид кремния, который пропитан электролитом. Вся масса имеет белый цвет.
Особенность гелевых АКБ — отсутствие электролита внутри, роль которого берет на себя специальный тиксотропный гель.
К преимуществам таких АКБ можно отнести:
- отсутствие проблем с гелем, который не переливается за границы емкости аккумулятора и не требует доливки;
- отсутствие саморазряда и способность пережить большое количество циклов заряда и разряда;
- удобство применения, ведь не нужно думать о необходимости обслуживания аккумулятора и выполнения каких-либо сложных действий.
Но, как правило, на автомобилях используются необслуживаемые АКБ с обычным электролитом, так как, они имеют адекватную цену.
А гелевые аккумуляторы применяются там, где требуется продолжительное под нагрузкой, потребление электроэнергии. К примеру, на лодочных электромоторах, электромобиля, детских автомобилях и т.д.
Как правильно заряжать
Требуют ли необслуживаемые батареи периодической подзарядки, если да, то можно ли её провести в домашних условиях? Как и обычная обслуживаемая АКБ, необслуживаемая тоже требует подзарядки, и периодически её нужно делать. Поскольку измерить плотность в полностью укупоренном аккумуляторе невозможно, необходимость дозарядки определяется измерением напряжения на клеммах. Значение ниже 12,3–12,4 вольта на клеммах отключенного от нагрузки аккумулятора указывает на то, что АКБ требуется подзарядить.
Сделать это не будет сложно, но придётся учитывать некоторые особенности, несоблюдение которых приведёт к быстрому выходу из строя необслуживаемого источника тока. Прежде всего вспомним, что все необслуживаемые АКБ боятся перезаряда, который вызывает вскипание электролита с сильным газовыделением.
Выделившиеся при этом газы не успевают рекомбинировать и сбрасываются из банок при помощи отведённых клапанов. Результат — снижение уровня электролита. Поскольку потерянную воду долить в необслуживаемые банки невозможно, источник тока придётся выбросить. То же самое произойдёт и при зарядке чрезмерно высоким током.
Клапаны аварийного сброса газов этой батареи явно не справились с усиленным газовыделением
Кроме того, при перезаряде происходит деградация пластин, их разрушение и осыпание. В гелевых АКБ в дополнение деградирует и сам гелевый электролит. Во время перезарядки батарея сильно нагревается и, как было замечено выше, кипит. Результат кипения — газообразные кислород и водород в идеальной для взрыва пропорции. Малейшая искра — и беды не миновать. Ну и, конечно, усиленное газовыделение может деформировать корпус и сами пластины — от внутреннего обрыва или замыкания до разрыва корпуса.
Таким образом, при зарядке необходимо чётко выдерживать зарядный ток, следить за напряжением на клеммах, которое не должно превышать значения, указанного производителем. Обычно для гелевых батарей оно лежит в диапазоне 14,5–14,9 В , а для AGM и батарей с жидким электролитом — 14,2–14,9. Измерения проводятся при подключенном зарядном устройстве — как только напряжение достигнет заданного значения, зарядку прекращают.
Важно! Как мы можем видеть, процесс дозарядки не особо сложный, но достаточно ответственный. Малейшее несоблюдение перечисленных правил приведёт к выходу из строя источника тока.
Каким зарядным устройством можно заряжать необслуживаемые аккумуляторы? В сети гуляет мнение, что для этих целей требуются только специальные ЗУ и ни в коем случае не те, что предназначены для зарядки обслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов. Так ли это? Абсолютно не так.
Да, процесс зарядки от специальных ЗУ сильно упрощается — с ней справится практически каждый, не рискуя «убить» батарею. Подключил, подождал — и готово. На это и делают ставку производители ЗУ, распуская слух, что без их продукции, которая, кстати, стоит очень недёшево, зарядить необслуживаемую АКБ невозможно.
Всё возможно, поскольку для правильной зарядки нужно лишь контролировать ток и напряжение. Это можно сделать даже при помощи обычного зарядного устройства, позволяющего регулировать ток и напряжение. Если устройство не оснащено измерительными приборами, ничто не мешает использовать для этих целей внешние вольтметр и амперметр или универсальный мультиметр.
Но прежде чем начать работу, определим рекомендуемые производителям токи и напряжения именно для нашего аккумулятора. Эти значения обязательно есть в сопроводительной документации и нередко наносятся прямо на корпус АКБ.
Нас интересуют значения «Cycle use» и «Initial current». Батарею, изображённую на фото выше, можно заряжать током не выше 22,5 А до напряжения 14,5–14,9 В при подключенном зарядном устройстве. При этом учитываем, что значение «Initial current» является максимально допустимым, а не оптимальным.
Важно! Если мы не смогли выяснить эти значения, то заряжаем током 0,1 C (C – ёмкость аккумулятора в А·ч) до напряжения 14,2 В.
А теперь рассмотрим процесс зарядки при помощи обычных ЗУ с разным функционалом подробнее.
Со стабилизацией напряжения
Измеряем напряжение на клеммах батареи без нагрузки. Выставляем такое же на зарядном устройстве. Если вольтметра под рукой нет, то выбираем напряжение на ЗУ порядка 12 В. Подключаем устройство к батарее, соблюдая полярность. Увеличиваем напряжение до тех пор, пока зарядный ток не увеличится до половины значения «Initial current», или, если этот параметр неизвестен, до величины 0,1 С.
В процессе зарядки ток станет падать. Постепенно увеличиваем напряжение, пока не достигнем значения «Cycle use», следя за тем, чтобы ток не превышал первоначально установленного значения. Когда напряжение стабилизации будет доведено до значения «Cycle use», просто подождём, пока зарядный ток не снизится до величины 200 мА, что свидетельствует об окончании зарядки.
Со стабилизацией тока
Устанавливаем регулятор тока стабилизации на нулевое значение. Подключаем зарядное устройство и постепенно увеличиваем зарядный ток до половины значения «Initial current» или, если этот параметр неизвестен, до величины 0,1 С.
Постоянно контролируем напряжение на клеммах. По достижении значения «Cycle use» или 14,2 В, если этот параметр неизвестен, зарядку немедленно прекращаем.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Особенность работы с таким ЗУ состоит в том, что если зарядку не прекратить, то батарея будет гарантированно перезаряжена и испорчена. Поэтому следить за величиной напряжения придётся очень внимательно и постоянно.
Со стабилизацией тока и напряжения
Устанавливаем величину стабилизации напряжения на значение «Cycle use» или 14,2 В, если этот параметр неизвестен. Устанавливаем стабилизацию тока на половину значения «Initial current» или, если этот параметр неизвестен, на величину 0,1 С. Ждём, пока зарядный ток не снизится до величины 200 мА. Зарядку можно считать оконченной.
Без стабилизации
Работа с прибором почти ничем не отличается от зарядки при помощи ЗУ со стабилизацией напряжения. Единственное и очень важное отличие — по окончании зарядки (напряжение на клеммах соответствует «Cycle use» или 14,2 В, если этот параметр неизвестен, значение тока соответствует 200 мА) АКБ необходимо немедленно снять с зарядки во избежание её перезаряда.
Проблемы в эксплуатации необслуживаемых АКБ
Несмотря на явные преимущества, необслуживаемые аккумуляторные батареи имеют и ряд недостатков.
К ним можно отнести.
1. Проверка плотности и уровня электролита не представляется возможной. По этой причине определить реальное состояние источника питания и эффективность его работы невозможно.
Вы можете знать, что батарея работает со сбоями и выдает меньшее напряжение, но исправить это невозможно.
Что касается гарантируемого пятилетнего срока обслуживания (иногда больше), то часто он остается лишь в теории.
Аккумулятор отслужит весь срок лишь при корректной эксплуатации (к примеру, при своевременной зарядке, правильном хранении зимой и так далее);
2. При наличии утечек в проводке автомобиля, сбоях в работе генератора транспортного средства, выходе из строя выпрямителя или некачественном натяжении ремня генератора необслуживаемый аккумулятор изнашивается быстрее. Последующее устранение неисправности уже ничего не изменит.
В чем недостатки гидрометра?
Чтобы облегчить жизнь автолюбителям, производители предусмотрели в необслуживаемых АКБ специальный датчик заряда — так называемый гидрометр.
При повышении плотности (зарядке аккумулятора) индикатор поднимается, а при снижении (разрядке) — опускается.
Но у такого гидрометра есть и ряд недостатков:
- во-первых, он часто показывает неправильные данные, что вводит автолюбителей в заблуждение;
- во-вторых, поплавок устанавливается лишь в одной банке, поэтому держать процесс зарядки под контролем все равно приходится;
- в-третьих, информацию о зарядке можно получить при достижении емкости в 65%. При последующем заряде (до 100%) положение поплавка не меняется, поэтому точно узнать уровень заряда все равно не выйдет;
- в-четвертых, индикатор не дает необходимую информацию, если уровень электролита снизился до оголения пластин.
О чем нужно помнить перед зарядкой?
Перед тем, как приступить к самому главному и начать заряжать аккумулятор, оцените возраст аккумуляторной батареи.
Если источнику питания больше пяти лет, то «спасать» его и пытаться заряжать бесполезно. Даже если и выйдет что-либо, то работа АКБ не будет продолжительной. Единственная дорога для «старичка» — утилизация.
Будьте внимательны при выборе зарядного устройства, с помощью которого будете выполнять работу.
Лучший вариант — автоматическое ЗУ, когда управление процессом зарядки берет на себя специальная программа.
Специальная прошивка будет самостоятельно давать команды на изменения тока заряда и уровня напряжения. Кроме этого, важно правильно подключить АКБ к клеммам ЗУ.
В частности, красная клемма должна фиксироваться на «плюсе», а черная — на «минусе».
Если у клеммы нет цветного обозначения, то ориентируйтесь по гнездам зарядного устройства (на них нанесены соответствующие обозначения).
Автоматическое зарядное устройство — недешевое удовольствие, поэтому если зарядка проводится редко, то лучше обратиться за помощью на СТО или взять устройство у знакомого (друга).
И еще один важный момент. В процессе зарядки необслуживаемого АКБ выделяются вредные вещества, поэтому работу проводите в хорошо проветриваемой комнате.
Как рассчитать время зарядки
Зарядка АКБ
Перед тем, как заряжать необслуживаемый аккумулятор, необходимо рассчитать, сколько времени потребуется на данный процесс. Это связано с тем, что необслуживаемый аккумулятор можно безвозвратно испортить, если недозарядить или перезарядить его. В том случае, если потребуется заряжать необслуживаемый автомобильный аккумулятор, рассчитанный на 12 Вольт или 60 Ач, на 95 или же на 98%, придется потратить на это не менее суток и пары часов. Кстати, многое будет зависеть от того, насколько мощным будет зарядное устройство, поскольку тогда автомобильный аккумулятор простоит на зарядке не менее двух суток.
Правильно заряжать необслуживаемый аккумулятор, выпущенный фирмами Varta или Bosch, — дело весьма трудоемкое и долговременное, поэтому многие владельцы несколько раз думают прежде чем установить на автомобиль такую АКБ.
Инструкция по зарядке аккумулятора
Сам процесс зарядки необслуживаемого АКБ выполняется по следующему алгоритму:
- Подключайте провода с соблюдением полярности (об этом упоминалось выше).
- Устанавливайте необходимый ток заряда. Он должен быть 10% от общей емкости АКБ. К примеру, если емкость составляет 70 Ампер/часов, то уровень тока не должен быть больше 7 Ампер. В случае, когда АКБ разрядилась до «нуля», начинайте зарядку с меньшего тока — 1-2 Ампера.
- При подключении проводов к АКБ убедитесь, что ЗУ отключено от сети.
- Как только все скоммутировано и проверено, можно включать зарядное устройство и выставлять уровень напряжения 14.5 Вольт. Если есть регулятор, то ставьте ток на минимальный уровень. Этого достаточно, чтобы запустить зарядку аккумулятора.
- В процессе зарядки АКБ уровень тока будет постепенно снижаться. Как только напряжение на аккумуляторе достигнет уровня 14.4 Вольт, величина тока достигнет параметра саморазряда — 200 мА. При этом помните, что для обслуживаемых АКБ основой показатель — номинальный ток зарядки (10% от емкости), а для необслуживаемых — напряжение.
- Если источник питания был разряжен до «нуля», то напряжение заряда стоит снизить до уровня 12-13 Вольт. При этом держите под контролем ток заряда, который не должен быть больше 5% от емкости источника питания. Если это значение больше, то напряжение стоит уменьшить.
Важно почитать: Почему не заряжается аккумулятор автомобиля, причины, способы устранения.
Почему нужно заряжать необслуживаемые аккумуляторы
Заряжать батарею нужно обязательно, особенно в период подготовки к зиме. Несмотря на длительный срок эксплуатации, емкость источника питания со временем снижается. К другим причинам необходимости подзарядки относятся:
- Нехватка энергии при запуске. Аккумулятор, заряженный от генератора, может выдавать силу тока, недостаточную для пуска двигателя. Подобное случается, если автомобиль используется для поездок на небольшие расстояния. Этого времени бывает недостаточно для восстановления энергетического потенциала АКБ. В таком случае батарею периодически подключают к зарядному устройству.
- Потеря заряда в морозную погоду. Для запуска двигателя при отрицательной температуре требуется пусковой ток большей силы. В конце осени нужно полностью восстановить заряд необслуживаемого автомобильного аккумулятора. Максимальная емкость обеспечивает количество энергии, достаточное для запуска двигателя в холодную погоду.
Важная информация
Заряжать необслуживаемое АКБ обычным зарядным устройством не рекомендуется, хотя и возможно.
Для этих целей желательно использовать автоматическое ЗУ. Почему так?
Так намного проще и безопасней. АЗУ само выставит необходимые параметры заряда.
Это значительно облегчит не только зарядку необслуживаемого АКБ, но и увеличит степень его заряда.
Давайте рассмотрим на примере.
Возьмем аккумулятор Bosch S4 026 70Аh 0092S40260, емкостью 72 А.ч., с рабочим напряжением 12В и пусковым током 680 А.
Устройство имеет обратную полярность и европейский тип клемм.
Если выставить зарядное напряжение в 14,5В, то за сутки Bosch S4 026 зарядиться где-то на 80%.
Если на клеммах ЗУ будет 15В, то за это же время, наш экземпляр зарядится приблизительно на 90%.
Если – 16 – 16,4В,
то через сутки АКБ будет иметь заряд на
97%
.
При этом во всех случаях значение тока не должно превышать 7,2, 1/10 от емкости.
Из вышесказанного выходит, что при использовании современных зарядных устройств, где возможно выставить максимальное напряжение зарядки не более 14,5В, необслуживаемое АКБ до 97% своего заряда будет заряжаться больше суток.
Это при условии, что АКБ частично разряжено. А в случае полного разряда, время зарядки необслуживаемой батареи может достигать 72 – х часов.
Также обратите внимание на то, что на начальном этапе зарядки сила тока может достигать 50А.
Поэтому рекомендуется использовать такие зарядные устройства, в схеме которых предусмотрено ограничивать зарядный ток двадцатью пятью амперами.
Процесс зарядки
Зарядка постоянным током используется для восстановления энергетического потенциала критически разряженной аккумуляторной батареи. Процесс длится несколько суток и требует постоянного контроля. Элемент питания максимально восстанавливает емкость. Процедура включает такие этапы:
- На данной стадии устанавливают силу тока. Она должна составлять 10% емкости АКБ Варта. Для аккумулятора емкостью 80 Ампер/час выбирают силу тока в 8 А. Зарядка продолжается до достижения напряжения на выводах батареи в 14,4 В. Выбирать нужные значения Вольт и Ампер помогают зарядники со встроенными регуляторами.
- На этом этапе напряжение увеличивается, электролит закипает. Снизить интенсивность газообразования помогает уменьшение силы тока в 2 раза. Процесс зарядки продолжают.
- После повышения напряжения на выводах до 15 В силу тока вновь снижают в 2 раза. Процесс восстановления мощности АКБ машины продолжается. Пользователь периодически замеряет ток и напряжение. Если параметры остаются неизменными, элемент питания считается полностью заряженным.
Подача постоянного напряжения на выводы позволяет правильно зарядить необслуживаемый аккумулятор, частично утративший заряд. При снижении силы тока до 200 мА зарядное устройство будет прекращать работу. Такой принцип функционирования характерен для большинства автоматических недорогих ЗУ.
При подаче напряжения в 14,4 В через сутки батарея зарядится на 80%. 100%-ное восстановление энергетического потенциала при 24-часовой процедуре обеспечивает пуск тока 16 В.
Определяем степень заряженности АКБ
В случае с необслуживаемыми батареями сделать точные измерения не получиться.
Как правило, степень заряженности определяется по показаниям напряжения, которые замеряются через 8 часов спокойного (не рабочего) состояния АКБ.
При температуре не менее 20 и не более 25 градусов, напряжение на клеммах должно быть 12,7 – 12,9В.
Смотрите таблицу ниже.
Можно ли замерить плотность в необслуживаемом АКБ
Теоретически сделать можно многое, а вот практически, к сожалению, нет. Тоже самое относится и к необслуживаемым аккумуляторным батареям.
Устройство их очень схоже с обычными батареями, за исключением того, что пробки их либо скрыты, либо запаяны (речь идет об АКБ в п.1.).
Теоретически можно все это поддеть и снять, а затем замерить плотность, но в данном случае пропадет герметичность, которую вы никак уже не восстановите.
Поэтому этот способ замера плотности в необслуживаемых батареях противопоказан и это основной недостаток этих устройств.
В данном случае придется ориентироваться только на гидрометр, если он есть или показатель напряжения.
Полезные рекомендации
Старайтесь не эксплуатировать необслуживаемую АКБ в режимах перезаряда и недозаряда. Перезаряд, это когда в электросети автомобиля напряжение больше 14,4В. Недозаряд – меньше 13,9В.
Хотя бы раз в два – три месяца проверяйте напряжение на клеммах АКБ.
Помните, что идеальными условиями для любого АКБ является холод. При + 5 градусов за полтора года любая заряженная и исправная батарея потеряет только 20% от полной емкости. При таких температурах саморазряд минимален.
Если позволяют условия, то необслуживаемую полностью заряженную батарею желательно поставить на постоянный подзаряд. Ток подзаряда, как правило, равен 200мА.
Вреда при этом не будет, а АКБ будет всегда на 100% заряжено.
Но не смотря на выше сказанное, многие автолюбители эксплуатируют необслуживаемую батарею не полностью заряженной. Как правило это 90%.
Делается это для того, чтобы обезопасить бортовую сеть автомобиля от скачков напряжения, которым могут возникнуть при выходе из строя реле регулятора или других устройств.
В этом случае аккумулятор играет роль конденсатора и поглощает переизбыток напряжения в сети, спасая этим электронику автомобиля. При этом сама батарея остается невредимой.
Важными элементами электросети автомобиля являются реле регулятор и генератор. Если они исправны, то вы никогда не получите в бортовой сети напряжение больше 15,1В
.
Периодически проверяя работу этих устройств, вы значительно продлите срок службы любого аккумулятора, включая и необслуживаемого.
Как зарядить необслуживаемый аккумулятор автомобиля
Зарядка необслуживаемого аккумулятора требуется по простой причине. Езда в городских условиях не позволяет полностью произвести процесс подзарядки. Для этого требуется проехать на автомобиле порядка 150 км. Но сделать это трудно даже жителям мегаполисов. В среднем поездка не превышает 30 км. За такой промежуток батарее достанется треть от номинала мощности.
В зимний период эти значения еще снижаются. Например, понижение температуры окружающего воздуха на 1°С после 20°С, снижает емкость на 1%. Простояв, на холоде мощность падает до 20%, а это уже критические показания, при которых неудачный пуск двигателя вызовет полный разряд. Поэтому требуется в домашних условиях производить подзарядку.
Хорошие зарядные устройства поддерживают два режима.
- Первый – при постоянном напряжении. Ток зарядки меняется постоянно и самостоятельно. Например, при напряжении в 14В на первоначальной стадии сила тока может достигнуть 10А, а на конечной стадии может быть равна 0,1А.
- Второй режим – постоянный ток при изменяющемся напряжении.
Как правильно зарядить необслуживаемый автомобильный аккумулятор? Для этого неукоснительно следовать следующим правилам:
- Проверить напряжение. Если показания на приборе не превышают 11В, то реанимирование не приведет ни к какому результату.
- Подсоединить крокодилы заряжающего устройства к выходным контактам.
- Первоначальное напряжение выставляется на уровне 12,5В. При глубоком разряде стрелка на амперметре будет показывать увеличение показаний. Это говорит о замыкании.
- При стабилизации показаний напряжение следует установить равное 14,4В. При данном напряжении следует выдержать не больше 2 часов и сделать перерыв.
- После перерыва подключите устройство и оставьте на 4-5 часов. При этом через некоторое время сила тока начнет падать на 0,5-1А.
Контрольный замер после зарядки можно провести по истечении нескольких часов. За это время успокоятся все процессы и автомобильная батарея остынет.
Напряжение для подзарядки не следует увеличивать свыше 14,6В. А при 15В максимальное количество энергии накопится за 30 минут, а далее пойдет перезаряд. Излишек, как и недостаток плохо сказывается на общем состоянии батареи. Но если недостаток можно компенсировать дополнительной зарядкой, то превышение 15В для необслуживаемой батареи верная смерть.
