Зарядка аккумулятора: на сколько ампер ставить и сколько времени заряжать?

Понятие о КТЦ

Теперь следует детальнее разобраться с контрольно-тренировочным циклом для АКБ, поскольку далеко не все понимают, что это такое и для чего проводится.

Используемые на автомобилях аккумуляторные батареи являются свинцово-кислотными. Они отличаются между собой конструктивными особенностями, применяемыми добавками, консистенцией используемого электролита. Поэтому различают AGM батареи, гелевые, кальциевые и пр.

Срок службы АКБ обычно указан производителем на корпусе устройства. При этом часто можно увидеть цифры в пределах 5-10 лет. Такой период кажется вполне приемлемым, поскольку перспектива менять батареи раз в 7-8 лет радует. Но заявленные сроки редко совпадают с реальными. Это обусловлено тяжёлыми условиями работы, езда с постоянным недозарядом. Этим страдают машины, эксплуатируемые в городе и проезжающие короткие дистанции. Добавьте сюда низкие температуры и халатное отношение.

Чтобы минимизировать денежные затраты на покупку новой батареи, следует сделать всё возможное для продления срока службы имеющегося аккумулятора. Для этого и предусмотрена такая процедура как КТЦ.

Контрольно-тренировочным циклом называют процедуру, которая проводится для восстановления разряженных и старых АКБ. Её смысл заключается в полном разряде и последующем заряде устройства.

КТЦ позволяет частично восстановить характеристики, улучшить работоспособность аккумулятора. На прежние 100% эффективности, как было при покупке, рассчитывать не стоит. Но дополнительные 2-3 года АКБ точно послужит.

Рекомендуемая периодичность КТЦ составляет 2 раза в год.

Как определить степень зарядки АКБ

Самый распространённый способ основан на измерении напряжения на клеммных выводах батареи, причём сделать это можно по-разному:

• используют классический способ, то есть измеряют разность потенциалов между клеммами АКБ с помощью вольтметра или иного измерительного прибора, умеющего определять напряжение. Современные вольтметры способны производить замеры с достаточно высокой точностью, до десятых, а некоторые модели – до сотых долей вольта. Чтобы напряжение в аккумуляторе стабилизировалось, необходимо, чтобы после зарядки или разрядки прошло минимум 4 часа. Некоторые модели зарядных устройств, оснащённые вольтметром и микропроцессорным программным обеспечением, также способны определять уровень зарядки батареи, причём с большей точностью, поскольку умеют делать это на основании нескольких циклов заряда/разряда;
• второй способ можно назвать опосредованным – степень заряда определяют по плотности электролита, поскольку между этими величинами имеется прямая зависимость. Вот только подходит этот метод только для АКБ с жидким электролитом.

А теперь можно перейти к рассмотрению, сколько по времени заряжается исправный автомобильный аккумулятор.

Что необходимо знать для правильной зарядки аккумулятора

Для того чтобы понять, каким током заряжать автомобильный аккумулятор, прежде всего, нужно знать, какая у него емкость и, исходя из этого, выставлять или ток зарядки автомобильного аккумулятора, или напряжение. Все зависит от того, какой способ выбрать и какое зарядное устройство будет применено.

Для зарядки аккумулятора есть два известных метода:

• постоянный ток зарядки аккумулятора ;
• метод постоянного напряжения.

Если способ постоянного тока приводится в действие ручными настройками, то нужно будет контролировать ток заряда автомобильного аккумулятора каждые 2-3 часа. Ток выставляется, как уже упоминалось, в размере 10 процентов от емкости АКБ. А потом необходимо постепенно снижать его величину по мере увеличения показателя напряжения (U). Сколько заряжать аккумулятор таким способом, точно сказать нельзя. Это займет не меньше 10 часов.

Для современных необслуживаемых аккумуляторов с гелевым содержимым нужно увеличить U до 15 В, а силу тока при этом сделать в два раза меньше, то есть 1,5 ампер, при емкости батареи в 60 Ач. Когда сила тока и U будут стабильно сохранять свои показатели неизменными в течение 1-2 часов, это означает, что автоаккумулятор зарядился полностью. В случае зарядки необслуживаемого аккумулятора процесс заканчивается при U 16,3 В. О том, каким будет напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора, читайте здесь →

Метод постоянного напряжения прямо зависит от того, сколько вольт подает зарядное устройство батарее. Если заряжать аккумулятор автомобиля непрерывно в течение двух суток (как известно, именно при длительном сроке зарядки обеспечивается наилучшая «прокачка» глубоко разряженной АКБ) — батарея восстановит свою емкость так:

• при U 14,4 В — от 75 до 80% ;
• при U 15 В — от 85 до 90% ;
• при U 16 В — от 95 до 97% .

Если батарея заряжается от 20 до 24 часов, а U при этом составляет 16 В и немного выше, то можно рассчитывать на полный заряд. Для окончания процесса зарядки нужно дождаться стабилизации напряжения на клеммах аккумулятора до 14,4 В. А если ЗУ снабжено индикатором, он зажжется светло-зеленым цветом, сигнализируя о том, что зарядку можно заканчивать.

При правильной установке показателей и грамотном контролировании процесса оба способа одинаково хороши и не принесут вреда батарее. Кстати, многие современные зарядные устройства оснащены контроллерами и могут работать в безопасном авто-режиме.

Особенности использования

Эффективность кулонометрической зарядки никель-кадмия составляет около 83% для быстрой зарядки (от C / 1 до C / 0,24) и 63% для зарядки C / 5. Это означает, что в C / 1 вы должны использовать 120 ампер-часов на каждые 100 ампер-часов, которые вы получаете. Чем медленнее вы заряжаете, тем хуже становится. В С / 10 это 55%, в С / 20 он может получить менее 50%. (Эти цифры только для того, чтобы дать вам представление, производители батарей отличаются).

Когда заряд завершен, кислород начинает генерироваться на никелевом электроде. Этот кислород диффундирует через сепаратор и реагирует с кадмиевым электродом с образованием гидроксида кадмия. Это вызывает снижение напряжения элемента, которое можно использовать для определения конца заряда. Этот так называемый минус дельта V / дельта t удар, который указывает на конец заряда, гораздо менее выражен в NiMH, чем NiCad, и очень сильно зависит от температуры. Многие из перечисленных здесь зарядных устройств используют сложный алгоритм, который использует -deltaV для точной зарядки пакетов NiMH и NiCad.

Меры безопасности

Поскольку мы имеем дело с электричеством, а токи здесь фигурируют совсем не маленькие, безопасность должна быть поставлена во главу угла.

Подготовка АКБ к зарядке включает следующие процедуры:

• его поверхность должна быть тщательнейшим образом очищена от грязи, следов конденсата электролита и окислов. Делается это раствором соды (щелочная жидкость, нейтрализующая кислотные осадки), причём очистке подлежит и корпус, и крышка, и непосредственно контакты. Делается это для того, чтобы грязь не попала во время зарядки в электролит – это вызовет преждевременный износ пластин:
• откручиваем заливные пробки и проверяем уровень электролита (10-15 мм. свыше уровня пластин). Если он ниже, требуется доливка (или готового электролита, или приготовленного вручную, но можно доливать и дистиллированной водой). Если этого не сделать, во время зарядки возможно оголение решётки, в результате чего пластины начнут сильно нагреваться и осыпаться. Чтобы понять, что доливать, лучше предварительно измерить плотность электролита – она должна находиться в границах 1,26-1,29 г/см3. Если меньше – доливаем электролит, если больше – воду;
• после замеров и доливки, если таковая потребовалась нужно приложить пробки к заливным отверстиям, чтобы кислота при кипении не выплёскивалась наружу и при этом газы могли свободно покидать корпус.

После подготовительного этапа можно приступать непосредственно к зарядке. Её проводят с использованием двух алгоритмов: постоянным током или методом постоянного напряжения. Длительность процесса зависит от выбранного метода и количественных параметров.

Меры безопасности при зарядке аккумуляторной батареи:

• если аккумулятор длительное время пребывал на морозе, его заряжать нельзя – нужно, чтобы он как минимум 4 часа находился в отапливаемом помещении;
• при использовании ЗУ, не поддерживающих автоматическую зарядку, необходимо постоянно следить аз уровнем тока заряда – начальное значение должно составлять 10% от номинала ёмкости (для 60-амперных батарей – 6 А, для 55-амперных – 5,5);
• поскольку при зарядке возникает газообразование, причём смесь горючая (водород и кислород), процедуру следует выполнять только в хорошо вентилируемом помещении;
• если зарядка осуществляется прямо на автомобиле, капот должен быть полностью открытым;
• заражать автоаккумулятор следует до момента, когда во всех банках не активизируется процесс кипения;
• после завершения зарядки нужно проверить плотность электролита во всех банках. Если в одной из них она сильно отличается, можно попробовать подзарядить только её, если не получится – можно говорить, что батарея неисправна и её придётся в скором времени утилизировать;
• измерив плотность, необходимо подождать 15-20 минут для завершения процессов газовыделения, и только после этого закручивать пробки.

Как долго заряжать автомобильный аккумулятор

Ездить без аккумулятора невозможно. Он обеспечивает электричеством катушку зажигания, электрические цепи и стартер. Это источник постоянного тока, который используется, когда автомобиль припаркован с выключенным двигателем и когда двигатель запущен. Он постоянно подзаряжается во время движения от генератора переменного тока или от выпрямителя.

Если вы редко пользуетесь машиной, то будьте готовым к тому, что аккумулятор может разрядиться. Особенно быстро это происходит зимой. Все потому, что во время простоя энергия все равно используется для поддержания работоспособности таких устройств, как компьютер, блок управления, часы. Поэтому аккумулятор надо каждые 3-4 недели подключать к зарядному устройству.

На продолжительность зарядки батареи влияют три главных фактора:

• процент разрядки АКБ;
• температура окружающей среды;
• сила тока на выходе зарядного устройства.

Оптимально, когда зарядный ток составляет от 0,05 до 0,1 емкости аккумулятора. Например, если емкость 60 Ач, оптимальный ток зарядки будет 3 А, а максимально допустимый 6 А.

При использовании тока 0,05 от емкости, на зарядку уйдет намного больше времени, но зато полностью восстановятся активные массы во всех пластинах. Аккумулятор будет дольше держать заряд и увеличится срок его эксплуатации.

При этом надо учитывать, что низкие температуры снижают параметры аккумуляторов. Если элемент имеет 100% электрическую емкость при 25 ° C, то при 0 ° C она падает до 80%, а при -25 ° C — до 60%. Поэтому, если аккумулятор частично разряжен или недостаточно заряжен, он может перестать работать в любое время.

Как использовать калькулятор расчета времени зарядки АКБ

Очень важно правильно заряжать батарею. Поскольку по внешнему виду невозможно определить на каком уровне находится зарядка, то очень важно знать сколько времени необходимо для этого процесса

Здесь вам поможет калькулятор расчета времени зарядки АКБ. После ввода основных данных, таких как

• номинальная емкость,
• степень разряда (в процентах),
• ток зарядки.

Достаточно нажать на кнопку “Рассчитать” и в результате вы получите время необходимое для зарядки. Например, если емкость АКБ 60 Ач и он разряжен на 80%, то для восстановления запаса энергии ему потребуется 16 часов (ток зарядки 6А).

Как рассчитать время заряда АКБ самостоятельно

Можно рассчитать это время, используя специальные формулы. Первым делом узнайте насколько разряжена батарея. Сделать это можно с помощью тестера, путем измерения напряжению на клемах.

Проценты считаем по формуле x = V*100/v. где x — процент зарядки, V — реальное напряжение на клемах, v — оптимальное напряжение. Рассчитаем на примере. Если напряжение АКБ 12В, то на клемах будет 12+1,2(10%)=13,2V. При замерах вы получили показатель 7V. Процент зарядки будет 7*100/13,2=53%, соответственно, он разряжен на 100-53=47%.

Следующий шаг — определение потерянной емкости в Ач. Рассмотрим на примере: 60 (емкость АКБ)*47/100=28,2Ач. Дальше рассчитаем время зарядки АКБ по такой формуле Т=2*С/І, где Т — время зарядки, С — потерянная емкость, І — ток зарядки 2 — КПД заряда составляет 45-50%, поэтому умножаем на 2.

Т=2*28,2/6=9,4 часа.

Предполагается, что среднее время заряда батареи с помощью ЗУ составляет 10–12 часов. Периодически его необходимо контролировать. В случае использования микропроцессорных выпрямителей, устройство автоматически переходит в режим ожидания, постоянно отслеживая уровень заряда.

Перед подключением ЗУ слегка встряхните аккумулятор, чтобы смешать электролит. При использовании обслуживаемой АКБ, проверьте уровень электролита. При необходимости добавьте дистиллированную воду.

Заряжать аккумулятор с помощью ЗУ лучше всего вне автомобиля, например, в гараже или другом помещении, где есть вытяжка или хорошая вентиляция.

Как установить степень заряженности аккумуляторной батареи

Определение заряженности АКБ Чтобы определить, насколько заряжен аккумулятор, учитывают его напряжение. Проверить эту характеристику можно двумя способами:

• Проводят обычное измерение электрического напряжения на контактных клеммах батареи. Для этого пользуются цифровым вольтметром. Этот прибор позволит показать точное значение уровня напряженности АКБ до десятых и даже сотых долей вольта. Для измерения разрядный и зарядный ток должен отсутствовать в течение 4-5 часов, чтобы напряжение пришло в нормальное стабильное состояние. Должен быть показатель от 12,5 до 12,9 вольт. Полезно используют специальные зарядные устройства с микропроцессором и памятью. Они позволяют более точно определить уровень заряженности. Такие приборы способны отследить разряд и заряд АКБ за несколько циклов.
• Определяют плотность электролита, и по этому параметру выявляют степень заряженности батареи. Но этот вариант подходит только для устройств с жидким электролитом.

Два строения аккумуляторов

Это также важная строчка, все дело в том — что заряжать каждый из типов, нужно по-разному, точнее готовиться к процессу заряда. ИТАК:

Первый тип – это так называемые необслуживаемые батареи. У которых внутри есть электролит и он как бы «запаян» внутри, то есть не может испариться. Если превращается в пар, дальше конденсируется на стенках и повторно выпадает в основной электролит. Это самый беспроблемный тип. Не нужно забивать голову с пополнением уровня, плотностью и т.д.

Второй тип – (который уходит в прошлое) – обслуживаемый. У него нет герметичного корпуса, поэтому электролит (а точнее вода из него), может испаряться, тем самым понижая уровень. Этот вариант один из самых проблемных, за ним нужно уметь ухаживать и заряжать! Например, если понижен уровень — зарядка недолжна производиться! Нужна правильная подготовка.

Как определить это батарейка или аккумулятор

Перед покупкой стоит знать несколько нюансов, которые позволят определить обычные батареи от заряжаемых:

Обратите внимание на надпись на корпусе. Если есть емкость, то это АКБ, она указывается в mah (миллиамперах) за час

Чем больше этот показатель, тем дольше она прослужит

Если на корпусе имеется надпись rechargeable, то это заряжаемые. Если же надпись звучит как do not recharge, то проводить подзарядку запрещено

Обратите внимание на стоимость изделия. Обычные батарейки обойдутся дешевле аккумуляторов

Цена напрямую зависит от показателей мощности и циклов перезарядки. Перезаряжаемые батарейки имеют больший запас прочности. Служат долго, заряжаются постепенно, а вот обычные элементы питания перестают функционировать при подключении к более мощным приборам. Батарейка может похвастаться напряжением в ~1,5 В, а вот АКБ – ~1,2v, ~3,7v. У кроны в обоих случаях будет 9 вольт. Если в маркировке на корпусе есть буквы: R, CR, LR и FR, то это батарейка. Если на корпусе в маркировке присутствует: NiCd, Ni-MH, Ni-Zn, HR, ZR, KR, li-ion или li-pol, то это аккумулятор

Чем больше этот показатель, тем дольше она прослужит. Если на корпусе имеется надпись rechargeable, то это заряжаемые. Если же надпись звучит как do not recharge, то проводить подзарядку запрещено

Обратите внимание на стоимость изделия. Обычные батарейки обойдутся дешевле аккумуляторов. Цена напрямую зависит от показателей мощности и циклов перезарядки

Перезаряжаемые батарейки имеют больший запас прочности. Служат долго, заряжаются постепенно, а вот обычные элементы питания перестают функционировать при подключении к более мощным приборам. Батарейка может похвастаться напряжением в ~1,5 В, а вот АКБ – ~1,2v, ~3,7v. У кроны в обоих случаях будет 9 вольт. Если в маркировке на корпусе есть буквы: R, CR, LR и FR, то это батарейка. Если на корпусе в маркировке присутствует: NiCd, Ni-MH, Ni-Zn, HR, ZR, KR, li-ion или li-pol, то это аккумулятор

Цена напрямую зависит от показателей мощности и циклов перезарядки. Перезаряжаемые батарейки имеют больший запас прочности. Служат долго, заряжаются постепенно, а вот обычные элементы питания перестают функционировать при подключении к более мощным приборам. Батарейка может похвастаться напряжением в ~1,5 В, а вот АКБ – ~1,2v, ~3,7v. У кроны в обоих случаях будет 9 вольт. Если в маркировке на корпусе есть буквы: R, CR, LR и FR, то это батарейка. Если на корпусе в маркировке присутствует: NiCd, Ni-MH, Ni-Zn, HR, ZR, KR, li-ion или li-pol, то это аккумулятор.

Следуя простым пунктам каждый может определить для себя необходимые элементы питания.

На картинке слева аккумулятор, так как на корпусе написано: 850 mAh, rechargeable и nickel metal hydride. Справа батарейка, так как на ней написано только Alkaline (Щелочная).

Как проверить плотность аккумулятора

Дабы обеспечить правильную работу аккумуляторной батареи, плотность электролита следует проверять каждые 15-20 тыс. км пробега. Измерение плотности в аккумуляторе осуществляется при помощи такого прибора как денсиметр. Устройство этого прибора состоит из стеклянной трубки, внутри которой ареометр, а на концах — резиновый наконечник с одной стороны и груша с другой. Чтобы произвести проверку, нужно будет: открыть пробку банки аккумулятора, погрузить его в раствор, и грушей втянуть небольшое количество электролита. Плавающий ареометр со шкалой покажет всю необходимую информацию. Более детально как правильно проверить плотность аккумулятора рассмотрим чуть ниже, поскольку есть еще такой вид АКБ, как необслуживаемые, и в них процедура несколько отличается — вам не понадобится абсолютно никаких приборов.

Разреженность батареи определяется по плотности электролита – чем меньше плотность, тем более разряжена батарея.

Индикатор плотности на необслуживаемой АКБ

Плотность необслуживаемого аккумулятора отображается цветовым индикатором в специальном окошке. Зеленый индикатор свидетельствует, что все в норме (степень заряженности в пределах 65 — 100%), если плотность упала и требуется подзарядка, то индикатор будет черный. Когда в окошке отображается белая или красная лампочка, то нужен срочный долив дистиллированной воды. Но, впрочем, точная информация о значении того или иного цвета в окошке, находится на наклейке аккумуляторной батареи.

Теперь продолжаем далее разбираться, как проверять плотность электролита обычного кислотного аккумулятора в домашних условия.

Проверка плотности электролита, с целью выяснения необходимости её корректировки, производится только у полностью заряженной батареи.

Проверка плотности электролита в аккумуляторе

Итак, чтобы можно было правильно проверить плотность электролита в аккумуляторной батарее, первым делом проверяем уровень и при необходимости его корректируем. Затем заряжаем аккум и только тогда приступаем к проверке, но не сразу, а после пары часов покоя, поскольку сразу после зарядки или долива воды будут недостоверные данные.

Следует помнить, что плотность напрямую зависит от температуры воздуха, поэтому сверяйтесь с таблицей поправок, рассматриваемой выше. Сделав забор жидкости из банки аккумулятора, держите прибор на уровне глаз – ареометр должен находиться в состоянии покоя, плавать в жидкости, не касаясь стенок. Замер производится в каждом отсеке, а все показатели записываются.

Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита.

Плотность электролита должна быть одинаковой во всех элементах.

Зависимость плотности от напряжения в соответствии с заряженностью

Сильно пониженная плотность в какой-то из ячеек говорит о присутствии в ней дефектов (в частности, короткого замыкания между пластинами). А вот если она низкая во всех ячейках, то это свидетельствует о глубоком разряде, сульфации или же просто устаревании. Проверка плотности в сочетании с замером напряжения под нагрузкой и без, позволит установить точную причину неисправности.

Если же она у вас сильно высокая, то радоваться что АКБ в порядке тоже не стоит, возможно, он кипел, веди при электролизе, когда электролит закипает, плотность аккумулятора становится выше.

Когда вам нужно проверить плотность электролита с целью определения степени заряженности аккумулятора, то можно сделать это не вынимая батарею из под капота автомобиля; понадобится сам прибор, мультиметр (для замера напряжения) и таблица соотношения данных измерений.

** разница по ячейках, не должна быть выше 0,02–0,03 г/cм3.

*** значение напряжения актуально для аккумуляторов, находившихся в состоянии покоя не менее 8 часов.

Если возникает необходимость, делается корректировка плотности. Нужно будет отобрать определенный объем электролита с АКБ и добавить корректирующий (1,4 г/cм3) или же дистиллированной воды с последующей 30 минутной зарядкой номинальным током и выдержкой в течение нескольких часов для выравнивания плотности во всех отсеках. Поэтому как правильно поднимать плотность в аккумуляторе поговорим далее.

Не забывайте, что требуется предельная осторожность в обращении с электролитом, так как он содержит в себе серную кислоту.

Датчики и не только

Ваш Android телефон снабжен множеством датчиков, служащих для разных целей и потребляющих батарею. Отключив или ограничив их использование, вы можете продлить время работы телефона от аккумулятора.

• GPS — модуль спутникового позиционирования, который некоторым из владельцев смартфонов не очень-то и нужен и используется крайне редко. Вы можете отключить GPS модуль через виджет в области уведомлений или на экране Android (виджет «Энергосбережение»). Кроме этого, рекомендую зайти в Настройки и в разделе «Личные данные» выбрать пункт «Местоположение» и выключить там отправку данных о местоположении. 
• Автоматический поворот экрана — рекомендую отключить, так как данная функция задействует в работе гироскоп/акселерометр, также потребляющий много энергии. Дополнительно к этому, на Android 5 Lolipop я бы рекомендовал отключить приложение Google Fit, также использующее эти датчики в фоновом режиме (об отключении приложений написано далее).
• NFC — все большее количество Android телефонов сегодня оснащается модулями связи NFC, однако людей, активно их использующих, не так уж и много. Отключить можно в разделе настроек «Беспроводные сети» — «Еще».
• Виброотклик — это не вполне касается датчиков, но напишу об этом здесь. По умолчанию на Android включена вибрация при касании экрана, функция эта довольно-таки энергозатратная, поскольку используются движущиеся механические части (электромотор). Чтобы сэкономить заряд, можно отключить эту функцию в Настройки — Звуки и уведомления — Другие звуки. 

Кажется, по этой части ничего не забыл

Переходим к следующему важному пункту — приложения и виджеты на экране

Зарядка источника питания

Для зарядки акб лучше выделить 30 минут работы двигателя автомобиля на холостом ходу, чем подключать зарядное устройство и подавать несколько сотен ампер на прибор. Для корректной работы прибора также требуется качественная розетка, обеспечивающая высокое кпд устройства.

Для зарядки стандартной батареи потребуется сила тока в 150 – 300 ампер и напряжение в 12 вольт. Эти показатели сможет выдержать не каждая электрическая сеть, могут начать вылетать предохранители счетчика.

Стоит также определиться с выбором устройства для зарядки, оно может быть обычным (зарядным) и пускозарядным. Второе значительно дороже, но несет в себе более обширный функционал. Сколько нужно заряжать источник питания дома?

Рассчитать время зарядки аккумулятора в домашних условиях не составит труда, однако следует помнить о мерах предосторожности:

• Помещение должно хорошо проветриваться.
• Время зарядки в среднем занимает 10 – 15 часов.
• Перед началом процесса следует отключить все бытовые электрические приборы.
• Кипящий электролит может спровоцировать пожар, поэтому все легковоспламеняющиеся предметы лучше убрать на время проведения процедуры.

При надлежащем проведении процесса зарядки его своевременности позволит автовладельцу забыть о том, как восстановить аккумулятор в случае его частой разрядки. Данная процедура позволит значительно увеличить продолжительность эксплуатации вашего источника питания, и он прослужит все 5 лет, а может и значительно больше.