Зарядка аккумуляторной батареи




Весна пришла и ушла. Двор наконец подметен и приведен в порядок, так что вам удалось запланировать долгий выходной в горах – только вы, ваша семья и пара дней ничегонеделания. Ваш автомобиль с жилым кузовом заводится с помощью проводов для «прикуривания», но несколько часов быстрой езды по автотрассе полностью зарядят ваш аккумулятор. Грустная новость в том, что, когда вы наконец приехали на место размещения лагеря, дети не могут посмотреть телевизор, микроволновая печь не работает, а блендер неспособен смешать ваш любимый коктейль. Аккумулятор практически не зарядился. Вы можете запустить ваш генератор или двигатель автомобиля как источник электропитания, но вы ненавидите заводить автомобиль на дикой природе, куда приехали за чистым воздухом. Кроме того, правила кемпинга запрещают делать это.

Автомобили с жилым кузовом, тракторы, лодки, мотоциклы и другие транспортные средства, используемые время от времени, должны использовать зарядное устройство такого типа, который постоянно поддерживает заряд в аккумуляторах, чтобы избежать их повреждения. Постоянный дополнительный жгут проводов облегчает подключение зарядного устройства, когда это необходимо. 1 – зарядное устройство для аккумулятора. 2 – дополнительная электропроводка. 3 – соединитель типа SAE. 4 – аккумулятор.

Слишком близко от дома?

Проблема, которая случилась с вами, типична для многих «домов на колесах», и есть много возможных причин для вашего затруднительного положения. Батарея многократного цикла глубокого заряда-разряда, установленная в жилом кузове вашего автомобиля, оставалась без зарядки в течение зимы, замерзла и теперь может принести пользу, ну, если только в качестве якоря для вашей яхты. Или вы просто забыли выключить аккумулятор. Или генератор переменного тока на автодоме стоял на «максимуме», обеспечивая энергией вентилятор кондиционера, игровую приставку и стерео, плюс одновременно пытался зарядить аккумулятор.

Как заряжаются аккумуляторные батареи

Нормальный свинцово-кислотный аккумулятор заполнен чередующимися пластинами из губчатого свинца и двуокиси свинца, погруженными в серную кислоту и разбавленный водой электролит. Серная кислота разведена до специальной плотности около 1,26-1,30, в зависимости от типа батареи. Зарядка аккумулятора соединяет некоторое количество кислоты со свинцом, сокращая концентрацию серной кислоты до 1,12 и покрывая пластины слоем губчатого сульфата свинца. Повернув этот процесс в обратном направлении, вы получите большую часть электричества. Это значит, что проверка плотности электролита в данный конкретный момент является хорошим способом выяснить реальное состояние заряда аккумулятора.

Много хлопот может доставить электролит, если он попадет в какое-то место, где он не должен быть, например, в ваши глаза или на внутреннюю кожаную обивку автомобиля вашей жены. Кроме того, это довольно опасно. Также некоторые необслуживаемые аккумуляторы не имеют крышек на заливных горловинах, поэтому нет никакого способа проверить или добавить электролит.

Если аккумулятор в труднодоступном месте, поищите вынесенный полюсный штырь для подключения проводов подзарядки от внешнего источника.  1 – зарядное устройство для аккумулятора. 2 – крышка блока плавких предохранителей. 3 – вынесенный полюсный штырь для проводов подзарядки от внешнего источника. 4 – аккумулятор (под крышкой).

Итак, единственный способ для нас проверить уровень заряда аккумулятора – это измерить его напряжение. Полностью заряженный 12-вольтовый аккумулятор должен иметь напряжение разомкнутой цепи в 12,6 вольта. Разряженный аккумулятор будет иметь напряжение около 11,2 вольта – но эти цифры необходимо проверять при отсутствии нагрузки и спустя несколько часов после полной зарядки, когда аккумулятор отдыхал. И это при нормальной температуре аккумулятора в 80 °F (около 30 °С) – более холодные аккумуляторы имеют более низкое напряжение. Аккумулятор, который оставили в разряженном состоянии даже на несколько часов, преобразует некоторое количество отложений мягкого сульфата свинца – тот вид, который легко превращается обратно в двуокись свинца и серную кислоту, – в твердые неизменяемые отложения. Эти отложения будут мешать нормальной работе батареи и могут повредить пластины.

Будьте осторожны при хранении аккумуляторов при низких температурах. Разряженный аккумулятор содержит в основном воду и может замерзнуть с образованием льда, в результате чего свинцовые пластины могут растрескаться. Всегда храните аккумулятор полностью заряженным в месте, где температура выше температуры замерзания.

Вверх, вниз

Так как аккумулятор заряжен или разряжен, электролиту необходимо перемещаться от одной пластины к другой. При высоком или очень низком уровне заряда кислота в аккумуляторе развивает плотность, становясь более концентрированной рядом с какой-то одной пластиной и менее концентрированной у других. Только время может выровнять уровень кислоты, и поэтому вы не можете быстро зарядить аккумулятор более чем на 50% от его мощности.

«Дом на колесах», припаркованный на улице, хорошо подходит для использования солнечного зарядного устройства, типа того, что на рисунке. 1 – солнечное зарядное устройство. 2 – прикуриватель. 

Чтобы зарядить аккумулятор, нужно зарядное устройство или генератор переменного тока, установленный на вашем автомобиле и предназначенный для увеличения напряжения между клеммами батареи. Нормальное напряжение при подзарядке должно оставаться ниже 14,4 вольта, так как при уровне выше этого происходит выделение водорода и кислорода. Ваш генератор переменного тока никогда не предполагалось использовать для зарядки полностью разряженного аккумулятора. Именно это произошло в то роковое путешествие в горы. Аккумулятор был полностью разряжен после того, как его не использовали несколько месяцев. Полностью разряженная батарея нуждается в очень высоком напряжении (более 16 вольт), или ее нужно заряжать долгое время при напряжении в 14 вольт, чтобы заставить ее принимать заряд. Как только аккумулятор начинает принимать заряд (но в вашем случае этого не произошло), он заставляет генератор работать очень напряженно, чтобы передавать электричество в аккумулятор, и тем самым сокращает срок службы генератора.

Такая ситуация требует отдельного зарядного устройства для аккумуляторов. Традиционное зарядное устройство представляет собой простое соединение трансформатора и диода, которое заряжает аккумулятор до постоянного напряжения ниже 14,4 вольта (ниже уровня газообразования). Оно начнет заряжать с хорошего разряда, потом понижает напряжение. Причем потребуется целый день, чтобы зарядить большой, абсолютно «мертвый» аккумулятор. Это зарядное устройство не подходит для поддержания заряда в батарее, потому что напряжение, которое оно вырабатывает, все равно приводит к исчезновению электролита в виде газов – что не подходит для необслуживаемых аккумуляторов, которые не могут быть дозаправлены. Даже маленькое капельное зарядное устройство повредит батарею за несколько месяцев, если его оставить подключенным.

«Умное» зарядное устройство зарядит даже мертвый аккумулятор без закипания электролита. 1 – аккумулятор с отложениями сульфатов. 2 – интеллектуальное зарядное устройство.

Сейчас появились современные интеллектуальные зарядные устройства аккумуляторов. Они увеличивают поток электричества как раз настолько, чтобы выдать объемный заряд и быстро зарядить аккумулятор, а затем понижают напряжение до тех пор, пока батарея полностью не зарядится. Это сокращение необходимо, чтобы напряжение не выходило за точку газообразования в 14,4 вольта. Затем зарядные устройства сбрасывают напряжение, чтобы электролит в аккумуляторе не закипел, и периодически проверяют разность потенциалов, время от времени повышая напряжение на несколько часов, чтобы поддерживать аккумулятор в заряженном состоянии.

Последняя партия интеллектуальных зарядных устройств даже имеет функцию ремонта аккумуляторов, которая предполагает разрушение твердых отложений солей серной кислоты путем дробления их с помощью импульсов высокочастотных всплесков напряжения, возвращая сульфатированную батарею практически к состоянию новой.

Опубликовано: 21 июля 2014