Ювелирное обозрение

Информационный сайт о накопителях энергии

Автомобильная батарея состоит из 6 элементов, соединенных последовательно. Каждая банка имеет полный заряд 2,10-2,15 В, поэтому общее напряжение суммируется, составляет 12,6 – 12,8 В. Какое напряжение у АКБ после отключения ЗУ? При установке аккумулятора в авто величина напряжения после зарядки должна быть 12,4 В. это нормально. Аккумулятор автомобиля стартовый, в период запуска двигателя разряжается, в процессе движения восстанавливает энергию от генератора машины. Если напряжение в аккумуляторе снижается до 12 В, устройство требует зарядки от сети. Большая потеря заряда в банках характеризуется, как глубокий разряд, разрушающий батарею.

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Автомобиль, эксплуатируемый с преимуществом длинных пробегов, успевает полностью зарядиться от генератора для следующего пуска. Но заряд его не будет полным. Степень зарядки аккумулятора можно определить по напряжению на клеммах. Чем меньше величина, тем слабее концентрация электролита в банках.

Проверить заряд аккумулятора, можно воспользовавшись мультиметром. Следует установить градуировку «переменный ток» и замерить показатель на клеммах. Можно определить уровень заряда по плотности электролита.

Степень зарядки автомобильного аккумулятора определяется по напряжению, как в таблице.

Чтобы поднять емкость аккумулятора, необходимо зарядить его специальным зарядным устройством. Это преобразователь напряжения, выпрямитель. Аккумуляторы бывают обслуживаемые, необслуживаемые, гелевые, AGM, литиевые. Напряжение и ток зарядки их отличается по напряжению, времени, длительности циклов. Есть универсальные ЗУ, рассчитанные на переключение режимов для разных моделей АКБ, регулирование параметров.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

Для зарядки аккумулятра от зарядного устройства выбирают режим с постоянным током или напряжением. Оба они одинаково эффективны, но применяются к разным батареям. В процессе зарядки и эксплуатации аккумулятора необходимо производить замеры напряжения на клеммах кислотного аккумулятора.

Чтобы зарядить батарею на 12 В, потребуется установить режим постоянного напряжения 16 -16,5 В. Используя ток 14,4 В можно зарядить аккумулятор на 75-85 %. При постоянном напряжении сила зарядного тока величина переменная, ограничивается только ЗУ.

Какое напряжение для зарядки нужно установить? Исходят из достижения критического напряжения, сопровождающегося «кипением» — выделением газа из банок автомобильного аккумулятора. Нормально заряженным считают аккумулятор, с напряжением на клеммах от 12,6 до 14,5 В. Снимать показания следует прибором, не полагаясь на бортовой компьютер. Замеры на работающем двигателе, и в отключенной батарее отличаются.

Допустимое напряжение зарядки на клеммах аккумулятора при работающем моторе варьируется 13,5 -14 В. Показатель показывает недозаряд батареи, если напряжение выше. Нужно повторить замер через 2 минуты, возможно, батарея разрядилась при запуске. Если напряжение зарядки низкое – аккумулятор теряет ресурс или проблемы исходят от автомобильного генератора. Проводить замеры нужно, отключив бортовые системы.

Замеряя напряжение зарядки аккумулятора на неработающем авто, невозможно выявить проблемы с генератором, однако хорошо определяется степень зарядки аккумулятора. Напряжение 12,5 – 14 В говорит об отсутствии проблем. При низком показателе необходимо проверить:

• состояние электролита – субстанция должна быть прозрачной, уровень нормальным;
• многое зависит от уровня заряда АКБ;
• определение возможности подзарядки до оптимального напряжения.

Тестирование выявит проблемы с аккумулятором, его работоспособность.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Возможна ли зарядка АКБ с постоянным сопротивлением? Из формулы I =U*R, понятно, если установить сопротивление величиной постоянной, то переменными станут ток или напряжение. Но внутри аккумулятора сопротивление – величина переменная, влияющая на поглощение энергии. Полное сопротивление складывается из сопротивления поляризации, которое меняется и омического, остающегося стабильным в одинаковых условиях и для конкретного аккумулятора.

На сопротивление влияют температура, степень разряженности, концентрация электролита, учтенные в характеристиках разрядных кривых АКБ. Но если в формуле сопротивление величина переменная во времени и состоянии автомобильного аккумулятора, то постоянным при зарядке может быть ток, напряжение или комбинирование тока и напряжения. Для сглаживания величины тока зарядки используется резистор — балластное сопротивление.

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Напряжение это разность потенциалов, и ток потечет в ту сторону, где эта величина будет меньшей. Поэтому напряжение зарядного устройства выбирается всегда выше, чем уровень зарядки автомобильного аккумулятора. Чем больше разница напряжения, тем быстрее и полнее наберет емкость аккумулятор автомобиля после зарядки.

Во время зарядки при постоянном напряжении предел установленного на ЗУ параметра ниже, чем характеристика, при которой начинается выделение газов из обслуживаемого аккумулятора. Какое значение разности потенциалов нужно для зарядки автомобильного аккумулятора? Максимальное напряжение, применяемое при зарядке батареи 16, 5 В. Какой параметр должен быть, зависит от вида АКБ. От напряжения зависит время и полнота зарядки аккумулятора. Соотношение напряжения заряда, восстановления емкости для батареи 12 В за 24 часа таково:

• Напряжением 14,4 В можно зарядить батарею на 75-80 %;
• Используя напряжение 15 В степень заряда 85 – 90 %;
• Напряжением 16 В батарея заряжается на 95 – 97 %;
• Максимальным напряжением 16,3 -16,5 В батареи заряжаются полностью.

При достижении напряжения на батарее 14,4 – 14,5 на ЗУ загорается сигнал окончания зарядки.

Установлено, что именно это напряжение автомобильного аккумулятора не создает газовыделения после и во время зарядки. Поэтому при реальной эксплуатации автомобилей, генератор через регулятор напряжения ограничивает максимальный уровень напряжения этим значением. Летом этот показатель близок к 100 % емкости, зимой соответствует 13,9-14,3 В, при работающем моторе, что соответствует 70-75 % емкости.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

Мы знаем, современные авто высокого класса имеют бортовую систему, работающую на 16 В. Какие аккумуляторы применяются в этих АКБ? Для того чтобы не было газовыделения, ситема должна быть закрытой.

Значит, необслуживаемые Ca/Ca аккумуляторы могут выдержать жесткие условия эксплуатации. Для них используется особый режим зарядки. Использование кальция вместо сурьмы позволяет вести зарядку аккумулятора повышенным напряжением, при этом электролит вскипает. Необслуживаемый аккумулятор не терпит резких перепадов напряжения в бортовой сети. Он предназначен для автомобилей с хорошей системой электронного контроля напряжения. Более терпимы к условиям эксплуатации гибридные батареи, из малосурьмянистых и кальциевых пластин.

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

После полной зарядки АКБ заряд несколько изменится. Происходит диссоциация электролита с заполнением пор токовыводящих пластин. Установленный в подкапотное пространство автомобильный аккумулятор принимает температуру окружающей среды, и емкость изменится в большую сторону при жаре или падает при минусовых температурах. Поэтому точно узнать после зарядки, какое напряжение аккумулятора автомобиля, можно, установив его на место. Даже, находясь в мастерской, напряжение на клеммах изменяется. Это особенно заметно, если не полностью проведен цикл и ток зарядки не упал до 200 мА. При этом происходит перераспределение заряда, и возможна дополнительная подпитка устройства энергией.

Но если после зарядки аккумулятора напряжение падает на работающей машине – это повод для ревизии генератора или замены аккумулятора.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

Каждый вид аккумуляторов заряжается на основании характеристик видов использованный конструкций. Самое низкое напряжение зарядки имеют обслуживаемые, гелевые и литиевые аккумуляторы. Причины вскипание, разрушение состава, пожароопасность. Если обслуживаемый аккумулятор можно зарядить простейшим ЗУ, литиевые и гелевые системы требуют соблюдения 2 ступенчатого комбинированного режима накопления энергии.

Все системы рассчитаны на предотвращение перезаряда, снабжены автоматическим отключением питания при достижении напряжения, какое требуется для автомобильного аккумулятора. При зарядке происходит постепенное снижение силы тока из-за повышения сопротивления, напряжение остается стабильным. После зарядки процесс электрохимической реакции продолжается, в виде незначительного саморазряда.

Важно, чтобы напряжение зарядки всегда превышало параметры, нужные для эксплуатации прибора. Чтобы ток перетекал, нужен уклон, которым является разность напряжения между ЗУ и батареей.

Видео

Предлагаем посмотреть советы специалиста, как правильно заряжать и обслуживать аккумулятор автомобиля, какое напряжение должно быть на аккумуляторе после зарядки.

Важными показателями аккумуляторной батареи являются ее емкость, напряжение и плотность электролита. От них зависит качество работы и функциональность устройства. В автомобиле аккумулятор подает пусковой ток на стартер для запуска двигателя и питает бортовую сеть, когда это необходимо. Поэтому знать рабочие параметры своего АКБ и поддерживать его работоспособность критически важно для обеспечения исправного состояния автомобиля в целом.

Напряжение АКБ

Для начала разберемся со значением термина «напряжение». По сути, это «давление» заряженных электронов, создаваемое источником тока, через контур (провод). Электроны выполняют полезную работу (питание лампочек, агрегатов и т.д.). Измеряют напряжение в Вольтах.

Измерение напряжение АКБ

Для измерения напряжения аккумулятора можно использовать мультиметр. Контактные щупы прибора прикладываются к клеммам АКБ. Формально считается нормой напряжение в 12В. Фактическое напряжение аккумулятора должно быть в пределах 12,6В -12,7В. Такие показатели у полностью заряженной батареи.

Эти показатели могут меняться в зависимости от условий окружающей среды и времени проверки. Сразу после зарядки прибор может показать 13В – 13,2В. Хотя такие значения также считаются приемлемыми. Чтобы получить правильные данные, нужно подождать час-два после зарядки.

Если напряжение падает ниже 12 Вольт, то это говорит о разряде батареи. Значение напряжения и уровень заряда можно сопоставить по следующей таблице.

Напряжение, Вольт	Степень заряда, %
12,6 +	100
12,5	90
12,42	80
12,32	70
12,20	60
12,06	50
11,9	40
11,75	30
11,58	20
11,31	10
10,5

Как видно из таблицы, напряжение ниже 12В говорит о 50% разряде АКБ. Аккумулятор нуждается в срочной подзарядке. Следует знать, что в процессе разряда происходит процесс сульфатации пластин. Плотность электролита падает. Серная кислота распадается, участвуя в химической реакции. На пластинах образуется сульфат свинца. Своевременная зарядка запускает этот процесс в обратном направлении. Если допустить глубокий разряд, то батарею уже будет трудно реанимировать. Она либо полностью выйдет из строя, либо значительно потеряет в емкости.

Минимальным напряжением, при котором батарея может работать считается 11,9 Вольт.

Под нагрузкой и без нагрузки

Даже при низком напряжении аккумулятор вполне способен запустить двигатель. Главное, чтобы после этого генератор обеспечил зарядку батареи. Во время старта двигателя аккумулятор подает большой ток на стартер, резко теряя при этом в заряде. Если батарея исправна, то заряд постепенно восстанавливается до нормальных значений в течение 5 секунд.

Напряжение на новом аккумуляторе должно быть в пределах 12,6 – 12,9В, но эти значения не всегда показывают реальное состояние батареи. Например, в состоянии покоя, без подключенных потребителей, напряжение находится в пределах нормы, а под нагрузкой резко падает и быстро расходуется заряд. Такое может быть.

Проверка АКБ нагрузочной вилкой

Именно поэтому проводят измерения под нагрузкой. Для этого используют такой прибор, как нагрузочная вилка. Этот тест показывает, держит ли заряд батарея или нет.

Вилка состоит из вольтметра, контактных щупов и нагрузочной спирали в корпусе. Прибор создает сопротивление тока в два раза превышающее емкость аккумулятора, имитируя пусковой ток. Например, если емкость батареи 50А*ч, то прибор нагружает АКБ до 100А. Главное, правильно подобрать сопротивление. При превышении 100А потребуется подключать уже две спирали сопротивления, чтобы получить точные данные.

Измерения под нагрузкой проводят при полностью заряженной батарее. Прибор удерживается в течение 5 секунд, затем фиксируются результаты. Под нагрузкой напряжение падает. Если аккумулятор исправен, оно упадет до 10 Вольт и будет постепенно восстанавливаться до 12,4В и выше. Если напряжение падает до 9В и ниже, значит, батарея не держит заряд и неисправна. Хотя после зарядки может показывать нормальные значения – 12,4 В или выше.

Плотность электролита

Уровень напряжения также показывает плотность электролита. Сам электролит представляет собой смесь 35% серной кислоты и 65% дистиллированной воды. Мы уже говорили, что при разрядке концентрация серной кислоты падает. Чем больше разряд, тем меньше плотность. Эти показатели взаимосвязаны.

Ареометр

Для измерения плотности электролита и других жидкостей используется специальный прибор – ареометр. В нормальном состоянии при полной зарядке 12,6В – 12,7В и температуре воздуха 20-25°С плотность электролита должна быть в пределах 1,27 г/см3 – 1,28 г/см3.

Следующая таблица показывает зависимость плотности от уровня заряда.

Плотность электролита, г/см3	Уровень заряда, %
1,27 – 1,28	100
1,25	95
1,24	90
1,23	80
1,21	70
1,20	60
1,19	50
1,17	40
1,16	30
1,14	20
1,13	10

Чем выше плотность, тем устойчивее батарея к замерзанию. В регионах с особо суровым климатом, где температура опускается до -30°С и ниже, плотность электролита поднимают до 1,30 г/см3 путем добавления серной кислоты. Максимально можно поднять плотность до 1,35г/см3. Если будет выше, кислота начнет разъедать пластины и другие компоненты.

На графике ниже представлены показания ареометра при разной температуре:

Показания ареометра при разных температурах

В зимнее время

В зимнее время многие водители замечают, что с понижением температуры становится труднее запустить двигатель. Аккумулятор перестает работать на полную мощность. Некоторые автолюбители снимают батарею на ночь и оставляют в тепле. На самом деле, при полной зарядке напряжение не падает, а даже возрастает.

Отрицательная температура влияет на плотность электролита и его физическое состояние. При полном заряде батарея без труда переносит мороз, но при снижении плотности, воды становится больше и электролит может замерзнуть. Электрохимические процессы проходят медленнее.

При -10°С -15°С заряженная батарея может показывать заряд 12,9В. Это нормально.

При -30°С емкость батареи снижается наполовину от номинальной. Напряжение падает до 12,4В при плотности 1,28 г/см3. Также аккумулятор перестает заряжаться от генератора уже при — 25°С.

Как видно, отрицательные температуры существенно могут влиять на работоспособность аккумулятора.

При правильном уходе жидкостный аккумулятор может прослужить 5-7 лет. В теплое время года следует проверять уровень заряда и плотность электролита не менее одного раза в два-три месяца. Зимой при средней температуре -10°С проверять заряд нужно не реже одного раза в две-три недели. При сильных морозах -25°С-35°С подзаряжать аккумулятор желательно раз в пять дней даже при регулярных поездках.

Перед подключением ЗУ проверяют заряд аккумулятора по напряжению, таблица помогает узнать его состояние. В зависимости от показаний вольтметра выбирают режим восстановления емкости.

Напряжение зарядки аккумулятора автомобильным зарядным устройством

Подзарядка батареи при работающем моторе, когда она отдает энергию, проводится автомобильным генератором. Если его работа нестабильна, то емкость не восстанавливается. При движении на большие расстояния АКБ заряжается, энергии хватает для пуска двигателя, но емкость на 100% не заполняется. Это предусмотрено конструкцией, чтобы аккумулятор не перезаряжался.

Проверяют состояние батареи и одновременно автомобильного ЗУ вольтметром в режиме измерения напряжения. Красным щупом прикасаются к положительной клемме, черным – к отрицательной. Если подключить наоборот, то прибор просто покажет отрицательное значение. Бортовой вольтметр к АКБ подключен не напрямую, поэтому имеются погрешности в показаниях.

Вначале измеряют при разомкнутой цепи: снимают АКБ или отсоединяют клеммы. В норме показатели должны быть от 12,6 до 12,9В. Если они меньше – проблемы с батареей или генератор не обеспечивает ее током для восстановления емкости.

Более точную картину степени заряженности дают измерения при работающем ДВС без освещения:

• от 13,0 до 13,4В – небольшое падение емкости, требуется подзарядка;
• от 13,5 до 14,0В – состояние батареи и зарядного оборудования нормальное;
• выше 14В – аккумулятор разряжен (если зимой через некоторое время показатели пришли в норму, система в порядке).

Зарядку осуществляют при помощи внешнего устройства.

Напряжение на клеммах аккумулятора при зарядке

Заряжают неизменными амперами или вольтами на ЗУ. Чтобы знать заряженность аккумулятора, следят за напряжением на его контактах. Оно растет, зарядный ток падает. Если замеры показывают, что оно не увеличивается на протяжении 2 часов, а ампераж стабильный, то батарея почти на 100% восполнила емкость.

Напряжение вырастает до аналогичного на ЗУ. Рекомендуемое значение – от 14,4 до 14,5В. Когда оно на приборе и клеммах АКБ сравняется, это значит, что достигнуто 90-95% заряда. Самые современные необслуживаемые батареи требуют 16,1-16,3В. Такой же показатель должен быть на клеммах.

Зарядка аккумулятора постоянным сопротивлением

Заряд стабильным током – основной универсальный метод восстановления емкости. Амперы остаются неизменными. Зарядить можно другим способом, подавая напряжение без изменения. Процесс происходит быстрее, но показатели ампер падают по мере увеличения емкости.

По закону Ома, если поддерживать постоянное сопротивление, то меняться в процессе заряда будет напряжение. Но аккумулятор обладает внутренним непостоянным сопротивлением. Оно меняется по мере заряженности, нагрузки и других факторов. Если сопротивление переменное, то вольты или амперы будут стабильными.

Какое напряжение выставлять при зарядке аккумулятора

Чтобы запустить зарядку, от ЗУ требуется большее напряжение, чем оно есть на аккумуляторе. Чем существеннее между ними разница, тем быстрее набирается емкость. Есть границы подъема, за которыми начинается закипание электролита.

Если установить оптимальный параметр, то происходит наиболее полный заряд, нет газовыделения. На автомобиле напряжение ограничивает реле, поэтому при исправной системе батарее не грозит перезаряд и закипание электролита. Если используется внешнее ЗУ, то показатель выставляют вручную.

Максимальное напряжение зарядки аккумулятора

На него влияет вид АКБ. От вольтажа зависит, как быстро и насколько полно восстановится емкость.

Все батареи, кроме кальциевых, заряжают преимущественно стабильным током или напряжением. При неизменном ампераже его устанавливают на величину 10% емкости АКБ. Заряжают до тех пор, пока вольтметр не покажет значения 14,3-14,4В. Амперы после этого уменьшают вдвое и продолжают зарядку. Когда напряжение поднимется до 15В, то опять уменьшают ампераж в 2 раза. Заряжают до тех пор, пока вольты и амперы не стабилизируются.

Используя метод постоянного напряжения, на зарядном устройстве выставляют максимальное значение – 14,4В и ожидают. Когда показатели на ЗУ и клеммах сравняются, то можно считать, что аккумулятор заряжен.

У элитных автомобилей бортовая система работает от 16В, аккумулятор подзаряжается повышенным током. Кислотные устройства выдержать его неспособны, поэтому используются необслуживаемые Ca/Ca. У них закрытая система, нет газовыделения, выдерживают жесткие эксплуатационные условия. Однако не допускается глубокий разряд и некорректная работа системы бортовой сети.

Использование кальциевых АКБ оправдано на автомобилях, где установлено хорошее оборудование для контроля бортовой электрической системы. Заряжать такие батареи требуется до 16В с применением особого режима. Используется специальное программируемое ЗУ, способное выдавать 16,1-16,5В. С таким напряжением кальциевый аккумулятор заряжают до 100%. Если устройство выдает не более 14,8В, то емкость восполнится на 50%. При ограничении 15,5В Ca/Ca батарея зарядится на 75%.

Напряжение аккумулятора в конце зарядки

На окончание заряда указывают 14,4В на тестере. На заводских устройствах об этом сообщает зеленая индикаторная лампочка. Если зарядка неполная, то напряжение через несколько часов начнет падать. Если оно меняется в меньшую сторону на работающей машине, то можно судить о неисправности аккумулятора или генератора.

Отклонения от правильного вольтажа в конце зарядки опасны. Если напряжение недостаточное, АКБ не зарядится, сульфатируется. А если в момент подзарядки выходят газы, то поднимается температура электролита. Последствия могут быть опасны: ресурс уменьшается сильнее.

Зависимость зарядки аккумулятора от напряжения

При зарядке стабильным напряжением наблюдается прямая зависимость емкости АКБ от подаваемого с ЗУ вольтажа:

Каждую батарею заряжают в режиме, предусмотренном конструкцией. Наиболее низкое напряжение требуется для обслуживаемых кислотных и гелиевых АКБ. Самое высокое – для кальциевых. Заряжать прекращают при достижении номинального показателя.

Таблица уровня заряженности АКБ

Емкость АКБ измеряют тестером, отключив зарядку от сети. Для получения более точных данных снимают показатели под нагрузкой 100А. Напряжение также характеризует плотность электролита и точку его замерзания.

В разомкнутой цепи	Под нагрузкой	Заряженность, %	Плотность	Температура замерзания электролита, ° С
12,7	10,8	100	1,27	-60
12,6	10,7	94	1,26	-55
12,5	10,4	85	1,25	-50
12,4	10,2	75	1,23	-42
12,3	9,9	62,5	1,21	-32
12,2	9,7	56	1,2	-27
12,1	9,5	44	1,18	-18

Таблица служит для оценки состояния аккумулятора.