🔋 Как заряжать кальциевый (Ca/Ca) аккумулятор
Чтобы зарядить кальциевый аккумулятор правильно и до 100%, нужен особый подход. Особенно, когда он снят с машины. При стандартном подходе АКБ может стоять на зарядке сколько угодно, но до конца она никогда в таких условиях не зарядится. Это будет видно по плотности электролита, а также по индикатору, который всё никак не зеленеет. Хотя напряжение покоя будет говорить об обратном. Как зарядить кальциевый аккумулятор до 100%, и не сократить его ресурс — детально с пояснениями рассказано в этой статье на Авто без СТО.
Кратко о напряжении и плотности
Типичный представитель необслуживаемой кальциевой АКБ
Эти два параметра позволяют оценить степень заряженности АКБ с жидким электролитом. А в данном конкретном случае они нужны нам для того, чтобы понять — правильно ли мы зарядили кальциевый аккумулятор. Поэтому начнём с того, как по этим параметрам ориентироваться.
Напряжение
Здесь имеется в виду напряжение покоя.
Корректно измерить его можно только после того, как батарея постоит без какой-либо работы хотя бы 8-10 часов (не заряжаясь и не разряжаясь). За это время все электрохимические процессы в ней постепенно затухнут. А напряжение — стабилизируется. Очень часто об этом нюансе забывают, и меряют когда попало. В итоге вольтметр показывает завышенные данные, вводя автолюбителя в заблуждение.
Если же измерить напряжение покоя правильно, то по полученным показателям можно сделать выводы о степени заряженности аккумулятора. То же самое касается и севшей батареи. В каком бы состоянии она не была, напряжение покоя «расскажет», на сколько процентов она заряжена. Определить это можно при помощи простой таблички.
|
Напряжение покоя (В) |
Заряд (%) |
|
<11,90 |
0 |
|
11,95 |
10 |
|
12,00 |
20 |
|
12,05 |
30 |
|
12,15 |
40 |
|
12,20 |
50 |
|
12,30 |
60 |
|
12,40 |
70 |
|
12,50 |
80 |
|
12,60 |
90 |
|
12,70 |
100 |
|
>12,71 |
Некорректный замер |
Как показывает реальный опыт эксплуатации кальциевых аккумуляторов, переход в состояние покоя часто не происходит после 8-10 часов простоя.
Иногда требуется подождать немного дольше. Например, автор этого материала регулярно заряжает кальциевый аккумулятор своего автомобиля небольшими токами в течение двух-трёх дней подряд. Когда заряд останавливается вечером, то на утро напряжение на клеммах обычно больше 13 вольт. Это означает, что состояние покоя ещё не наступило.
Скорее всего, оно не наступает так долго из-за того, что накануне был длительный заряд малым током. Ведь когда АКБ заряжается штатно от генератора, то утром напряжение всегда адекватное. То есть, в рамках того, что перечислено в табличке выше. Отсюда можно сделать вывод: чем дольше заряжался кальциевый аккумулятор, и чем меньшими токами, тем больше надо ждать наступления состояния покоя.
Иногда требуется подождать немного дольше. Например, автор этого материала регулярно заряжает кальциевый аккумулятор своего автомобиля небольшими токами в течение двух-трёх дней подряд. Когда заряд останавливается вечером, то на утро напряжение на клеммах обычно больше 13 вольт. Это означает, что состояние покоя ещё не наступило.Плотность
Это ареометр — прибор для измерения плотности электролита в АКБ
Сразу же отметим, что для владельцев кальциевых аккумуляторов без пробок эта информация бесполезная. Если же у вас АКБ обслуживаемого типа, то вам обязательно надо знать о том, что такое плотность электролита, и как по ней определять степень заряженности батареи.
Измеряется она ареометром. Определять процент заряженности можно также по таблице. Хоть и с некоторыми оговорками, связанными с главной особенностью кальциевых аккумуляторов. Но об этом немного позже. А пока что — вот табличка.
|
Плотность (г/см3) |
Заряд (%) |
|
<1,12 |
0 |
|
1,14 |
10 |
|
1,15 |
20 |
|
1,16 |
30 |
|
1,18 |
40 |
|
1,19 |
50 |
|
1,20 |
60 |
|
1,22 |
70 |
|
1,23 |
80 |
|
1,25 |
90 |
|
1,26 |
100 |
|
>1,26 |
Плотность выше нормы |
Преимущество плотности по сравнению с напряжением покоя в том, что для её измерения не нужно ждать 8-10 часов.
Особенности Ca/Ca АКБ
Кальциевый аккумулятор — конструктивно представляет собой классическую свинцово-кислотную батарею, но с одним отличием. Заключается оно в том, что пластины в АКБ легированы кальцием. То есть, они так же изготовлены из свинца, но покрыты микроскопической намазкой из кальция. Сделано это для того, чтобы предотвращать процесс электролиза воды, содержащейся в электролите.
Здесь и далее некоторые понятия и процессы описаны упрощено, чтобы каждый смог понять, о чём речь.
Электролиз — это, можно сказать, одна из главных проблем обычных аккумуляторов. Он начинается, когда батарея более-менее заряжена, а напряжение заряда превышает 14,5 В. В процессе электролиза вода разлагается на водород и кислород, безвозвратно покидая АКБ.
В кальциевых аккумуляторах эта проблема была решена. И это необходимо было придумать, поскольку в процессе электролиза не просто вода разлагается на составляющие компоненты. Она уходит из аккумулятора, в результате чего снижается уровень электролита. Сам же электролит, при этом, стаёт более плотным. Концентрация кислоты в нём растёт, что не есть хорошо. Кроме всего прочего, электролиз пагубно сказывается на состоянии свинцовых пластин аккумулятора. Они постепенно осыпаются, разрушаются, повышая риск возникновения короткого замыкания. В общем и целом, ресурс АКБ сокращается. А благодаря кальцию — увеличивается.
Но это не всё, что нам в данный момент надо знать о кальциевых аккумуляторах. Дело в том, что так называемое кипение в классических АКБ было в некоторой степени полезным процессом.
Благодаря нему электролит в банках перемешивался, а его плотность выравнивалась. Кальциевые же аккумуляторы в обычных условиях кипеть не могут. В процессе заряда более плотный электролит опускается ниже, а на поверхности остаётся менее плотный. Именно из-за этого при классическом подходе к зарядке кальциевого аккумулятора измеряемая ареометром плотность никак не может достигнуть желаемого уровня, а индикатор не зеленеет.
Кроме этого, в последнее время часто поговаривают о стратификации электролита. Это процесс его расслоения. Химию рассматривать не будем. Нам важно лишь три вещи. Во-первых, из-за стратификации мы никогда не сможем корректно измерить плотность электролита, так как в верхних слоях она будет занижена. Во-вторых, повышенная концентрация кислоты в нижней части АКБ пагубно сказывается на свинцовых пластинах.
В-третьих, если вдруг такой аккумулятор разрядится зимой более, чем до 30%, есть все шансы на то, что сверху будет чистая вода, а не электролит.
Понятно, что при таком раскладе АКБ в буквальном смысле замёрзнет. Иногда замерзает так, что от расширения льда не выдерживает корпус батареи. Хотя это и не единственная возможная проблема.Из всего вышесказанного следует, что заряжать кальциевый аккумулятор традиционным способом не эффективно. Моментально он от этого, конечно же, не скопытится. Но потенциальный пятилетний ресурс легко может сократиться до двух-трёх лет. Собственно, это все особенности, которые нужно знать об АКБ Ca/Ca, если ваша цель — заряжать его правильно и полноценно.
Официальная инструкция
Как заряжать кальциевый аккумулятор нам рекомендуют производители? Они обычно прилагают к нему краткую инструкцию, в которой без каких-либо понятных объяснений пишут, что как делать. Одна из таких официальных инструкций сейчас лежит на столе, и мы возьмём из неё ключевые моменты.
Значит, написано в ней следующее:
- Заряжать кальциевый аккумулятор следует током, равным 10% ёмкости.
- При достижении напряжения заряда 14,4 В ток надо уменьшить в два раза и заряжать так в течение 10 часов.
- По завершению заряда необходимо проверить плотность электролита и, в случае высокой концентрации скорректировать её путём доливки воды.
- Каждый раз после корректировки плотности батарею надо ставить на заряд при напряжении 16 В, и проводить его в течение 40 минут.
Эта инструкция очень даже неплохая. Но в ней есть сразу несколько недочётов. Автор этой инструкции ни слова не сказал о тех случаях, когда плотность по окончанию заряда, наоборот, низкая. Также он ничего не сказал о том, что 16 В могут неблагоприятно сказаться на электронике автомобиля, если вам пришло в голову заряжать АКБ, не отключая его от бортовой сети. Кроме того, ничего в этой инструкции нет для тех, у кого зарядные устройства могут настраиваться только по напряжению, либо вообще автоматические.
Поэтому — немного дополним эту инструкцию. Вернее, перепишем её с нуля, не забыв о нестандартных ситуациях.
Также добавим в неё несколько рекомендаций, которые позволят продлить срок службы кальциевого аккумулятора.
Алгоритм зарядки кальциевого аккумулятора
Если бы инструкцию по зарядке кальциевого аккумулятора поручили написать автору этой статьи, то она выглядела бы следующим образом:
- Оцените степень заряженности батареи по напряжению покоя или индикатору на корпусе.
- Если напряжение покоя ниже 12,3 В (или индикатор не зелёного цвета) — зарядите батарею при помощи зарядного устройства.
- Отсоедините АКБ от бортовой сети.
- При наличии пробок — выверните.
- Подключите зарядное устройство, предварительно выставив ток заряда 10% от реальной ёмкости, а не от той, что написана на корпусе.
- Заряжайте до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение 14,4 В, а ток заряда не уменьшится до 0,1-0,3 А.
- Если в ближайшее время предстоит поездка, то просто подключите батарею к бортовой сети автомобиля.
- Если поездка не планируется, дополнительно заряжайте аккумулятор при напряжении 16,1 В на протяжении 40 минут.
- Если плотность электролита до 8-го пункта в норме, то заряжать напряжением 16,1 В не нужно.
- То же самое, если индикатор на корпусе батареи позеленел.
Что в итоге изменилось по сравнению с официальной инструкцией? Во-первых, мы исключили риск повредить электронику автомобиля напряжением 16,1 В. Во-вторых, мы дали понять, что суть заряда напряжением 16,1 В заключается в перемешивании электролита разной плотности. Если мы планируем поездку, он перемешается сам от вибрации. Если же нет — принудительно провоцируем электролиз высоким напряжением, то есть, кипятим аккумулятор (почитайте позже — почему кипит аккумулятор). В-третьих, мы дали понять, что разряженную до 60% (и ниже) кальциевую батарею следует зарядить. В противном случае начнётся сульфатация.
Кроме того, если внимательно почитать предложенный алгоритм зарядки кальциевого аккумулятора, можно понять, что он подходит почти для всех типов зарядных устройств.
Даже для самодельных. Кстати, возможно, вам будет интересно, как выбрать зарядное устройство.
Но и это ещё не всё. Даже наша дополненная инструкция не может называться полноценной. В ней нет ответов на многие вопросы, которые часто задают обладатели кальциевых аккумуляторов. Поэтому, потратим ещё немного времени, и разберём 10 вопросов, касающихся АКБ этого типа. К слову, многие из предоставленных ответов являются универсальными. То есть, будут полезны и в тех случаях, когда аккумулятор не кальциевый, а какой-либо другой — классический, AGM, GEL и так далее.
О десульфатации автомобильных аккумуляторов
Ответы на часто задаваемые вопросы
Рассмотренные далее вопросы не взяты с потолка. Многими из них задавался в своё время автор этого материала, другими интересовались друзья и знакомые. Ответы на них найти не так-то просто. Ведь на «видных местах» в Интернете обычно встречается либо скудная информация, либо сильно разнящаяся по смыслу. То есть, одни «знатоки» вещают одно, другие, которые «эксперты», противоречат первым, и задвигают свои соображения.
Автолюбителю же остаётся только гадать — кто говорит правильно, а кто ошибается.
Пару слов стоит сказать о том, откуда взяты ответы на вопросы, представленные далее. Во-первых, это личный опыт автора — просто эксплуатация Ca/Ca батарей, а также эксперименты с их зарядкой разными зарядными устройствами и в различных режимах. Во-вторых, некоторые знания были почерпнуты с профильных книг, коих было прочитано не менее десятка. В-третьих, это логика и здравый смысл. Как оказывается, это важно. Ведь некоторые «спецы» с You Tube такое показывают и рассказывают об аккумуляторах, что и без книг с опытом понятно — это не работает.
Каким зарядным устройством заряжать кальциевый аккумулятор?
Одно из самых популярных ЗУ для кальциевых АКБ
Если нужно без танцев с бубнами, то специальным зарядным устройством для кальциевых аккумуляторов. К ним относятся те, у которых имеется режим зарядки напряжением 16,1 В.
Как пользоваться такими устройствами, понятно описано в инструкциях по их эксплуатации. Основной принцип базируется на том, что уже рассказано выше.
Заряжать кальциевую АКБ можно и любым другим зарядником, у которого предусмотрена ручная регулировка напряжения. В таком случае весь процесс делится на два этапа. Сначала заряжается до напряжения на клеммах 14,4 В и минимального тока. Затем примерно на полчаса даётся напряжение 16,1 В. При этом следует учитывать и ток, так как он может быть очень большим, если сразу выставить указанный вольтаж.
Если зарядное устройство не специальное, и в нём не предусмотрены регулировки напряжения, зарядить кальциевый аккумулятор стационарно до 100% не получится. Однако, как показывают реальные опыты, этого позволяет добиться механическое перемешивание электролита вместо кипячения повышенным напряжением. Всё, что для этого надо, так это установить АКБ на машину и проехаться несколько километров по не самой ровной дороге. После этого, как правило, и плотность выравнивается, и индикатор на корпусе зеленеет.
Каким напряжением заряжать кальциевый аккумулятор?
Для полноценного заряда необходимо напряжение не менее 14,4 В. Если АКБ заряжается стационарно, то в конце нужно принудительно перемешать электролит путём электролиза. Вы уже знаете, каким напряжением его спровоцировать. Под капотом в обычных условиях такой проблемы нет, так как всё отлично перемешивается от вибраций. Здесь очень полезно обращаться к логике и здравому смыслу. Если производители знают, что на машинах напряжение бортовой сети 14,4—14,8 В, то стали бы они делать АКБ, которые не могут обойтись без 16 В.
На просторах Интернета встречаются умники, которые выдвигают дурную идею, что кальциевые АКБ вообще не стоит покупать для машины. Мол, напряжения, достаточного для 100-процентного заряда, под капотом нет, а значит аккумулятор быстро умрёт от сульфатации. Это бред, вызванный непониманием. Реальный опыт это подтверждает. Если неисправности генератора в вашей машине отсутствуют, кальциевая батарея без проблем будет служить положенные 5 лет.
А то и дольше.
Личный рекорд автора — 11 лет (совместно с предыдущим владельцем автомобиля). Столько прослужила кальциевая батарея на машине, если верить выбитой на корпусе дате выпуска. Правда, последние полтора года ёмкости в ней было от силы 15 ампер-часов, и её частенько приходилось насиловать зарядным устройством. Скончалась она из-за того, что случилось короткое замыкание в одной из ячеек.
Каким током заряжать кальциевый аккумулятор?
Наверное, все знают, что сила зарядного тока должна быть не более 10% от ёмкости аккумуляторной батареи. Это золотое правило. Но оно с подвохом, если можно так выразиться. Дело в том, что ёмкость аккумуляторов постоянно снижается в процессе эксплуатации. А большинство автолюбителей продолжают жарить их 10% от того, что написано на корпусе. Приводит это к тому, что АКБ заряжается неполноценно, а её ресурс в итоге сильно сокращается.
Чем отличается реальная ёмкость от написанной на корпусе?
Этот малыш может измерить реальную ёмкость АКБ
Потому надо понимать, от какой именно ёмкости брать эти самые 10%.
Конечно же, пока кальциевый аккумулятор новый, есть все шансы, что ампер-часов в нём столько, сколько написано на корпусе. Но уже через год этот показатель заметно уменьшается. Даже если за батареей ухаживать, не допуская вредных для неё режимов. Реальную ёмкость можно измерять специальными устройствами. Если покупать их охоты нет, то просто после каждого года службы АКБ откидывайте от изначальной ёмкости на корпусе 10-15 ампер-часов. Уже от этой цифры берите 10%, и заряжайте.
Сколько по времени заряжать кальциевый аккумулятор?
Время зарядки кальциевого аккумулятора зависит от следующих факторов:
- реальная ёмкость батареи;
- ток заряда;
- степень разряда.
Чем большая ёмкость и степень разряда, и чем меньший ток, тем заряжать придётся дольше. В среднем, полностью разряженный кальциевый аккумулятор на 60 ампер-часов при начальном токе 6 А заряжается за 15-20 часов. Не 10 потому, что АКБ «усваивает» не всю отданную её энергию.
Со временем это время уменьшается, так как батарея теряет ёмкость, а заряжать её зачастую продолжают всё теми же шестью амперами. На последних стадиях жизни АКБ может заряжаться всего за пару часов. Если у вас так, то вам полезно будет почитать, как выбрать аккумулятор.
Как заряжать необслуживаемый кальциевый аккумулятор?
Единственное отличие в данном случае заключается в том, что нет возможности напрямую измерять плотность электролита. Соответственно, отпадает один из методов оценки степени заряженности АКБ. Остаётся ориентироваться только по индикатору на корпусе, а также по напряжению покоя. Во всём остальном алгоритм такой же, как и для обслуживаемых кальциевых батарей. Дополнительно о зарядке необслуживаемых АКБ.
Обязательно ли заряжать напряжением 16 В?
Нет, необязательно. Если кальциевый аккумулятор по всем признакам «чувствует» себя нормально под капотом автомобиля, 16 вольтам там и взяться неоткуда. Что же касается стационарной зарядки, то и в этих случаях «кипятить» электролит повышенным напряжением вовсе необязательно.
Он перемешается от вибрации прямо на автомобиле.
Если же кальциевая батарея находится на хранении, либо в какой-то неподвижной системе (например, накапливает энергию от солнечных панелей или ветрогенератора), то без 16 В обойтись нельзя. В противном случае АКБ ждёт сульфатация пластин и стратификация электролита.
Можно ли заряжать кальциевый аккумулятор прямо на машине?
Здесь имеется в виду — снимать ли клеммы. Дело в том, что на многих современных автомобилях (да и на не очень современных) отсоединение АКБ от бортовой сети приводит к определённым проблемам. В частности, могут сбрасываться те или иные настройки, плавать обороты холостого хода и так далее. Так вот. Если отключение батареи вызывает у вас подобного рода проблемы, то заряжать можно, не снимая клеммы.
Однако давать напряжение 16,1 В при подключённой бортовой сети, всё же, не стоит. Нередко из-за этого выгорала незащищённая электроника. В особенности, часто от такой эксплуатации страдают внештатные бюджетные гаджеты — магнитолы, регистраторы, сигнализации, навигаторы и прочее.
В таких случаях лучше надеяться на то, что электролит перемешается в процессе движения.
Почему индикатор заряда не зеленеет?
Индикатор в кальциевой АКБ часто показывает не то, что хотелось бы
Если вы внимательно читали то, что написано выше, то вы уже знаете ответ на этот вопрос. Если кальциевый аккумулятор заряжать без кипячения в конце, то плотность электролита в верхних слоях будет пониженной. А индикатор — это своеобразный поплавок, который работает как раз-таки в верхних слоях электролита. В итоге, если батарею не кипятить, шарик не всплывает, и окошко не зеленеет. Как показывает практика, после небольшой поездки по неровным дорогам индикатор заряженного без кипячения аккумулятора зеленеет.
Нужно ли заряжать новый кальциевый аккумулятор?
На тему — нужно ли заряжать новый аккумулятор — написана отдельная статья. Представленная в ней информация распространяется на все типы АКБ, включая Ca/Ca. Переходите. Читайте.
ВИДЕО: о зарядке кальциевых аккумуляторов
youtube.com/embed/LENS19zpCIM» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen» loading=»lazy»>
Краткие итоги
Как видно из вышесказанного, зарядка кальциевого аккумулятора имеет свои особенности. А всё из-за того, что в АКБ этого типа реализована защита от кипения. Под капотом это полезная вещь. А вот при зарядке от стационарного зарядного устройства — трудность, преодолевать которую приходится повышенным напряжением. В целом же, как показывает опыт, если заряжать кальциевый аккумулятор регулярно, своевременно и правильно, ухаживать за ним и следить, то служит он долго. Больше 5-ти лет. Проверено автором Авто без СТО.
На сайте Авто без СТО вышел мастер-класс с фотоотчётом о подзарядке кальциевого аккумулятора пред зимой.
SEVBAT SERVICE — любые аккумуляторы, автозапчасти и автосервис в Севастополе
Разряженный аккумулятор неработоспособен, глубоко разряженный аккумулятор не только неработоспособен, но и быстро и необратимо деградирует.
Чтобы не допустить преждевременный выход из строя аккумулятора, его требуется своевременно и правильно зарядить.
В подавляющем большинстве случаев аккумулятор оказывается в разряженном состоянии не по причине своего плохого качества, а в результате нашей собственной неграмотности или безалаберности. К разряженному состоянию аккумулятора может привести неисправность в системе зарядки автомобиля, плохо натянутый ремень генератора, неисправности в электропроводке автомобиля, неплотно закрытая дверь или багажник, не выключенная лампочка и др. Поэтому в этой статье мы коснёмся, главным образом, правил и нюансов зарядки исправных, не сильно изношенных и ещё не сильно засульфатированных аккумуляторов. Для восстановительной зарядки аккумуляторов, которые уже сильно изношены или засульфатированы в результате долгой и интенсивной эксплуатации или систематических нарушений правил по эксплуатации требуется специальное оборудование и специальные навыки. Поэтому остановимся на случаях, где вмешательство специалиста не требуется.
Способов зарядки существует много, но основных – всего два. Это зарядка постоянным током, и зарядка при постоянном напряжении. Эти способы, как правило, и реализуются в большинстве зарядных устройств. Все остальные способы зарядки – ступенчатый заряд, импульсный заряд, реверсивный заряд, комбинированные методы и др. являются производными от двух основных, и в непрофессиональных зарядных устройствах, как правило, не встречаются. У каждого из способов есть свои преимущества и свои недостатки. Поэтому, по большому счету, не важно, какой из способов реализован в данном конкретном ЗУ. При соблюдении всех необходимых правил любым из них можно достаточно качественно зарядить аккумулятор.
Итак, приступим.
Зарядка аккумулятора должна проводиться в хорошо проветриваемом помещении. В процессе зарядки выделяется смесь водорода и кислорода – гремучий газ, поэтому не допускайте вблизи аккумулятора открытого огня, искрения, не курите. При необходимости поверхность аккумулятора надо очистить от пыли и загрязнений.
Лучше это делать не синтетической ветошью во избежание возможной электризации и появления искры. Если аккумулятор обслуживаемый, то крышки заливных отверстий лучше вывернуть, вентиляционные отверстия прочистить.
Для оптимальной зарядки желательно более-менее точно представлять тип аккумулятора, степень его изношенности, состояние, в котором он находится в данный момент.
Классические свинцово-сурмяные аккумуляторы заряжаются током не более чем одна десятая часть емкости. Аккумуляторы с серебряным и кальциевым легированием, а так же изготовленные по гибридной технологии на первых этапах зарядки допускают более высокие токи зарядки.
Если Ваше зарядное устройство имеет регулировку по току, то соответственно выставляется зарядный ток величиной не более одной десятой емкости аккумулятора. Если мощность ЗУ не позволяет выставить такой ток, то можно выставить ток меньшей величины, для аккумулятора это даже полезно. При зарядке малым током активизируется большая поверхность активной массы, КПД зарядки выше, то есть зарядка проходит более качественно, но и время зарядки так же, соответственно, увеличивается.
Так что, если позволяет время, аккумулятор лучше заряжать током меньшей величины, оптимально – 1/20 часть емкости.
В зарядных устройствах, не имеющих регулировки по току, как правило, реализован принцип зарядки по постоянному напряжению. В таких ЗУ по мере зарядки зарядный ток уменьшается, и время для полной зарядки требуется больше, чем у ЗУ со стабилизацией по току.
Степень изношенности аккумулятора отражается на КПД зарядки. Чем аккумулятор изношеннее, тем ниже КПД. В пределе для нового аккумулятора КПД не превышает 85% при зарядке малым током. Для аккумулятора, который в эксплуатации уже не один год, КПД зарядки не больше 50-60%. Следует так же помнить, что при снижении температуры КПД зарядки так же падает.
Для определения степени заряженности обслуживаемых и малообслуживаемых аккумуляторов нужен ареометр. Степень заряженности достаточно точно определяется по плотности электролита.
Таблица 1. Степень заряженности АКБ при температуре +15
0С.
Степень заряженности, % |
100% |
75% |
50% |
25% |
Плотность электролита, г/см3 |
1,27 |
1,24 |
1,21 |
1,17 |
Напряжение на клеммах АКБ U,В |
12,7 |
12,5 |
12,3 |
12,0 |
Таблица 2. Поправки к показаниям ареометра в зависимости от температуры.
Температура электролита, 0С |
-30 |
-15 |
0 |
+15 |
+30 |
+45 |
Поправки к показаниям ареометра, г/см3 |
-0,03 |
-0,02 |
-0,01 |
0 |
+0,01 |
+0,02 |
При отсутствии ареометра или если аккумулятор полностью необслуживаемый степень его заряженности можно примерно определить с помощью вольтметра.
Напряжение одной электропары свинцово-кислотного аккумулятора равно 2,11В. То есть напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора (который состоит из 6-ти секций) составляет Uхх=12,66В. Далее степень заряженности определяется по таблице 1.
Разряженным считается аккумулятор, имеющий степень заряженности меньше 75%, глубоко разряженным – имеющий степень заряженности меньше 50%. Такой аккумулятор в обязательном порядке надо снимать с эксплуатации и ставить на зарядку.
После определения состояния аккумулятора и возможностей зарядного устройства можно ответить на основной вопрос: сколько времени, и каким током заряжать аккумулятор для оптимальной заряженности.
Пример
Необходимо как можно быстрее зарядить аккумулятор типа 6-СТ60, который находится в эксплуатации около трех лет. Плотность электролита по секциям составляет 1,18-1,20г/см3. Для зарядки есть зарядное устройство со стабилизацией по току.
Итак, по плотности электролита можно определить, что степень заряженности аккумулятора составляет не более 40%. Поскольку аккумулятор надо зарядить быстро, целесообразно выставить ток зарядки Iзар=1/10*С(где С – емкость аккумулятора).
Для полной зарядки аккумулятору нужно сообщить зарядную емкость Сзар=С*(1-qзар)=60*(1-0.4)=36А*ч.
Поскольку АКБ достаточно долго находится в эксплуатации КПД зарядки составит порядка 60%. Теперь можно оценить время зарядки Тзар= Сзар/( Iзар*КПД)=36/(6*0.6)=10часов.
То есть ориентировочное время полной зарядки составит около 10-ти часов. Если же для зарядки будет использоваться ЗУ со стабилизацией по напряжению, то время зарядки будет примерно в 1,5 раза больше.
Все приведенные расчеты приблизительны. Никогда нельзя точно определить степень заряженности и степень изношенности аккумулятора. Реальное время зарядки может несколько отличаться от расчетного как в одну, так и в другую сторону.
В любом случае и при использовании любого ЗУ зарядка должна вестись под наблюдением.
На первом этапе зарядки большая часть энергии тратится на поляризацию пластин и разогрев электролита, чем на непосредственные зарядно-восстановительные процессы в электролите и в активной массе пластин. Поэтому в это время роста плотности электролита практически не наблюдается. В дальнейшем плотность начинает достаточно линейно возрастать, и по достижении полной заряженности ее рост замедляется. Дальше рост плотности электролита обусловлен уже не восстановительными реакциями, а электролизом воды, ее испарением, активацией процессов износа электродов. То есть аккумулятор выходит в режим перезаряда.
Интенсивное газовыделение в аккумуляторе в процессе зарядки начинается по достижении примерно 80% заряженности, когда аккумулятор уже почти полностью заряжен. После начала интенсивного газовыделения аккумулятор желательно держать на зарядке не более 2-х часов. После этого можно говорить о полной зарядке аккумулятора.
Интенсивное газовыделение может начинаться и раньше, если аккумулятор достаточно сильно изношен или засульфатирован.
Для такого аккумулятора все вышеприведённые расчёты некорректны, и дальнейшую зарядку и восстановление его нужно доверить специалисту.
В процессе зарядки нужно следить за температурой электролита. При нагреве аккумулятора более 45 0С зарядку нужно прекратить и продолжить её только поcле остывания не выше 30 0С.
Далее приводится график изменений параметров аккумулятора в процессе зарядки (см. рис.1).
Рисунок 1.
Зарядка абсолютно необслуживаемых аккумуляторов осложнена тем, что нет возможности контроля за плотностью электролита.
Такие аккумуляторы лучше заряжать ЗУ со стабилизацией по напряжению. Необслуживаемые аккумуляторы изготовляются, как правило, с применением кальциевого или серебряного легирования пластин. КПД зарядки таких аккумуляторов несколько выше, кроме того, для них допускаются более высокие зарядные токи, т.
е. такие аккумуляторы заряжаются быстрее.
При использовании ЗУ со стабилизацией по напряжению в районе 15 В необслуживаемый аккумулятор даже из полностью разряженного состояния зарядится уже через 14-16 часов, в то время как обычному свинцово-сурьмяному требуется не меньше суток.
Если же для зарядки необслуживаемой АКБ используется ЗУ со стабилизацией по току, то зарядку лучше проводить до достижения напряжения зарядки порядка 15 В, т. е. до уровня 80% заряженности во избежание интенсивного газовыделения, потому что испарившуюся воду в такой аккумулятор долить нельзя, а достигнутой степени заряженности вполне достаточно для дальнейшей эксплуатации.
В некоторых ЗУ предусмотрено отключение зарядки при достижении на клеммах аккумулятора определённого напряжения.
Далеко не всегда при этом аккумулятор достигает достаточной заряженности. В таком случае зарядку лучше проводить на малом токе и, соответственно, длительное время.
Если у аккумулятора имеется разброс плотности по секциям более 0,03 г/см3 , то зарядку такого аккумулятора лучше проводить при постоянном токе величиной не более 1 А длительное время вплоть до выравнивания плотности по секциям.
Если выровнять плотность не удаётся, то такой аккумулятор необходимо нести на диагностику и «лечение» к специалисту. После завершения процесса зарядки аккумулятор нужно насухо протереть несинтетической ветошью, а также, в случае необходимости, откорректировать уровень электролита. В дальнейшем старайтесь не допускать глубокой разрядки аккумулятора, так как это в любом случае сокращает срок службы аккумулятора.
Обслуживание и ремонт современных автомобилей. Любые аккумуляторы, запчасти, расходные материалы, масла и жидкости для автомобилей. Техническая помощь с выездом на место.
Наш адрес: г. Севастополь, ул. Степаненко 4.
+7978-835-5338
СТО: +7978-835-5339
Время работы: ПН-СБ 9.00 — 18.00 , ВС — выходной.
Наш электронный адрес: [email protected]
— Свинцово-кислотный аккумулятор: что произойдет, если в течение длительного периода времени будет подаваться очень низкий зарядный ток?
Обратите внимание, что единственным параметром зарядки является (постоянный) ток , установленный на уровне 750 мА .
Ответы сначала будут рассматривать именно это, а затем подробно описывать другие ситуации.
Вопрос 1:
Что произойдет со свинцово-кислотным аккумулятором емкостью 40 Ач, если зарядный ток составит всего 750 мА?
Возможность зарядки = Да
Аккумулятор LA будет заряжаться током C/50: 0,75/40 ~ 1/50.
Если аккумулятор полностью разряжен, он полностью зарядится через 50 часов (2 полных дня).
Однако, если аккумулятор разряжен лишь частично, он достигнет состояния «полностью заряжен» намного раньше.
Вопрос 2:
Зарядится ли он на полную мощность, скажем, с 12 В до 12,7 В после длительного времени?
или
Будет ли он постоянно испорчен в процессе?
Риск повреждения от перезарядки = реальная возможность
Безусловно, да для первой части (заряжено на 100 %) и, вероятно, да для второй части (риск необратимого повреждения).
После того, как батарея заряжена на 100 %, она достигает уровня напряжения, при котором она не может накапливать энергию.
Затем ток, подаваемый в батарею LA, используется для электролиза воды в растворе с образованием газообразных водорода и кислорода, известного как выделение газа и снижение уровня электролита. Продолжая это, свинцовые пластины подвергаются воздействию воздуха, и, если их оставить открытыми, они будут необратимо поврежден .
Неявный вопрос: Как избежать повреждений?
Фаза ограничения тока — это только первая фаза процесса зарядки аккумулятора в Лос-Анджелесе, когда около 80% полного заряда обрабатывается в аккумуляторе химическим путем. Эту фазу иногда называют стадией массовой зарядки — см. эту страницу Chargetek (и этот отредактированный график):
Когда батарея достигает заданного уровня напряжения, зарядное устройство должно прекратить подачу тока, и управление зарядными устройствами теперь становится постоянным напряжением установлен на уровне плавающего напряжения.
Этот уровень зависит от температуры окружающей среды (аккумулятора), но для температуры в помещении V_float ~= 13,5 В.
Выше V_float может произойти выделение газа, и двухступенчатое зарядное устройство спроектировано (или должно быть) для предотвращения выделения газа.
Двухступенчатое зарядное устройство выполняет эти 2 фазы :
- Массовая зарядка на фазе с ограничением тока (или постоянным током).
- Устройство поддержания заряда на фазе постоянного напряжения.
Как видно, такое зарядное устройство по сути представляет собой блок питания, где
- V_set = V_float и
- I_набор = I_набор.
Существует несколько алгоритмов зарядки с преимуществами по сравнению с описанным выше простым двухступенчатым зарядным устройством.
3-ступенчатая зарядка :
Очень эффективным и популярным методом является 3-ступенчатая зарядка, которая позволяет ускорить зарядку с некоторым выравниванием ячеек.
Я подробно рассмотрел здесь этот тип зарядных устройств, их параметры зарядки (напряжение, ток, время и т. д.) и предложил несколько вариантов линейной схемы.
Как заряжать ионно-литиевые батареи, литий-полимерные батареи и литий-железо-фосфатные элементы, включая зарядные устройства для литиевых батарей.
| 4 августа 2022 г. | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
Зарядка литий-ионного аккумулятораОсновыЭти замечания в равной степени относятся к литию ионные и литий-полимерные аккумуляторы. Химия в основном одинакова для
два типа аккумуляторов, поэтому методы зарядки литий-полимерных аккумуляторов могут
использовать для литий-ионных аккумуляторов. Зарядка литий-железо-фосфат 3,2 вольта ячейки идентичны, но фаза постоянного напряжения ограничена 3,65 вольт. Литий-ионный аккумулятор легко заряжать. Безопасная зарядка труднее. Основной алгоритм заключается в зарядке постоянным током (от 0,2 C до 0,7 C в зависимости от производителя) до тех пор, пока напряжение батареи не достигнет 4,2 В на шт. элемент) и удерживайте напряжение на уровне 4,2 вольта, пока ток заряда не упадет до 10% от начальной ставки. Условием окончания является падение ток заряда до 10%. Верхнее зарядное напряжение и ток завершения немного различается в зависимости от производителя. Тем не менее, таймер зарядки должен быть включены для безопасности. Зарядка не может быть завершена напряжением.
емкость, достигаемая при напряжении 4,2 вольта на элемент, составляет всего от 40 до 70% от полной емкости
если только заряжать очень медленно. Это Важно отметить, что непрерывная зарядка неприемлема для литиевых аккумуляторов. батареи. «Непрерывная зарядка» означает, что определенный ток принудительно подается в батарея даже полная. Капельная зарядка используется в свинцово-кислотных, NiCad и NiMH батареи, чтобы держать их заряженными. Литий-ионная химия не может принять даже струйка перезарядки, не вызывая повреждения элемента, возможного обшивки металлический литий и становится опасным. Плавающая зарядка, однако,
полезная опция. «Плавающая зарядка» означает, что на аккумулятор подается определенное напряжение.
батарея, батарея может принимать ток или нет, в зависимости от ее состояния
заряда. Проблема безопасности при постоянном заряде батареи заключается в том, что
если зарядное устройство каким-то образом выйдет из строя и подаст более высокое напряжение, это может
быть проблемы. И, по логике, чем короче время включения зарядного
менее вероятно, что заряд пойдет наперекосяк при подключении к аккумулятору. Вопрос
изредка всплывает «Какой эффект от зарядки менее 4,2
вольт?» В отличие от других химических элементов батареи, батарея будет заряжаться, но
никогда не достигнет полного заряда, он будет заряжен только частично. Причина этого
что заполнение ионов в анодных или катодных кристаллах требует большего напряжения
чем простое напряжение электрохимической ячейки. Чем выше напряжение, тем больше
могут быть введены ионы. Страница, связанная здесь, содержит наше исследование и некоторые
количественные данные об относительной емкости литий-ионных аккумуляторов, которые
заряжается ниже 4,2 вольта. Преимущество зарядки при более низком напряжении заключается в том, что
срок службы резко возрастает. Эта ссылка показывает, как литиевое железо емкость фосфатных аккумуляторов изменяется в зависимости от зарядного напряжения. Напряжение заряда эксперименты с литий-железо-фосфатными батареями, показывающие, как меняется емкость с напряжением заряда. Зарядка литий-ионных аккумуляторов с низкой скоростьюКогда скорость заряда во время фазы постоянного тока низкая, процесс зарядного устройства будет проводить меньше времени во время хвоста постоянного напряжения. Если вы взимаете плату ниже около 0,18 C, ячейка практически заполнена, когда достигается напряжение 4,2 вольта. Этот может использоваться как альтернативный алгоритм зарядки. Просто зарядите ниже 0,18C постоянный ток и прекратить заряд, когда напряжение достигнет 4,2 вольта на ячейку. БезопасностьКаждый литий-ионный аккумулятор должен иметь метод поддержания баланса клеток и предотвращения их чрезмерной разрядки. Обычно это делается с помощью платы безопасности, которая контролирует заряд и разгрузку рюкзака и предотвращает возникновение опасных ситуаций. Технические характеристики этих защитных досок определяются производителем ячейки, и
может включать следующее:
| |||||||||||||||||||
По этой причине вам необходимо продолжать заряжать
до тех пор, пока ток не упадет, и завершить на слабом токе.
Однако,
есть еще один метод безопасности, плата защиты аккумулятора, которая должна быть
включены либо в батарею, либо в другую схему между батареей и
зарядное устройство. BPB (также известный как PCB для «платы защиты») или
другая схема управления аккумулятором остановит заряд, если напряжение станет слишком высоким.
высокий.
| |
| |||||||||
