Заряд аккумулятора разряд – Восстановление аккумулятора контрольно — тренировочным циклом: Как провести КТЦ АКБ, как правильно разрядить и зарядить полностью разряженную батарею

Содержание

Восстановление аккумулятора контрольно — тренировочным циклом: Как провести КТЦ АКБ, как правильно разрядить и зарядить полностью разряженную батарею

Многие автовладельцы делятся историями о том, что аккумулятор эксплуатировался недолго, но автомобиль удаётся запустить с большим трудом. Выясняя, в чём причина, обнаруживается, что электрооборудование исправно, реле — регулятор срабатывает вовремя, и работа генератора также не вызывает нареканий. Но при этом аккумулятор совершенно не принимает заряд.

Обратившись в любой автосервис, получим совет — не искать причины такого поведения АКБ а просто заменить батарею на новую. Но не всегда стоит следовать этому совету и тратить деньги. Стоит попробовать разобраться в проблеме и добиться того, чтобы батарея начала принимать заряд.

Что такое КТЦ?

Автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор для автомобиля не вечен, срок его использования составляет примерно от 5 до 7 лет, как указывает производитель. Но в реальности на подобный срок не приходится рассчитывать, ведь режимы работы далеки от идеальных.

Низкие температуры и короткие поездки в городском режиме езды не  лучшим образом сказываются на работоспособности АКБ, а если владелец халатно относится к эксплуатации аккумулятора, то онизживает себя гораздо раньше. Но порой случается так, что батарея даже при правильном обслуживании выходит из строя.

Чтобы уберечь себя от лишних денежных трат на новый аккумулятор, достаточно дважды в год проводить простой процесс — тренировку автомобильного АКБ.

Контрольно-тренировочный цикл АКБ (КТЦ) — это технологическая процедура, проводимая для восстановления аккумуляторов, полностью разряженных или находящихся в долгой эксплуатации. Благодаря этому циклу возможно не только выявить срок работы батареи и возможность для дальнейшего использования, но и повысить характеристики уставшего АКБ, и частично восстановить его.  Провести КТЦ можно собственными силами.

Для тренировки аккумулятора понадобится приготовить инструмент:

  1. Устройство для заряда;
  2. Ареометр для определения плотности электролита;
  3. Понадобится нагрузка конкретной величины;
  4. Мультиметр для измерения силы тока и напряжения.

Как правильно разрядить и зарядить аккумулятор

Чтобы произвести контрольно-тренировочный цикл правильно, важно следовать инструкции по выполнению операции.

Цикл тренировки состоит из нескольких этапов:

  1. Предварительный заряд АКБ;
  2. Контрольный разряд;
  3. Окончательный заряд.

Каждый этап требуется выполнять со всей возможной точностью и качеством. Прежде чем начать работу обязательно выполните все необходимые расчёты, исходя из характеристик конкретно вашей батареи. Для проведения контрольного разряда, потребуется нагрузка определённой, конкретной величины.

Предварительный заряд АКБ

Если использовать рыночное зарядное устройство для аккумулятора, то процедура получится достаточно простой. Понадобится лишь подключить аккумулятор к зарядке и ждать окончания процесса. Но даже в этом случае, после зарядки необходимо провести замер аккумулятора ареометром, чтобы убедиться в полном заряде батареи, и выровнять, если это нужно, уровень и плотность во всех банках.

Если зарядка упрощённая, то придётся применить расчёты по формуле, хотя и в этом случае особой сложности в зарядке АКБ не возникнет. Ареометром измеряется исходная плотность электролита, учитывая заданную ёмкость батареи, рассчитывается потеря ёмкости. Узнать, на сколько процентов заряжен АКБ, можно по таблице.

Таблица заряда АКБ по плотности электролита и напряжению

Напряжение, В Плотность электролита Заряд, %
12,72 1,28 100
12,5
1,24
75
12,35 1,2 50
12,1 1,16 25

Например, плотность — 1,16 г/см3, это означает, что батарея заряжена на одну четверть. Учитывая ёмкость АКБ (к примеру, 60Ah), можно вычислить потерю ёмкости по следующей формуле:

Ёмкость АКБ умноженная на заряд (в %) и вместе, делённое на 100%

Получаем расчёт:

60Ah * 75% / 100% = 45 Ah

Напряжение тока заряда должно составлять 1/10 от ёмкости батареи. Чтобы вычислить время, необходимое для полного заряда аккумулятора, нужно воспользоваться формулой:

2*потеря ёмкости/зарядный ток=время заряда

Зарядный ток при 60Ah=6A.

Расчёт по формуле с учётом всех параметров получается следующий:

t = 2 * 45Ah / 6A = 15h(часов)

Следует помнить, что время по расчётам может несколько отличаться от времени по факту, поэтому дополнительно проверьте напряжение и плотность, показатели в 1,27- 1,28 г/см3 и напряжение в 12,7вольт, и означают окончание заряда.

Правильно разряжаем АКБ

Чтобы восстановить функционирование аккумулятора, нужно, как это ни парадоксально, полностью разрядить АКБ. Однако разряд должен быть контролируемым, и производиться строго определённой силой тока.

Необходимо создать электрическую цепь из потребителя электрического тока(строго определённой ёмкости) а так же вольтметра и амперметра. Разряжать АКБ необходимо током так называемого 10-часового режима, величина которого составляет 9% — 10% от емкости АКБ.

Важно отметить, что разряд АКБ производится в зависимости от типа батареи. По типу батареи выбирается и величина тока при КТЦ.

Чтобы правильно выбрать данную величину, можете ориентироваться на таблицу:

Тип батареи
Разрядный ток, Ампер Тип батареи Разрядный ток, Ампер
6СТ — 140Р 12.6 6СТ — 190 17.0
6СТ — 45 4.2 6СТЭН — 140М 12.6
6СТ — 50 4.5
3МТ — 12
1.2
6СТ — 55 5.0 3МТ — 8 0.7
6СТ — 60
5.4
6МТС — 9 0.8
6СТ — 75 6.8 6МТС — 22 2.0
6СТ — 82
7.5
12СТ — 85Р 8.0
6СТ — 90 8.1 12СТ — 70М 7.0
6СТ — 105 9.5 12СТ — 70 7.0
6СТ — 132 12.0 3СТ — 150 13.5
6СТ — 182 16.5 3СТ — 215 19.5

Первая цифра в маркировке означает количество банок аккумулятора, СТ — значит стартерная  а цифры обозначают номинальную ёмкость АКБ. Нас интересуют стандартные автомобильные аккумуляторы, начинающиеся на: 6СТ- …

В случае с аккумулятором в 60 — это 5.4 ампера. Можно просто приобрести обычную автомобильную лампочку максимально приближенную по мощности.

  • Подобрать можно, рассчитав необходимую характеристику лампы по формуле: P = I * U  

где: P – мощность измеряемая в Вт, U напряжение(12 Вольт), а I — необходимая для нас сила тока.

  • Подставляя все значения, находим: 5.4 A * 12v = 64.8 Вт. 

Иными словами для проведения КТЦ, аккумулятору в 60 Ah, потребуется лампочка в 65 ватт.

При выполнении разряда обязательно следите за состоянием аккумулятора!

  1. Температура электролита в начале операции должна быть от 18 до 27 °C. При разряде батареи нужно тщательно следить за постоянством тока.
  2. Напряжение и температура измеряются перед установкой батареи на разрядку, затем замеряются через каждые 2 часа.
  3. Когда напряжение упадёт до 1,85 В, замеры делают каждые 15 минут.
  4. Как только напряжение понизится до 1,75 В, процесс разряда нужно контролировать непрерывно.
  5. При напряжении в 1,7 В разряд следует закончить.

Если время разряда аккумулятора значительно уменьшилось, это значит, что параметры батареи заметно ухудшились. Батарея будет работать, но в соответствии с оставшейся ёмкостью.

Чтобы рассчитать остаточную ёмкость АКБ, можно воспользоваться формулой:

Q=величина тока * разряд (в часах)

К примеру, паспортная ёмкость составляет 60 Ah, а на его разряд током 5,4 ампер, ушло 6 часов. То количество остаточной ёмкости можно вычислить просто перемножив по формуле:

Q = 5,4 * 6 = 32.4 Ah.

Полученная реальная ёмкость намного меньше указанной в паспорте аккумулятора, что говорит о том, что такой аккумулятор постепенно выходит из строя.

Важно! При контрольном разряде следует обязательно засекать время начала и окончания, записывать начальную и конечную температуру.

После завершения этого этапа необходимо приступать к окончательному заряду как можно скорее, иначе ёмкость аккумулятора значительно снизится. Нельзя оставлять АКБ в разряженном состоянии!

Заряжаем разряженную батарею

Окончательный заряд батареи не отличается от предварительного полного заряда. Полезно выполнить весь цикл контрольной тренировки раза два или три. После окончания всего процесса нужно тщательно очистить клеммы аккумулятора, стереть остатки электролита.

Контрольно-тренировочный цикл позволит полностью зарядить аккумулятор, восстановить его работоспособность, а также узнать, в каком состоянии он вообще находится. Проводившие КТЦ автолюбители делятся опытом, что на полный цикл этого процесса уходит около двух дней. А также предупреждают, что оставлять АКБ во время процедуры заряда или разряда категорически нельзя.

Не известно, что может произойти с батареей без присмотра, и велика вероятность, что вместо положительного результата аккумулятор будет испорчен. Кроме того, не рекомендуется сильно разряжать АКБ или заряжать его током под высоким напряжением во избежании кипения. Неосмотрительное отношение приведёт к печальным последствиям.

Важно! Если нет уверенности в собственных силах, лучше доверить работу с аккумулятором специалистам в автосервисе.

Заключение


Проведение контрольно-тренировочного цикла АКБ довольно ювелирный процесс, для него требуется тщательность и предельная внимательность, однако эффективность КТЦ неоднократно доказана большим количеством автолюбителей. Если подойти к данной операции ответственно и соблюдать все правила, а также провести её несколько раз, то старым аккумуляторам можно дать новую жизнь, и утилизировать их не придётся.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

что такое контрольно-тренировочный цикл и как его провести в домашних условиях

Ктц аккумулятораАккумулятор — важная часть системы зажигания автомобиля. Однако со временем ёмкость его падает, и рано или поздно настаёт момент, когда батарея наотрез отказывается крутить стартер. Однако не стоит спешить выбрасывать старую АКБ. Вернуть её к жизни можно с помощью контрольно-тренировочного цикла — КТЦ аккумулятора.

Почему разряжается батарея

Каждый аккумулятор имеет определённую ёмкость, которая измеряется в ампер-часах. То есть, если на АКБ написано, что её ёмкость 65 А*ч, это значит, батарея способна выдавать ток силой 1 ампер в течение 65 часов. Однако на деле все далеко не так. Аккумулятор разряжается при пуске двигателя и работе электроприборов, а заряжается от автомобильного генератора.

Этот цикл никогда не бывает полным, поэтому со временем батарея «привыкает» расходовать не все электричество, аккумулированное в ней, а только его часть.

На уменьшение ёмкости могут влиять и другие факторы. Среди них:

  • Ктц аккумулятора в домашних условияхМеханические повреждения. Плохо закреплённая батарея может треснуть, из-за этого часть электролита вытекает наружу. Из-за сильного разряда происходит замыкание пластин внутри АКБ, и она перестает работать.
  • Неисправность электрооборудования. Слишком большой ток, вырабатываемый генератором, будет приводить к постоянному «закипанию» АКБ. Слишком низкий не будет успевать заряжать её полностью.
  • Сульфатация. Внутри аккумулятора находятся свинцовые пластины, которые под действием кислоты, содержащейся в электролите, начинают покрываться белым налётом — сульфатом свинца. Если этот процесс запустить, АКБ полностью перестанет работать.
  • Городская эксплуатация без дополнительной подзарядки. Частый пуск двигателя, большое количество включённых потребителей электричества при езде в городском цикле не дают аккумулятору заряжаться полностью. Если время от времени его не подзаряжать дополнительно, он быстро выйдет из строя.
  • Пониженная температура. Каждый градус ниже чем +20 по Цельсию — это минус 1% от ёмкости аккумулятора. Если на улице -30, это значит, что АКБ может работать только «наполовину» своей номинальной мощности. Если батарея старая частично разряжена — и того меньше.

Из-за этих причин нужно периодически проводить осмотр АКБ. Важно проверить как состояние самой батареи, так и токопроводящих клемм. Их нужно регулярно очищать от окислов и смазывать специальной смазкой.

Зачем тренировать аккумулятор

Контрольно тренировочный цикл аккумулятораАккумулятор нужно регулярно диагностировать: проверять его внешнее состояние, напряжение, которое он выдаёт, уровень электролита в нём. Обычно такую проверку совмещают с проведением сезонного техосмотра. Если аккумулятор плохо заряжается и быстро садится — это первый признак того, что пора провести контрольно-тренировочный цикл. В домашних условиях КТЦ аккумулятора можно провести в любом помещении, где есть вытяжка. Контрольно-тренировочный цикл кислотных аккумуляторов можно делать и в гараже, но обязательно на снятой и отключённой от всех потребителей батарее.

Проведение КТЦ аккумуляторных батарей можно поручить и специалистам. Однако эта процедура совсем несложна, и вполне по силам сделать её самостоятельно. Для этого потребуются:

  • зарядное устройство;
  • два провода;
  • вольтметр;
  • реостат или лампочка подходящей мощности;
  • часы, чтобы засечь время.

Нужно помнить, что при зарядке батарей выделяется водород, поэтому помещение, в котором проводятся работы с АКБ, должно быть хорошо проветриваемым.

Стоит воздержаться от курения и пользования открытым огнём. Аккумуляторный электролит — сильная кислота, и при работе с ним нужно предпринимать все необходимые меры для защиты кожи, глаз и органов дыхания.

Порядок проведения КТЦ

Ктц аккумуляторных батарейКонтрольно-тренировочный цикл аккумуляторных батарей начинается с зарядки. Батарею следует зарядить полностью с помощью зарядного устройства. После этого нужно проверить плотность электролита с помощью ареометра. Нормальное его значение находится в пределах 1,27 — 1,28. Если плотность больше нормы — долить дистиллированной воды. Уровень электролита должен быть на 10−15 мм выше уровня пластин. Если плотность ниже нормы, электролит лучше заменить на новый.

Следующим этапом КТЦ АКБ является её полная разрядка. Производится она так называемым десятичасовым током. Его величина определяется как 10% от номинальной ёмкости батареи. Если на батарее указана ёмкость, например, 55 А*ч, то разряжать её нужно током 55/10 =5,5 ампер. Для того чтобы точно отрегулировать значение тока, в цепь необходимо включить реостат. Однако за неимением его можно воспользоваться автомобильной лампочкой, подходящей по мощности. 5,5А*12В=66 Вт.

Лампочка подключается к АКБ в качестве нагрузки, параллельно подсоединяется вольтметр. Уровень разряда следует постоянно контролировать, чтобы не разрядить батарею «в ноль». Слишком сильный разряд некоторые батареи могут не перенести. Аккумулятор разряжается до тех пор, пока напряжение на клеммах не составит 10,3 В. Ниже разряжать нельзя.

Такой показатель моделирует полностью разряженную батарею. Теперь становится понятной её реальная ёмкость. Если с момента начала разрядки прошло, к примеру, 7,5 часов, значит, её реальная ёмкость 7,5ч*5,5А=41,25 А*ч. Таким образом, от номинальной ёмкости аккумулятора в 55 А*ч осталось только 75%.

Последним этапом КТЦ АКБ автомобиля будет его повторная полная зарядка. Ни в коем случае нельзя оставлять батарею в разряженном состоянии, это приведёт к выходу её из строя. Рекомендуется проводить не один такой цикл, а два или три.

Такая процедура позволит восстановить ёмкость аккумуляторной батареи до 90% от номинальной.

Методы тренировки и восстановления аккумуляторов

Причины снижения емкости  и напряжения батареи

Главной причиной уменьшения емкости аккумулятора и снижения напряжения на выходах батареи является сульфатация пластин. Сульфатация пластин – это химический процесс оседания на поверхности пластины слоя сульфата свинца. Образующийся сульфат свинца является плохим проводником электрического тока, что  приводит к снижению эффективности заряда и постепенному уменьшению ёмкости аккумуляторной батареи.

Методы  восстановления и тренировки аккумуляторных батарей

К основным причинам сульфатации пластин аккумулятора следует отнести:

  • длительные простои автомобиля, неиспользование аккумулятора длительное время;
  • хранение аккумуляторной батареи  в разряженном виде;
  • короткое время заряда батареи и большая нагрузка на аккумулятор;
  • недостаточный ток заряда аккумулятора;
  • отсутствие периодической подзарядки;
  • использование аккумулятора в условиях низких температур;
  • глубокие разряды АКБ.

Основным способом снижения сульфатации пластин является воздействие на них электрическим током в различных режимах. Такой процесс называют процессом тренировки или восстановления аккумуляторной батареи.

Методы тренировки и восстановления аккумуляторов

Существуют несколько основных проверенных методик тренировки и восстановления аккумуляторных батарей:

  • восстановление АКБ методом длительного заряда малыми токами
  • восстановление АКБ методом глубоких разрядов малыми токами
  • восстановление АКБ методом заряда циклическими токами
  • восстановление АКБ методом постоянного напряжения
  • восстановление АКБ импульсными токами

Тренировка и восстановление аккумуляторов методом длительного заряда малыми токами

Метод длительных зарядов токами малой амплитуды позволяет получать хорошие результаты при небольшой и незастарелой сульфатации аккумуляторных пластин. Аккумулятор необходимо подключить на заряд током нормальной величины (10 % от общей емкости аккумулятора). Заряд необходимо производить до момента начала образования газов. Далее необходимо сделать перерыв на 20-30  минут. На втором этапе проводится  заряд аккумуляторной батареи с уменьшением значения тока до 1 % от емкости АКБ. После этого делается еще один перерыв на 20-30 мин. Такие циклы заряда необходимо повторять несколько раз.

Тренировка и восстановление аккумуляторов методом глубоких разрядов малыми токами

Метод глубоких разрядов малыми токами эффективен для тренировки и   восстановления аккумулятора с наличием признаков застарелой сульфатации.  Метод тренировки состоит в заряде АКБ с перезарядом токами стандартной величины  и длительным глубоким разрядом с малыми токами. Выполнение   нескольких циклов разряда малыми токами и обычного заряда аккумуляторной батареи дает возможность эффективного восстановления батареи.

Тренировка и восстановление аккумуляторов методом заряда циклическими токами

Еще один эффективный метод восстановления аккумуляторов и увеличения срока службы аккумуляторов — метод заряда циклическими токами. Суть метода проста. Проводится  измерение  сопротивления аккумуляторной батареи. В случае превышения фактического сопротивления над стандартным заводским значением АКБ подвергают заряду малым током, после этого делают перерыв 5—10 минут и начинают разряд аккумулятора. После этого  делают перерыв и повторяют циклы «заряд — перерыв — разряд — перерыв»  несколько раз.

Тренировка и восстановление аккумуляторов методом постоянного напряжения

Суть метода состоит в заряде АКБ током постоянного напряжения, при этом сила тока меняется (обычно уменьшается). При этом на первом этапе процесса заряда сила тока может составлять 150 % от ёмкости АКБ и с течением времени постепенно снижаться до малых значений. Нужно брать в расчет внутреннее сопротивление и емкость АКБ. В зависимости от соотношения этих показателей, сила тока, которая проходит через него в начале зарядки, может превысить 50A. Чтобы  батарея не сгорела, на всех зарядных устройствах присутствует ограничитель в 20-25A

Тренировка и восстановление аккумуляторов импульсными токами

Суть метода состоит в подаче для заряда АКБ тока импульсной формы. Амплитуда значения тока в импульсах выше обычных значений в 5 раз. Максимальные значения амплитуды кратковременно могут достигать 50 Ампер. Длительность импульса при этом мала — несколько микросекунд. При таком режиме заряда происходит расплавление кристаллов сульфата свинца и восстановление батареи

Правила проведения работ по тренировке и восстановлению аккумуляторных батарей

При выполнении всех работ необходимо соблюдать следующие правила:

  • Перед началом работ необходимо полностью очистить аккумуляторную батарею.
  • Перед началом заряда батареи  необходимо проверить состояние и уровень электролита.
  • Выполнение работ по зарядке аккумуляторов должно проводиться в специальном, хорошо вентилируемом помещении.
  • Запрещается держать открытый огонь возле батареи.

Эффективный прибор для восстановления и тренировки аккумуляторов

SKAT-UTTV — это высокоэффективное устройство  для проведения автоматического тестирования, тренировки, восстановления, заряда и определения остаточной емкости свинцово-кислотных аккумуляторов  различных видов и  типов.  Прибор позволяет проводить восстановление аккумуляторных батарей открытого и закрытого типа.

SKAT-UTTV имеет микропроцессорное управление, что позволяет быстро определить прогнозируемый срок службы аккумуляторной батареи.  Прибор имеет различные режимы работы, для управления режимами используется цифровой дисплей и кнопки управления.

Методы восстановления и тренировки аккумуляторов устройства SKAT-UTTV

Прибор использует следующие методы заряда, тренировки и восстановления аккумуляторов:

  • заряд постоянным током значения 10 % от емкости АКБ до достижения порога по напряжению;
  • заряд постоянным током значения 5 % от емкости АКБ до достижения порога по напряжению;
  • заряд постоянным напряжением с автоматическим выбором значения тока, заряд постоянным током значения 20 % от емкости АКБ до достижения порога по напряжению,заряд постоянным напряжением до достижения порога по значению емкости батареи;
  • заряд асимметричным током с чередованием импульсов оптимального заряда, подбираемых автоматически до достижения порога по значению напряжения батареи, разряд постоянным током малого значения от 5 % от емкости АКБ до достижения минимального порога по напряжению.

В процессе выполнения заряда, тренировки и восстановления аккумулятора прибор выбирает автоматически программы использования всех методов на различных циклах.

Заряд аккумулятора

Алгоритм заряда

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

На текущий момент на рынке аккумуляторов наиболее распространены следующие типы:

    SLA (Sealed Lead Acid) Герметичные свинцово-кислотные или VRLA (Valve Regulated Lead Acid) клапанно-регулируемые свинцово кислотные. Изготовлены по стандартной технологии. Благодаря конструкции и применяемых материалов, не требуют проверки уровня электролита и доливки воды. Имеют невысокую устойчивость к циклированию, ограниченные возможности работы при низком разряде, стандартный пусковой ток и быстрый разряд.

    EFB (Enhanced Flooded Battery) Технология разработана фирмой Bosch. Это промежуточная технология между стандартной и технологий AGM. От стандартной такие аккумуляторы отличаются более высокой устойчивостью к циклированию, улучшен прием заряда. Имеют более высокий пусковой ток. Как и у SLA\VRLA, есть ограничения работы при низкой заряженности.

    AGM (Absorbed Glass Mat) На текущий момент лучшая технология (по соотношению цена\характеристики). Устойчивость к циклированию выше в 3-4 раза, быстрый заряд. Благодаря низкому внутреннему сопротивлению обладает высоким пусковым током при низкой степени заряженности. Расход воды приближен к нулю, устойчива к расслоению электролита благодаря абсорбции в AGM-сепараторе.

    GEL (Gel Electrolite) Технология, при которой электролит находиться в виде геля. По сравнению с AGM обладают лучшей устойчивостью к циклированию, большая устойчивость к расслоению электролита. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, и высокие требования к режиму заряда.

Существуют еще несколько технологий изготовления аккумуляторов, как связанных с изменением формы пластин, так и специфическими условиями эксплуатации. Не смотря на различие технологий, физико-химические процессы протекающие при заряде — разряде аккумулятора одинаковые. По-этому алгоритмы заряда различных типов аккумуляторов практически идентичны. Различия,в основном, связаны со значением максимального тока заряда и напряжения окончания заряда.

Например, при заряде 12-ти вольтового аккумулятора по технологии:

    — SLA\VRLA максимальный ток 0.1С, напряжение 14,2 … 14,5В

    — AGM максимальный ток 0.2С, напряжение 14,6 … 14,8В

    — GEL максимальный ток 0.2С, напряжение 14,1 … 14,4В

Значения приведены усредненные по рекомендациям различных производителей аккумуляторов. Конкретные значения необходимо уточнить у производителя.

Определение степени заряженности аккумулятора

Есть два основных способа определения степени заряженности аккумулятора, измерение плотности электролита и измерение напряжения разомкнутой цепи (НРЦ).

НРЦ — это напряжение на аккумуляторе без подключенной нагрузки. Для герметичных (не обслуживаемых) аккумуляторов степень заряженности можно определить только измерив НРЦ. Измерять НРЦ необходимо не раньше, чем через 8 часов после остановки двигателя (отключения от зарядного устройства), с помощью вольтметра класса точности не ниже 1.0. При температуре аккумулятора 20-25оС (по рекомендации фирмы Bosch). Значения НРЦ приведены в таблице.

(у некоторых производителей значения могут отличаться от приведенных) Если степень заряженности аккумулятора меньше 80%, то рекомендуеться провести заряд.

Алгоритмы заряда аккумуляторов

Существуют несколько наиболее распространенных алгоритмов заряда аккумулятора. На текущий момент большинство производителей аккумуляторов рекомендуют алгоритм заряда CC\CV (Constant Current \ Constant Voltage – постоянный ток \ постоянное напряжение).

Такой алгоритм обеспечивает достаточно быстрый и «бережный» режим заряда аккумулятора. Для исключения долговременного пребывания аккумулятора в конце процесса заряда, большинство зарядных устройств переходит в режим поддержания (компенсации тока саморазряда) напряжения на аккумуляторе. Такой алгоритм называется трехступенчатым. График такого алгоритма заряда представлен на рисунке.

Указанные значения напряжения (14.5В и 13.2В) справедливы при заряде аккумуляторов типа SLA\VRLA,AGM. При заряде аккумуляторов типа GEL значения напряжений должны быть установлены соответственно 14.1В и 13.2В.

Дополнительные алгоритмы при заряде аккумуляторов

Предзаряд У сильно разряженного аккумулятора (НРЦ меньше 10В) увеличивается внутреннее сопротивление, что приводит к ухудшению его способности принимать заряд. Алгоритм предзаряда предназначен для «раскачки» таких аккумуляторов.

Асимметричный заряд Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора можно проводить заряд асимметричным током. При таком алгоритме заряд чередуется с разрядом, что приводит к частичному растворению сульфатов и восстановлению емкости аккумулятора.

Выравнивающий заряд В процессе эксплуатации аккумуляторов происходит изменение внутреннего сопротивления отдельных «банок», что в процессе заряда приводит неравномерности заряда. Для уменьшения разброса внутреннего сопротивления рекомендуется проводить выравнивающий заряд. При этом аккумулятор заряжают током 0.05…0.1C при напряжении 15.6…16.4В. Заряд проводиться в течении 2…6 часов при постоянном контроле температуры аккумулятора. Нельзя проводить выравнивающий заряд герметичных аккумуляторов, особенно по технологии GEL. Некоторые производители допускают такой заряд для VRLA\AGM аккумуляторов.

Определение емкости аккумулятора

В процессе эксплуатации аккумулятора его емкость уменьшается. Если емкость составляет 80% от номинальной, то такой аккумулятор рекомендуется заменить. Для определения емкости аккумулятор полностью заряжают. Дают отстояться в течении 1….5 часов и затем разряжают током 1\20С до напряжения 10.8В (для 12-ти вольтового аккумулятора). Количество отданных аккумулятором ампер-часов является его фактической емкостью. Некоторые производители используют для определения емкости другие значения тока разряда, и напряжения до которого разряжается аккумулятор.

Контрольно-тренировочный цикл

Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора одна из методик это проведение контрольно тренировочных циклов (КТЦ). КТЦ состоят из нескольких последовательных циклов заряда с последующим разрядом током 0.01…0.05С. При проведении таких циклов, сульфат растворяется, емкость аккумулятора может быть частично восстановлена.

Тренировка аккумулятора автомобильного: как правильно проводить процедуру

Тренировка аккумулятора автомобильногоСреднестатистический срок службы автомобильного аккумулятора равен пяти годам, однако иногда батарея может прийти в неисправность гораздо раньше. Происходит это из-за естественной сульфации внутренней поверхности пластин и отсеков. Однако есть способ дать источнику питания вторую жизнь, например, тренировка аккумулятора автомобильного способна продлить срок эксплуатации почти на год.

Основные причины понижения напряжения

Процесс сульфации, по сути, неизбежен — иногда раньше, иногда позже, но сульфаты свинца оседают на внутренних перегородках и пластинах. В первую очередь это приводит к значительному снижению токопроводимости, во вторую — к физическому уменьшению внутреннего объема емкости. Среди причин, способствующих сульфации АКБ, можно перечислить следующие:

  • Тренировка аккумулятораНеправильная зарядка (короткая) с последующими значительными нагрузками.
  • Отсутствие своевременной профилактической подзарядки.
  • Длительный простой, когда аккумулятор не используется.
  • Хранение батареи в полностью разряженном виде.
  • Эксплуатация «до смерти» (глубокой разрядки).

Тренировка кислотных аккумуляторов способна реанимировать их и продлить сроки службы. Проводить процедуру необходимо со знанием дела и не спеша. Есть несколько способов того, как провести тренировку, но в первую очередь необходимо очистить батарею. Также следует убедиться в наличии электролита и проверить его состояние. Удалить все источники открытого огня во избежание пожара или взрыва — это не шутка или предупреждение, это необходимая мера безопасности.

Для процедуры выбрать проветриваемое место с хорошим освещением: испарения из аккумулятора вредны.

Способы и методики тренировки

Суть процесса заключается в последовательной смене цикла зарядки и разрядки с соблюдением определенных условий. Добиться желаемого результата можно различными способами, например:

  • Тренировка акб автомобиляДлительными зарядами малого напряжения.
  • Постоянным напряжением.
  • Импульсными токами.
  • Глубокими разрядами.

Может показаться, что это звучит сложно или непонятно, но процедуры просты и доступны каждому автовладельцу.

Самостоятельное восстановление АКБ

Как тренировать аккумулятор автомобиляТренировка АКБ длительным зарядом небольшого тока производится при легкой степени сульфации. Нужно подключить зарядку батареи током средней величины — в 10−15% от емкости АКБ. Заряжать до начала образования первых газов и отключить на полчаса. По истечении перерыва необходимо снова включить зарядку, но уже током в 1−2% от емкости батареи, не больше. Как только появятся первые испарения газа — перерыв на 30 минут и еще два аналогичных повтора с напряжением в 1%.

Тренировка АКБ посредством постоянного тока чуть сложнее и заключается в изменении силы тока во время зарядки батареи. На первоначальном этапе подается более высокое напряжение — 120−130% от емкости АКБ, затем, наблюдая за внутренним сопротивлением и газообразованием, сила тока снижают до минимума. Процесс циклично повторяется несколько раз, что прибавляет батарее 20−25% «жизни».

В запущенных случаях сульфации АКБ применяют тренировку импульсными токами. Суть метода заключается в подключении к заряду с минимальным напряжением, однако периодически подается импульс током с напряжением в 3−5 раз выше (иногда до 50 А). Длительность такого импульса должна быть менее секунды — микродоли. Задача и цель метода — разрушить и оплавить кристаллы сульфата, а не сжечь батарею.

И еще один вариант — это тренировка аккумулятора автомобиля лампочкой посредством чередования глубокого разряда с зарядкой. Полностью «убить» (разрядить до нуля) аккумулятор крайне нежелательно — это приведет к необратимым последствиям. Поэтому, если в наличии нет реостата, сопротивление регулируется подключением 12-вольтной лампочки — ток будет равен 4,98 А. В остальном суть та же: заряд — разряд, заряд — разряд.

Как показывает практика, трех-четырех циклов вполне достаточно.

Опыт пользователей

Тренировать аккумуляторы надо обязательно. По большей части это касается автомобилистов, но это не совсем справедливо. Тренировка актуальна для любого аккумулятора с большими показателями выходящего тока. Большее внимание следует уделить его силе, но не стоит забывать и про напряжение. Срок службы многоразовой батареи напрямую зависит от износа. Снизить его можно только при помощи постоянного и внимательного ухода. Разумеется, без тренировок обходиться нельзя — эта процедура полезна для изучения текущих характеристик и диагностики возможных неисправностей.

Артур Казаков

Не понимаю людей, которые нахваливают тренировку аккумуляторов, говорят об их абсолютной пользе. Конечно, это полезно, но все сравнительно. При помощи такой процедуры можно узнать много нового об устройстве — изучить его характеристики и сравнить их с заявленными. Иногда это помогает для изучения теоретически возможных неисправностей, которые встречаются не так уж редко. Более того, тренировка полезна и для их исправления.

Однако если никаких видимых трудностей нет, то аккумулятор лучше особо не испытывать — не забывайте, что все подобные процедуры неизбежно изнашивают его. Иногда это целесообразно, в другой раз — не особо полезно. В каком-то случае вовсе только повредит, так что несколько раз подумайте перед тем, как приступать к тренировке.

Алексей Бызов

Часто пользуюсь таким методом тренировки аккумуляторной батареи. Если для других устройств это маловажный или бессмысленный процесс, то в случае с автомобилями без него не обойтись. От аккумулятора зависят как минимум две важнейшие функции — зажигание двигателя и свет всех фар. Без освещения ночью или «поворотников» в любое время суток не то что мало кто обойдётся, — это незаконно и противоречит правилам дорожного движения. Поэтому настройкой и отладкой питания пренебрегать не стоит.

Скажем, когда это казалось мне чем-то сложным и непостижимым, я просто просил помощи друзей. Когда начал разбираться — понял, что это очень легко.

Андрей Иванов

1.4. Основные технические характеристики акб. Напряжение аккумулятора при заряде и разряде

Разность потенциалов на полюсных выводах аккумулятора(батареи) в процессе заряда или разряда при наличии тока во внешней цепи принято называть напряжением аккумулятора (батареи). Наличие внутреннего сопротивления аккумулятора приводит к тому, что его напряжение при разряде всегда меньше ЭДС, а при заряде – всегда больше ЭДС.

При заряде аккумулятора на его выводах напряжение должно быть больше его ЭДС на сумму внутренних потерь.

В начале заряда происходит скачок на величину напряжения омических потерь внутри аккумулятора, а затем резкое повышение за счет напряжения потенциала поляризации, вызванное в основном быстрым увеличением плотности электролита в порах активной массы. Далее происходит медленный рост напряжения, обусловленный главным образом ростом ЭДС аккумулятора вследствие увеличения плотности электролита.

После того, как основное количество сульфата свинца преобразуется в РЬО2 и РЬ, затраты энергии все в большей мере вызывают разложение воды (электролиз) Избыточное количество ионов водорода и кислорода, появляющееся в электролите, еще больше увеличивает разность потенциалов разноименных электродов. Это приводит к быстрому росту зарядного напряжения, вызывающему ускорение процесса разложения воды. Образующиеся при этом ионы водорода и кислорода не вступают во взаимодействие с активными материалами. Они рекомбинируют в нейтральные молекулы и выделяются из электролита в виде пузырьков газа (на положительном электроде выделяется кислород, на отрицательном – водород), вызывая «кипение» электролита.

Если продолжить процесс заряда, можно увидеть, что рост плотности электролита и зарядного напряжение практически прекращается, так как уже почти весь сульфат свинца прореагировал, и вся подводимая к аккумулятору энергия теперь расходуется только на протекание побочного процесса – электролитическое разложение воды. Этим объясняется и постоянство зарядного напряжения, которое служит одним из признаков окончания зарядного процесса.

После прекращения заряда, то есть отключения внешнего источника напряжения на выводах аккумулятора резко снижается до значения его неравновесной ЭДС, или на величину омических внутренних потерь. Затем происходит постепенное снижение ЭДС (вследствие уменьшения плотности электролита в порах активной массы), которое продолжается до полного выравнивания концентрации электролита в объеме аккумулятора и порах активной массы, что соответствует установлению равновесной ЭДС.

При разряде напряжение аккумулятора на его выводах меньше ЭДС на величину внутреннего падения напряжения.

В начале разряда напряжение резко падает на величину омических потерь и поляризации, обусловленной снижением концентрации электролита в порах активной массы, то есть концентрационной поляризации. Далее при установившемся (стационарном) процессе разряда происходит снижение плотности электролита в объеме аккумулятора, обусловливающее постепенное снижение разрядного напряжения. Одновременно происходит изменение соотношения содержания сульфата свинца в активной массе, что также вызывает повышение омических потерь. При этом частицы сульфата свинца (имеющего примерно втрое больший объем в сравнении с частицами свинца и его двуокиси, из которых они образовались) закрывают поры активной массы, чем препятствуют прохождению электролита в глубину электродов.

Это вызывает усиление концентрационной поляризации, приводящее к более быстрому снижению разрядного напряжения.

При прекращении разряда напряжение на выводах аккумулятора быстро повышается на величину омических потерь, достигая значения неравновесной ЭДС. Дальнейшее изменение ЭДС вследствие выравнивания концентрации электролита в порах активных масс и в объеме аккумулятора приводит к постепенному установлению значения равновесной ЭДС.

Напряжение аккумулятора при его разряде определяется в основном температурой электролита и силой разрядного тока. Как сказано выше, сопротивление свинцового аккумулятора (батареи) незначительно и в заряженном состоянии составляет всего несколько миллиОм. Однако при токах стартерного разряда, сила которых в 4–7 раз превышает значение номинальной емкости, внутреннее падение напряжения оказывает существенное влияние на разрядное напряжение. Увеличение омических потерь с понижением температуры связано с ростом сопротивления электролита. Кроме того, резко возрастает вязкость электролита, что затрудняет процесс диффузии его в поры активной массы и повышает концентрационную поляризацию (то есть увеличивает потери напряжения внутри аккумулятора за счет снижения концентрации электролита в порах электродов).

При токе более 60 А зависимость напряжения разряда от силы тока является практически линейной при всех температурах.

Среднее значение напряжения аккумулятора при заряде и разряде определяют как среднее арифметическое значений напряжения, измеренных через равные промежутки времени.

Электрическая емкость

Электрическая емкость – характеризует количество электричества, которое способна отдать аккумуляторная батарея при длительном режиме разряда. Электрическая емкость батареи определяется либо при 20‑часовом разряде, либо в режиме резервной емкости.

Номинальная электрическая емкость Cn – емкость 20‑часового разряда аккумуляторной батареи. Именно ее пока регламентируют в большинстве нормативных документов европейских производителей, в российском ГОСТ 959–2002, вступившем в действие с июля 2003 года, и указывают на этикетке аккумуляторной батареи. номинальной разрядной емкостью С20, гарантируемой фирмой изготовителем, считается емкость 20 часового режима разряда. Разряд батарей при испытании на емкость 20 часового режима разряда проводят то ком IP = 0,05*С20 при температуре +25°С до конечного разрядного напряжения 10,5 В у 12‑ти вольтной батареи (1,75 В на аккумулятор). Например, для аккумуляторной батареи емкостью 60 А/ч ток разряда составляет 3 А, а для аккумулятора, емкостью 90 А/ч – 4,5 А. При определении номинальной емкости разряд прекращается при напряжении 10,5 В на 12‑вольтовой батарее.

Резервная емкость(Rc) – это запас емкости аккумулятора, измеренный в минутах при разряде током в 25 А для батарей любой емкости при температуре 27°С. Она приблизительно соответствует времени движения автомобиля при выходе из строя его генератора. Для аккумулятора номинальной емкостью 55 А/ч резервная емкость составляет 85–90 мин. Это значит, что при выходе из строя генератора, автомобиль сможет двигаться еще примерно 1,5 часа за счет энергии аккумулятора, полностью заряженной на момент поломки. Приблизительно Rc = 1,63 Сn.

Внутреннее сопротивление аккумулятора

Сопротивление, оказываемое аккумулятором протекающему внутри него току (зарядному или разрядному), принято называть внутренним сопротивлением аккумулятора.

Сопротивление активных материалов положительного и отрицательного электродов, а также сопротивление электролита изменяются в зависимости от степени заряженности аккумулятора. Кроме того, сопротивление электролита весьма существенно зависит от температуры.

Поэтому омическое сопротивление также зависит от степени заряженности батареи и температуры электролита.

Сопротивление поляризации зависит от силы разрядного (зарядного) тока и температуры и не подчиняется закону Ома.

Внутреннее сопротивление одного аккумулятора и даже аккумуляторной батареи, состоящей из нескольких последовательно соединенных аккумуляторов, незначительно и составляет в заряженном состоянии всего несколько тысячных долей Ома. Однако в процессе разряда оно существенно изменяется.

Электрическая проводимость активных масс уменьшается для положительного электрода примерно в 20 раз, а для отрицательного – в 10 раз. Электропроводность электролита также изменяется в зависимости от его плотности. При увеличении плотности электролита от 1,00 до 1,70 г./см³ его электропроводность сначала растет до его максимального значения, а затем вновь уменьшается.

По мере разряда аккумулятора плотность электролита снижается от 1,28 г./см³ до 1,09 г./см³, что приводит к снижению его электропроводности почти в 2,5 раза. В результате омическое сопротивление аккумулятора по мере разряда увеличивается. В разряженном состоянии сопротивление достигает значения, более чем в 2 раза превышающего его величину в заряженном состоянии.

Кроме состояния заряженности существенное влияние на сопротивление аккумуляторов оказывает температура. С понижением температуры удельное сопротивление электролита возрастает и при температуре -40°С становится примерно в 8 раз больше, чем при +30°С. Сопротивление сепараторов также резко возрастает с понижением температуры и в том же интервале температуры увеличивается почти в 4 раза. Это является определяющим фактором увеличения внутреннего сопротивления аккумуляторов при низких температурах.

В современных технологиях используется обратная величина, которая называется проводимостью.

Проводимость (S) = 1 / Сопротивление (R)

Ток утечки

Этот параметр присутствует в аккумуляторе любого типа. Бывает внутренним и внешним.

Внешний ток утечки определяется прежде всего качеством цепей, подключенных к батарее (отсутствием паразитных потребителей в этих цепях) и чистотой поверхности батареи.

Внутренний ток утечки невелик и для современной батареи 100Ач составляет около 1 мА (примерно эквивалентно потери 1% емкости в месяц) Его величина определяется чистотой электролита, особенно степенью загрязненности его солями металлов. [8]

Саморазряд аккумулятора

Саморазрядом называют снижение емкости аккумуляторов при разомкнутой внешней цепи, то есть при бездействии. Это явление вызвано окислительно-восстановительными процессами, самопроизвольно протекающими как на отрицательном, так и на положительном электродах. Саморазряду особенно подвержен отрицательный электрод вследствие самопроизвольного растворения свинца (отрицательной активной массы) в растворе серной кислоты. Саморазряд отрицательного электрода сопровождается выделением газообразного водорода. Скорость самопроизвольного растворения свинца существенно возрастает с повышением концентрации электролита. Повышение плотности электролита с 1,27 до 1,32 г/см³ приводит к росту скорости саморазряда отрицательного электрода на 40%. Наличие примесей различных металлов на поверхности отрицательного электрода оказывает весьма значительное влияние (каталитическое) на увеличение скорости саморастворения свинца (вследствие снижения перенапряжения выделения водорода). Практически все металлы, встречающиеся в виде примесей в аккумуляторном сырье, электролите и сепараторах, или вводимые в виде специальных добавок, способствуют повышению саморазряда. Попадая на поверхность отрицательного электрода, они облегчают условия выделения водорода. Часть примесей (соли металлов с переменной валентностью) действуют как переносчики зарядов с одного электрода на другой. В этом случае ионы металлов восстанавливаются на отрицательном электроде и окисляются на положительном (такой механизм саморазряда приписывают ионам железа). Саморазряд положительного активного материала обусловлен протеканием реакции.

2РЬО2 + 2h3SO4 -> PbSCU + 2h3O + О2

Скорость данной реакции также возрастает с ростом концентрации электролита.

Так как реакция протекает с выделением кислорода, то скорость ее в значительной степени определяется кислородным перенапряжением. Поэтому добавки, снижающие потенциал выделения кислорода (например, сурьма, кобальт, серебро), будут способствовать росту скорости реакции саморастворения двуокиси свинца. Скорость саморазряда положительного активного материала в несколько раз ниже скорости саморазряда отрицательного активного материала.

Другой причиной саморазряда положительного электрода является разность потенциалов материала токоотвода и активной массы этого электрода. Возникающий вследствие этой разности потенциалов гальванический микроэлемент превращает при протекании тока свинец токоотвода и двуокись свинца положительной активной массы в сульфат свинца. Саморазряд может возникать также, когда аккумулятор снаружи загрязнен или залит электролитом, водой или другими жидкостями, которые создают возможность разряда через электропроводную пленку, находящуюся между полюсными выводами аккумулятора или его перемычками. Этот вид саморазряда не отличается от обычного разряда очень малыми токами при замкнутой внешней цепи и легко устраним. Для этого необходимо содержать поверхность батарей в чистоте. Саморазряд батарей в значительной мере зависит от температуры электролита. С понижением температуры саморазряд уменьшается. При температуре ниже 0°С у новых батарей он практически прекращается. Поэтому хранение батарей рекомендуется в заряженном состоянии при низких температурах (до -30°С). В процессе эксплуатации саморазряд не остается постоянным и резко усиливается к концу срока службы. Снижение саморазряда возможно за счет повышения перенапряжения выделений кислорода и водорода на аккумуляторных электродах. Для этого необходимо, во-первых, использовать возможно более чистые материалы для производства аккумуляторов, уменьшать количественное содержание легирующих элементов в аккумуляторных сплавах, использовать только чистую серную кислоту и дистиллированную (или близкую к ней по чистоте при других методах очистки) воду для приготовления всех электролитов, как при производстве, так и при эксплуатации. Например, благодаря снижению содержания сурьмы в сплаве токоотводов с 5% до 2% и использованию дистиллированной воды для всех технологических электролитов, среднесуточный саморазряд снижается в 4 раза. Замена сурьмы на кальций позволяет еще больше снизить скорость саморазряда. Снижению саморазряда могут также способствовать добавки органических веществ – ингибиторов саморазряда. Применение общей крышки и скрытых межэлементных соединений в значительной степени снижает скорость саморазряда от токов утечки, так как значительно снижается вероятность гальванической связи между далеко отстоящими полюсными выводами.

Иногда саморазрядом называют быструю потерю емкости вследствие короткого замыкания внутри аккумулятора. Такое явление объясняется прямым разрядом через токопроводящие мостики, образовавшиеся между разноименными электродами.

Применение сепараторов-конвертов в необслуживаемых аккумуляторах исключает возможность образования коротких замыканий между разноименными электродами в процессе эксплуатации. Однако такая вероятность остается вследствие возможных сбоев в работе оборудования при массовом производстве. Обычно такой дефект выявляется в первые месяцы эксплуатации и батарея подлежит замене по гарантии. Обычно степень саморазряда выражают в процентах потери емкости за установленный период времени. Действующими в настоящее время стандартами саморазряд характеризуется также напряжением стартерного разряда при -18°С после испытания: бездействия в течение 21 суток при температуре +40°С. [9]

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о