Максимальный разряд кислотного аккумулятора

Глубокий разряд аккумулятора. Что это такое? А также причины и последствия

Меня часто спрашивают – Сергей расскажи, пожалуйста, про глубокий разряд аккумулятора автомобиля? Столько ходит легенд и басен вокруг этой темы. Чем он так опасен, какие есть причины его возникновения, ну и конечно последствия. Ведь почему то этих разрядов боятся именно кислотные АКБ. А вот скажем AGM или GEL не так критичны к нему, их можно многократно разряжать! Почему так? Этому есть несколько основных причин, однако давайте разбираться последовательно …

Разряд аккумуляторной батареи это нормальный процесс ее эксплуатации – сначала она накапливает энергию, затем ее отдает. Все прелесть АКБ, что он многозарядный, то есть не как батарейка отработала, и выкидываем, а можно постоянно заряжать большое количество циклов. Однако строение самого аккумулятора далеко не идеально, если хотите, то это очень капризное устройство:

• Его нельзя перезаряжать, иначе могут осыпаться свинцовые пластины
• Его нельзя «глубоко» разряжать, что говориться в ноль (про это ниже)
• Нужно следить за плотностью электролита
• Поддерживать уровень электролита
• Следить за банками иначе они могут замкнуть

Приколов много, конечно сейчас появились так называемые необслуживаемые аккумуляторы, они менее проблемные, уберегут от проблем с электролитом.

Немного о разряде – заряде

Эти процессы характеризуются напряжением батареи. Наверное, многие слышали, что напряжение на автомобильном аккумуляторе 12В, это не совсем правильно. Нормальный параметр это – 12,7В. Это своего рода 100% заряда.

Сильный разряд это примерно 10,5 — 11,0В, при таких параметрах вы уже не запустите свой авто. Это своего рода минимальный порог. Конечно, можно разрядить в ноль, то есть 0 Вольт, это и будет глубоким параметром.

Коротко о строении

Аккумулятор (как мы уже не раз говорили) состоит из пакетов свинцовых пластин (это минусовые) и пакетов диоксида свинца (это плюсовые), между ними пролагается специальный диэлектрик, который не дает пластинам перемыкать. Такие «наборы» погружаются в кислотный электролит (35% серной кислоты + 65% дистиллированной воды), после чего они готовы накапливать заряд. Всего таких разделов 6 штук или как их называют банок. Каждый из разделов дает напряжение примерно в 2,1 Вольта, если перемножить на «6» — вот вам и 12,6 – 12,8Вольта.

Само строение очень прочное, но слабым звеном в этой цепочке является электролит, а в частности серная кислота. Именно из-за нее и происходят частые выходы из строя аккумуляторов при глубоких разрядах.

А вот вторая составляющая, дистиллированная вода, косвенно способствует выходу из строя при перезаряде! Потому как:

• Начинает кипеть, а соответственно температура внутри банки – повышается, что негативно влияет на пластины, они попросту могут осыпаться.
• Имеет обыкновение испаряться, что уменьшит емкость АКБ, и негативно скажется на пластинах.

Глубокий разряд как убийца батареи

НУ что строение вспомнили, теперь давайте запоминать — почему глубокий разряд так губителен для аккумулятора. Здесь очень простая ситуация:

Идеально плотность электролита должна быть 1,27 г/см3, это соотношение воды и серной кислоты. При разряде, из электролита, начинает поглощаться серная кислота, точнее она начинает оседать на плюсовых (диоксидных) пластинах в виде солей. И чем ниже разряд, тем сильнее они оседают на пластинах – плотность категорически падает.

Глубокий разряд – это своего рода минимально возможный порог батареи, то есть дальше уже разряжаться некуда. При таком химическом процессе, серная кислота находится в виде солей на плюсовых пластинах и чтобы ее от туда снять, нужно как можно быстрее зарядить АКБ.

Тогда плотность начнет возвращаться в свое русло — из электролита наоборот начнет поглощаться дистиллированная вода, а вот концентрация кислоты начнет расти.

«НУ и что» — скажите вы – «ну разрядил я свой АКБ в ноль, дальше зарядил и все хорошо, буду кататься дальше»!

А вот не все так просто – зачастую концентрация солей на плюсовых пластинах настолько велика, что при заряде кристаллы солей, не разрушаются, а остаются! Это говорит нам о том, что пластина полностью покрыта солью, ее соприкосновение с электролитом минимально! Значит, она не будет нормально работать и способствовать накоплению заряда. По опыту знаю, что каждый глубокий разряд отнимает от 2 до 3 % от емкости аккумулятора, причем сразу! Если их накопить 10 – вот вам минус 30% емкости, такой АКБ уже не запустит двигатель вашего авто.

Так что опускать можно примерно до 11 Вольт, это своего рода минимальный предел, после этого уже начинается сульфатация плюсовых пластин.

Причины

Теперь пару слов о причинах. Зачастую это всевозможные утечки тока. Например, на стоящем автомобиле, они должны быть сведены к нулю, но если вы устанавливаете не штатное оборудование (сигнализации, магнитолы, другие гаджеты), они могут высасывать энергию из АКБ, даже на стоянке. Вот вам и первая причина.

Также может накрыться генератор автомобиля, то есть не будет, происходит пополнение заряда машины – вторая причина.

Третья – длительный срок стоянки, например полгода или год, рекомендуется скинуть клемму, если этого не сделать заряд может снизиться до критичной отметки. А вообще, нужно хоть раз в месяц запускать двигатель, чтобы восполнить энергию аккумулятора, да и погонять жидкости и масло по своим полостям. Это важно.

Наверное, это основные причины, конечно если вы не сидите и специально не сажаете батарею, например магнитолой или светом фар.

Последствия

Как я уже писал сверху, несколько раз глубоко разрядили и все! АКБ можно выкидывать! Плюсовые пластины полностью покроются солями, плотность электролита упадет, и не будет расти. Даже если вы замените электролит на новый нужной плотности, он не смоет образованные соли.

Как заверяют многие производители батарей, максимальное пороговое значение равняется 15 – 20 циклам. Но по опыту знаю, что уже после 10 циклов, зимой такая батарея не справляется со своими обязанностями, для лета еще сгодится.

Мораль басни такова – не допускайте таких глубочайших параметров разряда. Это реально убивает ваш АКБ, с каждым разом отнимаете около 3% от емкости.

Можно ли восстановить?

В нашем мире — возможно все, вот только какой ценой! В идеале, нужно убрать соли с плюсовой пластины, как это сделать?

• При сильной кристаллизации — возможно физическое удаление. Для этого нужно вытащить пакет пластин и отчистить его от солей – дальше залить новый электролит и зарядить АКБ. Сложно это сделать? ДА конечно – ДА! Как вы достанете пакет пластин? Нужно будет резать сверху пластик и физически вытаскивать. Затем каждую пластину в отдельности отчищать – сделать это реально сложно. Хотя я где-то есть видео на YOUTUBE, но реально не указывалось, работал ли потом АКБ или нет.
• Конечно сейчас очень много так называемых десульфаторов пластин, то есть такие химические жидкости убирают этот налет солей, но про это у меня будет отдельная статья, здесь тоже не все так однозначно. Многие пишут, что это просто чудо, другие что ни применять никогда. Но в идеале –емкость также восстанавливается лишние соли уходят.

Вот такие вот последствия и причины, кстати пару слов про AGM и GEL, почему же они так устойчивы к глубоким разрядам? Все просто, тут электролит уже не в обычном жидком состоянии, здесь он находится запечатанным в стеклопакеты (AGM) или в гель (GEL), поэтому разрушительное образование солей тут сведено к минимуму, хотя полностью не побеждено! Здесь циклов в разы больше, но также не стоит доводить до этого. Небольшой видео пример.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Подробно о характеристиках и видах автомобильных аккумуляторов

В какой-то момент автолюбители сталкиваются с проблемой выбора автомобильного аккумулятора. Те, кто совсем не понимает в аккумуляторах, идут несколькими путями. Некоторые просто покупают точно такую модель, другие обращаются за помощью к знающим друзьям. Есть и те, кто консультируется в сервисах технического обслуживания и автомобильных магазинах. В этом материале мы попытаемся объяснить основные характеристики автомобильных аккумуляторов и разберём основную терминологию.

Назначение аккумуляторных батарей и основные типы

Автомобильный аккумулятор обеспечивает питание различных потребителей в автомобиле в тот момент, когда двигатель заглушён или работает с малой частотой вращения коленчатого вала (холостой ход). При работе мотора на высокой частоте вращения питание потребителей идёт от генератора. Аккумулятор также вступает в дело, когда генератор не справляется с нагрузкой.

Среди свинцово-кислотных аккумуляторов можно выделить класс гелевых батарей, обладающих более продвинутыми характеристиками по сравнению с жидким электролитом. Кислота в них находится в гелеобразном состоянии. Подробнее о том, что такое аккумуляторная кислота, читайте в материале по ссылке. Есть и другие модификации кислотных батарей. В основном различия в них сводятся к добавлению разных легирующих элементов в свинцовые пластины. Это может быть кальций, серебро. Кстати, в пластины большинства стандартных аккумуляторов добавляется сурьма. В результате увеличивается стойкость пластин к нагреву и охлаждению.

Большинство легирующих добавок увеличивают стойкость пластин к коррозии и сульфатации, но имеют и свои недостатки.

Есть ещё аккумуляторы, которые выполняются по технологии «никель-металлогидрид», а также литиевые батареи. Последние, в свою очередь, подразделяются на ионные, фосфатные и полимерные. Никель-металлогидридные и литиевые аккумуляторы имеют специфические характеристики и используются в автомобилях с гибридными двигателями. Такие АКБ не могут работать в сети питания стандартного авто.

Автомобильные аккумуляторы можно классифицировать по такой характеристике, как напряжение. Вы можете посмотреть эту классификацию в таблице ниже.

Номинальное напряжение, В	Вид транспортного средства
6	мопеды, квадроциклы, скутеры и т.п.
12	легковые автомобили, мотоциклы
24	грузовые автомобили, спецтехника
Номинальное напряжение, В	Вид транспортного средства

• Ёмкость;
• Ток холодной прокрутки;
• Электродвижущая сила (ЭДС);
• Внутреннее сопротивление и напряжение;
• Полярность;
• Степень заряженности;
• Особенности конструкции: масса, типоразмер;
• Срок эксплуатации;
• Срок хранения;
• Саморазряд.

Теперь пройдёмся по ним подробнее.
Вернуться к содержанию

Ёмкость

Ёмкость аккумулятора – это характеристика, показывающая количество электричества, которое он отдаёт, разряжаясь до минимально допустимого напряжения. Измеряется ёмкость в Ампер-часах (А-ч). Подробно о том, что такое ампер-час, читайте по ссылке. Номинальную ёмкость автомобильного аккумулятора проверяют следующим образом. Ведётся разрядка аккумулятора до напряжения 10,5 вольта силой тока, составляющей 0,05 от указанной ёмкости АКБ, в течение 20 часов. Температура электролита при этом должна находиться в интервале 18–27 градусов Цельсия.

Формула расчета тока разряда аккумулятора

Если вы будете таким способом проверять ёмкость нового аккумулятора, будьте готовы к тому, что время разряда сначала будет меньше. Такую характеристику, как ёмкость, аккумулятор набирает после трёх – пяти циклов заряда – разряда.

Для определения ёмкости аккумуляторной батареи можно использовать такой прибор, как нагрузочная вилка. В состав этого устройства входят вольтметр, нагрузочное сопротивление, контактные клеммы (площадки), корпус, рукоятка. Нагрузочное сопротивление выбирается так, чтобы ток был равен:

Формула расчета ёмкости аккумулятора

Ёмкость аккумулятора зависит от многих параметров. Это:

• Количество пластин и их конструкция;
• Температура;
• Сила разрядного тока и режим разряда;
• Изношенность.

И это неполный перечень характеристик. Ёмкость – это единственный параметр автомобильного аккумулятора, который наиболее полно характеризует его состояние. Чтобы продлить срок службы свинцово-кислотной батареи, лучше всего использовать небольшую часть от её ёмкости до процесса зарядки. При глубоких разрядах срок службы аккумулятора автомобиля значительно сокращается.

В таблице ниже можно посмотреть таблицу примерного соответствия ёмкости аккумулятора типу транспортного средства (объёму двигателя).

Ёмкость аккумулятора, А-ч	Транспортное средство	Объем двигателя, л
55	легковые автомобили	1 — 1,6
60	легковые автомобили	1,3 — 1,9
66	легковые автомобили (кроссоверы, внедорожники)	1,4 — 2,3
77	грузовые автомобили малой грузоподъемности	1,6 — 3,2
90	грузовые автомобили средней грузоподъемности	1,9 — 4,5
140	грузовые автомобили	3,8 — 10,9
190	спецтехника (экскаваторы, бульдозеры)	7,2 — 12
200	грузовые автомобили (фуры, автопоезда)	7,5 — 17
Ёмкость аккумулятора, А-ч	Транспортное средство	Объем двигателя, л

Ток холодной прокрутки

Этот параметр, который ещё называется пусковым током, указывается на батарее рядом со значением ёмкости. Подробнее о маркировке автомобильных аккумуляторов. Ток холодной прокрутки определяется следующим образом.

Аккумуляторная батарея охлаждается до – 18 градусов Цельсия и разряжается пусковым током в течение 30 секунд. По ГОСТу напряжение после этого должно составить не менее 8,4 вольта. А после 150 секунд разряда не менее 6 В. При постоянном токе разряда ёмкость можно вычислить по следующей формуле.

Формула для расчета стартерного тока

Электродвижущая сила (ЭДС)

Электродвижущая сила батареи – это характеристика, которая показывает напряжение на клеммах аккумулятора без внешней нагрузки и утечек. Величина измеряется вольтметром или мультиметром. На ЭДС оказывают влияние два параметра: плотность электролита и его температура. Электродвижущая сила увеличивается с ростом плотности электролита.

При температуре 18 градусов Цельсия и плотности 1,27 грамма на сантиметр кубический ЭДС одной банки составляет 2,12 В. У аккумуляторной батареи из 6 банок ЭДС будет 12,7 В.
Ниже приведена зависимость величины ЭДС от плотности электролита, выведенная эмпирическим (опытным путём). Она работает для плотности в интервале 1,05–1,3 гр/см. куб.

Эмпирическая формула расчета ЭДС в зависимости от плотности электролита

В отличие от ёмкости, по величине электродвижущей силы нельзя достоверно судить о состоянии аккумулятора. ЭДС позволяет найти критичные неисправности АКБ, к примеру, замыкание пластин. Подробнее о напряжении аккумулятора автомобиля читайте в материале по ссылке.
Вернуться к содержанию

Внутреннее сопротивление

Этот параметр автомобильного аккумулятора включает в себя сопротивление пластин, электролита, сепараторов, крепёжных элементов и т. п. Внутреннее сопротивление понижается при увеличении ёмкости АКБ. Оно увеличивается при понижении температуры и уменьшении заряда аккумулятора. Ниже можно посмотреть формулу зависимости напряжения и ЭДС в процессе заряда-разряда.

Зависимость напряжения и ЭДС при зарядке аккумулятора

Зависимость напряжения и ЭДС при разряде аккумулятора

Ниже можно посмотреть зависимость напряжения АКБ от степени зарядки.

Формула зависимости напряжения от степени заряженности аккумулятора

Генератор на легковом автомобиле вырабатывает напряжение 14–14,5 В. Достаточное для зарядки напряжение он выдаёт при оборотах коленчатого вала в районе 2 тысяч в минуту.

Получается, что зарядка происходит только в момент разгона в городе и при движении на большой скорости по загородной трассе. Для полного заряда требуется около 12 часов в таком режиме.

Напряжение, вырабатываемое генератором, увеличивать нельзя, поскольку при 14,5 вольт начинается процесс электролиза воды на кислород и водород. Из-за такой специфики работы аккумуляторная батарея находится в состоянии неполной зарядки.

На изображении ниже можно посмотреть вольт – амперные характеристики АКБ в процессе разрядки стартерным током, то есть потребляемым стартером в момент запуска двигателя автомобиля.

Вольт – амперные характеристики аккумуляторной батареи

Степень заряженности

На степень заряженности АКБ оказывает влияние большое количество параметров и её точное значение определить довольно сложно. Это позволяют сделать только дорогие зарядные устройства со сложной электроникой. Но при эксплуатации АКБ вам вполне хватит оценочных значений. Степень заряженности аккумулятора можно узнать по напряжению и плотности электролита (для свинцово-кислотных АКБ соответствующего типа).

Напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи с жидким электролитом составляет около 12,7 В. Для гелевых аккумуляторов это значение находится в интервале от 13 до 13,4 В.

Ниже можно посмотреть таблицу плотности электролита и взаимосвязь с ней характеристик 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
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

Вернуться к содержанию

Особенности конструкции: масса, типоразмер

Масса большинства аккумуляторов для легковых автомобилей лежит в интервале от 14 до 20 килограмм. Масса практически всегда указывается на этикетке с прочими характеристиками автомобильных аккумуляторов. Возможно, вам пригодится таблица веса аккумуляторов.

С типоразмером ситуация несколько сложнее. Сейчас в продаже можно встретить различные исполнения батарей. Но практически все можно отнести к одному из следующих типоразмеров:

• Европейский. Европейский тип – корпус высотой 190 миллиметров и клеммы, расположенные в углублениях корпуса;
• Азиатский. Азиатский тип – корпус высотой от 220 до 225 миллиметров и клеммы, выступающие за габариты корпуса АКБ;
• Американский. Американский тип – боковое расположение клемм. На отечественном рынке встречается редко.

По технологическому исполнению аккумуляторы делятся на:

• Необслуживаемые. Этот тип аккумуляторов стали выпускать около 30 лет назад. Они имеют более высокий пусковой ток и длительное время эксплуатации, чем у обслуживаемых АКБ. Чувствительны к напряжению в сети и не требуют обслуживания;
• Мало обслуживаемые. Большинство батарей на современном рынке являются мало обслуживаемыми. Они имеют оптимальное соотношение цена / эксплуатационные характеристики. Требуют периодического обслуживания;
• Обслуживаемые. Это полностью обслуживаемые аккумуляторные батареи, в которых можно заменить банки. Требуют регулярного обслуживания. На данный момент уже не продаются.

Если вы подбираете новую АКБ, то можете прочитать обзорную статью про аккумулятор Титан.
Вернуться к содержанию

Полярность

Эта характеристика влияет на расположение аккумулятора под капотом авто. Батареи выпускаются с прямой и обратной полярностью. Различить их просто. Если повернуть аккумулятор к себе клеммами, то в случае прямой полярности минусовая клемма должна быть справа, а плюсовая слева. При обратной полярности наоборот. Отечественные производители выпускают модели с прямой полярностью, европейские с обратной.

Клеммы у аккумуляторов также бывают разных стандартов.

• Европейский Type 1. Клемма «плюс» имеет диаметр 19,5 миллиметров, клемма «минус» — 17,9;
• Азиатский Type 3. Клемма «плюс» имеет диаметр 12,7 миллиметров, клемма «минус» — 11,1.

Срок хранения

Срок хранения аккумуляторных батарей невелик. Батарея в сухозаряженном состоянии может храниться до двух лет. При этом гарантийный срок хранения составляет 1 год.
Вернуться к содержанию

Срок эксплуатации

При соблюдении основных правил эксплуатации АКБ увеличивается срок её службы в среднем 4 года. Хотя, если грамотно подходить к обслуживанию аккумулятора, он может прослужить 7–8 лет.
Вернуться к содержанию

Саморазряд батареи

Саморазряд – это процесс падения ёмкости аккумулятора в процессе простоя. Он происходит из-за окислительно-восстановительных процессов на электродах разной полярности. Но отрицательный электрод страдает от этого больше, поскольку свинец с отрицательных пластин взаимодействует с серной кислотой из электролита. При этом происходит выделение водорода. Активность растворения свинца возрастает при увеличении плотности электролита.

Процесс саморазряда также провоцируется загрязнениями на поверхности аккумулятора. Электролит, вода и прочие жидкости создают благоприятные условия для разряда АКБ через проводящую плёнку между выводами батареи.

Здесь нужно отметить некоторые особенности процесса саморазряда:

• При понижении температуры он снижается и при 0 С практически прекращается. Так, что хранить батарею нужно в заряженном состоянии при низкой температуре;
• Процесс саморазряда становится более активным к концу срока службы аккумулятора. Глубокий разряд значительно усиливает саморазряд при последующей зарядке;
• Саморазряд можно снизить, используя более чистые серную кислоту и дистиллированную воду для приготовления электролита;
• Саморазряд идёт наиболее активно в течение суток с момента заряда АКБ;
• Нормальным считается саморазряд, когда в сутки идёт потеря 1 процента ёмкости аккумулятора.

Безопасность

Помимо характеристик автомобильного аккумулятора, не менее важным является знание техники безопасности при эксплуатации и обслуживании АКБ. В первую очередь обратите внимание на следующие моменты:

• Аккумулятор должен быть надёжно закреплён в подкапотном пространстве автомобиля;
• При измерении плотности электролита и его замене необходимо использовать средства индивидуальной защиты (очки, резиновые перчатки). Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если электролит попадёт на кожу;
• Нельзя замыкать клеммы аккумулятора;
• Перед тем как заряжать аккумулятор, выверните пробки из банок обслуживаемого аккумулятора.

Вот, что может случиться, если не соблюдать правила техники безопасности.
Вернуться к содержанию

Трудности выбора

Выбор аккумулятора – непростое дело. На первый взгляд может показаться, что это совсем простое устройство. Но на деле получается, что у него полно характеристик, имеющих важное значение. Но не стоит впадать в отчаяние. Вам по большому счету нужно определиться с типоразмером АКБ, видом, ёмкостью и пусковым током. В принципе все эти параметры вы можете узнать осмотреть свой старый аккумулятор.

Источник