Индикатор заряда аккумулятора – нужная штука в хозяйстве любого автомобилиста. Актуальность такого устройства возрастает многократно, когда холодным зимним утром автомобиль, почему-то, отказывается заводиться. В этой ситуации стоит определиться, то ли звонить другу, что бы тот приехал и помог завестись от своей батареи, либо аккумулятор приказал долго жить, разрядившись ниже критического уровня.

Зачем следить за состоянием аккумулятора?

Автомобильный аккумулятор состоит из шести последовательно соединённых аккумуляторных батарей с напряжением питания 2,1 — 2,16В. В норме АКБ должен выдавать 13 — 13,5В. Нельзя допускать значительного разряда аккумуляторной батареи, поскольку при этом падает плотность и, соответственно, повышается температура промерзания электролита.

Чем выше износ аккумулятора, тем меньшее время он удерживает заряд. В тёплое время года это не критично, а вот зимой забытые во включённом состоянии габаритные огни к моменту возвращения способны полностью «убить» аккумулятор, превратив содержимое в кусок льда.

В таблице можно увидеть температуру промерзания электролита, в зависимости от степени заряженности агрегата.

Зависимость температуры промерзания электролита от степени заряда аккумулятора
Плотность электролита, мг/см. куб.	Напряжение, В (без нагрузки)	Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)	Степень заряда АКБ, %	Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1110	11,7	8,4	0,0	-7
1130	11,8	8,7	10,0	-9
1140	11,9	8,8	20,0	-11
1150	11,9	9,0	25,0	-13
1160	12,0	9,1	30,0	-14
1180	12,1	9,5	45,0	-18
1190	12,2	9,6	50,0	-24
1210	12,3	9,9	60,0	-32
1220	12,4	10,1	70,0	-37
1230	12,4	10,2	75,0	-42
1240	12,5	10,3	80,0	-46
1270	12,7	10,8	100,0	-60

Критическим считается падение уровня заряда ниже 70%. Все автомобильные электроприборы потребляют не напряжение, а ток. Без нагрузки даже сильно разряженный аккумулятор может показывать нормальное напряжение. Но при низком уровне, во время запуска двигателя, будет отмечаться сильная «просадка» напряжения, что является тревожным сигналом.

Своевременно заметить приближающуюся катастрофу возможно лишь в том случае, когда непосредственно в салоне установлен индикатор. Если во время работы автомобиля он постоянно сигнализирует о разрядке – пора ехать на СТО.

Какие существуют индикаторы

Многие АКБ, особенно необслуживаемые, имеют встроенный датчик (гигрометр), принцип работы которого основан на измерении плотности электролита.

Этот датчик контролирует состояние электролит и ценность его показателей относительна. Не очень удобно по несколько раз залазить под капот автомобиля, что бы проконтролировать состояние электролита в разных режимах работы.

Для контроля состояния АКБ значительно удобнее электронные приборы.

Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

В автомагазинах продаётся множество таких устройств, различающихся дизайном и функционалом. Фабричные приборы условно делятся на нескольких типов.

По способу подключения:

• к разъёму прикуривателя;
• к бортовой сети.

По способу отображения сигнала:

• аналоговые;
• цифровые.

Принцип работы у них одинаков, определение уровня заряда АКБ и отображение информации в наглядном виде.

Принципиальная схема индикатора

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

Существуют десятки разнообразных схем контроля, но результат они выдают идентичный. Подобное устройство возможно собрать самостоятельно из подручных материалов. Выбор схемы и комплектующих зависит исключительно от ваших возможностей, фантазии и ассортимента ближайшего магазина радиотоваров.

Вот схема для понимания как работает индикатор заряда аккумулятора на светодиодах. Такую портативную модель можно собрать «на коленке» за несколько минут.

Д809 – стабилитрон на 9В ограничивает напряжение на светодиодах, а на трёх резисторах собран сам дифференциатор. Такой светодиодный индикатор срабатывает на силу тока в цепи. При напряжении 14В и выше сила тока достаточно для свечения всех светодиодов, при напряжении 12-13,5В светятся VD2 и VD3 , ниже 12В — VD1 .

Более продвинутый вариант при минимуме деталей можно собрать на бюджетном индикаторе напряжения — микросхеме AN6884 (KA2284) .

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

Схема работает по принципу компаратора. VD1 – стабилитрон на 7,6В, он служит в качестве эталонного источника напряжения. R1 – делитель напряжения. При первоначальной настройке он выставляется в такое положение, чтобы при напряжении 14В светились все светодиоды. Напряжение, поступающее на входы 8 и 9, сравнивается через компаратор, а результат дешифруется на 5 уровней, зажигая соответствующие светодиоды.

Контроллер зарядки АКБ

Что бы отслеживать состояние аккума во время работы зарядного устройства, делаем контроллер заряда АКБ. Схема устройства и используемые компоненты максимально доступны, в то же время обеспечивают полный контроль над процессом подзарядки батарей.

Принцип работы контроллера следующий: пока напряжение на аккумуляторе ниже напряжения заряда – горит зелёный светодиод. Как только напряжение сравняется, открывается транзистор, зажигая красный светодиод. Изменение резистора перед базой транзистора меняет уровень напряжения, необходимого для открытия транзистора.

Это универсальная схема контроля, которую можно использовать как для мощных автомобильных аккумуляторов, так и для миниатюрных литиевых батареек-аккумуляторов.

аккумулятор заряд схема

Основная проблема, которая возникает при заряде аккумуляторов, состоит в поиске параметра, измерения которого позволили бы с достаточной точностью определить состояние полного заряда.

В ходе заряда герметичных щелочных аккумуляторов меняется несколько параметров: напряжение, температура, внутреннее давление. Характер их изменений в процессе заряда герметичного никель-кадмиевого аккумулятора изображен на рисунке 1. Эти параметры обеспечивают различную чувствительность и имеют разные ограничения при использовании. Характер изменения указанных параметров у никель-металлгидридных аккумуляторов похож, но они более чувствительны к перегреву при перезаряде.

Рис.1.

Заряд стандартным режимом обычно проводится в течение регламентированного времени. Контроль напряжения при такой стратегии заряда малоэффективен, так как при низких плотностях тока заряда напряжение в конце процесса (Uкон) меняется незначительно и контроль процесса по его величине, выбранной в соответствии с рекомендованной производителем как типичной для данного типа источника тока, может привести к недозаряду одних и перезаряду других аккумуляторов (в зависимости от их индивидуальных зарядных характеристик). Паспортная величина конечного напряжения паказывает только статистический параметр, а разброс его у аккумуляторов в партии может быть заметным. К тому же величина эта зависит от температуры и наработки аккумулятора.

При быстром заряде использование напряжения в качестве контрольного параметра оказалось более результативным. Это определяется изменением вида зарядной кривой. В этом случае нет надобности ориентироваться на конкретную величину предельного зарядного напряжения, нужно лишь установить момент достижения его максимальной величины. Для этого устройствами контроля периодически определяется величина dU/dt или d2U/dt2. Максимум зарядного напряжения наблюдается как правило при заряде до 110-120 % Сн.

В случаи прекращения заряда в этот момент, при последующем разряде в стандартном режиме удается снять около 95% номинальной емкости. Для обеспечения большего перезаряда (до 140-160 %) нужно либо необходимое время сохранять заряд тем же током, либо обеспечить переход к более безопасному режиму подзаряда меньшим током.

В настоящее время для контроля хода быстрого заряда чаще используется другой критерий: прерывание заряда производят после того, как напряжение аккумулятора уменьшится на ДU после достижения максимума. Это обеспечивает нужный уровень перезаряда аккумуляторов.

Такой контроль рекомендуется для быстрого заряда (в течение 1 ч) цилиндрических щелочных рулонных аккумуляторов, если изготовитель разрешает такой заряд для конкретного типа аккумуляторов. В литературе он называется детекцией -ДU. Величина -ДU для аккумуляторов разных производителей может составлять от 5-10 до 10-20 мВ, Для контроля заряда чаще предлагается использовать величину 10 мВ/аккумулятор при температуре заряда от 0 до 30 °С. При этом в начале заряда (в течение 5-10 мин) рекомендуется не проводить измерения напряжения источника тока во избежание срабатывания системы контроля из-за возможного скачка напряжения (и последующего его небольшого спада) после длительного хранения.

Другим параметром, который применяется при контроле заряда современных герметичных щелочных аккумуляторов, является температура. Контроль температуры более всего нужен при заряде никелъ-металлгидридных аккумуляторов. Температурный датчик устанавливается не на каждом аккумуляторе, а на одном из них в батарее. Понятно, что влияние конструктивных особенностей батареи и реализуемых в ней условий теплообмена делают контроль заряда по абсолютной величине температуры Т весьма проблематичным, так как непросто однозначно определить величину этого параметра. Специалисты компании GP, например, детально исследовали процесс заряда батареи емкостью 2,5 Ач током 0,5 С при температуре окружающей среды (Tокр) от 15 до 45 °С. Изучалось отключение при температуре батареи (Tбат), равной 55 и 60 °С. Было показано, что если температура окружающей среды выше 35 °С, то при Tбат = 55 °С имеет место существенный недозаряд. При Tбат=60 °С недозаряд несколько уменьшается. Увеличивать еще больше значение контролируемого параметра (Tбат > 60 °C) нельзя без риска увеличения опасности отказа аккумулятора.

Все производители как правило рекомендуют максимальную величину температуры при быстром заряде - не более 55 °С. Следует понимать, что при повышенных температурах окружающей среды избежать недозаряда при таком способе контроля зарядного процесса не получится. Более рациональным является контроль другого параметра: скорости изменения температуры (ДT/Дt), что позволяет при любой температуре окружающей среды диагностировать интенсификацию побочных процессов, которая имеет место при перезаряде. Величина ДT/Дt, при которой различные производители рекомендуют отключать герметичные щелочные аккумуляторы, находится в интервале от 1 до 2 °С/мин при токе заряда 1С и 0,8 °С/мин, если ток меньше.

Большая часть производителей полагает, что наилучшие результаты достигаются при контроле заряда по двум критериям (оценка -ДU и ДT/Дt) одновременно. Такой метод контроля универсален как для аккумуляторов разных типов, так и для разного уровня их заряженности. Следует заметить, что второй из этих параметров обеспечивает более благоприятные условия работы аккумуляторов при длительной эксплуатации.

Найден еще один электрический параметр, который по величине значительно больше изменений напряжения. Этот параметр - реакция источника тока на тестовый сигнал переменного тока.

Для контроля степени заряженности свинцово-кислотных аккумуляторов можно использовать напряжение разомкнутой цепи, которое меняется от 2,05-2,15В/ак при заряженном состоянии (в зависимости от концентрации кислоты) до 1,95-2,03 В/ак после полного разряда. Эта зависимость показана на рисунке 2.

Рис.2.

При контроле заряженности свинцово-кислотного аккумулятора в ходе заряда, заряд считается завершенным если ток заряда (при неизменном стандартном напряжении заряда) остается неизменным в течении 3-х часов.

При заряде литий-ионных аккумуляторов ориентируются также на напряжение аккумулятора. В начальный период, когда только появились литий-ионные аккумуляторные батареи, использующие графитовую систему, требовалось ограничение напряжения заряда из расчета 4,1 В на элемент. В настоящее время литий-ионные элементы можно заряжать до напряжения 4,20 В. Допустимое отклонение напряжения составляет всего лишь около ±0,05 В на элемент. Рисунок 3 отображает стандартный процесс заряда литий-ионного аккумулятора.

Рис.3.

ЭТАП 1 - Через аккумулятор протекает максимально допустимый ток заряда, пока напряжение на нем не достигнет порогового значения. ЭТАП 2 - Максимальное напряжение на аккумуляторе достигнуто, ток заряда постепенно снижается до тех пор пока он полностью не зарядится. Момент завершения заряда наступает когда величина тока заряда снизится до значения 3% от начального. ЭТАП 3 - Периодический компенсирующий заряд, проводящийся при хранения аккумулятора, ориентировочно через каждые 500 часов хранения.

Необходимость проверки АКБ после зарядки очень важное условие при эксплуатации современного автомобиля. Ведь он настолько напичкан разнообразной электроникой, что без аккумуляторной батареи невозможно не то чтобы запустить двигатель, но и просто двигаться или проникнуть в салон обычным способом.
Поэтому обслуживание АКБ и регулярная проверка заряда должны производиться на наивысшем уровне.

Заряд АКБ может значительно уменьшиться в таких случаях:

1. Длительное пользование электроприборами автомобиля при выключенном двигателе.
2. Пребывание автомобиля без запущенного двигателя на большом морозе длительное время (1-2 недели).
3. Длительное или многократное использование стартера без успешного запуска двигателя.
4. Электролит, влага, другие жидкости, грязь на поверхности аккумулятора.
5. Использование аккумулятора с превышенным сроком эксплуатации.
6. Хранение и эксплуатация АКБ не в горизонтальном положении.
7. Недостаточный уровень или плотность электролита.
8. Механическое воздействие на аккумулятор (удары, толчки и т.д.).
9. Длительное хранение аккумулятора в бездействии.

Все эти факторы приводят либо к быстрой или неконтролированной утечке заряда, либо к механическому и химическому повреждению пластин.

Способы контроля уровня заряда аккумуляторной батареи

Видео по теме:

Проверка АКБ на уровень заряда может осуществляться различными способами. Всё зависит от модели аккумулятора и возможностей автомобиля:

1. С помощью приборов, установленных в автомобиль и передающих информацию на панель приборов.
2. С помощью специальных индикаторов, которые вмонтированы в саму батарею.
3. С помощью специальных переносных индикаторов.
4. С помощью вольтметра. Этим прибором можно измерить напряжение всей АКБ (норма, U = 12 В) или каждой банки в отдельности (норма, U = 2 В). Это самый верный способ проверки. Ведь отдельно взятая банка может иметь или повышенный заряд, или пониженный и регулировать нужно будет не сумму всех составляющих, а только её одну.

ЭТО ВАЖНО! При подключении вольтметра напрямую к АКБ (непосредственно к клеммам аккумулятора), прибор должен указать на 5% большее напряжение (около 12,6 – 12,8 В). Если производить измерения на контактах потребителя (например, на 12-вольтовой лампочке), подключённого к клеммам, то нормальным значением будет именно 12 В. Только при таких условиях измерений и значениях напряжения, можно говорить о нормальной зарядке аккумуляторной батареи.

5. Косвенным способом с помощью ареометра. Этот прибор укажет, какую плотность имеет электролит. И отталкиваясь от этих показаний, можно прийти к некоторым выводам. Низкая плотность электролита (ρ = 1, 23 г/см³) указывает на то, что аккумулятор разряжен. Но с уверенностью об этом можно говорить только в случае, если в банки не доливалась вода или раствор кислоты неправильной концентрации.

Если после проверки оказалось, что батарея не даёт нормального напряжения, U = 12 В, то перед процессом зарядки не лишним было бы:

1. Проверить, какой уровень имеет электролит (если это возможно, ведь конструкция не каждого аккумулятора даёт доступ к пробкам и контактам банок). Каждая банка должна иметь его столько, чтобы покрывать свинцовые пластины, но не превышать специальной отметки.
2. Если количество раствора в норме, то надобно проверить, какую плотность имеет электролит. Норма – это ρ = 1, 23 г/см³.
3. Если электролит имеет нормальную плотность и уровень, а напряжение низкое, то батарея нуждается зарядке.

Способы зарядки автомобильной аккумуляторной батареи

Процесс зарядки аккумулятора лучше всего осуществлять, после снятия с него клемм. Но в некоторых случаях отключение АКБ может привести к сбою в настройках электроники. Поэтому процесс зарядки приходится производить, не снимая батареи с автомобиля и выполнив некоторые меры предосторожности:

1. Место зарядки должно иметь температуру воздуха выше нуля (желательно 20°С).
2. Аккумулятор и автомобиль должны прогреться естественным путём, находясь в данном помещении некоторое время.
3. Отключить или перевести в режим «сна» все электроприборы автомобиля.
4. Процесс зарядки «неснятого» аккумулятора не будет отличаться от зарядки «снятого».

Видео по теме:

Только после выполнения всех мер предосторожности можно начинать процесс зарядки АКБ.
Существует несколько способов восстановления заряда в автомобильном аккумуляторе:

1. Постоянным током. Этот способ предусматривает подачу постоянного тока регулирующим устройством на клеммы. Необходимое время — от 3 до 8 часов. Первоначальная величина тока равняется 10% от числового значения ёмкости аккумулятора (например, батарея «6ст190», означает ёмкость в 190 Ah). Значит, на клеммы нужно подавать ток из расчёта: 190 / 10 = 19 А. Увидев, что электролит «кипит» (в банках начинается бурление жидкости), силу тока уменьшают в два раза. И так до следующего бурления. Недостатком этого способа является необходимость постоянного визуального контроля процессов («кипит» или нет раствор кислоты) и параметров зарядки (плотность электролита и напряжение). Для того, чтобы наблюдать «кипит» жидкость или нет, надобно вывинтить пробки. Если такое невозможно, то контроль уровня зарядки осуществляется по увеличению напряжения, которое способна давать одна банка.
2. Ускоренный метод. Очень экстремальный способ, позволяющий сэкономить драгоценное время. Применяется в срочных случаях. Для его осуществления необходимо подавать силу тока, превышающую 10% числового значения ёмкости аккумулятора. Недостатком является сильный износ пластин и сокращение срока службы аккумулятора. При таком способе постоянно нужно наблюдать, не «кипит» ли электролит. Этот способ не позволит зарядить батарею на 100 %, поэтому после него нужно применять другие методы пополнения заряда.
3. Постоянным напряжением. На клеммы подаётся постоянное напряжение. Процесс длительный. Необходимое время для заряда — около суток, но нет необходимости наблюдать, «кипит» ли электролит или нет. А также не нужно измерять плотность раствора кислоты и величину напряжения. Этим способом невозможно полностью зарядить батарею, поэтому после такой зарядки нужно применять другие методы.
4. Импульсным током. Периодически меняется подаваемое на клеммы напряжение и сила тока. Существует два вида заряда: пульсирующий (меняется только величина тока и напряжения) и ассиметричный (меняется величина и направление тока). Большое преимущество такого способа зарядки – это восстановление засульфатированных пластин.
5. Контрольно-тренировочный. Происходит цикл зарядов-разрядов батареи. Этот способ немного улучшает показатели аккумулятора и позволяет оценить его возможности, но уменьшает ресурс батареи.
6. Способ Вудбриджа. Согласно ему ток зарядки не должен превышать цифрового значения недостающей ёмкости.

Какой бы способ заряда АКБ ни был выбран автолюбителем, всегда нужно придерживаться правил техники безопасности и экономить время при этом не стоит. Ведь дело приходится иметь с кислотой, входящей в состав электролита, и водородом, выделяющимся при любом способе заряда.
После того, как ёмкость батареи будет восстановлена, необходимо измерить напряжение каждой банки и плотность электролита в каждом отсеке. Ведь именно они напрямую определяют срок службы аккумуляторной батареи.

Немного о маркировке автомобильных аккумуляторов

Для того, чтобы выбрать оптимальный для своего автомобиля аккумулятор, нужно уметь расшифровывать условные обозначения.
Как правило, маркировка начинается на «6Ст». Здесь 6 – означает количество банок и соответственно можно узнать напряжение, умножив его на 2 (каждая банка даёт напряжение 2 В), значит батарея 12-вольтовая. Ст – это стартерная. Поэтому для обычного автолюбителя подойдёт аккумулятор только с маркировкой начинающейся на «6Ст».
Следующие цифры указывают на ёмкость батареи в Ампер×часах. Чем они больше, тем лучше. Все остальные обозначения не имеют принципиального значения. Они могут обозначать конструкцию крышки, материал корпуса, сепараторов и т.д.
Также на батарее должны быть и другие обозначения, по которым можно определить силу пускового тока, полярность клемм, массу аккумуляторов, даты изготовления и т.п.

В процессе работы двигателя аккумуляторная батарея () независимо от типа (обслуживаемый или необслуживаемый аккумулятор) подзаряжается от автомобильного генератора. Для контроля заряда аккумулятора на генераторе установлено устройство под названием реле-регулятор.

Сама эксплуатация автомобиля зимой зачастую предполагает короткие поездки, включение большого количества энергоемкого оборудования (подогревы зеркал, стекол, сидений и т.д.) Нагрузка на аккумулятор значительно возрастает. При этом зарядиться от генератора и компенсировать потери, затраченные на запуски, батарея попросту не успевает. С учетом вышесказанного оптимально полностью заряжать аккумулятор зарядным устройством до 100% не реже одного раза в год до наступления холодов.

Добавим, что в случае проблем с запуском двигателя по причине наличия неисправностей мотора (проблемы с топливной аппаратурой, и т.п.), владельцу приходится намного дольше и интенсивнее крутить стартер. В таких случаях заряжать аккумулятор внешним зарядным устройством потребуется намного чаще.

Зарядка аккумулятора зарядным устройством

Чтобы знать, как зарядить необслуживаемый аккумулятор автомобиля зарядным устройством, а также осуществить зарядку батареи обслуживаемого типа, необходимо придерживаться определенных правил. Зарядное устройство (ЗУ, внешнее зарядное устройство ВЗУ, пускозарядное устройство) фактически является конденсаторным зарядным устройством.

Автомобильный аккумулятор — источник постоянного тока. Во время подключения АКБ нужно обязательно соблюдать полярность. Для этого места подключения плюсовой и минусовой клеммы обозначены плюсовым и минусовым знаком («+» и «–») на аккумуляторе. Выводы на ЗУ имеют аналогичную маркировку, что позволяет правильно подключить аккумулятор к зарядному устройству. Другими словами, «плюс» аккумулятора соединяется с «+» клеммой зарядного устройства, «минус» на АКБ подключается к выходу «-» ЗУ.

Обратите внимание, случайная смена полярности приведет к тому, что вместо заряда будет происходить разряд батареи. Также необходимо учитывать, что глубокий разряд (аккумулятор полностью посажен) может в отдельных случаях вывести аккумуляторную батарею из строя, в результате чего может не получиться зарядить такой АКБ при помощи зарядного устройства.

Также необходимо учитывать, что перед подключением к зарядному устройству аккумулятор нужно снять с автомобиля и тщательно очистить от возможных загрязнений. Потеки кислоты хорошо удаляются влажной ветошью, которая смачивается в растворе с содой. Для приготовления раствора достаточно 15-20 грамм соды на 150-200 грамм воды. На наличие кислоты укажет вспенивание указанного раствора при нанесении на корпус АКБ.

Что касается обслуживаемых аккумуляторов, пробки на «банках» для заливки кислоты следует выкрутить. Дело в том, что во время зарядки в аккумуляторе образуются газы, которым необходимо обеспечить свободный выход. Также следует произвести проверку уровня электролита. При снижении уровня ниже нормы производится долив дистиллированной воды.

Каким напряжением заряжать аккумулятор автомобиля

Начнем с того, что зарядка аккумулятора предполагает подачу на него такого тока, которого не хватает батарее для полного заряда. На основе данного утверждения можно ответить на вопросы, каким током заряжать аккумулятор автомобиля,а также сколько нужно заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством.

В том случае, если аккумулятор с емкостью 50 Ампер-часов заряжен на 50%, тогда на начальном этапе следует установить зарядный ток 25 А, после чего этот ток нужно динамично уменьшать. К моменту полного заряда аккумулятора подача тока должна прекратиться. Такой принцип работы лежит в основе автоматических зарядных устройств, при помощи которых автомобильный аккумулятор заряжается в среднем за 4-6 часов. Единственным минусом таких ЗУ является их высокая стоимость.

Также стоит выделить зарядные устройства полуавтоматического типа и решения, которые предполагают полностью ручную настройку. Последние наиболее доступны по цене и широко представлены в продаже. С учетом того, что аккумулятор обычно разряжен на 50%, можно высчитать, сколько заряжать необслуживаемый аккумулятор автомобиля, а также понять, сколько нужно заряжать аккумулятор автомобиля обслуживаемого типа.

Основой для расчета времени заряда АКБ является емкость аккумулятора. Зная данный параметр, время заряда просчитывается достаточно просто. Если аккумулятор имеет емкость 50 А ч, тогда для полной зарядки требуется подать на такую батарею ток не более 30 А ч. На зарядном устройстве выставляется 3А, что потребует десять часов для полной зарядки аккумулятора зарядным устройством.

Чтобы на 100% быть уверенным в том, что аккумулятор полностью заряжен, через 10 часов можно выставить на ЗУ ток 0.5 А, после чего продолжить заряжать батарею еще 5-10 часов. Такой способ заряда не представляет опасности для автомобильных аккумуляторов, которые имеют большую емкость. Минусом можно считать необходимость заряжать АКБ около суток.

Для экономии времени и быстрой зарядки аккумулятора можно выставить на ЗУ 8 А, после чего производить заряд около 3 часов. По истечении данного срока ток заряда уменьшается до 6 А и аккумулятор заряжается этим током еще 1 час. В итоге, потребуется 4 часа для зарядки. Отметим, что данный режим зарядки не является оптимальным, так как АКБ желательно заряжать небольшим током до 3 А.

Зарядка большим током может привести к перезарядке и избыточному нагреву аккумулятора, в результате чего значительно сокращается его ресурс. Также отметим, что использование способов заряда аккумулятора, которые направлены на сведение к минимуму негативного процесса сульфатации пластин, на практике не имеют заметных положительных результатов.

Правильная эксплуатация аккумулятора в зависимости от его типа (обслуживаемый и необслуживаемый), исключение глубокого разряда и своевременная зарядка при помощи ЗУ позволяют кислотному аккумулятору исправно работать от 3-7 лет.

Как оценить состояние и заряд автомобильного аккумулятора

Правильная зарядка и ряд условий, которые необходимо соблюдать в процессе эксплуатации автомобильного аккумулятора, способны обеспечить нормальный запуск двигателя даже в условиях крайне низких температур. Главным показателем состояния АКБ является степень его заряда. Далее мы ответим, как узнать, заряжен ли аккумулятор автомобиля.

Начнем с того, что некоторые модели батарей имеют специальный цветовой индикатор на самой АКБ, который указывает на то, заряжен или разряжен аккумулятор. Стоит отметить, что указанный индикатор является весьма приблизительным показателем, по которому можно с определенной долей вероятности определить только необходимость дозарядки. Другими словами, индикатор заряда может показывать то, что аккумулятор заряжен, но при этом пускового тока при отрицательных температурах оказывается недостаточно.

Еще одним способом определения степени заряда аккумулятора является замер напряжения на выводах АКБ. Данный способ также позволяет весьма приблизительно произвести оценку состояния и степени заряда. Для замера аккумулятор потребуется снять с автомобиля или отключить от ЗУ, после чего нужно дополнительно выждать около 7 часов. Температура наружного воздуха не имеет принципиального значения.

• 12.8 В-100% заряда;
• 12.6 В-75% заряда;
• 12.2 В-50% заряда;
• 12.0 В-25% заряда;
• Падение напряжение менее 11.8 В указывает на полный разряд аккумулятора.

Также можно осуществить проверку степени заряда аккумулятора без ожидания. Для этого напряжение на выводах АКБ нужно мерить нагрузкой при помощи так называемых нагрузочных вилок. Такой способ является более точным и достоверным. Указанная вилка является вольтметром, параллельно выводам вольтметра подключается сопротивление. Величина сопротивления составляет 0.018-0.020 Ом для АКБ с показателем емкости от 40-60 Ампер-часов.

Вилку нужно подключить к соответствующим выходам на батарее, после чего через 6-8 сек. зафиксировать показания, которые отображает вольтметр. Далее можно оценить степень заряда батареи по напряжению с использованием нагрузочной вилки:

• 10.5 В — 100% заряда;
• 9.9 В — 75% заряда;
• 9.3 В — 50% заряда;
• 8.7 В — 25% заряда;
• Показатель менее 8.18 В — полный разряд АКБ;

Также можно провести измерения при отсутствии нагрузочной вилки без снятия аккумулятора с авто. Батарея должна быть подключена к бортовой сети транспортного средства. Затем потребуется дать нагрузку на аккумулятор посредством включения габаритов и дальнего света головной оптики (для автомобилей со штатными галогеновыми лампами). Лампочки фар имеют мощность 50 Вт, нагрузка получается около 10 А. Напряжение нормально заряженного аккумулятора в этом случае должно составлять около 11.2 В.

Следующим способом, который позволяет проверить заряд АКБ, является замер напряжения на выводах батареи в тот момент, когда производится запуск ДВС. Данные измерения можно считать достоверными только при условии нормально работающего стартера.

В момент пуска показатель напряжения не должен оказываться ниже отметки в 9.5 В. Падение напряжения ниже указанной отметки означает, что аккумулятор сильно разрядился. В этом случае требуется его зарядка при помощи ЗУ. Данный способ проверки также позволяет выявить неполадки стартера. На автомобиль устанавливается заведомо исправный и на 100% заряженный аккумулятор, после чего производится замер. Если напряжение на клеммах АКБ в момент запуска упадет ниже 9.5 В, тогда очевидны проблемы со стартером.

Напоследок добавим, что замеры разными способами предполагают фиксацию колебаний в доли вольта. По этой причине к вольтметру выдвигаются повышенные требования. Крайне важна точность устройства, так как малейшая погрешность даже в один или два процента приведет к ошибке в измерении степени заряда АКБ на 10 -20 %. Для замеров рекомендуется использовать приборы с минимальной погрешностью.

Как зарядить полностью разряженный аккумулятор автомобиля

Частой причиной глубокого разряда АКБ является банальная невнимательность. Зачастую достаточно оставить автомобиль с включенными габаритами или фарами, салонным освещением или магнитолой на 6-12 часов, после чего аккумулятор оказывается полностью разряженным. По этой причине многих автовладельцев интересует вопрос, можно ли восстановить полностью разряженный аккумулятор.

Как известно, полный разряд аккумулятора сильно влияет на срок службы батареи, особенно если говорить о необслуживаемом аккумуляторе. Производители автомобильных аккумуляторов указывают, что даже одного полного разряда бывает достаточно для выхода АКБ из строя. На практике относительно новые аккумуляторы удается восстановить как минимум 1 или 2 раза после их полного разряда без существенной потери эксплуатационных свойств.

Для начала необходимо определить насколько сильно разрядилась батарея, воспользовавшись одним из указанных выше способов. Также можно сразу поставить аккумулятор на зарядку. Далее полностью разряженный аккумулятор необходимо заряжать в том режиме, который рекомендован производителем АКБ. Стандартом является подача величины тока заряда на отметке 0.1 от общей емкости батареи.

Полностью посаженный аккумулятор заряжается таким током не менее 14-16 часов. Для примера рассмотрим зарядку аккумулятора с емкостью 60 Ампер-часов. В этом случае ток заряда должен быть в среднем от 3 А (медленнее) до 6 А (быстрее). Полностью разряженную автомобильную аккумуляторную батарею правильно заряжать самым малым током, причем как можно дольше (около суток).

Когда напряжение на клеммах аккумулятора больше не увеличивается на протяжении 60 мин. (при условии подачи одинакового зарядного тока), тогда аккумулятор полностью заряжен. Необслуживаемые аккумуляторы при полной зарядке предполагают величину напряжения на отметке 16.2±0.1 В. Следует учитывать, что такая величина напряжения является стандартом, но при этом имеется зависимость от показателя емкости АКБ, тока заряда, плотности электролита в аккумуляторе и т.д. Для замера подойдет любой вольтметр независимо от погрешности прибора, так как необходимо замерить постоянное, а не точное напряжение.

Чем зарядить аккумулятор автомобиля, если нет зарядного устройства

Самым простым способом зарядки АКБ является запуск автомобиля методом «прикуривания» от другого авто, после чего нужно двигаться на автомобиле около 20-30 минут. Для эффективности зарядки от генератора предполагается либо динамичная езда на повышенных передачах, либо движение на «низах».

Главным условием является поддержание оборотов коленвала на отметке около 2900-3200 об/мин. На указанных оборотах генератор обеспечит необходимый ток, который позволит подзарядить батарею. Отметим, что данный способ подходит только при условии частичного, а не глубокого разряда АКБ. Также после поездки все равно потребуется реализовать полный заряд аккумулятора.

Довольно часто автолюбители интересуются, чем еще можно зарядить автомобильный аккумулятор, кроме ЗУ. Наиболее часто в качестве замены предполагается использовать зарядные устройства, которыми заряжают мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки и прочие гаджеты. Сразу отметим, что данные решения не позволяют зарядить автомобильный аккумулятор без ряда манипуляций.

Дело в том, что основным условием для подачи тока от зарядного устройства к АКБ является то, что на выходе ЗУ должно присутствовать напряжение, которое будет больше напряжения на выходах аккумуляторной батареи. Другими словами, при напряжении выходов аккумулятора 12 В напряжение выхода зарядного устройства должно составлять 14 В. Что касается различных устройств, то напряжение их батарей зачастую не превышает 7.0 В. Теперь представим, что под рукой находится зарядное устройство от гаджета, которое имеет необходимое напряжение 12 В. Проблема все равно будет присутствовать, так как сопротивление аккумуляторной батареи автомобиля измеряется в целых Омах.

Получается, подключение зарядки от мобильного устройства к выходам аккумулятора фактически будет представлять собой короткое замыкание выводов блока питания зарядки. В блоке произойдет срабатывание защиты, в результате чего такое ЗУ не подаст ток на аккумулятор. При условии отсутствия защиты высока вероятность выхода из строя блока питания от значительной нагрузки.

Стоит добавить, что аккумулятор автомобиля также не следует заряжать от различных блоков питания, которые имеют подходящее напряжения на выходе, но в них конструктивно отсутствует возможность отрегулировать величину подаваемого тока. Только специальное ЗУ для АКБ автомобиля представляет собой такое устройство, которое имеет на своем выходе нужную величину напряжения и тока для зарядки батареи. Параллельно с этим имеется возможность управления постоянной величиной тока.

Самодельное ЗУ для аккумулятора автомобиля

Теперь перейдем от теории к практике. Начнем с того, что сделать зарядное устройство для аккумуляторной батареи из блока питания от стороннего девайса можно своими руками.

Обратите внимание, данные действия представляют определенную опасность и выполняются исключительно на свой страх и риск. Администрация ресурса не несет никакой ответственности, информация представлена исключительно в ознакомительных целях!

Существуют несколько способов изготовления ЗУ. Давайте поверхностно рассмотрим наиболее распространенные:

1. Изготовление зарядного устройства от источника, который на своем выходе имеет напряжение около 13-14 В, а также способен обеспечить силу тока больше 1 Ампера. Для такой задачи подойдет блок питания ноутбука.
2. Зарядка от обычной бытовой электрической розетки 220 Вольт. Для этого понадобится наличие полупроводникового диода и лампы накаливания, которые последовательно соединяются в цепь.

Следует учитывать, что использование подобных решений означает зарядку АКБ посредством источника тока. В результате требуется постоянный контроль времени и момента окончания заряда аккумулятора. Данный контроль осуществляется при помощи регулярных замеров напряжения на клеммах аккумулятора или подсчета того времени, на которое АКБ поставлена на зарядку.

Помните, перезаряд аккумулятора приводит к повышению температуры внутри батареи и активному выделению водорода и кислорода. Закипание электролита в «банках» АКБ вызывает образование взрывоопасной смеси. В случае возникновения электрической искры или появления других источников для возгорания аккумуляторная батарея может взорваться. Подобный взрыв может привести к пожарам, ожогам и травмам!

Теперь заострим внимание на наиболее распространенном способе самостоятельного изготовления ЗУ для аккумулятора автомобиля. Речь идет о зарядке от БП ноутбука. Для реализации задачи необходимы определенные знания, навыки и опыт в области сборки простых электрических цепей. В противном случае оптимальным решением будет обратиться к специалистам, приобрести готовое зарядное устройство или заменить аккумулятор на новый.

Сама схема изготовления ЗУ достаточно проста. К БП подключается балластная лампа, а также выходы самодельного ЗУ подключаются к выходам АКБ. В качестве «балласта» потребуется лампа с небольшим номиналом.

Если попытаться осуществить подключение БП к АКБ без использования в электроцепи балластной лампочки, тогда можно быстро вывести из строя как сам блок питания, так и аккумуляторную батарею.

Следует пошагово подбирать нужную лампу, начиная с минимальных номиналов. Для начала можно подключить маломощную лампочку повторителя поворота, потом более мощную лампу поворота и т.д. Каждую лампу следует отдельно проверять посредством подключения в цепь. Если лампочка горит, тогда можно переходить к подключению аналога, большего по мощности. Данный способ поможет не вывести из строя блок питания. Напоследок добавим, что о заряде АКБ от такого самодельного устройства будет свидетельствовать горение балластной лампы. Другими словами, если аккумулятор заряжается, тогда лампа будет гореть, пусть даже и очень тускло.

Новый аккумулятор должен быть полностью заряжен и работоспособен, то есть предполагает немедленную установку на автомобиль для начала дальнейшей эксплуатации. Перед приобретением необходимо произвести проверку АКБ по ряду параметров:

• целостность корпуса;
• замер напряжения на выходах;
• проверка плотности электролита;
• дата изготовления АКБ;

На начальном этапе необходимо удалить защитную пленку и осмотреть корпус на предмет трещин, потеков и других дефектов. В случае обнаружения малейших отклонений от нормы аккумулятор рекомендуется заменить.

Затем производится замер напряжения на клеммах нового аккумулятора. Измерить напряжение можно вольтметром, при этом точность устройства не имеет значения. Напряжение не должно быть ниже отметки в 12 Вольт. Показатель напряжения в 10.8 Вольт указывает на то, что аккумулятор полностью разряжен. Такой показатель является недопустимым для новой АКБ.

Плотность электролита измеряют при помощи специальной вилки. Также параметр плотность косвенно указывает на уровень заряда батареи. Завершающим этапом проверки становится определение даты выпуска аккумулятора. Аккумуляторы, которые были выпущены 6 мес. назад и более от дня планируемой покупки приобретать не следует. Дело в том, что готовый к использованию АКБ имеет склонность к саморазряду. По этой причине для длительного хранения батарею необходимо заранее подготовить, но в таком случае аккумулятор уже нельзя считать новым готовым изделием.

Получается, ответ на вопрос, нужно ли заряжать новый аккумулятор для автомобиля, будет отрицательным. Новый аккумулятор заряжать нет никакой необходимости. Если планируемый к покупке аккумулятор разряжен, тогда он может быть попросту старым, бывшим в употреблении или имеет место производственный брак.

Другие вопросы касательно зарядки автомобильных аккумуляторов

Очень часто в процессе эксплуатации владельцы пытаются заряжать аккумулятор без снятия батареи с автомобиля. Другими словами, зарядка АКБ производится без снятия клемм прямо на машине, то есть аккумулятор на зарядке остается подключенным к сети транспортного средства.

Обращаем ваше внимание на то, что при зарядке аккумулятора показатель напряжение на выводах батареи может быть на отметке около 16 В. Данный показатель напряжения сильно зависит от того, какой тип ЗУ используется при зарядке. Добавим, что даже выключение зажигания и изъятие ключа из замка не означает, что все устройства в автомобиле обесточены. Охранный комплекс или сигнализация, головное мультимедийное устройство, внутрисалонное освещение и другие решения могут оставаться включенными или находиться в режиме ожидания.

Зарядка аккумулятора без снятия и отключения клемм может привести к тому, что на включенные устройства подается слишком высокое напряжение питания. Результатом обычно является поломка таких устройств. Если в вашем автомобиле имеются приборы, которые не могут быть полностью обесточены после выключения зажигания, тогда заряжать аккумулятор без отсоединения клемм запрещено. Перед зарядкой в этом случае необходимо произвести обязательное отключение «минусовой» клеммы.

Также не следует начинать отключение аккумулятора с «плюсовой» клеммы. Клемма «минус» на аккумуляторе соединяется с электросетью автомобиля посредством прямого соединения с кузовом. Попытка отключения «плюса» первым может иметь печальные последствия. Непреднамеренный контакт гаечного ключа или другого инструмента с металлическими элементами кузова/двигателя автомобиля приведет к короткому замыканию. Данная ситуация достаточно распространена в тех случаях, когда при помощи ключей производится откручивание плюсовой клеммы с вывода АКБ при не снятом минусе.

Что касается зарядки аккумулятора на холоде или в помещении зимой без отопления, то АКБ можно смело подзаряжать в таких условиях. Во время зарядки батарея нагревается, температура электролита в «банках» будет положительной. Параллельно с этим заносить аккумулятор в тепло для зарядки требуется в том случае, если внутри аккумулятора замерз электролит и АКБ была полностью посажена. Заряжать такой аккумулятор нужно строго после того, когда произойдет оттаивание замерзшего электролита.

Никель-кадмиевые аккумуляторы сегодня широко применяют в бытовой технике. Учитывая, что правильная эксплуатация позволяет продлить срок "жизни" этих дорогих компонентов, весьма актуален контроль за состоянием аккумуляторов и, особенно, за процессом зарядки в целях предотвращения их перезарядки.

На радиорынках и прилавках специализированных магазинов можно встретить довольно много моделей ручных фонарей, питающихся от никель-кадмиевых аккумуляторов. Особенно популярны фонари "Универсал УН-0-002" отечественного производства. Они имеют малые габариты, удобный корпус, для питания лампы используется батарея из трех аккумуляторов Д-0.26Д. Фонарь снабжен встроенным сетевым зарядным устройством (ЗУ), выполненным по стандартной схеме с гасящим конденсатором (рис. 1).

В этих фонарях (как и в других подобных) оценка степени разряженнос-ти аккумуляторов производится буквально "на глаз" по яркости свечения лампы, а контроль зарядки - по времени, в течение которого фонарь включен в сеть. Известно, что никель-кадмиевые аккумуляторы не рекомендуется разряжать до напряжения ниже 1 В. А лампа фонаря (3,5 В, 150 мА) вполне сносно светит и при напряжении, меньшем 3 В (три полностью разряженных аккумулятора), не говоря уже о лампе на 2,5 В, которую можно установить в фонарь для получения более яркого света: правда, при этом повысится потребляемый от аккумуляторов ток. Однако еще более опасна перезарядка аккумуляторов, которая вообще ничем не контролируется. Между тем частые перезарядки, как и переразрядки, сильно сокращают срок их службы.

Кроме того, когда фонарь включен в сеть, не понятно, идет ли процесс зарядки, например, если контакт в розетке не очень надежен, поскольку лампа на столь малую прибавку тока почти не реагирует. Поэтому при зарядке аккумуляторов лампа должна быть выключена - ведь она потребляет примерно 150 мА, а зарядный ток составляет всего около 14 мА. Поскольку к приобретаемым фонарям, как правило, никакой инструкции не дают, следует помнить, что полностью разряженные (до напряжения 1 В) аккумуляторы заряжаются ЗУ в течение примерно суток.

Таким образом, пришлось разработать устройство для контроля процессов зарядки и разрядки аккумуляторов. При приемлемой точности и температурной стабильности оно работает от низкого напряжения питания и помещается в корпусе фонаря. В связи с тем что приборы, выполненные на КМОП-мик-росхемах широкого применения, имеют сравнительно большие габариты и требуют минимального напряжения питания - 3 В, что не позволяет индицировать глубокую разрядку, устройства были собраны на транзисторах.

Наиболее просто оказалось ввести в фонарь индикацию тока зарядки аккумуляторов. Для этого потребовалось всего лишь включить последовательно с диодом VD2 или вместо него светоди-
од, желательно зеленого цвета, в аналогичной полярности. Он довольно ярко светится в процессе зарядки, так как через него течет весь зарядный ток. Этот светодиод лучше всего вывести излучающей поверхностью наружу вблизи встроенной сетевой вилки так, чтобы при навинченной крышке он был закрыт ею.

Процесс зарядки можно контролировать с помощью простого устройства, схема которого изображена на рис. 2. Оно представляет собой аналог динис-тора, собранный на биполярных транзи-

сторах. Его подключают параллельно диоду VD1 (см. рис. 1). Когда напряжение на заряжаемых аккумуляторах превысит установленный уровень, устройство шунтирует зарядную цепь, защищая аккумуляторы от перезарядки. При этом светодиод, индицирующий протекание зарядного тока, медленно гаснет, а вместо него начинает светиться другой (HL1, его лучше взять красного свечения), что и будет свидетельствовать об окончании зарядки.

Налаживать устройство следует так: разрядив аккумуляторы до напряжения 1 В на каждом из них, включают фонарь на зарядку. Движок переменного резистора устанавливают в то крайнее положение, в котором красный светодиод не светится. Далее по истечении 30 часов зарядки нужно, не отключая фонаря от сети, проконтролировать напряжение на аккумуляторах. Если оно равно или чуть больше 4,3 В, можно считать, что зарядка окончена. В этот момент движок переменного резистора устанавливают в такое положение, чтобы ярко светился красный светодиод, а зеленый при этом почти погас (полностью он все-таки не может погаснуть), причем важно заметить именно этот порог "притухания" светодиода, индицирующего прохождение зарядного тока.

Таким образом, ток теперь будет снижаться в процессе зарядки (ограничение тока станет заметным уже через 12 часов после начала зарядки), что позволит избежать перезарядки и повышенного тока в конце зарядки. Единст-

венный недостаток устройства состоит в некотором увеличении времени зарядки батареи, примерно до двух суток, зато фонарь можно оставить включенным в розетку и на неделю без негативных последствий. Если же возникает необходимость очень быстрой зарядки аккумуляторов, следует применять специальное зарядное устройство.

Для контроля за разрядкой разработано устройство (рис. 3), основа которого - дифференциальный усилитель на двух транзисторах с индикаторными светодиодами зеленого (HL1) и красно-

го (HL2) цвета, показывающими, соответственно, нормальное и пониженное напряжение на аккумуляторах.

Это устройство включают параллельно лампе после выключателя, поскольку контролировать состояние аккумуляторов необходимо под нагрузкой. Потребляемый ток - около 5 мА. Такой, казалось бы, большой ток составляет менее 4 % от общего потребления энергии, что с лихвой окупается удобством в работе. Емкости же трех полностью заряженных аккумуляторов Д-0.26Д хватает для питания лампы фонаря током 150... 170 мА в течение почти полутора часов, так что потеря емкости на индикацию составит всего несколько минут.

Принцип работы устройства состоит в сравнении напряжения на базах транзисторов - когда оно одинаково, светятся "вполнакала" оба светодиода, а при весьма небольшой разнице в ту или другую сторону один из светодио-дов гаснет, а другой начинает светиться в полную силу. Поскольку на базе транзистора VT2 напряжение стабилизировано диодами VD1 и VD2, то при изменении питающего напряжения изменяется напряжение на базе транзистора VT1, что приводит к свечению зеленого светодиода, когда напряжение окажется выше некоторого предела, и красного, когда напряжение будет ниже.

Установить этот предел проще всего так. Разряжают аккумуляторы, включив лампу и непрерывно контролируя напряжение вольтметром, до 3 В. Затем, не отключая лампы, движок переменного резистора R2 устанавливают в такое положение, когда оба светодиода светятся вполсилы. В процессе эксплуатации появление свечения красного светодиода будет означать, что в ближайшее время (примерно полчаса) следует ожидать полного истощения заряда в аккумуляторах - фонарь следует поставить на зарядку.

Вообще, налаживание устройств для контроля зарядки и разрядки аккумуляторов лучше проводить одновременно.

Переключение с зеленого светодиода на красный происходит при изменении напряжения на 0,5 В (3,25 В - начало свечения красного светодиода, 2,75 В - полное погасание зеленого). Если напряжение питания станет меньше 2 В, индикация полностью пропадает - впрочем, лампа в этот момент уже практически не светится.

Зеленый светодиод можно вообще не ставить - работу устройства это не нарушит. Но все же рекомендую его установить, так как по балансу свечения двух индикаторов удобнее определять порог срабатывания. Потребление же тока при этом не изменится. На самом деле выводить наружу (вблизи выключателя) следует только красный светодиод, зеленый же лучше оставить внутри фонаря, слегка развернув его так, чтобы при разобранном фонаре во время налаживания были видны обе светящиеся "точки". Линзу на красном свето-диоде лучше спилить надфилем, чтобы она не выступала за пределы корпуса фонаря, и отполировать.

Поскольку ЗУ фонаря гальванически связано с сетью, при монтаже и налаживании устройства следует соблюдать осторожность. Для предотвращения поражения электрическим током необходимо, чтобы корпус фонаря был полностью собран. Если включить фонарь в сеть без аккумуляторов или с аккумуляторами, имеющими плохой контакт, весьма вероятен выход из строя диода VD1 (см. рис. 1).

г. Шахты Ростовской обл.