Как рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора

17.11.2016

Содержание статьи:

Об автомобильном аккумуляторе, как правило, вспоминают в критический момент, когда батарея отказывается проворачивать двигатель. Избежать проблем с автомобилем и правильно зарядить аккумулятор помогут зарядные устройства.

Необходимость в них возникает чаще всего в зимнее время, когда аккумулятор машины активнее всего теряет заряд на морозе. Хотя автомобильное зарядное может понадобиться в любое время года, не только зимой.

Вы можете забыть закрыть дверь машины или оставить включенными осветительные приборы на продолжительное время, или же противоугонка  начисто «съест» заряд АКБ.

В любом случае, автомобильное зарядное устройство  должно быть у каждого водителя, поскольку регулярная зарядка аккумулятора увеличивает срок его службы.

Перед тем, как выбрать зарядное устройство для автомобиля, нужно знать, чем отличаются зарядные устройства, представленные на современном рынке. По своей сути, автомобильное зарядное – это «умный» выпрямитель. Он преобразует ток из переменного в постоянный.

Автомобильные ЗУ в основном работают от электрической сети,  реже – от прикуривателя. То есть, это проводник. С одной стороны у него – розетка, а с другой – аккумулятор вашего автомобиля.Современные автомобильные зарядки  просты и понятны в использовании.

Их применение не составляет труда.

Но основной вопрос все-таки остается на повестке дня: Как выбрать зарядное устройство для автомобиля, чтобы оно не пылилось на полке, а работало в нужный момент?Мы подобрали вам советы, следуя которым, вы сможете выбрать  автомобильное зарядное, наиболее подходящее к вашему аккумулятору.

НАПРЯЖЕНИЕ АККУМУЛЯТОРА 6/12/24 В 

Чтобы правильно зарядить аккумулятор, нужно знать его напряжение.  АКБ у транспортных средств бывают шестивольтные и 12-тивольтные. 6В встречается редко, на старых моделях мотоциклов, моторных лодках и т.д. Практически, каждое современное ЗУ имеет на передней стороне тумблер-переключатель напряжения на 6В или 12 В. Но есть и зарядки только 12В, которыми зарядить шестивольтовый аккумулятор вряд ли удастся. Разве что, выставить минимум тока зарядки и следить, чтобы не закипел электролит. Но такой трюк допустим только с трансформаторными зарядками, импульсную автомобильную зарядку не проведешь. Поэтому лучше купить зарядное, работающее в нескольких режимах напряжения.  Есть зарядные устройства, у которых напряжение зарядки можно выставлять в одном из двух значений: 12В и 24 В. 24 вольта  – это самые универсальные приборы для обслуживания легковых автомобилей и грузовой техники. Они применяются как на мелкой, так и на крупной технике: фуры, тягачи, сельхоз, карьерная техника. Как правило, для зарядки аккумулятора в крупной дорожной и сельхозтехнике требуются зарядные устройства на 24 В. Это значит, что у них используются две 12-ти вольтные батареи в паре. Для экономии времени, такие аккумуляторы заряжаются одновременно 24-вольтной зарядкой. Для этого два АКБ по 12 В включаются последовательно.Если же вы хотите одновременно зарядить два 12-вольтных аккумулятора от разных легковых автомобилей, следите, чтобы у них была одинаковая емкость. Существуют так же универсальные зарядные устройства — 6, 12 и 24 В. Они могут заряжать любые аккумуляторы. 

ТИП ЗАРЯЖАЕМОЙ БАТАРЕИ

Прежде чем выбрать автомобильное зарядное устройство, следует проверить тип вашей АКБ. Аккумуляторные батареи бывают, сухозаряженные и залитые, свинцово-кислотные и гелевые. На аккумуляторе всегда указана маркировка: WET. MF. AGM. GEL.

Каждый тип аккумулятора имеет свои особенности зарядки, поэтому необходимо подобрать ЗУ, подходящее именно к вашей батареи. Для всех типов нужны свои режимы, только к батареям WET походят все зарядные автомобильные устройства.  WET – это батарея с жидким электролитом, который состоит из воды и серной кислоты.

Они чаще всего используются в автомобилях. Чтобы правильно зарядить аккумулятор WET, нужно помнить, что кислотная АКБ – очень не любит глубокого разряда, зато . хорошо переносит частые подзарядки.Герметизированные автомобильные аккумуляторы  AGM имеют стекловолокно, которое заполняет полости между пластинами.

Оно удерживает электролит внутри, и он не вытекает, если батарею перевернуть. Так же не текут и батареи GEL. Гелевые автомобильные аккумуляторы отличаются целым рядом преимуществ перед кислотными  вариантами. У них небольшой ток саморазряда. Такая батарея намного дольше служит.

Но такому аккумулятору необходимо специальное зарядное устройство, которое разработано непосредственно для гелевых батарей MF или GEL. Главное правило  их зарядки — не превышать пороговое значение тока  и не заряжать ускоренным режимом зарядки. Эти значения необходимо уточнить в инструкции.

Тип заряжаемой батареи имеет значение при выборе зарядного устройства, так как  неподходящее ЗУ вызовет вздутие аккумуляторов  MF. AGM. GEL. В крайних случаях от переизбытка газов корпус АКБ может взорваться. То есть, лучше покупать универсальные зарядные устройства – для всех типов батарей.

ПОДБИРАЕМ ЕМКОСТЬ АККУМУЛЯТОРА

Емкость – это не физические размеры батареи, а величина, измеряемая в единицах Ампер в час. Она определяет величину тока, отдаваемую АКБ за определенное время. Этот показатель очень важный при выборе зарядного устройства. Обычно выбирают зарядное устройство, примерно подходящее по емкости батареи автомобиля. Но аккумулятор —  это расходная деталь машины. Вы всегда можете заменить его, когда он выйдет из строя. И не факт, что емкость останется той же. Или же вы купите более другую машину и аккумулятор будет большей емкости. Чтобы не выбрасывать маломощное ЗУ, нужно купить автомобильное зарядное устройство  с запасом по мощности в 10%.  То есть, следует  емкость АКБ разделить на мощность зарядки и прибавить еще 10%  до полученного числа. Это минимум запаса. Можно и больше, с учетом будущих покупок.

КАКОЙ ДОЛЖЕН БЫТЬ ТОК ЗАРЯДА

Выбрать нужный ток заряда – значит, правильно зарядить аккумулятор и уберечь его от преждевременного старения. Батареи можно заряжать с разной скоростью. Скорость зарядки тем выше, чем больше ток, который проходит через аккумулятор.

Но высокий ток портит батарею.  Правильным ( номинальным) считается  ток, который равен 10% емкости АКБ,. Например, емкость вашего аккумулятора 65 Ач,. В этом случае, ток зарядки не должен превышать 6,5А.

Чем меньше ток зарядки, тем качественнее зарядится аккумулятор автомобиля.

КОНТРОЛЬ ЗА УРОВНЕМ ЗАРЯДА

К концу зарядки ток понижается. Отзывы покупателей о зарядных устройствах часто очень важным считают то, каким способом определяется время окончания процесса зарядки. Если таймером или по шкале, то возможна недо- или перезарядка АКБ. Ведь контроль  уровня заряда включает человеческий фактор. Поэтому ошибка не исключена  Пользователю нужно выполнить очень много операций. Измерить плотность электролита, определить процент разрядки батареи и еще и следить за процессом зарядки. Если зарядное с фиксированным значением тока, нужно следить за электролитом, ведь в конце он может закипеть. Если это зарядное с постоянным напряжением, то АКБ полностью не зарядится, так как ток сильно упадет в конце. Так происходит зарядка в неавтоматических зарядных устройствах.Но есть и другие типы зарядных устройств. Это комбинированные автоматические зарядные устройства. Их еще называют импульсные. Это самые удобные  автомобильные зарядные устройства. Такой тип ЗУ сначала заряжает аккумулятор постоянным током, а при приближении окончания процесса  автоматически переходит на режим постоянного напряжения. Пользование ими – элементарное. Нужно  только вставить вилку в розетку.  Встроенный микроконтроллер сам определит и величину тока, и время отключения прибора. Показатели у таких современных ЗУ выведены на цифровой дисплей. Могут быть и светодиоды,  однако для автоматических зарядок это имеет небольшое значение. Цена их несколько дороже, чем у зарядок попроще. Но какое лучше зарядное устройство, автоматическое или не автомат понятно  даже новичкам-автомобилистам.

ПРИМЕНЯЕМЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

По технологии автомобильные зарядные делятся на два типа:

• Трансформаторные. Это так сказать, классика жанра, устаревшие технологии. Они обречены на полную замену их инверторными. Недостатки: непреобразованная частота, а также большой и тяжелый трансформатор. Трансформаторные ЗУ в наше время не часто встретишь в магазине или интернете. Габаритные размеры усложняют их эксплуатацию.
• Инверторные. Второе название —  микропроцессорные или интеллектуальные (умные). Заряжают АКБ  посредством импульсов. Работают на более высоких частотах. У них вместо трансформатора – микропроцессорная плата, поэтому такие зарядные устройства меньше и легче первых. Компактные и удобные в использовании. У них полная автоматизация всего процесса зарядки. Оснащены защитой от короткого замыкания.

Отзывы покупателей о том, какое ЗУ лучше, заметно свидетельствуют в пользу импульсных зарядок.

ЗАРЯДКА ГЛУБОКО РАЗРЯЖЕННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Самое страшное для АКБ — разряд в ноль. Скорее всего  восстановить его не удастся. Но глубоко разряженные аккумуляторные батареи еще можно спасти, если купить нужную зарядку.Множество зарядок не способны зарядить полностью разряженный аккумулятор. У них нет такой функции.

Зарядное устройство просто не видит глубоко разряженную батарею и не может подобрать правильный режим. Они используют только режим стандартной зарядки.Но есть и универсальные модели ЗУ с режимом для глубоко разряженных АКБ.  Чтобы восстановить работоспособность аккумулятор, используется импульсная зарядка.

Именно она подходит для оптимизированной зарядки автомобильной батареи при глубоком разряде.  Вначале происходит некий этап подготовки к заряду, когда ток заряда очень низкий, он составляет 5% от емкости батареи. Потом понемногу растет.

Если у вас есть неавтоматическое зарядное устройства с ручной регулировкой тока заряда, можно попытаться поделать этот процесс с понижением и медленным повышением тока вручную.

ФУНКЦИЯ ДЕСУЛЬФАТАЦИИ — ВОССТАНОВЛЕНИЯ БАТАРЕИ

Если ваша батарея сильно и давно разряжена, то внутри ее происходит процесс сульфатации. Вся кислота уходит в пластины, а соли кислоты оседают сверху на пластинах АКБ плотным слоем. При этом сильно падает плотность электролита. Емкость теряется. Заряжать такой аккумулятор сразу номинальным током зарядки нельзя ни в коем случае. Между пластинами находится только вода без кислоты, и у вас получится обыкновенный электролиз, а не зарядка.Для таких случаев существуют зарядные устройства с функцией восстановления.  Она заключается в том, что наложения солей на пластинах разбиваются импульсным током. Процесс происходит в несколько циклов. Зарядка маленьким током – пауза. Зарядка-пауза. Иногда для десульфатации нужно 6 и более циклов. Зато удается спасти глубоко разряженную АКБ, которая долго находилась в разряженном состоянии.

ВОЗМОЖНОСТЬ ЗАРЯЖАТЬ ХОЛОДНЫЙ АККУМУЛЯТОР

Аккумулятор может нормально принимать заряд только при положительной температуре электролита. Если температура электролита менее 5 °С, заряжать можно, но потребуется около  двух часов зарядки, прежде чем начнется настоящая зарядка.   Поэтому, принеся батарею для зарядки  с мороза,  дайте ей  отогреться или, как говорят «отстоятся». Хотя бы на несколько делений выше 5 °С.Для того, чтобы избавить себя от таких манипуляций, стоит купить зарядное устройство с температурной компенсацией. Эту функцию  еще  называют режим «холодной погоды» . Программа для холодной погоды есть у многих автоматических зарядных устройств. На переключателе обозначено название этой функции или нарисована небольшая снежинка.Режим зарядки при низких температурах подходит к сем батареям, но наиболее он оптимален для мощных батарей AGM.

ЗАПОМИНАНИЕ НАСТРОЕК

У современных инверторных зарядок  появилась функция сохранения последних настроек. Это значит, что все параметры последней зарядки запоминаются в энергонезависимой памяти устройства. Это и величина тока, и время. При следующем включении, если заряжается та же АКБ, все нужные параметры используются. Это сделано с целью экономии времени зарядки. Некоторые дорогие и качественные автомобильные зарядные устройства сохраняют  в памяти три последних алгоритма заряда.Подводя итоги, скажем, что , бесспорно, лучше отдать предпочтение зарядному устройству с наибольшим функционалом.  Супер-маркет С торгом поможет вам выбрать зарядное устройство для автомобиля с нужными дополнительными функциями и защитами.

Как правильно выбрать зарядное устройство для аккумуляторных батарей

• Настоящие рекомендации имеют целью дать практические советы по выбору зарядных устройств для свинцово-кислотных и щелочных аккумуляторных батарей (АКБ).
• Рекомендации предназначены для тех, кому важно поддерживать аккумуляторные батареи в работоспособном состоянии в течение всего срока их эксплуатации.
• Выбор будем производить по основным техническим характеристикам зарядных устройств и требований по условиям эксплуатации аккумуляторных батарей.

Шаг первый. Выбор зарядного устройства по номинальному напряжению АКБ

Для основной массы 12-ти Вольтовых свинцово–кислотных стартерных аккумуляторных батарей с жидким электролитом (малосурьмянистые (Sb/Sb), гибридные (Ca/Sb), кальциевые (Ca/Ca), а так же гелевых и выполненных по технологии AGM, максимальное напряжение батареи в конце заряда не должно превышать значения 14,4 …15,0 Вольт (2,4…2,5 В/элемент).

Для заряда таких АКБ, учитывая падение напряжения на проводах и клеммах, максимальное напряжение на выходе зарядного устройства должно обеспечиваться на уровне 15,5 Вольт.

С появлением автомобилей оснащенных системой «старт-стоп» («Stop&Start» или «i-stop system») появились и стартерные АКБ рассчитанные на частый запуск двигателя автомобиля. В результате появились новые требования к выходному напряжению зарядного устройства.

Например, для автомобилей фирмы Mazda, оснащенных системой «старт-стоп», производитель в своих рекомендациях по эксплуатации аккумуляторной батареи Q85/T110 (service information SI E039/12A), рекомендует применять зарядные устройства обеспечивающие выходное напряжение до 17,0…17,5 Вольт (2,8…2,9 В/элемент).

Аналогичные рекомендации к выбору зарядного устройства существуют для заряда авиационных аккумуляторов типов А, САМ, АСАМ, АСА и АО. Для этих АКБ рекомендованное значение — 2,8 В/эл («Авиационные аккумуляторы. Техническое описание, инструкция по эксплуатации и ремонту». Изд. Машиностроение, М. 1965г).

Таким образом, для кислотных АКБ максимальное выходное напряжение зарядного устройства может быть определенно по формуле:

где: N – количество элементов в АКБ, Uк/эл – конечное зарядное напряжение на элементе АКБ.

Если Вам неизвестно количество элементов в АКБ (свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, в последнее время, выпускаются в виде моноблоков), тогда количество элементов батарее можно определить по простой формуле:

где: Uном – номинальное напряжение АКБ.

Для щелочных АКБ предельное конечное напряжение на элементе имеет однозначное значение равным 2,1 Вольта и максимальное выходное напряжение зарядного устройства может быть определенно по формуле:

где: N – количество элементов в АКБ, указанное в маркировке батареи. Ud – «вольтдобавка», значение которой может составлять 5 Вольт на каждые 15 элементов.

1. Наличие «вольтдобавки» в формуле обусловлено необходимостью поддерживать стабилизированный ток на всем этапе заряда.
2. Для обеспечения Технических требований по эксплуатации аккумуляторной батареи определенного типа (включая температурную компенсацию), зарядное устройство должно обеспечивать плавную или дискретную регулировку выходного напряжения, с шагом не более 0,1 Вольта.
3. Для компенсации колебаний напряжения питающей сети выходное напряжение зарядного устройства должно быть стабилизированным, что особенно важно при эксплуатации герметичных аккумуляторных батарей.
4. Наличие «цифрового» индикатора напряжения (Вольтметра) обеспечит удобство эксплуатации и оценки технического состояния АКБ и зарядного устройства.

Шаг второй. Выбор зарядного устройства по номинальной емкости АКБ

Зная емкость батареи можно определить требования к максимальному выходному току зарядного устройства.

В большинстве случаев для заряда свинцово-кислотных акб максимальный выходной ток (imax) может быть определен по формуле:

где Сном. – номинальная емкость аккумуляторной батареи

Для некоторых типов стартерных АКБ, включая рассмотренный выше пример с аккумулятором для автомобиля Mazda, ток заряда может составлять:

Imax ≥ 0,2 × Сном

Эту формулу можно приметить, если есть необходимость произвести ускоренный (форсированный) заряд АКБ.

Для щелочных батарей ток заряда несколько выше и определяется по формуле:

Imax ≥ 0,25 × Сном

• Для обеспечения Технических требований по эксплуатации аккумуляторной батареи определенного типа, зарядное устройство должно обеспечивать плавную или дискретную регулировку выходного тока, с шагом не более 0,5 Ампера.
• Для исключения случаев выхода зарядного устройства из строя в случаях перегрузки по току зарядное устройство должно обеспечивать ограничение (стабилизацию) максимального выходного тока.
• Это требование особенно важно при эксплуатации зарядных устройств работающих в автоматическом режиме со стартерными АКБ автоматизированных дизель-электрических агрегатов (электростанций) и пожарных дизельных насосных агрегатов.
• Ограничение (стабилизация) максимального выходного зарядного тока также позволит продлить срок службы герметичных АКБ (гелевые, AGM), которые эксплуатируются в буфере с зарядным устройством.
• Наличие «цифрового» индикатора тока (Амперметра) обеспечит удобство эксплуатации и оценки технического состояния АКБ и зарядного устройства.

Шаг третий. Выбор зарядного устройства по условиям эксплуатации АКБ

По условиям эксплуатации зарядные устройства можно условно разделить на три группы:

1. Если Вам не часто приходится иметь дело с обслуживанием АКБ, то для «крайнего случая» Вам подойдет простое зарядное устройство с ручной регулировкой выходного напряжения.

2. Если же в Вашем «хозяйстве» находится много аккумуляторных батарей, то следует обратить внимание на автоматические зарядные устройства.
3. Автоматические зарядные устройства обеспечат поддержание Ваших АКБ в постоянной готовности к применению и продлят срок их эксплуатации.

Автоматические ЗУ обеспечивают несколько стадий заряда АКБ, обычно это 2…3 стадии.

Автоматическое зарядное устройство, которое обеспечивает две стадии заряда, (профиль заряда IU) работает следующим образом:

• на первой стадии идет зарядка постоянным током, и происходит основной набор емкости;
• на второй стадии производится поддержание заряженного состояния АКБ стабилизированным напряжением (буферный режим или режим «содержания») дозаряд аккумулятора.

Автоматическое зарядное устройство, которое обеспечивает три стадии заряда, работает следующим образом:

• на первой стадии идет зарядка постоянным током (напряжение при этом растет);
• на второй стадии заряд производится при постоянном напряжением (ток при этом уменьшается), работа на второй стадии ограничивается временем;
• на третьей стадии производится поддержание заряженного состояния пониженным постоянным напряжением (буферный режим или режим «содержания»). Такие алгоритмы заряда обеспечивают быстрый заряд АБ исключая перезаряд.

Следует отметить, что были перечислены только самые распространенные «профили заряда», но существуют и другие «профили», в том числе и «уникальные».

Профессиональные автоматические зарядные устройства отличаются от других возможностью изменения в широких пределах параметров работы ЗУ, что позволяет использовать их для заряда АКБ с различными номинальными напряжениями и номинальными емкостями.

Применять автоматические зарядные устройства, в том числе и профессиональные, рекомендуется:

• автомобилистам, для заряда автомобильных аккумуляторов;
• для заряда АКБ на станциях и в сервисных центрах технического обслуживания автомобилей;
• для заряда и «содержания» стартерных АКБ дизель-электрических агрегатов (ДГА, ДЭС, ДГУ) и пожарных дизельных насосных агрегатов (ДНА);
• для заряда тяговых батарей электрокаров, погрузчиков и поломоечных машин;
• для заряда и «содержания» АБК объектов связи;
• для заряда и «содержания» АБК в системах бесперебойного питания бытового и промышленного назначения;
• в парках автомобильной и бронетанковой техники Вооруженных сил;
• на аэродромах, для заряда авиационных аккумуляторных батарей.

Зарядно-питающие устройства серии УЗПС предназначены для автоматического заряда свинцово-кислотных, щелочных и гелевых аккумуляторных батарей с номинальным напряжением от 6 до 72 Вольт и емкостью от 1 до 400 А/ч.

Профессиональные (промышленные) зарядные устройства УЗПС 24-140, УЗПС 48-65 и УЗПС 72-45 являются продолжением модельного ряда зарядных устройств серии УЗПС и предназначены для заряда тяговых и стартерных свинцово-кислотных (наливных, гелевых и AGM), щелочных и литий-ионных (Li-ion) аккумуляторных батарей, с номинальными напряжениями 6В, 12В, 24В, 36В, 48В, 60В и 72 Вольта.

Как рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора

Сегодня во всем мире литий-ионные аккумуляторы распространены наиболее широко, чем любые другие: в смартфонах и ноутбуках, в фото- и видеокамерах, в портативных плеерах и в электромобилях, — всюду можно встретить аккумуляторы на базе соединений лития. И столь широкая популярность обрушилась на литиевые аккумуляторы отнюдь не случайно.

Литий-ионные аккумуляторы компактнее, а по весу они в 4 раза легче свинцовых собратьев аналогичной емкости, при этом легко принимают форму того прибора, для которого делаются.

Многие любители даже сами собирают батареи литий-ионных аккумуляторов большой емкости для своих нужд из небольших ячеек стандартного типоразмера 18650, легко доступных на рынке.

И вопрос относительно качества эксплуатации таких батарей конечно же встает отнюдь не в последнюю очередь.

В частности, потребителю всегда необходимо подобрать зарядное устройство для своего аккумулятора. Это может быть готовое устройство со всеми необходимыми опциями, которое человек просто покупает, либо при желании зарядное устройство можно вполне разработать и изготовить самому.

Так или иначе, необходимо с самого начала определиться с параметрами такого зарядного устройства, здесь не достаточно просто знать, что номинальное напряжение для одного элемента составляет 3,7 вольт, нужно предусмотреть еще кое-что. Как раз о том, на что следует обратить внимание, и как рассчитать параметры зарядного устройства для литий-ионного аккумулятора, пойдет речь в нашей статье.

Контроль напряжения, необходимость балансировки ячеек

Изначально необходимо понимать, что литиевые аккумуляторы как в процессе зарядки, так и в процессе разрядки нельзя перегружать, ибо из-за перегрева такой аккумулятор не только быстро потеряет свою исходную емкость, но может даже воспламениться.

Для защиты от данной неприятности в корпуса литиевых аккумуляторов еще на этапе их производства встраивают платы-контроллеры заряда-разряда, призванные защитить аккумуляторы от превышения максимально допустимого напряжения в процессе зарядки.

Данные контроллеры могут опционально контролировать и температуру аккумулятора, размыкая цепь заряда или разряда при перегреве или при коротком замыкании, а также ограничивать глубину разряда и ток потребления питаемой аккумулятором нагрузки. Между тем, не все производители литиевых аккумуляторов встраивают такую защиту в свои продукты, некоторые стремясь сэкономить не ставят ее вовсе, подвергая пользователей опасности.

Кроме того, существует особенность последовательной зарядки литиевых аккумуляторов: необходимо использовать вспомогательные схемы балансировки, чтобы если один из аккумуляторов батареи (набранной из последовательно соединенных ячеек) немного отличается емкостью так, что полностью заряжается в составе батареи первым, то его необходимо из заряжаемой цепи (батареи) временно исключить и продолжить зарядку остальных ячеек уже без него. Так предотвращается перезаряд одних и недозаряд других ячеек «последовательной» батареи.

Параметры зарядного устройства

Итак, если аспекты в плане безопасности поняты, если схемы балансировки (в случае необходимости) на аккумуляторах установлены, то остается лишь определиться с токовыми параметрами зарядного устройства. Чтобы зарядить литиевый аккумулятор с номинальным напряжением 3,7 вольт, необходимо приложить к его клеммам напряжение 4,2 вольта, чтобы не ждать бесконечно долго окончания процесса зарядки.

Что касается величины тока зарядки, то производители рекомендуют заряжать литиевый аккумулятор средним током численно равным не более 0,1 величины емкости аккумулятора, такой режим будет точно безопасным, аккумулятор не перегреется заряжаясь, и надолго сохранит свой ресурс, если с ним всегда обходиться так же бережно.

Например, один аккумулятор емкостью 2600 мАч рекомендуется заряжать средним током в 260 мА. Если батарея содержит несколько таких ячеек параллельно, то ток умножают на количество ячеек.

Например: вам необходимо зарядить параллельно 4 литиевых аккумулятора типоразмера 18650, довести их напряжение от 3,0 вольт до 3,7 вольт, при этом на каждом из них написано, что емкость 2600 мАч. Значит зарядное устройство должно быть в состоянии обеспечить средний ток 4*260мА = 1040 мА при напряжении 4,2 вольта.

Что значит средний ток? Это значит, что максимальный ток должен быть примерно вдвое больше — по 520 мА на элемент или в сумме 2080 мА для четырех элементов.

Во время зарядки ток будет постепенно убывать почти до нуля по мере роста напряжения на аккумуляторах от 3,0 до 3,7 вольт, а его среднее значение составит около 260 мА на элемент. Это почти идеальные условия.

Максимальный ток, который должен смочь дать наш зарядник — 2,08 А.

Некоторые более совершенные зарядные устройства способны контролировать процесс заряда, подавая вначале значительно больший ток, но при этом не допуская перегрева элементов. Так процесс зарядки получится более скоростным, но при этом остается в принципе безопасным.

Рассмотрим, однако, как долго будут полностью заряжаться аккумуляторы из нашего примера средним током 260 мА на элемент. Литиевых элементов по 2600 мАч у нас 4 штуки, значит суммарная их емкость составляет 10400 мАч.

Если принять, что они разряжены до допустимого минимума (примерно в 3 вольта), и заряжать их нужно полностью (примерно до 3,7 вольт), то средним общим током в 1,04 А (4 по 260 мА) они будут заряжаться в течение часа, причем вначале ток составит 2,08 А, и медленно станет снижаться по мере зарядки почти до нуля (на самом деле — до тока саморазряда аккумуляторов).

Источник: Электрик Инфо

Зарядка аккумулятора

Зарядка аккумулятора автомобиля — это процесс полного или частичного заряда аккумуляторной батареи при помощи специального зарядного устройства, данный процесс не такой простой, как может показаться на первый взгляд. В данной статье будут рассмотрены правила зарядки автомобильных аккумуляторов на примере кислотных АКБ. Но, для начала рассмотрим компоненты зарядных устройств.

Как заряжать аккумулятор зарядкой

Зарядка аккумулятора автомобиля – это, по сути, зарядное устройство (ЗУ), преобразователь электроэнергии, который производит заряд электрических аккумуляторов из внешнего энергетического источника.

Наиболее простые ЗУ включают в себя только два элемента – понижающий трансформатор и диодный мост. Переменное напряжение (220В) поступая в ЗУ, преобразуется в постоянное (15В), за счет трансформатора и диодного моста.

Данного вольтажа хватает для зарядки кислотного АКБ.

Таблица зависимости напряжения и степени зарядки аккумулятора.

Плотность электролита, г/см. куб. (+15 гр. Цельсия)	Напряжение, В (в отсутствии нагрузки)	Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)	Степень заряда АКБ, %	Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1,11	11,7	8,4	0	-7
1,12	11,76	8,54	6	-8
1,13	11,82	8,68	12,56	-9
1,14	11,88	8,84	19	-11
1,15	11,94	9	25	-13
1,16	12	9,14	31	-14
1,17	12,06	9,3	37,5	-16
1,18	12,12	9,46	44	-18
1,19	12,18	9,6	50	-24
1,2	12,24	9,74	56	-27
1,21	12,3	9,9	62,5	-32
1,22	12,36	10,06	69	-37
1,23	12,42	10,2	75	-42
1,24	12,48	10,34	81	-46
1,25	12,54	10,5	87,5	-50
1,26	12,6	10,66	94	-55
1,27	12,66	10,8	100	-60

В конструкцию ЗУ очень часто включают дополнительные датчики (амперметр и вольтметр) и регуляторы (напряжения и силы тока). Они помогают более точно подобрать вольтаж для каждого отдельного аккумулятора. Хотя имеются уже ЗУ с автоматической регулировкой, которые сами подстраиваются под конкретный АКБ. 

Условия зарядки аккумулятора

Какие условия нужно учитывать при зарядке аккумулятора? Это простые параметры, которые обязательно нужно учитывать. Перед зарядкой аккумулятора, нужно учитывать несколько простых параметров:

• Оптимальной силой тока для зарядки является показатель в 10% от номинальной емкости кислотного АКБ. Например, если емкость аккумулятора составляет 80Ач, то сила тока при зарядке должна составлять 8А.
• Напряжение на клеммах зарядного устройства должно быть на 10% выше от напряжения батареи. Т.е. если напряжение на клеммах аккумулятора (он должен быть полностью заряжен) составляет 12,6В, то на клеммах ЗУ оно должно составит 13,86В.
• Для быстрой зарядки аккумуляторной батареи нужно использовать электричество с силой тока в 20-30А. Но, такую зарядку не желательно производить, так как она очень сильно повреждает аккумулятор.
• Заряжая гелиевый аккумулятор нельзя превышать напряжение в 14,2В. Данный показатель является критическим для АКБ.

Теперь перейдем к самой зарядке аккумулятора.

Домашняя зарядка аккумулятора

Домашняя зарядка аккумулятора — процесс зарядки аккумуляторной батареи при помощи специального зарядного устройства в домашних условиях.

Перед началом домашеней зарядки аккумулятора нужно убедиться в том, что аккумулятор цел и действительно разряжен. Поэтому его нужно аккуратно извлечь из автомобиля и очистить от грязи. Далее следует внимательно осмотреть его корпус на наличие трещины.

Если такая имеется, то это значит что в внутри уже нету электролита (он вытек) и использовать аккумулятор не представляется возможным.

Определить уровень разряда батареи можно по цвету специального индикатора, который производители устанавливают на крышке корпуса. Разные аккумуляторы имеют в свою очередь разные индикаторы, поэтому нужно заранее обратить внимание на наклейку с пояснением, которая в большинстве случаев размещена где-то рядом на крышке.

Заряд аккумулятора можно проверить и по напряжению на клеммах, воспользовавшись обычным тестером. Если батарея разряжена напряжение будет ниже номинального.

Также следует проверить уровень электролита через заливные пробки. Он должен быть чистым и не иметь примесей, а его уровень должен покрывать пластины. Если видны пластины – нужно долить дистиллята.

Еще перед началом заряда нужно очистить вентиляционное отверстие в крышке аккумулятора.

Зарядка аккумулятора зарядным

Зарядка аккумулятора зарядным устройством осуществляется вне жилого помещения, так как идет испарение электролита. Также сначала к аккумулятору подсоединяется ЗУ и только потом подключается к электрической сети. К этому нужно отнестись очень внимательно, так как неправильное подключение приведет к выходу из строя предохранителей ЗУ.

Аккумулятор может заряжаться двумя разными способами:

1. В первом случае зарядку можно производить при постоянном значении напряжения (14-15В), изменяя силу тока. Т.е. в начале она может достигать 20-30А, но по мере зарядки аккумулятора должна снижаться.
2. Второй вариант диаметрально противоположный. Сила тока является постоянным значением, а напряжение меняется. Этот способ более сложный, так как требует определенных знаний и навыков.

После зарядки можно проверить напряжение на клеммах аккумулятора. Сделать это можно с помощью нагрузочной вилки. Если таковой не имеется, то можно просто поместить батарею в автомобиль. Заряженный аккумулятор, без каких либо проблем будет запускать силовую установку и крутить стартер.

Таблица для оценки степени заряда аккумулятора по напряжению (ЭДС)

  Напряжение, измеренное на выводах аккумулятора, В   12,8 12,6 12,2 12,0 меньше 11,8

Оценочная степень заряда аккумулятора, %	100	75	50	25	аккумулятор полностью разряжен

В принципе данной информации должно хватить для правильной зарядки автомобильного аккумулятора.

Выбираем зарядное устройство для машины

Зарядное устройство легко подзарядит разряженный аккумулятор автомобиля. В данной статье поможем с его выбором — расскажем как подобрать правильный зарядник для АКБ авто и что надо учитывать.

Прежде чем его покупать, нужно узнать тип своего аккумулятора, установленного на автомобиле. Например, для свинцовых и гелевых АКБ требуется специальный прибор. Для всех остальных подойдет обычный универсальный зарядник. Далее узнаём емкость батареи (это можно сделать по этикетке или из инструкции к машине). Имеется в виду не физические размеры, а электрическая емкость, характеризующая количество тока, которое батарея отдает за определенное время. В зависимости от неё нужно подбирать мощность зарядного устройства, хотя большинство моделей универсальные. Обозначается в А-ч. Для примера, АКБ емкостью 50 ампер-часов будет заряжаться с нуля 10-амперным зарядником 6 часов. Тот же прибор зарядит батарею емкостью 100 А-ч до полной подзарядки за 11 часов. Чтобы посчитать время подзарядки АКБ с нуля, нужно емкость аккумулятора разделить на мощность зарядного устройства плюс 10% от полученного числа. Если необходимо увеличить скорость зарядки, то нужно покупать мощный прибор.

Большинство зарядников продаются с током зарядки 6 А — это подойдет для большинства батарей емкостью до 60-70 А-ч.

Для аккумуляторов повышенной емкости, например у внедорожников и большегрузной техники понадобится зарядник с током не менее 18 А.

Стоит учитывать, что не всегда нужно заряжать посаженную до нуля батарею, обычно в ней остается 10-30% процентов заряда. Значит зарядное устройство с током 6 А зарядит такой аккумулятор емкостью 50 А-ч за 5-6 часов.

Стоит выбирать зарядное устройство с плавающей регулировкой. Чем меньше сила зарядки, тем дольше заряжается батарея, но тем лучше она восстанавливается. Если зарядить полностью посаженный аккумулятор зарядником мощностью 18 А, на это уйдет 2-3 часа, но он не восстановиться на 100%. Нужно по мере зарядки уменьшать ток, в конце уменьшить вплоть до 1 А. Именно так работают зарядные устройства с плавающей регулировкой — в автоматическом режиме они снижают величину тока. В результате батарея восстанавливается полностью. Существуют приборы, работающие от электрической сети и от прикуривателя. Многие могут регулировать скорость подзарядки в зависимости от емкости аккумулятора. Нужно смотреть, чтобы они были оснащены системой автоматического уменьшения тока в конце зарядки. Если ее нет — придется самостоятельное следить за заряжаемой батареей и не оставлять подключенной на длительное время, так как существует вероятность перезарядки.

Зарядники, работающие от обычной электрической сети — удобны для большинства автолюбителей. Аккумулятор можно оставить на подзарядку на расчетное время.

Появились новые устройства, которые контролирует процесс подзарядки. По мере приближения к полной зарядке, они снижают мощность вдвое, пока батарея полностью не зарядится.

Когда она полностью зарядилась, они автоматически отключаются.

Перед использованием зарядного устройства, прочитайте инструкцию к применению. Это безопасное, тем не менее серьезное оборудование, которое при неправильном использовании может испортить батарею машины.

Сила тока заряда автомобильного аккумулятора

Аккумулятор – такой же важный элемент автомобиля, как и двигатель. Чтобы все системы функционировали как положено, требуется поддерживать генератор в исправном состоянии, при котором он сможет обеспечить должный уровень заряда аккумуляторной батареи при работе двигателя.

Но возникают моменты, когда батарея садится от долгого простоя автомобиля, либо из-за морозов, что является актуальной проблемой многих автомобилистов в зимнюю пору. В таких ситуациях на помощь приходят универсальные зарядные устройства для зарядки автомобильных аккумуляторов.

Тут возникает следующий вопрос – как заряжать? Какими токами? Каким напряжением?

Имеется несколько подходов к процессу зарядки аккумуляторных батарей:

• метод зарядки АКБ постоянным током;
• зарядка при постоянном напряжении;
• комбинированный режим.

Что же касается оптимальной силы тока, необходимой для заряда аккумуляторной батареи, то тут имеется одно универсальное правило, которое гласит, что величина тока, используемая для зарядки на начальном этапе, должна составлять 1/10 часть от обозначенной производителем величины номинальной емкости АКБ.

Минимальная сила тока при зарядке автомобильного аккумулятора

Сила тока, необходимая для зарядки АКБ, как было упомянуто ранее, должна составлять 1/10 емкости аккумулятора. Для достижения наиболее эффективного процесса зарядки следует постепенно снижать силу тока на выходе зарядного устройства, а напряжение – наоборот, повышать.

Данный комбинированный метод является самым распространенным в современных зарядных устройствах. При повышении напряжения постепенно снижается сила тока из-за возрастающего сопротивления батареи. При токе в 0.1 от емкости батареи и напряжении 14-14,6 В АКБ зарядится на 75-85 процентов за сутки.

В случае необходимости повышения процента, потребуется уже прибегнуть к напряжению большей величины.

Максимальное напряжение зарядки автомобильного аккумулятора

Значение напряжения, при котором происходит процесс зарядки автомобильного аккумулятора, варьируется в зависимости от того, какой метод используется.

Согласно общим рекомендациям, значение по напряжению, выдаваемое зарядным устройством, не должно превышать диапазон 14,2 – 14,6 В (в случае отсутствия глубокого разряда батареи).

Если напряжение на АКБ упало ниже 12 В, то, скорее всего, потребуется приложения большего напряжения в районе 16 В.

Стоит учитывать, что с повышением данной величины скорость зарядки аккумулятора возрастает, но вместе с тем увеличивается и риск перегрева электролита внутри батареи. Перегрев опасен тем, что АКБ может потерять часть своего емкостного ресурса (в лучшем случае), а то и вовсе взорваться.

Поэтому не следует гнаться за скоростью и большим напряжением, а придерживаться правила «тише едешь – дальше будешь».

Подобрав лучшее зарядное устройство для автомобиля из имеющихся на данный момент на рынке, можно существенно облегчить свою жизнь и проводить процесс зарядки автомобильных аккумуляторов в автоматическом режиме, не опасаясь за перезаряд АКБ и выход ее из строя.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

Каким напряжением и током безвредно зарядить автомобильный аккумулятор

14.08.2014

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.

Время заряда исправного АКБ 8-10 часов.