Саморазряд, мороз и опасность прикуривания: 10 глупых вопросов об аккумуляторах
Так уж повелось, что главные проблемы зимой автолюбителям доставляет аккумулятор. И традиционно, из года в год, звучат одни и те же насущные вопросы… Мы решили свести все самые популярные аккумуляторные проблемы в один «блиц-марафон»!
О дноразовые пальчиковые батарейки способны невозбранно храниться годами, пока их не начнут использовать. Но с автомобильным аккумулятором такой фокус не проходит! И сакраментальное «снятие минусовой клеммы» не поможет! Оставляя машину на парковке и уезжая на месяц в отпуск, вернувшись, можно не суметь запустить мотор… Многие из тех, кто привык, что выключенный ноутбук или смартфон может без ущерба для батареи лежать по полгода, неприятно удивляются…
Снимая клемму с АКБ, мы «отсекаем» внешние потребители тока, но не останавливаем естественный процесс внутреннего саморазряда, свойственный свинцовым батареям и почти не свойственный литиевым. Представьте, что внутри батареи параллельно ее клеммам постоянно подключен крошечный паразитный потребитель тока. Саморазряд все производители считают нормой, если в сутки новая батарея теряет не более 0,5-0,8% емкости. Это касается плюсовых температур — зима же в данном случае являет редкий пример союзника, а не врага: при температурах ниже нуля саморазряд замедляется! Но летом даже отключенная от автомобильной бортсети батарея за месяц способна лишиться половины емкости, а уже поработавшая (хотя и вполне исправная!) может иссякнуть почти полностью – для нее 1,5-2% потерь в сутки бывает нормой. Поэтому при длительном простое машины необходимо перед снятием клеммы полностью зарядить аккумулятор сетевым зарядником. А еще лучше – оставить АКБ на постоянной подпитке зарядным устройством, имеющим специальный режим компенсации саморазряда. Этот режим работы в инструкции к заряднику часто называют «буферным» или «компенсационным» — при нем батарея постоянно подпитывается безопасным сверхмалым током в несколько десятков миллиампер без риска испарения воды из электролита или перегрева.
Можно ли спокойно улететь, к примеру, в отпуск, оставив автомобиль на парковке без принятия каких-либо «консервационных» мер? Просто припарковаться и уйти, а через две недели вернуться, завести мотор и поехать? В принципе, можно произвести несложный арифметический расчет.
Если предположить, что электрика машины исправна и не потребляет ток при простое, то остается два основных «паразита», которые имеются у большинства – сигнализация и аудиосистема, «магнитола» в просторечии. Типичное потребление этой парочки – около 30 мА на сигнализацию и около 20 мА – на «магнитолу».
Необходимо замерить потребляемый автомобилем в режиме простоя от аккумулятора ток – рассказывает заведующий аккумуляторной лабораторией ФГУП «Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильной электроники и электрооборудования» Александр Казунин.
Предположим, у вас получилось 50 миллиампер. Считаем: 50 мА тока = 0,05 А·ч расхода. Умножаем на 24 часа в сутках и на, скажем, 14 дней – получается почти 17 ампер-часов аккумулятор теряет за две недели, и это, заметьте, без учета саморазряда. Для батареи емкостью 55 А·ч это составляет треть от емкости. Но главный вопрос – как интерпретировать эти цифры? Если на улице лето, автомобиль технически исправен, а батарея была заряжена на 100% — то потеря трети емкости не помешает завести мотор и поехать. Если же на улице зима, а машина эксплуатируется в городском режиме с вечным отрицательным энергобалансом, когда аккумулятор перманентно заряжен не более чем на три четверти (в лучшем случае!), картина получается неутешительная. После двухнедельного простоя сигнализация, «музыка» и саморазряд не позволят завести двигатель.
Вы поставили автомобиль в гараж и решили подзарядить батарею. Нужно ли перед этим отключать АКБ от бортсети машины, снимая с него одну из клемм?
Фактически любое зарядное устройство дает точно такое же напряжение (или незначительно выше), как и штатный генератор автомобиля, и никакого вреда это напряжение электронике автомобиля не нанесет. Тем более, что в массе своей она (включая главное – блоки управления двигателем и трансмиссией) полностью отрублена от бортсети извлеченным ключом зажигания и отключенным главным реле. Иными словами, после выключения зажигания исправное зарядное устройство можно подключать к батарее, стоящей под капотом, не снимая проводов с последней.
Впрочем, ключевое слово – «исправное»… Дело в том, что все современные зарядные устройства построены на бестрансформаторных источниках тока — так называемых инверторах. Их особенность состоит в том, что при практически любой неисправности внутри зарядника на его клеммах просто исчезает напряжение. Да, батарея, конечно, в этом случае не зарядится, но и электроника автомобиля не пострадает. А вот многие зарядные устройства старых лет выпуска, парк которых у автовладельцев по-прежнему очень велик, построены по трансформаторной схеме. Они массивнее, тяжелее, мощнее, но внутри часто представляют собой источники тока с напряжением 18-25 вольт, которое транзисторными или тиристорными регуляторами понижается до нужных при зарядке 14-16 вольт. И если регулирующий транзистор пробивается, что с ним случается нередко, на выходе зарядника появляется высокое напряжение 18-25 вольт, способное повредить и аккумулятор, и те электронные модули, которые не обесточиваются выниманием ключа — штатная или нештатная охранные системы, к примеру, или ряд блоков, относящихся к комфорту и сервису. В зарядном устройстве часто нет защит от подобного ЧП, поэтому при применении олдскульных зарядок клемму с батареи все же полезно снимать.
Бытует мнение, что заряжать аккумуляторную батарею дома – небезопасно. Действительно, риск взрыва несет выделяющийся при зарядке водород – в соединении с кислородом воздуха он образует так называемый гремучий газ. Но для взрывоопасной концентрации количество водорода должно составить не менее 4% от объема воздуха в помещении. Даже в небольшой комнате аккумулятору нужно стоять на зарядке несколько дней, чтобы возникла такая концентрация, а комната должна быть герметичной, что в условиях квартиры, к счастью, недостижимо…Есть и еще один важный нюанс: на деле во время зарядки составляющая водорода от общего количества газов, выделяемых батареей, мала — менее 10%. В основном аккумулятор порождает водород в первые часы после зарядки, а не во время нее. Убедиться в этом можно, к примеру, с помощью советского издания «Вентиляция и отопление аккумуляторных помещений», где вопрос газовыделения свинцово-кислотных батарей рассмотрен досконально.
Иными словами, известные строгие и непростые требования по соблюдению взрыво- и пожаробезопасности относятся к аккумуляторным участкам на предприятиях, где круглые сутки идет одновременная зарядка множества АКБ. Распространять эти требования на единоразовую сезонную подзарядку в квартире батареи личного легкового авто при открытой форточке или тем более на балконе не стоит.
Помимо водорода из аккумулятора при зарядке выделяются и другие газы, весьма токсичные — например, сернистый. Однако, опять же, если речь идет не о регулярной и массовой зарядке, а разе-другом за зимний сезон, количество этих газов может вызвать лишь головную боль – да и то если совпадут слишком много факторов. На деле же ощутить хоть какое-то недомогание от этого процесса крайне сложно.
Да, намеренно заряжать аккумулятор возле изголовья кроватки грудного ребенка точно не стоит в любом случае! Но если по каким-то причинам вам не удается пристроить АКБ на зарядку где-то помимо коридора или прихожей обычной городской квартиры, ничего серьезно опасного и необратимого со здоровьем не произойдет. Достаточно, если в квартире будут открыты межкомнатные двери и приоткрыто хотя бы одно окошко или форточка – например, на кухне.
Стоит отметить, что больше вреда (правда, не здоровью, а имуществу) могут принести мельчайшие пары серной кислоты, которые способны в незначительном количестве выноситься наружу из банок батареи с выходящими при «кипении» газами. В небольшом радиусе вокруг батареи они способны испортить ткань, пол или ковер из натурального материала. Опасность не сказать чтоб так уж существенна, но, чтобы подстраховаться наверняка, стоит поместить заряжаемую батарею в полиэтиленовый мусорный мешок — не завязывая, разумеется, его горловину.
Не секрет, что при систематических коротких поездках типа «дом-работа-магазин» генератор не успевает восполнять потери энергии аккумулятора, которую тратит стартер, и батарея постепенно теряет емкость даже при абсолютно исправном электрооборудовании. Однако летом у аккумулятора есть хотя бы возможность добраться за долгую поездку до стопроцентного заряда. А зимой такой возможности нет в принципе — даже если вы будете ежедневно кататься из Москвы в Питер и обратно, аккумулятор не сможет зарядиться выше 70-80% от номинальной емкости из-за замедления скорости протекания электрохимических процессов при минусовых температурах. В сильный мороз аккумулятор, стоящий на автомобиле, никогда не зарядится на 100%. Не зарядится он и в неотапливаемом гараже от стационарного зарядного устройства, если на улице сильный мороз.
Для гарантированного наполнения энергией батарею необходимо перенести в теплое помещение и дозарядить до 100% сетевым зарядным устройством. Проведение этой процедуры хотя бы 1-2 раза за зиму гарантированно предупредит проблемы с холодным пуском двигателя – если аккумулятор и электрооборудование исправны, разумеется!
Почти всегда проблемы с зимним запуском – вина владельца автомобиля. Не подзарядил батарею до нормы перед холодным сезоном, игнорировал неисправность электрооборудования и утечки тока, допустил полный разряд аккумулятора «в ноль» ранее и так далее. Однако иногда все исправно, аккумулятор свежий, а стартер крутит вяло! Почему?
Дело в том, что емкость аккумулятора – параметр непостоянный. Она очень сильно зависит от температуры окружающей среды. В холод емкость аккумулятора естественным образом снижается вследствие замедления скорости протекания электрохимических процессов. Приблизительно зависимость емкости от температуры можно визуализировать так:
| Температура электролита батареи, °С | Емкость, % от номинала |
| -10 | 80 |
| -20 | 65 |
| -30 | 50 |
Говоря проще, если производитель автомобиля сэкономил на батарее, не поставив «вариант для России» с увеличенными как раз на этот случай пусковым током и емкостью, то «полбатареи», в которые превращается аккумулятор при минус 25-30, запросто может не хватить для стабильного пуска. Особенно если АКБ систематически недозаряжается в городском режиме эксплуатации автомобиля с частыми стартами и короткими по продолжительности поездками.
Если аккумулятор разрядился в ноль – например, от забытых включенными габаритов, аудиосистемы или лампы освещения салона — плотность электролита катастрофически падает, и электролит замерзает, как обычная вода. Замерзая, он расширяется, деформируя пластины и раздувая бока корпуса. Что же происходит после «прикуривания» такой батареи проводами или портативным литий-ионным «пускачом»?
Летом «прикуривание» опасности не несет, – рассказывает Александр Казунин.
Но зимой – совсем другая история… Если разряженную и замороженную батарею принести домой, отогреть в течении полусуток при комнатной температуре и после этого поставить на зарядку сетевым зарядным устройством – она еще поработает. Но так мало кто поступает… В основном машину «прикуривают» и тут же уезжают, поскольку спешат на работу или по делам. Что происходит в этом случае? Батарея начинает заряжаться от генератора достаточно большим током. Но внутри нее на две трети объема электролита – лед. Фактически работает только треть батареи. От больших зарядных и пусковых токов спекаются сепараторы, и в них начинают прорастать шунты – токопроводящие перемычки из дендритов, которые замыкают пластины между собой. Чаще всего страдают первая и шестая банки, поскольку они находятся по краям, и промерзание начинается именно с них. После такого издевательства батарея почти никогда не держит заряд и требует замены. Прикуривая с утра машину, которая не светит лампами на приборной панели после поворота ключа, и стартер которой не издает ни звука, нужно помнить, что аккумулятор уже не жилец, и вечером крайне желательно заехать в магазин за новым!
Многие видели, как аккумулятор под капотом укутан в мягкий текстильный чехол-коробочку, называемую теплозащитой, термозащитой, «термокейсом» и так далее. На одних машинах такой аксессуар штатно идет с завода, на других его нет и в помине, а сторонние производители выпускают подобные вещи как элементы «тюнинга».
Распространено мнение, что такие термочехлы помогают батарее лучше заряжаться от генератора зимой и эффективнее отдавать ток стартеру. Но, увы, это заблуждение… Для зимы подобные «шубы» совершенно бесполезны – за ночь или день простоя на парковке любая батарея промерзнет до температуры окружающей среды – хоть норковую шубку на нее натяни! Главная задача такой термозащиты – частично прикрыть аккумулятор от перегрева в адском подкапотном пекле летом, чтобы уменьшить испарение воды из электролита, от которого страдают любые батареи, будь они хоть трижды «необслуживаемыми».
Впрочем, в любом случае называть такой аксессуар необходимым нельзя, и приобретать его самостоятельно, если производитель обошелся без него, совершенно необязательно.
Плюсовая клемма батареи склонна усиленно окисляться, часто покрываясь жутковатой на вид сине-зеленой коркой. Окислы начинают проникать и в плоскость контакта, быстро его ухудшая. Сегодня для предотвращения этого зла продаются специальные защитные смазки, но стоят они в силу специфичности весьма недешево, а востребованы редко и в ничтожном количестве. Да и есть нюанс – чистой и недеформированной клемме с исправным затяжным болтом дополнительный «химический допинг» в плоскости контакта с наконечником аккумулятора, по большому счету, и не требуется. А когда клемма уже «убита» окислением и царапинами, даже дорогое спецсредство не поможет ей восстановить качественный контакт без вольтопотерь – по-хорошему, клемму нужно менять или как минимум тщательно восстанавливать с использованием круглого напильника и наждачной бумаги.
Однако в «дедовские времена» существовал простой способ защиты клемм от окисления, ныне почти забытый. Он неплох для предотвращения будущего износа клеммы, пока она еще новенькая — тем более что стоимость затеи стремится к нулю, а простота — чрезвычайная. Для предотвращения окисления клемм на «плюсовой» контакт батареи в прежние годы опытные водители надевали плоское колечко из толстой ткани или войлока, на которое наносили 2-3 капли моторного масла — а поверх кольца уже надевали и зажимали клемму провода. Масло, дающее легкое испарение от жара подкапотного пространства, «укутывает» контакт батареи и клемму провода своеобразным антикором, не давая ей окисляться.
Машина в простое: долго ли протянет аккумулятор и как его спасти
При длительном простое автомобиля важно обращать внимание на его отдельные узлы и агрегаты. Например, требуется периодически проезжать небольшое расстояние, чтобы не застаивалась резина. Особого внимания заслуживает аккумуляторная батарея. Это устройство всегда должно находиться только в заряженном состоянии.
В зависимости от вида аккумулятора, длительность его хранения без подзарядки может отличаться. Каждый водитель должен уметь контролировать состояние АКБ, подзаряжая ее по мере необходимости.
От чего зависит срок сохранения заряда
Саморазряд аккумулятора зависит от его конструкции, типа легирования пластин:
Если АКБ находится в автомобиле, то важно позаботиться о том, чтобы не было каких-либо серьезных утечек.
Например, если батарея имеет емкость 70 ампер часов, а ток потребления составляет 20 мА (0,02 А), то для ее полного разряда понадобится 3500 часов. При утечке 100 мА аккумулятор разрядится уже через месяц.
На показатель заряженности напрямую влияет температура окружающей среды. В жару или на морозе саморазряд будет увеличиваться. При этом в первом случае батарея будет быстрее терять заряд.
Храним АКБ правильно
Кислотные стартерные аккумуляторы нуждаются в бережном внимательном отношении. Эти устройства должны находиться исключительно в заряженном состоянии. Лучше всего хранить их внутри прохладного сухого помещения, которое хорошо проветривается. Рекомендуется периодически контролировать напряжение на клеммах, плотность и уровень электролита.
При постановке аккумулятора на хранение нужно действовать по следующему алгоритму:
Соблюдение таких простых правил увеличит эксплуатационный ресурс стартерной аккумуляторной батареи.
При хранении в автомобиле без снятия нужно выполнить такие действия:
Придерживаясь описанных выше простых правил, можно сохранить стартерную батарею в рабочем состоянии на протяжении длительного времени. Главное – не допускать глубокого разряда, это губительно скажется на состоянии АКБ.
Что делать, чтобы аккумулятор в машине не разрядился во время карантина
Нужно ли периодически заводить автомобиль для подзарядки аккумулятора при долгом простое машины?
Сейчас можно с уверенностью сказать, что большинство из нас стали ездить на своих автомобилях гораздо реже и меньше, чем раньше. В основном наши автомобили сейчас стоят на парковках у домов, в народных гаражах, на платных паркингах, и сколько им еще предстоит простоять, точно не знает никто.
Вообще говоря, жизнь любого автомобиля состоит из простоев – среднестатистическая автомашина, находящаяся в частных руках, простаивает 90% своего времени, лишь 10% приходится на движение. Но именно сейчас ситуация вышла на новый уровень, вынуждая автовладельцев отказываться от поездок. Что ж, оно, конечно, и к лучшему, здоровье важнее насущных дел!
Правда, у заботливых автомобилистов тут же возник вопрос, нужно ли предпринимать какие-то меры при долгой стоянке автомобиля?
фото: Daniel R. Blume / flickr.com
Для ответа на него стоит обратить внимание на несколько факторов: время простоя, температура окружающего воздуха и техническое состояние автомобиля.
Несколько лет назад мы писали о том, как подготовить автомашину к долгосрочному хранению и на какие нюансы при этом стоит обратить внимание:
Но сегодня мы бы хотели поговорить о более насущном – о защите аккумуляторной батареи – и попробовать разобраться в вопросе, имеет ли смысл периодически заводить автомобиль для подзарядки аккумуляторной батареи? А также дадим совет, как сделать так, чтобы аккумулятор точно не разрядился во время карантина.
Под батареей мы имеем в виду классический 12-вольтовый аккумулятор автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, а не емкость для хранения электроэнергии для электрокаров. Стандартные батареи для машин с ДВС на поверку, в подавляющем большинстве случаев, являются простыми свинцово-кислотными аккумуляторами, и заряжаются они, как известно, посредством работы генератора вашего автомобиля при запущенном двигателе.
Итак, конкретизируем вопрос: есть ли эффект от подзарядки аккумулятора на холостом ходу?
фото: Raban Haaijk / unsplash.com
Вопрос на самом деле не только актуальный, но и вносящий изрядную путаницу в сознание автомобилистов. Мнения людей на этот счет сильно расходятся. Одни уверены, что никакой подзарядки в этом случае не получится, другие утверждают, что эффект есть. Кто прав?
На вопрос ответит американский инженер по автомобильным электрическим системам, работающий на одного крупного автопроизводителя, мнение которого мы нашли на зарубежном автосайте.
Его ответ следующий: правы оба лагеря автомобилистов!
С одной стороны, да, вы можете заряжать аккумулятор автомобиля, гоняя двигатель на холостом ходу. Однако есть проблема: абсолютно точно зарядка будет идти очень медленно и для подзарядки на хоть сколь-нибудь приемлемые значения потребуется изрядное время, которое может быть нивелировано пиковыми нагрузками от запуска мотора (как известно, именно в этот момент аккумулятор отдает наибольшее количество накопленной энергии).
Также инженер для наглядности произвел некоторые подсчеты, воспользовавшись калькуляторами подсчета расхода топлива и взяв в пример Toyota Tacoma 2019 модельного года. Вот его рассуждения:
«Tacoma обладает генератором переменного тока в 130 ампер, а ее двигатель работает на холостом ходу около 900 оборотов в минуту. Итак, если мы учитываем диаметр шкива коленвала порядка семи дюймов (около 18 см), шкива генератора около трех дюймов (7.5 см), это дает нам отношение частоты вращения генератора к частоте вращения двигателя 3:7. Если мотор пикапа работает на холостом ходу на 900 об/мин, то генератор вращается примерно на 2100 об/мин, что, согласно кривой производительности, опубликованной на веб-сайте Denso (поставщик генераторов), позволяет генератору выдавать около 100 ампер на холостом ходу».
Что означают эти цифры?
Скотт (имя инженера) сделал следующие выводы: «это означает, что при выключенном свете, кондиционере и других электронных доп. опциях у вас останется достаточно тока, чтобы снова зарядить батарею. Сколько времени потребуется для зарядки, будет зависеть от емкости аккумулятора и того, насколько он был истощен, когда вы начали подзаряжать.
Если аккумулятор был полностью разряжен, то восстановление его до полной зарядки на холостом ходу могло бы занять четыре часа или даже больше».
Впрочем, добавляет специалист, если АКБ уже успели довести до полной разрядки, ей уже не получится чем-либо помочь. Свинцово-кислотная автомобильная батарея может стать химически несбалансированной, что будет препятствовать процессу полноценного заряда. Иными словами, аккумулятор попросту придет в негодность.
Также мы должны упомянуть, что зарядка за четыре часа до 100% – это не жесткое правило. Здесь играют роль много факторов, включая то, насколько разряжена батарея, сколько ампер выдает ваш генератор, на каких оборотах работает двигатель вашего автомобиля на холостом ходу, и так далее, вплоть до утечек тока, температуры, дополнительных электропотребителей…
Старые автомобили, с небольшим количеством компьютеров или другими паразитическими стоками в электрической системе, скорее всего, будут заряжать свои батареи быстрее, даже если у них есть генераторы переменного тока или генераторы с меньшей производительностью.
фото: Obi Onyeador / unsplash.com
Хотя, с другой стороны, кто ж будет крутить машину вхолостую хотя бы 25-35 минут, не говоря уж о 4 часах, при условии, что законодатель ограничивает долгий прогрев автомобиля на холостом ходу в жилых зонах, во дворах, где запрещена стоянка с включенным двигателем (пункт 17.2 ПДД).
Напомним, что «стоянка» – преднамеренное прекращение движения транспортного средства на время более 5 минут по причинам, не связанным с посадкой или высадкой пассажиров либо загрузкой или разгрузкой транспортного средства.
То есть запрещено гонять мотор в городе вхолостую более 5 минут. Штраф (статья 12.28 КоАП РФ) – 1 500 рублей. В Москве и Санкт-Петербурге – 3 000 рублей. 7 штрафов, которые водитель может получить во дворе
Ну и наконец, как мы говорили выше, запуск автомобиля (момент старта мотора стартером) требует много энергии, поэтому если вы планируете подержать мотор на холостом ходу только в течение, скажем, 15 минут, на самом деле вы потеряете больше энергии, чем зарядите в аккумулятор.
Что же тогда делать, чтобы аккумулятор в машине не разрядился во время длительного простоя?
фото: Black & Decker
Как видно из рассуждений американского инженера, крутить генератор вхолостую для подзарядки – не лучший вариант. Способ малоэффективен, да еще и штрафом грозит в городе. Разумнее всего будет отключить аккумулятор, сбросив клеммы с контактов батареи. Так вы избежите даже минимальных утечек токов и позволите аккумулятору лучше пережить долгий простой.
Видится и второй вариант: снять аккумулятор, принести его домой или отправить в автосервис и хорошенько подзарядить. Он подойдет для старых батарей. Конечно, придется попотеть, пока дотащите его до места зарядки, зато после карантина у вас будет точно 100% заряженный аккумулятор, использующий полную доступную емкость.
Ну а что касается настроек времени, даты и радио, которые после отсоединения аккумулятора точно сбросятся, пока находитесь дома – у вас есть время почитать про их восстановление.