Ток зарядки аккумулятора автомобиля

В процессе эксплуатации автомобиля аккумуляторная батарея заряжается от генератора машины. Ток заряда зависит от:

• уровня заряда автомобильной аккумуляторной батареи;
• типа регулятора напряжения генератора;
• внутреннего сопротивления аккумулятора, степени его износа.

Непосредственно водитель не может регулировать величину, он задается еще на этапе проектирования генераторов и реле регулятора.

Многие автовладельцы на время длительной стоянки либо в зимний период снимают аккумуляторы с авто и хранят его в теплом гараже или дома. Во время хранения нельзя допустить, чтобы АКБ разрядился. В разряженном аккумуляторе происходят процессы сульфатации, которые приводят к необратимым явлениям и выходу его из строя.

Необходимо регулярно заряжать аккумулятор. Такая операция требуется, если аккумуляторная батарея разрядилась во время стоянки. Зарядка происходит от зарядного устройства. При этом необходимо правильно устанавливать ток.

Почему важно правильно выставлять ток заряда

Ток зарядки аккумуляторной батареи является определяющей характеристикой режима заряда. В обобщенном случае следует рассматривать именно понятие «режим» заряда. В автомобилях с двигателями внутреннего сгорания применяют несколько видов аккумуляторов:

• Кислотные (сурьмянистые, кальциевые и др.);
• AGM-аккумуляторы;
• Гелевые.

Каждый из этих видов предполагает свой режим зарядки. Например, AGM аккумулятор полностью заряжается в три этапа:

1. Основной заряд.
2. Дозаряд.
3. Окончательный заряд и сохранение.

Обычная АКБ заряжается в одноэтапном режиме. Отклонение величины от нормативных значений может привести к:

• снижению эффективности операции;
• потере потребительских характеристик;
• разрушению аккумуляторной батареи.

Как рассчитать ток заряда аккумулятора

Расчетное значение тока заряда для кислотных АКБ и на первом этапе заряда гелевых и AGM-аккумуляторов выбирают приблизительно 10% от характеристики емкости батареи в ампер-часах. Например, если емкость аккумуляторной батареи составляет 50 Ампер-час, номинальную величину устанавливают на уровне приблизительно 5 Ампер. Если для заряда берется глубоко подсевший аккумулятор, нетрудно подсчитать, что при этом он полностью подзарядится за 10 часов.

В крайних случаях допускается увеличить номинальный ток, но не более чем на 5%. Например, если необходимо полностью зарядить севшую АКБ емкостью 100 Ампер-часов за ночь, то есть, 8 часов, ее можно заряжать 100/8=12,5 Амперами. Следует учитывать, что зарядное устройство должно быть рассчитано на такую величину.

В процессе заряда аккумуляторной батареи ток не будет оставаться постоянным. Обычно на первом этапе он малый, затем по мере увеличения плотности электролита растет. После заряда до уровня 80% от емкости и выше он уменьшается. Такой процесс наблюдается на простых зарядных устройствах с зарядом постоянным напряжением.

Импульсные зарядные устройства можно программировать на требуемый режим заряда. Для десульфатации, то есть восстановления, пластин применяют режим, когда часть периода идет заряд малым током, затем разряд большим.

Такая встряска может восстановить аккумулятор после неправильной эксплуатации.

Что будет если заряжать большим током

Некоторые автолюбители в целях экономии времени заряжают АКБ большим током. Такая ошибка может произойти, если включить на заряд аккумулятор, установить его на определенное значение и прекратить наблюдение за процессом, например, уйти из гаража. По мере роста плотности электролита ток может чрезмерно увеличиться.

В первую очередь, большой ток может привести к выходу из строя зарядного устройства вплоть до его воспламенения. Поэтому нельзя устанавливать пуско-зарядные устройства на легко возгораемые столы, табуретки.

При большом токе повышается температура электролита. Он может закипеть. Если электролит закипает, в первую очередь испаряется вода. В банках остается концентрированная кислота, которая разрушает пластины. Таким образом можно полностью потерять аккумулятор.

Самое ужасное последствие высокого тока – взрыв аккумуляторной банки. Не один аккумуляторщик получил химические ожоги в результате взрыва АКБ. Поэтому необходимо мгновенно прекратить операцию, если электролит кипит!

Что будет если заряжать меньшим током

Заряд малым значением пропорционально увеличивает время восстановления емкости АКБ. В некоторых случаях отсутствует возможность заряда необходимым током. Большинство непрофессиональных зарядных устройств выполнены с максимальной характеристикой 5 Ампер. АКБ на 100 Ампер-часов будет заряжаться 20 часов, то есть сутки.

Радует тот факт, что заряд малыми величинами не приносит вреда аккумуляторной батарее. Наоборот, есть древний метод восстановления аккумулятора. Сначала его долго-долго заряжают малым значением 1 Ампер, затем быстро разряжают экстратоком.

Как измерить силу тока при зарядке на аккумуляторе

Для измерения силы тока в любительских условиях обычно используют мультиметр. Можно использовать самый простой китайский прибор. Необходимо проверить, чтобы на нем имелся режим измерения 10 Ампер.

Для того чтобы проверить силу тока щупы мультиметра включают один на общий провод, другой – к отдельному гнезду на 10 Ампер. Переключатель режимов мультиметра устанавливается в положение I 10 А постоянный (=).

Внимание! Не допустите главную ошибку автомобилистов: НЕЛЬЗЯ включать в режиме измерения I щупы параллельно аккумулятору. Прибор мгновенно выйдет из строя.

Щупы мультиметра устанавливаются в разрыв (последовательно) цепи зарядки. Можно не заморачиваться насчет полярности включения щупов мультиметра (но зарядное устройство необходимо включать СТРОГО по указанным на клеммах полярностям). На ЖК-панели отобразиться ток заряда. Если щупы будут включены в обратной полярности, на приборе будет знак «минус» перед значением.

Кстати, известны случаи, когда автолюбители заряжали полностью разряженную АКБ в обратной полярности, потом пытались завести авто от переполюсованной батареи.

Написать эту статью мы решили, когда наткнулись на один из «сервисных центров» по зарядке АКБ. Зарядные устройства представляли собой – трансформаторы с диодным мостом. Еще более разочаровали советы в интернете: «выкрутите банки перед зарядкой», «найдите зарядное устройство подающее напряжение 16 В- 16,5В», «добейтесь хорошего газовыделения», «заряжайте долго малыми токами».

Выкрутить пробки в АКБ перед зарядкой (если они есть) рекомендуем владельцам китайских или дедовских зарядок. Такие ЗУ собраны по схеме "трансформатор плюс диодный мост" – напряжение могут выдавать любое, хоть и 20В. Кипение при заряде электролита возможно будет такое, что и корпус разорвет.

Не заряжайте принесенные с мороза аккумуляторы, дайте им отогреться в помещении несколько часов. Также нельзя заряжать и слишком нагретые АКБ. Зарядку эффективней и безопасней всего проводить при комнатной температуре.

Практически бесполезно заряжать аккумулятор разряженный ниже 8 Вольт, скорее всего одна из банок в нем закорочена или переполюсована. Обычное ЗУ не сможет полностью зарядить сильно расбалансированную батарею: напряжение на токовыводах не будет выше 12,5-12,6 Вольт. Такие аккумуляторы смогут вылечить (полностью зарядить) лишь специалисты. Заряд необходимо проводить отставших слабых банках отдельно напряжением 2,4 Вольта током 0,1 емкости всей батареи в импульсном режиме.

ВАЖНО ! Рабочие напряжения современного аккумулятора, ниже которого НЕЛЬЗЯ разряжать 10,8 В и выше которого НЕЛЬЗЯ подымать при зарядке 14.4 В.

15-16 Вольт напряжения, которым заряжают большинство дешевых китайских зарядок – это сильное кипение, разрушающее пузырьками намазки на электродах. Образовавшийся шлам не падает на дно, а остается на пластинах, удерживаемый конвертами-сепараторами. Доступ электролита к активной массе электродов частично перекрывается. Падает емкость и ток холодного пуска.

В старых конструкциях батарей – кипячение при зарядке таких последствий не приносило. Шлам осыпался на дно – в отведенное ему место.

При напряжении 16В зарядки, если не открутить крышечки банок и не дать выхода газам аккумулятор просто раздует или треснет его корпус. При нормальном напряжении заряда крышки выкручивать нет необходимости. В некоторых батареях их просто нет.

ВАЖНО! Неисправность батареи можно выявить в процессе зарядки. Потерявшая свою работоспособность батарея не способна принимать токи заряда выше 1-2 Ампер. Признак умершей от сильной сульфатации батареи в следующем: даже на малых зарядных токах сразу подымается до максимальных 14,4В напряжение. По напряжению батареи (12,7-13 В) создается видимость, что она полностью заряжена. Негодность показывает тест нагрузочной вилкой или стартером автомобиля – напряжение на клеммах моментально падает, мотор не заводит. Такая сульфатация скорее всего уже необратима и батарею следует утилизировать.

ВАЖНО! Не подавайте при зарядке ток выше 1/10 его емкости, также бесполезны слишком малые токи ниже 1/20. Для стандартных 60 Ач батарей нормальные токи заряда от 3А до 6А (7-9 Ампер при зарядке в режиме "подача тока-пауза"). В батарее ток заряда запускает химические реакции. Реакции зависят от количества активной массы на пластинах и ее толщины, площади электродов, температурного диапазона, нежелательного процесса электролиза воды. Слабый ток не зарядит весь объем намазки электрода, а лишь его самый верхний слой. После чего подымется напряжение до 14В и выше, сигнализируя о конце заряда. Начнется электролиз воды. Продолжать заряжать такой АКБ малым током нельзя, так как будет происходить пассивация электродов – пластины потеряют способность принимать нормальные токи заряда вообще. При слишком сильных токах заряда в аккумуляторе появятся нежелательные химические реакции, которые вдобавок будут протекать слишком бурно и разрушительно. Если ток заряда слишком высок для конкретной батареи, то из-за действия "лишнего тока" начинается обильное выделение водорода и кислорода из электролита – кипение, «бульканье» в банках. Пузырьки разрушают слой намазок, а свободный кислород окисляет свинец в плюсовых пластинах, превращая их в мягкий легко разрушаемый от вибраций оксид свинца "губчатый свинец". В исправной батарее при прекращении подачи тока – кипение должно сразу прекратиться.

Вредно также хранить аккумулятор на постоянном малом токе подзаряда. Если заряжать уже заряженный АКБ – будут окисляться положительные пластины и "выкипать" вода из электролита. Результатом будет батарея с коррозирующими электродами, потерявшими прочность перемычками и с высоким уровнем саморазряда.

Процесс заряда АКБ необходимо контролировать визуально, наблюдая чтобы электролит не "кипел", что происходит обычно при напряжениях выше 14,4В; и с помощью мультиметра, измеряя напряжение и ток заряда. Дешевые сурьмянистые акб кипят вообще всегда. Также пузырьки будут при зарядке засульфатированной батареи. Слабомощное зарядное устройство (1-2 Ампера тока) не зарядит даже аккумулятор емкостью 60Ач. Оно безусловно подымет НРЦ аккумулятора до 12,7В, но добавит много проблем здоровью батарее. В случае более мощных ЗУ возникает проблема "лишнего тока" и быстро растущего напряжения, приводящего к разрушительному для батареи электролизу воды. Оптимально вести зарядку батареи, даже "дедовским" ЗУ включенным в розетку через таймер времени в капельном режиме заряда: после кратковременной подачи тока (10-30 сек), отключение ЗУ на время (10 сек), затем опять включение и снова отключение. Таким образом выдерживается большинство правил при зарядке аккумулятора. Заряд идет сильным током, преждевременно не поднимается напряжение, в момент отключения ЗУ батарея "усваивает" химическими процессами полученный заряд, напряжение не поднимается слишком быстро, процесс "кипения" воды не происходит. Зарядку можно подключить через электронный таймер включения-выключения розетки, либо подавать заряд через самодельный мультивибратор "моргалку". Простейшая моргалка делается из реле поворотов. Схемы есть в интернете. Время включения и отключения настраивается опытным путем, исходя из характеристик зарядного устройства и аккумулятора.

Лучше всего заряжать аккумулятор современным «умным» зарядным устройством, внутри у которого есть "мозги" – процессор. Такое ЗУ способно подбирать токи и напряжение заряда и может их контролировать.

Полноценное и безотказное функционирование аккумулятора в равной степени зависит от наличия нежелательных примесей в свинце, соответствия легирующих элементов, использованных в производстве электродов, совершенства технологий и оборудования и грамотного обслуживания батареи. Подавляющее большинство используемых кислотных автомобильных аккумуляторов относится к классу необслуживаемых, соответственно, автолюбителю остается немного – контролировать состояние электролита и правильно выбирать – каким напряжением и током заряжать аккумулятор автомобиля.

Как заряжать в первый раз новый АКБ

В большинстве случаев сервисные центры и автомагазины, предлагая автомобильные аккумуляторы от 55 до 100 Ач, стремятся приобретение новой батареи сделать привлекательным для потенциального клиента, поэтому товар предлагается в заправленном электролитом и заряженном виде. Работники проверят и установят на автомобиль выбранную модель аккумулятора. Иногда степень зарядки батареи пытаются подтвердить показаниями встроенного цветного индикатора заряда – «глазка».

Возможно, это удобно. Не нужно возиться с электролитом, зарядным устройством, переносить довольно тяжелые приборы. Например, автоаккумулятор на 55 Ач весит до 15 кг, а 60 Ач, 70 Ач и 100 Ач имеют вес 16 кг,18 кг и 25 кг соответственно.

Реклама сайтов и многочисленные пожелания экспертов всех марок и мастей говорят, что больше ничего делать не нужно, аккумулятор будет исправно работать в течении всего срока использования. Заводы-производители не занимаются зарядкой готовых батарей, необходимые свойства электродов батареи формируются на специальных технологических линиях и монтируются в корпуса в готовом виде без электролита.

Это так называемый сухозаряженный автомобильный аккумулятор, для его использования достаточно залить электролит, и вы получаете полноценную заряженную батарею – никаким током заряжать аккумулятор не нужно. Подобный способ удобен для транспортировки и складирования, поставки на автомобильные заводы и дилерские центры.

Кроме удобной формы покупки для нас важно – как долго будет жить и работать новый аккумулятор, тем более о судьбе купленной автомобильной батареи ничего не известно. Каким током заряжался ваш новый автомобильный аккумулятор емкостью 60 Ач до того момента, когда батарея была продана, установить сложно. Практически все автомобильные аккумуляторы с залитым электролитом хранятся в складских помещениях с 20-30% дефицитом заряда. Причина одна – как правило, для всех автобатарей используется одно зарядное устройство с минимальными сервисно-контрольными функциями. Вероятнее всего, автомобильные батареи в 55 Ач, 60 Ач, 70 Ач и 100 Ач будут заряжаться одним током и напряжением. Часть батарей подвергнется перезаряду, а часть останется с неполным зарядом. Каким током необходимо заряжать аккумулятор 55 Ач и 100 Ач? Параметры тока должны отличаться по величине почти вдвое.

Параметры зарядки, с какой силой тока и напряжением нужно заряжать автомобильный аккумулятор?

Купив новую автомобильную батарею, не спешите устанавливать его на автомобиль. Новые изделия очень не любят неполный заряд. Подсоедините зарядное устройство с вольтметром и амперметром, выставите вручную параметры зарядки. В первый час заряда ток должен упасть до минимального уровня, и несколько увеличится газообразование.

Например, каким током заряжать автомобильный аккумулятор 70Ач или 75Ач.

Для новых аккумуляторов лучшее значение 7 А, для батарей возраста от 1 до 3 лет не менее 7,5-8,0 А.

Каким током нужно заряжать

Современные зарядные устройства позволяют зарядить аккумуляторную батарею на 90-97%. В сложных схемах организации заряда можно получить даже 105% заявленной производителем емкости, но подобный результат требует глубоких знаний химии свинцово- кислотного аккумулятора и специальной техники, что в большинстве случаев экономически нецелесообразно.

С момента изобретения принципа кислотного аккумулятора использовался постоянное напряжение. После широкого распространения необслуживаемых аккумуляторов появилась серьезная проблема обеспечения срока их службы на уровне, заявленном производителем. Использование методик, разработанных для классического обслуживаемого автомобильного аккумулятора, достаточно быстро приводило в негодность еще новые накопители. Для решения проблем за последнее десятилетие производителями зарядных устройств были предложены различные модификации основного варианта:

• заряд асимметричным током. В течении 0,01сек на клеммы батареи зарядным устройством подается напряжение 14,2 В, в течении следующих 0,01 с полярность меняется на противоположную, с напряжением в 3,6 В;
• импульсный ток. Разновидность предыдущего метода, при котором период подачи напряжения чередуется с периодом отсутствия зарядки, в это время аккумулятор «отдыхает»;
• ступенчатое изменение тока. На клеммах аккумулятора напряжение заряда изменяется по определенному закону от 12,6 В до 14,6 В.

Каким из указанных токов лучше заряжать автомобильный аккумулятор? Любой из приведенных методов по-своему хорош в определенной ситуации.

Заряжать асимметричным током пробовали давно самые разнообразные аккумуляторные элементы, метод оказался эффективным как способ борьбы с сульфатацией, позволяющий восстанавливать утраченную емкость «пожилых» накопителей. Для зарядки новой батареи он не имеет особых преимуществ. Специалисты очень рекомендуют использовать асимметрию напряжения в качестве профилактики возникновения сульфатации пластин. Оптимально чередовать три-четыре зарядки обычным методом и одну с асимметрией тока.

Импульсный ток, как и способ ступенчатого изменения напряжения, наиболее эффективен на завершающем этапе зарядки, когда батарея имеет емкость 90-95% номинальной. Подобный метод заряжания считается перспективным, как составная часть комплексной зарядки, предложенной немецкими специалистами корпорации VARTA. Суть процедуры заключается в проведении постоянного контроля зарядного тока и диагностики с помощью датчиков и микропроцессора, встроенных в батарею. Способ предусматривает взаимодействие с компьютером автомобиля, предполагает управление зарядными токами генератора машины, рассчитан на 20% увеличение жизненного цикла аккумулятора и, возможно, снизит расход топлива.

Основной принцип управления током зарядки

Накопление заряда в батарее не является линейным и постоянным процессом. Необслуживаемые батареи сконструированы таким образом, что оптимальное напряжение 14,2 – 14,6 В, рекомендуемое многими практиками, выше применяемых ранее 13,2-13,8 В на старых конструкциях накопителей.

При стабилизированном напряжении основным контролируемым параметром остается сила тока. Через несколько часов после начала зарядки начальный ток будет ступенчато уменьшаться до определенного критического значения, примерно до 30% первичного. Специалисты рекомендуют в эти моменты останавливать заряд на непродолжительный период «отдыха аккумулятора» для выравнивания концентрации ионов в электролите и порах электродов. Если у вас «интеллектуальное» зарядное устройство, электроника постарается при заряжании скомпенсировать падение тока, что сократит время, но может привести к закипанию банок. В этот момент резко увеличивается перезаряд и нагрев элемента. Продолжение процесса «кипячения», особенно в течение 5-6 часов, может бесповоротно вывести батарею из строя.

Плохие советы

К определенно «убийственным» советам можно отнести широко распространенную в интернете и периодических изданиях информацию о лучших вариантах заряда аккумуляторов:

• даже современные необслуживаемые батареи не в состоянии постоянно работать с зарядным напряжением в 16-16,5 В . Множество разрекламированных устройств, якобы позволяющих восстановить емкость и заряд в течение получаса, в реальности разрушают материал положительных электродов;
• не доверяйте устройствам, способным выдавать мгновенное значение остаточного заряда в батарее. В большинстве, любые электронные устройства подобного типа являются недостоверными. Методики мгновенного определения или измерения остаточной емкости батареи не существует. Оценить величину остаточной энергии можно по падению напряжения и мгновенному значению тока на клеммах каждой из банок батареи под нагрузкой.