Каталог радиолюбительских схем

Сульфатация свинцового стартрного аккумулятора глазами владельца автомобиля и как с нею бороться или...
Устройство разрядки аккумулятора

Я - Евгений Мерзликин автолюбитель с оч. большим стажем и пробегом, а все сказанное далее - это мое личное мнение и Вы можете воспользоваться моими советами только на свой страх и риск.

Вот пришла зима и сразу все автолюбители заговорили о зарядных устройствах свинцовых аккумуляторов.
На радиолюбительских форумах открылись соответствующие темы, пошли горячие споры - чем и как надо заряжать аккумуляторы на автомобилях.
Кончились морозы приходит весна и появляются "подснежники" - те, кто зимой не ездит на автмобилях. и тут вопросы зарядки встают еще острее - выясняется, что за зиму аккумуляторы разрядились у кого процентов на 50, или кому не повезло на 80 или 90... Тут надо быстро обратиться к соседу по гаражу - прикурить, затем подключить свой аккумулятор и погонять минут 15-20 потом обязательно заглушить-завести свое авто и убедившись, что оно завелось - снова заглушить и спокойно идти домой.
Срок службы автоаккумулятора при этом сократится примерно вдвое. И вот тут звучит страшное слово "СульфАтация".

Правила борьбы с сульфатацией
Правило 1. Не оставляйте надолго разряженный аккумулятор!
Правило 2. Не оставляйте ненадолго разряженный аккумулятор!
Правило 3. Не перезаряжайте Ваш аккумулятор. Максимальноразрешаемое мною напряжение на полностью заряженном аккумуляторе + 14,7 В (на некоторых современных заморских, если написано "Ca" бывает до +16 В, но это скорее исключение - начало сульфатации).
Правило 4. Не переразряжайте Ваш аккумулятор. Минимальноразрешаемое мною напряжение на полностью разряженном аккумуляторе + 10,5 В (если меньше - Ваш аккумулятор начал разрушаться, если оставить не бОльшой срок - обязательно разрушится).
Правило 5. Обязательно проводите 1...2 раза в год антисульфатационные циклы - полный зарядаккумулятора + 14,7 В, затем полный разряд + 10,5 В (!!!не менее!!!).

Вот собственно и все. А если... если на Ваш аккумулятор уже напала эта самая су... сульфатация - попробуйте ее победить, вернее приостановить. Вылечить, полность восстановить, сульфатированный аккумулятор невозможно, но остановить сульфатацию, максимально сохранить емкость аккумулятора можно попытаться. Как?.. все оч. просто - применить Правило 5.
Есть масса способов и методов, а также масса схем зарядных устройств, предназначенных для антисульфатационной зарядки, но мой совет не надо пренебрегать Правилом 5. Даже после применения любого Зарядного устройства даже суперантисульфатационного можно ведь попробывать Ваш полностью заряженный до +14,7 В аккумулятор (+14,7 В - этто напряжение на аккумуляторе, измеренное сразу после окончания зарядки; когда аккумулятор остынет - примерно через сутки - это напряжение упадет до +12,6В) разрядить до рекомендуемых мною +10,5 В (ждать, когда аккумулятор остынет до + 12,5 В не надо) и снова зарядить.

Как заряжать?
Да в принципе все равно. Важно, чтобы напряжение на аккумуляторе было + 14,3...14,7 В
Если у Вас зарядное устройство с регулируемым током зарядки - то, Я рекомендую, лучше разбить процесс зарядки на три этапа.
Примечание. Обязательно ОДНОВРЕМЕННО необходимо контролировать ток заряда аккумулятора и напряжение на нем по двум РАЗДЕЛЬНЫМ приборам (лучше стрелочным, поверенным). Если у Вас имеется два тестера - один цифровой и один стрелочный, я предпочитаю цифровой использовать для измерения напряжения, а стрелочным мерить ток. Все напряжения описанные далее измерены на клемах аккумулятора, а ток - постоянный ток (в случае зарядного устройства на тиристорах параллельно клемам измирительного прибора (амперметра) необходимо подобрать конденсатор емкостью 10...1000 мкФ - конденсатор с емкостью в 2 раза выше минимально допустимой, после увеличения которой показания амперметра не увеличиваются при постоянном токе заряда).

Итак...

Я, Евгений Мерзликин, автолюбитель с оч. большим стажем и пробегом, рекомендую:

Три этапа зарядки полность разряженного до 10,5 В аккумулятора. Токи заряда выставляются вручную. Стабилизация необязательна, но рекомендуема.

Примечание. На протяжении этапа 2 и этапа 3 рекомендуется контролируемая кратковременная разрядка в течении 10...30 минут.
Следить! Напряжение на аккумуляторе никогда не должно быть ниже 10,5 В!!!

Теперь поговорим о тонкостях.
Кронец зарядки аккумулятора - отследить напряжение на клемах аккумулятора +14,7 В - довольно просто и если пользоваться моими рекомендациями. На последнем этапе 3 снизить ток до 1 А. Напряжение, в принципе, не поднимится выше 14,7...15 В. Окончание этапа 2 тоже довольно размыто. Можно заряжать током 0,1С в течении 5...7 часов, а времы этапа 3 растянуть до 30...40 часов, это в случае, если нет времени следить. Тонкостей тут нет никаких.

А вот разряд аккумулятора... - с этим очень сложно. Итак повторюсь:

Следить!
Напряжение на аккумуляторе никогда не должно быть ниже 10,5 В!!!

Поймать этот момент довольно сложно. Давайте разбираться. Реальная емкость Вашего аккумулятора может быть расчитана по формуле:

Iразряда - ток разрядки Вашего аккумулятора в А Iразряда=0,1С
T - время разрядки Вашего аккумулятора в часах.

________________
Замечание Дениса Багаева:
Прочитал эту статью про разрядку аккума, не согласен по поводу тока разрядки. Тоже много читал на эту тему и экспериментирую с аккумами по восстановлению оных. В других источниках предлагают разряжать током 1/20*С. //реплика Евгения Мерзликина: В техусловиях на аккумуляторы емкость определена как время разрядки аккумулятора при токе (1/20)С.\\ Думаю чем больше нагрузка, тем быстрее упадет напруга на клеммах до 10,5В, а чем меньше Iразряда тем дольше и соответственно глубже будет разряжаться аккум. Если верить другим источникам, то при нагрузке 1/20*С напряжение на клеммах 10,5В будет соответствовать 100% разрядке аккума.
//продолжение реплики Евгения Мерзликина: В указаной выше статье я подчеркиваю, что все сказанное - только мое частное мнение, а ток (1/10)С выбран из соображения времени - сколько реально заряжающий человек (так сказать оператор) может контролировать процесс разряда в течении , скажем, выходного дня.
Желающие дискутировать - вопросы в почту.\\
________________

Рис. 1. Графики напряжения на аккумуляторе в зависимости от времени разрядки
I -новый аккумулятор; II - аккумулятор с частично засульфатированными пластинами

Мы видим - сначала напряжение на аккумуляторе падает довольно незначительно. Но последний участок разрядки с 11 до 10,5 В проходит за время 10...15 минут, а на полностью засульфатированном аккумуляторе (на котором можно восстановить до 70% емкости) из моего личного опыта и за 5, а бывало за 2...3 минуты. Понижение же напряжения ниже 10,5 В приводит к осыпанию активной массы пластин аккумулятора и уже полному выходу из строя аккумулятора. Если же не разрядить аккумулятор до 10,5 В, а скажем остановиться на 11 или на 11,5 В, тогда середина активной массы окажется недоразряженной и там будут продолжаться процессы сульфатации. Хотя, как правило сульфатация в середине активной массы плстин отнимает только несколько процентов емкости аккумулятора и этим можно и принебречь, но я предлагаю сделать "разрядку" - устройство для разряда аккумулятора до минимально допустимого напряжения на нем +10,5 В.

Сначала я повторюсь.

Я - Евгений Мерзликин автолюбитель с оч. большим стажем и пробегом, а все сказанное далее - это мое личное мнение и Вы можете воспользоваться моими советами только на свой страх и риск, приняв мою точку зрения.

Устройство разрядки аккумулятора

Прежде всего откажемся от разряда аккумулятора через активные элементы, это усложнит схему. Учитывая, что как я говорил выше, величина тока разряда аккумулятора качественно не влияет на устранение сульфатации в качестве разрядного элемента применим обыкновенную лампочку дальнего или ближнего света от автомобиля, мощностью 50 или 55 Вт, в зависимости от наличия невыбрАшенных лам с одной сгоревшей нитью у Вас в гараже или набора из нескольких ламп, соединенных паралельно, если Вы хотите точно подобрать разрядный ток в соответствии с инсирукцией Вашего аккумулятора. По моему мнению это может только повлиять на время разрядки.

Схема устройства представлена на рис. 2.

Рис. 2. Схема электрическая, принципиальная устройства для разрядки аккумуляторных батарей напряжением 12,6 В до минимально допустимого напряжения 10,5 В
La1 - нагрузочная разрядная лампочка, обеспечивающая ток разряда Вашего аккумулятора в пределах 3...6 А (обычно 40...60 Вт, 12 В).

Собственно это релейный ключ на составном транзисторе VT1,VT2 и реле Rel1, который подключен через стабилитрон VD1 с токоограничивающими цепями R1...R3 к разряжаемому аккумулятору контактом +10,5В.

Iразряда=Pлампочки/Uак=55 Вт/12,6 В=4,4 А

Iразряда max_{/Uак=14,7 В}=5,1 А

Iразряда min_{/Uак=10,5 В}=3,6 А

Мощность набора лампочек можно довести до 75... Вт. Тогда разрядный ток будет порядка 6 А. Эффект будет тот же, но время разряда значительно сократится.

Настройка - калибровка схемы.

Примечание: La1 - нагрузочная разрядная лампочка, обеспечивающая ток разряда Вашего аккумулятора в пределах 3...6 А (обычно 40...60 Вт, 12 В).

Необходим дополнительный регулируемый в пределах не менее 10...15 В калибровочный источник питания

1.Чтобы не перегружать дополнительный регулируемый калибровочный источник питания - отключите на время настройки нагрузочную разрядную лампочку La1.
2.На дополнительном регулируемом в пределах не менее 10...15 В калибровочном источнике питания выставить напряжение +10,5 В.
3.Подключить клемму +10,5В к "+" дополнительного регулируемого калибровочного источника питания.
4.Подключить клемму _|_(общий, земля) к "-" дополнительного регулируемого калибровочного источника питания.
5.Вывести движок R1 в нижнее по схеме положение (сопротивление максимально).
6.Медленно и плавно уменьшая сопротивление R1 (движок сдвигается вверх по схеме) добиваемся зажигания светодиода (срабатывания реле).

Проверка.
7.Плавно увеличиваем напряжение дополнительного регулируемого калибровочного источника питания до + 15 В - светодиод не переставая светится.
8.Плавно уменьшаем напряжение дополнительного регулируемого калибровочного источника питания до погасания индикаторного светодиода.
9.Если напряжение дополнительного регулируемого калибровочного источника питания лежит в пределах + 10,5...10,8 В процесс настройки закончен, в противном случае повторить пп. 2...8.
10.Отключить устройство разрядки от дополнительного регулируемого калибровочного источника питания.
11.Восстановить подключение нагрузочной разрядной лампочки La1.

Разрядка готова к работе.

В заключении хотелось бы сказать несколько слов о свободном контакте реле. Если немного подумать и присобачить (или прикошачить) к тому контакту управление включением зарядки - будет очень хорошо (не забудте при этом блокировать автоматическое включение разрядки при повышении напряжения на аккумуляторе выше +10,5 В).

После разряда до 10,5 В и после отключения разрядника - лампочки 55 Вт на новом аккумуляторе напряжение опять может возрасти выше 10,5 В и следовательно разрядка включится повторно и доразрядит ваш аккумулятор до величины 10,5 В. Этот процесс может повториться несколько раз, что неплохо для аккумулятора. Если в процессе отключения разрядки Вы заметите дребезг контактов реле - необходимо зашунтировать базу VT2 на землю емкостью 50...100 мкФ.

Детали

Транзисторы КТ315 с любой буквой. Резисторы, светодиод, лампочка любые из тех, что у вас есть. Реле любое слаботочное реле на ток срабатывания 15-150 мА и ток коммутации 5...10 А. при отсутствии такового можно применить реле от любого автомобиля. VT1 при этом необходимо заменить на более мощный, например КТ815, КТ817 или КТ805АМ.

Несколько слов по эксплуатации устройства. Скажу еще раз, хоть говорил выше.

Желательно в течении получаса-часа после окончания разрядки поставить аккумуляторную батарею на зарядку. Т.к. аккумулятор - достаточно дорогостоящее изделее - нежелательно делать автомат заряда разряда. Ведь все процессы протекают как правило в широком диапазоне температур и лучше основные этапы контролировать лично. Для индикации окончания процесса разрядки достаточно подключить слаботочную сирену через свободный контакт реле к дополнительному источнику питания или засульфатированному, но полуживому аккумулятору, который невозможно восстановить, но выбрасывать еще жалко. Контролировать окончание процесса разрядки так же удобно по погасшей лампочке.

Удачи.

Евгений Мерзликин

Источник материала