Инструкция по использованию зарядного устройства для аккумуляторов

Как правильно заряжать аккумулятор автомобиля

Аккумуляторная батарея является одной из наиболее важных деталей транспортного средства: она позволяет запускать двигатель и заменять генератор в случае его неисправности. Подзарядку автомобильной батарейки можно проводить при рабочем генераторном устройстве (в машине) или от зарядного прибора (в помещении).

Чтобы продлить срок службы батареи и избежать ее повреждения, нужно правильно выбирать параметры зарядки аккумулятора автомобиля и соблюдать технику безопасности. .

Как часто заряжать аккумулятор автомобиля

Частота зарядки аккумуляторной батареи (АКБ) определяется индивидуально. АКБ состоит из 6 секций-банок, которые содержат реактив-электролит и электроды. Наиболее распространенным типом автомобильного аккумулятора является WET. В качестве реактива в нем используется кислота, а в качестве материала для электродов – свинец.

В ходе эксплуатации емкость аккумулятора снижается за счет действия нескольких факторов:

• загрязнения и уменьшения качества реактива;
• испарения кислоты;
• сульфатации свинцовых пластин-электродов.

Снижение емкости АКБ повышает требуемую частоту зарядки, но сокращает ее длительность. При длительном использовании батареи рекомендуется регулярно проверять вольтаж устройства.

Нормальное значение заряда АКБ в теплое время года составляет >50% от номинального, а в холодное – >75%. Это обусловлено разницей в плотности электролита, нагрузкой на батарею и степенью риска ее выключения при различных температурах.

Автомобилисты и мастера сервисных центров рекомендуют заряжать АКБ до 100% как минимум 2 раза в год, причем один из них – непосредственно перед наступлением холодов.

Проверка автомобильного аккумулятора

Проверить заряд аккумуляторного устройства можно несколькими способами:

1. С помощью индикатора на корпусе. Некоторые батареи оснащены гидрометрическим индикатором. Он позволяет оценить не только заряд, но и наполненность реактивом. При зеленом цвете индикатора заряд и уровень кислоты находятся в норме, при белом – устройство требует подзарядки, а при красном – заряд на минимуме и/или необходима доливка реактива.
2. С помощью мультиметра. Диагностический прибор устанавливается в режим вольметра и подключается к клеммам батареи. Двигатель при этом должен быть заглушен: в противном случае водитель получит заряд генератора, а не АКБ. При отсутствии нагрузки напряжение при 100% заряда составляет 12,66 В, при 75% – 12,42 В, при 50% – 12,18 В, при 0% – 11,7-11,8 В. Учитывая небольшую разницу показателей, мультиметр должен обладать минимальной погрешностью измерений.
3. С помощью нагрузочной катушки. Данное диагностическое устройство представляет собой элемент сопротивления (18-20 мОм), к которому параллельно присоединен вольтметр. Катушка подсоединяется к выходам аккумулятора на несколько секунд, а затем снимаются показатели с измерительного прибора. Нагрузочные тесты проводятся преимущественно в автосервисах или в точке продажи автомобильных АКБ.

Измерение уровня заряда проводится не раньше, чем через 8-9 часов после выключения двигателя или снятия АКБ.

Опытные автомобилисты выделяют дополнительный метод проверки батареи: на слух. Если заряд находится на достаточном уровне, то стартер машины крутится в штатном режиме. При уменьшении заряда силовая система запускается с усилием, а стартер крутится медленнее и с ощутимым затуханием.

В сервисных центрах замер заряда нередко производится при запуске двигателя внутреннего сгорания (ДВС) или световых устройств (габаритов и дальнего света).

При пуске ДВС норма напряжения составляет 9,5 В и более. Если показания вольтметра оказались ниже данного значения, это свидетельствует о разрядке АКБ или неисправностях стартера. Для дифференциальной диагностики на автомобиль устанавливается гарантированно рабочий и полностью заряженный аккумулятор.

При замере на фоне работы световых устройств вольтаж батареи должен составить не менее 11,2 В.

Как подготовить аккумулятор к зарядке

Подготовка устройства к зарядке проводится по следующему алгоритму:

1. Снять АКБ с автомобиля или отсоединить его от бортовой сети, отключив оба провода или хотя бы провод «минус». В холодное время года нужно занести батарею в помещение с температурой не менее +10°С и оставить на несколько часов, чтобы электролит успел согреться.
2. Очистить клеммы от оксидов, сульфидов и смазки. Протереть поверхность батареи тряпкой, смоченной раствором соды или нашатырного спирта (10%).
3. Если аккумулятор относится к обслуживаемому типу, открутить пробки, расположенные на банках, и сложить их рядом. Слить часть электролита, чтобы проверить цвет и наличие примесей. Если АКБ является необслуживаемым, то снять заглушку с вентиляционного отверстия на устройстве. Это обеспечит свободный выход паров реактива и сделает процедуру более безопасной.
4. Пробки обслуживаемой батареи позволяют добавлять в секции воду. Если пластины в банке погружены в реактив менее чем на 0,5 см, то необходимо долить в нее немного дистиллированной воды и выровнять уровень в других секциях. Для необслуживаемого устройства данная процедура не проводится, т.к. реактив остается на необходимом уровне в течение всего срока эксплуатации.

Техника безопасности

В процессе подготовки и зарядки аккумулятора авто нужно соблюдать следующие правила:

• заряжать устройство в хорошо проветриваемом помещении (гараже, сервисе или хотя бы на балконе);
• если в семье есть маленькие дети, заниматься зарядкой в квартире нельзя;
• запрещено курить, поджигать что-либо или резать металл в непосредственной близости от заряжаемой батареи;
• нельзя ставить устройство на зарядку в помещении с повышенной влажностью воздуха;
• клеммы и зажимы ЗУ присоединять только тогда, когда зарядное отключено от сети;
• в процессе работы использовать защитные очки и перчатки, чтобы предотвратить опасное влияние испарений кислоты;
• при работе с аккумулятором держать поблизости раствор 10%-ный гидрокарбоната или карбоната натрия (соды).

Содовый раствор подойдет как для протирания корпуса АКБ от испарений реактива, так и для нейтрализации кислоты при неосторожном обращении с электролитом.

Как заряжать аккумулятор

Для начала зарядки нужно правильно подключить «крокодилы» зарядного устройства к «плюсу» и «минусу» батареи. В большинстве случаев производители маркируют положительную клемму красным цветом, а отрицательную – черным. Однако перед началом процесса рекомендуется уточнить полярность, найдя на корпусе батареи значки «+» и «-».

Подключение батареи к зарядному устройству под напряжением может привести к искрению на клеммах и возгоранию газов, которые выделяются при электролизе дистиллированной воды.

Существует 3 основных способа зарядки аккумулятора: автоматический, постоянным током (I) и постоянным напряжением (U). Они отличаются длительностью и эффективностью. Несмотря на соответствующие названия, при отсутствии систем автоматического контроля необходимо контролировать оба параметра заряда (U, I).

Время от времени следует проверять уровень заряда и температуру батареи. При закипании реактива нужно немедленно снизить I для дозарядки на низких значениях.

Зарядка постоянным током

Зарядка при постоянном I проводится следующим образом:

1. Значение тока устанавливается на уровне 1/10 номинальной емкости батареи. Стандартная емкость составляет 55 или 60 ампер*час. Это означает, что I на ЗУ не должно превышать 5,5-6 А соответственно. Вручную выставив данное значение на зарядном устройстве, необходимо продолжать зарядку до тех пор, пока напряжение, измеряемое на клеммах, не достигнет 14,4 В (допустимая погрешность – 0,1 В).
2. При глубоком разряде АКБ следует заряжать его не номинальным, а минимальным I (1,5-2 А). Это позволит избежать сильного электролиза воды и постепенно увеличить плотность электролита за счет разложения сульфата свинца.
3. По достижении указанного значения U следует снизить ток до 1/20 емкости. При 60 А*ч он соответствует 3 А. Снижение интенсивности зарядки позволяет снизить скорость нагрева реактива и продолжить дозарядку до максимума.
4. Когда U достигнет 14,5-15 В, необходимо снова снизить I вдвое. На финальной стадии процесса нужно заряжать батарею до тех пор, пока оба параметра заряда (I, U) не обретут постоянное значение. Конечное значение I должно находиться в пределах 0,2 А, что соответствует саморазряду батареи. Весь процесс занимает от 8 до 12 часов.

По завершении зарядки нужно дать выйти выделившимся газам, снова протереть корпус аккумулятора содовым раствором, закрутить пробки на банках или вернуть на место вентиляционную заглушку.

Если пренебречь нейтрализацией поверхности, то батарея быстро разрядится снова из-за потерь тока на слой электролита на корпусе.

Зарядка постоянным напряжением

Для зарядки при постоянном U необходимо:

1. Установить напряжение на номинальный зарядный уровень – 14,4 В (допустимая погрешность – 0,1 В). Строгий контроль напряжения необходим при зарядке необслуживаемых батарей.
2. Наблюдать за величиной тока. Она должна составить около 0,1 емкости (для обслуживаемых батарей) или 0,05-0,1 емкости (для необслуживаемых). I более 20% емкости является вредным для АКБ.
3. При глубоком разряде начинать восстановление нужно с U не более 12-13 В. Значение I при этом не должно превышать 5% от емкости аккумулятора. Если I повышается, то напряжение нужно снизить еще сильнее.

Восстановление при постоянном напряжении является более длительным процессом, чем при постоянном токе. При номинальном U за сутки батарея восстанавливает 75-85% заряда, при 15 В – до 90%, при 16 В и более – 95-100%. Помимо этих данных, необходимо учитывать ограничение зарядного напряжения: для аккумулятора U выше 15,6 В является опасным. При сильном разряде длительность восстановления устройства может составить до 3 дней.

Ускоренная зарядка АКБ

Для быстрой зарядки АКБ нужно подать на нее I в 10-15 А, что соответствует 20-25% емкости устройства. За 15-20 минут интенсивного восстановления батарея приобретет достаточный заряд, чтобы завести авто.

Регулярно пользоваться данным способом зарядки вредно, т.к. высокий ток ЗУ сокращает срок эксплуатации аккумулятора.

Зависимость заряда аккумулятора и плотности электролита

Заряд и плотность электролита являются взаимозависимыми величинами. При сильном разряде АКБ водитель не сможет быстро восстановить функцию батареи, т.к. плотность реактива в секциях будет минимальной. Зависимость плотности кислотного раствора и степени заряженности аккумулятора представлена в таблице.

Когда и как заряжать автомобильный аккумулятор зарядным устройством полуавтоматического типа

Ныне подзарядить автомобильную батарею не сложнее, чем смартфон: подключи крокодилы к клеммам, тыкни вилку в розетку и жди сигнала окончания. Импульсные «автоматы» и «полуавтоматы» не требуют вмешательства и срочного отключения после полного восстановления заряда. Максимум, что требуется – задать в самом начале предел по току и напряжению. Все это важно, но актуально только при своевременной зарядке.

Когда заряжать необслуживаемый автомобильный аккумулятор зарядным устройством: тест состояния

По достижении 12,4 В на выводах источника питания при +20°C требуется подзарядка от внешнего ЗУ. Ничего сложного в технологии, как проверить АКБ мультиметром, нет. После продолжительного простоя авто (около 6-8 часов) на неработающем двигателе подключите вольтметр к клеммам, и снимите показания. Это удобно делать утром. Нагрузочной вилке доверять не стоит, поскольку достоверных таблиц соответствия напряжения, емкости изделия и ампеража катушки пока нет.

Не допускайте разряда ниже 12,2 В. Критическим показателем для кальцийсодержащих батарей (Ca/Ca, EFB, AGM) является 11,8 В. Допустив знаменитые 10,8 В, готовьтесь к тому, что зарядить необслуживаемый АКБ обычным зарядным устройством вообще не удастся. Один глубокий разряд для кальциевой батареи смерти подобен. Но, если в ней есть серебро или сурьма, такого не случится.

Ориентироваться на «глазок» не стоит. Во-первых, он тестирует лишь одну банку из шести. Во-вторых, цвет критического разряда может появиться поздно, а изделие за это время безвозвратно потеряет около 50% емкости.

Программирование и контроль: как зарядить необслуживаемый АКБ автомобиля обычным зарядным устройством с ручными настройками

Под характеристикой «обычное» ЗУ будем понимать импульсный «полуавтомат», который можно использовать как для абсорбированного AGM, так и жидких EFB и Ca/Ca. На панели можно выбрать предельные величины. Еще в активе – режим поддержания 100% заряда и функция десульфатации.

На «автомате», согласно методике, объясняющей, как выбрать зарядное устройство для АКБ автомобиля, ток и напряжение не задаются. Из предустановок здесь только клавиши выбора запрограммированных режимов. Что есть что, подскажет книга по эксплуатации.

Подготовка

Протрите батарею влажной ветошью, а затем вытрите насухо. Подсоедините зажимы зарядного устройства к АКБ, соблюдая полярность. Запитайте прибор от сети 220 В и выполните преднастройку.

Ток и напряжение

По классике расчет пределов ведется на основании параметров заряжаемого аккумулятора (при +20…+25°C):

1. Max ток – не более 10% от емкости АКБ. Например, для 60 Ач сила тока не должна превышать 6 А.
2. Max напряжение – 14,4 В для EFB и кальциевых источников питания, 14,8 В – для AGM.

Цифры актуальны для разряженной до 50% батареи (менее 12,2 В). При глубоких разрядах прогрессирует сульфатация пластин, в результате чего уменьшается емкость. Чтобы восстановить ее, постарайтесь заряжать автомобильный аккумулятор зарядным устройством, выставленным на малый ток (порядка 2-3% от показателя в Ah). Соблюдайте эту установку в течение 2-3 часов, после чего переходите на классику.

Некоторые «hand made» устройства позволяют выбирать только ближайшую по цифрам емкость батареи. Исходя из нее зарядник развивает запрограммированные ток и напряжение. Такие комбайны «не кипятят» электролит и «вливают» до 100% заряда, а потому пользуются популярностью.

Примечание! Не допускайте кипения электролита. В необслуживаемую батарею добавление электролита производится только двумя способами – через просверленные отверстия или при помощи частичной разборки. Качественное ЗУ «кипятить» не будет, поскольку имеет длительные паузы между импульсами тока.

Как понять, что АКБ уже заряжен или сколько должно быть вольт и ампер на приборах

Точка окончания подзарядки определяется по вольтметру и амперметру: напряжение держится на верхнем пределе, а ток составляет до 2% от номинальной емкости (1 А для 50 Ач). Если обслуживание ведется фирменным ЗУ, в промежутке восстановления от 90 до 100% из электролита умеренно выделяются газы.

Далее зарядник переходит в режим поддержания. Алгоритм хранения у каждого ЗУ свой. Обычно устройство включается при 13,1 В и выключается при 14,4 В, или постоянно подает 13,3…13,6 В, что нежелательно.

• Не допускайте перезаряда. Он так же вызывает сульфатацию пластин, как и глубокий разряд.
• Каждый раз заряжайте аккумулятор до 100%. Хронический недозаряд «съедает» емкость из-за сульфатации пластин.

Полностью убедиться в 100% зарядке можно после отстоя в течение 6-8 часов. Тогда напряжение аккумулятора автомобиля придет в норму. В таком состоянии должно быть не менее 12,7 В при +20…+25°C.

Сколько часов заряжать

Используя фирменное зарядное устройство и аккумуляторную батарею с 12,4 В на выводах, потенциал восстановится за 14-16 часов при температуре +20…+25°C. С глубоким разрядом сложнее. В зависимости от степени разряженности процесс может затянуться до 20 часов и более.

На часы ориентируйтесь в последнюю очередь. Сперва оценивайте показания амперметра и вольтметра. На продвинутых моделях ЗУ есть счетчик «влитой» емкости – это идеальный ориентир. Некоторые «автоматы» выводят время до окончания обслуживания на табло.

При какой температуре обслуживать

Пожалуй, зарядить необслуживаемый АКБ на морозе и в жару обычным зарядным устройством – не лучшая идея. Все рекомендации рассчитаны на диапазон +20…+25°C. При минусовых температурах необходимо увеличивать напряжение. Например, при -10°C электролит бурлит не при 14,5 В, а при 16,5 В. Для многих приборов – это предел.

В жаркую погоду вообще заряжать нельзя. Уменьшением разности потенциалов не отделаетесь – электролит при совершении реакций греется. Предельная температура нагрева корпуса аккумулятора – 37,8°C. Поэтому рекомендуемый промежуток температур, при которых можно заряжать: -10…+25°C.

Хорошо если в ЗУ есть функция термокомпенсации, вносящая коррекцию в выходные параметры на основании теплового состояния воздуха. Но она встречается, как правило, в моделях из автоматических серий.

К сведению. В рекламной компании по тем же AGM никогда не упоминают, при какой температуре срок службы составляет, скажем, 10 лет. Например, при 25°C это действительно может быть лет 10. Но уже при 33°C срок службы сокращается в два раза.

Ликбез

Основу знать нужно, но она не объяснит многих бытовых ситуаций. В серии коротких ответов на вопросы и выдержке «полезно знать» аккумулирован многолетний опыт автора. Он позволит избежать нестандартных ошибок.

Можно ли заряжать автомобильный аккумулятор…

• Не снимая с машины и не отключая клемм. Допускается, если есть уверенность в том, что напряжение не будет превышать 15 В. Некоторые «автоматы» распознают, что включены в бортовую сеть и автоматически снижают предел, что указано в инструкции.
• Дома. В квартире – только на балконе, в частном доме – в хорошо проветриваемом помещении. Из батареи выделяется токсичная газовая смесь на основе водорода, которая в союзе с кислородом образует взрывоопасный газ.
• В замерзшем состоянии. Однозначно нет. Отогрейте естественным образом: не вблизи батареи, не в тазике с горячей водой, а просто в теплом помещении, и вперед реанимировать.
• После покупки. Обязательно «погоняйте» новую АКБ на малых токах (порядка 2-3% от емкости). В магазине батареям могут не уделять должного внимания, подзаряжая короткое время высокими токами и напряжением.

Полезно знать

• Почему не заряжает аккумуляторную батарею. Срабатывает защита от короткого замыкания. Вероятно, замкнута одна из банок вследствие осыпавшейся с пластин активной массы. Если в паре с этим «напруга» менее 10,8 В – смело идите за новым.
• АКБ быстро заряжается и сильно греется. Требуется глубокая десульфатация в течение нескольких дней. Чтобы далее удачно заряжать автомобильный аккумулятор стандартным зарядным устройством, требуется произвести несколько контрольно-тренировочных циклов «разряд-заряд». Практикуется как ручной вариант осуществления этого процесса, так и автоматический – с помощью специального ЗУ.
• Как часто производить зарядку. Зимой интервал зависит от крепости мороза. При -10…-15°C – каждые две недели, ниже -25°C – раз в 5 дней. В теплую пору периодичность обслуживания увеличивается до 2 месяцев. Возьмите за привычку каждое утро мерить напряжение на клеммах и определите подходящий для конкретного АКБ интервал.
• Батарея не крутит, надо срочно ехать. Минимум времени для ее оживления с 11,8 В – 6 часов. Есть масса вариантов, не требующих ЗУ: подкурить от пуско-зарядного устройства (ПЗУ), другой машины, запасного источника питания. Довольно практичное решение – возить с собой карманный бустер. Если на борту МКПП, завести «с толкача». В мороз актуально согревание батареи в теплом помещении: у теплого изделия емкость выше.

Экстренный подзаряд: как заряжать аккумулятор, если нет зарядного устройства

На помощь придет сварочный инвертор или блок питания для ноутбука. Способы нестандартные, а потому требуют комментариев.

Сварочный инвертор

Если он с функцией ПЗУ для автомобильных батарей – вопросов нет. Считайте, что перед вами классический «полуавтомат» с ручными регулировками. Поставьте ток на требуемую величину и понизьте выходное напряжение трансформатора до 12 В с помощью переключателя.

Если зарядку батарей на 12В инвертор не поддерживает, можно осторожно прикурить. Конечно же не машину – у агрегата 40-60 В и до 20А на выходе, поэтому электронике не выжить. Аккумулятор же погонять в течение 5-10 минут можно. Этого хватит, чтобы пустить мотор. Отсоедините клеммы, установите ток на ноль, подключите зажимы к АКБ и установите ампераж на 10% от емкости последней.

Зарядник для ноутбука

Взглянем на характеристики блока питания, скажем, от лэптопа Lenovo:

• Вход: переменный ток 100-240 В и 1,8 А.
• Выход: постоянный ток 20 В и 2,25 А.

Выходные характеристики подобны автомобильному зарядному устройству. Казалось бы, можно напрямую соединить и делов-то. Но, у литий-ионных аккумуляторов сопротивление значительно выше, нежели у свинцово-кислотных. Напрямую подключать нельзя – блок питания сгорит. Требуется дополнительный резистор, например, лампа из фары. Схема собирается следующим образом:

• Плюс ЗУ – через лампу на положительный полюс.
• Минус – на отрицательный вывод.

Чем мощнее лампочка, тем больше ток зарядки. Хорошо подходит осветитель на 12В мощностью 90 Вт. С такой лампой аккумулятор с 10,8 В поднимается до 12 В за 6 часов. Через 10 часов электролит уже бурлит. Зарядка получается быстрой, АКБ сильно греется, поэтому применять только в экстренных случаях.

К сведению. Как определить, где «+», а где «-» у штекера блока питания? Возьмите мультиметр и измерьте напряжение постоянного тока. Знак «-» означает, что щупы присоединены наоборот.

Зарядное устройство для аккумуляторов, с установкой тока и напряжения заряда

Предлагается вариант изготовления зарядного устройства аккумуляторов для бытовых приборов, с установкой тока и напряжения зарядки, со стабилизацией тока на нагрузке.

При периодическом проживании в летнем доме, иногда появляется необходимость в подзарядке различных источников питания для часов, приемника, фонарика. Кроме того, требуют заряда и Li-ion аккумуляторы от старых мобильных телефонов, используемые в изготовленных ранее самоделках. Учитывая то, что используемые аккумуляторы имеют различную форму, габариты и присоединительные размеры, а также различные режимы заряда, необходимо изготовить, в какой-то мере, универсальное зарядное устройство (ЗУ). Так как это ЗУ будет использоваться лишь периодически, изготовлять или приобретать специализированные ЗУ для каждого вида аккумуляторов не имеет смысла.
В связи с этим, для зарядки различных маломощных аккумуляторов, изготовим единое, упрощенное, но надежное зарядное устройство. При зарядке аккумуляторов под периодическим визуальным контролем над окончанием заряда, имея возможность установки режимов (величина стабильного тока и предельное напряжение заряда) такое ЗУ обеспечит качественную работу.

Процесс изготовления зарядного устройства для выполнения поставленной задачи рассмотрен ниже.

1. Установка исходных данных.
Для правильной эксплуатации никель-металлогидридных аккумуляторов рекомендуется поддерживать рабочее напряжение на элементах в пределах 1,2…1,4 вольта, допускается предельное снижение до 0,9 вольта. Быструю зарядку NiMH элементов батарей рекомендуется проводить при напряжении 0,8…1,8 вольта, с величиной тока заряда в интервале 0,3…0,5С.

Рабочее напряжение для Li-ion аккумулятора 3,0. 3,7 вольта. Зарядку аккумулятора необходимо выполнять до предельного напряжения 4,2 вольта, с током заряда в интервале 0,1. 0,5С (до 450 mA при емкости аккумулятора 900 mAh).

Учитывая рекомендации, установим следующие характеристики изготовляемого ЗУ:
Выходное напряжение 1,3. 1,8 вольта (для NiMH аккумулятора).
Выходное напряжение 3,5. 4,2 вольта (для Li-ion аккумулятора).
Выходной ток (регулируемый) – 100. 400 mA (…900 mA).
Входное напряжение — 9. 12 вольт.
Входной ток — 400 mA (1000 mA).

3. Схема зарядного устройства.
Схема ЗУ проста в изготовлении и наладке, не имеет дефицитных и дорогих деталей. Устройство позволяет заряжать различные аккумуляторы стабильным, заранее установленным, током. А также, до начала зарядки, можно установить предельное напряжение, выше которого оно не поднимется на клеммах аккумулятора, в течении всего процессе зарядки.

Изготовим ЗУ по схеме.

4. Описание работы схемы ЗУ.
Узел управления выходным током построен на силовом составном транзисторе VТ1. Максимальную величину выходного тока заряда ограничивает низкоомный резистор R7 (при номиналах деталей указанных на схеме и соответствующем по мощности блоке питания, максимальный ток заряда Li-ion аккумулятора достигает 1,2 А). При отсутствии резистора, необходимого сопротивления и мощности, его можно собрать из нескольких дешевых и распространённых резисторов. Например, в приведенной конструкции, трехваттный резистор R7 сопротивлением 3,4 Ом собран из двух последовательно соединенных групп, по три параллельно включенных резистора МЛТ-1 сопротивлением 5,1 Ом.

На транзисторе VТ2 и резисторах R5, R6 реализован стабилизатор и регулятор зарядного тока. Переменный резистор R6 включен параллельно ограничительному резистору R7 и является датчиком тока. Ток через резистор R6 пропорционален току через резистор R7, но благодаря соотношению сопротивлений имеет значительно меньшую величину, что позволяет управлять выходным током с помощью переменного резистора и транзистора малой мощности.

Под нагрузкой, на датчике тока появляется падение напряжения, пропорциональное проходящему току. При изменении тока зарядки, по различным причинам, соразмерно изменяется падение напряжения на R6 и соответственно управляющее напряжение на базе транзистора VТ2.
При увеличении напряжения на базе VТ2, увеличивается ток К-Э транзистора VT2, снижая напряжение на базе VТ1. При этом, силовой транзистор VT1 начинает закрываться, уменьшая зарядный ток аккумулятора. И наоборот, при уменьшении напряжения на базе VТ2, зарядный ток увеличивается. Таким образом, осуществляется автоматическая корректировка тока в нагрузке — стабилизация тока заряда.

Изменяя сопротивление резистора R6, мы можем установить необходимый ток заряда аккумулятора. После регулировки, происходят аналогичные процессы стабилизации вновь установленного тока.

Узел установки предельного напряжения выполнен на регулируемом стабилизаторе напряжения DA1 (TL431). Подбирая сопротивление резисторов R3 и R4, выбираем оптимальный диапазон регулирования напряжения. С помощью переменного резистора R4 устанавливаем предельное напряжение на выходе (до подключения аккумулятора к ЗУ).

Разъем Х3 используется для установки Li-ion аккумулятора от мобильного телефона. В разъем Х4 возможно установить аккумуляторы цилиндрической формы различной длины, с напряжением 1,2…1,4 вольта. Диоды VD1 и VD2 включены в цепь разъема X4, для понижения напряжения заряда аккумулятора до 1,3. 1,8 вольта и предотвращения разряда аккумуляторов при отключении ЗУ. С помощью выносных щупов с зажимом, можно подключить для зарядки нестандартный аккумулятор с рабочим напряжением до 6… 9 вольт.

5. Изготовление корпуса зарядного устройства
Для корпуса ЗУ используем пластмассовую крышку от старого реле, размерами 90 х 60 х 65 мм. Усиливаем корпус панелью из текстолита для установки разъемов. Сверлим необходимые крепежные отверстия.

6. Комплектуем корпус разъемами и изготовляем нестандартные элементы.

7. Собираем корпус с навесными элементами. На задней панели расположены разъемы — контрольный Х2 (внизу) и входной Х1для соединения с адаптером питания ЗУ. Наверху корпуса расположена панель для установки Li-ion аккумулятора.

8. На передней стороне ЗУ закреплены ложемент и контакты для установки цилиндрических аккумуляторов.

Как заряжать АКБ? Виды зарядки

Комфортная и беспроблемная езда невозможна без правильного и своевременного обслуживания стартерной батареи. Даже если принято решение купить аккумулятор для автомобиля дешево и без длительной гарантии, сохраняются высокие шансы на многолетнюю эксплуатацию, четкую работу бортовой сети и быстрый запуск двигателя в сильные морозы. Главное, знать электрохимический тип АКБ и корректно восстанавливать емкость, избегая избытка напряжения и силы тока, применяя нужное оборудование, режим и частоту.

СТЕПЕНИ ЗАРЯЖЕННОСТИ И ТОК ЗАРЯДКИ

Важно правильно оценивать понятие «полная разрядка» аккумулятора. Номинальное напряжение «12В» – это удобная для обихода цифра, но не более того. Реально каждая из шести последовательно соединенных банок выдает чуть больше 2,1В. Таким образом, нормальное рабочее напряжение соответствует 12,7-12,9В. Снижение вольтажа на 10-12% определяет фактическую, полную потерю заряженности.

Положительные и отрицательные пластины начинают обильно покрываться сульфатом свинца, а электролит теряет свою плотность. Без надлежащего контроля химические процессы становятся необратимыми, на рабочих поверхностях образуется нерастворимый осадок, а батарея приходит в негодность. Особенно губительна глубокая разрядка для кальциевых АКБ типа Ca/Ca.

Точно и быстро охарактеризовать текущую степень заряженности можно с помощью вольтметра и специального показателя работоспособности тока – электродвижущей силы (ЭДС). Для этого измерительный прибор подключается к клеммам батареи при нулевом токопотреблении и без нагрузки (состояние покоя). Также необходимо учитывать актуальную окружающую температуру (см. таблицу).

Максимальная сила тока зарядки составляет 1/10 часть от емкости АКБ, например, для 60Ач – это 6А, для 75Ач – 7,5А, для 100Ач – 10А. Аккуратного подхода требуют классические свинцово-кислотные батареи 60Ач в супербюджетном облегченном исполнении 13-13,5 кг (обычный вес 14,2-14,5 кг). Несмотря на заявленную емкость в 60 ампер-час, иногда в каждой банке размещено 4-5 положительных и 5 отрицательных пластин вместо стандартного формата 6+6. Это не только снижает вес, но и фактическую емкость, которая не превышает 40-45Ач и требует для корректного восстановления максимальную силу тока в 4-4,5А.

ТИПЫ АКБ И ПРЕДЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЗАРЯДКИ

Все батареи с напряжением 12 вольт можно разделить по рабочему состоянию электролита на 3 электрохимические группы:

• жидкие (WET, EBF, Са+ Са, Ca+ или Hybrid);
• абсорбированные (AGM);
• гелевые (GEL).

Последний тип очень перспективный, но пока доступен в тяговых вариациях с низкими значениями пусковых токов.

Основная масса стартерных АКБ имеет жидкий электролит – классический (WET), с утолщенными пакетами (EBF), добавлением кальция в положительные и отрицательные пластины (Сa/Ca), с легированием одной части электродов кальцием, а другой – сурьмой (Hybrid). Чтобы корректно зарядить такой тип батарей, например, разряженный до 50% аккумулятор автомобильный Banner (Австрия), Hankook (Южная Корея), «Зверь (Россия), максимальное напряжение не должно превышать 14,2-14,4В. Для АКБ с абсорбированным в стеклоткань электролитом, которые адаптированы под систему «старт-стоп», как AGM автоаккумуляторы E xide (Эксайд), Bosch (Бош), Yuasa (Юаса), необходим повышенный вольтаж восстановления 14,7-14,8В.

ВИДЫ ЗАРЯДКИ

Оптимальный вариант для заказа АКБ и пуско-зарядного устройства – специализированный интернет-магазин автомобильных аккумуляторов, который предлагает цены без посреднических надбавок и длительную гарантию от производителя. Независимо от типа и исполнения батареи (обслуживаемая, необслуживаемая, малообслуживаемая) сохраняется необходимость в регулярном частичном или вынужденно полном восстановлении емкости. Для этого применяются следующие виды зарядки АКБ:

Эффективная проверка текущей работоспособности автоаккумулятора возможна «разгрузочной вилкой», которая в течение 3-5 секунд передает на клеммы нагрузку, превышающую емкость на 200%. Краткосрочное проседание до 9В и ниже указывает на необходимость срочной подзарядки.

Автоматическая зарядка АКБ

Требует зарядных или пуско-зарядных устройств, которые автоматически определяют ток и напряжение, а главное – динамически меняют их значения в процессе восстановления емкости, чтобы избежать вскипания электролита, недозаряда или, что опасней, – перезаряда. Выбор электротехнических параметров работы в зависимости от типа АКБ реализован через настройку рабочего напряжения или отдельных режимовWET, AGM и т.д. Важно учитывать, чтобы доступная сила зарядного тока не была меньше 10% от емкости батареи.

Автоматическая зарядка АКБ постоянным напряжением происходит по сложному многоступенчатому алгоритму:

• зарядный ток постепенно снижается на фоне роста напряжения аккумулятора;
• при достижении 14,8В происходит стабилизация напряжения;
• низкий ток зарядки (5% от емкости) продолжает поступать на клеммы еще 2 часа для приближения к уровню максимальной заряженности и сброса эффекта памяти;
• на последнем этапе работает напряжение 13,8В, которое позволяет достичь 100%-ной зарядки без риска перезаряда и перегрузки.

Некоторые ЗУ обеспечивают автомат-зарядку автоаккумулятора импульсным напряжением с последующими поочередными выдержками АКБ под токами максимального значения и постоянным напряжением 13,8В.

Общее время восстановления (при условии разряда 50% и меньше) – 8-12 часов.

Ручная зарядка аккумулятора

Требует от пользователя навыков в обращении с мультиметром и регулярного контроля силы постоянного тока заряда, который поначалу выставляется на уровне 10% от номинальной емкости батареи (55Ач = 5,5А; 60Ач = 6,0А; 70Ач = 7,0А).

Первая проверка напряжения на электродах проводится через 3-4 часа. Необходимый показатель – 14,2-14,4В, при которых повышается интенсивность гидролиза электролита и возникает риск закипания. Если искомое значение достигнуто, необходимо снизить ток зарядки в 2 раза (55Ач = 2,2А; 60Ач = 3,0А; 70Ач = 3,5А).

Третий этап стартует, когда на выводах батареи получено значение 14,8-15,0В. Далее необходимо повторить двойное снижение токовых значений (55Ач = 1,2А; 60Ач = 1,5А; 70Ач = 1,7А). Проверка выполняется каждые 1,5-2 часа. Если значение тока и напряжения остаются неизменными при нескольких измерениях – АКБ заряжен на 100% и готов к дальнейшей эксплуатации.

Восстановление утраченной емкости батареи связано с удалением осадка сернокислого свинца с рабочих поверхностей пластин. Основная причина дефекта – глубокий разряд. Для этого применяются специальные зарядки-автоматы с режимом десульфатации, который предусматривает цикличное использование зарядно-разрядных токов в соотношении 10 к 1.

Также процедуру можно выполнить с помощью стандартного ЗУ и автомобильного ареометра , потратив на это несколько дней:

• 8-10 часов зарядки при 13,8-14,4В и 0,8-1,0А, чтобы достигнуть 10В на электродах;
• полное отключение на сутки;
• 8-10 часов при 13,8-14,4В и 2,0-2,5А (искомое значение на выводах батареи 12,6-12,8В);
• 7-10-часовая разрядка АКБ до 9В нагрузкой в виде автомобильной или бытовой лампочки 12В;
• далее повторяются шаги 1-4 с постоянной проверкой плотности электролита, пока не будет получен показатель 1,27 г/см 3 .

Количество полных циклов может достигать 5-10 и занимать 14-16 дней. Уровень регенерации аккумулятора – 80-95%. Если результат восстановительных работа получился неудовлетворительным, всегда можно сдать АКБ в Москве дорого и выручить часть средств для покупки новой батареи.

Зарядные устройства с буферной технологией способны определять ток внутренних утечек аккумулятора (саморазряд) и поддерживать полную емкость неделями и месяцами без риска сульфатации, замерзания электролита и перезаряда. Это оптимальный вариант длительного хранения батареи в зимний период или при редких поездках на автомобиле.

Восстановление уравнительным током хорошо подходит для глубоких разрядов необслуживаемых аккумуляторов. Устройство сначала работает как ограничитель токовых нагрузок, затем не допускает превышение напряжения больше 13,5-13,8В. Постоянная дозарядка при хранении выполняется компенсирующими саморозряд микротоками 100-150мА.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Любой вид зарядки автомобильного аккумулятора требует соблюдения температурного режима. Оптимально – это +20-25°С. Если микроклиматические условия не попадают в этот интервал, следует применять ЗУ с функцией термокомпенсации. Для корректной подзарядки АКБ ее следует снять с автомобиля и установить в проветриваемом помещении.

В ситуации, когда регенерация циклами зарядно-разрядных токов не увенчалась успехом, можно применить методику «переполюсовки» (плюс к минусу – минус к плюсу). Ток зарядки – 5% от емкости. Контрольное значение – 12-14В на выводах. Затем следует применить нагрузку (лампочку) для полной разрядки. После этого выполнить полную правильную зарядку (плюс к плюсу – минус к минусу).