Как правильно зарядить аккумулятор?

[Nick7]

Как заряжать аккумулятор.
Поделюсь своим практическим опытом, поскольку не встречал вменяемого описания процесса заряда аккумулятора. Разумеется, всё сказанное ниже относится к кислотным автомобильным аккумуляторам с жидким электролитом. Сначала немного теории. Напряжение на аккумуляторе зависит исключительно от плотности электролита, немного от температуры этого электролита. Есть таблицы пересчёта напряжения на разомкнутых выводах аккумулятора (НРЦ - напряжение разомкнутой цепи, в электронике это называется ЭДС - электро движущая сила) в плотность электролита. Сама по себе плотность электролита ничего не говорит о степени заряженности аккумулятора. Чтобы судить по плотности электролита и НРЦ о степени заряженности аккумулятора — надо знать плотность полностью заряженного аккумулятора. Как это узнать? Очень просто — полностью зарядить. А когда аккумулятор зарядится полностью? Когда определённое время при постоянном токе заряда он будет удерживать постоянными напряжение и плотность электролита, то есть все химические вещества внутри отреагировали по полной программе. Вот это время и отданная аккумулятору энергия используются как раз для того, чтобы убедиться в том, что аккумулятор полностью заряжен. Кроме того, обычно все банки разряжаются по-разному — одни больше, а другие меньше. Сама же фаза заряда постоянным током, когда напряжение и плотность остаются постоянными, а вся энергия уходит на «кипение» электролита называется КВЗ — контрольно-выравнивающим зарядом. И вот при заряде на контрольно выравнивающей фазе одни банки уже зарядились и просто кипят, а другие в это время заряжаются. Пока напряжение растёт — есть банки, заряженные не полностью и это выравнивающая фаза заряда. Когда напряжение расти перестало и начало немного снижаться (примерно на 0.1-0.3 вольта) — значит идёт контрольная фаза заряда. Напряжение снижается за счёт нагрева аккумулятора (плотность электролита от нагрева уменьшается, а вместе с ним уменьшается и НРЦ, а вместе с ним и напряжение заряда). Ведь превращаться в химическую энергию электрическая энергия перестала и стала расходоваться исключительно на электролиз и нагрев. Скажу для новичков - «кипение» аккумулятора происходит не от температуры, а от гидролиза воды в электролите на водород и кислород. В результате внутри аккумулятора образуется водородно-кислородная смесь газов как раз во взрывоопасной концентрации «гремучий газ». Именно поэтому аккумулятор следует заряжать в хорошо проветриваемом помещении или на улице, чтобы не взорвать не только аккумулятор, но и помещение. Если заряжать не большим током (я заряжаю током 2 ампера), то обычной кухонной вытяжки будет достаточно для одного аккумулятора. Если кто не понял — сунуть в аккумулятор своё рыльце с горящей сигаретой крайне не желательно. Присвечивать спичками интенсивность кипения — тоже. Ещё один важный момент — заряд не происходит при отрицательной температуре (на морозе). Потому, зимой заряжать надо в отапливаемом помещении, хотя бы при +10, а лучше +20 градусов. Да, контрольный заряд в разных мануалах рекомендуют от 20 до 50% емкости аккумулятора в ампер-часах. Я использую 20%.
Теперь о том, чем и как заряжать физически. Требуется зарядное устройство со стабилизацией тока. В идеале — и с ограничением максимального напряжения, хотя, можно и без ограничения напряжения, но но тогда надо следить и не ставить ток заряда запредельный. Это чревато перегревом аккумулятора. Считается, что током 5% от емкости аккумулятора перегреть нельзя. Мануалы рекомендуют «кипятить» током именно не более 5% от номинальной емкости аккумулятора. Итак, сначала можно заряжать током 10% от ёмкости аккумулятора, а по достижении напряжения 14.5 вольта — уменьшить ток вдвое, до 5% емкости аккумулятора. Я с этим не заморачиваюсь и ставлю сразу ток 2 ампера, поскольку это максимальный ток моего зарядного устройства. Итак, в процессе заряда зарядное устройство постепенно повышает напряжение так, чтобы ток оставался постоянным. Берём мультиметр и раз в 1-2 часа измеряем напряжение на аккумуляторе. Вменяемых зарядных устройств в экономичном диапазоне цен я не нашел — потому пришлось делать самому. Есть зарядные устройства в ценовом диапазоне от 1000 грн, а может быть сейчас и дороже. Ну как делать, собрать из двух готовых частей в один узел. Первая часть — блок питания светодиодов на 24 вольта и 2 ампера, цена 100-150 грн. Вторая часть — китайское зарядное устройство пальчиковых аккумуляторов оно с регулировкой тока, ограничением напряжения и индикатором конца заряда, то есть можно установить конечное напряжение, когда загорится светодиод конца заряда. Эти стабилизаторы есть повышающие и понижающие. Лучше брать понижающие. Им цена была 60-80 грн.

[Nick7]

..... Продолжение

Так вот, устанавливаем на зарядном устройстве стабилизацию тока на 2 ампера (ставим мультиметр на ток 10 ампер и коротим им стабилизатор и выставляем ток 2 ампера), напряжение ограничиваем 18-20 вольт и подключаем к аккумулятору. До напряжения 14.5-14.7 Вольт аккумулятор не «кипит». Потом начинают идти пузырьки. Как закипел — можно начинать контроль постоянства напряжения. Контролируем обычным мультиметром. Конец заряда следует ждать у обычных аккумуляторов в районе 15.1-16.2 вольта. У кальций-кальциевых (Ca-Ca)— 17.2-17.4 вольта. Как напряжение расти перестало — ждём ещё 20-50% по отданным ампер-часам и отключаем зарядное. Ну, для 60 а*час аккумулятора 12-30 ампер*часов. При токе 2 ампера это будет 6-15 часов контрольного заряда. После заряда оставляем аккумулятор в покое часов на 8 и после остывания и выхода пузырьков газа из электролита приступаем к выяснению плотности полностью заряженного аккумулятора. Изготовители рекомендуют довести плотность до 1.28 грамма/ кубический сантиметр. Используем для этого поплавочный ареометр. Он сейчас стоит 60-80 грн. Ищем таблицы, сколько надо слить электролита из банок и сколько долить дистиллированной (деминерализованной) воды. Во всех банках 60 А*ч аккумулятора электролита около 3 литров. Примерно из такого количества можно исходить при первоначальной грубой коррекции плотности электролита. В итоге должна получиться одинаковая плотность (+-0.01 гр/см куб) во всех банках и одинаковый уровень, который можно измерить стеклянной или полиэтиленовой трубкой. Я для этих целей использую прозрачный пластиковый корпус от старых шариковых ручек.
В принципе, эту процедуру должен был провести завод-изготовитель. Но вот в некоторых новых аккумуляторах у меня после такого заряда плотность поднималась до 1.31, а при плотности выше 1.31 завод снимает аккумулятор с гарантии, то есть ему долго не жить.
Со старых времён известно, что чем меньше плотность полностью заряженного аккумулятора — тем дольше он живёт. Минимальная плотность определяется температурой замерзания электролита. При температурах зимой до -20 градусов вполне можно иметь плотность 1.26. Почему это имеет значение? Помимо продолжения срока службы аккумулятора мы ещё уменьшаем трудоемкость его обслуживания. Экспериментально замечено, что при нормальном напряжении генератора на автомобиле (14.2-14.3 вольта, при включенных фарах напряжение становится 13.8 вольт), в аккумуляторе поддерживается плотность 1.26. Если эта плотность соответствует полностью заряженному аккумулятору, то его заряжать вообще не надо, если машина не стоит у вас слишком долго. При ежедневной эксплуатации я аккумулятор не заряжаю годами. Долил воды, измерил плотность и ездишь дальше. Ну, это по регламенту раз в пол года положено делать. Опыт показывает, что можно и раз в год, например, осенью. Если у вас плотность полностью заряженного аккумулятора 1.28 — на машине он заряжается на 80% и его надо заряжать хотя бы раз в квартал. А если начальная плотность 1.30, то на машине он заряжается на 60% и вечно будет сульфатированным. Необслуживаемых аккумуляторов терпеть не могу. Вода из них испаряется точно так же, а долить её невозможно. Имел опыт с двумя аккумуляторами Бош, которые покупали без меня — с тех пор зарёкся связываться с этим чудом технического прогресса. Нет, ну можно просверлить отверстия и иголкой шприца залить, но зачем этот геморрой, если можно просто купить аккумулятор с пробками.
Ну вот вкратце и всё. Если интересно, сам я пользуюсь аккумуляторами Амега 60 А*час со стартерным током 600 ампер. Хватает в любой мороз и не заряжаю даже зимой. Правда, машина заводится с пол оборота — потому аккумулятор и не разряжается. Ну, и зимы у нас тёплые -5...+5, изредка до -20. Одному аккумулятору пять лет, а другому около 2 лет. Первый вот только недавно заряжал, а перед этим залил в него около литра воды. Водитель наездник — это было второе обслуживание за пять лет его жизни. После этого заряжал около трёх суток — напряжение все растёт и растёт. Наверное, сильно сульфатирован был — пластины на половину голые были. Ну, ничего. Всё равно крутит, как зверь. Ну, на машине родной порядка 450 ампер стартёрного тока, а у этого 600 ампер. Плотность после заряда стала 1.27-1.28, до 1.26 не довёл — срочно машину забрали. А вот во втором совершенно новом после полного заряда плотность оказалась 1.30. Пришлось значительно корректировать. Вот его уже два года не заряжаю — плотность стабильно 1.26, как и была сразу после полного заряда — только воду доливаю кубиков по 10 в каждую банку (шприцом) раз в год.