Как зарядить автомобильный аккумулятор

В автомобильной бортовой сети используются свинцово кислотные аккумуляторы напряжением 12 или 24 вольт. Гелевые являются разновидностью кислотных, у которых в состав электролита введены специальные загустители. Некоторые отличия есть у аккумуляторов AGM, но основные принципы работы, правила эксплуатации в равной мере относятся к моделям данного типа. Величина напряжения зависит от количества элементов, из которых собрана батарея. В обиходе их называют банками. Каждый элемент имеет напряжение около 2В. В одном корпусе 12 вольтовый аккумулятор содержит шесть банок, а 24 вольтовый — двенадцать банок. Нередко 24В аккумулятор собирается из двух 12В, соединённых последовательно.

Уровень заряда

Автомобильные свинцово кислотные батареи (АКБ) должны эксплуатироваться и храниться в заряженном состоянии. Напряжение исправного, полностью заряженного устройства находится на уровне 12,7-13В без нагрузки. Глубокий разряд приводит к ускоренному выходу АКБ из строя, в результате необратимого процесса сульфатации пластин. Критическим является уровень  10,8В, при этом считается что аккумулятор полностью разряжен. Во время постоянной эксплуатации, запас энергии поддерживается автоматически, с помощью генератора и реле-регулятора автомобиля. Следует иметь ввиду, что при работающем двигателе, генератор повысит вольтаж бортовой сети до 14-14,5В. Снижение степени заряда ниже допустимого возможно в следующих ситуациях:

• регулярных коротких поездок;
• частых пусков двигателя;
• активного использовании электроподогрева, осветительных приборов в холодное время года;
• длительного хранения.

При этом запас энергии не успевает восполняться, в таких условиях требуется подпитка от внешнего источника. Сигналами необходимости зарядки является:

• затруднённый пуск двигателя;
• отсутствие свечения контрольного индикатора на корпусе, при его наличии;
• снижение плотности электролита;
• снижение напряжение в бортсети с неработающим двигателем ниже 12В.

Контрольный индикатор, «глазок», не является объективным инструментом оценки состояния, так как он установлен только на одной банке, сигнализирует о снижении плотности электролита только в ней. Тем не менее, наличие глазка упрощает обнаружение проблемы без приборов, при визуальном осмотре.  Плотность электролита является хорошим индикатором состояния батареи, так как емкость батареи напрямую зависит от плотности. Измерение плотности проводится с помощью ареометра, оптимальная величина находится на уровне 1,27 грамм на см³. Снижение плотности говорит о разряде и уменьшении ёмкости батареи. К сожалению, современные АКБ всё чаще делаются необслуживаемыми или малообслуживаемыми, у них могут отсутствовать пробки на корпусе, открывающие доступ к содержимому банок.

Более простым способом контроля состояния является измерение напряжения на клеммах вольтметром или встроенными средствами диагностики автомобиля.

Особенности заряда свинцовых аккумуляторов

Прежде всего, следует ориентироваться на величину номинального зарядного тока и конечное напряжение. Простым способом определения зарядного тока является вычисление соотношения I=С/10, где С – ёмкость АКБ. Таким образом, номинальный ток заряда батареи ёмкостью 55 А/ч будет равен 55/10=5,5А.  Сильно разряженный аккумулятор обладает низким внутренним сопротивлением. По этой причине ток в начале зарядного процесса способен значительно превышать номинальный, для предотвращения негативных последствий, его нужно ограничивать до величины равной 1/10 С. По мере накопления энергии, внутреннее сопротивление устройства постепенно увеличивается. При стабильном вольтаже на клеммах, токовая нагрузка будет  снижаться пропорционально росту внутреннего сопротивления.

Конечное напряжение заряда необходимо ограничивать на уровне 14,6В, в противном случае возможен перезаряд и закипание электролита. Время заряда зависит от начальной степени разряженности батареи. Признаками окончания заряда являются:

• повышение плотности электролита до номинальной;
• начало газовыделения, «кипения» электролита;
• снижение зарядного тока до минимума;
• достижение номинального напряжения.

Соблюдение правил заряда способствует продлению срока службы батареи, которое может составлять от 4 до 8 лет.

Зарядные устройства

Зарядное устройство для свинцового АКБ должно обладать, как минимум, возможность ручного или автоматического регулирования зарядного тока.

Лучшим выбором будет использование полностью автоматической модели ЗУ. Такое устройство обеспечит оптимальный режим тока и напряжения, самостоятельно отключится по окончанию цикла заряда АКБ. Как правило, автомобильные ЗУ снабжены защитой от:

• неправильного подключения, «переполюсовки»;
• короткого замыкания в нагрузке;
• превышения максимальной токовой нагрузки.

Некоторые модели ЗУ обладают дополнительным функционалом в виде различных режимов десульфатации, тренировки, автоматическим определением параметров батареи, наличием дисплея с индикацией параметров и т.д.

Если нет зарядного устройства

Заряд возможен и без применения специального устройства. Есть множество способов зарядить аккумулятор автомобиля в домашних условиях. Для этой цели подойдёт любой, регулируемый в диапазоне 12-15В, источник постоянного тока  достаточной мощности. Мощность рассчитывается по формуле P=U*I. Например, при напряжении 12В и токе 5А, мощность источника должна быть не менее 12*5=60 Вт.

Использование нерегулируемых блоков питания осложняется тем, что при отсутствии возможности управлять выходным напряжением, при низком внутреннем сопротивлении, зарядный ток  может достигать опасных значений. В другом случае, величина тока может быть недостаточной для нормальной работы. Слишком большое напряжение и зарядные токи способны деформировать пластины, вызывать закипание электролита, привести к выходу батареи из строя. Слишком низкое либо вообще не сможет зарядить АКБ, либо время заряда вырастет до нескольких суток. В любом случае, при использовании неспециализированных устройств момент окончания заряда придётся контролировать вручную. Применение неспециализированных ЗУ стоит рассматривать лишь как временное решение проблемы.

Рассмотрим варианты:

• Если в наличии имеется мощный регулируемый лабораторный источник постоянного тока, достаточно установить ограничение по току и напряжению, обозначенные выше.
• Схема с ЛАТР-ом, трансформатором 220/24В и диодным выпрямителем.

ЛАТР обеспечивает регулирование напряжения на первичной обмотке трансформатора, напряжение вторичной обмотки будет пропорционально следовать за изменениями в первичной обмотке. Диоды следует выбирать с прямым номинальным током не менее 20А.

• Нерегулируемое зарядное можно построить на одном трансформаторе с выпрямителем. При использовании этой схемы важно, чтобы выходное напряжение трансформатора не превышало 15В, а мощность не менее 60 Вт. Выбор диодов аналогичен предыдущему варианту.
• В крайнем случае, можно попытаться воспользоваться зарядкой от ноутбука или шуруповерта. Проблема в том, что такие блоки питания имеют фиксированные выходные 12 или 18В. 12 вольтовый питатель выдаст слишком малый зарядный ток и не сможет полностью зарядить автомобильную батарею. Прямое подключение к клеммам разряженного аккумулятора блока питания 18В вызовет его перегрузку. В лучшем случае произойдёт автоматическое отключение, в худшем случае зарядник выйдет из строя.
• Для тех, кто имеет хорошие навыки в области электроники, есть вариант приобрести плату мощного регулируемого DC-DC преобразователя. Преимущества такого преобразователя заключается в широком диапазоне входных напряжений и наличии управляемого стабилизированного выхода. Для питания преобразователя можно использовать любые источники питания, попадающие в обозначенный диапазон входных напряжений, в том числе и с фиксированным напряжением. Однако, по стоимости такой преобразователь будет сравним с покупкой готового зарядного устройства. Покупать такое устройство имеет смысл, если есть возможность применить его в каких либо других целях.

Основным недостатком самодельных устройств, в большинстве случаев, является отсутствие защит.

Своевременный и правильный уход за батареей способен значительно продлить срок её службы. Одним из основных пунктов мероприятий по уходу является поддержание номинального уровня заряда. Оптимальным вариантом для выполнения этого пункта будет использование автомобильного автоматического зарядного устройства. Применение не приспособленных для этой цели устройств следует рассматривать только в исключительных ситуациях. Нарушение режимов заряда может иметь неприятные последствия, начиная от сокращения срока службы, до полного выхода из строя АКБ.

Как просто зарядить АКБ без зарядного: видео

Читайте также:

• Как правильно заряжать аккумулятор
• Схема изготовления зарядного устройства для аккумулятора из трансформатора
• Пошаговая инструкция по проверке заряда аккумулятора с помощью мультиметра