Пособие по работе с ЗПУ Вымпел-55 с прошивкой версии 1.20 — 1.22 и выше
Многие задавались вопросом о приобретении зарядного устройства для содержания АКБ машины в надлежащем виде и в этом посте я писал о ЗПУ ВЫМПЕЛ-55. Еще раз хочу сказать хорошие слова о данном зарядном и выложить обобщенную информацию по использованию ЗПУ ВЫМПЕЛ-55 на различных алгоритмах работы и т.д и т.п. Поэтому к вышеуказанному посту делаю дополнение.
Будет много букв, но многим данная информация может помочь при зарядке АКБ. Сразу оговорюсь, что работа не моя и выложена на одном из профильных сайтов, но интересна будет многим, у кого есть продукция НПО ОРИОН.
Пособие по работе с Вымпел-55 с прошивкой версии 1.20 — 1.22 и выше.
Описание алгоритмов Вымпел-55 обозначения параметров алгоритмов дословно взяты из инструкции.
Алгоритм 1.
Классический алгоритм заряда CI/CV подходит для всех свинцово-кислотных аккумуляторов в средне/хорошем состоянии, если нет времени и желания разбираться в тонкостях.
Результат выполнения алгоритма — 80-90% заряда АКБ за 10-24 часов (при условии, что АКБ исправный)
Предпочтительные параметры:
Тип АКБ PbSb Ca-Ca AGM VRLA* GEL
Ток (коэфф. от емкости С) 0,1 0,1 0,1 0,1
Напр, В 14,4 14,4 14,7 14,4
*приведено для АКБ бренда CSB
Алгоритм 2.
Классический алгоритм заряда CI/CV для последующего хранения на полке. Включает период поглощения заряда и поддержания напряжения «консервации» оптимального для хранения. подходит для всех свинцово-кислотных аккумуляторов в средне/хорошем состоянии, если нет времени и желания разбираться в тонкостях.
Результат выполнения алгоритма — 80-90% заряда АКБ за 10-24 часов (при условии, что АКБ исправный)
Предпочтительные параметры:
Тип АКБ PbSb Ca-Ca AGM VRLA* GEL
Ток (коэфф. от емкости С) 0,1 0,1 0,1 0,1
Напр1, В 14,4 14,4 14,7 14,4
Напр3, В 13,6 13,6 13,65 13,6
*приведено для АКБ бренда CSB
Алгоритм 3.
Простые качели «жесткого» типа для добивки до 100% емкости гибридных и Сa-Ca АКБ, так же для десульфатации, что положительно сказывается на емкости и пусковом токе. Применяется обычно после алгоритма 1, т.к. если начать заряд АКБ сразу с алгоритма 3, то невозможно уловить момент когда АКБ готов к «добивке» импульсами и велика вероятность «прокипятить» АКБ, таким образом полностью угробив его осыпанием намазки и активной массы.
Результат выполнения алгоритма – добивка до 100% заряда АКБ за 10-24 часов (при условии, что АКБ исправный). Так же используется для десульфатации и выравнивания отстающих банок на старых прошивках, где отсутствует тонкое управление таймерами и расширенный алгоритм 5.
Предпочтительные параметры в режиме «добивки» после алгоритма 1:
Тип АКБ PbSb Ca-Ca AGM VRLA* GEL
Ток (коэфф. от емкости С) 0,1 0,09 0,1 0,1
Напр1, В 14,4 16,2 14,7 14,4
Напр3, В 13,6 13,8 13,65 13,6
*приведено для АКБ бренда CSB
Алгоритм 4a.
То же что и алгоритм 2, но с присутствием щадящей фазы III гарантированно не позволяющая прокипятить АКБ ценой увеличения времени заряда в 1,5-2раза.
Результат выполнения алгоритма — 80-90% заряда АКБ за 16-36 часов (при условии, что АКБ исправный) с минимальными последствиями для АКБ.
Предпочтительные параметры:
Тип АКБ PbSb Ca-Ca AGM VRLA* GEL
Ток (коэфф. от емкости С) 0,1 0,1 0,1 0,1
Ток2 (коэфф. от емкости С) 0,03 0,03 0,03 0,03
Напр1, В 14,4 14,4 14,7 14,4
Напр2, В 13,8 13,8 13,9 13,8
Напр3, В 13,6 13,6 13,65 13,6
*приведено для АКБ бренда CSB
Алгоритм 4б.
То же что и алгоритм 2, но применяется для АКБ в состоянии глубокой разрядки (сначала малым током). Длительность процедуры зависит от глубины разряда. После рекомендуется выполнить «качели» алг. 3 или алг. 5 или таймеры для десульфатации.
Возможно применение для АКБ имеющих отрицательную температуру,
Результат выполнения алгоритма — 80-90% заряда АКБ за 24-72 часа, вытягивание с «того света».
Предпочтительные параметры:
Тип АКБ PbSb Ca-Ca AGM VRLA* GEL
Ток (коэфф. от емкости С) 0,03 0,03 0,03 0,03
Ток2 (коэфф. от емкости С) 0,1 0,1 0,1 0,1
Напр1, В 14,4 14,4 14,7 14,4
Напр2, В 12,5 12,5 12,6 12,5
Напр3, В 13,6 13,6 13,65 13,6
*приведено для АКБ бренда CSB
Алгоритм 5а.
Качели щадящего типа. По сути, комбинация Алг1+Алг3, присутствуют щадящие фазы III, IV гарантированно не позволяющие прокипятить АКБ ценой увеличения времени заряда в 1,5-2раза.
Используется для зарядки, выравнивания банок и добивки до 100% емкости любых свинцово-кислотных АКБ, без ущерба для активной массы, за один цикл в полностью автоматическом режиме. Пожалуй, самый универсальный алгоритм, если АКБ «более-менее».
Результат выполнения алгоритма – выровненный заряд всех банок и добивка до 100% заряда АКБ за 24-72 часов.
Предпочтительные параметры:
Тип АКБ PbSb Ca-Ca AGM VRLA* GEL
Ток (коэфф. от емкости С) 0,03-0,05 0,03 0,03-0,05 0,03-0,05
Ток2 (коэфф. от емкости С) 0,1 0,1 0,1 0,1
Напр1, В 14,4 16,2 14,7 14,4
Напр2, В 14,4 14,4 14,7 14,4
Напр3, В 13,6 13,8 13,65 13,6
*приведено для АКБ бренда CSB
Алгоритм 1, ручной с программированием таймеров.
Ручные качели с ограничением тока и напряжения, а также, задания периода заряд/разряд с точностью до секунд.
Используется для управления процессом «качель» по времени циклов, однако нет управления нижней границей разрядки, что не дает провести полноценные КТЦ, но позволяет провести цикл «пробивки» сульфатации повышенным напряжением 18В короткими импульсами, что бывает актуально для сильно засульфатированных АКБ.
Результат выполнения алгоритма – десульфатация в особо плачевных случаях на быстрых качелях высоким напряжением. После достижения некоторого положительного результата, желательно перейти на другой алгоритм заряда или КТЦ.
Предпочтительные параметры в режиме десульфатации (КТЦ с нагрузкой Iн=0,03С**):
Тип АКБ PbSb Ca-Ca AGM VRLA GEL
Ток (коэфф. от емкости С) 0,1+ Iн 0,1+ Iн 0,1+ Iн —
Напр1, В 18 18 14,7 —
Тз/Тр, секунд 2/5 2/5 2/5 —
**Iн измеряется и подбирается при подключении нагрузки в чистом виде непосредственно к крокодилам ЗУ. При установленном напр1 ЗУ покажет ток нагрузки, который нужно компенсировать выставляя ток заряда АКБ. Нагрузку следует подбирать из расчета что напряжение будет 18В, например балансный резистор, нихромовый тэн, реобас.
Безопасность: стоит отметить, что при токе >=0,1*С и напряжении >14,4В в процессе зарядки из АКБ активно выделяются взрывоопасные газы Н2, O2 и едкий SO3!, что требует присмотра или абсолютно негорючего помещения (кафель/металл) с хорошей вентиляцией.
Особенности зарядки кальциевых аккумуляторов автомобиля
Все автомобилисты знают, что автомобильный аккумулятор периодически нуждается в зарядке. Поэтому многие имеют зарядное устройство (ЗУ) и при необходимости заряжают им аккумулятор. В принципе ничего сложного в этом, если бы не одно «но». Сейчас на рынке представлено множество различных типов АКБ, которые отличаются характеристиками, условиями эксплуатации и обслуживания. Один из распространённых видов аккумуляторных батарей – кальциевые. Сегодня мы поговорим о том, как заряжать кальциевые автомобильные аккумуляторы.
Основные виды современных автомобильных аккумуляторов
Для начала нужно сказать пару слов о том, какие разновидности аккумуляторных батарей сегодня используются на автомобилях. Самые распространённые АКБ на сегодня это:
Первые четыре относятся к классу WET, то есть с жидким электролитом внутри. Гелевые аккумуляторы содержат электролит в связанном виде. В AGM аккумуляторах он находится в виде пропитки стекловолокна, а в GEL – соединения оксида кремния.
Малосурьмянистые АКБ на данный момент являются самыми распространёнными. Их часто используют на отечественных автомобилях, а также недорогих иномарках и подержанных авто. Своё название они получили оттого, что сурьмы в составе их пластин содержится менее 6 процентов.
Такие аккумуляторы устойчивы к глубокому разряду и без проблем восстанавливают ёмкость. В этих аккумуляторных батареях достаточно высокий расход воды. Поэтому нужно регулярно контролировать уровень электролита в таких АКБ и доливать дистиллированную воду по мере необходимости.
Гибридные автомобильные аккумуляторы представляют собой компромисс между малосурьмянистыми и кальциевыми АКБ. Такие батареи ещё обозначают Ca+. Решётки положительных электродов в них делают с добавлением сурьмы, а отрицательных – кальция. В результате получается определённый баланс свойств. Гибридные АКБ имеют низкий саморазряд и устойчивы к глубокому разряду. Но при этом расход воды в них больше, чем у моделей Ca/Ca. Эти модели в основном выполняются обслуживаемыми с возможностью заливки воды.
Такие аккумуляторные батареи устанавливаются на современные автомобили с системами Start-Stop и является более дешёвой альтернативой AGM. Фактически от гелевых они отличаются только тем, что в них электролит находится в жидком состоянии.
Существуют и некоторые другие виды аккумуляторов для автомобилей, прочитать о которых можно по указанной ссылке. А теперь о кальциевых аккумуляторах.
Вернуться к содержанию
Особенности кальциевых аккумуляторов
Для начала перечислим преимущества кальциевых аккумуляторов:
К недостаткам кальциевых аккумуляторов следует отнести следующие:
Кальциевые аккумуляторы можно рекомендовать тем, кто часто ездит на дальние расстояния. Также они хорошо подойдут для таких условий эксплуатации, где требуется повышенная виброустойчивость. Для коротких поездок с частыми пусками двигателя кальциевые аккумуляторы не рекомендуются. Теперь о том, как заряжать кальциевые автомобильные аккумуляторы.
Зарядка кальциевого аккумулятора автомобиля и её особенности
О зарядке кальциевых аккумуляторов в интернете можно встретить достаточно много различных рекомендаций. Причём иногда они носят противоречивый характер. Среди всего этого многообразия можно рекомендовать вариант, который представлен ниже. Стоит сказать, что этот способ в интернете описан в основном на примере использования зарядного устройства Орион, модель Вымпел-55. Но совсем необязательно использовать его. Можно взять зарядное устройство, которое выдаёт аналогичные характеристики и имеет те же режимы.
Итак, зарядка кальциевых автомобильных аккумуляторов начинается с того, что к выводам АКБ с соблюдением полярности подключаются крокодилы зарядного устройства. Если аккумулятор с мороза, то он должен нагреться до комнатной температуры. Затем выполняются два этапа зарядки кальциевого аккумулятора:
Зарядка кальциевого СА/СА аккумулятора (TAB 95Ah 900A SAE (850A EN))
Не так давно я купил новый аккумулятор — Ставим МОНСТРА. Или как уместить аккумулятор 100Ah в KIA RIO(TAB 95Ah пусковой ток 900A SAE (850A EN)
Так как аккумулятор новый, но на складе пролежал около года, его по хорошему необходимо зарядит
Но есть небольшие тонкости в зарядка кальциевого CA\CA аккумулятора. Вот немного теории
Зарядка кальциевого АКБ
Технология изготовления этого АКБ подразумевает и другую зарядку! Все дело в том, что для кальциевой батареи, нужен специальное зарядное устройство, идеально подходит ВЫМПЕЛ – 55, с программируемым циклом (не реклама, но он действительно хорош). Также этот «зарядник» должен выдавать напряжение заряда в 16,1 – 16,5В именно так, И ТОЛЬКО ТАК, можно подзарядить кальциевую батарею до 100%. Если ваше зарядное устройство выдает максимум 14,8В, а дальше отсекает электроника, то АКБ «заполнится» всего на 45 – 50%, если ограничение в 15,5В – то на 70 – 80%, с такими показателями никогда не достигнуть плотности электролита в 1,27 г/см3
Поэтому прежде чем пытаться восстановить «CA» «CA/CA» батарею – нужно найти зарядное устройство, которое способно выдавать напряжение в 16,1 – 16,5 Вольта. Обычными аппаратами вы ничего не добьетесь
Теперь у вас может возникнуть справедливый вопрос, если такой большое напряжение нужно для заряда, то как в автомобиле? Ведь генератор зачастую не выдает такого напряжения?
Это правда, генераторы, даже современных авто выдают не больше 15 Вольт! Я консультировался с автоэлектриками, и вот что они мне сказали – генератор зачастую поддерживает уровень заряда у кальциевой батареи, то есть генератор банально не дает ей разрядиться. НО морозы и прочие «прелести» наших Российских дорог все же разряжают батарею! И поэтому ее нужно обязательно проверять и следить за ней! ПРАВИЛЬНО ПОДЗАРЯЖАТЬ, КОГДА НУЖНО.
Вот сейчас мы и подходим к самому интересному, а именно алгоритму, взял я его из инструкции «ОРИОН ВЫМПЕЛ – 55» (там все подробно описано).
Подаем напряжение в 16,1 Вольта и 10% от емкости вашего аккумулятора, то есть если АКБ на 60 Ам*ч, то значит подаем 6А, если 55 Ам*ч – 5,5А, и т.д. Заряжаем в таком режиме, пока ток не упадет до 0,5 Ампера. Если батарея сильно разряжена, то может занять достаточно продолжительное время, бывает и 2 – 3 часа.
Далее нам нужно сделать, так называемые «качели». На «ВЫМПЕЛ – 55», есть несколько режимов, нам нужно установить Первый режим – напряжение 16,1В, третий режим – напряжение 13,2В, ток ставим в 3 Ампера. И подключаем зарядку. Какой смысл – напряжение растет до 16,1В с током в 3 Ампера, далее когда достигается такое значение напряжение режется до 13,2В и ток вообще отсутствует, то есть 0 Ампер, это своего рода передышка, напряжение будет падать плавно. После этого опять подключается первый режим, то есть опять растет до 16,1В и током в 3А, после того как достигается, опять падает (третий режим) до 13,2В и током в 0А.
Как понять когда аккумулятор полностью зарядился? Интервал достижения 16,1 Вольта, изначально может достигать нескольких минут (бывает и по 20 – 30 минут), но по мере заряда, это напряжение будет достигаться все быстрее и быстрее. Нижний предел, в 13,2В изначально также будет достигать очень быстро, но по мере заряда, пауза, то есть падение напряжения до 13,2В будет растягиваться на минуты. После того как интервал заряда будет несколько секунд, меньше одной минуты, а «падение» до нижней планки несколько минут, ЗНАЧИТ ваш кальциевый аккумулятор – ЗАРЯДИЛСЯ! Вот такой вот легкий алгоритм, как видите ничего сложного.
Сейчас видео версия, специально для тех, кто не понял текстовую версию
Вот еще одно виде с замерами плотности при зарядке аккумулятора CA\CA разными напряжениеями
Для зарядки мною был куплен выше упомянутое зарядное устройство ОРИОН-ВЫМПЕЛ 55
Вот небольшой обзор
А вот собственно как я заряжал свой аккумулятор TAB 95Ah 900A SAE (850A EN)
Заряжать изначально я стал Алгоритмом номер 1. С напряжением 14.7в с током 4А
После 5 минут зарядки — величина тока медленно стал падать.
И через 40 минут — ток установился на отметке 0.5А
Что свидетельствует о полной зарядке аккумулятора. Устройство отрепортовало — ЗАРЯДКА ОКОНЧЕНА
Но так как аккумулятор у нас не простой — я увеличил напряжение до 15.2в и с током 1.5А и стал заряжать дальше.
Примерно через 40-50минут — устройство снова отрепортовало что ЗАРЯДКА ОКОНЧЕНА.
Теперь переходим к 3 алгоритму
Выставил конечное напряжение 16.1в и ток 2.0А
Зарядка длилась примерно 4 часа. Зарядник отдал 7Ач
Напряжение достигло 16в. прислушался к аккумулятору — слышно было небольшое бульбение\кипение электролита. Значит процесс подошел к своему завершению. Аккумулятор при этом был полностью холодный.
Вот немного теории и выдержек по поводу кипения электролита при зарядке
Кипение электролита: нормально или нет? Итак, после того как вы подключили ЗУ к клеммам АКБ, то замечаете, что несколько или сразу все банки, в которых содержится жидкость, начинают вести себя нестабильно. Это вполне нормальное явление, но тут есть свои нюансы. Если вы только подключили батарею и обнаружили закипание нескольких банок, то такое устройство можно выбросить. Такое явление говорит о том, что имеются замкнутые пластины и вряд ли будет толк с такой АКБ. Если вы заметили, что при зарядке аккумулятор кипит, то не нужно пугаться — это нормально. По сути, это не кипение. Образование пузырьков в банках свидетельствует о том, что выделяется гремучий газ, другими словами, происходит электролиз. В таком состоянии электролит имеет нормальную температуру и не повышается до предельного максимума (выше 45 градусов по Цельсию).
Энерговырабатывающие элементы внутри АКБ залиты смесью, включающей в себя 65% дистиллированной воды и 35% концентрированной серной кислоты. При отборе энергии батарея осуществляет химическую реакцию, в которой участвует свинец с положительных пластин и электролит. При этом происходит движение электронов в направлении положительной клеммы. Каждый элемент вырабатывает напряжение в 2 вольта. На выходе нормально заряженный аккумулятор выдает 12 вольт.Движение электронов при разряде
Во время зарядки батареи происходит обратная химическая реакция. При этом направление движения электронов внутри АКБ изменяется в противоположную сторону. Они занимают первоначальное положение. На определенном этапе протекания реакции образуется газ (смесь кислорода с водородом), который и поднимается в верхнюю точку батареи в виде пузырьков. Собственно, именно это явление воспринимается большинством автовладельцев как закипание АКБ.
НОВОСТИСАМЫЕ-САМЫЕ АВТОМОБИЛИБАЗА АВТОТЕСТЫВИДЕОЗНАКИ И РАЗМЕТКА
Устройство автомобиляЭлектрооборудование
ДОЛЖЕН ЛИ КИПЕТЬ АККУМУЛЯТОР ПРИ ЗАРЯДКЕ
Устройство АКБ и физические процессы, происходящие в ней
Когда кипит аккумулятор?
Что делать, если кипит аккумулятор
Автомобильный аккумулятор – относительно простое техническое устройство, предназначенное для накопления и сохранения электроэнергии. В процессе работы батарея заряжается от штатного генератора. При отказе генератора или длительной работе электрооборудования на остановленном моторе АКБ разряжается, после чего ее необходимо зарядить с помощью зарядного устройства.Аккумулятор кипит при зарядке
Во время зарядки батареи многие автовладельцы замечают, что батарея кипит, после чего спешно прекращают процедуру. Однако так ли страшен черт, как его малюют? Почему при зарядке аккумулятора кипит электролит и что при этом нужно делать?
УСТРОЙСТВО АКБ И ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В НЕЙ
Рассматривать физические процессы, протекающие в батарее, можно только после ознакомления с ее устройством. Автомобильный аккумулятор представляет собой емкость, внутри которой расположено 6 энерговырабатывающих элементов. В каждом из них имеется по 8 положительных и 8 отрицательных пластин. Каждый из элементов соединен с другими последовательно.
Энерговырабатывающие элементы внутри АКБ залиты смесью, включающей в себя 65% дистиллированной воды и 35% концентрированной серной кислоты. При отборе энергии батарея осуществляет химическую реакцию, в которой участвует свинец с положительных пластин и электролит. При этом происходит движение электронов в направлении положительной клеммы. Каждый элемент вырабатывает напряжение в 2 вольта. На выходе нормально заряженный аккумулятор выдает 12 вольт.Движение электронов при разряде
Во время зарядки батареи происходит обратная химическая реакция. При этом направление движения электронов внутри АКБ изменяется в противоположную сторону. Они занимают первоначальное положение. На определенном этапе протекания реакции образуется газ (смесь кислорода с водородом), который и поднимается в верхнюю точку батареи в виде пузырьков. Собственно, именно это явление воспринимается большинством автовладельцев как закипание АКБ.
КОГДА КИПИТ АККУМУЛЯТОР?
Реакция электролиза – расщепления воды, содержащейся в электролите на водород и кислород – начинает протекать тогда, когда батарея оказывается не в состоянии сохранить полученный зарядный ток. Излишки энергии, неусвоенные пластинами, идут на поддержание электролизной реакции. По сути, если аккумулятор кипит при зарядке, это свидетельствует о достаточно высоком уровне его заряда.
Продолжаем ЗАРЯДКУ АКБ
После этого я дал остыть аккумулятору примерно 4 часа. И снова запустил 3 алгоритм но уже с напряжением 14.8в с током 1.5А
Через минуту устройство перестало отдавать ток — и отрепортовало — Аккумулятор ЗАРЯЖЕН.
Через 6 часов после зарядки — аккумулятор был возвращен на свое законное место под капот автомобиля!
Теперь буду следить за состояние и напряжением аккумулятора. И снимать его на зарядку примерно раз в 2-3 месяца
Зарядка кальциевого аккумулятора по науке или конец спорам
Споры по поводу правильной зарядки кальциевого аккумулятора ведутся уже давно. Одна половина автовладельцев выступает за напряжение 14,8 В ( ± 0,4 В ) при заряде, а другая утверждает, что для 100% заряда кальциевой аккумуляторной батареи необходимо напряжение не менее 16,0 В. При этом, каждая из сторон приводит свои «убедительные» доводы, чтобы доказать непогрешимость своей теории. Давайте вместе попробуем разобраться, в чем же причина таких жарких споров и существует ли единственно верный способ зарядки кальциевого аккумулятора?
Для справки: максимально растворимая величина кальция (Ca ) в свинце (Pb) составляет 0,1% от основной массы. Свинцовые пластины современных аккумуляторов содержат в своем составе от 0,06% до 0,09% кальция. Данное соотношение определено экспериментально и является самым оптимальным.
Дальнейшее чтение будет полезным для понимания того, почему на сегодняшний день традиционные АКБ с решетками из свинцово-сурьмянистого сплава ушли в прошлое, а им на смену пришли аккумуляторы с решетками из свинцово-кальциевого сплава. Понимание этих простых истин поможет нам увидеть, «с какой стороны», образно говоря, нужно подходить к зарядке кальциевых аккумуляторов.
Никому не нужные преимущества кальциевых аккумуляторных батарей
Знаете ли вы, что первый кальциевый аккумулятор был создан в 1932 году американской фирмой «Бел телефон»? На тот момент это было самым крупным прогрессом на рынке свинцовых аккумуляторов, ведь эти аккумуляторы обрели ряд преимуществ перед традиционными сурьмянистыми. Они имели гораздо меньший саморазряд (долго сохраняли накопленную энергию) и очень маленький расход воды (во время эксплуатации практически не «кипели»), что сделало их бесспорными лидерами по неприхотливости обслуживания.
Казалось бы, за кальциевыми аккумуляторами будущее! Но нет. На практике «кальциевая» технология до сегодняшнего времени не находила широкого применения. Почему? Потому что наряду с преимуществами, кальциевые аккумуляторы получили и существенные недостатки. Среди них:
Информация получена из источников: «Современная теория свинцового аккумулятора», авторы: М.А. Дасоян, И.А. Агуф, 1975 г. стр. 183-185. «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г. стр. 54-55.
Вышеперечисленные недостатки значительно сузили область применения кальциевых аккумуляторов. Они использовались только в тех случаях, когда первостепенно важной являлась способность АКБ сохранять заряд по времени. Другими словами, аккумулятор должен был долго держать заряд. В большинстве других случаев, предпочтение отдавали традиционным сурьмянистым аккумуляторным батареям.
Спрос рождает предложение
Почему же сейчас кальциевые аккумуляторы используются повсеместно? Может быть н аука нашла способ, как избавиться от всех вышеперечисленных недостатков? Не совсем. Главным фактором здесь выступает основной закон рыночной экономики, который можно сформулировать так: «Спрос рождает предложение».
Автомобильный бум
Вспомните, сколько автомобилей было во дворах ваших домов всего каких-то 30 лет назад? А сколько их сейчас? В любом городе дворы буквально забиты автомобилями. Налицо автомобильный бум. Это раньше автомобиль являлся роскошью и с него буквально «пылинки сдували», а сейчас? Вы думаете, что владельцы «живущих» на улице автомобилей ночами не спят, размышляя о том, как бы обслужить аккумулятор на своем авто? Ничего подобного.
Поставил и забыл
Приоритеты людей сильно изменились. Автомобиль стал обычным средством передвижения, а выбор аккумулятора сместился в сторону набирающего популярность принципа: «поставил и забыл». Что бы там ни говорили, но большинству автомобилистов глубоко «до лампочки», что там происходит с их аккумулятором. Они просто не хотят связываться с их обслуживанием.
Вот слова одного автомобилиста: «Как показала практика, у всех 3-х новых автомобилей, которые я покупал (за последние 15 лет) аккумуляторы прослужили по 2 года, максимум 3» (от себя добавлю, что этот автомобилист из северных районов России). Тогда я его спросил: «А заряжать не пробовал?» На что он ответил: «Зачем? Проще новый купить». Как вам такой ответ? Странно, правда? Однако таких людей с каждым днем становится все больше и больше.
Конкурентная борьба производителей АКБ
Теперь понятно, почему производители аккумуляторов «из кожи лезут вон», лишь бы предложить потребителю аккумулятор, который не требует к себе никакого внимания, одним словом – «поставил и забыл». И конкурентная борьба среди производителей аккумуляторов сейчас ведется в одной единственной плоскости – чей АКБ прослужит дольше без какого- либо обслуживания.
Кальцию – зеленый свет или «возвращение блудного попугая»
Как же кстати оказалась всеми забытая «кальциевая» технология, позволяющая изготавливать «необслуживаемые АКБ». Да, именно легирование свинца кальцием позволило повысить перенапряжение водорода или, говоря проще, аккумулятор стал «закипать» при более высоком напряжении (16,0 В). При напряжении бортовой сети автомобиля 14,4 В кальциевые аккумуляторы вообще не «закипают» и не требуют постоянного доливания дистиллированной воды, а значит нуждаются лишь в минимальном обслуживании. У кальциевого аккумулятора есть еще один бонус – это способность долго держать разряд. Скажем, если ваш автомобиль пару месяцев простоит на стоянке, то вернувшись за ним, у вас будут все шансы на успешный запуск двигателя. На этом, однако, его преимущества заканчиваются.
А как же недостатки, спросите вы. Да никак! Конечно, инженеры пытаются «продлить жизнь» кальциевым аккумуляторам, экспериментируя с «рецептами приготовления» токоотводящих решеток, а также самой обмазки, из которой впоследствии формируется активная масса. Плюсом ко всему в электролит добавляют различные «улучшители». Даже себестоимость производства свинцово-кальциевого сплава удалось снизить (за счет совершенствования технологии), но в глобальном смысле проблемы с кальцием как были, так они и остались.
Однако это уже не важно. Важно, что теперь потребителю можно предложить товар, который отвечает его ОСНОВНОМУ критерию: «поставил и забыл».
Производитель АКБ «думает о вас» или основа маркетинговой стратегии
Ситуация на сегодняшний день такова, что в условиях реальной эксплуатации кальциевого АКБ, зарядка при 14,8 В провоцирует глубокую сульфатацию пластин, а зарядка при 16,2 В способствует более быстрому оплыванию активной массы. В обоих случаях емкость аккумулятора уменьшается. Каждый из этих ОТДЕЛЬНО ВЗЯТЫХ способов заряда губителен для кальциевого аккумулятора, как ни крути.
Однако самое большое зло, которое таит в себе кальциевый аккумулятор – это непереносимость глубокого циклирования. Говоря проще, при глубоких разрядах потеря емкости ускоряется в разы, по сравнению с сурьмянистыми батареями (причины описаны в начале статьи).
Вы думаете производители об этом не знают? Прекрасно знают, но никогда вам об этом подробно рассказывать не будут. Цель у них совершенно иная. В основе их маркетинговых стратегий лежит одно единственное преимущество кальциевого аккумулятора – это его «необслуживаемость» или отсутствие необходимости уделять ему свое внимание, словом «поставил и забыл». А вот разборки по поводу «болячек» своего «детища» они оставили на усмотрение своих потребителей, поскольку сказать им нечего. Отсюда и «туманность» в их рекомендациях по обслуживанию. Стоит ли теперь удивляться неугасающим спорам по поводу «правильной» зарядки кальциевой АКБ? Ответ очевиден.
Что делать нам, жертвам маркетинга?
А как же быть тем, кто не хочет «забывать» про свой аккумулятор и кто не желает мириться с тем, что 2 года эксплуатации (для северных районов РФ) для кальциевого АКБ – это предел? Ответ прост – включать здравый смысл. Автор статьи не выступает в защиту того или иного способа зарядки, обсуждаемого на просторах интернета, а предлагает некий компромисс, помогающий продлить «срок жизни» кальциевого аккумулятора.
Компромиссный способ зарядки кальциевой АКБ
Вот мы и подошли к самому главному вопросу: как зарядить кальциевую батарею? В источнике «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г., на страницах 160–166 описываются 7 способов зарядки современных аккумуляторов:
Из всех вышеперечисленных способов авторы данного научного труда сходятся во мнении, что с точки зрения полноты заряда наиболее оптимальным является двухступенчатый комбинированный заряд. Его мы и возьмем за основу.
На первой схеме авторы изобразили изменение тока и напряжения при комбинированном заряде.
Точно такая же схема заряда имеется у зарядного устройства Орион «Вымпел-27». Вот схема:
Хотя визуально схемы изображены по-разному, принцип, который лежит в их основе одинаков: как только напряжение достигает максимального значения, сила тока начинает уменьшаться, пока не достигнет минимума. Получается, что на первой ступени заряда стабилизируется сила тока, а как только напряжение достигнет своей верхней допустимой величины, включается вторая ступень – стабилизируется напряжение, а ток начинает уменьшаться. Признаком окончания заряда принято считать достижение постоянства плотности электролита и силы тока в течение 2 часов.
Не сочтите это за рекламу зарядного устройства, но Вымпел-27 имеет все минимально необходимые параметры для зарядки 99% кальциевых аккумуляторных батарей, имеющихся у владельцев легковых автомобилей. Для тех, кто не занимается ремонтом аккумуляторов и не владеет грузовым транспортом, этого зарядного устройства вполне хватит. Целью данной статьи не является обзор всевозможных зарядных устройств, поэтому Вымпел-27 будет использоваться исключительно в качестве наглядного пособия для зарядки кальциевой батареи. Каждый автолюбитель вправе использовать любые другие зарядные устройства.
В чем компромисс?
В чем же заключается компромисс предлагаемого способа зарядки кальциевой АКБ? Компромисс в следующем: мы не будем заряжать аккумулятор при каком-то одном напряжении (14,8 или 16,0 вольт), а разделим заряд на 2 этапа. Перед началом заряда аккумуляторная батарея должна быть выдержана не менее 8 часов при комнатной температуре (20-25 0 С). Также не забудьте проверить уровень электролита. Он должен покрывать верхний край пластин на 25-35 мм (для АКБ «Аком»). Если он ниже, доведите его до нормы путем добавления дистиллированной воды.
1-й этап зарядки
На первом этапе мы воспользуемся автоматическим алгоритмом заряда, при котором зарядное устройство (далее ЗУ) Вымпел-27 ограничивает максимальное напряжение до 14,8 вольт. Это станет основным этапом заряда АКБ, который позволит зарядить батарею примерно до 90% от ее фактической емкости.
Итак, на ОТКЛЮЧЕННОМ от сети (220В) зарядном устройстве, подсоединяем плюсовой зажим к положительной клемме АКБ, а минусовой к отрицательной. Затем выставляем переключатель в положение 14,8 В и силу тока, равную 0,1 от номинальной емкости. Например, если АКБ на 60 Ач, то сила тока устанавливается 6А. Далее подключаем ЗУ к сети 220 В. После подключения автоматически начнется заряд.
Когда ток упадет приблизительно до 0,6А и дальше уже не будет снижаться, то первый этап зарядки можно считать завершенным. Далее отсоединяем ЗУ от сети 220 В, оставляя устройство подключенным к АКБ. Зачем? Дело в том, что во время заряда, когда ЗУ подключено к сети 220 В, автоматика не позволяет изменять величину тока.
2-й этап зарядки
Для чего нужен 2-й этап зарядки? В нашем случае мы будем заряжать кальциевый аккумулятор, изготовленный АО «Аком», а в инструкции по зарядке аккумуляторов этого производителя прямо говорится, что для эффективной и полной зарядки АКБ, изготовленной по технологии Ca/Ca, зарядное устройство должно обеспечивать зарядное напряжение 16,0 В. Ниже скрин из инструкции.
Зарядное устройство Орион Вымпел-27
На ЗУ Вымпел-27 как раз для этих случаев существует ручной режим «дозаряда» при 16,0 В. Поэтому выставляем переключатель на положение 16,0 В (зарядное устройство при этом остается отключенным от сети 220 В), а силу тока ограничиваем до 2А (1/30 от номинальной емкости). После выставления необходимых параметров подключаем ЗУ к сети 220 В и продолжаем следить за зарядом.
При напряжении 16,0 вольт на электродах кальциевого аккумулятора начинается электролиз воды (разложение на водород и кислород). Проще говоря, АКБ начинает «кипеть». И чем ближе конец заряда, тем сильнее будет «кипение». Это нормальный процесс, способствующий перемешиванию электролита и обеспечивающий более полное «растворение» сульфата свинца, отложившегося на пластинах в результате предыдущего разряда.
Далее, когда ток перестанет снижаться, выдерживаем аккумулятор в режиме подзаряда еще 2 часа и отключаем зарядное устройство от сети 220 В. Все, зарядка кальциевого аккумулятора завершена. Данный метод заряда определенно наносит аккумулятору некоторый вред, но он наиболее щадящий и представляет собой некий компромисс, подразумевая выбор наименьшего из «двух зол».
Контрольные измерения
Противникам «кипячения» кальциевого аккумулятора посвящается
В предвкушении шквала критики от «сторонников 14 вольт» хочется обратить внимание на некоторые научно доказанные факты. Для начала давайте рассмотрим, что лежит в основе доводов, которые приводят сторонники 14 вольт.
МИФ: «Кипячение» – это самое большое зло для АКБ
Нередко в пользу этой теории можно услышать примерно такие высказывания: «Зачем делать то, от чего производитель так старательно хочет уйти?». Некоторые сторонники 14 вольт наивно полагают, что производителю, путем неимоверных усилий, удалось таки избавиться от самого главного врага аккумулятора – «кипения», что именно «кипение» приводило к разрушению электродов в свинцово-кислотных аккумуляторах на протяжении всех 160 лет их существования. Наконец-то производители АКБ «прозрели» и сделали то, чего так ждали автовладельцы! Наконец-то аккумулятор стал «совершенным»! Как это ни грустно, но ситуация обратная.
ФАКТ: Использование в производстве «кальциевой» технологии, позволяющей уйти от «кипения» аккумулятора – не более, чем маркетинговый ход. Да, да, не более того! Это лишь реакция рынка на складывающиеся тенденции современного автомобильного общества. Автовладельцы ХОТЯТ аккумуляторы, которые «поставил и забыл». Не хотите возиться с аккумулятором? Не проблема – получите «кальциевое чудо»!
Более 70 лет «кальциевая» технология была никому не нужна, потому что она не «вписывалась» в рыночную экономику, но сегодня настал ее «звездный час». Единственное преимущество кальциевого аккумулятора перед сурьмянистым – это отсутствие необходимости пристально следить за уровнем электролита. Именно эта особенность «кальциевой» технологии легла в основу маркетинговых кампаний всех производителей. И делается это не потому, что «кипение» – зло, а потому, что люди просто-напросто этого ХОТЯТ. Второй по значимости плюс «кальция» – это низкий саморазряд, на этом, пожалуй, все его достоинства заканчиваются.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА: Электролиз воды или так называемое «кипение» является обычным рабочим процессом в эксплуатации свинцового аккумулятора – об этом твердят все учебники и научные труды, опубликованные за последние десятилетия. Да, в процессе электролиза или «кипения» происходит незначительное осыпание активной массы, но без «кипения» весь сульфат свинца на пластинах не растворится и заряд аккумулятора будет неполным. Каждый аккумулятор рассчитан на определенное количество циклов (разряд/заряд) и с каждым циклом происходит своего рода «износ» аккумуляторных пластин, характеризующийся осыпанием активной массы и безвозвратной потерей емкости. И что теперь? Не эксплуатировать аккумулятор? Проведем аналогию с тормозной системой автомобиля. Представьте, что вам говорят: «Когда вы едете на автомобиле, то не нажимайте на тормоза, а то тормозные колодки и тормозные диски изнашиваются в этот момент». Как вам такое заявление?
ВОЗРАЖЕНИЕ-1: Некоторые сторонники 14 вольт воскликнут: «Да как вы не понимаете, что кипение при 14,4 В (у сурьмянистых батарей) – это не тоже самое, что кипение при 16,0 В (у кальциевых). Кипение при 14,4 В – это хорошо, а вот кипение при 16,0 В – это уже зло! Именно при 16,0 В и происходит интенсивное оплывание активной массы. »
ОТВЕТ: Давайте узнаем мнения экспертов в этой области. Первый источник: «Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов», авторы: В.И. Болотовский, З.И. Вайсгант, 1988 г., стр. 96. Ниже представлен скрин.
Обратили внимание, какое напряжение нужно подавать на один элемент батареи? На одну банку нужно подать 2,7 вольта, а на шесть банок (2,7 х 6 =16,2 вольта).
Если вы думаете, что эта книга сильно «лохматая» и данные не отвечают современным реалиям, то обратимся к более свежему источнику: «Свинцовые аккумуляторы», авторы: А.И. Русин, Л.Д. Хегай, 2009 г., стр. 162,163. Скрин ниже.
Как видно, сначала идет комментарий, что при достижении 2,4 вольта на одном элементе батареи, начинается электролиз. Если мы умножим 2,4 х 6 = 14,4 вольта, то начинаем понимать, что речь идет о сурьмянистых батареях, ведь именно у них электролиз начинается при напряжении 14,4 вольта. Но самое интересно ниже. В конце заряда напряжение возрастает до 16,2 вольта (2,7 х 6 = 16,2 В).
Что мы с этого имеем? А то, что как при 14,4 В, так и при 16,2 В свинцовые аккумуляторы прекрасно себя чувствуют.
ВОЗРАЖЕНИЕ-2: Кальциевый аккумулятор спокойно заряжается и при 14,8 В.
ОТВЕТ: Совершенно верно, хоть не спокойно, но заряжается. Только до 100% заряда вы будете его «гонять» неделю и то при условии, что АКБ не имеет глубокой сульфатации. В реальности ни один здравомыслящий водитель не будет заряжать свой аккумулятор 7 дней. Другое дело, когда выбора нет, аккумулятор «сдох», к примеру. Только в этом случае водителю придется выделить достаточно времени, чтобы попытаться «оживить» свой АКБ.
ВОЗРАЖЕНИЕ-3: Чтобы довести плотность кальциевого аккумулятора до «нормы» (1,27 г/см 3 ), по окончании заряда при 14,8 В, достаточно взболтать электролит. Либо сразу после зарядки поставить АКБ в автомобиль и покататься на нем по кочкам. Тогда более концентрированный электролит, который в нижней части банок, перемешается с менее плотными верхними слоями и все будет ОК.
ОТВЕТ: Сама цель ЗАРЯДНОГО процесса заключается в том, чтобы ВЕСЬ сульфат свинца ( PbSO 4 ), образовавшийся во время РАЗРЯДА, «превратить» обратно в двуокись свинца ( PbO 2 ) на положительной пластине и в металлический губчатый свинец (Pb) – на отрицательной. В результате этих химических реакций, помимо описанных выше «превращений», расходуется вода и образуется серная кислота. На следующей иллюстрации схематически показано, что происходит с электролитом во время заряда, ограниченного 14,8 В.
Что мы здесь видим? Во время заряда, образовавшаяся на положительном электроде серная кислота, под действием гравитации стекает на дно аккумулятора, вытесняя воду на поверхность. Этот процесс называется стратификацией или расслоением электролита. В результате расслоения электролита на нижней части пластин аккумулятора остается «нерастворенным» сульфат свинца, потому что ему не хватает воды для химической реакции, так как почти вся вода находится в верхних слоях электролита. И что с того, спросите вы?
А то, что аккумулятор так и останется незаряженным на 100%, потому что часть серной кислоты остается «запакованной» в сульфат свинца на нижней части пластин.
Единственное решение данной проблемы – это постоянное перемешивание электролита на последней стадии заряда, чтобы поступающая в нижнюю часть вода вступала в реакцию и «растворяла» сульфат свинца до тех пор, пока весь он не преобразуется в серную кислоту. Только тогда аккумулятор можно считать заряженным на 100%. Как раз «кипение» во время зарядки аккумулятора и выполняет эту роль перемешивания, но. при 14,8 вольтах кальциевая батарея практически не кипит, только при 16,0 В.
Отсюда сделаем закономерный вывод: взболтать электролит по окончании заряда – недостаточно. Вы просто перемешаете электролит, выровняете плотность, но сульфат свинца так и останется на нижней части пластин! Заряд аккумулятора не будет доведен до 100%.
ВОЗРАЖЕНИЕ-4: Но ведь плотность электролита показывает 1,28 г/см 3 – значит весь сульфат растворился!
ОТВЕТ: Чудес в наше время не бывает. Проверьте уровень электролита. Скорее всего он ниже нормы. Отсюда и высокая плотность. Приведу реальный пример: кальциевый аккумулятор за полтора года с момента покупки автомобиля ни разу не обслуживался, пробег авто на момент осмотра АКБ составил 30 000 км, эксплуатация – ежедневная. Состояние аккумулятора при температуре электролита 21 0 С было следующим:
Казалось бы все отлично, но когда заглянули в банки, то оказалось, что сульфатация пластин процветает во всех банках. Уровень электролита составлял 10-15 мм над пластинами, вместо 25-35 мм, рекомендованных заводом изготовителем (АО «АКОМ»), а это значит, что не хватает более 400 мл дистиллированной воды. Вот вам и отличная плотность! Доведите электролит до необходимого уровня и картина уже не будет такой радужной.
Подведение итогов
Какие выводы можно сделать по поводу правильной эксплуатации кальциевых аккумуляторов? Давайте подведем итог нашим рассуждениям.
Не допускайте глубоких разрядов, потому что восстановление емкости кальциевого аккумулятора после таких разрядов – крайне проблематично. А потому, не крутите стартером до тех пор, пока он не перестанет проворачивать двигатель (особенно зимой) и не забывайте выключать габариты, которые за день могут запросто разрядить ваш АКБ;
Обслуживайте аккумулятор хотя бы раз в полгода или на каждом ТО (корректировка уровня электролита и зарядка стационарным зарядным устройством).
Обязательно производите дозаряд кальциевого аккумулятора при 16,0 В, чтобы преобразовать все остатки сульфата свинца в серную кислоту.
На этом, пожалуй, пора завершать статью. Спасибо, что выделили достаточно времени, чтобы прочитать столь объемный материал.
Если возникли вопросы, спрашивайте в комментариях, помогу чем смогу. Если считаете, что я в чем-то ошибаюсь, пожалуйста, подкрепляйте свои аргументы научно обоснованными фактами, а не голословными утверждениями и «богатым личным опытом».