Аккумуляторная батарея.

1. Устройство и классификация автомобильных аккумуляторов 


Все аккумуляторы представляют собой последовательно соединенные элементы (банки), выдающие напряжение в 2 Вольта.

Каждый элемент представляет из себя набор отрицательных и положительных пластин, разделенных между собой сепараторами и опущеными в раствор серной кислоты (кислотные акб) или щелочи (щелочные акб). 

Электрохимическая реакция, возникающая внутри каждого элемента приводит в возникновению упорядоченного движения электронов, т.к. возникает электрический ток. 

В жаркое время года происходил обычный процесс испарения воды, и ее требовалось регулярно доливать, откручивая пробки каждого элемента. Но, прогресс не стоит на месте, и на Западе начали решать проблему испарения воды. Если количество сурьмы свести к минимуму или заменить ее другим элементом, то аккумулятор можно сделать практически необслуживаемым. Американцы из фирм Delco Remy и GNB в 50-е годы реализовали так называемый кальциевый свинец, а европейцы - малосурьмянистый (Baren, Varta, Bosch). Полученные в результате конструкции обеспечивали стойкость к гидролизу при напряжениях до 16 В и выше, а значит при нормально работающей электросистеме (напряжения в пределах 14 В) вода практически не испаряется и аккумулятор можно сделать герметично закрытым на все время его эксплуатации. 

Таким образом, сегодня различают четыре основных разновидности аккумуляторов - "классические" обслуживаемые (сурьмянистый свинец), малосурьмянистые, кальциевые и гибридные (комбинированные). В последних отрицательные пластины делают из кальциевого свинца, а положительные из малосурьмянистого. Такой выбор не случаен. При всех достоинствах кальциевых аккумуляторов один "смертельный" недостаток у них все-таки есть. При длительной глубокой разрядке их положительные пластины покрываются сульфатом кальция, блокирующего электрохимические реакции. Этот процесс, в отличие от образования знаменитого сульфата свинца, необратим. 

2. Как выбрать и правильно зарядить аккумуляторную батарею 

Главным критерием при выборе аккумулятора является его емкость. Автомобилестроители тщательно подбирают все компоненты электрической системы, включая генератор и аккумулятор по совместимости друг с другом так, чтобы получить баланс. Исходным параметром здесь является двигатель - его объем и количество навесных агрегатов, включая компрессор кондиционера, которые в сумме и определяют с какой силой все это необходимо будет прокручивать при старте. С другой стороны, генератор должен будет заряжать и этот аккумулятор и подавать достаточно тока на остальные, в том числе и вспомогательные системы - отопители, стеклоподъемники и т.д. 

При выборе аккумулятора необходимо правильно прочитать его параметры, записанные на его этикетке. Встречаются, например, такие условные обозначения и сокращения: 

12V, 55Ah, R.C. 90 min, LOAD TEST 200 A, CCA (-18 C): BCI 400, IEC 275, DIN 255 

12V - номинальное напряжение 12 Вольт; 

55 Ah - емкость аккумулятора, в данном случае 55 ампер/часов. 

Приобретая новый, заправленный электролитом аккумулятор, не стесняйтесь проверить его по всем статьям. 
Первым делом снимите с него защитную упаковочную пленку, и убедитесь, что корпус не поврежден - такое тоже иногда случается. Затем попросите продавца измерить плотность электролита (для обслуживаемых батарей) - она не должна быть ниже номинальной более чем на 0,02 г/см 3, что соответствует примерно 80 - процентной заряженности аккумуляторной батареи. Последнюю проверку следует произвести с нагрузочной вилкой - ее вольтметр должен показать 12,5 - 12,9 Вольт при отключенной нагрузке, а при включенной - не опуститься в течение 10 секунд ниже 10,5 Вольт. 

Если аккумулятор требует подзарядки, то ток зарядки выбирается из расчета 0,1 от емкости батареи, к примеру, если у вас аккумулятор емкостью 55 Ампер- час, то ток его зарядки должен составлять 5,5 ампер. Время зарядки составляет от 4 до 12 часов, в зависимости от состояния аккумуляторной батареи. Причем, признаком полной зарядки батареи, может служить обильное газовыделение (кипение электролита) из банок аккумулятора. 

Плотность электролита исправного и полностью заряженого аккумулятора, должна состовлять 1.28 г/см3 зимой и 1,24 г/см3 летом. Чаще всего, уровень электролита падает в летнее время из-за испарения воды из электролита. Поэтому, для выравнивания уровня, следует доливать в акб дистиллированную воду. 

Таблица температурных поправок.

3. От чего умирают аккумуляторы 
 

Главной причиной выхода аккумуляторов из строя является физика электрохимического процесса зарядки и разрядки. 

Получая и отдавая ток, пластины с нанесенной на них пастой расширяются и сжимаются. Это происходит циклично много сотен и тысяч раз и в результате происходит механическое разрушение их структуры. Нанесенная на решетчатые пластины паста опадает с них, скапливаясь на дне. Как результат, еще до того как рабочие поверхности оголятся и потеряют способность удерживать заряд, накопившийся шлам замкнет положительные и отрицательные пластины. 

Временное решение существует. Первоначально на дне аккумуляторов делались дополнительные емкости-отстойники, перегороженные ребрами, в которые собирался шлам. Дальнейшие труды конструкторов и разработчиков привели к появлению конвертов-сепараторов. Сепараторы, как следует из названия, разделяют отрицательные и положительные пластины. Выполненные из пористого материала (полиэтилен в последнее время), они как губка пропитаны электролитом и позволяют пластинам быть расположенными практически вплотную друг к другу. 

Это значительно уменьшает размеры аккумуляторов и повышает их стойкость к механическим нагрузкам, ведь теперь внутри их находятся плотно упакованные "пакеты", а не болтающиеся решетки. Дальше, если сепараторы закрыть с трех сторон, они превращаются в своеобразные конверты, в которых и накапливается опадающая с поверхности каждой пластины отработанная свинцовая паста. В результате этого потребность в отстойнике отпадает, пакеты пластин можно фиксировать прямо на дне, что еще больше повышает стойкость и сопротивляемость к вибрациям и ударам. Высвобождается также дополнительное пространство по высоте. Его используют, создавая дополнительные резервы электролита (повышает общее время жизни аккумулятора) и систему конденсирования и сбора испаряющейся воды. 

Аккумуляторы одинаково боятся перезаряда и глубокой разрядки. 
В первом случае происходит интенсивное окисление, разрушение и осыпание материала положительных пластин, а во втором начинается оплывание пасты с отрицательных решеток. Перезаряд может наступить как на работающем автомобиле в случае неисправности электросистемы, так и при стационарной зарядке аккумулятора, когда вы отвлеклись, забыли, в общем прозевали момент, когда он начал бурлить, интенсивно разлагая воду. Кальциевые и гибридные аккумуляторы в гораздо меньшей степени подвержены этой угрозе потому, что состав их свинца обеспечивает свойства своеобразной "самовыключаемости" - они перестают принимать ток когда заряжены на 95-97 %%. 

Глубокая разрядка происходит чаще всего по вине электросистемы (неисправный генератор), по причине ослабленного ремня генератора, окисления многочисленных контактов, а также замыканий на корпус, когда ток идет не к батарее, а на нагревание окружающего воздуха всей массой автомобиля. Возникшие неполадки легко заметить по неожиданно появившимся проблемам пуска двигателя. Устраняются они стационарной зарядкой, а также поиском и устранением собственно причины потери тока. 

При разрядке опасны здесь не только долгосрочные последствия (разрушение отрицательных пластин). Вполне реально перейти за "границу невосстанавливаемости" - 2 В, когда аккумулятор уже нельзя будет зарядить никакими самыми умными зарядными устройствами. Другая ситуация более простая, но не менее опасная. Электролит разряженного аккумулятора стремительно стремится превратиться в обычную воду, и при минусовой температуре она попросту замерзает. Так вот, если заряженный аккумулятор вполне сносно переносит морозы потому, что серная кислота не замерзает, то в разряженном варианте он вполне может просто лопнуть, не выдержав очередной морозной ночи. 

4. Проверка аккумуляторной батареи.

Прежде всего, необходимо проверить уровень электролита. Он должен быть на 10-15мм выше пластин

Замер плотности электролита ареометром позволяет судить о степени разряженности батареи

Таблица степени разряженности аккумуляторов в зависимости от плотности электролита

Для более точного определения емкости аккумулятора, полностью заряженную батарею разряжают низким током (в случае 55-го аккумулятора - порядка 2,75А) при температуре электролита в 25 С на протяжении 20 часов, при этом в конце такой разрядки напряжение на полюсах аккумулятора не должно быть ниже 10,5 Вольт. Таким образом, 100-амперный аккумулятор должен "выдавать на гора" ток в 5А на протяжении 20 часов так, чтобы после разрядки этим током его напряжение не опустилось ниже 10,5 Вольт. 

R.C. 90 min. - Резервная емкость (Reserve Capacity) - 90 минут. 

Резервная емкость - это время (в минутах), в течение которого аккумулятор способен поддерживать напряжение не ниже 10,5 вольт при токе разрядки в 25А. 

Физическое значение резервной емкости - это время, которое можно проехать ночью при минимальной электрической нагрузке автомобиля при неработающем аккумуляторе. 

LOAD TEST 200 A - Нагрузочный тест 200 А. 

Нагрузочный тест показывает исправен ли аккумулятор и способен ли он держать нагрузку, необходимую для пуска двигателя. Для проверки к тоководам присоединяют сопротивление, соответствующее сопротивлению электрической системы при пуске автомобиля. В бытовых и гаражных условиях это пробник (устройство N Э108, не путать с Э107!). После примерно 15 секунд под нагрузкой аккумулятор должен давать напряжение не меньше 9,5 вольт при температуре 21 С. О той энергии, которую высвободил за эти секунды аккумулятор говорит раскалившееся до красна сопротивление пробника. Чем меньше (по емкости) аккумулятор, тем меньший по размеру двигатель он должен крутить и, соответственно меньше нагрузочный тест. Точное его значение (в нашем случае - 200 А) указано на этикетке. 

CCA (-18 C): BCI 400, IEC 275, DIN 255 - Ток холодного пуска (Cold Cranking Amperes) 

Важнейший показатель, говорящий о том, насколько мощный ток выдаст аккумулятор в условиях зимнего пуска. Для его определения батарею выдерживают несколько часов при температуре -18 С (0 F) и замеряют ток, который она затем выдает на протяжении 30 секунд. 

Ток холодного пуска измеряется по трем разным методикам: BCI (Battery Council International), IEC (International Electrotechnical Commission и DIN (Deutche Industri Normen). Отличаются они деталями (30, 60 или 150 секунд, 7,2, 8,4 или 6,0 вольт конечное напряжение) и , как результат, определяют различные итоговые значения. То, как производители аккумуляторов наносят их на этикетки и является последним тестом качественности батарей. Серьезные фирмы указывают все три значения, а сомнительные компании - только один, конечно же самый большой, и, как правило, без его расшифровки. 

В современных условиях, применяются специальные устройства, подключив которые к выводам акб можно получить всю информацию о состоянии аккумуляторной батареи.

_{По материалам Интернета}