Саморязряд акб: разбираемся в причинах и устраняем проблему

Инструкция по применению зарядного устройства Вымпел 55

ЗУ «Вымпел 55» — девайс, предназначенный для зарядки лодочных, тяговых, стартерных и других видов АКБ. Он легко справляется с щелочными, кислотными (в том числе AGM) и литиевыми батареями.

Устройство может работать в автоматическом и ручном режиме с максимальным напряжением до 18 В. Также имеется возможность регулировать силу зарядного тока, менять напряжение и выбирать алгоритм зарядки.

ЗУ имеет пять алгоритмов работы. По желанию можно самостоятельно установить силу зарядного тока, отрегулировать напряжение, сохранить настройки в профиле и т. д.

Устройство может применяться только внутри помещений, ведь соответствует степени защиты IP20.

Для удобства рассмотрим варианты заряда AGM аккумуляторов по отдельности, чтобы избежать ошибок.

Зарядка в автоматическом режиме. Для начала необходим выбрать и настроить подходящий профиль. При этом убедитесь, что ЗУ отключено от источника питания.

Выберите профиль, для этого выполните следующие действия:

1. Подключите зарядное устройство к сети переменного тока и включите переключатель Сеть.
2. Выберите профиль или внесите изменения.
3. Установите алгоритм заряда с учетом графика работы.
4. Выставьте оптимальное напряжение с учетом таблицы и паспорта батареи. Так, для AGM этот параметр должен быть от 14,1 до 14,4 В.
5. Выставьте ток с учетом вида и емкости заряжаемого АКБ. Если это необходимо, настройте таймер.
6. Выключите прибор от 220 В.

Алгоритмы работы.

1.

2.

3.

4.

5.

Причины саморазряда АКБ

Главной причиной, по которой батарея может быть разряженная в нуль, является плохое питание от электроцепи машины, что, в свою очередь, обусловлено:

• сульфатацией электродов устройства;
• замыканием выходов прибора;
• замыканием пластин.

Сообщение о необходимости заряда батареи

Причины разрядки АКБ на автомобиле в любом случае должны быть устранены. Сульфатация внутренних элементов конструкции обычно проявляется в результате долгого хранения прибора без подзарядки. Электролит начинает выделять серноокислый свинец, закупоривающий стенки активных компонентов. В пластинах, соответственно, образуются примеси в виде налета. В конечном итоге в системе появляется гальваническая коррозия и появляется так называемый паразитарный ток, который приводит к разряду АКБ.

Одной из причин разрядки аккумулятора является загрязнение выводов конструкции. Это может быть как внешнее загрязнение, обусловленное скоплением пыли или различных расходных материалов на выводах, так и внутреннее, связанное с попаданием электролита. В частности, такое возможно в том случае, когда конструкция зафиксирована не надежно в моторном отсеке. Когда машина едет, батарея вибрирует, соответственно, жидкость изнутри начинает расплескиваться. Более того, постоянные вибрации могут привести к образованию трещин и прочих видов повреждений. На грязных выводах быстрее происходит окисление.

Еще одна причина, приводящая к разрядке аккумулятора — это замыкание пластин, расположенных внутри конструкции. Когда конструкция перегревается, это приводит к увеличению плотности активной массы в пластинах, если же переохлаждается, то плотность падает, но это также губительно сказывается на АКБ в целом. Бывает, что АКБ разряжает какой-то потребитель, нужно проверить ток разряда.

Диагностика заряда батареи

Что это такое

Для начала нужно понять, что такое саморазряд авто, а точнее его аккумулятора.

Саморазряд возникает тогда, когда бортовая электросеть разомкнута. В таком состоянии, если рассматривать вопрос теоретически, никакие потребители не забирают ток. А если и берут, то в минимальных количествах. Та же сигнализация работать без источника энергии не будет. Но она отбирает настолько мало, что при всём желании за одну ночь посадить батарею не сможет.

Схема бортовой сети автомобиля

Аккумулятор является устройством, которое накапливает и отдаёт электроэнергию. При запуске двигателя и проворачивании стартера идёт отдача. Но когда включается мотор и начинает функционировать генератор, последний заряжает АКБ.

Энергия накапливается за счёт протекающих внутри батареи электрохимических процессов. Положительные и отрицательные электроды погружены в рабочую жидкость, и они взаимодействуют друг с другом.

Между процессами отдачи заряда и его получением есть промежуток. Это те самые стоянки в гараже или под окнами дома. То есть зажигание выключили, и ни один из потребителей не работает.

Но хотя машина и стоит, не двигается и ничего в ней не работает, течением электрохимических реакций продолжается.

То, насколько активно аккумулятор будет терять заряд, зависит от:

• общего технического состояния АКБ;
• износа батареи;
• температуры воздуха;
• чистоты корпуса;
• состояния клемм;
• уровня и качества электролита.

Оптимально свинцово-кислотные аккумуляторы работают в температурном диапазоне 15-20 градусов Цельсия. Снижение температуры на 1 градус влечёт за собой падение ёмкости на 1 Ач.

Под влиянием высокой температуры скорость и интенсивность реакций усиливается. А на холоде саморазряд минимизируется, хотя параллельно идут потери ёмкости.

Устройство тяговых АКБ

По устройству тяговые источники питания в чем-то схожи со стартерными АКБ. В них также присутствуют положительные и отрицательные пластины, они, как и стартерные, работают по принципу преобразования химической энергии в электрическую. Но на этом схожесть заканчивается.

Устройство тяговой батареи на примере батареи производителя Sunlight

Главное отличие заключается в массе пластин, которая естественным образом трансформируется в массу и объем всей батареи. Тяговая аккумуляторная батарея 24V емкостью 75 Ач может превышать по размерам стартерную 12В АКБ в 40–50 раз. Объясняется это просто – пластины большего размера и массы позволяют значительно продлить срок эффективной эксплуатации АКБ с большим количеством циклов зарядки.

По типу электролита различают свинцово-кислотные и щелочные аккумуляторы. Щелочные АКБ, которые были очень распространены раньше, сейчас мало используются из-за их высокого ценового диапазона, а вот кислотные батареи в результате развития технологий находят все большее применение в электроприводной технике.

Различают три основных разновидности кислотных АКБ.

Аккумуляторы WET

Устройства традиционного типа с электролитом, представляющим собой растворенную дистиллированной водой серную кислоту в жидком – свободном виде. В зависимости от технологического способа производства электродов подразделяются на три основных класса:

1. Аккумуляторы с обычным техобслуживанием. Пластины таких аккумуляторов изготавливаются из сплава свинцово-сурьмянистого состава, им требуется периодическая проверка уровня электролита и пополнение его дистиллированной водой.
2. АКБ с ограниченным техническим обслуживанием. Изготавливаются по гибридной технологии: плюсовые пластины имеют свинцово-сурьмянистый состав с пониженным содержанием сурьмы, а отрицательные изготавливаются из сплава свинца и кальция. Процесс зарядки тяговых аккумуляторных батарей такого типа сопровождается меньшим испарением воды из электролита, поэтому восстановление уровня требуется только при эксплуатации в тяжелых условиях повышенных температур и нагрузок.
3. В аккумуляторах SM (маркируемых еще как MF), не требующих обслуживания, электроды изготавливаются из свинцовых сплавов, которые не содержат сурьму. Положительные пластины могут иметь свинцово-кальциево-оловянный либо свинцово-кальциево-оловянно-серебряный состав, отрицательные производятся из свинцово-кальциевого сплава.

Источники WET типа применяются по большей части в качестве аккумуляторных батарей для электропогрузчиков. Заряжать тяговые аккумуляторы допускается исключительно под вытяжкой.

Аккумуляторы VRLA

Новое поколение тяговых аккумуляторов, классифицируемых в международной терминологии как VRLA, позволяет в значительной степени сократить не только занимаемое источником питания пространство. Свинцово-кислотные батареи, созданные на основе технологии VRLA, сохраняют все характеристики, присущие тяговой разновидности аккумуляторов, имея при этом массу и габариты, сопоставимые с аналогичными параметрами стартерных источников.

Аккумулятор Delta VRLA для мототехники

Тяговые аккумуляторные батареи для погрузчиков нетребовательны к габаритам и массе, скорее даже наоборот. А вот батареи для питания лодочных моторов, гибридных авто должны иметь большой запас емкости при минимальной массе и геометрических размерах. Так свинцово-кислотная тяговая батарея 65 Ач имеет геометрические размеры всего 278х175х190 мм.

По клапанно-регулируемой технологии выпускаются два типа источников питания:

1. С использованием технологии AGM. Плюсовые пластины таких устройств изготавливаются из сплава свинца с кальцием и оловом, отрицательные – из свинцово-кальциевого. Изолирующим материалом, одновременно удерживающим в своем объеме кислый электролит, выступает поглощающее стекловолокно.
2. С использованием гелевой технологии – типа GEL. Отличие с аккумуляторами AGM заключается в агрегатном состоянии электролита. Как следует из названия, кислая электролитная среда таких батарей переведена с применением гелеобразователей в состояние геля.

Принцип функционирования аккумуляторов VRLA имеет в своей основе метод кислородно-водородной рекомбинации. Незначительное избыточное давление, создающееся в корпусе устройства, нивелируется работой клапана.

Обслуживание аккумуляторной батареи, снятой с машины для длительного хранения

Если обслуживаемый аккумулятор снимается с автомобиля на длительный срок (допустим, на зиму, когда авто не эксплуатируется), нельзя забывать про уход и условия, в которых АКБ будет храниться. В этом случае необходимо:

• очистить корпус батареи от грязи и мусора (если таковые имеются), протереть чистой ветошью, с помощью мультиметра убедиться, что нет утечки тока;
• проверить уровень электролита в банках, при необходимости в них добавить дистиллированной воды. Пластины должны быть покрыты раствором выше верхнего края на 1,0-1,5 см, если не произвести доливку, произойдет осыпание свинца, после этого аккумулятор восстановить будет очень сложно или даже невозможно;
• после снятия с машины зарядить аккумулятор зарядным устройством в теплом помещении, затем ариометром проверить плотность;
• определить место хранения, помещение должно быть теплым и сухим;
• периодически проверять напряжение на клеммах (хотя бы раз в два-три месяца), и при снижении его до 12 Вольт и ниже производить повторную зарядку.

Нужно помнить, что из банок испаряется вода, а не серная кислота, поэтому доливать электролит категорически нельзя, им можно загубить аккумулятор. Правильный и бережный уход сохранит работоспособность батареи, продлит срок ее эксплуатации.

Самопроизвольный разряд аккумулятора

Во время хранения батареи аккумулятора на период, когда автомобиль не эксплуатируется, когда она отключается и от разрядной, и от зарядной цепей, он постепенно самопроизвольно разряжается, теряя ёмкость. Таким образом, можно сказать, что при этом его рабочие характеристики снижаются. Такое положение дел и называется саморазрядом. Такой саморазряд также бывает как нормальным, так и слишком высоким. Нормальным можно считать потерю порядка менее 10% на протяжении двух недель простоя. В норме современные необслуживаемые аккумуляторы, которые хранятся в помещении в оптимальных условиях могут терять и менее 2% на протяжении месяца.

Что такое саморазряд аккумулятора?

Саморазряд аккумулятора – процесс, при котором батарея разряжается при снятых и выключенных клеммах и потребителях, т.е. хранится в гараже, дома, либо в спец.хранилище.

Какие виды хранения АКБ используются?

• Обслуживаемые аккумуляторы хранятся по сухому методу, т.е. не заливают электролитом. Этому способу хранения уже не один год, и он позволяет сохранить работоспособность батареи на несколько лет. • Необслуживаемые аккумуляторы хранятся по «мокрому» или заправленному методу. При таком методе батарея заливается электролитом, заряжается и хранится на складе или в магазине. Такой способ сопряжён со множеством сложностей: оседание серной кислоты, сульфатация пластин, проникновение серной кислоты к свинцовым решеткам. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что хранить сухой АКБ проще и безопаснее.

Типы саморазряда аккумулятора

АКБ может саморазряжаться двумя путями:

• Поверхностный саморазряд начинается, когда на корпусе батареи образуется токопроводящая пленка из влаги, электролита, пыли и грязи, по которой начинает проходить ток. Устранить проблему можно хорошо прочистив корпус и клеммы. На клеммы также следует нанести антикоррозийный состав. • Внутренний разряд аккумулятора вызывается протекающими реакциями окисления и восстановления на электродах батареи. При этом на отрицательном электроде реакция проходит в несколько раз более интенсивно, чем на положительном. Реакция также усиливается при повышении плотности электролита, а также если в электролите присутствуют посторонние частицы или сам состав низкого качества. Аккумулятор также быстрее разряжается при высоких температурах, поэтому хранить полностью заряженный АКБ рекомендуется в прохладном месте.

Какая норма саморазряда?

Так ли иначе, саморазряд будет присутствовать даже при хранении батареи согласно всем требованиям. Скорость саморазряда новой и уже использовавшейся батареи разнится. Для нового аккумулятора средним значением тем саморазряда считается 0.5-1% ёмкости, т.е. батарея уходит в глубокую степень разряда через 50-60 дней, а полная разрядка наступает через 100-140 дней. Для уже бывших в использовании батарей норма разряда а среднем составляет 1-1.7% в зависимости от состояния АКБ. Если вы храните АКБ дома или а гараже, обязательно раз или два в месяц проверяйте уровень заряда и, при необходимости, осуществляете подзарядку батареи, чтобы сохранить ее ресурс работы.

Купить все необходимые запчасти вы можете в магазине IXORA. Квалифицированные менеджеры обязательно помогут сделать правильный выбор, ответят на все ваши вопросы. Обращайтесь, это выгодно и удобно.

Производитель	Номер детали	Наименование
TITAN	6CT551L	Аккумулятор TITAN 470 Standart 6СТ-55.1 L
FORD	1712276	Аккумулятор FORD 1712276
RENAULT	8671016930	Аккумулятор RENAULT 8671016930
TITAN	6CT561VLEUS	Аккумулятор TITAN EURO SILVER 6CT561VLEUS
EXIDE	EC700	Аккумулятор EXIDE Classic EC700
FURUKAWA	40B19L	Аккумулятор малообслуживаемый B/L 12V 37 190x130x200 Super Nova

* Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону (звонок по России бесплатный).

Процессы, происходящие при саморазряде

Процесс на отрицательном электроде описывается следующей реакцией:

Pb + H2SO4 ⇒ PbSO4 + H2

На положительном электроде протекает следующая реакция:

2PbO2 + 2H2SO4 ⇒ PbSO4 + 2H2O + O2

Теперь несколько слов о том, как оценить величину саморазряда и какое значение считать нормой. Степень саморазряда АКБ оценивается, как потеря ёмкости за сутки или другой выбранный период в процентах. Это может быть две или четыре недели, а также 90 суток. Эту величину можно рассчитать по следующей формуле:

S =((C — Ct)/(t*C))*100%, где

C – ёмкость заряженной АКБ;

Ct – ёмкость через выбранный интервал времени;

t – время саморазряда в сутках.

Стоит также отметить, что по мере увеличения срока службы аккумулятора, возрастает интенсивность его самопроизвольного разряда. На следующем графике представлена зависимость саморазряда от срока службы и температуры.

Производители автомобильных аккумуляторов постоянно работают над снижением саморазряда. Они делают это путём использования более чистых исходных материалов для производства, применения чистого электролита, а также с помощью добавления легирующих компонентов в материал электродов. В частности, широко используются кальциевые аккумуляторы. Часто их называют необслуживаемыми. Отрицательные и положительные электроды в таких АКБ легированы кальцием. Есть гибридные аккумуляторные батареи, где из сплава свинца с кальцием делается только отрицательный электрод. Некоторые производители используют органические ингибиторы для снижения саморазряда.

На графике ниже можно посмотреть снижение степени заряженности при хранении для различных типов аккумуляторов.

Основные признаки разряженного аккумулятора

Для определения признаков близкого к разрядке аккумулятора достаточно проверить вольтметром напряжение на клеммах. При этом «минус» должен быть отключен от авто. 12,4 В и выше – норма, 12,4- 12 В – небольшой разряд, машина заведется, но нужно подольше поездить или поставить батарею на зарядку. До 11 В – двигатель, особенно дизель, не запустится, срочно зарядить. Хуже всего, если напряжение на клеммах 10-10,5 В, это почти 100% короткое замыкание в одной из банок, только замена.

Если под рукой нет вольтметра, смотрим, как горят лампочки на панели приборов или ближний свет фар. Если в пол накала – батарею на зарядку. Если вообще ничего – либо полный разряд, либо короткое замыкание в банке. По скорости вращения стартера также можно приблизительно понять, что батарея близка к разрядке.

Аккумуляторы с низким естественным саморазрядом

Даже идеальные условия не смогут ничего сделать с естественным уменьшением ёмкости. Минимальная потеря электроэнергии неизменна. Она зависит исключительно от компонентов элементов прибора. Выходом послужат аккумуляторы с низким саморазрядом. Меньшая скорость процессов в них обусловлена использованием токоотводов с невысоким содержанием сурьмы или её заменой на кальций, что наглядно демонстрирует график.

Важно! В самых лучших условиях хранения потери электроэнергии не избежать. Но его возможно контролировать и уменьшать, если знать что за меры и при каких обстоятельствах рекомендуется принимать

К последним относится проверка напряжения как минимум один раз в месяц. Оно должно быть в пределах нормы. Если обнаружилось падение, то необходимо подзарядить батарею для сохранения её работоспособности.

АКБ со свинцово-кальциевым сплавом изготавливаются в виде необслуживаемых аккумуляторов. Дело в том, что в них снижен ток саморазряда и расход воды в рабочей жидкости. В результате многие производители выпускают приборы без отверстия для долива. Но такой тип требует усиленного контроля за электрооборудованием, так как необходимо поддерживать напряжение. Рабочие растворы без примесей обеспечивают низкий ток саморазряда в источниках питания. В их составе присутствуют только чистая кислота и дистиллированная вода. Это правило действует как при производстве, так и при эксплуатации. Также для уменьшения негативного эффекта в электролит добавляют органические ингибиторы.

Допустимый размер саморазряда

Расход электроэнергии должен составлять минимум при отсутствии неблагоприятных факторов и соблюдении правильных условий. Этот показатель зависит от срока эксплуатации прибора, а также от её типа – традиционного или необслуживаемого. Норма достигается при соблюдении температуры окружающей среды в пределах от +5 до +15°С и отсутствии влажности. При этом батарея должна быть чистой и заряженной до максимума. Величина падения напряжения будет разной для подержанных и новых батарей. Если АКБ эксплуатировался длительное время, то минимальный саморазряд автомобильного аккумулятора составит от 1 до 1,7%. Точное число зависит от срока службы источника питания. Есть вероятность и более быстрой потери ёмкости у очень старых АКБ. В новых батареях уменьшение не должно превышать 1%. То есть, за две недели оно будет в пределах 10%, а в необслуживаемых приборах – до 2%. При нормальных условиях хранения АКБ традиционного типа, работающий не более трёх лет, полностью потеряет напряжение через 100 или 140 дней. Чтобы обеспечить этот уровень и низкий ток саморазряда надо своевременно обслуживать батарею. Необходимо принимать следующие меры:

• поддерживать чистоту;
• доливать дистиллированную или деионизированную воду;
• насухо протирать аккумулятор автомобиля в случае пролива электролита;
• перед отключением заряжать до максимума;
• контролировать уровень напряжения не реже одного раза в месяц во время бездействия.

Потеря ёмкости уменьшается сведением к минимуму негативных факторов и обслуживанием. Также ток саморазряда зависит от типа батареи. АКБ с малосурьмяными или свинцово-кальциевыми сплавами дольше аналогов сохраняют напряжение в идентичных условиях. В период бездействия одним из самых важных можно считать поддержание напряжения, так как его снижение до нуля ведёт к сокращению срока службы аккумулятора автомобиля.

Почему сокращается срок службы

Сколько прослужит батарея, зависит от многих факторов, не каждый водитель способен определить, почему аккумуляторы ломаются раньше окончания гарантийного срока. Чаще всего причина в человеческом факторе, плохом состоянии автомобиля, в частности энергосистемы. Если человек выбрал необслуживаемый аккумулятор, как правило, после установки он забывает, что иногда нужно смотреть на индикатор, показывающий текущее состояние батареи.

Глубокий разряд, перезаряд

Как определить степень заряженности АКБ?

Уровень заряда влияет на срок службы батареи. Условия хранения, эксплуатации конкретной модели АКБ указаны в технической документации – их необходимо соблюдать. Например, если батарея не используется длительное время, её необходимо снять, обеспечить требуемый уровень заряда (показатели зависят от типа аккумулятора), спрятать в сухом, отапливаемом помещении.

Частые полные заряды также снижают ёмкость, пусковой ток АКБ. Например, для литиевых источников питания глубокий переразряд чреват падением потребительских свойств, полной поломкой.  Не всегда переразряженный источник питания можно вернуть к жизни, равно как и вернуть в магазин по гарантии.

Особый контроль за состоянием аккумулятора следует обеспечить в авто, где установлено много дополнительных электрических приборов. В условиях города при коротких поездках генератор не всегда успевает восполнить энергию, поэтому  регулярно выполняйте получасовые поездки, таким образом, продлевая срок службы АКБ.

Короткое замыкание

Наличие короткого замыкания в электрической системе автомобиля – одна из распространённых проблем поломки АКБ. Даже если источник питания переживёт внештатную ситуацию, он вряд ли прослужит долго. Основная причина возникновения короткого замыкания – заводской брак, отсутствие должно ухода, приведшее к ржавлению, разрушению пластин внутри банок.

Сульфатация

Недостаток напряжения на электродах, низкий уровень, несоответствие плотности электролита могут привести к сульфатации пластин, когда на них образуется налёт, препятствующий нормальной химической реакции. Проблема появляется, если напряжение в АКБ падает ниже 10,8 В.

Сульфатация пластин аккумулятора.

Температура

Экстремальные температуры, резкие перепады всегда негативно влияют на работу аккумулятора. Сильный холод, жара изменяют плотность электролита. В мороз он становится вязким, иногда вода может замёрзнуть. Это может привести как к падению пускового тока, снижению ёмкости, повышенному саморазряду, так и механическому повреждению банок, что приведёт батарею в полную негодность. Для северных регионов разработаны модели с повышенной ёмкостью, пусковым током.

Природа саморазряда

Экстремальная жара под капотом, когда двигатель автомобиля заглушен и подзарядки аккумулятора не происходит, приводит к значительному ускорению всех электрохимических реакций, обязательно происходящих в любых источниках питания на химическом принципе. Помните школьные уроки химии — там говорилось об увеличении скорости протекания химических реакций при повышении температуры.

При чем же здесь разрядка аккумуляторов?

В любом аккумуляторе так или иначе с течением времени происходит процесс саморазряда, и как бы нам не хотелось этого избежать, пока такие способы не изобретены, здесь автомобильный аккумулятор отличается конечно от обычной батарейки, лежащей на прилавке магазина годами.. На самом деле контакты (клеммы) аккумулятора не являются изолированными друг от друга на 100%, так как через химические элементы они все равно связаны, и ток, конечно это крохотные единицы мили-Ампер, между ними протекает, постепенно перенося электроны из одного химического элемента в другой. Но с ростом температуры, как мы уже поняли, рост тока обеспечен. Повышение тока, парадоксально, но так же подогревает батарею, и скорость саморазряда ускоряется не линейно, а экспоненциально.

Как утверждают производители аккумуляторов влияние температуры таково, что после 20 градусов Цельсия повышение температуры на каждые 10 градусов увеличивает скорость саморазряда вдвое!

Когда автомобиль находится в движении каждый день, разрядка компенсируется работой генератора автомобиля. Однако, если автомобиль используется реже (выезд на отдых, использование общественного транспорта), уровень заряда батареи неуклонно снижается.

Кроме того, угрозой для батареи является коррозия решеток, которая постепенно уменьшает токопроводящий слой, одновременно увеличивая значение внутреннего сопротивления. Таким образом, постепенно падает способность аккумулятора к зарядке, электрическая емкость снижается. К сожалению, повреждения, возникающие от воздействия высоких температур, являются необратимыми и, в конечном счете, единственным выходом останется замена.

Прогрессирующая саморазрядка и коррозия решеток, вызванные жаркой погодой, могут проявиться значительно позже, например, только в прохладные осенние дни или зимой, когда требуется больше энергии для запуска двигателя. Поэтому стоит регулярно проверять состояние и заряд аккумуляторной батареи.