Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Напряжение зарядки аккумулятора автомобиля

Автомобильная батарея состоит из 6 элементов, соединенных последовательно. Каждая банка имеет полный заряд 2,10-2,15 В, поэтому общее напряжение суммируется, составляет 12,6 – 12,8 В. Какое напряжение у АКБ после отключения ЗУ? При установке аккумулятора в авто величина напряжения после зарядки должна быть 12,4 В. это нормально. Аккумулятор автомобиля стартовый, в период запуска двигателя разряжается, в процессе движения восстанавливает энергию от генератора машины. Если напряжение в аккумуляторе снижается до 12 В, устройство требует зарядки от сети. Большая потеря заряда в банках характеризуется, как глубокий разряд, разрушающий батарею.

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Автомобиль, эксплуатируемый с преимуществом длинных пробегов, успевает полностью зарядиться от генератора для следующего пуска. Но заряд его не будет полным. Степень зарядки аккумулятора можно определить по напряжению на клеммах. Чем меньше величина, тем слабее концентрация электролита в банках.

Проверить заряд аккумулятора, можно воспользовавшись мультиметром. Следует установить градуировку «переменный ток» и замерить показатель на клеммах. Можно определить уровень заряда по плотности электролита.

Степень зарядки автомобильного аккумулятора определяется по напряжению, как в таблице.

Чтобы поднять емкость аккумулятора, необходимо зарядить его специальным зарядным устройством. Это преобразователь напряжения, выпрямитель. Аккумуляторы бывают обслуживаемые, необслуживаемые, гелевые, AGM, литиевые. Напряжение и ток зарядки их отличается по напряжению, времени, длительности циклов. Есть универсальные ЗУ, рассчитанные на переключение режимов для разных моделей АКБ, регулирование параметров.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

Для зарядки аккумулятра от зарядного устройства выбирают режим с постоянным током или напряжением. Оба они одинаково эффективны, но применяются к разным батареям. В процессе зарядки и эксплуатации аккумулятора необходимо производить замеры напряжения на клеммах кислотного аккумулятора.

Чтобы зарядить батарею на 12 В, потребуется установить режим постоянного напряжения 16 -16,5 В. Используя ток 14,4 В можно зарядить аккумулятор на 75-85 %. При постоянном напряжении сила зарядного тока величина переменная, ограничивается только ЗУ.

Какое напряжение для зарядки нужно установить? Исходят из достижения критического напряжения, сопровождающегося «кипением» — выделением газа из банок автомобильного аккумулятора. Нормально заряженным считают аккумулятор, с напряжением на клеммах от 12,6 до 14,5 В. Снимать показания следует прибором, не полагаясь на бортовой компьютер. Замеры на работающем двигателе, и в отключенной батарее отличаются.

Допустимое напряжение зарядки на клеммах аккумулятора при работающем моторе варьируется 13,5 -14 В. Показатель показывает недозаряд батареи, если напряжение выше. Нужно повторить замер через 2 минуты, возможно, батарея разрядилась при запуске. Если напряжение зарядки низкое – аккумулятор теряет ресурс или проблемы исходят от автомобильного генератора. Проводить замеры нужно, отключив бортовые системы.

Замеряя напряжение зарядки аккумулятора на неработающем авто, невозможно выявить проблемы с генератором, однако хорошо определяется степень зарядки аккумулятора. Напряжение 12,5 – 14 В говорит об отсутствии проблем. При низком показателе необходимо проверить:

• состояние электролита – субстанция должна быть прозрачной, уровень нормальным;
• многое зависит от уровня заряда АКБ;
• определение возможности подзарядки до оптимального напряжения.

Тестирование выявит проблемы с аккумулятором, его работоспособность.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Возможна ли зарядка АКБ с постоянным сопротивлением? Из формулы I =U*R, понятно, если установить сопротивление величиной постоянной, то переменными станут ток или напряжение. Но внутри аккумулятора сопротивление – величина переменная, влияющая на поглощение энергии. Полное сопротивление складывается из сопротивления поляризации, которое меняется и омического, остающегося стабильным в одинаковых условиях и для конкретного аккумулятора.

На сопротивление влияют температура, степень разряженности, концентрация электролита, учтенные в характеристиках разрядных кривых АКБ. Но если в формуле сопротивление величина переменная во времени и состоянии автомобильного аккумулятора, то постоянным при зарядке может быть ток, напряжение или комбинирование тока и напряжения. Для сглаживания величины тока зарядки используется резистор — балластное сопротивление.

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Напряжение это разность потенциалов, и ток потечет в ту сторону, где эта величина будет меньшей. Поэтому напряжение зарядного устройства выбирается всегда выше, чем уровень зарядки автомобильного аккумулятора. Чем больше разница напряжения, тем быстрее и полнее наберет емкость аккумулятор автомобиля после зарядки.

Во время зарядки при постоянном напряжении предел установленного на ЗУ параметра ниже, чем характеристика, при которой начинается выделение газов из обслуживаемого аккумулятора. Какое значение разности потенциалов нужно для зарядки автомобильного аккумулятора? Максимальное напряжение, применяемое при зарядке батареи 16, 5 В. Какой параметр должен быть, зависит от вида АКБ. От напряжения зависит время и полнота зарядки аккумулятора. Соотношение напряжения заряда, восстановления емкости для батареи 12 В за 24 часа таково:

• Напряжением 14,4 В можно зарядить батарею на 75-80 %;
• Используя напряжение 15 В степень заряда 85 – 90 %;
• Напряжением 16 В батарея заряжается на 95 – 97 %;
• Максимальным напряжением 16,3 -16,5 В батареи заряжаются полностью.

При достижении напряжения на батарее 14,4 – 14,5 на ЗУ загорается сигнал окончания зарядки.

Установлено, что именно это напряжение автомобильного аккумулятора не создает газовыделения после и во время зарядки. Поэтому при реальной эксплуатации автомобилей, генератор через регулятор напряжения ограничивает максимальный уровень напряжения этим значением. Летом этот показатель близок к 100 % емкости, зимой соответствует 13,9-14,3 В, при работающем моторе, что соответствует 70-75 % емкости.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

Мы знаем, современные авто высокого класса имеют бортовую систему, работающую на 16 В. Какие аккумуляторы применяются в этих АКБ? Для того чтобы не было газовыделения, ситема должна быть закрытой.

Значит, необслуживаемые Ca/Ca аккумуляторы могут выдержать жесткие условия эксплуатации. Для них используется особый режим зарядки. Использование кальция вместо сурьмы позволяет вести зарядку аккумулятора повышенным напряжением, при этом электролит вскипает. Необслуживаемый аккумулятор не терпит резких перепадов напряжения в бортовой сети. Он предназначен для автомобилей с хорошей системой электронного контроля напряжения. Более терпимы к условиям эксплуатации гибридные батареи, из малосурьмянистых и кальциевых пластин.

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

После полной зарядки АКБ заряд несколько изменится. Происходит диссоциация электролита с заполнением пор токовыводящих пластин. Установленный в подкапотное пространство автомобильный аккумулятор принимает температуру окружающей среды, и емкость изменится в большую сторону при жаре или падает при минусовых температурах. Поэтому точно узнать после зарядки, какое напряжение аккумулятора автомобиля, можно, установив его на место. Даже, находясь в мастерской, напряжение на клеммах изменяется. Это особенно заметно, если не полностью проведен цикл и ток зарядки не упал до 200 мА. При этом происходит перераспределение заряда, и возможна дополнительная подпитка устройства энергией.

Но если после зарядки аккумулятора напряжение падает на работающей машине – это повод для ревизии генератора или замены аккумулятора.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.

Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.

Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей.

Видео

Предлагаем посмотреть советы специалиста, как правильно заряжать и обслуживать аккумулятор автомобиля, какое напряжение должно быть на аккумуляторе после зарядки.

Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля

Аккумуляторная батарея является одной из наиболее важных деталей транспортного средства: она позволяет запускать двигатель и заменять генератор в случае его неисправности. Подзарядку автомобильной батарейки можно проводить при рабочем генераторном устройстве (в машине) или от зарядного прибора (в помещении).

Чтобы продлить срок службы батареи и избежать ее повреждения, нужно правильно выбирать параметры зарядки аккумулятора автомобиля и соблюдать технику безопасности. .

Как часто заряжать аккумулятор автомобиля

Частота зарядки аккумуляторной батареи (АКБ) определяется индивидуально. АКБ состоит из 6 секций-банок, которые содержат реактив-электролит и электроды. Наиболее распространенным типом автомобильного аккумулятора является WET. В качестве реактива в нем используется кислота, а в качестве материала для электродов – свинец.

В ходе эксплуатации емкость аккумулятора снижается за счет действия нескольких факторов:

• загрязнения и уменьшения качества реактива;
• испарения кислоты;
• сульфатации свинцовых пластин-электродов.

Снижение емкости АКБ повышает требуемую частоту зарядки, но сокращает ее длительность. При длительном использовании батареи рекомендуется регулярно проверять вольтаж устройства.

Нормальное значение заряда АКБ в теплое время года составляет >50% от номинального, а в холодное – >75%. Это обусловлено разницей в плотности электролита, нагрузкой на батарею и степенью риска ее выключения при различных температурах.

Автомобилисты и мастера сервисных центров рекомендуют заряжать АКБ до 100% как минимум 2 раза в год, причем один из них – непосредственно перед наступлением холодов.

Проверка автомобильного аккумулятора

Проверить заряд аккумуляторного устройства можно несколькими способами:

1. С помощью индикатора на корпусе. Некоторые батареи оснащены гидрометрическим индикатором. Он позволяет оценить не только заряд, но и наполненность реактивом. При зеленом цвете индикатора заряд и уровень кислоты находятся в норме, при белом – устройство требует подзарядки, а при красном – заряд на минимуме и/или необходима доливка реактива.
2. С помощью мультиметра. Диагностический прибор устанавливается в режим вольметра и подключается к клеммам батареи. Двигатель при этом должен быть заглушен: в противном случае водитель получит заряд генератора, а не АКБ. При отсутствии нагрузки напряжение при 100% заряда составляет 12,66 В, при 75% – 12,42 В, при 50% – 12,18 В, при 0% – 11,7-11,8 В. Учитывая небольшую разницу показателей, мультиметр должен обладать минимальной погрешностью измерений.
3. С помощью нагрузочной катушки. Данное диагностическое устройство представляет собой элемент сопротивления (18-20 мОм), к которому параллельно присоединен вольтметр. Катушка подсоединяется к выходам аккумулятора на несколько секунд, а затем снимаются показатели с измерительного прибора. Нагрузочные тесты проводятся преимущественно в автосервисах или в точке продажи автомобильных АКБ.

Измерение уровня заряда проводится не раньше, чем через 8-9 часов после выключения двигателя или снятия АКБ.

Опытные автомобилисты выделяют дополнительный метод проверки батареи: на слух. Если заряд находится на достаточном уровне, то стартер машины крутится в штатном режиме. При уменьшении заряда силовая система запускается с усилием, а стартер крутится медленнее и с ощутимым затуханием.

В сервисных центрах замер заряда нередко производится при запуске двигателя внутреннего сгорания (ДВС) или световых устройств (габаритов и дальнего света).

При пуске ДВС норма напряжения составляет 9,5 В и более. Если показания вольтметра оказались ниже данного значения, это свидетельствует о разрядке АКБ или неисправностях стартера. Для дифференциальной диагностики на автомобиль устанавливается гарантированно рабочий и полностью заряженный аккумулятор.

При замере на фоне работы световых устройств вольтаж батареи должен составить не менее 11,2 В.

Как подготовить аккумулятор к зарядке

Подготовка устройства к зарядке проводится по следующему алгоритму:

1. Снять АКБ с автомобиля или отсоединить его от бортовой сети, отключив оба провода или хотя бы провод «минус». В холодное время года нужно занести батарею в помещение с температурой не менее +10°С и оставить на несколько часов, чтобы электролит успел согреться.
2. Очистить клеммы от оксидов, сульфидов и смазки. Протереть поверхность батареи тряпкой, смоченной раствором соды или нашатырного спирта (10%).
3. Если аккумулятор относится к обслуживаемому типу, открутить пробки, расположенные на банках, и сложить их рядом. Слить часть электролита, чтобы проверить цвет и наличие примесей. Если АКБ является необслуживаемым, то снять заглушку с вентиляционного отверстия на устройстве. Это обеспечит свободный выход паров реактива и сделает процедуру более безопасной.
4. Пробки обслуживаемой батареи позволяют добавлять в секции воду. Если пластины в банке погружены в реактив менее чем на 0,5 см, то необходимо долить в нее немного дистиллированной воды и выровнять уровень в других секциях. Для необслуживаемого устройства данная процедура не проводится, т.к. реактив остается на необходимом уровне в течение всего срока эксплуатации.

Техника безопасности

В процессе подготовки и зарядки аккумулятора авто нужно соблюдать следующие правила:

• заряжать устройство в хорошо проветриваемом помещении (гараже, сервисе или хотя бы на балконе);
• если в семье есть маленькие дети, заниматься зарядкой в квартире нельзя;
• запрещено курить, поджигать что-либо или резать металл в непосредственной близости от заряжаемой батареи;
• нельзя ставить устройство на зарядку в помещении с повышенной влажностью воздуха;
• клеммы и зажимы ЗУ присоединять только тогда, когда зарядное отключено от сети;
• в процессе работы использовать защитные очки и перчатки, чтобы предотвратить опасное влияние испарений кислоты;
• при работе с аккумулятором держать поблизости раствор 10%-ный гидрокарбоната или карбоната натрия (соды).

Содовый раствор подойдет как для протирания корпуса АКБ от испарений реактива, так и для нейтрализации кислоты при неосторожном обращении с электролитом.

Как заряжать аккумулятор

Для начала зарядки нужно правильно подключить «крокодилы» зарядного устройства к «плюсу» и «минусу» батареи. В большинстве случаев производители маркируют положительную клемму красным цветом, а отрицательную – черным. Однако перед началом процесса рекомендуется уточнить полярность, найдя на корпусе батареи значки «+» и «-».

Подключение батареи к зарядному устройству под напряжением может привести к искрению на клеммах и возгоранию газов, которые выделяются при электролизе дистиллированной воды.

Существует 3 основных способа зарядки аккумулятора: автоматический, постоянным током (I) и постоянным напряжением (U). Они отличаются длительностью и эффективностью. Несмотря на соответствующие названия, при отсутствии систем автоматического контроля необходимо контролировать оба параметра заряда (U, I).

Время от времени следует проверять уровень заряда и температуру батареи. При закипании реактива нужно немедленно снизить I для дозарядки на низких значениях.

Зарядка постоянным током

Зарядка при постоянном I проводится следующим образом:

1. Значение тока устанавливается на уровне 1/10 номинальной емкости батареи. Стандартная емкость составляет 55 или 60 ампер*час. Это означает, что I на ЗУ не должно превышать 5,5-6 А соответственно. Вручную выставив данное значение на зарядном устройстве, необходимо продолжать зарядку до тех пор, пока напряжение, измеряемое на клеммах, не достигнет 14,4 В (допустимая погрешность – 0,1 В).
2. При глубоком разряде АКБ следует заряжать его не номинальным, а минимальным I (1,5-2 А). Это позволит избежать сильного электролиза воды и постепенно увеличить плотность электролита за счет разложения сульфата свинца.
3. По достижении указанного значения U следует снизить ток до 1/20 емкости. При 60 А*ч он соответствует 3 А. Снижение интенсивности зарядки позволяет снизить скорость нагрева реактива и продолжить дозарядку до максимума.
4. Когда U достигнет 14,5-15 В, необходимо снова снизить I вдвое. На финальной стадии процесса нужно заряжать батарею до тех пор, пока оба параметра заряда (I, U) не обретут постоянное значение. Конечное значение I должно находиться в пределах 0,2 А, что соответствует саморазряду батареи. Весь процесс занимает от 8 до 12 часов.

По завершении зарядки нужно дать выйти выделившимся газам, снова протереть корпус аккумулятора содовым раствором, закрутить пробки на банках или вернуть на место вентиляционную заглушку.

Если пренебречь нейтрализацией поверхности, то батарея быстро разрядится снова из-за потерь тока на слой электролита на корпусе.

Зарядка постоянным напряжением

Для зарядки при постоянном U необходимо:

1. Установить напряжение на номинальный зарядный уровень – 14,4 В (допустимая погрешность – 0,1 В). Строгий контроль напряжения необходим при зарядке необслуживаемых батарей.
2. Наблюдать за величиной тока. Она должна составить около 0,1 емкости (для обслуживаемых батарей) или 0,05-0,1 емкости (для необслуживаемых). I более 20% емкости является вредным для АКБ.
3. При глубоком разряде начинать восстановление нужно с U не более 12-13 В. Значение I при этом не должно превышать 5% от емкости аккумулятора. Если I повышается, то напряжение нужно снизить еще сильнее.

Восстановление при постоянном напряжении является более длительным процессом, чем при постоянном токе. При номинальном U за сутки батарея восстанавливает 75-85% заряда, при 15 В – до 90%, при 16 В и более – 95-100%. Помимо этих данных, необходимо учитывать ограничение зарядного напряжения: для аккумулятора U выше 15,6 В является опасным. При сильном разряде длительность восстановления устройства может составить до 3 дней.

Ускоренная зарядка АКБ

Для быстрой зарядки АКБ нужно подать на нее I в 10-15 А, что соответствует 20-25% емкости устройства. За 15-20 минут интенсивного восстановления батарея приобретет достаточный заряд, чтобы завести авто.

Регулярно пользоваться данным способом зарядки вредно, т.к. высокий ток ЗУ сокращает срок эксплуатации аккумулятора.

Зависимость заряда аккумулятора и плотности электролита

Заряд и плотность электролита являются взаимозависимыми величинами. При сильном разряде АКБ водитель не сможет быстро восстановить функцию батареи, т.к. плотность реактива в секциях будет минимальной. Зависимость плотности кислотного раствора и степени заряженности аккумулятора представлена в таблице.

Плотность реактива, г/см³	Уровень заряда, %
1,1	0
1,16	25
1,2	50
1,24	75
1,28	100

Данные значения справедливы для +20..+25°С, но характер зависимости остается прежним и при более низких температурах.

Самодельное ЗУ для аккумулятора автомобиля

Для восстановления функциональности АКБ при отсутствии специальной зарядки можно использовать следующие устройства:

• пуско-зарядное;
• последовательную схему из ЗУ для ноутбука (до 18 В) и лампу (например, фару), которая будет служить элементом сопротивления и ограничит ток до 2 А;
• самодельное зарядное.

Зарядное для АКБ можно спаять в домашних условиях. Для этого потребуется понижающий трансформатор (с 220 до 15 В), диодный мост со сглаживающим конденсатором, предохранители, резистор для регулировки I и мультиметр. Для регулировки I необходимы переменный резистор и несколько транзисторов.

Нужно ли заряжать новый аккумулятор для автомобиля

После покупки новой батареи нужно проверить уровень заряда и довести его до 95-100%. Дозарядка проводится при минимальном токе и напряжении не выше номинального. В большинстве случаев процесс требует не более 3-4 часов.

Обслуживаемый АКБ может потребовать заливки электролита.

Несколько дополнительных рекомендаций

Замерзший аккумулятор можно запустить методом «прикуривания» от АКБ другого авто. Дальнейшую подзарядку обеспечит работа генератора в течение 20-30 минут езды на оборотах в минуту около 3000. При быстрой разрядке и замерзании батареи в процессе работы нужно искать утечку в бортовой системе.

Если электролит приобрел темный цвет либо на корпусе обнаружены разрывы, сильные подтеки реактива и трещины, нельзя ни заряжать устройство, ни использовать другие способы реанимировать АКБ. Поврежденная батарея требует немедленной замены и утилизации. Срок ее эксплуатации составляет 2-3 года.

АКБ, которое не находится в использовании, может постоянно стоять на подзарядке. Параметры процесса при этом должны соответствовать току саморазряда. Содержание батареи на уровне 100% заряда позволит сохранить высокие эксплуатационные свойства и в любой момент поставить ее на машину.

Батарею, которая установлена в автомобиле, некоторые автомастера рекомендуют держать на уровне 90-95% заряда. Небольшой дефицит заряда позволит защитить электронику авто при скачке напряжения в бортовой сети. В этом случае батарея будет действовать как конденсатор.