Все способы зарядки аккумуляторной батареи автомобиля (АКБ)

Поехали, будет все по делу!

Традиционные способы зарядки: преимущества и недостатки

Опытные автовладельцы знают, что штатный генератор не способен на 100% зарядить аккумуляторную батарею. Поэтому даже без очевидной необходимости, некоторые автомобилисты периодически ставят АКБ на зарядку от стационарного источника питания. Делается это с целью профилактики необратимой сульфатации пластин, то есть для недопущения падения емкости и продления срока службы аккумулятора.

Для начала кратко разберем основные понятия. Начнем с главного вопроса: как понять, что пора ставить батарею на зарядку? Здесь есть несколько подходов.

Первый — это профилактическая зарядка вне зависимости от напряжения и состояния АКБ. В любом случае эксплуатируемая даже на самом современном авто батарея не может полностью восполнить свой заряд. Штатный генератор на это физически не способен. Разберем этот аспект подробнее чуть ниже.

Второй — это зарядка по необходимости. При падении напряжения на клеммах ниже 12,3 вольт желательно подзарядить АКБ. Уже при таком напряжении аккумулятору будет сложно справляться со своей основной задачей — пуском двигателя. Особенно зимой, когда низкие температуры замедляют процесс преобразования химической энергии в электрическую. И даже небольшие просадки напряжения могут стать фатальными. Стартеру попросту не хватит пускового тока, чтобы провернуть коленчатый вал.

Третий — восстановление АКБ после глубокого разряда. Довольно сложная и ситуативная процедура, успех которой не всегда гарантирован и зависит от множества факторов. После просадки напряжения ниже 11,5 вольт, батарея уже маловероятно выдаст достаточный пусковой ток. А когда разность потенциала на клеммах опустится до 10 вольт, начнет отказывать штатное электрооборудование авто. Пластины при этом покроются толстым слоем из крупных кристаллов сульфата свинца. Которые плохо поддаются растворению при обычной процедуре зарядки.

Такое «страшное» понятие, как сульфатация пластин, на самом деле нормальный процесс в рабочей АКБ. Образование сульфатов при разряде батареи на пакетах свинцовых пластин и есть последствие превращения химической энергии в электрическую. Плохо, когда при глубоком разряде образуются крупные наросты из кристаллов сульфата свинца. Эти кристаллы обладают диэлектрическими свойствами и блокируют свободный доступ электролита к пластинам. Электрический ток при зарядке не может инициировать процесс разложения сульфатов, так как он попросту не доходит до кристаллов. Поэтому чрезмерная засульфатированность может стать причиной необратимого выхода из строя даже относительно новой АКБ.

Разберем два принципиально различающихся подхода к зарядке АКБ.

Зарядка при постоянном напряжении

Суть примерно такая: на постоянном уровне удерживается зарядное напряжение, а ток (или реже внутреннее сопротивление ЗУ) меняется в зависимости от внутреннего сопротивления АКБ. Для обычных сурьмянистых АКБ, которые помечаются Sb (или батарей типа Ca+, в которых кальций добавлен только в решетку положительных пластин), постоянное напряжение зарядки находится в пределах от 14,2 до 14,4 вольт. Для кальциевых батарей это напряжение несколько выше.

Такие ограничения обусловлены тем, что при напряжении до 14,4 вольт батарея не получит перезаряд и не закипит. То есть способ безопасный. Вероятность выкипания электролита или выделения пожароопасного двухатомного водорода минимальна. Еще одно преимущество этого метода — это относительно быстрая зарядка. Аккумулятор можно подзарядить за несколько часов (зависит от степени разряда). Основной недостаток — невозможность на 100% зарядить АКБ.

Чем чреват постоянный неполный заряд АКБ? Самый большой недостаток — это ускоренная деградация пластин. При каждом цикле разрядки и последующей неполной зарядки постепенно снижается емкость батареи. Происходит это из-за образования крупных кристаллов сульфата, которые уже не растворятся без доведения АКБ до кипения. Эти кристаллы уменьшают полезную площадь пластин. Соответственно, падает емкость батареи. Так как именно рабочая площадь пластин и определяет емкость АКБ. Процесс сульфатации в этом случае растянут во времени и незаметен в краткосрочной перспективе.

Такой же метод зарядки реализован на автомобилях. Генератор авто на большинстве моделей выдает именно постоянное напряжение: 14,4 вольта. А сила тока ограничивается в среднем пятью амперами регулятором. Поэтому штатная система авто не способна полностью восполнить заряд АКБ. В лучшем случае аккумулятор будет заряжен до 95% от своей номинальной емкости.

Зарядка при постоянном токе

Суть процесса кроется в названии. На зарядном устройстве выставляется постоянный ток (обычно равный 10% от емкости АКБ при стандартной, одноступенчатой процедуре зарядки). А напряжение или сопротивление регулируется.

Зарядка при постоянном токе протекает в три этапа. Первый — это пусковой ток зарядки. В течение первых нескольких минут напряжение резко возрастает от 0 до примерно 10–12 вольт. Электролит приходит в движение. Начинается процесс разложения сульфатов на серную кислоту, свинец и оксид свинца. Далее идет медленное и длительное повышение напряжения до значения 14,4 вольта. На этой отметке подаваемый ток превышает требуемый для разложения имеющихся кристаллов сульфата. Начинается второй этап. Электрическая энергия, ранее почти полностью расходуемая на разложение кристаллов сульфата, инициирует гидролиз воды (расщепление воды на газообразный кислород и водород) и разогревает электролит. При этом растет напряжение. После того, как весь сульфат свинца разложился, наступает последний, завершающий этап. Напряжение стабилизируется. И электролит продолжает кипеть. То есть вся подаваемая зарядным устройством электроэнергия расходуется на гидролиз. Стабилизация напряжения в конце зарядки при постоянном токе и кипение электролита указывают на 100% заряд АКБ.

Основные недостатки зарядки при постоянном токе — это повышенная опасность как возможного перезаряда АКБ с выкипанием электролита и повреждением пластин, так и непосредственная опасность для человека. Нередки случаи, когда при неправильном подходе к процессу зарядки, АКБ попросту взрывалась (водород, выделяемый при кипении, взрывоопасен). Также зарядка при постоянном токе — это длительная процедура, которая может занять более 12 часов.

Поэтому в чистом виде этот метод сегодня практически не используется. Современные устройства, способные заряжать батареи при постоянном токе, оснащены тонкой системой контроля над процессом. По обратной связи (росту напряжения, падению сопротивления и т. д.) эти зарядные устройства способны вовремя отключить подачу тока и прервать процедуру до наступления каких-либо негативных последствий.

Использование зарядных устройств-балансиров зарядки/разрядки

Последние несколько лет набирают популярность такие устройства, как зарядные устройства-балансиры зарядки/разрядки. Один из таких — Imax B6 mini. Это универсальное приспособление с широким функционалом, в том числе предназначенное для зарядки автомобильных аккумуляторов.

В руководстве пользователя есть подробная инструкция по применению Imax B6 mini для зарядки обычных свинцовых АКБ. Кратко рассмотрим лишь общие аспекты, какие именно преимущества дает использование этого прибора.

Устройство способно работать в широком диапазоне источников питания: как от стандартной электросети 220 вольт через адаптер, так и от любого другого аккумулятора с подходящими параметрами. Некоторые автовладельцы не до конца понимают возможности этого приспособления. Например, при зарядке АКБ от другого стороннего аккумулятора Imax B6 mini способен практически полностью перекачать заряд. При прямом подключении аккумулятора-донора зарядка будет осуществляться только до тех пор, пока напряжение донора будет выше, чем у заряжаемого аккумулятора.

Для наглядности немного отступим от темы и проведем аналогию. Напряжение АКБ, весьма приблизительно и условно, можно сравнить с давлением газа (или жидкости) в сосуде. Объем сосуда — с емкостью АКБ. А количество газа — с зарядом. И если соединить два сосуда, то газ будет переходить из одного сосуда в другой только до тех пор, пока давление в них не выровняется. Аналогичная ситуация и с АКБ. Пока разность потенциалов на клеммах одной батареи больше, чем на другой — заряд будет передаваться разряженной батарее. Как только напряжение выровняется — зарядка прекратится.

Такие зарядные устройства-балансиры за счет способности к трансформации напряжения могут практически полностью «перекачать» заряд из одной батареи в другую. То есть условно можно сказать так: устройство будет повышать напряжение и держать его выше, чем у заряжаемой батареи, за счет снижения силы тока. То есть зарядка будет происходить с уменьшающейся интенсивностью. Однако при достаточном количестве времени практически весь запас энергии от батареи-донора будет перекачан в заряжаемый аккумулятор.

Универсальное ЗУ может использовать в качестве источника питания любой носитель электроэнергии. При наличии достаточно глубоких знаний в принципе работы таких устройств, автомобильный аккумулятор можно подзарядить, например, от батарейки ноутбука или обычного 5-вольтового повербанка.

Зарядка АКБ от генератора другого авто

Так называемый метод «прикуривания» используется довольно часто. Знакомая многим ситуация: зимой с утра стартер вяло сделал два-три оборота и перестал реагировать на поворот ключа. В подобных случаях многие автовладельцы ищут поблизости другой автомобиль, водитель которого согласится помочь.

Для зарядки АКБ от генератора другого авто потребуются только два провода с зажимами для клемм на концах. При выборе проводов обязательно обратите внимание на толщину жил (тонкие жилы могут перегореть, так как АКБ выдает очень высокие пусковые токи) и качество их крепления к зажимам. В идеальном случае, помимо стандартного обжима, должна быть оловянная спайка. И длина пусковых проводов должна быть достаточной для свободного подключения к АКБ другого авто (не менее 2 метров).

Технология подобной зарядки проста. Имеем два провода. Есть два аккумулятора с двумя клеммами на каждом. Этими проводами и нужно соединить одноименные клеммы заряжающей и заряжаемой батареи.

К клеммам АКБ донорского авто, при запущенном двигателе, аккуратно присоединяете сначала отрицательную, затем положительную клемму. Важно сделать эту процедуру аккуратно. Есть несколько общих указаний по правилам безопасного «прикуривания» от другого авто.

1. Для безопасности соединять аккумуляторы проводами должны два человека. Один накидывает клеммы на аккумулятор-донор, второй — на заряжаемую батарею. При этом обязательно нужно держать каждый из проводов в одной руке. Это позволит избежать самой опасной ошибки: замыкания проводки. При замыкании, помимо гарантированного перегорания проводов, велика вероятность ожога рук и даже взрыва батареи. При коротком замыкании электролит резко вскипит, и дренажные клапаны могут попросту не успеть стравить давление. Батарея лопнет под воздействием избыточного давления образовавшегося водорода. В аккумуляторе находится серная кислота. Не нужно объяснять, что может случиться, если кислота попадет на кожу или в глаза.
2. Одевайте зажимы на клеммы быстро и резко, не елозьте проводами по свинцовым бобышкам. Это уменьшит искрообразование. Можно перед началом процедуры примерить сами «крокодилы» на клеммах АКБ. Чтобы удостовериться, что они нормально оденутся.
3. Будьте внимательны! Следите за собой и за действиями напарника. Если он делает что-то не так (например, для удобства откладывает одну из клемм на крыло авто) – резко отсоедините провода от батареи со своей стороны.

После присоединения проводов, скорее всего, двигатель автомобиля-донора заработает с большей натугой. Это естественно: генератор начнет работать на зарядку сразу двух АКБ и создаст повышенное сопротивление вращению. При несильно разряженной батарее 3–5 минут такой зарядки обычно бывает достаточно для пуска. При таком подключении частично ток для работы стартера будет забран и от заряжающей батареи.

Двигатель можно попробовать запустить еще до того, как провода будут отсоединены. Однако сразу же после пуска нужно их снять. В зарядку батарей включатся два генератора. Это может нарушить работу штатной электроники. Особенно на новых авто.

Снимать провода желательно одновременно, то есть двумя парами рук.

Этот способ подходит только для случаев неглубокого разряда АКБ. Если батарея разряжено сильно (напряжение опустилось ниже 8 вольт), подобный метод с большой долей вероятности не даст никакого эффекта.

Использование портативных ЗУ

Портативное пуско-зарядное устройство служит для быстрого восполнения заряда АКБ. По сути, представляет собой небольшой переносной аккумулятор, в большинстве случаев твердотельный.

Современные зарядные устройства такого типа по способу их подключения подразделяются на два типа:

• с зажимами для непосредственного присоединения к клеммам АКБ;
• с переходником для подключения через прикуриватель авто.

Первый способ считается более простым и универсальным. Однако он требует несколько больших усилий со стороны автовладельца. Нужно открыть капот и присоединить зажимы к клеммам.

Второй способ проще: достаточно вставить пуско-зарядное устройство в прикуриватель и дождаться подзарядки АКБ. Однако он имеет ряд ограничений. Например, в некоторых авто в сети прикуривателя установлен плавкий предохранитель с низким допустимым током. И такой портативный прибор зарядки можно просто сжечь предохранитель. Вторая проблема — это невозможность предсказать поведение бортовой электроники на подачу напряжения извне через гнездо прикуривателя. И третья, самая главная, заключается в низком качестве многих подобных устройств, ввозимых из Китая. Нередки случаи, когда низкокачественные пуско-зарядные устройства оказываются беспомощными даже перед небольшим разрядом АКБ.

Другие способы

Сегодня почти на всех платных охраняемых парковках есть портативное пуско-зарядное устройство. Многие автомобилисты до сих пор не знают этого. Если с утра вы не можете выехать с парковки по причине севшего аккумулятора – обратитесь к охраннику. Он поможет подзарядить АКБ и помочь запустить мотор. Обычно эта услуга для постоянных клиентов парковки бесплатна.

Если батарея разрядилась где-то в пути или на стоянке в черте города, то можно воспользоваться услугой скорой автомобильной помощи в дороге. Сервисы экспресс-помощи автомобилистам есть почти во всех крупных городах (а в мегаполисах наподобие Москвы и Санкт-Петербурга подобных служб насчитывается несколько) и работают довольно быстро. Редко проходит больше одного часа с момента обращения до приезда автоэлектрика со всем необходимым оборудованием.

Известно еще несколько экзотических способов зарядки АКБ. Например, использование самодельного кластера из обычных аккумуляторых батареек типа 16500. Или зарядка с помощью ручной динамо-машиной. Однако эти способы настолько редки и сложны в реализации, что сегодня практически не используются.