Успешный пуск автомобильного двигателя во многом зависит от состояния заряда аккумулятора. Регулярно проверять напряжение на клеммах с помощью мультиметра – неудобно. Гораздо практичнее воспользоваться цифровым или аналоговым индикатором, расположенным рядом с приборной панелью. Простейший индикатор заряда аккумулятора можно сделать своими руками, в котором пять светодиодов помогают отслеживать постепенный разряд либо заряд батареи.
Принципиальная схема
Рассматриваемая принципиальная схема индикатора уровня заряда представляет собой простейшее устройство, отображающее уровень заряда аккумулятора (АКБ) на 12 вольт. Её ключевым элементом является микросхема LM339, в корпусе которой собрано 4 однотипных операционных усилителя (компаратора). Общий вид LM339 и назначение выводов показан на рисунке. 
Прямые и инверсные входы компараторов подключены через резистивные делители. В качестве нагрузки используются индикаторные светодиоды 5 мм.
Диод VD1 служит защитой микросхемы от случайной смены полярности. Стабилитрон VD2 задаёт опорное напряжение, которое является эталоном для будущих измерений. Резисторы R1-R4 ограничивают ток через светодиоды.
Принцип работы
Работает схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах следующим образом. Застабилизированное с помощью резистора R7 и стабилитрона VD2 напряжение 6,2 вольт поступает на резистивный делитель, собранный из R8-R12. Как видно из схемы между каждой парой этих резисторов формируются опорные напряжения разного уровня, которые поступают на прямые входы компараторов. В свою очередь, инверсные входы объединены между собой и через резисторы R5 и R6 подключены к клеммам аккумуляторной батарее (АКБ).
В процессе заряда (разряда) аккумулятора постепенно изменяется напряжение на инверсных входах, что приводит к поочередному переключению компараторов. Рассмотрим работу операционного усилителя OP1, который отвечает за индикацию максимального уровня заряда АКБ. Зададим условие, если заряженный аккумулятор имеет напряжение 13,5 В, то последний светодиод начинает гореть. Пороговое напряжение на его прямом входе, при котором засветится этот светодиод, рассчитаем по формуле:
U OP1+ = U СТ VD2 – U R8 ,
U СТ VD2 =U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)
I= U СТ VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 мА,
U R8 = I*R8=0,34 мА*5,1 кОм=1,7 В
U OP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 В
Это означает, что при достижении на инверсном входе потенциала величиной более 4,5 вольт компаратор OP1 переключится и на его выходе появится низкий уровень напряжения, а светодиод засветится. По указанным формулам можно рассчитать потенциал на прямых входах каждого операционного усилителя. Потенциал на инверсных входах находят из равенства: U OP1- = I*R5 = U БАТ – I*R6.
Печатная плата и детали сборки
Печатная плата изготавливается из одностороннего фольгированного текстолита размером 40 на 37 мм, которую можно скачать . Она предназначена для монтажа DIP элементов следующего типа:
- резисторы МЛТ-0,125 Вт с точностью не менее 5% (ряд Е24)
R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 кОм,
R5, R8 – 5,1 кОм,
R6, R12 – 10 кОм; - диод VD1 любой маломощный с обратным напряжением не ниже 30 В, например, 1N4148;
- стабилитрон VD2 маломощный с напряжением стабилизации 6,2 В. Например, КС162А, BZX55C6V2;
- светодиоды LED1-LED5 – индикаторные типа
При разряженном аккумуляторе завести автомобиль довольно проблематично. Чтобы не было такого неприятного «сюрприза», достаточно просто время от времени пользоваться вольтметром. Однако не все автомобилисты и не всегда это делают, ведь гораздо удобнее иметь некое устройство, показывающее, на сколько еще хватит зарядки аккумулятора.
Какие бывают индикаторы
Аккумуляторная батарея (или АКБ) представляет собой шесть связанных между собой элементов, напряжение в каждом в норме должно составлять около 2,15 вольт, т. е. общее напряжение аккумулятора подходит к 13,5 вольтам. Если заряд падает ниже критических значений (примерно 9,5 вольт), это может привести к глубокой разрядке аккумулятора и, как следствие, полному выходу его из строя.
Современные технологии «идут навстречу» автомобилистам и максимально облегчают им жизнь. Например, во многих автомобилях уже имеются бортовые компьютеры, которые также следят и за уровнем заряженности аккумулятора.
Однако, пока такая опция доступна далеко не всем, приходится использовать другие виды индикаторов этого важного показателя. Так, можно встретить отдельные кристаллические дисплеи на приборной панели, бывают индикаторы-гигрометры, также можно (при наличии соответствующих навыков) изготовить индикатор заряда аккумулятора самостоятельно. Многие сигнальные устройства такого типа необходимо подключать в бортовую сеть автомобиля, чтобы они могли отслеживать уровень зарядки АКБ.
Встроенный индикатор заряда
Самый часто встречающийся вариант индикатора на необслуживаемых аккумуляторных батареях – гидрометр. Он состоит из глазка, световода, ножки и поплавка (поэтому его называют поплавковым). Ножка со световодом находятся внутри аккумулятора, на ножке закреплен поплавок, с помощью которого определяется уровень электролита в батарее. На корпусе аккумулятора находится глазок, который показывает три основных состояния АКБ:
- зеленый шарик-поплавок просвечивает в смотровой глазок, это значит, что батарея заряжена больше, чем наполовину;
- глазок остается черным (это просвечивает индикационная трубка), это сигнал о том, что поплавок полностью погрузился в электролитическую жидкость, следовательно, плотность ее понижена, а аккумулятор требуется заряжать;
Дополнительная информация. В некоторых моделях гидрометров имеется поплавок красного цвета, который видно в «окошке» при понижении заряда и плотности электролита.
- если в «глазке» видна только поверхность жидкости внутри аккумулятора, значит, он «хочет пить» – уровень электролита критический, срочно необходимо долить дистиллированной воды (а сделать это довольно сложно, поскольку такие аккумуляторы необслуживаемые).
Обратите внимание! Хотя встроенный индикатор заряда батареи такого типа и позволяет мгновенно определить имеющуюся проблему (или ее отсутствие), но, судя по некоторым отзывам пользователей, показания таких приборов довольно часто бывают ложными, а сами они быстро ломаются.
Как правило, это объясняется следующими причинами:
- данные поступают только из одного элемента батареи из шести, а ведь уровень жидкости в них может значительно разниться;
- детали индикатора, выполненные из пластика, не выдерживают температурного режима работы аккумулятора, поэтому данные поступают неверные;
- индикаторы-поплавки никак не определяют температуру электролитической жидкости, а ведь от нее зависит и плотность, поэтому электролит пониженной температуры покажет нормальный уровень плотности, в то время как она тоже будет низкой.
Заводские индикаторы в виде панелей
В специализированных магазинах можно найти множество разных контролирующих устройств для аккумулятора, дизайн и функции каждый автовладелец может подобрать под себя. Разнятся индикаторы и по способу подключения: к прикуривателю или в бортовую сеть машины. Однако, основная задача у всех устройств одна – определить, насколько заряжен АКБ, и просигнализировать об этом.
Существуют индикаторы, которые надо собрать самостоятельно, как конструктор. Как пример – DC-12 В. Он дает возможность контролировать заряд батареи, а также работу регулирующего реле.
Такое небольшое контрольное устройство работает в диапазоне от 2,5 до 18 вольт, электричества потребляет совсем мало – до 20 миллиампер, размеры индикаторного окошка – 4,3 на 2 см.
Если ставится второй аккумулятор в автомобиль, можно воспользоваться индикатором от ТМС, – это небольшая панель из промышленного алюминия на светодиодах со встроенным вольтметром и переключателем между смежными АКБ.
Из дорогих моделей (причем необоснованно дорогих, по цене нового аккумулятора) можно выделить контроллеры напряжения американской фирмы «Faria Euro Black Style». Цвет корпуса, как правило, черный, диаметр индикационного окошка – 5,3 см, экран подсвечивается белым цветом. Для питания необходимо 12 вольт.
Как собрать индикатор заряда самостоятельно
Если автовладелец дружит с паяльником, он может собрать анализатор своими руками, схем сборки можно найти множество. С помощью одной, самой простой, можно собрать индикатор заряда, напоминающий вышеописанный DC-12 В. Действует он по тем же принципам: включается в бортовую сеть и определяет напряжение АКБ в пределах 6-14 вольт.
Для сборки устройства будут нужны транзисторы, резисторы, стабилитроны, печатная плата и по одному красному, синему и зеленому светодиоду. После сборки, согласно схеме, плата вставляется на приборную панель, а концы светодиодов проводятся в удобное для обзора место. При этом полностью заряженный аккумулятор будет индицироваться зеленым цветом, синий – при нормальном заряде (от 11 до 13 вольт), а если батарея близка к разрядке, загорится красный светодиод.
Неприятно, когда автомобиль не может завестись просто от того, что аккумулятор разрядился в самый неподходящий момент. Индикатор напряжения, купленный в магазине или спаянный самостоятельно, поможет избежать неприятных «сюрпризов» и заранее предупредит о том, что АКБ требует подзарядки.
Видео
Необходимость проверки АКБ после зарядки очень важное условие при эксплуатации современного автомобиля. Ведь он настолько напичкан разнообразной электроникой, что без аккумуляторной батареи невозможно не то чтобы запустить двигатель, но и просто двигаться или проникнуть в салон обычным способом.
Поэтому обслуживание АКБ и регулярная проверка заряда должны производиться на наивысшем уровне.
Заряд АКБ может значительно уменьшиться в таких случаях:
- Длительное пользование электроприборами автомобиля при выключенном двигателе.
- Пребывание автомобиля без запущенного двигателя на большом морозе длительное время (1-2 недели).
- Длительное или многократное использование стартера без успешного запуска двигателя.
- Электролит, влага, другие жидкости, грязь на поверхности аккумулятора.
- Использование аккумулятора с превышенным сроком эксплуатации.
- Хранение и эксплуатация АКБ не в горизонтальном положении.
- Недостаточный уровень или плотность электролита.
- Механическое воздействие на аккумулятор (удары, толчки и т.д.).
- Длительное хранение аккумулятора в бездействии.
Все эти факторы приводят либо к быстрой или неконтролированной утечке заряда, либо к механическому и химическому повреждению пластин.
Способы контроля уровня заряда аккумуляторной батареи
Видео по теме:
Проверка АКБ на уровень заряда может осуществляться различными способами. Всё зависит от модели аккумулятора и возможностей автомобиля:
1. С помощью приборов, установленных в автомобиль и передающих информацию на панель приборов.
2. С помощью специальных индикаторов, которые вмонтированы в саму батарею.
3. С помощью специальных переносных индикаторов.
4. С помощью вольтметра. Этим прибором можно измерить напряжение всей АКБ (норма, U = 12 В) или каждой банки в отдельности (норма, U = 2 В). Это самый верный способ проверки. Ведь отдельно взятая банка может иметь или повышенный заряд, или пониженный и регулировать нужно будет не сумму всех составляющих, а только её одну.
ЭТО ВАЖНО! При подключении вольтметра напрямую к АКБ (непосредственно к клеммам аккумулятора), прибор должен указать на 5% большее напряжение (около 12,6 – 12,8 В). Если производить измерения на контактах потребителя (например, на 12-вольтовой лампочке), подключённого к клеммам, то нормальным значением будет именно 12 В. Только при таких условиях измерений и значениях напряжения, можно говорить о нормальной зарядке аккумуляторной батареи.
5. Косвенным способом с помощью ареометра. Этот прибор укажет, какую плотность имеет электролит. И отталкиваясь от этих показаний, можно прийти к некоторым выводам. Низкая плотность электролита (ρ = 1, 23 г/см³) указывает на то, что аккумулятор разряжен. Но с уверенностью об этом можно говорить только в случае, если в банки не доливалась вода или раствор кислоты неправильной концентрации.
Если после проверки оказалось, что батарея не даёт нормального напряжения, U = 12 В, то перед процессом зарядки не лишним было бы:
- Проверить, какой уровень имеет электролит (если это возможно, ведь конструкция не каждого аккумулятора даёт доступ к пробкам и контактам банок). Каждая банка должна иметь его столько, чтобы покрывать свинцовые пластины, но не превышать специальной отметки.
- Если количество раствора в норме, то надобно проверить, какую плотность имеет электролит. Норма – это ρ = 1, 23 г/см³.
- Если электролит имеет нормальную плотность и уровень, а напряжение низкое, то батарея нуждается зарядке.
Способы зарядки автомобильной аккумуляторной батареи
Процесс зарядки аккумулятора лучше всего осуществлять, после снятия с него клемм. Но в некоторых случаях отключение АКБ может привести к сбою в настройках электроники. Поэтому процесс зарядки приходится производить, не снимая батареи с автомобиля и выполнив некоторые меры предосторожности:
- Место зарядки должно иметь температуру воздуха выше нуля (желательно 20°С).
- Аккумулятор и автомобиль должны прогреться естественным путём, находясь в данном помещении некоторое время.
- Отключить или перевести в режим «сна» все электроприборы автомобиля.
- Процесс зарядки «неснятого» аккумулятора не будет отличаться от зарядки «снятого».
Видео по теме:
Только после выполнения всех мер предосторожности можно начинать процесс зарядки АКБ.
Существует несколько способов восстановления заряда в автомобильном аккумуляторе:
- Постоянным током. Этот способ предусматривает подачу постоянного тока регулирующим устройством на клеммы. Необходимое время — от 3 до 8 часов. Первоначальная величина тока равняется 10% от числового значения ёмкости аккумулятора (например, батарея «6ст190», означает ёмкость в 190 Ah). Значит, на клеммы нужно подавать ток из расчёта: 190 / 10 = 19 А. Увидев, что электролит «кипит» (в банках начинается бурление жидкости), силу тока уменьшают в два раза. И так до следующего бурления. Недостатком этого способа является необходимость постоянного визуального контроля процессов («кипит» или нет раствор кислоты) и параметров зарядки (плотность электролита и напряжение). Для того, чтобы наблюдать «кипит» жидкость или нет, надобно вывинтить пробки. Если такое невозможно, то контроль уровня зарядки осуществляется по увеличению напряжения, которое способна давать одна банка.
- Ускоренный метод. Очень экстремальный способ, позволяющий сэкономить драгоценное время. Применяется в срочных случаях. Для его осуществления необходимо подавать силу тока, превышающую 10% числового значения ёмкости аккумулятора. Недостатком является сильный износ пластин и сокращение срока службы аккумулятора. При таком способе постоянно нужно наблюдать, не «кипит» ли электролит. Этот способ не позволит зарядить батарею на 100 %, поэтому после него нужно применять другие методы пополнения заряда.
- Постоянным напряжением. На клеммы подаётся постоянное напряжение. Процесс длительный. Необходимое время для заряда — около суток, но нет необходимости наблюдать, «кипит» ли электролит или нет. А также не нужно измерять плотность раствора кислоты и величину напряжения. Этим способом невозможно полностью зарядить батарею, поэтому после такой зарядки нужно применять другие методы.
- Импульсным током. Периодически меняется подаваемое на клеммы напряжение и сила тока. Существует два вида заряда: пульсирующий (меняется только величина тока и напряжения) и ассиметричный (меняется величина и направление тока). Большое преимущество такого способа зарядки – это восстановление засульфатированных пластин.
- Контрольно-тренировочный. Происходит цикл зарядов-разрядов батареи. Этот способ немного улучшает показатели аккумулятора и позволяет оценить его возможности, но уменьшает ресурс батареи.
- Способ Вудбриджа. Согласно ему ток зарядки не должен превышать цифрового значения недостающей ёмкости.
Какой бы способ заряда АКБ ни был выбран автолюбителем, всегда нужно придерживаться правил техники безопасности и экономить время при этом не стоит. Ведь дело приходится иметь с кислотой, входящей в состав электролита, и водородом, выделяющимся при любом способе заряда.
После того, как ёмкость батареи будет восстановлена, необходимо измерить напряжение каждой банки и плотность электролита в каждом отсеке. Ведь именно они напрямую определяют срок службы аккумуляторной батареи.
Немного о маркировке автомобильных аккумуляторов
Для того, чтобы выбрать оптимальный для своего автомобиля аккумулятор, нужно уметь расшифровывать условные обозначения.
Как правило, маркировка начинается на «6Ст». Здесь 6 – означает количество банок и соответственно можно узнать напряжение, умножив его на 2 (каждая банка даёт напряжение 2 В), значит батарея 12-вольтовая. Ст – это стартерная. Поэтому для обычного автолюбителя подойдёт аккумулятор только с маркировкой начинающейся на «6Ст».
Следующие цифры указывают на ёмкость батареи в Ампер×часах. Чем они больше, тем лучше. Все остальные обозначения не имеют принципиального значения. Они могут обозначать конструкцию крышки, материал корпуса, сепараторов и т.д.
Также на батарее должны быть и другие обозначения, по которым можно определить силу пускового тока, полярность клемм, массу аккумуляторов, даты изготовления и т.п.
В настоящее время существует много методов заряда аккумуляторов. Есть более современные, требующие специальных зарядных устройств, а есть и простые, классические методы заряда, известные еще с момента создания аккумуляторных батарей и пользующие популярностью по сей день.
Сегодня рассмотрим два классических метода заряда аккумуляторной батареи.
1. Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного тока. I=const.
2. Заряд аккумулятор при постоянстве зарядного напряжения. U=const.
Сегодня нам потребуются следующие приборы:
1. Уровнемерная трубка (если есть)
2. Ареометр.
3. Вольтметр (мультиметр или встроенный прибор зарядного устройства).
4. Зарядное устройство.
Перед началом зарядки аккумулятора нужно убедиться в необходимости этого, то есть произвести проверку аккумулятора и подготовить его к зарядке, для этого нам необходимо:
1. Очистить корпус батареи, клеммы от окислов, вывернуть заливные пробки
2. Проверить уровень электролита с помощью уровнемерной трубки и если наблюдается пониженный уровень (менее 10-12 мм)необходимо долить дистиллированной воды.
3. Измерить плотность электролита с помощью ареометра
4. Измерить напряжение (ЭДС) аккумулятора с помощью вольтметра или мультиметра.
И желательно записать или запомнить эти значения они нам понадобятся для контроля конца заряда аккумулятора.
По измеренным значениям плотности и напряжения аккумулятора оценить нуждается ли он все-таки в зарядке или нет.
Плотность электролита в полностью заряженной батареи измеренная при температуре +25°С в зависимости от климатической зоны должна соответствовать значениям указанным в таблице.
Напряжение на полностью заряженной батареи должно быть не менее 12,6 вольта .
Не заряжайте аккумулятор если в этом нет необходимости, так как это приведет к сокращению его срока службы в результате перезаряда батареи .
Принцип заряда аккумулятора состоит в том, что к аккумулятору подключается напряжение с зарядного устройства, причем для возникновения зарядного тока, то есть начала процесса заряда аккумулятора, зарядное напряжение должно быть всегда больше напряжения на аккумуляторной батареи.
Если зарядное напряжение будет меньше напряжения на аккумуляторе, то направление тока в цепи поменяется и батарея начнет отдавать свою энергию зарядному устройству, то есть разряжаться на него.
Итак, рассмотрим первый метод заряда аккумуляторной батареи.
Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного тока.
Заряд аккумулятора постоянным значением зарядного тока является основным универсальным методом заряда. Необходимо знать, что при использовании этого метода, в отличие от некоторых других, аккумуляторная батарея заряжается до 100% своей емкости.
При данном методе величина зарядного тока на протяжении всего заряда поддерживается неизменной.
Это достигается либо применением специальных зарядных устройств с функцией установки заданного значения зарядного тока, либо включением в цепь заряда реостата, однако в последнем случае изменять значения сопротивления реостата для достижения постоянства зарядного тока в процессе заряда необходимо самостоятельно.
Смысл в том, что в процессе заряда сопротивление аккумулятора и напряжение на нем изменяются, что приводит к уменьшению зарядного тока. Для поддержания зарядного тока на постоянном уровне необходимо увеличивать значение зарядного напряжения с помощью вышеупомянутого реостата.
Еще раз скажу, что в современных зарядных устройствах значение зарядного тока может поддерживается автоматически.
Сила зарядного тока обычно выбирается равной 10% от емкости аккумулятора, той, что указана на корпусе батарей. В литературе эта емкость обозначается как С20, что является емкостью при 20 часовом режиме разряда. Просто запомните это.
Время заряда аккумулятора при этом зависит от степени его разряженности перед началом заряда. Если аккумулятор был разряжен полностью но не ниже 10 вольт, то ориентировочное время его заряда будет в пределах 10 часов.
Если вас не лимитирует время заряда, то лучше заряжать аккумулятор током 5% от емкости АКБ, при этом процесс заряда происходит более качественно и батарея заряжается на 100% от своей емкости, при этом увеличивается время заряда.
Заряд аккумуляторной батареи производится до достижения обильного газовыделения, постоянства напряжения и плотности электролита на протяжении 2 часов.
Напряжение зарядного устройства, подключенного к аккумуляторной батареи, обычно в конце заряда достигает величины 16-16,2 вольта.
Следует сказать, что в конце заряда аккумулятора методом постоянства зарядного тока происходит значительное увеличение температуры электролита в нем. Поэтому при достижении температуры 45 градусов, следует уменьшить зарядный ток в 2 раза, либо вообще прервать заряд для снижения температуры до 30-35 градусов.
Итак, берем зарядное устройство, подключаем плюсовой и минусовой зажим к клеммам аккумулятора, ручку установки зарядного тока ставим на минимум, то есть в крайнее левое положение, подключаем зарядное устройство в сеть.
Далее устанавливаем зарядный ток, равный 10% от емкости аккумулятора и через каждые 2 часа контролируем плотность электролита, напряжение на аккумуляторе, которые в процессе заряда аккумулятора будут увеличиваться и если есть возможность температуру электролита, либо хотя бы косвенно, трогая корпус АКБ рукой.
Если зарядное устройство не имеет функцию поддержания постоянства зарядного тока, то поддерживаем его в ручную, изменяя зарядное напряжение и контролируя зарядный ток через каждые полчаса по амперметру зарядного устройства, либо амперметру, включенному последовательно в зарядную цепь.
При достижении напряжения примерно 14 вольт, производим контроль плотности и напряжения через каждый час.
При наблюдении признаков заряда (кипение, постоянство плотности и напряжения), отключаем зарядное устройство от сети, отключаем зажимы от аккумулятора.
Наш аккумулятор заряжен.
Недостатки метода заряда:
1. Длительное время заряда аккумулятора (при заряде током 10% от емкости порядка 10 часов, при заряде током 5% от емкости – около 20 часов, при условии, что аккумулятор был полностью разряжен).
2. Необходимость частого контроля процесса заряда (зарядного тока, напряжения, плотности и температуры электролита).
3. Существует вероятность перезаряда аккумулятора.
Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного напряжения.
Заряд аккумулятора при поддержании постоянного значения напряжения на нем является более ускоренным и простым методом введения батареи в строй.
Суть этого метода заряда заключается в следующем.
Зарядное устройство непосредственно подключается к аккумуляторной батареи и в процессе всего заряда поддерживается постоянное значение зарядного напряжения. При этом напряжение устанавливается в пределах 14,4-15 вольт (для 12-ти вольтового аккумулятора).
При таком методе заряда величина зарядного тока устанавливается, можно сказать, автоматически, в зависимости от степени разряда, плотности электролита, температуры и других факторов.
В начале заряда аккумулятора зарядный ток может достигать больших значений, даже 100% от емкости аккумулятора, так как ЭДС батарей имеет наименьшее значение, а разница между этой ЭДС и напряжением заряда наибольшее. Однако в процессе заряда ЭДС аккумулятора увеличивается, разность между ЭДС аккумулятора и зарядным напряжением уменьшается, тем самым уменьшается зарядный ток, который через 2-4 часа может достичь порядка 5-10% от емкости АКБ. Опять же все зависит от степени разряженности батареи.
Такие большие токи заряда и являются причиной более быстрого заряда аккумуляторной батарей.
В конце процесса заряда аккумулятора зарядный ток уменьшается почти до нуля, поэтому считается, что при заряде методом поддержания постоянного значения зарядного напряжения аккумулятор зарядится только до 90-95% от своей емкости.
Таким образом, при значении зарядного тока близкого к нулю, заряд можно прекратить, батарею привести в исходное состояние и установить на автомобиль.
Кстати заряд аккумулятора при постоянной величине зарядного напряжения реализован в автомобиле.
Если напряжение на аккумуляторе меньше 12,6-12,7 вольт (в зависимости от марки автомобиля), то реле регулятор подключает генератор к аккумулятору для его подзарядки. Причем напряжение с генератора соответствует величине 13,8-14,4 вольта (стандартное значение, в иномарках встречается напряжение генератора немного больше указанного значения).
1. Подключаем зарядное устройство к аккумулятору,
2. Устанавливаем зарядное напряжение пределах 14,4-15 вольт,
3. Контролируем зарядный ток аккумулятора
4. Снимаем аккумулятор с зарядки при значение ток близкого к нулю.
Недостатки метода:
1. Заряд аккумуляторной батареи производится не до полной ее емкости, а в среднем до 90-95% от ее значения.
2. Большая перегрузка источника зарядного напряжения в начале заряда, в следствие большого зарядного тока (актуально при заряде аккумулятора от генератора автомобиля).
По завершении заряда аккумуляторной батарей любым из методов необходимо:
1. Убедиться что напряжение на нем имеет значение не менее 12,6 вольта,
2. Плотность электролита в пределах 1.27 г/см3
3. Уровень электролита 10-12 мм над пластинами
4. Устранить возможные потеки электролита и установить аккумулятор на автомобиль.
А теперь вопрос. В некоторых видео на ютуб и в статьях на сайтах я встречал такой совет по подключению зарядного устройства к аккумулятору: сначала подключаем плюс, потом минус. Так вот я хотел бы узнать ваше мнение правильно ли это утверждение или последовательность подключения проводов зарядного устройства не имеет значения?
Пишите свои мнения в комментариях.
Предлагаю посмотреть подробное видео в котором я поясняю как зарядить аккумулятор используя два классических метода заряда:
аккумулятор заряд схема
Основная проблема, которая возникает при заряде аккумуляторов, состоит в поиске параметра, измерения которого позволили бы с достаточной точностью определить состояние полного заряда.
В ходе заряда герметичных щелочных аккумуляторов меняется несколько параметров: напряжение, температура, внутреннее давление. Характер их изменений в процессе заряда герметичного никель-кадмиевого аккумулятора изображен на рисунке 1. Эти параметры обеспечивают различную чувствительность и имеют разные ограничения при использовании. Характер изменения указанных параметров у никель-металлгидридных аккумуляторов похож, но они более чувствительны к перегреву при перезаряде.
Рис.1.
Заряд стандартным режимом обычно проводится в течение регламентированного времени. Контроль напряжения при такой стратегии заряда малоэффективен, так как при низких плотностях тока заряда напряжение в конце процесса (Uкон) меняется незначительно и контроль процесса по его величине, выбранной в соответствии с рекомендованной производителем как типичной для данного типа источника тока, может привести к недозаряду одних и перезаряду других аккумуляторов (в зависимости от их индивидуальных зарядных характеристик). Паспортная величина конечного напряжения паказывает только статистический параметр, а разброс его у аккумуляторов в партии может быть заметным. К тому же величина эта зависит от температуры и наработки аккумулятора.
При быстром заряде использование напряжения в качестве контрольного параметра оказалось более результативным. Это определяется изменением вида зарядной кривой. В этом случае нет надобности ориентироваться на конкретную величину предельного зарядного напряжения, нужно лишь установить момент достижения его максимальной величины. Для этого устройствами контроля периодически определяется величина dU/dt или d2U/dt2. Максимум зарядного напряжения наблюдается как правило при заряде до 110-120 % Сн.
В случаи прекращения заряда в этот момент, при последующем разряде в стандартном режиме удается снять около 95% номинальной емкости. Для обеспечения большего перезаряда (до 140-160 %) нужно либо необходимое время сохранять заряд тем же током, либо обеспечить переход к более безопасному режиму подзаряда меньшим током.
В настоящее время для контроля хода быстрого заряда чаще используется другой критерий: прерывание заряда производят после того, как напряжение аккумулятора уменьшится на ДU после достижения максимума. Это обеспечивает нужный уровень перезаряда аккумуляторов.
Такой контроль рекомендуется для быстрого заряда (в течение 1 ч) цилиндрических щелочных рулонных аккумуляторов, если изготовитель разрешает такой заряд для конкретного типа аккумуляторов. В литературе он называется детекцией -ДU. Величина -ДU для аккумуляторов разных производителей может составлять от 5-10 до 10-20 мВ, Для контроля заряда чаще предлагается использовать величину 10 мВ/аккумулятор при температуре заряда от 0 до 30 °С. При этом в начале заряда (в течение 5-10 мин) рекомендуется не проводить измерения напряжения источника тока во избежание срабатывания системы контроля из-за возможного скачка напряжения (и последующего его небольшого спада) после длительного хранения.
Другим параметром, который применяется при контроле заряда современных герметичных щелочных аккумуляторов, является температура. Контроль температуры более всего нужен при заряде никелъ-металлгидридных аккумуляторов. Температурный датчик устанавливается не на каждом аккумуляторе, а на одном из них в батарее. Понятно, что влияние конструктивных особенностей батареи и реализуемых в ней условий теплообмена делают контроль заряда по абсолютной величине температуры Т весьма проблематичным, так как непросто однозначно определить величину этого параметра. Специалисты компании GP, например, детально исследовали процесс заряда батареи емкостью 2,5 Ач током 0,5 С при температуре окружающей среды (Tокр) от 15 до 45 °С. Изучалось отключение при температуре батареи (Tбат), равной 55 и 60 °С. Было показано, что если температура окружающей среды выше 35 °С, то при Tбат = 55 °С имеет место существенный недозаряд. При Tбат=60 °С недозаряд несколько уменьшается. Увеличивать еще больше значение контролируемого параметра (Tбат > 60 °C) нельзя без риска увеличения опасности отказа аккумулятора.
Все производители как правило рекомендуют максимальную величину температуры при быстром заряде - не более 55 °С. Следует понимать, что при повышенных температурах окружающей среды избежать недозаряда при таком способе контроля зарядного процесса не получится. Более рациональным является контроль другого параметра: скорости изменения температуры (ДT/Дt), что позволяет при любой температуре окружающей среды диагностировать интенсификацию побочных процессов, которая имеет место при перезаряде. Величина ДT/Дt, при которой различные производители рекомендуют отключать герметичные щелочные аккумуляторы, находится в интервале от 1 до 2 °С/мин при токе заряда 1С и 0,8 °С/мин, если ток меньше.
Большая часть производителей полагает, что наилучшие результаты достигаются при контроле заряда по двум критериям (оценка -ДU и ДT/Дt) одновременно. Такой метод контроля универсален как для аккумуляторов разных типов, так и для разного уровня их заряженности. Следует заметить, что второй из этих параметров обеспечивает более благоприятные условия работы аккумуляторов при длительной эксплуатации.
Найден еще один электрический параметр, который по величине значительно больше изменений напряжения. Этот параметр - реакция источника тока на тестовый сигнал переменного тока.
Для контроля степени заряженности свинцово-кислотных аккумуляторов можно использовать напряжение разомкнутой цепи, которое меняется от 2,05-2,15В/ак при заряженном состоянии (в зависимости от концентрации кислоты) до 1,95-2,03 В/ак после полного разряда. Эта зависимость показана на рисунке 2.
Рис.2.
При контроле заряженности свинцово-кислотного аккумулятора в ходе заряда, заряд считается завершенным если ток заряда (при неизменном стандартном напряжении заряда) остается неизменным в течении 3-х часов.
При заряде литий-ионных аккумуляторов ориентируются также на напряжение аккумулятора. В начальный период, когда только появились литий-ионные аккумуляторные батареи, использующие графитовую систему, требовалось ограничение напряжения заряда из расчета 4,1 В на элемент. В настоящее время литий-ионные элементы можно заряжать до напряжения 4,20 В. Допустимое отклонение напряжения составляет всего лишь около ±0,05 В на элемент. Рисунок 3 отображает стандартный процесс заряда литий-ионного аккумулятора.
Рис.3.
ЭТАП 1 - Через аккумулятор протекает максимально допустимый ток заряда, пока напряжение на нем не достигнет порогового значения. ЭТАП 2 - Максимальное напряжение на аккумуляторе достигнуто, ток заряда постепенно снижается до тех пор пока он полностью не зарядится. Момент завершения заряда наступает когда величина тока заряда снизится до значения 3% от начального. ЭТАП 3 - Периодический компенсирующий заряд, проводящийся при хранения аккумулятора, ориентировочно через каждые 500 часов хранения.