Особенности заряда кальциевых аккумуляторов

Особенности необслуживаемых аккумуляторов

Процесс зарядки имеет некоторые отличия от подзарядки классических АКБ. Заключаются они в том, что технология производства может значительно разниться, а ввиду этого и характер обслуживания. Различают следующие варианты аккумуляторов:

герметичные;
заправляемые.

Основное отличие заключается в том, что у первого варианта, может содержаться в корпусе классический электролит, который мы привыкли видеть. Но там «банки» герметичны, то есть физический доступ ограничен. Кроме того, даже материал производств пластин имеет некоторые отличия от свинцовых.

Второй тип батарей даже не столь заправляемый. Электролит содержится в корпусе в виде специального материала — полипропилена. В эту же группу можно причислить и гелевые АКБ. В подобных устройствах размещение электролита несколько иного формата, он располагается в паре с оксидами кремния. В корпус засыпается порошковый кремний, в результате чего при реакции образуется гель. Полученный гель и заполняет пространство батареи.

Что касается дополнительной подзарядки, то подобные батареи, безусловно, нуждаются в такой манипуляции, учитывая особенность большинства водителей (городских) перемещаться на короткие поездки. То есть во время подобных «путешествий» АКБ даже не успевает зарядиться стандартным образом. Поэтому, собственно, и требуется подзарядка, особенно это касается холодных континентов и зимнего периода.

Любая АКБ даже не зависимо от типа и модели производства разряжается намного быстрей при холодах. А при условии загустевшего масла стартер вряд ли сумеет прокрутить полу «сдохшим» аккумулятором коленвал. Кроме того, в частности, на морозе на стартер всегда подается увеличенный ток. Учитывайте, что АКБ в зимний период может «сесть» даже после пары неудачных запусков. Поэтому учитывая подобные особенности, не лишним будет зарядить АКБ до максимальных значений. В таких условиях эксплуатация в зимний период не доставит серьезных хлопот.

Почему разряжается новый аккумулятор?

Причин быстрой разрядки аккумулятора может быть несколько. Далее перечислим наиболее распространенные:

Неисправна охранная сигнализация или сигнализация, включенная на длительное время. Любая утечка тока снижает заряд аккумулятора.
Неисправное реле заряда может привести к тому, что аккумулятор попросту не будет дозаряжаться от генератора во время поездки. Проверить работоспособность этого устройства можно включив фару и повысив обороты двигателя – яркость должна увеличиться. Если яркость уменьшается – скорее всего ваш регулятор нуждается в замене.
Неисправный генератор. Чтобы проверить его работоспособность, достаточно померить напряжение на аккумуляторе, при работающем реле-регуляторе и генераторе должно быть не менее 13,8 Вольт, на 2-3 тысячах об/мин и включенном ближнем свете фары.

Виды и характеристики необслуживаемых АКБ

Существуют такие типы необслуживаемых аккумуляторов:

Кальциевые. Добавление кальция в структуру электродной решетки позволяет снизить скорость выкипания электролита. Водителю не придется постоянно замерять уровень кислотного раствора. Основным видом таких батарей является закрытый свинцово-кислотный аккумулятор.
Гибридные. Так как минимизировать потери воды в первом случае невозможно, пластины стали снабжать сурьмой. Отрицательный электрод содержит кальций. Такие аккумуляторные источники питания маркируются надписью Hybrid или Ca+. Выкипание воды является минимальным.
Гелевые или AGM-аккумуляторы. Кислотным раствором пропитывают пористый материал. Это полностью исключает испарение. Гелевая структура позволила сделать АКБ полностью необслуживаемой.

Конструкции необслуживаемых аккумуляторов.

Время заряда

Если автоматического ЗУ у вас нет, придётся проводить расчёты для определения времени, потраченного на заряд. Тут потребуется знать степень разряда и ёмкость.

Когда АКБ полностью заряжена полностью, напряжение будет 12,6-12,7 В. У разряженных батарей это 116,-11,7 В. Когда заряд средний, это 12,1-12,2 В.
То есть между полным зарядом и полным разрядом разница около 1 В. Нужно взять 10% от этого значения, то есть 0,1 В.
Если ёмкость АКБ 60 Ач, уровень разряда при 12,1-12,2 В составит 50%. А это 30 А.
Необслуживаемые АКБ заряжают током 10% от ёмкости. Если это 60 Ач, ток составит 6 А.
Чтобы компенсировать потраченные 30 А, требуется минимум 5 часов.

Условно, ёмкость на 60 Ач заряжается за 10 часов, поскольку идёт подача тока 6 А. За каждый час восполняется заряд на 6 Ампер. Поскольку потеря составила, предположим, 30 А, тогда тут потребуется 5 часов.

Расчёт провести не сложно, поэтому каждый должен справиться с этой задачей.

Плюсы и минусы AGM аккумулятора

Анализируя особенности технологии, необходимо учитывать преимущества и недостатки AGM аккумуляторов.

Преимущества	Недостатки
Повышенная стойкость к вибрации.	Отсутствие возможности менять плотность электролита или заливать новую жидкость. Причиной является тот факт, что АГМ нельзя обслуживать.
Возможность эксплуатации в течение всего срока без технического обслуживания.	Большой вес. Этот минус актуален для всех свинцовых АКБ.
Отсутствие требований по расположению устройства. Его можно ставить по горизонтали, вертикали и даже на бок. Но располагать вверх «ногами» все равно не рекомендуется из-за опасности для клапанов.	Высокая стоимость, если сравнивать с классическими батареями, и более низкая по отношению к гелевым изделиям.
Увеличенный ресурс даже при частых поездках по плохим дорогам.	Необходимость применения специальных зарядных устройств (ЗУ). Главной особенностью является необходимость установки 15 В, но при 14,4 В заряд также идет. Это позволяет использовать батарею на машинах с 14,5-вольтовым напряжением бортовой сети.
Низкий саморазряд в сравнении с классическими свинцово-кислотными АКБ.	Снижение напряжения при минусовой температуре.
Стабильная работоспособность до 30 градусов мороза. При более низкой температуре высок риск кристаллизации и уменьшения ресурса.	Токсичность оксида свинца, что несет риски для окружающей среды.
Увеличенная скорость заряда. На 250% быстрей, чем обычно.	Запрет к длительному хранению в разряженном виде. Напряжение не должно опускаться ниже 1,8 В.
Безопасность. При соблюдении правил зарядки исключено выделение газов и взрыв.	Количество циклов заряда-разряда — не больше 500. В зависимости от модели этот параметр может колебаться в широком диапазоне — от 100 до 4000.
Возможность применения на машинах с опцией Start-Stop.	Боязнь к повышению напряжения заряда, которое не должно быть больше 2,53 для одного АКБ.
Не боится глубокой разрядки в сравнении с другими типами АКБ. Такая особенность уменьшает негативный эффект неполной зарядки при эксплуатации в городском режиме.
Снижение негативных последствий неполной зарядки, которые часто приводят к преждевременной поломке.
Герметичность конструкции и защита от утечки рабочей жидкости. Соответственно, нет риска появления ржавчины на клеммах.
Больший пусковой ток — от 500 до 900 А в сравнении с 300-500 А для обычных устройств.

Почти все из рассмотренных выше недостатков относятся ко всем батареям, работающим на свинцово-кислотном принципе. Так что воспринимать перечисленные слабые места необходимо лишь условно.

Способы зарядки и инструкция

При эксплуатации автомобиля в режиме коротких поездок любой аккумулятор остаётся недозаряженным, и со временем его заряженность снижается. Поэтому рекомендуется раз в месяц проверять напряжение батареи и обязательно полностью зарядить её, независимо от выявленной степени заряженности. Контроль же необходим, чтобы понимать, как сильно она разряжается, и, возможно, стоит чаще её подзаряжать.

АКБ можно заряжать с отключением от бортовой сети автомобиля и не отключая. Второй вариант предпочтительнее, чтобы не сбивались настройки автомобиля. Но нужно учитывать, что высокое напряжение зарядного устройства в режиме холостого хода может повредить электрооборудование машины. Перед зарядкой АКБ без отключения клемм следует проверить напряжение холостого режима зарядного устройства. Для автомобиля допустимо 15,5–16 В.

Для батареи AGM 12 В допустимо напряжение заряда не более 14,4 В. Именно величина напряжения зарядного устройства играет важную роль для такого аккумулятора. Сила тока может быть больше привычных 0,1 С, а именно на такой ток рассчитано большинство стандартных устройств. Но при этом нужно учитывать ёмкость АКБ, ведь для батарей на 50 А·ч и 75 А·ч, величина зарядных токов тоже будет разной. Впрочем, допустимый их диапазон установлен 0,1–0,35 С, позволяет заряжать АКБ на 75 А·ч, заряжать батареи AGM и меньшей ёмкости. Даже ток в 10 А вполне допустим для аккумулятора AGM на 50 А·ч, что составит всего 0,2 С.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Учтите, что, когда зарядное не подключено к аккумулятору, на его клеммах напряжение может превышать указанное значение, но нагрузкой оно снизится до допустимых 14,4 В (или другое, в зависимости от настройки).

Подытожим. Батареи AGM на 12 В можно зарядить обычным зарядным устройством с величиной напряжения в конце процесса зарядки не более 14,3–14,4 В. Начальный ток заряда может составлять от 7 до 10 А, для аккумуляторов с ёмкостью от 40 до 100 А·ч. Это рекомендуемые производителями величины для наилучшего выбора режима зарядки. Небольшое отклонение от них не приведёт к каким-либо негативным последствиям.

Стандартная

Устанавливаем на зарядном устройстве напряжение, при котором ток не превышает 0,3 С. В процессе зарядки ток будет падать, но это некритично, хотя процесс и займёт больше времени.

Двухступенчатая

Сильно разряженная батарея AGM в начале зарядки может иметь величину зарядного тока выше допустимого значения в 0,35 С. Либо устройство будет его регулировать, как и напряжение зарядки. В этих случаях заряжают батареи в 2 этапа.

Первый этап состоит в заряде батареи постоянной величиной тока от 0,1 С до 0,3 С. При достижении 14,2–14,8 В, переходят ко второму этапу. Ток ограничивают до 0,1 C.

Трехступенчатая

Этот вариант заряда — наиболее оптимальный — позволяет восстановить частично ёмкость АКБ.

Сначала заряд идёт постоянным током, как и в двухступенчатом варианте.

На втором этапе, при достижении 2,27 В на один элемент или 13,6 В на батарею, напряжение стабилизируется, а ток начинает снижаться.

После его снижения до величины 0,0068 С наступает третий этап. Теперь ток заряда снова стабилизируется, а напряжение растёт. При достижении предельной величины 14,1–14,4 В зарядка должна отключиться или перейти в режим подзаряда. Такой алгоритм заряда имеют устройства, назначенные для аккумуляторов AGM.

Подпитка

Батареи на автомобилях, которые редко эксплуатируются, необходимо регулярно подзаряжать. Чтобы не загружать себя этим долгим процессом, стоит использовать функцию постоянного подзаряда, которую имеет большинство новейших зарядок.

Важно выбрать правильное напряжение. Производители рекомендуют 2,25–2,27–2,32 В на элемент питания или 13,5–13,6 В для источника из 6 банок

Величина зависит от серии аккумулятора. При таком режиме будет компенсироваться саморазряд, и в то же время не будет происходить разложение электролита.

Особенности зарядки

Проблем с тем, как правильно заряжать автомобильный аккумулятор производства Topla, если он выполнен по технологии Ca/Ca, возникать не должно.

Здесь применяется классическая схема с использованием ЗУ.

Если же говорить о том, как заряжать автомобильный аккумулятор марки Topla, то здесь потребуется лишь выбрать ток заряда не более 10% от ёмкости и включить ЗУ в сеть.

Когда требуется просто подзарядить быстро батарею, используется метод постоянного напряжения. Но самым правильным считается метод зарядки постоянным током.

В таком случае процесс займёт больше времени, но он станет более эффективным, в полной мере восстановит заряд аккумуляторной батареи.

Обслуживание: как правильно заряжать автомобильный AGM аккумулятор самостоятельно?

Ни для кого не будет секретом тот факт, что для типичных жидкостных батарей крайне вреден глубокий разряд. После таких процессов срок их службы стремительно сокращается. В этом смысле источники, основанные на технологии Absorbent Glass Mat значительно эффективнее. Если обычный АКБ можно разрядить без особых последствий на 10-15% от общей емкости, то АГМ допускает разряд до 25-30% без деструктивных признаков. Чтобы понять, как правильно заряжать автомобильный AGM аккумулятор, достаточно внимательно изучить рекомендации изготовителя. Согласно им зарядные алгоритмы делятся на два вида:

Многоступенчатые (2 или 3 ступени).
Одноступенчатые.

Трехступенчатая зарядка

Эксперты признают этот метод самым эффективным, хотя сами производители практически не упоминают о его существовании. Возможно, что это связано с трудностями при его реализации, потому что из-за разных емкостей длительность ступеней существенно отличается. Алгоритм состоит в следующих пунктах:

основной заряд – напряжение 14,2 — 14,8 В и ток 0,1 — 0,3С, где С – емкость АКБ в Ач;
накопительный цикл – напряжение 14,2 — 14,8 В;
плавающий заряд (хранение) – 13,2 — 13,8 В.

Двухступенчатая зарядка

Основная масса производителей рекомендуют именно этот способ восстановления источника тока. Алгоритм заряда включает следующие циклы:

основной – напряжение 14,2 — 14,8 В и ток 0,1 — 0,3С;
плавающий (хранение) – напряжение 13,2 — 13,8 В.

Одноступенчатая зарядка

Этот вариант восстановления характеристик батареи не рекомендуется в качестве основного – только для быстрой подзарядки:

плавающий заряд – напряжение 13,2 — 13,8 В и ток 0,1 — 0,3С.

Основные понятия зарядного процесса и рекомендации по его выполнению

Стоит детально остановиться на определении основных этапов подзарядки:

Основной – заряд, в течение которого восстанавливается до 80% всей емкости АКБ.
Плавающий – зарядный процесс, цель которого восполнить емкость батареи до 100% значения.
Хранение – цикл, когда АКБ потребляет минимальный ток от зарядного устройства.
Накопительный – процесс, в течение которого аккумулятор AGM с потенциалом 12V стабилизирует свои рабочие характеристики.

Процедура зарядки должна выполняться при помощи устройства, имеющего индикацию, как по напряжению, так и по току. Контроль обеих параметров позволит избежать сильного газообразования. Хорошо себя зарекомендовали ЗУ с интеллектуальной системой управления, которые восстанавливают батарею в щадящем режиме. Например, неплохие отзывы автолюбителей о зарядном устройстве Hyundai HY 1500 Expert.

В процессе важно отслеживать уровень температуры электролита и не допускать ее значения выше +45°C. Превышение этой цифры влечет сокращения срока эксплуатации источника электроэнергии

Правила обслуживания и ухода

Индикатор заряда и электролита.

Чтобы оперативно оценить состояние необслуживаемого аккумулятора, производителем предусмотрен специальный индикатор. По нему проверяют заряженность и уровень электролита. Наличие индикатора, который среди владельцев авто принято называть «глазком» – признак, что АКБ необслуживаемая.

Дело в том, что по индикатору получится оценить состояние только одной «банки», как правило, центральной. А что с остальными – непонятно. Выход – разобрать аккумулятор. Но сразу надо оценить все плюсы и минусы такой процедуры. Так как корпус герметичен, его разборка приведет к утрате гарантии.

Кроме того, если батарея не способна выдавать высокий разрядный ток – это первый признак, что скоро настанет ее «гибель». Если воды в ней нет, непоправимые последствия уже произошли. «Реанимировать» может и получится, но ненадолго.

Если принято решение ремонтировать, надо позаботиться о безопасности. Внутри АКБ находится кислота, которая, если разбрызгается, может нанести вред здоровью.

Проверка электролита

Чтобы долить воду или проверить плотность кислоты, надо получить доступ ко всем «банкам». Если крышка батареи приклеена, ее аккуратно отсоединяют от корпуса. Если она сварена с корпусом, будет сложнее. В таких ситуациях проделывают отверстия напротив заливных горловин. Закончив с обслуживанием, отверстия закрывают колпачками, подходящими по размеру.

Если принято решение сверлить, важно, чтобы в электролит не попала стружка. Поэтому сначала делают отверстия сверлом меньшего диаметра. Сверление отверстий в необслуживаемой АКБ

Сверление отверстий в необслуживаемой АКБ.

Безопаснее пользоваться шприцем большого объема. В этом случае диаметр отверстий не превышает 1 мм. Как проверить уровень электролита:

Иглу медленно опускают в отверстие, параллельно выдвигая шток.
Когда начнет всасываться электролит, на игле отмечают его уровень.
Аналогичные действия проделывают с остальными «банками».

Если уровень мал – доливают дистиллированной воды. Если дело в плотности – поможет корректирующий электролит.

После всех манипуляций надо зарядить АКБ – чтобы жидкая среда перемешалась.

Зарядка

Аккумулятор требует периодической подзарядки от зарядного устройства. Напряжение бортовой сети большинства машин – 14.4 В. Если будет выше – ускорится испарение воды. Заряжая от ЗУ, напряжение не должно подниматься выше 15.5 В. Несколько моментов о подзарядке:

Зарядка необслуживаемой АКБ.

лучше использоваться ЗУ с автоматическим блоком управления;
электрический блок сам контролирует силу тока и напряжение;
в ходе пополнения заряда проходят химические реакции – выделяются вредные вещества, поэтому процедуру проводят в проветриваемом помещении.

«Умное» зарядное устройство – дорогой прибор. Можно обойтись и ЗУ с ручным блоком управления:

Подключив зарядку к батарее, выставляют ток в размере 0.1 от значения энергоемкости.
Напряжение должно быть 14.5 В.
В ходе зарядки следят за основными параметрами. Когда на АКБ напряжение дойдет до 14.4 В, ток должен уменьшиться примерно до 200 мА. Это говорит о том, что зарядка закончена.

Сложнее подзарядить батарею, если она ушла в «глубокий разряд». Дело в том, что из-за нескольких полных разрядок повреждаются все пластины. В таких ситуациях ставят силу тока в диапазоне 1 – 2 А, а напряжение держат на уровне 12 – 13 В.

Ремонт

В 90% случаев, если конструкция источника питания повреждена, восстановить ничего не получится. Причина в том, что лицевая крышка, сделанная из пропилена, крепится к основной части методом горячего прессования. И если корпус деформируется, обратно собрать его уже не выйдет. Такую АКБ разве что сдавать в утилизацию. Другое дело, если модель оснащена защелками или прокладками из резины.

Необслуживаемые батареи удобны в эксплуатации, но совершенными их не назовешь. Куда проще вовремя их обслуживать, нежели потом восстанавливать. Ремонт, сам по себе – хлопотный процесс. И если источник питания сильно изношен, проще будет взять новый.

Преимущества и недостатки технологии AGM

AGM — более усовершенствованная технология по сравнению с классическими свинцово-кислотными изделиями. Но и она имеет свои достоинства и недостатки.

Преимущества AGM

Плюсы AGM устройств:

Изделия не требуют технического обслуживания при эксплуатации. Потребителю надо следить за чистотой устройства и контролировать его рабочие характеристики и параметры.
Изделия AGM обладают полностью загерметизированной конструкцией и возможностью клапанной регулировки. Её наличие предотвращает утечку рабочего вещества и повреждение клеммных зажимов в результате разрушения и воздействия коррозии.
Безопасное функционирование устройства. Если потребитель правильно подходит к процессу заряда, это предотвращает вероятность выделения газов. Соответственно, к нулю сводится и возможность взрыва устройства.
Благодаря загерметизированной конструкции у потребителя есть возможность использования АКБ практически в любом виде.
AGM изделия отлично функционируют при пониженных температурах в сильный мороз. Они оптимально выполняют свои функции вплоть до -30 градусов. Если температура упадёт ниже, есть вероятность кристаллизации рабочего раствора. Из-за повреждения активного вещества упадёт ресурс эксплуатации устройства.
Повышение ресурса эксплуатации батареи при работе в условиях вибраций.
Повышенная величина пускового тока.
Изделия, разработанные по AGM технологии, обеспечивают возможность ускоренного заряда. Они не так требовательны по отношению к стабильности напряжения, которое требуется для подзарядки.

Что сдерживает распространение AGM? Недостатки технологии

Минусы, характерные для AGM изделий:

Большая общая масса устройства. Это обусловлено использованием уникальной технологии, которая заключается в добавлении сепараторных устройств в конструкцию.
Процедуру подзарядки рекомендуется выполнять с использованием только специализированного зарядного оборудования.
Не рекомендуется хранение батареи в состоянии разряда. Чтобы не допустить быстрого выхода из строя и снижения ресурса эксплуатации, параметр напряжения на каждом элементе изделия — не ниже 1,8 В. Этот недостаток характерен для всех кислотно-свинцовых устройств.
AGM изделия более чувствительны к превышению величины напряжения подзарядки по сравнению с традиционными устройствами.
При работе в условиях низких температур, когда на изделие возлагается высокая нагрузка, величина напряжения заметно снижается.
В составе AGM изделий содержится токсичный оксид свинца. Поэтому такие устройства являются опасными для окружающей среды.
Устройства, разработанные по AGM технологии стоят значительно выше по сравнению с традиционными изделиями, в которых залит жидкий раствор.

Лучшие марки АКБ

Наиболее качественными считаются такие марки необслуживаемых свинцово-кислотных АКБ:

Bosch Silver. Немецкие аккумуляторы снабжены посеребренными пластинами. Это обеспечивает стабильный пусковой ток и длительный срок эксплуатации. Наиболее простая модель этой серии обойдется в 6 тыс. руб. В продажу поступают изделия, отмеченные маркировкой Plus. Она имеет меньший показатель потерь электролита. Батарея снабжена каналами, накапливающими жидкость. Такая модель стоит не менее 7 тыс. руб.
Varta Blue Dynamic. В состав электродов входит серебро, однако от предыдущей модели аккумулятор отличается строением пластин, минимизирующим саморазряд при хранении. Такой источник питания обойдется в 5 тыс. руб.
Mutlu Silver Evolution. При емкости 55 А/ч АКБ выдает силу тока в 420 А. Купить его можно за 4-5 тыс. руб.
Medalist. Источник питания бесперебойно работает до 7 лет. Аккумулятор устойчив к перезаряду.

Лучшим гелевым элементом подачи напряжения является Bosch 5951. Батарея быстро восстанавливает емкость даже после длительного пребывания в разряженном состоянии. Недостатком считается отсутствие индикатора заряда на корпусе. Минимальной стоимостью отличается гелевая АКБ “Кайнар Bars Premium”, выпускаемая в Казахстане. Самая дорогая модель такого типа – Tudor AGM. Она выдает пусковой ток в 680 А при емкости 60 А/ч.

Какие бывают необслуживаемые аккумуляторы

Если принято решение о покупке необслуживаемого аккумулятора, то необходимо знать о том, что эти устройства отличаются не только по ёмкости и силе разрядного тока.

Cвинцово кальциевый аккумулятор

Необслуживаемая АКБ может быть следующих видов:

Кальциевый свинцово кислотный. Пластины этого типа устройств легированы кальцием, вследствие чего материал приобретает такие свойства, как: виброустойчивость, снижение коррозионного эффекта. Также в кальциевых аккумуляторах наблюдается снижение процесса саморазряда и кипения электролита.
AGM. Представляет собой кислотный аккумулятор, в котором между пластинами электролит находится в специальных сепараторах из стекловолокна. Этот вид необслуживаемых АКБ легче переносит глубокие разряды, а благодаря снижению интенсивности сульфатации пластин эксплуатационный срок может быть увеличен до 10 лет.
EFB. Конструктивные особенности этого типа аккумулятора заключается в том, что толщина свинцовых значительно увеличена по сравнению с обычными изделиями. Для снижения сульфатации каждая пластина завёрнута специальным материалом, который пропитывается кислотным электролитом. Благодаря использованию современных технологий эксплуатационный срок EFB аккумулятора составляет от 5 до 10 лет.
GEL. В отличии от остальных аккумуляторов у этих внутри находится гелий.

Приведённые выше типы необслуживаемых АКБ, будут работать без каких-либо нареканий только при правильно организованной подзарядке, когда ёмкость батареи падает ниже установленного минимального предела для осуществления запуска двигателя.