Как правильно заряжать автомобильный аккумулятор?
Срок службы автомобильного аккумулятора (далее АКБ) напрямую зависит от соблюдения режима его эксплуатации (нельзя допускать полного разряда). Поэтому периодически требуется делать подзарядку, используя внешнее зарядное устройство (ЗУ). Расскажем подробно, как выбрать оптимальный ток заряда в зависимости от емкости батареи, сколько времени необходимо на процесс, а также дадим другие полезные рекомендации по данной теме.
Зачем необходима подзарядка от внешнего ЗУ?
Зарядка АКБ в авто производится от электрогенератора. Но с целью защиты электрооборудования, напряжение, поступающее с этого устройства, ограничивается специальным реле-регулятором. В то время как для обеспечения полного заряда напряжение должно быть несколько выше. То есть, произвести 100% зарядку от электрогенератора не представляется возможным, что вынуждает время от времени использовать внешнее ЗУ.
В теплое время года такое положение некритично, завести авто можно даже от аккумулятора заряженного всего на четверть. Зимой ситуация резко меняется. Минусовая температура снижает емкость устройства (при сильных морозах может даже в половину), но кроме этого увеличится потребление тока из-за увеличения вязкости смазки в моторе. Эти факторы могут привести к тому, что двигатель не запустится, если заряд будет не полным.
Оценка степени зарядки
Это важный этап, позволяющий установить оптимальный ток зарядки и определить необходимое для процесса время. Проблема заключается в том, что произвести точное измерение остаточного заряда доступными способами практически невозможно. Но существуют методики, позволяющие произвести косвенную оценку состояния АКБ, перечислим их:
- Измерение напряжение на аккумуляторе, не подключенном к нагрузке.
- Измерение напряжения при помощи нагрузочной вилки.
- Снятие показаний напряжения с подключенной в сеть автомобиля АКБ.
- Определение заряда при помощи гидрометрического индикатора (при условии, что он имеется в оборудовании).
Кратко расскажем о каждой методике.
Измерение напряжения неподключенного аккумулятора
Снимать показания напряжения с батареи необходимо, когда она находится в состоянии покоя. Для этого необходимо выждать не менее 7 часов после демонтажа устройства с машины или отключения от ЗУ. Для установления уровня заряженности батареи производим сверку с соответствующей таблицей.
Таблица для определения степени заряда ненагруженного аккумулятора по напряжениюПриведенные данные подходят для кислотных устройств на 24, 12 и 6 В любого типа, при условии соблюдения температурного режима в диапазоне 20°С – 25°С.
Измерение напряжения при помощи нагрузочной вилки
Чтобы не ждать шесть часов, можно снять показания напряжения воспользовавшись специальным прибором – нагрузочной вилкой. Как видно из схемы, это обычный вольтметр, зашунтированный резистором.
Внешний вид и упрощенная схема прибораНоминал сопротивления R1 зависит от емкости батареи, например, для 60 А*ч это 0,02 Ом. Такие приборы, как правило, универсальны, что позволяет проводить измерения на аккумуляторах различной емкости. К прибору прилагается таблица, позволяющая определить степень заряда, пример ее приведен ниже.
Таблица для определения степени заряда при помощи загрузочной вилки После подключения прибора показания можно снимать через 6-8 секунд.Измерение напряжения с не отключенной АКБ
В том случае, когда нагрузочная вилка отсутствует, быстро оценить состояние батареи можно измерив на ней напряжение без отключения от внутренней сети машины. Для обеспечения необходимого уровня нагрузки потребуется включить фары дальнего света и зажечь габаритные огни (при выключенном моторе). В этом случае величина тока нагрузки будет около 10 Ампер. Заряд можно считать достаточным, если в процессе проверки напряжение не опустится ниже 11,2 Вольт (для устройств на 12 В).
В качестве альтернативы, используется метод снятия показаний в процессе запуска мотора. В этом случае при нормальном заряде прибор покажет 9,5 Вольт или больше. Если показания окажутся ниже, это говорит о критичной разрядке. Следовательно, требуется зарядка от внешнего ЗУ.
Заметим, что в последнем варианте низкие показания напряжения возможны при неисправном стартере.
Завершая тему об измерении напряжения на контактах батареи, следует обратить внимание на точность измерительного прибора. При определении уровня заряда мы оперируем десятыми долями вольта, следовательно, погрешность даже в один процент вызовет ошибку на порядок выше, то есть около 10%. Погрешностью в 5% увеличит такую ошибку до 50%, что делает оценку заряда вообще бессмысленной. Исходя из этого, желательно использовать приборы, у которых погрешность будет на уровне 0,1%.
Определение заряда при помощи гидрометрического индикатора
У некоторых батарей имеется специальный глазок, который называют гидрометрическим индикатором, с помощью которого можно оценить уровень заряда.
Аккумулятор ISTA c гидрометрическим индикаторомБлагодаря таким устройствам можно определить состояние заряда, не используя для этой цели никакие измерительные приборы, что довольно удобно и практично.
Внешний вид гидрометрических индикаторовДанное устройство устанавливается в одну из банок. Конструктивно оно представляет собой прозрачную трубку, именуемую световодом, в конце которой закреплена пластиковая втулка с негерметичной трубкой V – образной формы. Внутри последней располагается поплавок, окрашенный в зеленый цвет. Материал поплавка подобран так, чтобы он приобретал плавучесть при плотности 1,226 г/см3 и температуре 22°С. При таких условиях он виден через глазок, что говорит о заряде, превышающем 60% (А на рис. 7).
Рисунок 7. Устройство и принцип работы индикаторов зарядаПри снижении заряда плотность электролита уменьшается, и поплавок тонет, скатываясь в одну из ножек. В этом случае глазок будет оставаться темным (В на рис.7). Это сигнализирует о том, что требуется подзарядка.
В том случае, когда уровень электролита опускается ниже допустимого (С на рис.7) наблюдатель в глазок увидит отраженный свет. Это означает, что необходимо добавить дистиллят.
У данного способа определения заряда есть два существенных недостатка:
- При морозе плотность электролита возрастает, соответственно, индикатор может отобразить нормальный уровень заряда, когда фактически он будет меньше нормы.
- Индикатор установлен в одну банку, поэтому отображает только ее состояние.
Ток и время зарядки
Чтобы определить время зарядки необходимо воспользоваться следующей формулой: .
При этом емкость должна указываться фактическая, а не полная, например, при 50% заряде устройства с емкостью 40 А*ч, в формулу следует вставлять значение 20 А*ч.
Производители рекомендуют производить зарядку током величиной на порядок меньшим полной емкости батареи. То есть, если эта величина составляет 40 А*ч, то Iзарядки должен быть 4 А (40*0,1).
Приведем пример расчета для АКБ 40 А*ч с зарядом 0%(менее 25%) и 50%. В первом случае мы получим (40/4)*1,4 = 14 часов. Во втором варианте – (20/4) * 1,4 = 7 часов.
Заметим, что на сильно разраженную батарею желательно подавать меньший ток, что соответственно приведет к увеличению времени процесса.
Напряжение выставлять нет необходимости, в ЗУ оно устанавливается автоматически в соответствии с типом устройства.
Как производить зарядку автомобильного аккумулятора?
Кратко распишем алгоритм действий:
- Подготовительный этап. Он начинается с чистки снятого АКБ, чтобы удалить с него грязь и кислотные остатки. Сделать это можно ветошью, смоченной в растворе соды.
Если устройство снабжено пробками, то выкручиваем их, это обеспечит выход для газов, образующихся в процессе.
Проверяем уровень заполнения электролитом, в том случае, если он ниже нормы, добавляем дистиллят.
- Подключение к внешнему ЗУ. Делать это необходимо в соответствии с маркировкой прибора и аккумулятора. Изменение полярности приведет к полной разрядке и может вывести ЗУ из строя. Соединительные провода должны быть, как минимум, Ø 1,3 мм, что соответствует сечению 1,0 мм2.
Нельзя нарушать полярность при зарядке АКБ - Процесс зарядки. Распишем его подробно. Теоретически зарядка может производиться током, величина которого соответствует не достающей емкости. Например, если составляет 50% от 40 А*ч, то ток устанавливается величиной 20 А, после чего постепенно снижается вплоть до полной зарядки. На этом принципе работают автоматические ЗУ. Плюс таких устройств снижение времени процесса, серьезный минус – высокая стоимость.
Нельзя нарушать полярность при зарядке АКБРучной режим требует большего времени. Принцип его расчета, как и тока зарядки, был расписан выше.
После расчетного времени, можно понизить ток до величины 0,6 А и оставить батарею заряжаться в этом режиме еще несколько часов. Такой способ гарантирует полную зарядку.
- По окончанию процесса, устанавливаем заряженную батарею на место и подключаем ее к внутренней сети машины.
Калькулятор времени зарядки аккумулятора
Советы и рекомендации от специалиста
Допускается производить зарядку, без демонтажа батареи. Но в этом случае необходимо предварительно отключить от нее массу.
Необходимо использовать только соответствующие ЗУ, зарядки от телефонов и ноутбуков для этого не подходят. Правда последние теоретически можно использовать, если у них соответствует напряжение, но для этого во избежание КЗ потребуется установить ограничитель тока. Его роль может играть лампочка от фары, подключенная последовательно ЗУ. Сколько уйдет времени на зарядку несложно рассчитать, с учетом, что у таких устройств ток зарядки не превышает 2 А.
Производить зарядку на морозе нельзя, предварительно АКБ необходимо вынуть из машины и оставить на несколько часов в теплом помещении.
Как часто заряжать автомобильный аккумулятор
Исправный аккумулятор не создаёт никаких проблем при условии температуры окружающей среды выше нуля. Запуск мотора в этом случае может обеспечить аккумулятор, заряженный лишь на 50%. В случае падения температуры ниже 0 ёмкость аккумулятора мгновенно падает в полтора-два раза. Зимой запуск мотора требует подачи более мощного пускового электротока из-за загущения моторного масла внутри картера, вследствие чего стартеру становится сложнее проворачивать коленвал.
Эксплуатация авто в зимний период нередко подразумевает непродолжительные поездки, эксплуатацию множества видов энергоёмкого оборудования (для подогревания зеркал, сидений и пр.). Нагрузка, которую испытывает аккумулятор, сильно увеличивается. В этом случае получить зарядку от генератора, а также компенсировать потери, которые тратятся на запуски, аккумулятор просто не успевает. Поэтому оптимальным вариантом является полная зарядка его с помощью зарядного устройства не реже, чем раз в год, пока не наступили холода.
При наличии проблем, связанных с запуском мотора и вызванных неисправностями самого двигателя (топливной аппаратуры, компрессии и др. узлов), автовладелец вынужден гораздо дольше и интенсивней вращать стартер. В подобной ситуации зарядка аккумулятора с помощью внешнего зарядного устройства необходима чаще.
Часто возникающие вопросы
Можно ли заряжать аккумулятор не снимая клеммы?
Выключение зажигания с выниманием из замка ключа ещё не гарантирует, что каждое устройство машины обесточено. Сигнализация, мультимедийное головное устройство, освещение салона и подобное могут быть в это время включены либо пребывать в ждущем состоянии. Это приводит к подаче на включенные автомобильные устройства чересчур высокого напряжения. В результате обычно эти устройства выходят из строя. В случае наличия в машине приборов, которые невозможно целиком обесточить после того, как выключено зажигание, проводить зарядку аккумулятора, не отсоединяя клеммы, недопустимо. Перед зарядкой нужно в такой ситуации обязательно отключить «минусовую» клемму.
Нельзя начинать отключать АКБ с «плюсовой» клеммы. «Минусовую» клемму соединяют с электрической сетью машины через непосредственное соединение с кузовом. При попытке отключить «плюс» в первую очередь возможны печальные последствия. Вследствие непреднамеренного контакта инструмента с элементами авто, сделанными из металла, может возникнуть короткое замыкание. Такая ситуация весьма распространена, когда с помощью ключей откручивают плюсовую клемму с вывода аккумулятора, а минус не снят.
%rtb-4%
Можно ли заряжать аккумулятор на морозе?
Зарядку можно смело осуществлять в холодных помещениях. В ходе зарядки происходит нагревание батареи и устанавливается высокая температура электролита внутри «банок». Вносить аккумулятор в тёплую среду для зарядки необходимо, когда в нём замерз электролит, из-за чего полностью села АКБ. Зарядка такого аккумулятора должна проводиться только после того, как оттает электролит.
Сколько времени заряжать аккумулятор?
Время зарядки аккумулятора зависит от зарядного устройства и ёмкости самого аккумулятора. Данный вопрос мы раскроем в отдельной статье.
Как часто заряжать аккумулятор?
Как уже писалось ранее, аккумулятор при необходимости надо заряжать один раз перед морозами. Верхнего предела частоты нет. Но если АКБ очень часто приходится заряжать, возможно есть более серьезные проблемы как с самим аккумулятором, так и с автомобилем, например, на АКБ не поступает заряд с генератора при езде или при выкипании нарушилось соотношении кислоты и воды.
Как правильно зарядить аккумулятор автомобиля — Интернет-журнал «Электрон» Выпуск №5
В настоящее время существует много методов заряда аккумуляторов. Есть более современные, требующие специальных зарядных устройств, а есть и простые, классические методы заряда, известные еще с момента создания аккумуляторных батарей и пользующие популярностью по сей день.
Сегодня рассмотрим два классических метода заряда аккумуляторной батареи.
1. Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного тока. I=const.
2. Заряд аккумулятор при постоянстве зарядного напряжения. U=const.
Сегодня нам потребуются следующие приборы:
1. Уровнемерная трубка (если есть)
2. Ареометр.
3. Вольтметр (мультиметр или встроенный прибор зарядного устройства).
4. Зарядное устройство.
Перед началом зарядки аккумулятора нужно убедиться в необходимости этого, то есть произвести проверку аккумулятора и подготовить его к зарядке, для этого нам необходимо:
1. Очистить корпус батареи, клеммы от окислов, вывернуть заливные пробки
2. Проверить уровень электролита с помощью уровнемерной трубки и если наблюдается пониженный уровень (менее 10-12 мм)необходимо долить дистиллированной воды.
3. Измерить плотность электролита с помощью ареометра
4. Измерить напряжение (ЭДС) аккумулятора с помощью вольтметра или мультиметра.
…и желательно записать или запомнить эти значения они нам понадобятся для контроля конца заряда аккумулятора.
По измеренным значениям плотности и напряжения аккумулятора оценить нуждается ли он все-таки в зарядке или нет.
Плотность электролита в полностью заряженной батареи измеренная при температуре +25°С в зависимости от климатической зоны должна соответствовать значениям указанным в таблице.
Напряжение на полностью заряженной батареи должно быть не менее 12,6 вольта.
Как проверить аккумулятор я уже подробно рассказывал во втором выпуске журнала ЭЛЕКТРОН.
Не заряжайте аккумулятор если в этом нет необходимости, так как это приведет к сокращению его срока службы в результате перезаряда батареи.
Принцип заряда аккумулятора состоит в том, что к аккумулятору подключается напряжение с зарядного устройства, причем для возникновения зарядного тока, то есть начала процесса заряда аккумулятора, зарядное напряжение должно быть всегда больше напряжения на аккумуляторной батареи.
Если зарядное напряжение будет меньше напряжения на аккумуляторе, то направление тока в цепи поменяется и батарея начнет отдавать свою энергию зарядному устройству, то есть разряжаться на него.
Итак, рассмотрим первый метод заряда аккумуляторной батареи.
Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного тока.
Заряд аккумулятора постоянным значением зарядного тока является основным универсальным методом заряда. Необходимо знать, что при использовании этого метода, в отличие от некоторых других, аккумуляторная батарея заряжается до 100% своей емкости.
При данном методе величина зарядного тока на протяжении всего заряда поддерживается неизменной.
Это достигается либо применением специальных зарядных устройств с функцией установки заданного значения зарядного тока, либо включением в цепь заряда реостата, однако в последнем случае изменять значения сопротивления реостата для достижения постоянства зарядного тока в процессе заряда необходимо самостоятельно.
Смысл в том, что в процессе заряда сопротивление аккумулятора и напряжение на нем изменяются, что приводит к уменьшению зарядного тока. Для поддержания зарядного тока на постоянном уровне необходимо увеличивать значение зарядного напряжения с помощью вышеупомянутого реостата.
Еще раз скажу, что в современных зарядных устройствах значение зарядного тока может поддерживается автоматически.
Сила зарядного тока обычно выбирается равной 10% от емкости аккумулятора, той, что указана на корпусе батарей. В литературе эта емкость обозначается как С20, что является емкостью при 20 часовом режиме разряда. Просто запомните это.
Время заряда аккумулятора при этом зависит от степени его разряженности перед началом заряда. Если аккумулятор был разряжен полностью но не ниже 10 вольт, то ориентировочное время его заряда будет в пределах 10 часов.
Если вас не лимитирует время заряда, то лучше заряжать аккумулятор током 5% от емкости АКБ, при этом процесс заряда происходит более качественно и батарея заряжается на 100% от своей емкости, при этом увеличивается время заряда.
Заряд аккумуляторной батареи производится до достижения обильного газовыделения, постоянства напряжения и плотности электролита на протяжении 2 часов.
Напряжение зарядного устройства, подключенного к аккумуляторной батареи, обычно в конце заряда достигает величины 16-16,2 вольта.
Следует сказать, что в конце заряда аккумулятора методом постоянства зарядного тока происходит значительное увеличение температуры электролита в нем. Поэтому при достижении температуры 45 градусов, следует уменьшить зарядный ток в 2 раза, либо вообще прервать заряд для снижения температуры до 30-35 градусов.
Итак, берем зарядное устройство, подключаем плюсовой и минусовой зажим к клеммам аккумулятора, ручку установки зарядного тока ставим на минимум, то есть в крайнее левое положение, подключаем зарядное устройство в сеть.
Далее устанавливаем зарядный ток, равный 10% от емкости аккумулятора и через каждые 2 часа контролируем плотность электролита, напряжение на аккумуляторе, которые в процессе заряда аккумулятора будут увеличиваться и если есть возможность температуру электролита, либо хотя бы косвенно, трогая корпус АКБ рукой.
Если зарядное устройство не имеет функцию поддержания постоянства зарядного тока, то поддерживаем его в ручную, изменяя зарядное напряжение и контролируя зарядный ток через каждые полчаса по амперметру зарядного устройства, либо амперметру, включенному последовательно в зарядную цепь.
При достижении напряжения примерно 14 вольт, производим контроль плотности и напряжения через каждый час.
При наблюдении признаков заряда (кипение, постоянство плотности и напряжения), отключаем зарядное устройство от сети, отключаем зажимы от аккумулятора.
Наш аккумулятор заряжен.
Недостатки метода заряда:
1. Длительное время заряда аккумулятора (при заряде током 10% от емкости порядка 10 часов, при заряде током 5% от емкости – около 20 часов, при условии, что аккумулятор был полностью разряжен).
2. Необходимость частого контроля процесса заряда (зарядного тока, напряжения, плотности и температуры электролита).
3. Существует вероятность перезаряда аккумулятора.
Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного напряжения.
Заряд аккумулятора при поддержании постоянного значения напряжения на нем является более ускоренным и простым методом введения батареи в строй.
Суть этого метода заряда заключается в следующем.
Зарядное устройство непосредственно подключается к аккумуляторной батареи и в процессе всего заряда поддерживается постоянное значение зарядного напряжения. При этом напряжение устанавливается в пределах 14,4-15 вольт (для 12-ти вольтового аккумулятора).
При таком методе заряда величина зарядного тока устанавливается, можно сказать, автоматически, в зависимости от степени разряда, плотности электролита, температуры и других факторов.
В начале заряда аккумулятора зарядный ток может достигать больших значений, даже 100% от емкости аккумулятора, так как ЭДС батарей имеет наименьшее значение, а разница между этой ЭДС и напряжением заряда наибольшее. Однако в процессе заряда ЭДС аккумулятора увеличивается, разность между ЭДС аккумулятора и зарядным напряжением уменьшается, тем самым уменьшается зарядный ток, который через 2-4 часа может достичь порядка 5-10% от емкости АКБ. Опять же все зависит от степени разряженности батареи.
Такие большие токи заряда и являются причиной более быстрого заряда аккумуляторной батарей.
В конце процесса заряда аккумулятора зарядный ток уменьшается почти до нуля, поэтому считается, что при заряде методом поддержания постоянного значения зарядного напряжения аккумулятор зарядится только до 90-95% от своей емкости.
Таким образом, при значении зарядного тока близкого к нулю, заряд можно прекратить, батарею привести в исходное состояние и установить на автомобиль.
Кстати заряд аккумулятора при постоянной величине зарядного напряжения реализован в автомобиле.
Если напряжение на аккумуляторе меньше 12,6-12,7 вольт (в зависимости от марки автомобиля), то реле регулятор подключает генератор к аккумулятору для его подзарядки. Причем напряжение с генератора соответствует величине 13,8-14,4 вольта (стандартное значение, в иномарках встречается напряжение генератора немного больше указанного значения).
Итак
1. Подключаем зарядное устройство к аккумулятору,
2. Устанавливаем зарядное напряжение пределах 14,4-15 вольт,
3. Контролируем зарядный ток аккумулятора
4. Снимаем аккумулятор с зарядки при значение ток близкого к нулю.
Недостатки метода:
1. Заряд аккумуляторной батареи производится не до полной ее емкости, а в среднем до 90-95% от ее значения.
2. Большая перегрузка источника зарядного напряжения в начале заряда, в следствие большого зарядного тока (актуально при заряде аккумулятора от генератора автомобиля).
По завершении заряда аккумуляторной батарей любым из методов необходимо:
1. Убедиться что напряжение на нем имеет значение не менее 12,6 вольта,
2. Плотность электролита в пределах 1.27 г/см3
3. Уровень электролита 10-12 мм над пластинами
4. Устранить возможные потеки электролита и установить аккумулятор на автомобиль.
А теперь вопрос. В некоторых видео на ютуб и в статьях на сайтах я встречал такой совет по подключению зарядного устройства к аккумулятору: сначала подключаем плюс, потом минус. Так вот я хотел бы узнать ваше мнение правильно ли это утверждение или последовательность подключения проводов зарядного устройства не имеет значения?
Пишите свои мнения в комментариях.
Предлагаю посмотреть подробное видео в котором я поясняю как зарядить аккумулятор используя два классических метода заряда: