Как сделать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками
Зарядное устройство для аккумулятора – это необходимый девайс каждого автолюбителя. Но в силу высокой стоимости и частых поломок, позволить себе купить новое ЗУ может далеко не каждый. Но выход есть.
Если вы имеете определенные навыки и умеете держать в руках инструменты, в том числе и паяльник, то сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками – не составит труда. Ниже более подробно изучим этот вопрос.
Немного полезной информации
Аккумулятором называется накопитель электрического заряда. Во время подачи на него электрического напряжения, происходит накопление энергии, что объясняется химическими изменениями внутри батареи. При подключении источника потребления можно наблюдать обратный процесс, который обусловлен обратным химическим изменением, создающим напряжение в области клеммов устройства. Через нагрузку происходит прохождение тока. То есть, чтобы получить напряжение от аккумуляторной батареи, следует сначала ее зарядить.
Сам процесс заряда батареи происходит по определенным правилам и зависит от вида аккумулятора. Из-за нарушения данных правил возможно уменьшение срока эксплуатации батареи, а также ее емкости.
Именно поэтому параметры для зарядного устройства к автомобильному аккумулятору должны подбираться строго индивидуально, для определенного носителя энергии.
Это возможно в случае со сложными зарядными устройствами, имеющими регулируемые параметры, а также приобретая отдельное ЗУ специально под определенную батарею. Но есть более универсальный и практичный вариант – сделать зарядное устройство своими руками.
Виды зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов
В процессе заряда батареи происходит восстановление израсходованной в емкости энергии. С этой целью на клеммы аккумуляторной емкости происходит подача напряжения, которая слегка выше, нежели основные рабочие показатели аккумуляторной батареи. В зависимости от вида зарядного устройства, подаваться может:
- Постоянный ток. Средняя длительность такого заряда составляет около 10 часов и более, при этом на протяжении всего времени происходит подача фиксированного тока. Напряжение может изменяться в пределах от 13,8 до 14,4 В в самом начале зарядки, а в конце она может снизиться до отметки в 12,8 В. То есть это постепенный метод накопления емкости батареи, который в ходе эксплуатации держится дольше. Но среди минусов можно выделить необходимость в контроле над процессом, так как важно вовремя выключить ЗУ. В случае перезаряда возможно закипание электролита, что снизит функциональность батареи.
- Постоянное напряжение. При таком типе заряда устройство все время подает напряжение в 14,4 В, при этом происходит изменение значений от больших в начале зарядки, до меньших – в конце. Поэтому перезаряд невозможен, разве что в случае если вы оставите ЗУ на несколько дней. Достоинством является меньшее время для заряда (7-8 часов), и возможность оставить ЗУ без присмотра. Но при частом использовании данного метода возможно более быстрое выхождение батареи из строя, в процессе эксплуатации она будет быстрее разряжаться.
Поэтому, если нет необходимости в быстром заряде батареи, лучше отдать предпочтение первому варианту – с постоянным током. А в случае, когда нужно быстро восстановить работоспособность АБ подойдет постоянное напряжение, но не для многоразового пользования.
Если же задаетесь вопросом, какое лучше зарядное устройство сделать своими руками, то здесь однозначно стоит выбрать вариант с подачей постоянного тока. По схеме этот прибор достаточно прост, и состоит из доступных элементов.
Как узнать состояние батареи?
Необходимость в зарядке аккумулятора автомобиля зависит от уровня заряда. И метод проверки, именуемый в народе как «крутит/не крутит» является не самым удачным методом. Если же батарея «не крутит», например, перед выездом, то вы вообще не сможете завести машину, состояние «не крутит»– критическое и может предполагать крайне негативные последствия для самого аккумулятора.
Самым эффективным и безопасным методом является измерение напряжение при помощи самого простого тестера. Так, при температуре воздуха приблизительно около 20 градусов, зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключенного от нагрузки аккумулятора такова:
- 12,6-12,7 – батарея полностью заряжена;
- 12,3-12,4 – уровень заряда составляет около 75%;
- 12,0-12,1 – приблизительно 50%;
- 11,8-11,9 – 25%;
- 11,6-11,7 – батарея находится в разряженном состоянии;
- если же показатель находится ниже отметки в 11,6 В, то это означает глубокий разряд.
Все вышеперечисленные показатели измеряются в вольтах.
Показатель в 10,6 Вольт является критическим, и если уровень еще больше снизится, то аккумуляторная батарея, особенно которая давно обслуживалась, просто выйдет из строя.
Нужные параметры при зарядке постоянным током
Уже доказано, что производить заряд автомобильных свинцовых кислотных аккумуляторных батарей (в основном в автомобилях присутствуют именно такие) необходимо при помощи тока, не превышающего показателя в 10% от емкости всей батареи.
Так, в случае емкости АБ в 55 A/ч, максимальная подача тока заряда должна быть 5,5 А. По такому принципу высчитывается максимальный ток для любой батареи. Можно даже немного снизить подачу тока, но в таком случае процесс заряда будет идти немного медленнее. Накопление заряда будет происходить даже в случае, если ток заряда будет ближе к отметке 0,1 А. Но в таком случае для восстановления емкости необходимо будет очень много времени.
Минимальное время заряда АБ при уровне тока в 10% от заряда составляет 10 часов, но это в случае полного разряда батареи, которого допускать недопустимо. Поэтому на фактическое время до полного заряда влияет глубина разряда.
Чтобы произвести расчет примерного времени до полного заряда, следует выяснить разницу между максимальным зарядом (12,8 вольт) и вольтажом на данный момент. Если эту цифру умножить на 10, то можно получить приблизительно время в часах.
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Обычно с целью пополнения емкости электрического накопителя, необходима бытовая сеть в 220 вольт, преобразовывающаяся в пониженное напряжение с помощью преобразователя. Сделать ЗУ своими руками вполне возможно, скорее, это даже не вызовет никаких проблем. Для этого достаточно будет минимальных знаний в области электротехники и умение пользоваться паяльником, и другими инструментами.
Простые схемы
Самый простой и действенный метод заключается в использовании понижающего трансформатора. С его помощью снижается напряжение в 220 В до необходимых для заряда 13-15 вольт.
Найти трансформаторы такого типа можно в старых ламповых телевизорах или же в блоках питания для компьютера, которые продаются на блошиных рынках. Однако имеется нюанс – на выходе трансформатора переменное напряжение. Поэтому появляется необходимость в его выпрямлении.
Это можно сделать с помощью таких методов:
- Одного выпрямляющего диода, установленного после трансформатора, при этом на выходе подобного зарядного устройства будет наблюдаться пульсирующий ток с сильными ударами, так как срезана только одна полуволна. Ниже представлена самая простая схема с одним диодом.
- Второй метод – это использование диодного моста, благодаря которому отрицательная волна будет заворачиваться вверх. Зарядное устройство тоже будет обладать пульсирующим током, но биение уже будут менее выраженными. Чаще всего в домашних условиях реализовывают именно эту схему, хотя она является далеко не самым лучшим вариантом. Диодный мост можно собрать самостоятельно на любых выпрямляющих диодах. Или же можно не заморачиваться, и приобрести уже готовую сборку.
- Третий вариант – это диодный мост со сглаживающим конденсатором (4000-5000 мкФ, 25 вольт). На выходе данной схемы мы получается постоянный ток, что очень даже подходит для изготовления зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками.
Все вышеперечисленные схемы имеют в своем составе также предохранители типа 1А и приборы для измерения. С их помощью возможно контролировать процесс заряда аккумуляторной батареи. Однако можно исключить их из данных схем, но в таком случае для периодических измерений и контроля над функциональностью прибора необходимо будет использовать мультиметр.
И если в случае с контролем напряжения подобный вариант возможен (просто нужно будет приставлять щупы к клеммам), то вот проконтролировать ток будет достаточно сложно. В таком случае для измерения необходимо будет включать прибор в разрыв цепи. Это означает, что каждый раз для проверки тока потребуется выключать питание, после проводить проверку мультиметром в режиме измерения тока, а потом опять включать питание. Придется разбирать измерительную цепь в обратном направлении. В связи с этим необходимо заранее подумать о применении амперметра хотя бы на 10 А.
Среди недостатков данных схем можно выделить отсутствие возможности регулировки параметров заряда. Поэтому выбирая элементную базу, отдавайте предпочтение таким вариантам, чтобы на выходе сила тока соответствовала тем самым 10% или немного меньше от емкости батареи. Напряжение должно наблюдаться в пределах от 13,2 до 14,4 вольт.
Но что делать в случае, когда ток больше необходимой отметки? Для этого в схему ЗУ следует добавить резистор, который размещают на плюсовом выходе диодного моста непосредственно перед амперметром. По месту необходимо подобрать сопротивление, основной ориентир – ток. При этом мощность резистора должна быть немного больше, так как на него будет рассеиваться лишний заряд, приблизительно 10-20 ВТ.
Еще один нюанс – скорее всего зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, сделанное своими руками по вышеперечисленным схемам будет сильно нагреваться. Чтобы избежать перегорания, можно в схему добавить куллер, который должен располагаться после диодного моста.
Схемы с регулировкой
Недостатком всех данных схем является отсутствие возможности производить регулировку подачи тока. И единственный вариант изменить это – менять сопротивления. Можно поставить переменный подстроечный резистор, что является наиболее простым и эффективным вариантом. Однако более надежно будет произвести ручную регулировку тока в схеме с использованием двух транзисторов и подстроечным резистором.
Ниже предоставлена схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками, в которой имеется возможность производить ручную регулировку тока заряда.
Источник
Калькулятор расчета времени зарядки аккумулятора автомобиля
Зарядки требует не только полностью севший АКБ (до такого доводить нежелательно), но и аккумулятор находящийся в эксплуатации. Только вот время подзаряда будет у них разное. Зачастую это от 8 до 12 часов. Наш онлайн калькулятор поможет подсчитать сколько нужно заряжать автомобильный аккумулятор, используя для этого постоянный ток.
Когда, как и каким током заряжать
Как правило, о степени заряженности АКБ судят по плотности его электролита. Плотность полностью заряженной батареи должна составлять 1,26-1,28 г/см³, напряжение не менее 12,5 В. Все будет зависеть от того, какая плотность электролита была изначально установлена в новом аккумуляторе вашего региона проживания, может быть как 12,7 В так 12,9В. Чем плотность ниже, тем сильнее она разряжена. Уменьшение плотности на 0,01 г/см3 по сравнению с номинальной означает, что батарея разрядилась примерно на 6-8%. Степень заряженности нужно определять по банке имеющей наименьшую плотность.
| Степень заряженности (%) | Плотность электролита (г/см³) | Степень разряженности (%) | Напряжение аккумуляторной батареи (В) | Время заряда при 10% от емкости (часы) |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 1,277 | 12,73 | Нет необходимости | |
| 90 | 1,258 | 10 | 12,62 | 2 |
| 80 | 1,238 | 20 | 12,50 | 4 |
| 70 | 1,217 | 30 | 12,37 | 6 |
| 60 | 1,195 | 40 | 12,24 | 8 |
| 50 | 1,172 | 50 | 12,10 | 10 |
| 40 | 1,148 | 60 | 11,96 | 13 |
| 30 | 1,124 | 70 | 11,81 | 16 |
| 20 | 1,098 | 80 | 11,66 | 20 |
| 10 | 1,073 | 90 | 11,51 | 24 |
| 1,06 | 100 | 11,4 | Сульфатация |
Оптимальным током зарядки аккумуляторной батареи считается ток равный 0,05 от ее емкости (уравнительный заряд). Так для батареи емкостью в 55 Aм/ч эта величина составляет 2,75 А, а для 60 Ач уже 3 ампера. Цель такого метода — обеспечение полного восстановления активных масс во всех пластин аккумулятора.
Хотя зачастую применяют так называемый форсированный заряд и берут другое соотношение – 10% от емкости. То есть стандартный аккумулятор легкового автомобиля 55Ah заряжают током 2.75-5.5A, а для 60Ah АКБ зарядный ток выставляют в пределах от 3А до 6А. Но, нужно знать, что чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд, хотя и требуется больше времени. Точно такая же ситуация и с подаваемым напряжением — чем больше тем быстрее, но, оно не должно падать ниже 13,8 и превышать 14,5В). Зарядное напряжение поднимают до 16,0-16,5В лишь при зарядке необслуживаемого аккумулятора.
Обязательно следует отметить, что на сегодняшний день есть несколько методов подзарядки АКБ:
- При постоянном токе;
- При постоянном напряжении;
- Комбинирование в автоматическом режиме (рассматривать не будем, поскольку в таком случае калькулятор подсчета времени не нужен).
Этапы разряжености автомобильного аккумулятора
Время зарядки АКБ при постоянном токе
Формула расчета зарядного тока имеет вид: I=Q*k, где Q – емкость батареи, а k – некий коэффициент от номинала (идеальное его значение находится в границах 0,04…0,06, а оптимальное до 0,1). Исходя из такой рекомендации, подсчет времени, которое нужно для полностью посаженого аккумулятора имеет такой вид: Т= Q/ I. Подставив свои значения, вы увидите, что получается достаточно много времени, но поскольку, зачастую требуется не полная зарядка, а лишь восстановление утраченной емкости, то эта цифра будет в два или полтора раза меньше.
Для ориентировочной оценки требуемого времени на зарядку автомобильного аккумулятора постоянным током сначала необходимо определить степень разряженности батареи (в процентах), потом определить потерянную емкость (в Ач), а затем, выбрав величину зарядного тока, рассчитать время полной зарядки. Формула для расчета сколько по времени подзаряжать аккумулятор авто выглядит так:
Умножение данного соотношения в 2 раза, нужна из-за того, что КПД процесса составляет 40-50%, остальное тратится на нагрев, а также связанные с этим электрохимические процессы.
Когда в течение часа на клеммах аккумулятора, при зарядке, напряжение перестает увеличиваться — аккумулятор заряжен на 100%.
Величина конечного напряжения зависит от: величины зарядного тока, температуры, внутреннего сопротивления АКБ, наличия в электролите примесей и от состава сплава решеток.
Как пользоваться калькулятором
Чтобы узнать сколько времени нужно заряжать ваш аккумулятор не нужно вдаваться в подробности всех процессов и расчетных формул достаточно воспользоватся этим калькулятором.
Для онлайн расчета необходимо заполнить все три поля:
- В поле «Номинальная емкость» вписываете емкость заряжаемого автоаккумулятора.
- В поле «Степень разряженности» можно ввести как процентное соотношение вычисленное по таблице, так и напряжение замеренное вольтметром.
- В ячейке «Зарядный ток» нужно указать каким именно током планируете заряжать АКБ от зарядного устройства.
По нажатию кнопки «Рассчитать» получите необходимое время для полного заряда аккумулятора автомобиля.
Часто задаваемые вопросы
Сколько нужно заряжать аккумулятор чтобы завести машину?
Чтобы завелась машина и можно было ехать, в летнее время, достаточно заряжать АКБ 30 минут током 10% от емкости аккумулятора. Этого времени достаточно чтобы его напряжение поднялось до 11,8 Вольт и двигатель смог завестись стартером без постороннего усилия. Зимой, нужно будет ставить батарею на зарядку минимум на 1 час чтобы поднять его напряжение до 12В. Дальнейший заряд аккумуляторной батареи будет происходить от генератора, когда машина будет ездить на оборотах свыше 1500 об/мин.
От чего зависит скорость зарядки аккумулятора?
Скорость зарядки зависит от силы тока. Скорость химической реакции при повышении тока заряда будет ускоряться. Чем выше ток от зарядного устройства будет идти на АКБ, тем быстрее он зарядится, но тем он сильнее и нагревается. Заряжать большим током необслуживаемые аккумуляторы категорически запрещено.
Сколько ампер ставить при зарядке аккумулятора?
Номинальное значение силы зарядного тока составляет 10% от её емкости. Следовательно, при зарядке аккумулятора нужно ставить 4.5, 5.5, 6.0 или 7.0 ампер. В зависимости от того с какой аккумуляторной батареей пришлось работать. А чтобы точно посчитать сколько ампер нужно выставить на зарядном устройстве, в вашем случае, воспользуйтесь калькулятором умножив емкость АКБ на 0,1.
Сколько заряжать аккумулятор 60 ампер часов?
Чтобы понять сколько заряжать аккумулятор 60ah, необходимо сначала определить степень его разреженности. Среднее время зарядки севшего АКБ составляет от 10 до 12 часов. Если аккумулятор 60 ставить на зарядку на 6 ампер, когда он имеет всего 11,7В при плотности электролита 1,1 г/см³, то свою полную емкость он восстановит за 14 часов. Конечное время зависит от уровня разряда. Аккумуляторная батарея считается полностью заряженной, когда на его клеммах вольтметр будет показывать 12,73В, и будет активное кипение электролита.
Сколько ампер должен показывать заряженный аккумулятор?
Чтобы проверить заряженный ли аккумулятор, не проверяют сколько ампер показывает мультиметр, ведь заряженный аккумулятор уже не будет брать никаких ампер. На клеммах проверяют напряжение, которое должно составить не менее 12,7В спустя получаса после зарядки и около 13,4В если проверять сразу после отключения. Поэтому сколько ампер должен показывать заряженный аккумулятор является не корректным вопросом.
Если зарядное устройство имеет не индикаторные лампочки, а встроенный амперметр, то вопрос сколько будет показывать ампер на табло зарядного устройства (которое заряжает постоянным напряжением) может возникать, однако при полном заряде вы тоже увидите стрелку на нуле (0,1 A). А вот если зарядка осуществлялась постоянным током, то нужно контролировать не ток, он будет, таким как его установили изначально, – смотрите на напряжение. Заряженный кислотный аккумулятор подключенный к устройству покажет 14,4В. Полностью заряженный до 100% кальциевый АКБ выдаст 16,3В и ток подскочит до 0,8А после того как сначала он упал до 0,4, что будет свидетельствовать о начале электролиза.
Источник
Аккумуляторные батарейки: время и правила зарядки
Современного человека со всех сторон окружают приборы, различные гаджеты, работающие на аккумуляторах. Важную роль в безопасном движении автотранспорта играет аккумуляторная батарея автомобиля. Их всех объединяет одно – своевременная зарядка АКБ. Сегодняшний ритм жизни испытывает дефицит времени. Людей интересует, как рассчитать время зарядки аккумулятора.
Принцип работы аккумулятора
Прежде, чем приступать к зарядке батареи, надо разобраться в принципе работы АКБ. Функционирование батареи основано на накоплении свинцовыми пластинами в растворе серной кислоты электрического потенциала. При разряде пускового устройства происходит оксидирование свинца, при зарядке батареи наблюдается обратная химическая реакция: свинец полностью восстанавливается.
Основные параметры автомобильных аккумуляторов – это ёмкость и пусковой ток. Величина ёмкости прибора прямо пропорциональна его мощности. Чем больше ампер-часов содержит заряд, тем сильнее пусковой ток. Два этих параметра должны обеспечивать пуск двигателя автомобиля в течение короткого времени. В это время происходит падение напряжения на клеммах батареи.
Важно! В странах Евросоюза норма падения напряжения АКБ в течение 10 секунд разряда не должна быть менее 7,2 в. В России за порог снижения вольтажа принимают величину 10в.
Что необходимо знать для правильной зарядки аккумулятора
Для того чтобы понять, каким током заряжать автомобильный аккумулятор, прежде всего, нужно знать, какая у него емкость и, исходя из этого, выставлять или ток зарядки автомобильного аккумулятора, или напряжение. Все зависит от того, какой способ выбрать и какое зарядное устройство будет применено.
Если, например, емкость батареи составляет 60 Ач (ампер часов), максимальная сила тока, которую можно поставить, составляет 6 А (10% от номинальной емкости батареи). Если емкость заряжаемой АКБ 75 Ач (ампер часов), ток выставляется 7,5 А.
Для зарядки аккумулятора есть два известных метода:
- постоянный ток зарядки аккумулятора ;
- метод постоянного напряжения.
Если способ постоянного тока приводится в действие ручными настройками, то нужно будет контролировать ток заряда автомобильного аккумулятора каждые 2-3 часа. Ток выставляется, как уже упоминалось, в размере 10 процентов от емкости АКБ. А потом необходимо постепенно снижать его величину по мере увеличения показателя напряжения (U). Сколько заряжать аккумулятор таким способом, точно сказать нельзя. Это займет не меньше 10 часов.
Для современных необслуживаемых аккумуляторов с гелевым содержимым нужно увеличить U до 15 В, а силу тока при этом сделать в два раза меньше, то есть 1,5 ампер, при емкости батареи в 60 Ач. Когда сила тока и U будут стабильно сохранять свои показатели неизменными в течение 1-2 часов, это означает, что автоаккумулятор зарядился полностью. В случае зарядки необслуживаемого аккумулятора процесс заканчивается при U 16,3 В. О том, каким будет напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора, читайте здесь →
Метод постоянного напряжения прямо зависит от того, сколько вольт подает зарядное устройство батарее. Если заряжать аккумулятор автомобиля непрерывно в течение двух суток (как известно, именно при длительном сроке зарядки обеспечивается наилучшая «прокачка» глубоко разряженной АКБ) — батарея восстановит свою емкость так:
- при U 14,4 В — от 75 до 80% ;
- при U 15 В — от 85 до 90% ;
- при U 16 В — от 95 до 97% .
Если батарея заряжается от 20 до 24 часов, а U при этом составляет 16 В и немного выше, то можно рассчитывать на полный заряд. Для окончания процесса зарядки нужно дождаться стабилизации напряжения на клеммах аккумулятора до 14,4 В. А если ЗУ снабжено индикатором, он зажжется светло-зеленым цветом, сигнализируя о том, что зарядку можно заканчивать.
При правильной установке показателей и грамотном контролировании процесса оба способа одинаково хороши и не принесут вреда батарее. Кстати, многие современные зарядные устройства оснащены контроллерами и могут работать в безопасном авто-режиме.
Два строения аккумуляторов
Индикатор заряда аккумулятора
По своему устройству АКБ для автомобилей делятся на два типа:
- обслуживаемые;
- необслуживаемые.
Обслуживаемые
Это традиционное устройство батарей. На поверхности прибора размещены вентиляционные пробки банок. При перегрузке аккумулятора происходит закипание электролита. Пар выходит через клапаны наружу. Во время этого процесса уровень раствора серной кислоты падает. Его необходимо восстанавливать доливкой дистиллированной воды. Если этого не делать, оголённые свинцовые пластины окислятся и разрушатся. Поэтому эти батареи нуждаются в периодическом обслуживании.
Необслуживаемые
Это модернизированные источники пускового тока. Банки абсолютно герметичны. Пар конденсируется на верхних поверхностях внутри ёмкостей. Затем капли воды снова попадают в электролит. Аккумулятор не нуждается в постоянном контроле уровня электролита.
Подготовка аккумулятора
Проверка аккумулятора мультиметром
Перед зарядкой необходимо подготовить аккумулятор. Для этого его снимают с машины и помещают в удобное место, а также:
- С поверхности батареи удаляют грязь, потёки электролита. Пользуются ветошью, вымоченной в содовом растворе.
- Пробки выворачивают из гнёзд банок. Их тщательно очищают от пыли и загрязнений. Обязательно прочищают в пробках вентиляционные отверстия.
- Ареометром проверяют плотность электролита во всех 6 банках. Поплавок со шкалой в колбе должен всплывать в набранном грушей электролите с делениями 1,26-1,28 Г/см3 по уровню мениска.
Обратите внимание! Показания плотности раствора в пределах 1,26-1,3 Г/см3 реальны при температуре окружающей среды 20-250С. При низком или высоком показателе надо делать поправку на величину измерения. В сети можно найти соответствующую таблицу.
Подготовка к зарядке аккумулятора
Когда, как и каким током заряжать
Как правило, о степени заряженности АКБ судят по плотности его электролита. Плотность полностью заряженной батареи должна составлять 1,26-1,28 г/см³, напряжение не менее 12,5 В. Все будет зависеть от того, какая плотность электролита была изначально установлена в новом аккумуляторе вашего региона проживания, может быть как 12,7 В так 12,9В. Чем плотность ниже, тем сильнее она разряжена. Уменьшение плотности на 0,01 г/см3 по сравнению с номинальной означает, что батарея разрядилась примерно на 6-8%. Степень заряженности нужно определять по банке имеющей наименьшую плотность.
| Степень заряженности (%) | Плотность электролита (г/см³) | Степень разряженности (%) | Напряжение аккумуляторной батареи (В) | Время заряда при 10% от емкости (часы) |
| 100 | 1,277 | 12,73 | Нет необходимости | |
| 90 | 1,258 | 10 | 12,62 | 2 |
| 80 | 1,238 | 20 | 12,50 | 4 |
| 70 | 1,217 | 30 | 12,37 | 6 |
| 60 | 1,195 | 40 | 12,24 | 8 |
| 50 | 1,172 | 50 | 12,10 | 10 |
| 40 | 1,148 | 60 | 11,96 | 13 |
| 30 | 1,124 | 70 | 11,81 | 16 |
| 20 | 1,098 | 80 | 11,66 | 20 |
| 10 | 1,073 | 90 | 11,51 | 24 |
| 1,06 | 100 | 11,4 | Сульфатация |
Свинцово-кислотный аккумулятор, который летом разряжен более чем на 50%, а зимой даже лишь более 25% необходимо снимать и подзаряжать. Также дополнительной зарядки требует та АКБ, плотность в банках которой, отличается более чем на 0,02 г/см³.
Оптимальным током зарядки аккумуляторной батареи считается ток равный 0,05 от ее емкости ( уравнительный заряд). Так для батареи емкостью в 55 Aм/ч эта величина составляет 2,75 А, а для 60 Ач уже 3 ампера. Цель такого метода — обеспечение полного восстановления активных масс во всех пластин аккумулятора.
Хотя зачастую применяют так называемый форсированный заряд и берут другое соотношение – 10% от емкости. То есть стандартный аккумулятор легкового автомобиля 55Ah заряжают током 2.75-5.5A, а для 60Ah АКБ зарядный ток выставляют в пределах от 3А до 6А. Но, нужно знать, что чем меньше зарядный ток, тем глубже заряд, хотя и требуется больше времени. Точно такая же ситуация и с подаваемым напряжением — чем больше тем быстрее, но, оно не должно падать ниже 13,8 и превышать 14,5В). Зарядное напряжение поднимают до 16,0-16,5В лишь при зарядке необслуживаемого аккумулятора.
Особенности правильной зарядки
Прибор для измерения емкости аккумулятора
Вопреки распространённому мнению, реальный уровень напряжения на клеммах полностью заряженной батареи должен быть равен 12,6 в, а не 12 в. Для правильного восполнения ёмкости АКБ производят следующие действия:
- Винты на хомутах отворачивают, их снимают с клемм батареи.
- Аккумулятор ставят на ровное место в сухом тёплом помещении.
- На клеммах закрепляют зажимы-крокодилы зарядного устройства. Обозначения на зажимах должны совпадать с полярностью выводов батареи.
- Вилку зарядки вставляют в розетку.
- Включают само устройство до полной зарядки АКБ.
Алгоритм зарядки АКБ
Чтобы батарея после покупки прослужила как можно дольше, нужно строго соблюдать правила их эксплуатации:
- Перед использованием новых АКБ нужно «потренировать» их. Тренировка заключается в том, что их надо сначала зарядить до конца, а затем полностью разрядить. Этот процесс называется формовкой. Главная хитрость состоит в его непрерывности. Нельзя вытащить батарею, которую недавно поставили заряжаться, из розетки и включить в другую. Такую процедуру нужно повторить до 4 раз. Правильная формовка увеличивает срок службы и емкость батареек. Это действие особенно актуально для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов.
- При дальнейшем использовании батареек заряжать их рекомендуется после того, когда те полностью сели. В противном случае ощутимо уменьшиться их емкость, и прослужат они недолго.
- Если в помещении слишком жарко (больше 50°С) или очень холодно (меньше 5°С), заряжать пальчиковые аккумуляторы и другие аналогичные устройства нельзя. Оптимальная температура воздуха для этой процедуры составляет 20-25°С.
- Важно не превышать положенное время заряда аккумулятора. Для заряжаемых батарей это приведет к ускоренному выходу из строя. Если же по какой-то причине за положенное время АКБ не восстановилась, то продолжать процесс бессмысленно. Нужно искать причину неполадки. Проблема может быть как с ней самой, так и с зарядным устройством.
Нужно понимать, что не создали пока вечного аккумулятора. Каждый из них рассчитан на определенный срок эксплуатации. Грамотное использование и соблюдение определенных правил может максимально продлить жизнь устройства.
Источник
Как рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора
Чтобы рассчитать параметры зарядного устройства для конкретного аккумулятора, необходимо прежде всего принять в расчет тип и параметры аккумулятора, который вы собираетесь этим устройством заряжать. Важнейшие характеристики заряжаемого аккумулятора — это: емкость, напряжение полного заряда, максимально допустимый ток заряда, а также диапазон допустимых рабочих температур.
В зависимости от того, что это за аккумулятор, какого типа материалы в нем используются — параметры зарядного устройства должны подбираться индивидуально. Здесь мы рассмотрим свинцово-кислотный и литий-ионный аккумуляторы, а точнее особенности их зарядки.
Правда в том, что если аккумулятор всегда заряжать правильно, с соблюдением оптимальных величин напряжения и тока, то он сохранит свою емкость на протяжении многих циклов заряда-разряда. Разумеется при условии, что и разряжается он тоже с соблюдением ограничений, без перегрузок, без перегревов. Итак, как же рассчитать параметры зарядного устройства для аккумулятора?
Литий-ионный аккумулятор
Главная заряженная частица, отвечающая за образование тока в литий-ионном аккумуляторе, — это положительно заряженный ион лития. Он способен внедряться в кристаллическую решетку материала на аноде, например в углерод в форме графита, а также образовывать соли или оксиды металлов (например с марганцем, кобальтом или с железом и фосфором).
В силу именно такого химического состава, максимальное конечное напряжение заряда между электродами литий-ионного аккумулятора не должно превышать 4,2 вольта, а лучше — 4,1 вольта, это продлит срок его службы, замедлит необратимые изменения.
Заряжать литий-ионный аккумулятор необходимо напряжением в 5 вольт, чтобы не ждать бесконечно долго. При этом оптимальный ток заряда должен составлять от 50 до 100% от значения емкости, то есть аккумулятор емкостью 2400мАч оптимально будет заряжать током от 2,4А до 1,2А.
Для недопущения перезаряда, качественные зарядные устройства заряжают такие аккумуляторы в 2 стадии: на первой стадии на электроды подается 5 вольт и заряд некоторое время идет с предельно разрешенным током до достижения порогового напряжения в районе 4,1 вольт, а потом начинается вторая стадия — с меньшим током, когда напряжение доводится до конечных 4,1-4,2 вольт.
Поэтому мощность зарядного устройства для литий-ионного аккумулятора (для 1 ячейки) рассчитывается так: максимальное напряжение умножить на максимальный ток, допустим 5В*2,4А=1,2Вт — для нашего примера.
Свинцово-кислотный аккумулятор
Свинцово-кислотный аккумулятор работает благодаря химическим реакциям свинца и диоксида свинца в водном растворе серной кислоты. Любой классический автомобильный аккумулятор устроен именно так. В процессе заряда сульфат свинца распадается на ионы (отрицательно заряженный SO4 и положительно заряженный H), на катоде образуется диоксид свинца, на аноде — чистый свинец. При разряде — металлический свинец окисляется до сульфата свинца, диоксид свинца восстанавливается на катоде, а на аноде окисляется свинец.
Если аккумулятор перезарядить (продержать на зарядке чрезмерно долго), то сульфат свинца закончится, останется только вода, и начнется ее электролиз: на аноде при этом будет выделяться кислорода, а на катоде (отрицательном электроде) — водород — в жидком электролите будет видно как пойдут пузырьки.
В силу именно такого химического состава, напряжение максимального заряда одной ячейки свинцово-кислотного аккумулятора составляет 2,17 вольта. В 12 вольтовом аккумуляторе таких последовательно соединенных секций 6, а в 6 вольтовом — 3 последовательно соединенные секции. Поэтому максимальное напряжение заряда 12 вольтного аккумулятора составляет 13,02 вольта. Для 6 вольтного — 6,51 вольт.
Таким образом, зарядное устройство в процессе зарядки должно подавать на электроды постоянное напряжение исходя из по крайней мере 2,45 вольт на элемент (чтобы зарядка не шла бесконечно долго) — для 12 вольтного это 14,7 вольт, а для 6 вольтного получается 7,35 вольт. Начальный ток заряда оптимально принять за 30% от емкости.
В итоге максимальная рабочая мощность зарядного устройства должна рассчитываться как максимальное напряжение умножить на максимальный ток, допустим 14,7В*30А=441Вт — для свинцово-кислотного аккумулятора номинальным напряжением 12 вольт, емкостью 100Ач.
Источник
Расчет зарядного устройства для аккумуляторной батареи
Аккумуляторы используются повсеместно в различных устройствах и часто поднимается вопрос о том как их заряжать.
И если в таких устройствах как телефоны, смартфоны и тому подобное этот вопрос решается довольно просто, то это только благодаря тому, что в них весь процесс зарядки контролируется специальной микросхемой, от вас минимум вмешательства.
Но всё же существует много устройств где применяются аккумуляторы, которые нужно заряжать отдельно и самостоятельно.
Лучше всего для этого приобрести специальное зарядное устройство, но даже это приобретение нужно делать грамотно, конечно если вы хотите, чтобы ваши аккумуляторы заряжались быстрее, служили много циклов «заряд – разряд» и заряжались полностью.
В принципе, для зарядки аккумуляторов можно использовать даже простой блок питания постоянного тока, с подходящими для вашего аккумулятора параметрами, а именно напряжением и током.
Какие ещё важно знать параметры чтобы правильно заряжать аккумуляторы?
- Выходное напряжение блока питания (зарядного устройства)
- Выходной ток блока питания (зарядного устройства)
- Время заряда. (рассчитывается по формуле)
- Емкость аккумулятора
- Тип аккумулятора
Это то, что нужно знать, чтобы правильно выбрать зарядное устройство и качественно заряжать аккумуляторы.
Давайте во всём разберёмся.
Как рассчитать время и какой нужен ток для зарядки аккумулятора
Начнём с типов аккумуляторов они бывают кислотные и «другие» под словом другие я имею в виду никель-кадмиевые, никель- металл-гидридные, литий-ионные и тому подобное.
По этим технологиям делают всем известные «пальчиковые» аккумуляторы разных размеров и назначений. А также и аккумуляторы для наших гаджетов.
Источник
