Напряжение автомобильного аккумулятора: нормы, правила измерения

Запчасти и шины на Skoda Octavia

Дизель не заводится: возможные причины и способы решения проблемы

Общие принципы заряда АКБ

На самом деле, произвести зарядку АКБ не составит труда для человека, который в школе не прогуливал уроки по физико – химии. Самое главное, быть внимательным при изучении технических характеристик АКБ, зарядного устройства, и знать каким током заряжать автомобильный аккумулятор.

Ток заряда автомобильного аккумулятора должен быть постоянным. Собственно для этой цели и служат выпрямители, допускающие регулировку напряжения или зарядного тока. Приобретая зарядное устройство, ознакомьтесь с его возможностями. Зарядка, предназначенная для обслуживания 12-ти вольтовой батареи должна обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,6 В. Это нужно для зарядки современного необслуживаемого автомобильного аккумулятора.

Важные разъяснения и расчеты

Сколько по времени нужно заряжать аккумулятор, если есть желание добиться от него более длительного срока службы, не причинив вреда? Дело в том, что любая быстрая зарядка сильными токами может способствовать падению емкости АКБ, поскольку речь идет об использовании того или иного вида зарядных устройств. Именно с ними и происходит путаница. Причем не только у начинающих водителей, но и у тех, кто принципиально не желает погружаться в изучение несложной темы, связанной с такими понятиями, как напряжение и сила тока.

Как известно, внутри батареи находится шесть «банок». Выходное напряжение каждой из них составляет около 2 В, итого — 12 В.

Однако этот показатель является условным и не совсем точным:

• реальное U хорошо заряженного аккумулятора должно быть не менее 12,6-12,7 В;
• если оно 12 В и меньше — аккумулятор разряжен, как минимум, на 50%;
• если напряжение 11,6 В и меньше — глубокий разряд, необходима срочная зарядка.

Емкость всегда остается важнейшим значением и зависит от того, каким образом производится регулярная зарядка, обслуживание аккумулятора и как эксплуатируется АКБ. Само понятие емкости коротко можно определить так: это время, в течение которого аккумулятор может работать непрерывно при условии подачи определенной силы тока.

Например, самая распространенная емкость у автомобильных батарей составляет 55 Ач и 60 Ач. Далее следуют АКБ с более высокими показателями в 75 Ач и выше.

Элементарные расчеты здесь следующие (исходим из емкости 55 Ач, разделяя ее на силу подаваемого тока):

• при нагрузке током силой в 55 А аккумулятор будет работать 1 час;
• при нагрузке меньше (например, 27 А) батарея работает уже больше, 2 часа;
• при нагрузке 13,75 А работа будет составлять уже 4 часа — и так далее.

Конечно, сильная токовая нагрузка в обычных условиях на аккумулятор не подается

Это важно знать для того, чтобы усвоить понятие безопасного тока. Цифра безопасного тока, используемого при зарядке АКБ, должна составлять 10 процентов от номинальной емкости батареи

Таким образом, можно провести расчет времени зарядки аккумулятора самым элементарным способом.

Если подсчет процентов вызывает затруднения, можно взять калькулятор:

• для батареи емкостью 55 Ач процент безопасного тока будет означать 5,5 А; Подробнее о том, каким током заряжать аккумулятор →
• сколько часов потребуется для зарядки аккумулятора — 55÷5 = 10 часов.

Рассчитать эти показатели очень просто. Они помогут понять, что пятичасовой экспресс-зарядки для автомобильных аккумуляторов явно недостаточно. Для того, чтобы батарея служила дольше, и ее не приходилось часто менять, следует понять, как можно зарядить АКБ таким образом, чтобы не «посадить» ее раньше времени

Важно не только добиться реального показателя заряженной батареи 12,6-12,7 В. Важно позаботиться о том, чтобы такое U держалось как можно дольше при сохранении оптимальных показателей емкости

Lamborghini Aventador S за 20 млн. руб

Как правильно заряжать АКБ?

Зарядное устройство должно иметь возможность выдавать напряжение до 17 В, если рабочее напряжение батареи 12 вольт. В противном случае зарядить аккумулятор на 100% не получится.

Помимо этого, нужно учитывать емкость АКБ при выборе уровня подаваемого пускового тока аккумулятора автомобиля, таблица которого представлена ниже. К примеру, если батарея имеет емкость 70 Ач, то для зарядки в течение 10 часов необходимо выставить ток 7 А. Постепенно ток следует понижать с параллельным повышением напряжения. Такой метод позволит более эффективно заполнить ресурс аккумулятора: при росте уровня заряда растет и сопротивление, но работа батареи направлена все-таки на напряжение, потому его и следует поднимать.

ВИДЫ ЗАРЯДКИ

• автомат;
• ручная;
• регенерация;
• буферный режим.

Эффективная проверка текущей работоспособности автоаккумулятора возможна «разгрузочной вилкой», которая в течение 3-5 секунд передает на клеммы нагрузку, превышающую емкость на 200%. Краткосрочное проседание до 9В и ниже указывает на необходимость срочной подзарядки.

Автоматическая зарядка АКБ

Требует зарядных или пуско-зарядных устройств, которые автоматически определяют ток и напряжение, а главное – динамически меняют их значения в процессе восстановления емкости, чтобы избежать вскипания электролита, недозаряда или, что опасней, – перезаряда. Выбор электротехнических параметров работы в зависимости от типа АКБ реализован через настройку рабочего напряжения или отдельных режимовWET, AGM и т.д

Важно учитывать, чтобы доступная сила зарядного тока не была меньше 10% от емкости батареи

Автоматическая зарядка АКБ постоянным напряжением происходит по сложному многоступенчатому алгоритму:

• зарядный ток постепенно снижается на фоне роста напряжения аккумулятора;
• при достижении 14,8В происходит стабилизация напряжения;
• низкий ток зарядки (5% от емкости) продолжает поступать на клеммы еще 2 часа для приближения к уровню максимальной заряженности и сброса эффекта памяти;
• на последнем этапе работает напряжение 13,8В, которое позволяет достичь 100%-ной зарядки без риска перезаряда и перегрузки.

Некоторые ЗУ обеспечивают автомат-зарядку автоаккумулятора импульсным напряжением с последующими поочередными выдержками АКБ под токами максимального значения и постоянным напряжением 13,8В.

Общее время восстановления (при условии разряда 50% и меньше) – 8-12 часов.

Ручная зарядка аккумулятора

Требует от пользователя навыков в обращении с мультиметром и регулярного контроля силы постоянного тока заряда, который поначалу выставляется на уровне 10% от номинальной емкости батареи (55Ач = 5,5А; 60Ач = 6,0А; 70Ач = 7,0А).

Первая проверка напряжения на электродах проводится через 3-4 часа. Необходимый показатель – 14,2-14,4В, при которых повышается интенсивность гидролиза электролита и возникает риск закипания. Если искомое значение достигнуто, необходимо снизить ток зарядки в 2 раза (55Ач = 2,2А; 60Ач = 3,0А; 70Ач = 3,5А).

Третий этап стартует, когда на выводах батареи получено значение 14,8-15,0В. Далее необходимо повторить двойное снижение токовых значений (55Ач = 1,2А; 60Ач = 1,5А; 70Ач = 1,7А). Проверка выполняется каждые 1,5-2 часа. Если значение тока и напряжения остаются неизменными при нескольких измерениях – АКБ заряжен на 100% и готов к дальнейшей эксплуатации.

Регенерация автоаккумулятора

Восстановление утраченной емкости батареи связано с удалением осадка сернокислого свинца с рабочих поверхностей пластин. Основная причина дефекта – глубокий разряд. Для этого применяются специальные зарядки-автоматы с режимом десульфатации, который предусматривает цикличное использование зарядно-разрядных токов в соотношении 10 к 1.

Также процедуру можно выполнить с помощью стандартного ЗУ и автомобильного ареометра , потратив на это несколько дней:

• 8-10 часов зарядки при 13,8-14,4В и 0,8-1,0А, чтобы достигнуть 10В на электродах;
• полное отключение на сутки;
• 8-10 часов при 13,8-14,4В и 2,0-2,5А (искомое значение на выводах батареи 12,6-12,8В);
• 7-10-часовая разрядка АКБ до 9В нагрузкой в виде автомобильной или бытовой лампочки 12В;
• далее повторяются шаги 1-4 с постоянной проверкой плотности электролита, пока не будет получен показатель 1,27 г/см3.

Количество полных циклов может достигать 5-10 и занимать 14-16 дней. Уровень регенерации аккумулятора – 80-95%.  Если результат восстановительных работа получился неудовлетворительным, всегда можно сдать АКБ в Москве дорого и выручить часть средств для покупки новой батареи.

Буферный режим
Зарядные устройства с буферной технологией способны определять ток внутренних утечек аккумулятора (саморазряд) и поддерживать полную емкость неделями и месяцами без риска сульфатации, замерзания электролита и перезаряда. Это оптимальный вариант длительного хранения батареи в зимний период или при редких поездках на автомобиле.

Восстановление уравнительным током хорошо подходит для глубоких разрядов необслуживаемых аккумуляторов. Устройство сначала работает как ограничитель токовых нагрузок, затем не допускает превышение напряжения больше 13,5-13,8В. Постоянная дозарядка при хранении выполняется компенсирующими саморозряд микротоками 100-150мА.

Что понадобиться для зарядки аккумулятора?

Для зарядки аккумулятора автомобиля вам потребуется зарядное устройство (ЗУ). Этот прибор ещё называют выпрямитель, поскольку ЗУ осуществляет преобразование переменного тока в постоянный. Если вы ещё не имеете ЗУ, то читайте про выбор зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. А здесь мы только вкратце расскажем о выборе зарядного устройства для вашей аккумуляторной батареи.

• режимы для различных типов АКБ. Самые распространённые аккумуляторы типа WET с жидким электролитом. Ещё есть AGM, GEL. В случае двух последних нужно специальное ЗУ или универсальное с режимом для этих батарей. Для WET годятся все устройства;
• выходное напряжение. Этот параметр нужно подбирать в зависимости от номинального напряжения вашего аккумулятора. Некоторые модели устройств позволяют заряжать батареи с различным напряжением (6/12/24В). Для распространённых автомобильных батарей 12В выходное напряжение должно быть не менее 16 вольт. Этого будет достаточно для полной зарядки АКБ;
• ток зарядки. Это значение подбирается в зависимости от номинальной ёмкости батареи. Он должен быть не менее 0,1 от номинальной ёмкости. Лучше если будет небольшой запас, чтобы зарядное устройство не работало на пределе своих возможностей.

Как правило, зарядное устройство представляет собой саму схему выпрямителя в корпусе, вилку для подключения в сеть 220В и провода с крокодилами для подключения к аккумулятору.

Допустим, ЗУ вы приобрели. Теперь о том, как зарядить аккумулятор автомобиля зарядным устройством. Но сначала несколько слов по технике безопасности.

зарядка аккумулятора, не снимая с автомобиля

Типы аккумуляторов

Прежде чем узнать, сколько обычно ампер в классическом аккумуляторе легкового автомобиля на 12 вольт, разберёмся с типами источников питания. Существуют такие наиболее популярные варианты батарей, как кислотные и щелочные. В первом случае металлические пластины (электроды) погружены в раствор серной кислоты, а во втором случае жидкость представляет собой щелочной раствор.

Для северных регионов не рекомендуется ставить щелочные источники питания, так как они себя плохо проявляют при низкой температуре.

Вне зависимости от того, сколько реально ампер в щелочном автомобильном аккумуляторе, они выпускаются в двух исполнениях: никелевые и литиевые. Первые могут иметь в связке кадмий либо металл-гидроксид. Такие аппараты в связи с крупными габаритами больше востребованы на электропогрузчиках либо в грузовиках, так как там есть больше пространства для расположения ячеек, обладающих меньшим удельным током, в сравнении с кислотными аналогами.

Литиевые источники питания дешевле в производстве, но на практике весьма чувствительны к низкой температуре. Данное оборудование оказалось востребованным в электромобилях.

Кислотные АКБ выпускаются таких типов:

Технические характеристики: вес, сила тока, емкость, напряжение

Итак, чтобы правильно эксплуатировать данную деталь, нужно знать основные ее параметры. Так, одним из важнейших показателей автомобильного аккумулятора считают емкость, показывающую длительность работы или же количество отдаваемого электричества. Обычно она измеряется в ампер-часах, это дает возможность взвесить, сколько заряда выдаст батарея без подзарядки. На емкость влияет очень много различных факторов, это и конструктивные особенности АКБ, и температура среды использования, и, конечно же, сила тока заряда. Если последняя увеличивается, то емкость понижается, а вот влияние температуры носит противоположный характер.

Еще один параметр, на который следует обратить внимание – сила пускового тока в автомобильном аккумуляторе. Она соответствует значению, которое выдает АКБ во время запуска при температуре окружающей среды равной -18 °С

Достаточно важной характеристикой можно назвать и напряжение заряженного АКБ. Ориентируясь на него, можно определить технические неполадки агрегата или убедиться в полной его исправности

Если все хорошо, напряжение обычно составляет до 12,6 В, но оно может немного варьироваться, главное, чтобы не выходило за предельные значения. Напряжение аккумулятора также определяет вольтаж устройств и приспособлений, которые нынче модно подключать через прикуриватель.

Следует помнить, что нормальное напряжение всего автомобильного аккумулятора составляет около 12,2 В. При этом каждая его банка выдает в пределах 2 В. Так что проверить напряжение агрегата вполне реально специальной нагрузочной вилкой. Приведенные цифры справедливы тогда, когда нагрузочное сопротивление, приходящееся на каждую из банок, определяется в соответствии с их емкостью.

Мощность заряда аккумулятора получается, если умножить силу пускового тока на напряжение. Но такие технические параметры редко употребляют при обсуждении этого агрегата. Хотя если вам приходится оценивать мощность, то следует иметь в виду условия эксплуатации, даже температура на улице способна снижать эту характеристику. Например, всем известно, что на запуск холодного мотора требуется больше тока на усилия стартера, отсюда и мощность нужна большая. И если аккумулятор у вас не новый, то заряда на пуск двигателя может не хватить, отсюда многочисленные проблемы зимой.

Кроме того, значение при покупке имеют еще и габаритные характеристики, а также вес автомобильных аккумуляторов. Правда, последний параметр может несколько отличаться от заявленных производителями. А все из-за разрушения свинцовых пластин вследствие их взаимодействия с электролитом – эти два компонента в основном и определяют большой вес АКБ. Поэтому не стоит переживать, если расхождение между указанным и фактическим весом может достичь полкилограмма. Для автомобиля этот параметр не столь значим, сколько для вас

Если вы отправились покупать АКБ не на авто, важно рассчитывать, что весит она около 15 кг

Тюнинг с точки зрение законодательства

Как узнать уровень заряда аккумулятора автомобиля по его напряжению

Наиболее простой метод – визуальный. Сегодня степень заряженности АКБ можно узнать, взглянув на гидрометрический индикатор (как его называют, «глазок»). Благодаря ему определяется степень зарядки изделия без подручных средств:

зелёный цвет индикатора указывает, что АКБ заряжена более чем на 60 %; тёмный цвет говорит о необходимости зарядки батареи; светлый цвет сообщает о потребности аккумулятора в дистиллированной воде. Также примерно определить работоспособность батареи можно при помощи мультиметра, измерив напряжение при заглушенном двигателе, после выдержки его примерно в течение 12 часов, как говорилось выше. Измерения проводятся при температуре +18 С.

Приводим таблицу заряда аккумулятора автомобиля по напряжению:

Аккумулятор средней ценовой категории служит примерно 3 года. Если всё это время соблюдать правила эксплуатации, батарея не доставит вам хлопот. Здесь один из главных моментов – не допускать глубокого разряда. По истечении трёхлетнего срока следует усилить контроль над АКБ: хотя бы раз в пару недель измерять напряжение полностью заряженного аккумулятора, если возможно, то и плотность. Через 4–5 лет АКБ рекомендуется заменить на новую.

Это интересно: Какой лучший аккумулятор для авто

Типы аккумуляторов

Перед тем как искать ответ на вопрос, сколько ампер в автомобильном аккумуляторе, необходимо больше познакомиться с их классификацией. Долгое время они изготавливались преимущественно на базе свинца и кислоты. Естественно, такое оборудование требует самого бережного отношения ввиду своей высокой химической опасности.

Основные типы аккумуляторов для авто на сегодня следующие:

1. Классические, в пластинах которых повышенное содержание элемента сурьмы. Процесс электролиза в них происходит ускоренными темпами, из-за этого электролит часто улетучивается и приходится добавлять дистиллированную воду.
2. Кальциевые. Вместо сурьмы для решёток электродов основным материалом выступает кальций. Для снижения внутреннего сопротивления иногда в малых объёмах добавляют серебро. Интенсивность выделения газов и воды уменьшилась, по сравнению с сурьмянистыми АКБ. Это продлило срок службы и практически отпала необходимость в обслуживании изделий. Такие батареи очень чувствительны к переразряду и напряжению в бортовой сети транспортного средства.
3. Гибридные. Представляют собой комбинацию описанных выше типов. Отрицательные пластины сделаны в них из кальция, а положительные — с малым добавлением сурьмы. Их главным преимуществом является устойчивость к разряду и переразряду.
4. Гелевые или AGM типа. Одни из самых инновационных аккумуляторов. Своё название получили из-за того, что рабочий электролит в них находится не в жидком, а в желеобразном состоянии. Благодаря этому сразу удалось решить и проблему вытекания, так что их корпус можно считать герметичным. Гель не обладает высокой текучестью и находится практически в зафиксированном положении. Для таких батарей можно особенно не интересоваться, сколько ампер в них содержится из-за низкой способности к саморазряду. Также они характеризуются высокой устойчивостью к вибрациям и толчкам.
5. Щелочные. Основной рабочей жидкостью в них является не кислота, а щелочь. Чаще всего бывают никель-железными или никель-кадмиевыми. В обоих вариантах электролит один и тот же — это раствор калия, а вот электроды делаются с добавлением разных металлов. Даже во время интенсивных химических процессов электролит из таких батарей не вытекает. Доливать его практически не требуется, да и такие АКБ хорошо переносят переразряды. В отличие от кислотных они не настолько опасны для здоровья, накапливают энергию и отлично работают в условиях низких температур.
6. Литий-ионные. Считаются самым перспективным вариантом для дополнительного источника получения электрического тока. Носителями тока выступают ионы лития, а вот технология изготовления и материал электродов постоянно меняются. К числу ключевых преимуществ относятся высокая удельная емкость и низкая способность к саморазряду. Существует и определённый набор недостатков: чувствительность к температурным перепадам, постепенное снижение ёмкости в первые годы эксплуатации. Для пуска двигателя их мощности пока недостаточно, поэтому они применяются как вспомогательные.

Резервная емкость аккумуляторной батареи

Для аккумулятора машины характерен такой параметр, как резервная емкость, который указывает на то, сколько продержится автомобиль в том случае, если у него внезапно откажет генератор. При этом машина должна будет эксплуатироваться:

Зарядное устройство

• в дождь;
• вьюгу;
• темное время суток.

Резервная емкость, как правило, составляет примерно двадцать пять ампер при зарядке аккумулятора. Этот параметр приблизительно равняется току, потребляемому бензиновым двигателем автомобиля, при этом самым лучшим аккумулятором считается тот, который выдает резервную емкость в сто десять минут. На этой резервной мощности машина сможет преодолеть не менее, чем сотню километров за два часа, даже, если у нее полностью откажет генератор.

Выбор производителя

Типы аккумуляторов

Существуют 2 типа аккумуляторов: кислотные, которые используют в качестве электролита серную кислоту и щелочные (электролитом является щелочной раствор). Щелочные чувствительно реагируют на низкие температуры, поэтому редко применяются в автомобилях.

Кислотные аккумуляторы:

• Сурьмянистые – в пластинах содержится много сурьмы (>5%). Устаревшая технология, сейчас такие АКБ уже не производятся. Имеют высокий ресурс и выдерживают большое количество зарядов-разрядов;
• Малосурьмянистые – аналог предыдущего только с пониженным содержанием сурьмы и более качественными техническими характеристиками;
• Кальциевые – содержат вместо сурьмы кальций, иногда с небольшой примесью серебра. Обладают более стабильными характеристиками, но весьма чувствительны к глубокому разряду;
• AGM или Гелевые батареи – новая технология, электролит находится в связанном состоянии в виде геля. Имеют высокую стоимость (для сравнения если хороший кальциевый АКБ можно приобрести за 3-5 тысяч рублей, то на аналогичную гелевую батарею цена начинается от 10 тысяч.) Обладают высокими качественными характеристиками, но требуют специального зарядного оборудования, так как заряжаются меньшими значениями тока.

Щелочные:

• Никелевые – содержат в составе никель связанный с кадмием (Ni─Cd) или металл-гидроксидом (Ni-Mh) обладают хорошими качественными характеристиками, но не применяются в автомобилях ввиду больших габаритов (удельный ток щелочных АКБ меньше чем кислотных соответственно нужно больше ячеек). Используются в электропогрузчиках, иногда устанавливаются на грузовые автомобили.
• Литиевые (Литий-ионные) – дешевы в производстве, но чувствительны к низким температурам. Основной сегмент потребления – электроника. Стартерные АКБ для авто с ДВС по такой технологии не производятся. Часто используются в электромобилях.

Батарея 100 кВтч

Самая мощная батарея Tesla. Внутренние элементы аккумуляторной батареи были переконфигурированы, чтобы в каждый модуль вмещалось 516 аккумуляторов 18650.

В общей сложности в 100-киловаттной батареи было помещено 8256 аккумуляторов Панасоник, способных хранить чуть более 100 кВтч энергии, и позволяя электрическим автомобилям Тесла проезжать более 500 километров.

Данная батарея имеет токоотдачу 25C и представляет собой «последнее слово техники» в инженерии батарей от компании Тесла.

И даже на этом развитие и усовершенствование не останавливается. Чтобы еще больше повысить эффективность аккумуляторов и снизить затраты, компания Tesla построила крупную фабрику батарей в Спаркс, штат Невада, которая называется Gigafactory 1.

18650 vs 2170

Фабрика производит новую конструкцию аккумулятора под названием 2170. Он имеет диаметр 21 мм и высоту 70 мм, и первоначально использовался в Tesla Powerwall и Powerpack, а также в новом седане Tesla Model 3, который меньше и дешевле от Model S.

Аккумулятор 2170 на 46% больше по объему, чем 18650 и 10-15 % более энергоэффективной, чем 18650.

Багги на зависимой подвеске

Подготавливаем АКБ к процессу подзарядки

К помещению, в котором установлен автомобильный аккумулятор, выдвигаются следующие требования:

1. Для быстрого удаления токсичных паров оно должно быть оборудовано вентиляцией.
2. В электросети не должны наблюдаться скачки и перепады напряжения.
3. Наличие необходимого противопожарного оснащения.

Когда соответствующее всем критериям и требованиям помещение найдено, можно переходить к этапу подготовки самой батареи. Контакты следует тщательно очистить от загрязнений и окислений. Затем по поверхности устройства рекомендуется пройтись увлажненной в нашатырном спирте мягкой ветошью. Также не стоит забывать и об организации качественного освещения. На этом этап подготовки батареи к подзарядке можно считать завершенным.

Комментарии

Заключение

С помощью мультиметра можно периодически определять исправность аккумулятора вышеописанными методами. Перед проведением замеров необходимо убедиться в том, что прибор переведён в соответствующий режим измерения.

Нарушение это требования может привести к выходу из строя измерительного устройства. Особенно велика вероятность «спалить» мультиметр, если ампераж батареи будет достаточно велик.

Аккумуляторы используются во всех мобильных устройствах и в автомобилях. Они способны обеспечивать питание небольшой электрической сети, а также электронных устройств. Однако их емкость со временем постепенно уменьшается. Для того чтобы своевременно зарядить или заменить отработавшую батарею, нужно знать, как проверить емкость аккумулятора.