Для потенциального владельца, а также людей, которые интересуются тенденциями развития экологичного транспорта первым пунктом вызывающим интерес, являются аккумуляторные батареи электрокара. Поскольку этот элемент в традиционном понимании автомобиля олицетворяет топливный бак, следовательно, возникает множество аналогий и вопросов.
Какие существуют аккумуляторные батареи? Сколько они заряжаются? Какова длительность эксплуатации? Как их обслуживать? Сколько стоят и какие производители лучше? Что делать с подержанными АКБ далее?
Для полноты восприятия механизма работы аккумуляторных батарей их различий, достоинств и недостатков, в данной статье попробуем рассмотреть все основные характеристики.
Аккумуляторная батарея Chevrolet Bolt EV © media.gm.com
Типы аккумуляторных батарей для электромобилей
В современном производстве электромобилей, чаще всего используют литий-ионные батареи. Средний период эксплуатации таких аккумуляторов составляет порядка 8 лет, что подтверждают сами производители АКБ.
Определяющей характеристикой для литий-ионных батарей, является возраст и число циклов зарядов батареи, то есть сколько раз данную батарею можно заряжать в период эксплуатации.
Среднее число полных «зарядок» современных аккумуляторных батарей для электромобилей составляет несколько тысяч циклов.
Кроме этого важную роль играет корректная эксплуатация АКБ, которая включает:
- правильную зарядку и разрядку батареи;
- разумную эксплуатацию в зимний период;
- грамотный расчет производительности;
- температурный режим использования;
- использование ПО для определения состояния батарей, к примеру Leaf Spy Pro, которая показывает, какие ячейки аккумуляторов Nissan Leaf битые, а какие живые.
Большинство литий-ионных аккумуляторов работает на графитных электродах кобальтатов лития с напряжением в 36В и продуцируемой мощностью 15 кВт. Также существуют литиевые источники питания, которые различаются по внутренним компонентам на такие типы:
- Никель-кобальт-марганцевые. Использование кобальта, который немного дороже марганца увеличивает термин эксплуатации батареи. Небольшим недостатком батарей, считается их чувствительность к высоким температурам.
- Никель-кобальт-алюминиевые. По своим параметрам схожи с п.1, но дешевле благодаря замене дорого марганца, алюминием.
- На основе сплава фосфат железа. Надежные и стабильные в эксплуатации, однако аккумуляторов такого типа требуется больше, поскольку они функционируют на пониженном напряжении.
Отметим, что предпочтение отдается литий-ионным источникам питания, ввиду их большей емкости и отдачи энергии. Именно они позиционируются, как главный тип аккумуляторных батарей для электромобилей.
Обслуживание и замена аккумуляторных батарей электромобиля
Разумеется, заменить аккумуляторную батарею можно на любом электромобиле. Однако, это далеко не так просто, как сменить батарейки в пульте ДУ.
Замена аккумуляторной батареи в электрокаре скорее напоминает установку компьютерного оборудования, когда кроме подключения «девайса» по разъемам и шлейфам, необходимо установить еще и различные драйвера.
Тоже происходит и здесь, после установки аккумуляторной батареи она должна пройти согласование и регистрацию с помощью программы бортового компьютера. Поэтому быстро снять аккумулятор с одного авто и установить на другой не выйдет.
Процедура требует определенного обслуживания.
Замена аккумулятора электрокара производится в случае падения его емкости, из-за чего существенно сокращается запас хода и как результат эффективность использования электромобиля.
Аккумуляторная батарея самого популярного электромобиля в Украине Nissan Leaf © newsroom.nissan-europe.com
Механические повреждения АКБ электромобилей, если не учитывать ДТП, довольно редкое явление, которое требует индивидуального решения от замены аккумулятора до полной реорганизации системы.
Отдельно стоит отметить, что современные АКБ электромобилей можно менять блоками, то есть только «битые» ячейки, которые перестали работать. Это существенно удешевляет эксплуатацию электромобилей и упрощает ремонт системы.
Что касается расчета емкости аккумуляторных батарей, то серьезно задумываться над их заменой нужно только после 8 лет эксплуатации, когда запас хода начинает уменьшаться на 20-30% ежегодно.
До этого процесс «старения» и уменьшения емкости батарей меняется в зависимости от индивидуальных особенностей модели, а также придерживания правил корректной эксплуатации.
Таким образом, даже с б/у аккумулятором, самый популярный в Украине электрокар Nissan Leaf способен проезжать 100-120 километров от начальных 160.
Ячейки аккумуляторных батарей BMW © press.bmwgroup.com
Как падает емкость аккумулятора электромобиля спустя несколько лет?
В большинстве своем в батареях используется литий-марганцевый катод, который собственно и обеспечивает весь функционал батареи, однако он является чувствительным к теплу и отличается ускоренным разрушением и потерей мощности при увеличивающейся температуре.
Существует два источника потери емкости аккумулятора: календарная и эксплуатационная.
Календарная потеря емкости — это потеря с течением времени, а эксплуатационная связана с зарядкой и разрядкой аккумулятора.
Эксплуатационные потери зависят от максимального уровня заряда и от глубины разряда, разница между которыми представляет собой процент от общего диапазона мощности, который используется во время цикла.
Технически срок службы батареи состоит их четырех переменных:
- средняя температура;
- стандартное отклонение температуры;
- среднее состояние заряда;
- стандартное отклонение заряда.
Согласно этим критериям кривая потери емкости аккумуляторных батарей с течением времени выглядит следующим образом:
Кривая потери емкости аккумуляторных батарей с течением времени © electricvehiclewiki.com
Если объяснять более доступным языком на конкретном примере, то наиболее оптимальным режимом зарядки батареи Nissan Leaf, в соответствии указанных переменных будет: первые 150 циклов — 6 кВт, последующие циклы 10-12 кВт. Это лучший из вариантов, который минимизирует прежде всего эксплуатационные потери мощности.
Время и способ зарядки аккумуляторных батарей электромобилей
Зарядка электромобиля
На сегодняшний день существует 4 способа зарядки электрокаров:
- Использование бытовых электросетей в 220 В. Самый популярный способ зарядки, который согласно статистике использует 90% владельцев электромобилей.
- Зарядка с использованием переменного тока с защитой внутри кабеля для подзарядки, входящего в комплектацию автомобиля.
- Зарядка от однофазной или трехфазной электросети АЗС с применением специального разъема кабеля.
- Зарядка электромобиля от специальных электрических заправочных станций быстрым током.
Несмотря на то, что большинство владельцев электромобилей в Украине хотели бы иметь собственный гараж и зарядную станцию, электрокары это преимущественно городские авто чьи владельцы зачастую ограничены лишь парковочным местом на стоянке или во дворе. Это не слишком большой недостаток, поскольку крупные города уже обладают достаточно разветвленной инфраструктурой электрических АЗС, тем не менее, на зарядку АКБ до 80% показателей, придется потратить от 30 минут до одного часа.
Стоимость аккумуляторных батарей для электромобилей, производители и перспективы рынка
На текущий момент, если ориентироваться на самый доступный электрокар Украины Nissan Leaf и на главный эталон отрасли Tesla Model S, то первый оснащается батареями собственного производства, а основным поставщиком аккумуляторных батарей для Tesla является компания Panasonic, также стоит отметить батареи производства LG, которыми оснащается популярный Chevrolet Bolt.
Работают над улучшением аккумуляторов и другие автопроизводители, к примеру, недавно новую твердотельную батарею с запасом хода 800 км разработала компания Fisker, а корейский концерн Samsung представил на Франкфуртском автосалоне свои многофункциональные аккумуляторные батареи.
В число других востребованных производителей аккумуляторных батарей для электромобилей входят швейцарская компания MES DEA, Beta Research&Development Ltd из Британии, греческая фирма Sunlight, немецкая VARTA.
Особого внимания заслуживает анонсированный на 2018 год запуск крупнейшего в мире завода по производству аккумуляторных батарей от компании TESLA.
Также, пока еще на уровне стартапов существует несколько компаний, которые работают над усовершенствованием АКБ для электромобилей. Серьезные успехи в этом направлении демонстрируют:
- британская компания SuperCapacitor Materials — занятая разработкой конденсаторов способных заменить традиционные аккумуляторы;
- компания Phinergy — разрабатывающая прототип металло-воздушного аккумулятора;
- стартап из Австрии Kreisel Electric — занятый оптимизацией и улучшением эргономики АКБ.
Так что в ближайшем будущем мы можем вполне можем рассчитывать на кардинальное изменение аккумуляторных систем электромобилей и их способа подзарядки.
Что делать с использованным аккумулятором?
Видятся разные перспективы, одна из которых утилизация АКБ. Но тут возникает вопрос: утилизация — это фактическое уничтожение дорогостоящего комплектующего, которое уже не годится для электромобиля, но еще вполне подлежит использованию в менее требовательной сфере, как же можно еще использовать оставшийся ресурс батарей?
Ведущие производители электрокаров предлагают первоначальную альтернативу утилизации: использование подержанных АКБ в бытовых системах накопления энергии от альтернативных источников.
То есть использовать бывшие батареи электромобилей в качестве аккумуляторов для накопления энергии, вырабатываемой солнечными батареями и ветряными генераторами.
К слову, идея не нова, ведь Tesla давно производит комплексы АКБ никак не связанные с электрокарами, а выпускаемые для альтернативной энергии солнечных панелей.
Если применить этот опыт в Украине, можно рассчитывать на то, что продажа б/у электромобильных батарей в Украине способна превратиться в бизнес.
Альтернативная энергетика в Украине развивается и если эффективность подобного использования батарей будет доказана или реализована отдельными «энтузиастами», то владельцы электромобилей смогут продавать подержанные батареи пользователям «зеленого тарифа» за вполне приемлемые деньги.
Хранение бывших в употреблении аккумуляторов BMW i3 © press.bmwgroup.com
Еще одним вариантом, который уже начали воплощать некоторые компании — это строительство заводов для хранения, переработки и ремонта бывших в употреблении аккумуляторов, пока такой проект реализован концерном BMW, но в скором времени ожидается открытие подобного предприятия компании Renault.
hevcars.com.ua
Kreisel Electric, LG Chem, Аккумуляторные батареи, Аккумуляторные батареи Panasonic, Литий-ионный аккумулятор, Обслуживание аккумуляторных батарей, Подержанные батареи электрокаров, Производство аккумуляторных батарей, Ресурс аккумулятора электромобиля, Система хранения аккумуляторных батарей, Энергоэффективность батарей Tesla 
HEVCARS ???? Автор
Читайте самые интересные новости и статьи о электрокарах
Автомобильный аккумулятор — в ИБП!
- 25 июня 2019 г. в 11:16
- 8736
Представляем вашему вниманию статью Александра Ткачева из Риги, который в соавторстве с Александром Ярошенко (SamElectric.ru) расскажет о том, как можно использовать обычный автомобильный аккумулятор для резервного питания важного оборудования.
Источник бесперебойного питания (ИБП) является не просто защитником электропотребителей от скачков и перепадов питающего напряжения, но и полноценным источником накопленной энергии.
С постоянным совершенствованием электронных компонентов снижается и их стоимость. Если 10–15 лет назад ИБП мощностью 1000 ВА был достаточно дорогим прибором, то сейчас такой ИБП можно приобрести по доступной цене.
В современных ИБП используются дорогие необслуживаемые свинцовые аккумуляторные батареи, произведенные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat). Суть технологии — использование вместо жидкого электролита токонепроводящего пористого материала с жидким электролитом в порах.
Такой аккумулятор безопасен с точки зрения использования (может использоваться в положении «на боку» или «вниз головой») и не требует обслуживания, но имеет один существенный минус: высокая цена.
Обычная автомобильная стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) имеет жидкий электролит и стоит в 2–3 раза дешевле при такой же емкости, но накладывает на использование в ИБП некоторые ограничения. Поэтому производители ИБП предпочитают ставить в свои изделия именно AGM батареи.
Применение обычных АКБ существенно снизит стоимость, увеличит емкость накопленной энергии и продолжительность работы ИБП
Далее мы рассмотрим обслуживаемые кислотно-свинцовые АКБ, используемые в автомобилях, и покажем, как «обмануть систему» и применить АКБ в обычных ИБП.
Теоретическая часть
АКБ имеет два крайних рабочих состояния — полностью разряжена и полностью заряжена:
Внимательный читатель, а особенно автоэлектрик возразит: «Напряжение на заряженной АКБ не будет выше 13 вольт!» И будет прав! Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75–12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/см3 и при температуре 25°С. И называется оно напряжение покоя АКБ.
Напряжение покоя измеряется только после отключения АКБ от потребителей или зарядных устройств через как минимум 24 часа. Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией.
Если АКБ отключить от нагрузки, ее напряжение начнет подниматься. А при зарядке, если отключить АКБ от зарядного устройства, напряжение будет снижаться
Во время зарядки АКБ набирает электрическую емкость. Это один из самых главных показателей АКБ. Электроемкость АКБ — это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).
За час АКБ электроемкостью 60 А·ч может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до ее полной разрядки. Практически это выглядит так: если АКБ нагружать током 60 ампер один час, ее напряжение снизится с 12,75–12,80 вольт до 12,00 вольт.
Но откуда же 14,4 вольта? Далее мы детально рассмотрим процесс заряда АКБ и откуда берется это напряжение.
Принцип заряда АКБ
Существует два способа зарядки АКБ:
- Зарядка постоянным током используется чаще всего. В начале заряда АКБ заряжается током, равным 1/10 от емкости АКБ, и напряжением, близким к номинальному напряжению заряда или чуть выше (обычно 14,50–14,80 вольт) до начала кипения электролита. Потом ток понижается до 1/20 от емкости АКБ и опять заряжается до начала кипения электролита. После этого процесс зарядки прекращается. Кипение электролита — это процесс выделения из него под воздействием электролиза паров водорода.
Зарядить АКБ до значения, близкого к 100% ее емкости, зарядкой постоянным током можно только постоянно понижая ток заряда.
Сначала до 1/40, довести до кипения, потом до 1/80 довести до кипения, потом до 1/160 и так до 1/2000. Причем нужно следить, чтобы процесс кипения электролита не начинался, а только подходил к нему.
Это достаточно кропотливая и нудная задача — нужно постоянно следить за процессом зарядки.
- Зарядка постоянным напряжением подразумевает зарядку АКБ точным номинальным напряжением заряда (с точностью до сотых долей вольта) и плавным понижением тока зарядки без кипения электролита. Такие зарядные устройства достаточно сложны и дороги, но позволяют использовать ресурс АКБ по максимуму.
Рассмотрим второй способ заряда АКБ (постоянным напряжением), так как он обычно используется в ИБП при заряде АКБ. Такой способ не допускает кипения электролита и заряжает АКБ до реальных 100% емкости. Процесс зарядки АКБ логарифмичен (нелинеен), поэтому зарядить АКБ полностью на 100% — задача достаточно сложная.
Если на начальных этапах зарядки для типичной АКБ емкостью 70 А·ч ток заряда 1/1 0 от емкости (7 А), то на конечных этапах зарядки (90–98%) ток равен 1/400 от емкости (175 миллиампер). И на этапах зарядки (от 98–100%) ток заряда должен быть чуть больше тока саморазряда АКБ.
А это менее 1/2000 от емкости АКБ (менее 35 миллиампер).
Номинальное напряжение заряда для каждой АКБ индивидуально (производитель, материалы, технологии и даже смена, в которую АКБ изготавливался на заводе) и может колебаться в пределах от 14,35 до 14,45 вольт.
При выкипании водорода из электролита происходит увеличение его плотности. Поэтому в элек-тролит в таком случае нужно добавлять дистиллированную воду для компенсации его плотности до 1,26 г/ см3.
На практике технологии производства стартерных АКБ за более чем 100-летний период производства отточены до совершенства и выпускаются с учетом номинального напряжения заря-да, близкого к 14,40 вольтам.
Полностью зарядить АКБ (на все 100% ее электрической емкости) без выкипания электролита можно только напряжением 14,40 вольт!
Теперь рассмотрим практическую часть зарядки постоянным напряжением на конкретных примерах.
Так как АКБ набирает емкость заряда нелинейно, при подключении АКБ к зарядному устройству без ограничения тока заряда АКБ в течение первых секунд может потреблять ток заряда, равный своей емкости.
Например, для АКБ емкостью 70 А·ч первые секунды ток заряда будет 70 А. Потом ток заряда плавно понижается с повышением внутреннего сопротивления АКБ.
20–30% своей емкости АКБ может набрать за 15–20 минут зарядки током 1/10 от своей емкости (в нашем примере 7 А).
Автомобилисты знают, что «прикуривать» от соседского автомобиля подсевшую АКБ достаточно минут 5–10, чтобы крутануть стартер, а если АКБ села «в ноль», времени понадобится немного больше — здесь мы и наблюдаем логарифмичность процесса зарядки.
Чтобы зарядить АКБ на 50% емкости, понадобится уже пару часов, а никак не 30–40 минут, так как ток заряда все время уменьшается. А вот чтобы зарядить АКБ на 80%, понадобится как минимум 6–7 часов. 80–85% емкости АКБ достигается, когда напряжение заряда поднялось до 13,60–13,80 вольт.
Ток заряда на этом этапе будет меньше одного ампера, и продолжит понижаться. А при 14,20 вольтах АКБ заряжена до 90–95%. Фактически на этапе зарядки около 97–99% происходит прецизионная зарядка.
При превышении напряжения зарядки даже на 0,01 вольт или тока зарядки на 10 миллиампер мы получим начало закипания электролита.
Практическая часть
Производители (в меньшей мере) и продавцы (в большей мере) ИБП очень часто критически относятся к использованию дешевых стартерных АКБ в ИБП.
Потому что с AGM аккумуляторами меньше хлопот с пользователями, которые не представляют, как работает ИБП и как устроена АКБ. Хотя использовать стартерные АКБ в ИБП в большинстве случаев можно.
А если использовать внешнюю схему зарядки АКБ — это отличное дешевое решение для любого ИБП. Поясним некоторые нюансы по-своему 15-летнему опыту использования АКБ с ИБП от APC Back UPS 600I.
Три наиболее частые ошибки при подключении внешних АКБ к ИБП заключаются в следующем:
- малая площадь сечения проводов, которыми подключается АКБ к ИБП;
- длина проводов от АКБ к ИБП;
- нагрузка, которую хотят получить от ИБП при подключении внешней АКБ.
Разберем первый и второй пункт более подробно. Падение напряжения на проводах при передаче постоянного электрического тока в 12 вольт очень сильно зависит как от длины, так и от площади сечения этих проводов, а также от силы тока, протекающего по этим проводам. Наш ИБП при питании от АКБ на полной нагрузке в 600 ВА забирает с нее ток около 35 ампер.
Если суммарная длина проводов (плюсового и минусового) от АКБ к ИБП не превышает 50–60 см, достаточно площади сечения под ток в 35 ампер около 16 мм2. А вот если АКБ находится на удалении 5 метров от ИБП (это общая длина проводов 10 метров), падение напряжения будет очень большим — 0,3 вольта. Электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена на половину.
При падении напряжения на АКБ по мере ее разрядки сила тока по закону Ома будет возрастать. При напряжении 9 вольт сила тока будет более 50 ампер. Соответственно будет возрастать и падение напряжения в проводах — до 0,5 вольта. ИБП будет отключаться гораздо раньше, чем если бы АКБ стояла в корпусе ИБП.
Стандартные провода в ИБП, которыми штатная батарея подключена в схему, имеют сечение около 8 мм2 и длину около 30 см. Если подключить АКБ проводом такого же сечения, но длиной 10 метров, электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена полностью.
Поэтому подключать АКБ к ИБП нужно как можно более толстыми и как можно более короткими проводами.
Теперь третий пункт. В обычные офисные ИБП ставятся АКБ емкостью 7–9 А·ч. При полной нагрузке на ИБП он проработает 1–3 минуты (зависит от производителя и модели). При подключении стартерной АКБ время работы возрастет в разы и может достигнуть одного часа. Но при этом внутренние силовые компоненты схемы могут выйти из строя от перегрева, поскольку они не рассчитаны на долговременную работу.
Поэтому, если использовать АКБ, ИБП должен работать не более чем на 50–60% его полной расчетной мощности. Либо потребуется принудительное охлаждение компонентов.
Пример переделки ИБП под стартерную АКБ
На основе АКБ и Back UPS 600I была собрана и более 10 лет эксплуатируется ИБП собственной конструкции:
На передней панели мы видим цифровой вольтметр, который показывает напряжение заряда или разряда, и амперметр, который показывает электрический ток в двух направлениях — заряд и разряд.
ИБП — всегда стационарные устройства и, как правило, в месте их установки имеется достаточно пространства, чтобы установить АКБ
При подключении нагрузки видно, как проседает напряжение и как амперметр показывает разрядку АКБ с отрицательным значением тока.
ИБП настраивался исходя из того, что забираемый от АКБ ток будет не более 20 ампер. Фактически данный ИБП питает два сервера, рутер и свитч.
Гарантированно это все может работать без электричества около 7–8 часов (в зависимости от нагрузки на сервера).
Схема подключения позволяет использовать две АКБ и независимо заряжать одну из батарей во время эксплуатации другой. Раз в полгода можно переключаться между батареями, чтобы сравнять процесс старения обоих АКБ.
О таблице
На передней панели ИБП приведена таблица, которая характеризует степень заряда и разряда АКБ. Как видно, АКБ разряжена в ноль, когда напряжение на ней падает до восьми вольт. Поясним термин «глубокий разряд», используемый далее по тексту. АКБ переходит в состояние глубокого разряда, когда напряжение покоя у нее ниже 11,35–11,40 вольт.
Это верхний предел глубокого разряда. Как говорилось выше, после отключения нагрузки напряжение на АКБ начинает повышаться. Если в течение 2–6 часов, в зависимости от емкости АКБ, это напряжение поднялось до 11,90–12,00 вольт, АКБ не ушла в глубокий разряд.
Но как следует из опыта, даже если АКБ кратковременно разрядится до 11,90–11,8 вольт, ничего страшного не будет, если ее сразу поставить на зарядку.
Производители АКБ указывают кратковременный пусковой ток рядом с емкостью. Такой ток возникает при запуске стартера, уводя АКБ в глубокий разряд с просадкой напряжения на АКБ до 9 вольт, но АКБ это выдерживает и служит в автомобиле 5–6 лет.
Нижний порог отключения производитель ИБП выставляет при полной нагрузке на АКБ. В нашем случае он около 7,55 вольт при нагрузке около 30–35 ампер. 8 вольт в таблице указано на полную нагрузку. Это «памятка для себя».
Но лучше не доводить разрядку АКБ до падения напряжения на такой низкий уровень. АКБ «проседает» по напряжению больше под полной нагрузкой, чем под нагрузкой в 50% или 30%.
Как только нагрузка пропадает полностью, напряжение на АКБ скачком поднимается и потом продолжает подниматься все медленней до напряжения фак-тического разряда (напряжения покоя).
Например, опытным путем установлено, что при 20-амперной нагрузке на АКБ, когда напряжение проседает до 8 вольт, можно уменьшить ток до 9 ампер, и напряжение мгновенно поднимется до 10,6 вольт, продолжая при этом медленно понижаться.Если разряжать аккумулятор нагрузкой в 10 ампер, соответственно и нижнее значение будет не 8 вольт, как приведено в таблице на передней панели, а больше (оно может быть 8,4 вольт, к примеру, или 9,0 вольт).
Если нагрузка на АКБ от ИБП 10–20% от расчетной, соответственно напряжение «проседает» меньше, но на АКБ получается нагрузка долговременней. И соответственно АКБ находится в глубоком разряде под нагрузкой дольше. А вот это уже «убийственно» для АКБ. Поэтому нужно стараться не доводить АКБ до глубокого разряда и по возможности, если до этого дошло — сразу поставить на зарядку.
Штатная AGM батарея, проработав 20–30 минут в глубоком разряде, фактически умирает сразу — начинают разрушаться пластины внутри нее, и электроемкость падает в разы в отличие от стартерной АКБ, где потеря электроемкости от работы при глубоком разряде 2–3 часа измеряется процентами.
Стартерная АКБ гораздо выносливей «батареи в комплекте» с ИБП
Если их правильно использовать и обслуживать, но, самое главное, правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет либо выдержать более четырехсот циклов 100% разрядки-зарядки или более тысячи циклов 30–40% разрядки-зарядки! Это проверено на практике!
Уверены, что статья заинтересует читателей. Если хочется узнать больше — полная версия статьи приведена в блоге SamElectric.ru (статья «Аккумуляторы для ИБП»), там же — многочисленные комментарии и ответы на вопросы.
Выбираем зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
C зарядными устройствами мы сталкиваемся каждый день. Автомобильному аккумулятору также необходима подзарядка. Ведь он в процессе использования теряет свой заряд. Очень быстро это происходит при минусовой температуре. Так что после морозной ночи вы рискуете не завести свое авто.
Автомобильное зарядное устройство (ЗУ) должно быть у каждого автовладельца, поскольку регулярное заряжание АКБ увеличивает срок его эксплуатации. Выделяют предпусковые и пусковые ЗУ.
Первые — заряжают аккумулятор, подключаясь к внешнему источнику питания, вторые — кроме обычной зарядки имеют возможность запустить двигатель при полном разряде батареи.
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Для начала ознакомимся с предпусковыми зарядными устройствами или просто ЗУ. Заряжение АКБ происходит путем передачи тока аккумулятору. Причем возможна зарядка батареи при постоянном напряжении или постоянном токе. В первом случае — сам процесс более безопасен, но получить полный заряд батареи практически невозможно. Во втором случае — полная зарядка АКБ гарантирована, но в процессе велика вероятность перегрева электролита и даже его закипания. Таким образом, современные разработчики вывели на рынок новые комбинированные зарядные устройства для авто аккумуляторов. Такой тип ЗУ сначала заряжает батарею постоянным током, а при приближении к окончанию зарядки автоматически переходит на режим постоянного напряжения, во избежание закипания электролита.
В общей своей массе зарядные устройства разделяют на два класса. Трансформаторные ЗУ в наше время не часто встретишь на рынке, в его основе — мощный трансформатор. Такой тип устройства хоть и более надежен, но габаритные размеры усложняют его эксплуатацию.
Второй класс — это импульсное зарядное устройство, зачастую — интеллектуальное, трансформатор, лежащий в его основе, работает на высоких частотах, благодаря этому ЗУ компактно и удобно в использовании. Кроме того существует защита от короткого замыкания и автоматизация всего процесса зарядки.
Зарядное устройство купить в Киеве, Одессе, Харькове с доставкой по Украине можно на 130.com.ua.
Отдельно хочется выделить зарядное устройство на солнечных батареях. Такой тип устройства позволяет заряжать АКБ автомобиля, не подключаясь к электросети.
Зарядка производится путем подсоединения ЗУ либо к гнезду прикуривателя либо к клеммам аккумулятора. Блок солнечной батареи может быть расположен как внутри авто так и снаружи.
Не рекомендуется оставлять зарядное устройство на солнечных батареях вне авто в непогоду, это может привести к выводу из строя прибора.
Пуско зарядное устройство
В случае полной разрядки АКБ у вас есть несколько вариантов: завести автомобиль с толкача (только его еще необходимо найти), прикурить аккумулятор от другого авто (чревато негативными последствиями для электрики этого автомобиля, поэтому не каждый водитель согласиться оказать вам такую услугу) и воспользоваться современным цивилизованным способом — использовать пуско-зарядное устройство (ПЗУ).
Если у вас внезапно разрядился аккумулятор, то для начала необходимо подключить ПЗУ в соответствии с полярностью к клеммам АКБ. Устанавливаем значение зарядного тока 15–20A и следим за напряжением на клеммах. Когда оно достигнет 15V, необходимо попробовать завести авто, включая стартер не более чем на 10 секунд.
При этом ПЗУ мы не отключаем. Возможно, с первого раза двигатель не запустится, тогда повторно доводим напряжение в клеммах до значения 15V. После того как автомобиль завелся, отключаем пуско зарядное устройство во избежание перезаряда батареи.
Если после двух-трех попыток завести двигатель не удалось, то следует искать другую причину проблемы.
С помощью ПЗУ также можно совершать зарядку АКБ. Такие устройства работают с аккумуляторами, номинальное напряжение которых 12V и 24V. Хороший прибор имеет регулировку выставляемого тока. Интернет-магазин 130.com.ua предлагает на ваш выбор качественные пуско-зарядные устройства с гарантией 12 месяцев.
Выбор зарядного устройства
Прежде чем купить зарядное устройство следует проверить тип вашей АКБ и ее емкость, измеряемую в единицах Ампер в час (Ач). Каждый тип аккумулятора имеет свои особенности зарядки, поэтому необходимо подобрать ЗУ, подходящее именно к вашей батареи.
По времени зарядки, устройства разделяют на: медленные (процесс заряжания занимает от 14 до 24 часов), ускоренные (до 3-х часов) и кондиционирующие (около часа).
Следует заметить, что не все типы батарей способны ускоренно заряжаться. Важно всегда соблюдать соответствие емкости батареи и мощности зарядного устройства.
Несоответствие этих параметров может привести к снижению емкости и даже порче самого аккумулятора.
В процессе выбора ЗУ следует обратить внимание на то, каким способом определяется время окончания заряда. На более дешевых моделях время зарядки ограничивается таймером.
В этом случае возможно недо- или перезарядка батареи, что в обоих случаях плохо сказывается на ее работоспособности.
Самые современные устройства, как правило — импульсные ЗУ, оснащены микроконтроллером, который, измеряя сразу несколько параметров, определяет время отключения прибора.
Кроме того некоторые модели зарядных устройств для автомобильного аккумулятора снабжены дополнительными функциями, такими как проверка уровня заряда аккумулятора, диагностика общей работоспособности АКБ и тестирование генератора. Также следует обратить внимание на универсальность прибора, поскольку есть вероятность, что вам понадобится заряжать несколько типов батарей.
Теперь, вооружившись полученной информацией, вы сможете купить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, подходящее вам по всем параметрам, а если возникнут сомнения — консультанты 130.com.ua всегда придут на помощь.
Купить зарядное устройство АКБ
Смотрите видеообзоры зарядных устройств АКБ
Можно ли восстановить аккумулятор авто
Поговорим: можно ли восстановить аккумулятор автомобиля, если он полностью разрядился. Стоит ли в данной ситуации покупать новый или можно продолжать эксплуатировать старую батарею. Личный опыт.
Что делать со старым АКБ
Если аккумулятор автомобиля разрядился, например из-за не выключенных фар, то его можно восстановить. Достаточно пустить машину от внешнего источника, т.е. прикурить от другого автомобиля и проехать какое-то расстояние.
Если дело происходит не зимой, то аккумулятор при периодических поездках вернет свой заряд. Лучше всего он восстанавливается при езде по трассе и минимум включенных потребителей энергии. При езде по городу с частыми остановками и короткими поездками — заряд восстанавливается медленно. А если дело происходит зимой — может не до конца зарядиться.
Эксплуатация частично разряженного аккумулятора летом не сулит неприятностей. Во время движения он заряжается, а за ночь не успевает разрядиться. Хотя, если его проверить на работоспособность, то уровень заряда окажется меньше 50%.
Другое дело, эксплуатация машины зимой, когда аккумулятор быстро разряжается. С наступлением морозов он может полностью разрядится. В данной ситуации, большинство автолюбителей предпочтёт покупку новой батареи, но существует другое решение проблемы.
Личный опыт
Из личного опыта было приобретено зарядное устройство и предпринята попытка восстановить старый АКБ, разряженный до нуля. Батарея поставлена на ночь заряжаться, а утром зарядка составляла сто процентов — горела индикация полной зарядки (зеленая лампочка на крышке).
Заново заряженный аккумулятор справился с работой. За зиму он ни разу не «сел», причем машина ночевала под открытым небом, когда температура доходила до -30. Даже после недельной стоянки, он не разряжался. Это при том, что в предыдущую зиму, разряжался после двух дней простоя на морозе и ему был вынесен вердикт «на замену».
Если аккумулятор автомобиля частично обслуживаемый — тут проще. Нужно с помощью ареометра (прибора для измерения плотности) проверить уровень «дистилята» и сравнить его уровень с минимальным. По мере необходимости, залить в него дистиллированную воду. Обычную категорически запрещено заливать. Далее ставим на стационарную зарядку и после проверяем на работоспособность.
Другой вариант — отдать аккумулятор на зарядку в специальный сервис.
В чём отличия? Разница — в мощном оборудовании, которое в зависимости от состояния батареи обеспечит любой теоретически возможный режим заряда, например определенным током или при определенном напряжении.
В идеале процесс должен быть комбинированным, сочетая оба режима. Поэтому предпочтительней отдать аккумулятор на зарядку в специальные фирмы.
Подведём итог. Если аккумулятор полностью разрядился до нуля, не спешите его выбрасывать — сначала попробуйте зарядить (в домашних условиях или в сервисе) и после проверить. Возможно, его можно восстановить.
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.
Зарядка аккумулятора автомобиля
Несмотря на большое количество информации, содержащейся в справочниках и в Интернете, не все автолюбители знают, как правильно заряжать аккумулятор автомобиля.
Вот почему не всем удается сделать это грамотно, в результате чего страдает сам аккумулятор, который в некоторых случаях даже приходится менять. Как зарядить аккумулятор автомобиля, не допуская ошибок? Остановимся подробнее на всех основных вопросах.
Зарядка аккумулятора автомобиля осуществляется двумя способами:
Первый способ. Аккумулятор остается в автомобиле. При этом двигатель и генератор находятся в рабочем режиме. Зарядка АКБ идет автоматически. Причем, тут действует правило: чем больше обороты, а электроприборы не включены, тем быстрее осуществится зарядка.
Второй способ. Аккумулятор вынимается из автомобиля и подсоединяется к зарядному устройству. Многим импонирует этот способ, так как зарядное устройство само определяет изначальный ток зарядки. Это происходит автоматически.
Критерии – начальное состояние аккумулятора и его емкости. К тому же, современные зарядные устройства снабжены функцией, которая позволяет не опасаться неправильного подключения батареи к устройству; в случае неправильной полярности подключения, устройство сигнализирует об этом.
После окончания процесса зарядки, ЗУ самостоятельно завершает процесс.
Чем меньше зарядный ток, тем больше заряда получит батарея. Но это не значит, что нужно придерживаться самых минимальных значений. Иначе зарядка аккумулятора займет очень долгий срок, в течение которого ваше авто будет обречено на простой.
Чтобы решить, как зарядить автомобильный аккумулятор, если вы выбираете второй способ зарядки, нужно определиться с зарядным устройством. Встает вопрос: какое выбрать? Современные устройства напоминают небольшой компьютер с массой свойств и кнопок. Чтобы разобраться в нем, требуется внимательно изучить инструкцию.
При этом, стоит выбирать зарядные устройства, которые обладают важными свойствами. Например, такие, как стабильность уровня поступающего напряжения и защита от скачков напряжения.
Правильная зарядка аккумулятора автомобиля требует соблюдения следующих правил:
— Перед зарядкой необходимо проверить уровень электролита. В случае недостатка нужно долить дистиллированную воду;
— Нельзя заряжать замерзший аккумулятор; перед зарядкой он должен оттаять;
— Следует вывинтить (или вытянуть) пробки из АКБ, используя отвертку. Пробки нужно положить на отверстия, чтобы предотвратить брызги кислоты. Тогда и газы, образовавшиеся при зарядке, будут выходить свободно;
— Важно соблюдать уровень тока. Для зарядки считается оптимальным использование тока, равного 10% (или 0,1) емкости батареи. К примеру, при емкости в 60 Ah ток заряда должен находиться на уровне 6 А.
- — Зарядка автомобильного аккумулятора производят только в хорошо проветриваемом помещении.
- — При вмонтированном аккумуляторе необходимо держать капот открытым;
- — Положительный полюс аккумулятора должен быть соединен с положительным полюсом ЗУ (зарядного устройства). Соответственно, отрицательный полюс должен быть подключен к отрицательному;
- — Зарядка аккумулятора автомобиля должна продолжаться, пока во всех ячейках не начнется активное образование газа;
- — После зарядки нужно проверить уровень электролита. И, при необходимости, долить дистиллированной воды;
- — Также, после зарядки, следует проверить показатель плотности электролита. Если вы обнаружите, что в одной из ячеек плотность значительно ниже (более чем на 0,04 г/см), это будет свидетельствовать о неисправности аккумулятора и необходимости его замены;
- — После зарядки нужно подождать 20-25 минут, пока из аккумулятора выйдет газ, затем завинтите или вставьте пробки.
Сколько заряжать автомобильный аккумулятор?
АКБ считается полностью заряженной в том случае, когда начинается закипание электролита. Считается, что среднее время зарядки автомобильного аккумулятора – в пределах 8-10 часов. Но это относительные показатели. На самом деле, время зарядки может сильно различаться и зависит от изначального заряда АКБ.
Еще несколько рекомендации, позволяющих понять, как правильно заряжать аккумулятор автомобиля.
— Глубокие заряды и перезаряды аккумулятора делать не рекомендуется. Почему? В результате этого на свинцовых пластинах появляется накипь, после чего аккумулятор не подлежит восстановлению.
— Делайте регулярные замеры плотности электролита, особенно в зимний период.
— Зарядка аккумулятора автомобиля летом производится после того, как только уровень разрядки составит 50%. Зимой этот показатель вдвое меньше – 25%.
После того, как зарядка закончена, батарею желательно промыть и просушить. На корпус АКБ часто попадает кислота или грязь, от которых нужно избавляться по возможности быстро.
В противном случае, это может послужить причиной разряда АКБ – ведь корпус пропускает напряжение. Чтобы проверить, происходит ли это, нужно измерить напряжение крышки аккумулятора. Если показатель отличен от нуля, значит, батарея пропускает напряжение.
В таком случае, ее следует промыть раствором соды, но так, чтобы раствор не попал в банки аккумулятора.
В целом, зарядка аккумулятора автомобиля своими руками не составляет большого труда, необходимо только соблюдать несложные правила, описанные в данной статье, и тогда Ваш аккумулятор прослужит долго и будет радовать Вас своей надёжной работой.
Акб (аккумуляторная батарея)
Аккумуляторная батарея (АКБ) – составной элемент электрооборудования транспортного средства. Автомобильная аккумуляторная батарея позволяет осуществить пуск двигателя, а также обеспечивает подачу электричества в бортовую сеть.
Единая цепь электрических аккумуляторов представляет собой аккумуляторную батарею. АКБ состоит из нескольких таких блоков аккумуляторов. Аккумулятор — химический источник электрического тока. Особенностью данного источника является его многоразовое действие, что позволяет активно эксплуатировать батарею для запусков ДВС.
Аккумулятор служит для накопления электрической энергии, выступая автономным источником электропитания. В основу действия аккумулятора положена обратимость химических процессов, которые происходят внутри него.
Именно эта особенность позволяет использовать устройство многократно и циклически (постоянный заряд и разряд). Разряженный аккумулятор заряжают методом пропускания электрического тока в таком направлении, которое противоположно направлению тока при разряде аккумулятора.
АКБ в процессе работы мотора заряжается от генератора прямо в подкапотном пространстве автомобиля.
Аккумуляторная батарея имеет корпус. В данном корпусе расположены перегородки, разделяющие батарею на ячейки (банки). Аккумулятор на 12 вольт, который чаще всего устанавливается на легковых автомобилях, включает в себя 6 ячеек. В каждой банке имеются небольшие блоки, которые соединены друг с другом.
В отдельном блоке имеются положительные и отрицательные электроды. Указанные электроды представляют собой пластины (решетки), которые изготовлены из свинца (на примере свинцового аккумулятора). Данные пластины покрыты особым активным составом. Между пластинами с положительными и отрицательными полюсами также находится разделитель (сепаратор). Сепараторы изготовлены из материалов, которые не пропускают электрический ток.
Внутрь банок аккумулятора на завершающей стадии изготовления батареи заливается электролит. Электролитом называется смесь серной кислоты и воды.
Далее АКБ заряжается путем подключения батареи к специальному зарядному устройству. Подача тока на аккумулятор приводит к повышению плотности электролита.
Химические реакции в ячейках аккумулятора заставляют батарею накапливать электрическую энергию.
Автомобильный аккумулятор зачастую представляет собой свинцово-кислотную АКБ. Работает такая батарея на основе электрохимических реакций свинца и диоксида свинца, которые помещены в смесь серной кислоты и дистиллированной воды. Также встречаются гелевые, щелочные и гибридные автомобильные аккумуляторы, которые дополнительно делятся на обслуживаемые, малообслуживаемые и необслуживаемые.