Как и до какого напряжения можно разряжать автомобильный аккумулятор

Строение аккумулятора

Акб состоит из свинцовых пластин, между ними находится специальный диэлектрик, который не дает пластинам соприкасаться, и перемыкать. Все это залито электролитом. Обычно аккумулятор разделен на 6 таких разделов (6 банок) соединенных последовательно по 2,1В.

Так при перезарядах составляющие банок начинают греться, дистиллированная вода испаряться, и пластины осыпаться, а при разрядах падает концентрация серной кислоты, ана оседает на свинцовых пластинах в виде солей, и при сильных разрядах, соли полностью не разрушаются, а остаются на этих самих пластинах. Таким образом падает емкость акб, после каждого глубокого разряда на 2-3%, после 7-10 таких разряда акб теряет 20-30 % своей емкости.

Зачем нужно периодически разряжать аккумулятор автомобиля

Чтобы разобраться, в чём смысл разрядки аккумуляторной батареи, давайте вспомним, как она работает.

Когда мы поворачиваем ключ в замке зажигания, то запускаем процесс, заключающийся во взаимодействии двух реагентов аккумулятора – свинцовых пластин и электролита. Замыкание электрической цепи инициализирует высвобождение электрической энергии, выделяемой в процессе снижения плотности электролита. Этот процесс сопровождается преобразованием части свинца на пластинах в сульфат свинца. Обратный процесс, то есть зарядка аккумулятора, превращает большую часть сульфатированого свинца превратиться обратно в чистый металл.

Как вы уже заметили, мы упомянули термин «большая часть». Это означает, что некоторое количество нерастворимого сульфата таковым и осталось, и этот процесс принято называть сульфатацией пластин. По мере увеличения доли нерастворимого остатка на пластинах ёмкость батареи начинает падать. Это, если можно так сказать, старение АКБ, то есть вполне естественный процесс. Аналогия не прямая, но удачная – жизнь аккумулятора, оказывается, тоже можно продлить.

«Правильный» образ жизни предполагает тренировку батареи циклами разрядки и последующей зарядки, во время которых АКБ запоминает, как преобразовывать соли свинца в свинец с минимальными потерями. Такие показательные тренировки необходимо устраивать как минимум раз в год, накануне наступления холодного сезона, а ещё лучше повторять процедуру и весной.

Мероприятие позволяет также с большой точностью оценить состояние автомобильного аккумулятора, степень выработки его ресурса. Нужно лишь осуществлять разряд и заряд с контролем времени и уровня заряда.

Как правильно разрядить АКБ?

Нет, тот способ разрядки, который первый приходит в голову, тут не сгодится. Оставленные на ночь фары разрядят аккумулятор, но совсем не так, как нам нужно. Данному процессу необходим строгий контроль, ведь существуют конкретные показатели напряжения, до которых можно разряжать автомобильные аккумуляторы, о них мы поговорим немного позже. А сейчас расскажем, с чего следует начинать, если Вы решили самостоятельно произвести профилактическую разрядку аккумуляторной батареи своего автомобиля. Для этого существуют несколько способов.

Разряжаем АКБ с помощью заводского устройства зарядки

В идеале, процесс должен проводиться заводской мультифункциональной зарядкой. Это проще всего, так как происходит без Вашего постоянного контроля, и устройство самостоятельно прекратит процесс, дойдя до нужного порога. Хорошо, если данное устройство имеется, но если его нет, рассмотрим и другие, более доступные способы.

Разрядка без снятия АКБ

Чтобы специально снизить заряд АКБ, не обязательно снимать устройство с автомобиля. Его можно оставить в подключённом состоянии под капотом машины.

На некоторых автомобилях на приборной панели имеется вольтметр. Если его нет, не страшно. Устройство достаточно подключить к батарее, соблюдая полярность.

Простой, но эффективный и сравнительно быстрый способ. Для этого нужно:

• убедиться в наличии вольтметра при приборной панели, либо подготовить отдельный измерительный прибор;
• заглушить двигатель;
• подключить вольтметр;
• включить энергопотребители, работающие от аккумуляторной батареи;
• по измерительному прибору следить за падением показателей;
  
• при достижении отметки ниже 10,9 В прекратить разряд.

Чем больше потребителей будет одновременно работать, тем быстрее удастся достичь нужной степени разряда. Поэтому включать можно фары, обогреватели стекла и сидений, печку в салоне и пр.

Разряжаем АКБ подручными средствами

Если вольтметр на панели приборов отсутствует, в этом случае батарею придется снять. Для нагрузки в данном случае используем автомобильную лампочку на 60 ватт или реостат с током в 5А. Если вы будете использовать автомобильные лампочки, помните о том, что в процессе они могут сильно нагреваться, поэтому класть их на пол или стол опасно, иначе что-нибудь может пострадать.

Итак, для начала нам нужно замерить начальное напряжение на клеммах и немного подождать. Нескольких часов будет достаточно, после чего нужно повторить измерение. Нам нужно, чтобы напряжение упало до показателя в 11В. Как только этот момент наступит, для наблюдения за процессом будет необходимо личное присутствие, так как замеры нужно будет производить уже каждые 15 минут. Нужно дождаться, пока показатели будут в интервале от 10.5В до 10.9В.

Можно производить разряжение аккумулятора просто вольтметром, но то будет достаточно долго по времени, так ка нагрузка на АКБ будет небольшая.

До скольки вольт можно разряжать АКБ

Полностью заряженный свинцово-кислотный аккумулятор выдает на клеммах 12,6 вольт. При разряде происходят электрохимические реакции, результатом которых является выпадение кристаллов сульфата свинца. Это вещество не растворяется в воде и почти не растворяется в электролите.

Налет сульфата свинца на пластинах.

В обычной ситуации при зарядке батареи происходят обратные реакции, и сульфат полностью растворяется (на самом деле, не всегда полностью). Если допустить разряд ниже 1,75 вольт на элемент (10,5 вольт для 12-вольтовой батареи), то при пополнении запаса энергии полной компенсации не произойдет, и часть сульфата останется виде налета на пластинах, «маскируя» часть полезной площади. Емкость АКБ при этом снижается. Поэтому напряжение в 10,5 вольт принято за нижний лимит разряда батареи, ниже которого разряжать АКБ нельзя.

Еще один вредный эффект от глубокого разряда проявляется при низких отрицательных температурах. При снижении плотности электролита он может замерзнуть, что приведет к разрыву пластин, осыпанию активной массы или даже разрыву корпуса.

Как зарядить разряженный АКБ

Чтобы произвести правильную зарядку АКБ, нужно поэтапно выполнить несколько действий.

1. В каждую банку аккумулятора необходимо залить дистиллированной воды.
2. Включить батарею на зарядку, рассчитав на зарядном приборе ток потребления 0,1 от емкости АКБ.
3. Когда в банках появляются пузырьки как от кипения, батарея отключается от зарядки на 30 минут.
4. После того как аккумулятор остынет, включить его снова на зарядку, но с током заряда 0,01 то есть в 10 раз меньше от первичного номинала.
5. Если через какое-то время жидкость в банках снова закипела, надо прервать заряд на 30-40 минут.

На полную, правильную зарядку может уйти не один день, так как батарею постоянно придётся то отключать, то подключать к зарядному устройству, устраняя кипение жидкости. В дальнейшем, надо внимательно следить за уровнем жидкости в банках и при необходимости добавлять в неё дистиллированную воду.

Восстановить полностью разряжённый АКБ можно просто поменяв в нём электролит.

Данная процедура хоть и проста, но все же требует качественной подготовки, проводить такие работы нужно в специальном помещении и в защитных очках и перчатках.

• Для начала аккумулятор надо разрядить до 9 вольт.
• Затем из банок сливается весь электролит до капли.
• Заливается свежая дистиллированная вода и батарея настаивается в течение 1-2 часов.
• Теперь можно включать АКБ в зарядное устройство. При этом ток заряда не должен быть выше 11 вольт.
• Через 1 час разрешается поднять ток заряда до 0,1 от полной емкости батареи.
• Зарядка продолжается пока в банках не закипит электролит. Это станет сигналом для снижения тока заряда из расчёта, что процедура будет длиться в течение 10 часов.

Когда АКБ зарядится, его нельзя использовать, его нужно снова разрядить, используя инструкцию и снова зарядить. И так несколько раз, только после 4-5 циклов заряда-разряда, АКБ можно устанавливать на автомобиль и эксплуатировать.

О вреде глубокого разряда

Наверное, каждый водитель наслышан о том, что тот или иной тип автомобильной батареи рассчитан на определённое количество циклов заряда-разряда. Разумеется, это чисто теоретические значение – на практике их могут корректировать в ту или иную сторону целый ряд разноплановых факторов.

Давайте освежим в памяти принцип функционирования классического кислотного аккумулятора. Мы знаем, что номинальное значение плотности электролита – 1,27 г/см3. Эта цифра на самом деле указывает о том, каково соотношение воды и серной кислоты в электролите, в процессе эксплуатации оно может изменяться в ту или иную сторону (чаще – уменьшается).

Когда аккумулятор используется как источник электроэнергии, то есть находится под нагрузкой, серная кислота оседает на электродах (пластинах) АКБ и реагирует с металлом, образуя соли. А поскольку плотность кислоты намного выше, чем у воды, изменение соотношения этих двух компонентов электролита приводит к уменьшению его плотности. При зарядке (как от генератора, так и ЗУ) происходит обратный процесс – соль распадается на кислоту и свинец (диоксид свинца), а концентрация дистиллированной воды, наоборот, понижается, и плотность электролитической жидкости по теории должна вернуться к исходному значению. На практике некоторое количество солей со временем начинает накапливаться на пластинах, не участвуя в химических реакциях, в результате ёмкость аккумулятора со временем начинает уменьшаться. Если не допускать глубоких разрядов и вообще стараться соблюдать правила эксплуатации батарей, то даже кислотные АКБ прослужат вам 3-4 года, а то и больше.

Но стоит батарее разрядиться сильнее обычного – и объём осевших на положительных электродах солей начинает возрастать, а плотность падать. В конце концов, она достигнет порогового значения, при котором запуск двигателя становится проблематичным или невозможным.

Вы спросите, в чём проблема? Ну, разрядился АКБ почти в ноль, но поставим его на подзарядку, и через пару часов можно снова отправляться в путь!

Увы, но не всё так просто. Дело в том, что, когда соли становится на пластинах слишком много, при зарядке аккумулятора обратной химической реакции могут подвергаться не 100% кристаллов, а немногим меньше – часть солей так и остаётся на пластине. При обычном, некритичном разряде батареи такого не происходит. А если часть площади электрода не покрыта металлом, то соответствующим образом уменьшается и его ёмкость, то есть способность к восстановлению заряда.

Из практики известно, что один глубокий разряд аккумулятора приводит к потере ёмкости в пределах 2-4%. Это много. 8-10 таких ситуаций – и ёмкость безвозвратно упадёт на 30%, и этого будет достаточно, чтобы батарея была бессильна в попытках прокрутить коленвал мотора.

Вот вам и ответ на вопрос, почему так опасен глубокий разряд автомобильного аккумулятора и сколько раз можно допускать такую ситуацию без серьёзных последствий для батареи.

Что делать, чтобы АКБ полностью не садилась? Ответы можно взять из других статей, мы же сосредоточимся на том, можно ли реанимировать аккумулятор, если неприятность уже произошла. Но об этом – чуть позже.

Почему ГР вреден для аккумулятора

Резюмируя вышесказанное, опишем вред глубокого разряда как можно проще и лаконичнее: в подобных ситуациях слой осевшей соли свинца на электродах оказывается таким толстым, что десульфатация в таких же объёмах оказывается невозможной. Полезная площадь пластин уменьшается, процесс заряда будет протекать не полностью, уменьшая время работы АКБ и увеличивая риск возникновения повторного глубокого разряда. В конце концов, после очередного такого повторения АКБ окажется не подлежащей восстановлению.

Производители утверждают, что теоретический предел для свинцовых АКБ – от 15 до 20 циклов, но на практике достаточно и 10 глубоких разрядов, чтобы зимой такой аккумулятор оказался бесполезным.

На что обращать внимание при покупке аккумуляторов

Емкость или резервная емкость
Емкость и резервная емкость — наиболее информативные характеристики аккумулятора глубокого разряда. Они должны соответствовать вашим требованиям и определяют время работы и вес батареи.

Емкость, выраженная в Ампер-часах характеризует нагрузку, которой аккумулятор будет разряжаться в течении заданного времени, до тех пор, пока напряжение на нем не опустится до 10,5 Вольта.

Аккумуляторы проверяются производителями на разрядку в течении 100, 20 или 8 часов. Чем выше ток разряда, тем ниже емкость из-за эффекта Пейкерта (Peukert) и внутреннего сопротивление батареи.

Резервная Емкость (RC) — это время в течении которого полностью заряженный аккумулятор при 26.7° C разряжается током 25 ампер, до тех пор, пока напряжение на клеммах не упадет до 10,5 вольт.

Чем выше емкость или резервная емкость, тем дольше прослужит аккумулятор и тем тяжелее он весит из-за большей толщины свинцовых пластин.

Если необходимо увеличить емкость, два или более новых и одинаковых по типу и емкости 12-вольтовых аккумулятора можно соединить параллельно. Если вы соединяете два аккумулятора разного типа и возраста, вы либо перезарядите один из них, либо не дозарядите другой, поэтому не устанавливайте вместе старые и новые батареи и батареи разных типов.

Правильно соединенные аккумуляторы будут заряжаться и разряжаться одинаково. Для соединения используйте короткий кабель большой толщины, чтобы избежать падения напряжения между батареями —  оно не должно превышать 0.2 вольта (200 милливольт).

Тип

Чтобы запустить двигатель, стартовый аккумулятор в течении пяти – пятнадцати секунд генерирует ток от 500 до 1000 ампер и разряжается не более 5% от емкости. Общее количество циклов полного разряда-заряда, которые выдерживает стартовый аккумулятор —  от 50 до 80. На первый взгляд это кажется очень мало, но из-за неглубокой разрядки стартовый аккумулятор способен в течении срока службы заводить двигатель до 80 тысяч раз.

Морские аккумуляторы глубокого разряда работают по-другому. Они предназначены для длительной разрядки током 5-50 ампер, выдерживают разрядку в течении нескольких часов и даже дней и разряжаются до 80% от емкости.

Лодочные аккумуляторы двойного назначения – это компромисс между аккумуляторами глубокого разряда и стартовыми батареями. Они обладают высоким пусковым током и выдерживают большее количество циклов, чем стартовые аккумуляторы. Лучшие аккумуляторы двойного назначения – это AGM аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи глубокого разряда с жидким электролитом делятся на два типа–мало обслуживаемые и обслуживаемые. Пластины мало обслуживаемых батарей производятся из свинцово кальциевого сплава, а у обслуживаемых — из сплава сурьмы и свинца. Мало обслуживаемые батареи не требуют регулярного добавления воды для обслуживаемых эта процедура является обязательной. Частота добавления воды определяется условиями эксплуатации аккумулятора, но рекомендуется проверять уровень электролита не реже одного раза в течении двух недель.

Герметизированные или VRLA аккумуляторы также бывают двух видов — AGM и гелевые. Их не требуется открывать для долива воды и обслуживать в течении всего срока эксплуатации.

AGM батареи глубокого разряда

• Отсутствует жидкий электролит, вместо него в отсеках между пластинами находится пористый заполнитель, пропитанный электролитом.
• Пластины большой толщины, обеспечивают глубокий разряд и долгий срок службы
• Подходят для работы с устройствами, которые требуют высоких значений тока и имеют большую потребляемую мощность.
• Выдерживают среднее количество циклов заряда – разряда.
• Повышенная надежность
• Лучше работают при невысоких температурах

Гелевые аккумуляторы:

• Электролит находится в неподвижном желеобразном состоянии, напоминающим гель.
• Не требуют долива воды и обслуживания
• Выдерживают большое количество циклов заряда-разряда при работе с высоконагруженными устройствами. Хорошо приспособлены для работы там, где требуется более глубокий разряд батареи, чем могут обеспечить батареи AGM. Электролит обеспечивает постоянную во времени производительность
• Высокая надежность
• Лучше работают при повышенных температурах окружающей среды.

Оба типа VRLA аккумуляторов в процессе зарядки производят восстановление электролита из водорода и кислорода, поэтому потерь воды в них не происходит. Из-за того, что внутреннее пространство батареи находится под давлением, при перезарядке или коротком замыкания возможна небольшая утечка газа.

VRLA батареи глубокого разряда требуют специальных режимов зарядки. При работе с ними необходимо ограничивать напряжение заряда, избегать перезарядки и высыхания электролита.

Дата выпуска

Хотя определить дату выпуска батареи бывает иногда затруднительно, никогда не покупайте аккумулятор глубокого разряда с жидким электролитом, выпущенный более трех месяцев назад. Если в течении этого времени его периодически не заряжать, начинается сульфатация пластин и падение емкости.

AGM и гелевые аккумуляторы храниться до 12 месяцев, прежде чем их зарядка упадет ниже 80%

Дата выпуска аккумуляторов DEKA проставляется на верхней крышке или боковой стенке и состоит из двух символов – буквы и цифры. Буквы обозначают месяц выпуска – А-январь, В-февраль и так далее, буква I пропускается. Цифра – год выпуска. Например, В6 – февраль 2016 года.

Советы специалистов

Можно ли запустить севший аккумулятор

Как же запустить аккумулятор после глубокого разряда? И будет ли он нормально работать? Если подойти серьезно к проблеме, то можно. Прежде всего необходимо очистить пластины от вредоносной соли. И, сделать это необходимо, как можно быстрее.

АКБ на зарядке

Если кристаллизация сильная, ее надо удалять физически:

1. Вынуть пластины из конструкции и очистить от корочки с помощью острого предмета. Когда верхний слой будет снят, можно использовать мягкую нождачную бумагу. Чтобы максимально снять соль. Проблема в том, что вынуть пакет с пластинами будет очень сложно. Придется разрезать корпус батареи. И работать с каждой отдельной пластиной до тех пор, пока она не очистится.
2. Залить электролит.
3. Поставить батарею на зарядку.

Это способ реально трудоемкий и долгий. И, не факт, что восстановится полноценный заряд. Для облегчения процедуры можно использовать специальные десульфаторы для пластин. Это химикаты, эффективно разъедающие соль. Пластины полностью помещаются в химический раствор и оставляются в нем до полного очищения. Отзывы об этом варианте разные: кому-то помогло, другие против такого метода.

Специальный десульфатор для пластин

Можно ли зарядить литиевые аккумуляторы

Сейчас популярным у многих пользователей стал литиево-ионный аккумулятор 18650. Как быть, если прибор «умер»? Простой подзарядкой его работоспособность не восстановить. Подобные разновидности АКБ глубоких разрядов не переносят. Так, как же восстановить аккумулятор 18650 после глубокого разряда?

Литий-ионный аккумулятор (18650)

В литиевых приборах предусмотрен специальный диод, который дает доступ новому заряду. Но на выходе препятствием станет ноль. Его требуется активировать для продолжения подпитки. Нужны такие условия, чтобы произошло изменение сигнала, и достичь нужной цифры напряжения: 3.1-3.2 Вольт. Только так восстановится функционал батареи 18650.

Восстановление свинцового аккумулятора

Аккумулятор свинцовый

Как зарядить аккумулятор после глубокого разряда, если он свинцово-кислотный? Для этого есть несколько способов. Самым простым методом является многократная зарядка с использованием малого тока. При этом подзарядка должна быть прерывистой. В несколько этапов.

Для восстановления емкости многие применяют метод высокого напряжения. То есть резкой подачей тока к батарее. Высокое напряжение следует держать долго для повышения емкости. Здесь надо понимать, что происходит повышение напряжения, и элементу необходим отдых от резкой подачи тока. Поэтому, используется прерывистая подача.

Есть еще один верный способ: севшую АКБ сначала заряжают, затем сливают из него электролит, промывают обычной водой несколько раз. В чистый элемент заливают раствор аммиака с двумя процентами трилона Б. Химикаты сливают через 40-60 минут, и промывают изделие дистиллированной водой. Вливают электролит и полноценно заряжают.

Что делать, чтобы батарея быстро не разряжалась

• Зарядка малым током (порядка 1-2 А) предотвращает начальную сульфатацию пластин. Подключайте зарядник один раз в месяц на ночь и обычный аккумулятор отслужит 5-6 лет без проблем, а батарея AGM или EFB – и того больше.
• Ознакомьтесь с тем, как правильно хранить батарею в гаражных условиях и дома. При стоянке на морозе более суток снимайте источник питания и заносите в теплое помещение (не более +25°C).
• Регулярно чистите клеммы на автомобиле и токоотводы на источнике питания специальной щеткой для клемм аккумулятора (на фото) или простой наждачкой. Окислы вызывают недозаряд.

• С приходом холодов чаще подзаряжайте изделие до 100% нормальным током (10% от емкости).
• Содержите наружную поверхность АКБ в чистоте. Протирать можно 10% раствором нашатырного спирта и калицинированной соды, после чего вытирать насухо.
• Если батарея обслуживаемая, чистите тонкой проволокой отверстия в крышках банок. Перед зарядкой проверяйте уровень электролита. Норма: +10…15 мм от предохранительного щитка. Сопоставляйте плотность электролитической жидкости с напряжением.
• Периодически тестируйте бортовую сеть на утечки тока.

Как вам статья?