Выбор зарядного устройства для автомобильного аккумулятора: характеристики и советы

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:

Описание зарядки постоянным напряжением.

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.

Виды аккумуляторных батарей

На автомобилях применяются аккумуляторы следующих видов: кислотные, щелочные и гелевые. Есть еще один вид батареи – литий-ионных, но в силу своих особенностей данные АКБ не могут запустить двигатель, поэтому в авто они применяются пока только, как дополнительный элемент питания.

Так устроен аккумулятор автомобиля

У кислотных батарей электроды выполнены из свинца, в котором имеются дополнительные примеси. Свинец, как материал электродов, используется потому, что этот материал имеет хорошую энергоемкость и может за малый промежуток времени выдать токи больших значений. Электролитом у этих АКБ выступает раствор кислоты. Это самые распространенные батареи, которые применяются на автомобиле.

У щелочных батарей установлены не свинцовые, а никель-кадмиевые или никель-железные пластины. А пространство между ними заполнено раствором едкого калия. Эти АКБ на легковых авто применяются не часто, поскольку сила тока у них ниже, чем у кислотных.

Гелевые аккумуляторы появились сравнительно недавно. По сути, этот тот же кислотный аккумулятор, только у него электролит приведен в желеобразное состояние. Эти АКБ являются перспективными, но ряд технологических особенностей данных батарей не позволяет их широко использовать, да и стоят они не солидно.

Помимо этого АКБ делятся еще на обслуживаемые и необслуживаемые. Кислотные аккумуляторы бывают только обслуживаемыми. А все потому, что при химической реакции часть воды из раствора испаряется. Для того чтобы электролит имел соответствующую плотность, периодически нужно проверять состояние электролита и при надобности доливать воду.

Необслуживаемыми являются гелевые АКБ. Они имеют герметичный корпус. При химической реакции вода у них не испаряется. Поэтому и доливки не требует.

Вопросы, связанные с методикой зарядки АКБ, и ответы на них

Далее мы разберём самые распространённые вопросы, связанные с обслуживанием автомобильных аккумуляторных батарей.

Можно ли заряжать батарею, не снимая её с автомобиля?

Правильно зарядить аккумулятор автомобиля можно и без демонтажа с ТС. Нужно лишь отсоединить обе клеммы от массы и плюсового провода автомобиля. В противном случае могут быть повреждены штатные электроприборы.

Что заряжает лучше — генератор или ЗУ (зарядное устройство)?

Если рассматривать полноту и качество зарядки, то в выигрыше будет зарядное устройство. Оно позволяет управлять параметрами процесса. С помощью ЗУ можно получить наилучшие результаты для АКБ разных типов, сроков эксплуатации и степеней разряда. Зарядным устройством можно зарядить батарею до 100 % её ёмкости, что в ряде случаев недостижимо для генератора.

Однако зарядка АКБ посредством ЗУ требует определённой трудоёмкости, особенно при её демонтаже. Далеко не все автолюбители готовы тратить своё время на такую операцию. По этим причинам наибольшая часть владельцев предпочитает зарядку источника от машинного генератора. Тем более что она осуществляется автоматически и не требует временных и трудовых затрат.

Можно ли заряжать АКБ на морозе?

Такая операция не рекомендуется. Если в электролите образовалась ледяная шуга, то АКБ заряжаться не будет. Ещё хуже, если электролит полностью замёрз. Такое изделие теряет ёмкость и даже после восстановления неспособно крутить стартер.

Зарядка на морозе возможна только в случае крайней необходимости при условии, что электролит находится в жидком (полужидком) состоянии. Зарядить АКБ удастся лишь частично, и процесс будет продолжаться достаточно долго. Сначала ток будет разогревать саму батарею, только потом начнётся её заряд.

Правильно зарядить аккумулятор зарядным устройством можно только в тёплом помещении (температура выше +20 ºС). При этом АКБ необходимо предварительно выдержать в тепле несколько часов, чтобы весь лёд растаял.

Можно ли «прикуривать» от другой машины?

Это вполне допустимо, но с соблюдением некоторых условий:

• двигатель машины-«донора» должен перед «прикуриванием» поработать пять минут на двух тысячах оборотов, чтобы подзарядить свой аккумулятор;
• один из проводов машины-«донора» нужно отсоединить от аккумулятора;
• соблюдая полярность, следует соединить специальными проводами с зажимами плюсовые и минусовые клеммы обоих аккумуляторов;
• недопустимо «прикуривание» без отсоединения аккумулятора «донора» от самой машины, тем более при работающем двигателе «донора».

Невыполнение указанных требований может привести к выходу из строя электроники «донорской» машины. При проведении операции нужно соизмерять энергетические возможности аккумулятора с характеристиками запускаемого им двигателя. В частности, не стоит пытаться заводить двигатель трёхлитрового внедорожника аккумулятором ёмкостью 45 А·ч.

Какие бывают аккумуляторы

Аккумуляторные батареи за более чем 150 лет со времени изготовления первой постоянно совершенствовались, но конструкция и принцип работы остались неизменными. Сегодня можно встретить различные виды, у которых различный состав электролита и материалы электродов.

Виды аккумуляторов:

1. Свинцовые:

• свинцовые. Самые первыми стали выпускаться аккумуляторные батареи свинцовые с серной кислотой в качестве электролита. Они обладают возможностью выдать большой ток для запуска автомобиля. Такие аккумуляторы используются до сих пор. Но в связи с тем, что свинец очень мягкий материал, то сейчас производят легирование его различными материалами.
• Сурмянистые — свинцовые с добавлением сурьмы. Для улучшения качеств свинца в него стали добавлять сурьму. Сурьмянистыми называются аккумуляторы, которые имеют в составе электродов больше 5% сурьмы. Этот материал активизирует процесс электролиза, во время которого происходит разложение воды в электролите на кислород и водород, что выглядит как закипание электролита. Большое испарение воды приводит к оголению пластин электродов и их разрушению. Поэтому в такие АКБ приходится подливать воду. Из-за этого их еще называют обслуживаемыми. Такие аккумуляторы в современных автомобилях не используются. Они применяются в стационарных источниках питания, где требуется неприхотливость батарей.
• Малосурьмянистые свинцовые батареи – те в которых используется меньше 5% сурьмы. В такие аккумуляторы уже не требуется слишком часто заливать воду. Но потери электролита все равно присутствуют, и воду в них заливать все равно требуется.
• Кальциевые свинцовые аккумуляторы получают добавлением в свинец кальция вместо сурьмы. Использование этого вещества снижает интенсивность электролиза, и испарение воды в них практически отсутствует. Добавление серебра в такие батареи также улучшает КПД и увеличивает емкость батареи. Главным минусом кальциевых батарей является потеря их свойств при сильном разряжении. Несколько случаев глубокого разряда приводит к тому, что емкость аккумулятора сильно и необратимо падает.
• Гибридные свинцовые. Гибридные аккумуляторные батареи – это те, в которых используются сразу две технологии: сурьма для положительного электрода и кальций для отрицательного. Такие батареи имеют средние характеристики: надо чаще подливать воду, но они более устойчивы к глубокому разряду.
• Свинцовые AGM и гелиевые – представляют собой свинцовые аккумуляторы, у которых электролит связан и не может вытечь при опрокидывании. В AGM используется пористое стекловолокно, которое пропитывается электролитом. Гелевые АКБ получаются добавлением соединений кремния. Такие аккумуляторы устойчивы к вибрации и имеют низкий саморазряд. Выдают пусковой ток вне зависимости от заряда батареи практически до полного разряда. После разряда полностью восстанавливают свою емкость и выдерживают большое количество разрядов-зарядов (около 200).

2. Щелочные:

Щелочные АКБ имеют в качестве электролита щелочь. В стартерных аккумуляторных батареях применяются крайне редко.Щелочные батареи бывают:

• никель-кадмиевые. Они имеют положительный электрод с покрытием гидроксидом, метагидроксидом или гидратом окиси никеля. Минусовой электрод покрыт железом с кадмием. В качестве электролита используется едкий калий.
• Литий-ионные. Это весьма перспективные аккумуляторные батареи, используемые в качестве дополнительных источников тока. У них в качестве минусового электрода — литий или литий-ферро-фосфатные сплавы. Плюсовой электрод — оксид лития с марганцем и кобальтом. Такие аккумуляторы имеют большую удельную емкость и низкую степень саморазряда. Из недостатков – чувствительны к отрицательным температурам, имеют низкое число зарядов-разрядов.

Несколько дополнительных рекомендаций

Замерзший аккумулятор можно запустить методом «прикуривания» от АКБ другого авто. Дальнейшую подзарядку обеспечит работа генератора в течение 20-30 минут езды на оборотах в минуту около 3000. При быстрой разрядке и замерзании батареи в процессе работы нужно искать утечку в бортовой системе.

Если электролит приобрел темный цвет либо на корпусе обнаружены разрывы, сильные подтеки реактива и трещины, нельзя ни заряжать устройство, ни использовать другие способы реанимировать АКБ. Поврежденная батарея требует немедленной замены и утилизации. Срок ее эксплуатации составляет 2-3 года.

АКБ, которое не находится в использовании, может постоянно стоять на подзарядке. Параметры процесса при этом должны соответствовать току саморазряда. Содержание батареи на уровне 100% заряда позволит сохранить высокие эксплуатационные свойства и в любой момент поставить ее на машину.

Батарею, которая установлена в автомобиле, некоторые автомастера рекомендуют держать на уровне 90-95% заряда. Небольшой дефицит заряда позволит защитить электронику авто при скачке напряжения в бортовой сети. В этом случае батарея будет действовать как конденсатор.

Классификация по методу зарядки

Зарядное устройство заряжает АКБ, подключаясь как промежуточное звено к сети бытового электропитания.

Переменный ток в 220 В выпрямляется, его напряжение понижается, и некоторые другие характеристики так же модифицируются под «требования» автомобильного аккумулятора.

Но зарядные устройства для автомобильных аккумуляторных батарей в первую очередь различаются по способу зарядки.

Они классифицируются на аппараты:

• постоянного тока;
• постоянного напряжения;
• аппараты, в которых реализован комбинированный метод.

Это означает, что устройство заряжает АКБ (аккумуляторную батарею) либо постоянным током, либо постоянным напряжением, либо может использовать любой из этих методов.

Каждый метод имеет свои функциональные особенности, плюсы и минусы.

Зарядка постоянным током

Это наиболее быстрый режим заряжания автомобильного аккумулятора. Используется постоянный ток, который должен быть равен 10% от емкости аккумулятора в амперчасах.

Если он будет ниже — аккумулятор будет заряжаться слишком долго или не зарядится вообще, если выше — АКБ может выйти из строя.

Автоматические зарядники постоянного тока устанавливают зарядный ток в зависимости от емкости АКБ самостоятельно, но на дешевых моделях, как правило, нет верньеров, позволяющих контролировать и регулировать ток.

Поэтому, если есть возможность, стоит приобрести зарядное устройство не только с функцией автоматической зарядки по току, но и с ручным регулятором, чтобы иметь возможность выставить ток зарядки самостоятельно.

Кроме того, за процессом зарядки нужно следить, т. к., несмотря на функцию автоматического отключения, которой снабжены почти все современные зарядники, превышение времени заряжания может привести к тому, что батарея «вскипит».

Зарядка постоянным током не очень хорошо сказывается на аккумуляторе, поэтому прибегать к этому методу часто не рекомендуется.

Важно: выбирая устройство зарядки при помощи постоянного тока, стоит присмотреться к тем, у которых есть режим десульфатации. Этот режим позволяет полностью восстанавливать емкость аккумулятора, долгое время (год и больше) стоявшего без дела

Зарядка постоянным напряжением

Метод постоянного напряжения — наиболее длительный, но и наиболее оптимальный для банок аккумулятора способ зарядить их. Здесь используется режим, в котором напряжение постоянно, но вот ток зарядки падает пропорционально оставшейся емкости аккумулятора.

Что это значит на практике? Допустим, полная емкость аккумулятора — 100% заряда. Зарядка идет постоянным напряжением 12-13 В.

При этом ток зарядки уменьшается по мере «наполнения» АКБ. Когда он заряжен на 99%, то ток уменьшается до 1% от исходного значения. Когда уровень заряда достигает 100%, ток падает до нуля.

Такой способ позволяет продлить срок службы АКБ, но сеанс «заправки» на несколько часов дольше, чем при методе заряжания постоянным током.

Поэтому такое устройство хуже подходит для экстренных ситуаций.

Комбинированный метод

Комбинированный метод предусматривает в работе «смену режимов». То есть зарядка идет вначале постоянным током, а потом, когда банки АКБ заряжены уже на 50-60%, аппарат автоматически переключает режим на зарядку постоянным напряжением.

Комбинированный способ дает возможность восстанавливать работоспособность аккумулятора быстро, но в ьто же время в щадящем режиме, что позволяет сохранить его ресурс работы.

Такой способ позволяет продлить срок службы старых аккумуляторов и не загубить раньше времени новые.

Все «комбинированные» зарядные устройства относятся к импульсному типу (что это такое — читайте ниже) и снабжены микропроцессорным блоком управления.

Как заряжать гелевые АКБ

Гелевый АКБ — современный вторичный источник, в котором электролит находится в состоянии геля. Он отличается высокой токоотдачей, большим количеством циклов зарядки и минимальным током саморазряда. Гелевый АКБ боится перезаряда — напряжение свыше 15 В для него губительно.

Для зарядки таких аккумуляторов используют обычные ЗУ. Зарядный ток можно устанавливать в пределах 10-30 % от ёмкости АКБ при условии, что напряжение не будет превышать 15 В. Более высокое напряжение приводит к плавлению геля с потерей функциональных свойств.

Информация о том, как правильно заряжать аккумулятор гелевого типа, всегда указана на его корпусе. Эти сведения устанавливают предельные значения напряжения и тока зарядки. Например, напряжение ограничивается диапазоном 14,4–15,0 В, ток — значением 2,1 А. Чтобы избежать превышения напряжения выше 15,0 В, стоит пользоваться электронными зарядными устройствами, автоматически поддерживающими параметры в заданных режимах.

Лучшие бюджетные зарядные устройства для АКБ

Подобные модели стоят не дороже 2500 рублей и отличаются малыми габаритами. Они неустойчивы к тяжелым условиям эксплуатации, однако могут успешно функционировать совместно с аккумуляторами различного типа.

Калибр ЗУИ-4

Управление устройством осуществляется с помощью одной кнопки. Цифровой дисплей отображает все необходимые сведения о зарядке, а светодиодные индикаторы своевременно предупреждают пользователя о перегреве модели, неправильной полярности или сбоях в работе сети.

Допустимая емкость составляет 120 А·ч, потребляемая мощность зарядки — до 60 Вт. К возможностям автоматического режима следует отнести определение типа аккумулятора и остаточного напряжения, а также восстановление глубоко разряженных батарей. Прибор защищен от перебоев в сети и может функционировать при температуре до -5 °C.

Достоинства:

• простое управление;
• автоматическая работа;
• наличие «зимнего» режима;
• универсальность;
• высокая степень защиты.

Недостатки:

отсутствие режима быстрой зарядки.

Калибр ЗУИ-4 используется совместно с гелевыми либо свинцово-кислотными аккумуляторами. Надежный выбор для владельцев автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями.

Patriot BCI-10M

Модель оснащена транспортировочной рукоятью для удобства переноски и подключения. Устройство соединяется с аккумулятором с помощью зажимов-крокодилов, что исключает потери тока и нагревание в местах контакта. Визуальный контроль значения тока обеспечивает встроенный амперметр.

Потребляемая мощность зарядки — до 400 Вт, максимальная емкость аккумулятора 150 А·ч. Наличие регулятора ограничения тока и устойчивость к отклонению напряжения до 15% гарантирует стабильную и безопасную работу прибора.

Достоинства:

• простота эксплуатации;
• надежность;
• электронное управление;
• стабильная работа;
• компактные размеры и удобная переноска.

Недостатки:

шумно работает.

Patriot BCI-10M удобен при хранении и перевозке. Безопасный и долговечный прибор оценят владельцы автомобилей с аккумуляторами повышенной емкости.

Вымпел-30

Модель оснащена вентилятором, автоматически включающимся при превышении допустимой температуры, что предохраняет устройство от перегрева. Прочный корпус гарантирует защиту внутренних элементов от механического воздействия, а режим Boost обеспечивает быструю зарядку в любых условиях.

Максимальная емкость подключаемого аккумулятора составляет 200 А·ч, допустимый ток — 18 А. Прибор может использоваться в качестве блока питания для облегчения запуска двигателя и способен восполнить запас энергии даже полностью разряженной батареи.

Достоинства:

• надежность;
• встроенный амперметр;
• защита от перегрева;
• плавная регулировка выходного тока.

Недостатки:

слабая изоляция зажимов.

Вымпел-30 рекомендован для зарядки щелочных аккумуляторов. Экономичное и компактное решение для эксплуатации в любую погоду.

BestWeld InCharger 6-12V-4A BW6001

Главными особенностями модели являются безопасность использования и долгий срок службы. Устройство обладает несколькими уровнями защиты: от подключения к неисправной батарее, переполюсовки, перегрева, короткого замыкания, неправильного выбора режима заряда и др.

Максимальная емкость заряжаемого аккумулятора 90 А·ч, допустимое напряжение заряда — 14,8 В. Широкий дисплей отображает один из четырех режимов работы и восполненный объем энергии. Прибор может эксплуатироваться при температуре от -20 до +40 °C.

Достоинства:

• стабильная работа;
• долговечность;
• термоустойчивость;
• высокий класс защиты;
• ЖК-экран.

Недостатки:

ломкие провода.

BestWeld InCharger стоит приобрести владельцам автомобилей, оснащенных свинцовыми АКБ. Оптимальный вариант для использования в условиях неблагоприятного климата.

Как определить заряжен или разряжен аккумулятор

Это можно определить по напряжению на контактах и по плотности электролита.

В полностью заряженном аккумуляторе (100% заряда) напряжение на клеммах должно быть 12.7В. В разряженном соответственно 11.7В (0% заряда). Следовательно, каждые 0.1В — это 10% заряда. Эти значения актуальны для температуры аккумулятора 20-25 градусов.

Например, напряжение на контактах равно 12.2В, следовательно, заряд составляет 50%.

Таблица — зависимость степени заряда АКБ от напряжения.

Второй более точный способ определить степень заряда — это определение по плотности электролита. Данный способ подойдет только для обслуживаемых аккумуляторов, в которых есть возможность выкрутить пробки и добраться до электролита.

В качестве электролита в батареях применяют раствор серной кислоты, плотность которого измеряется в г/см3. При разряде плотность электролита снижается. Зная это свойство можно определить степень разряда батареи. Плотность определяется с помощью специального прибора – ареометра.

Плотность полностью заряженной батареи (100%) при 25 °с равна 1.27-1.28 г/см3.

Плотность полностью разряженной батареи (0%) при 25 °с равна примерно 1.1 г/см3.

Зная эти данные, можно вычислить, что примерно каждая сотая единица плотности равна 6% заряда (0.01 г/см3 =6%заряда).

Для примера плотность равна 1,24 г/см3, следовательно, степень заряда составляет 76%.

График -зависимость плотности электролита от температуры.
Таблица -зависимость плотности электролита от температуры.

Перед проверкой плотности электролита обязательно отключаем зарядное устройство и ждем несколько минут. Плотность более точно определяется, когда из электролита не выделяется газ.