Всем доброго дня. Решил написать несколько статей про правильную эксплуатацию аккумуляторных батарей (далее АКБ), используемых в различных аспектах нашей жизни. Вполне могу предположить, что аккумуляторщики со стажем меня забанят. Но, имея высшее техническое образование и стаж работы с АКБ (как свинцовыми так и литиевыми) более 10 лет, хочу все же поделиться своим опытом и наработками в этой области.
В первую очередь хочу остановиться на свинцовых АКБ, как наиболее используемых и дешевых. Хотя сейчас, когда доллар постоянно растет, говорить можно только об относительной дешевизне по сравнению, скажем, с литиевыми АКБ. Лет десять назад, когда шел экономический рост и доллар стоил 30 руб., многие попросту не задумывались о продолжительной эксплуатации АКБ. Ну сдох, ну купили новый. А сейчас, когда доллар перевалил за 70 руб. и свободных денег в руках остается все меньше, все больше людей начинают считать свои расходы и хотят, чтобы их вложения служили как можно дольше.
Для начала определимся с видами свинцовых АКБ по технологии изготовления:
1) обслуживаемые АКБ, в которых используется жидкий электролит, который заливается через специальные пробки. Классический пример – автомобильный АКБ 12В емкостью от 50 до 260 А*ч.
2) необслуживаемые герметичные АКБ, в которых между пластинами располагается ткань из стекловолокна, пропитанная жидким электролитом. Вместо пробок в таких АКБ стоят клапаны сброса давления. Классический пример – АКБ 12В-7А*ч, стоящие в компьютерных ИБП.
3) необслуживаемые герметичные АКБ с гелевым электролитом. По конструкции они полностью аналогичны п.2, но сам электролит находится в гелеобразном состоянии.
Большинство людей, с кем я общался по этой теме, считают что п.2 и п.3 это одно и тоже и называют такие АКБ «гелевыми». Но это утверждение не верно в рамках режима эксплуатации таких АКБ и особенно в режиме заряда, на котором я хочу остановиться поподробнее.
Для начала расскажу про обычные обслуживаемые АКБ.
Предположим, что у вас есть неавтоматическое зарядное устройство для обычных стартерных аккумуляторов (п.1) с регулируемым напряжением и током.
Такими ЗУ очень любят пользоваться профессиональные аккумуляторщики, потому-что можно вручную выставить ток и довести АКБ до нужной стадии, следя за напряжением. Ключевое слово "вручную". Если все автоматически, то возникает вопрос в необходимости человека. Что же произойдет, если вы, скажем, оставили АКБ заряжаться на ночь с таким ЗУ и не следите за конечным напряжением заряда?
Когда напряжение на обслуживаемой АКБ (п.1) достигнет 15В (что соответствует примерно 75% заряда по емкости и 100% заряда по напряжению), то оно не остановится на этом и пойдет расти выше, так как напряжение холостого хода зарядного устройства (далее ЗУ) обычно выше напряжения конечного заряда АКБ. В этот момент перестают идти электрохимические процессы заряда и попросту происходит разложение воды в электролите на водород и кислород. Аккумуляторщики называют это процесс «кипячением». Если перед таким зарядом не открутить пробки на АКБ, то его может сильно раздуть, если не хватит пропускной способности предохранительного клапана (а если его вообще нет, то и разорвать может). «Кипячение» делается для того, чтобы все 2В ячейки в 12В АКБ подтянулись к одному уровню заряда. Но «кипячение» нельзя проводить долго, так как получается, по сути, испарение воды и за счет этого увеличивается плотность электролита. При увеличении плотности электролита свинцовые пластины в ячейке, которая кипела дольше всех, начинают разрушаться быстрее. Для приведения плотности электролита в ячейке в норму аккумуляторщики доливают дисциллированную воду.
Вроде все правильно и так люди делают уже не одно десятилетие. Но хочу привести одно свое наблюдение. Кто ездит на личном автомобиле, тот знает, что АКБ (если его не «убивать» глубокими разрядами) служит около 5 лет без всяких сервисных обслуживаний. Но стоит хоть одной 2В ячейке «сбиться» и весь АКБ идет вразнос. После этого шаманства с доливом воды, дозарядом и «кипячением» начинают происходить с завидной регулярностью, но несмотря на это АКБ примерно через год «сдыхает». Почему же так происходит? Давайте попробуем разобраться.
При производстве АКБ на заводе вся свинцовая начинка в нем изготавливается одинаковой и электролит заливается из одной «бочки», т.е. все 2В ячейки имеют одинаковые параметры (емкость, внутреннее сопротивление и пр.) с минимальным технологическим разбросом. То есть и заряжаться такие ячейки будут равномерно и в конце заряда одновременно достигнут конечного напряжения.
Пусть напряжение генератора автомобиля 14,4В. В начале работы напряжения на ячейках распределяться так: 2,4В+2,4В+2,4В+2,4В+2,4В+2,4В=14,4В.
В ходе эксплуатации автомобиля происходят удары, колебания температур и другие факторы, которые могут повлиять на работу АКБ. А может и пробку неплотно закрутили при прохождении ТО или магнитолу оставили на ночь и АКБ сильно «подсел». Все эти факторы могут привести к изменению структуры свинцовых пластин и плотности электролита, а уж следствием является изменение внутреннего сопротивления 2В ячеек и уменьшение их емкости. После этого напряжения на ячейках при заряде могут выглядеть уже так: 2,4В+2,3В+2,4В+2,4В+2,4В+2,5В=14,4В.
Получается вторая ячейка недозаряжена, а шестая уже начинает кипеть. Оба процесса губительно влияют на АКБ. К сожалению все 12В АКБ выпускаются без доступа к промежуточным контактам и вовремя разбег значений напряжений заметить нельзя. Косвенным показателем может служить «мокрота» возле пробок ячеек (как на фото).
Как видите пятая пробка мокрая и это говорит о том, что эта ячейка кипит и пары пробиваются сквозь нее.
Со временем этот дисбаланс только увеличивается и приводит к выкипанию и разрушению одних и сульфатации других ячеек.
Обычно качество работы АКБ проверяется зимой (при пусках в мороз) или при проведении очередного ТО по замеру плотности электролита в ячейках. Что делает аккумуляторщик: заливает воду, заряжает АКБ и еще раз доводит электролит до необходимой плотности. Более правильные аккумуляторщики сливают весь электролит в одну банку, доводят его плотность до нужного значения, заливают одинаковое количество электролита в ячейки и заряжают АКБ. НО!!! Так как структура пластин изменилась и повлиять на нее мы практически не можем, то ячейки будут иметь разное внутреннее сопротивление (разную емкость).
Т.е. если у вас изначально АКБ была емкостью 50А*ч, то емкости отдельных ячеек после эксплуатации будут уже другими, скажем 40-35-40-40-40-25 А*ч. А так как ячейки соединены все последовательно и заряжаются одним общим током, то шестая ячейка зарядится первой и опять начнет выкипать и разрушаться. А при разряде она первой отдаст свою емкость, после чего общее напряжение на АКБ сильно просядет. Т.е. общая емкость АКБ будет определяться емкостью этой шестой ячейки. И если летом для машины хватит и 25А*ч, то с понижением температуры до -10С емкость упадет раза в два и этого уже может не хватить для запуска холодного двигателя.
Что можно сделать для продления срока службы стартерных АКБ? Да по факту не очень много:
- при покупке выбирать проверенную фирму-изготовителя, хотя практика показала, что косячат даже именитые производители;
- при покупке нового АКБ (взамен старого) лучше купить сухозаряженный и самому залить электролит. Причем залить из одной емкости (одной плотности) и дозированное количество (а не «на глаз»);
- хотя бы раз в месяц измерять плотность электролита (степень заряженности) в каждой ячейке. При появлении малейшего дисбаланса корректировать плотность. Но этот вариант достаточно трудоемкий и подходит далеко не для всех;
- при заряде АКБ использовать ЗУ с контролем верхнего значения напряжения заряда и автоматическим отключением после набора емкости. Далеко не каждое ЗУ, которое вы можете встретить в магазине, обладает такими характеристиками.
Ну вот, по сути, пока и все про обслуживаемые АКБ.
Дзен практически не показывает мои статьи. Хочешь узнать больше - подпишись.
В следующей статье я планирую рассказать об особенностях эксплуатации герметичных АКБ и выборе зарядных устройств.
