Заряджання автомобільного акумулятора
Заряджання акумулятора при постійному струмі
При такому заряді сила струму протягом усього часу заряду повинна залишатися постійною. Для цього під час заряду треба змінювати напругу зарядного пристрою або опір ланцюга. Є кілька способів регулювання сили зарядного струму. Основні з них:
Більшість приладів, що випрямляють, призначених для заряду, живиться від мережі змінного струму і має або ступінчасте, або плавне регулювання напруги за рахунок зміни коефіцієнта трансформації. Внаслідок цього у процесі заряду доводиться періодично вручну регулювати напругу.
Коефіцієнт корисної дії заряду при кімнатній температурі для справних батарей може бути прийнятий 85-95% при струмі заряду не більше 0,1С 20
Коефіцієнт використання струму залежить від сили зарядного струму, рівня зарядженості батареї та температури електроліту. Він буде тим меншим, чим більший зарядний струм, чим вищий рівень зарядженості і чим нижча температура електроліту. При зарядці повністю розряджених батарей при кімнатній температурі процес заряду в початковий момент йде з найбільшим коефіцієнтом використання струму. Збільшення ступеня зарядженості та підвищення поляризації ведуть до підвищення сумарного внутрішнього опору батареї та підвищення втрат енергії на нагрівання електроліту, електродів та інших компонентів батареї. Крім того, на фінальній стадії заряду акумуляторів починається вторинний процес - електроліз води, що входить до електроліту.
Газ, що виділяється при електролізі води, створює видимість кипіння електроліту, що свідчить про закінчення процесу зарядки акумуляторів. Для зниження втрат енергії при зарядці, зменшення нагріву батареї та запобігання надмірному зниженню рівня електроліту,рекомендується наприкінці процесу заряду знижувати силу зарядного струму.
При зарядці постійним струмом найпоширенішим є режим, що складається із двох стадій. Перша стадія заряду проводиться при струмі, що дорівнює 0,1С 20 до тих пір, поки напруга на батареї 12 В не досягне 14,4 В (2,4В на кожному акумуляторі). Потім сила зарядного струму зменшується вдвічі до 0,05С 20 . Заряджання при такій силі струму триває до незмінності напруги та щільності електроліту в акумуляторах протягом 2год. При цьому наприкінці заряду відбувається бурхливе виділення газу («кипіння» електроліту).
Під час заряджання акумуляторів з гелієвим або адсорбованим електролітом слід чітко дотримуватися рекомендацій виробника. В іншому випадку найменше відхилення від оптимального режиму може призвести до псування акумулятора.
Зменшена сила струму в кінці заряду дозволяє знизити швидкість газовиділення, зменшити вплив перегріву на подальшу працездатність та термін служби батареї, а також забезпечити повноту заряду.
Зрівняльна зарядка акумуляторів.Така зарядка проводиться при постійній силі струму менше 0,1 від номінальної ємності протягом трохи більшого часу, ніж зазвичай. Його мета – забезпечити повне відновлення активних мас у всіх електродах усіх акумуляторів батареї. Зрівняльний заряд нейтралізує вплив глибоких розрядів і рекомендується як міра, що усуває наростаючу сульфатацію електродів. Заряджання триває доти, доки у всіх акумуляторах батареї не буде спостерігатися сталість щільності електроліту та напруги протягом трьох годин.
Форсована зарядка акумуляторів.У разі потреби в короткий час відновити працездатність глибоко розрядженої акумуляторної батареї, використовують такзвану форсовану зарядку. Така зарядка може виконуватися струмами величиною до 70% від номінальної ємності, але протягом більш короткого часу. Час заряду тим менше, що більше величина зарядного струму. Практично при заряді струмом 0,7С20 тривалість зарядки не повинна бути більше 30 хв, при 0,5С20 - 45 хв, а при 0,3С20 - 90 хв. У ході форсованого заряду потрібно контролювати температуру електроліту і при досягненні 45 °С припиняти зарядку.
Потрібно відзначити, що використання форсованого заряду має бути винятком, тому що його регулярне багаторазове повторення для однієї батареї, помітно вкорочує термін її служби.
Заряджання автомобільного акумулятора при постійній напрузі
При цьому методі протягом всього часу заряду напруга зарядного пристрою залишається постійним. Зарядний струм зменшується в ході заряду через підвищення внутрішнього опору батареї. У перший момент після включення сила зарядного струму визначається наступними факторами: вихідною напругою джерела живлення, рівнем зарядженості батареї і числом послідовно включених батарей, а також температурою електроліту батарей. Сила зарядного струму в початковий момент заряду може досягати (1,0-1,5) 20 .
Для справних, але розряджених автомобільних акумуляторів такі струми не принесуть шкідливих наслідків. Незважаючи на великі струми в початковий момент зарядного процесу, загальна тривалість повного заряду акумуляторних батарей приблизно відповідає режиму постійного струму. Справа в тому, що завершальний етап заряду при сталості напруги відбувається за досить малої сили струму. Однак, заряд за такою методикою в ряді випадків кращий, так як він забезпечує швидше доведення батареї достану, що дозволяє забезпечити пуск двигуна. Крім того, енергія, що повідомляється на початковому етапі заряду витрачається переважно на основний зарядний процес, тобто на відновлення активної маси електродів. При цьому реакція газоутворення в акумуляторі ще не можлива.
Отже, заряджання при сталості напруги дозволяє прискорювати процес заряду акумуляторів під час підготовки до використання.
Модифікований заряд.Такий заряд є деяким наближенням до заряду при постійній напрузі. Його мета – трохи зменшити силу струму в початковий період заряду та знизити вплив коливання напруги в мережі на зарядний струм. Для цього послідовно з акумуляторною батареєю електричний ланцюг підключають резистор невеликого опору. Такий прийом відомий під назвою — «спосіб із напівпостійною напругою». При використанні цього методу напруга на клемах зарядного пристрою підтримується постійним в межах від 2,5 до 3,0 на один акумулятор. Вважається, що для свинцевих акумуляторів найкращим є напруга 2,6 на акумулятор, що забезпечує заряд орієнтовно за 8ч.
Постійна підзарядка.Постійні підзарядки найбільш застосовні для стаціонарних акумуляторів. Напруга постійного підзаряджання вибирається залежно від конструкції акумуляторів та терміну служби з метою повної компенсації втрати ємності від саморозряду. Для підтримки акумуляторів з низьким саморозрядом краще використовувати періодичні підзарядки. Режим підзарядки визначається умовами експлуатації, типом та ступенем зношеності акумулятора. Основним недоліком режиму постійної заряджання є паралельне протікання вторинного процесу, що сприяє передчасному погіршенню характеристик акумуляторів.