Второй аккумулятор – проверенное, но не единственное решение

Н а первый взгляд, в мире современного автомобильного электропитания всё давно устоялось: есть накопитель и хранитель электричества – аккумулятор, и есть генератор, всегда готовый восполнить его потери на запуск мотора и поддержку потребителей – от штатных фар, щёток и музыкального центра до лебёдок, допосвещения и бытовых приборов экспедиционного внедорожника. Часто большое количество оборудования требует ещё одного аккумулятора, кроме всего прочего обеспечивающего гарантированный пуск двигателя даже при севшей основной батарее. И это, пожалуй, самое простое и понятное решение – второй аккумулятор, изолированный по потреблению от основного. Это не вчерашнее и даже не позавчерашнее изобретение. Удвоить ток, выдаваемый на лебёдку, или разделить цепи питания стартера двигателя и бытовых приборов – идея, лежащая на поверхности. Но вот вопрос: как заряжать и первую, и вторую батарею одним генератором? Соединять непосредственно их плюсы и минусы напрямую нельзя. Во-первых, при неравном уровне заряда более слабая батарея будет постоянно подпитываться от более сильной, снижая общую готовность к запуску. Во-вторых, даже очень хороший и выносливый генератор может перегреться и выйти из строя, отдавая в сеть удвоенный ток. Наконец, простое параллельное подключение двух батарей снижает уровень автономности, поскольку лишает владельца возможности иметь аварийный резерв.

Поэтому при подключении второго аккумулятора применяют разделительные устройства. Проще говоря – коммутаторы, представляющие собой мощные переключатели разных конструкций, от простейших самодельных до проверенных заводских. Их задача – дать по очереди заряд сначала одной, а затем другой батарее. Всем известны удобные устройства развязки аккумуляторов, например «УРА» с разными цифровыми индексами. Наиболее популярный «УРА-200» имеет силовое реле и контроллер, работает без падения напряжения на контактах и не требует повышенных вольт на силовом выводе генератора. Помимо автоматического подключения и отключения второй батареи коммутатор позволяет задействовать принудительное соединение батарей для пуска при больших морозах или для выдачи повышенного тока на лебёдку.

В обычном кислотном аккумуляторе наиболее уязвимы пластины и электролит,
который требует герметичности корпуса и вертикального положения батареи

Сами по себе дополнительные аккумуляторы тоже могут быть разными. Разумеется, проще и дешевле всего поставить аналог основной батареи, но есть альтернатива в виде гелевых батарей. Среди преимуществ гелевых аккумуляторов – возможность располагать их как вертикально, так и горизонтально и нечувствительность к вибрациям и повреждениям корпуса (густая масса электролита попросту не вытекает через отверстия). Гелевые батареи необслуживаемые. Также на их счету долговечность и отсутствие риска осыпания пластин при отдаче критического тока. Но ничего не даётся просто так, и за улучшение некоторых параметров гелевых батарей тоже приходится платить. Прежде всего – тщательным контролем зарядного тока и самой степени зарядки. Особенно опасен для них перезаряд, ведь внутри густой электролитной массы, точно так же как и в обычном аккумуляторе, при заряде выделяются пузырьки газа. Но если в простой батарее они легко всплывают, уступая место электролиту, то здесь они могут собираться в большие пузыри, создающие заметное давление. Второй минус – гелевые аккумуляторы боятся сильных морозов. Значит, помимо специфического устройства для зарядки, они потребуют организации утеплителя. Да и сами по себе они вдвое дороже обычных.

Несмотря на то что во многих случаях использование гелевых батарей оправданно, в нашем климате они принесут больше хлопот, чем пользы.

Но что делать, если в процессе использования лебёдки или просто после длительной стоянки все батареи оказались разряжены и уже не в состоянии провернуть мотор? Есть решение, необычное как по конструкции, так и по принципу действия. Про суперконденсаторы, благодаря «Ё-Мобилю», слышали, наверное, все. Но то, что они как минимум пару десятилетий успешно применяются в качестве переносных источников питания, например, фотографами или на автосервисах, известно немногим. К тому же большинство из пользовавшихся подобными пусковыми блоками и не подозревали, что внутри небольших плоских коробочек нет вовсе никаких аккумуляторов! Накопителем и источником электричества в этих блоках являются электролитические конденсаторы большой ёмкости. Что это значит?

Герметичный бокс удобен для хранения. В нём помещаются и силовые провода,
и дополнительный переходник USB для зарядки от стороннего источника

Трудно поверить, что в столь компактной коробочке хранится заряд,
способный прокрутить стартер солидного мотора. Но это так

Конденсаторам совершенно безразлична рабочая температура. Они абсолютно не боятся мороза.

Кроме того, конденсаторы можно заряжать импульсным током даже от аккумулятора, севшего на 95%. Грубо говоря, саккумулировать остатки электричества на один пуск. Как это работает? Перейдём от теории к практике, используя для теста распространённое на нашем рынке устройство Berkut JSC-450 с максимальным током отдачи в 450 и наш редакционный автомобиль. Его аккумулятор посажен до семи вольт, его стартер уже не проворачивает большую бензиновую «восьмёрку» объёмом 5.6 литра. Подключаем клеммы к севшей батарее и нажимаем кнопку зарядки. Медленно, в течение пяти минут, пусковой блок зарядился. Теперь поворачиваем ключ, стартер бодро крутит – мы завелись! Пробуем ещё раз – и снова запуск, правда, аккумулятор уже почти полностью сел (видео этого процесса вы можете посмотреть на канале 4х4Club на YouTube). Следующий тест ещё более необычен. Пробуем подзарядить сами конденсаторы.

Вместо штатного аккумулятора заряжаем JSC-450 от пауэрбанка для мобильного телефона.

Используем для этого разъём мини-USB и провод в комплекте. Да, не быстро, но после двадцати минут перекачивания электронов волшебная коробочка показала зарядку в 12 вольт. Пробуем снова завести автомобиль – стартер крутит! Надо заметить, что мы испытывали прибор средней мощности – в продаже есть номиналы в 300 и 800 ампер.

Поведём итоги. Какие преимущества у конденсаторного пускового устройства? Прежде всего, за ним не нужен уход. Его можно бесконечно долго хранить как разряженным, так и заряженным. Между прочим, в заряженном состоянии конденсаторный блок может храниться бесконечно долго, оставаясь работоспособным при температурах от –40 до +65 °C. Им можно пользоваться для пуска и без аккумулятора, а заряжать конденсаторы от прикуривателя другого автомобиля или любого внешнего источника напряжением не выше 12V. Блок весит около полутора килограмм и имеет небольшие габариты. Даже вместе с герметичным кейсом его размеры не превышают и половины стандартного аккумулятора, а клеммы не боятся переполюсовки. Для дизельных автомобилей предусмотрен режим прогрева свечей накаливания с длительной отдачей меньшего тока.

Современные конденсаторы практически не стареют, что выливается в десять тысяч циклов заряда-разряда и срок годности в десять лет.

А недостатки? Да, они тоже есть. Во-первых, устройство предназначено именно для запуска двигателя. Крутить лебёдку у него если и получится (в режиме дизельного пуска), то недолго. Во-вторых, конденсаторный блок недёшев. Сегодня он примерно вдвое дороже аккумулятора автомобиля, для которого может быть использован. Тогда есть ли смысл брать его с собой в поездки? Если вы путешествуете большой командой – скорее всего, нет. Ведь всегда можно прикурить и классическим способом. Но в случае, когда ваш маршрут пролегает вдали от большого трафика и рассчитывать приходится только на себя, устройство конденсаторного пуска, брошенное в числе прочей поклажи на дно багажника, может стать палочкой-выручалочкой.

Одним словом, не забывайте о правильном питании, вне зависимости от того, кто потребитель – вы, мотор вашего автомобиля или его электроприборы.

Особенности подключения второго аккумулятора в машину

В автомобиле аккумуляторная батарея выполняет функцию питания для запуска двигателя и поддержки работоспособности имеющейся на борту электроники. Современные транспортные средства оснащаются все большим количеством приборов, которые требуют значительные объемы энергии для нормального функционирования. Зачастую, штатного элемента питания недостаточно.

Чтобы не попасть в ситуацию, когда автомобиль откажется заводиться, многие устанавливают дополнительный АКБ для качественного звука, или питания иного электроснабжения транспортного средства.

Для чего нужна вторая батарея?

Можно выделить несколько отдельных категорий автомобилей, требующих установки второго акумулятора.

Первая группа – внедорожники, оборудованные электролебедкой. Для работы этого приспособления требуется значительный расход энергии.

Если в транспорте всего одна батарея, то после эксплуатации в режиме остановки показатели напряжения на аккумуляторе значительно снизятся.

Другая категория — «нафаршированные» всевозможными дополнительными приборами авто, например: кофеваркой, микроволновой печью, проигрывателем DVD, ноутбуком, обогревателем, холодильником и т.п. Даже при запущенном двигателе суммарная мощность всех потребителей может превышать 2 кВт, что не покрывается среднестатистической батареей.

Третий тип — те авто, в которых установлены мощные мультимедийные и акустические системы. Нередко именно в состоянии покоя автомобиля используется это оборудование, что губительно для заряда АКБ. Для стандартного свинцово-кислотного аккумулятора, емкость которого составляет примерно 65 — 70 Ач, выдаваемая мощность примерно 4 — 4,3 кВт. Чтобы обеспечить энергией штатное электрооснащение транспортного средства требуется порядка 2 кВт, что оставляет для дополнительных приборов всего 2-2,3 кВт.

Специальное питание для автозвука

После установки дорогой высококачественной аудиосистемы на автомобиль многие водители замечают неполноценное воспроизведение некоторых звуков.

В общем плане звучание получается расстроенным, смазанным, замыленным или с другими дефектами. Все это связано с питанием, которое на выходы акустики подается ненадлежащим образом.

Существует две наиболее распространенные причины неполадок звуковых автомобильных систем:

Просадка напряжения

В этом случае проблема вызывается наличием высокого внутреннего сопротивления проводки и штатного АКБ. Большое сопротивление имеют соединительные кабеля ненадлежащего качества или большой длины, источники питания, держатели предохранителей и распределители питания. Хорошая работа любых приборов для усиления сигнала в автомобиле наблюдается только при наличии стабильного напряжения батареи в диапазоне от 12,8 В до 14 В.

Важно! Для четкого воспроизведения звука и работы усилителя требуется емкость АКБ не менее 14 В. Если этот показатель ниже, то все в машине будет функционировать кроме акустической системы. Фары и щетки отказываются работать при емкости менее 11 В. Двигатель стартует даже при 10% заряда батареи.

Любая «пиковая» нагрузка, возникающая в сети в результате ее перегрузки, например при воспроизведении мощного широкополосного сигнала барабанных установок или басов, вызывает проседание емкостных показателей из-за снижения в системе питания токопроводимости. Обнаружить проблемное место невозможно, поскольку подручные вольтметры не способны обнаружить точку образования причины искажений.

В большинстве случаев, для исправления всех проблем, потребуется больший поток электричества, который может обеспечиваться только дополнительной батареей.

Использование общего аккумулятора для двигателя, бортовой электроники и акустики

При использовании для питания акустики и остального электрооборудования всего одного аккумулятора дополнительные приборы быстро снимают заряд в результате работы, особенно во время стоянки машины. В случае «хронического» недозаряда, когда АКБ садится не полностью, а возможность возобновить емкостные показатели не представляется возможной на протяжении долгого периода, батарея портится. Пластины постепенно высыхают, в результате чего требуется серьезное возобновление аппарата или приобретение нового.

Добавление к штатному электрооборудованию сабвуфера, мощной акустики и усилителя звука приводит к резкому возрастанию нагрузки на АКБ, что способствует быстрому старению батареи, инициируя «хроническую» недозарядку. Достаточно заглушить автомобиль и измерить после проигрывания музыки емкость на клеммах аккумулятора.

Если показатель вольтметра зафиксирует 12,5 В, то значит заряд упал до 75%, при 12,2 В батарея разряжена наполовину, четверть заряда будет на отметке 11,9 В, а полностью разряженный прибор повернет стрелку измерителя не более, чем на 11,6 В.

Как подключить самостоятельно

Идеальный вариант современного мощного автомобиля с «полным фаршем» должен быть с двумя аккумуляторами. Это значительно упростило бы все проблемы с установкой, монтажом, расчетами для места прокладки проводки и ее длины и т.п.

Однако сегодня это «ноу-хау» пока остается в мечтах автолюбителей. Решения с двумя элементами питания есть только для спецтехники или в автомобилях, оборудованных мощным генератором, например как у модели Форд Транзит. Это обеспечивает достаточный ток для работы дополнительного электрооборудования или блокировки транспорта за счет резервного защитного контура, как в машинах инкассаторов.

Исправлять недоработок конструкторов при повышенных запросах приходится самостоятельно. Следует рассмотреть несколько рекомендаций для возможности оборудования второй емкости в транспортном средстве:

• Внешняя установка – при монтировании в салоне возникает опасность для пассажиров и водителя из-за выделяющихся кислотных газов при использовании свинцово-кислотной батареи.
• Высокая мощность аппарата – при совместном подключении с основным элементом питания устройства с высшими показателями быстрее восстановят заряд обеих АКБ.
• Мощность дополнительного аккумулятора должна совпадатьс показателями напряжения и силы тока штатного аппарата.
• Большой циклический резерв – после подключения к мощному оборудованию устройство будет гораздо чаще заряжаться и, соответственно разряжаться, чем штатный товарищ. Чем больше циклов сможет пережить батарея – тем дольше она прослужит.

Из последнего совета, очевидно, что не обязательно подбирать аналог по типу электролита, главное, чтобы ресурс службы был большим. На сегодня наилучшим решением считается гелевый АКБ, отличающиеся высокой устойчивостью к высокой цикличности зарядки-разрядки.

Схемы установки

Можно выделить три способа подключения дополнительного источника питания:

Подключение параллельно к штатному АКБ

Для организации подключения второй батареи этим способом следует запитать соответствующие клеммы прибора к штатному аккумулятору. В такой схеме будет существенный недостаток – передача энергии к потребителям осуществляется посредством прохождения через штатного брата.

Это означает первоначальный расход энергии основного аппарата и восполнение ее от подключенного, что требует длительное время. В конечном итоге на практике гораздо легче поменять местами батареи для продолжения движения и работы электрооборудования.

Важно! Передача со второго АКБ энергии на первый производится только в случае превышения значения напряжения на клемах дополнительной батареи показателей штатного элемента питания.

Данная схема приводит к получению двух батарей с половиной заряда, с которыми уехать хоть куда-то сложно. При эксплуатации в этом режиме старение оборудования ускоряется, поскольку неравномерность циклов заряда-разряда приводит к «хронической» недозаряженности обоих устройств.

Подключение через диодный изолятор

Это модифицированная схема параллельного подключения АКБ к штатному посредством диодного изолятора. Особенность детали в ее односторонней проводимости, что позволяет изолировать дополнительную батарею и бортовую сеть автомобиля. Цена «примочек» начинается с отметки в несколько тысяч рублей, зато они позволяют подсоединять несколько элементов питания.

Эта схема позволяет разделить электронику авто на две части. Штатные потребители остаются запитаны от главного АКБ, а остальная мощная электроника питается от второго. Подпитка обоих аккумуляторов выполняется от генератора, но на обслуживание периферии мощность тратится только с добавленного. Штатный остается «неприкасаемым» для сторонних нагрузок, обеспечивая режим постоянной готовности для запуска двигателя.

Единственный минус в такой схеме – это быстрая разрядка второго элемента питания. Если водителем использовалась лебедка или приборы полностью сняли заряд, то требуется подзарядка. Если дополнительная батарея потеряла эксплуатационный уровень емкости, а срочно требуется использование нештатной электроники, АКБ придется переставить местами и переподключить.

Последовательное подключение к общей сети

Данная схема была разработана с учетом недостатков двух предыдущих. В ее основе лежит принцип управления несколькими аккумуляторами, объединенными в общую цепь. Может использоваться ручной или автоматический режим управления батареями.

Потребители и электроника самого транспортного средства питается сразу от всех подключенных элементов питания. Если в одном устройстве снижается напряжение, то подпитка производится в результате переключения на другое. Таким же образом производится зарядка.

Для ручного выбора допускается самостоятельное переключение на нужную емкость в конкретный момент. В определенных моделях устройств организовывается отключение из-за критического снижения заряда или выдается предупреждение о снижении напряжения в сети. Более продвинутые схемы содержат специальные салонные индикаторы, показывающие уровень заряда на используемых АКБ.

Примерная инструкция

Для самостоятельного подключения дополнительного элемента питания необходимо учитывать советы, согласно которым работа устройств будет защищена от повреждений в результате неправильной эксплуатации. Для введения в цепь автомобиля другого АКБ нужно:

Шаг 1. Подобрать аккумулятор, емкость которого будет соответствовать характеристикам штатного элемента питания.

Рассмотреть существующие предложения на рынке АКБ, выбрать гелевый или свинцово-кислотный в зависимости от финансовых возможностей и предпочтений;

Шаг 3. Подготовить место для установки батареи: на жидком электролите аппараты могут устанавливаться только вне салона, внутри допускается монтаж исключительно аккумуляторов с гелеобразным электролитом;

Шаг 4. Выбор одной из трех возможных схем подключения: параллельно штатному, через диодный изолятор, последовательно к установленной батарее. Все зависит от имеющихся средств на приобретение диодного или управляющего устройства;

Шаг 5. Подключить выходы батарей (или же всей собранной системы) к соответствующим контактам генератора.

Полезное видео

В целом, подключение автомобильных аккумуляторов, подчиняется тем же правилам подключения источников питания, что и обычные батарейки, как в этом видео:

В зависимости от выбранной схемы следует придерживаться таких правил:

1. Для параллельного подключения «+» контакт дополнительной батареи просто присоединяется к «+» штатной.
2. Используя диодный изолятор, его требуется поместить на «+» выходах элементов питания, перед подключением к генератору обоих.
3. При последовательном подключении к общей сети, дополнительную батарею подводят из «+» выхода через управляющее устройство на генератор с подключением штатного АКБ.

Проверить соединения и показатели мощности на обеих батареях. Если все подключено удачно, приборы все работают на должном уровне, а ручной вольтметр фиксирует соответствующие значения в зависимости от типа подключения такой величины, как должны быть, можно смело пользоваться двумя аккумуляторами.

Какой из видов АКБ выбрать?

Для дополнительной батареи могут использоваться различные аккумуляторы: WET, GEL или AGM типа. Первый элемент питания на жидком электролите, а два других – гелевые, но разных конструкций.

WET

Преимущества:

• Невысокая цена;
• Легче подобрать аналогичный к штатному устройству.

Недостатки:

• Быстрый износ;
• Необходимость строго вертикального расположения для предотвращения КЗ;
• При наличии акустики с сабвуфером допускает «просадку» напряжения, что существенно портит качество звука;
• Не допускается установка внутри салона;
• Длительная полная зарядка.

GEL

Преимущества:

• Низкий показатель внутреннего сопротивления батареи;
• Высокая устойчивость к глубоким разрядам;
• Может устанавливаться независимо от расположения в пространстве;
• Безвредный для монтажа внутри салона автомобиля.

Недостатки:

• Необходимо искать специальные зарядные устройства хорошего качества, что довольно сложно на сегодня;
• При снижении температуры среды большие токи отдавать не способен;
• Большая цена за единицу.

AGM

Преимущества:

• Отличается высокой устойчивостью к «просадкам» напряжения, что делает его наилучшим для акустики с сабвуфером;
• Быстрая зарядка;
• Высокий показатель устойчивости к глубокому разряду;
• Отсутствуют вредные испарения при работе, может устанавливаться в салоне;
• Герметизация корпуса на хорошем уровне, что позволяет расположить батарею непосредственно возле усилителя и акустики, сокращая таким образом длину соединительных кабелей и внутреннее сопротивление цепи в целом;
• Может располагаться в любом положении относительно вертикали.

Недостатки:

• Несмотря на более низкую цену, чем гелевого сородича типа AGM для обычного автолюбителя является все еще дорогим удовольствием;
• Сложности с поиском ЗУ, поскольку в современных автомобильных лавках их нет, доступны только «подпольные» устройства с интернет-магазинов или продажа самостоятельно изготовленных кустарным способом из-под прилавка.

В данном видео подробно описаны достоинства и недостатки разных видов аккумуляторов, и их применение в качестве дополнительных источников питания:

Заключение

Наилучшим вариантом для хорошей акустики специалисты считают аккумулятор с гелеобразным электролитом типа AGM. Однако далеко не каждый автолюбитель может себе его позволить. Для подпитки других потребителей, которые не настолько чувствительны к уровню заряда на клеммах АКБ, как усилитель для звуковых систем, может подойти обычный свинцово-кислотный аккумулятор.

Главное найти для его установки место и правильно подключить, лучше через диодный изолятор. В любом случае, следует понимать, что либо платить нужно за дополнительную батарею гелевого типа, зарядное устройство к ней и дополнительные «примочки» для подключения, либо готовиться к частой смене WET элементов питания.