Виды аккумуляторов

Зачем знать содержание свинца в аккумуляторе?

Компания К-2 занимается скупкой металлолома, в том числе источников питания для переработки и утилизации. Зная, сколько цветного металла в устройстве, вы заранее просчитаете стоимость батареи и выберите удобный вариант сотрудничества – с самостоятельным разбором и АКБ на цветмет или предоставив сортировку и прочие сложные работы нашим сотрудникам.

Аккумуляторы стартерные

Стационарные АКБ открытого типа

Стационарные АКБ закрытого типа

Гибридные аккумуляторы

Эх, вот бы взять достоинства сурьмянистых и кальциевых аккумуляторов и соединить их в одной батарее! Думаем, именно такая мысль пришла в голову конструктору, создавшему первым гибридный аккумулятор. Действительно, решение оказалось лежащим на поверхности. Раз оба вида пластин имеют свои плюсы, то почему бы при создании аккумулятора не использовать и те и другие. Так и сделали: в гибридных аккумуляторах положительные пластины были малосурьмянистыми, а отрицательные – кальциевыми.

Эксперимент оправдал все ожидания. Новые батареи превосходили практически все прошлые типы автомобильных аккумуляторов. Они не боялись глубоких разрядов и перепадов напряжения, при этом обладали отличными показателями силы тока, практически не теряли уровень электролита во время эксплуатации и длительное время сохраняли свой заряд.

Пожалуй, единственная проблема, которую не удалось решить с помощью комбинирования пластин, это всё ещё высокая стоимость АКБ. По сравнению с традиционными батареями гибридные модели обладают просто заоблачной ценой.

Кальциевые аккумуляторы

Как оказалось, даже существенное уменьшение количества сурьмы в аккумуляторных пластинах не позволило достичь желаемого снижения электролизных процессов. И тогда было принято решение отказаться от сурьмы полностью и найти другую легирующую добавку. Новым металлом, который добавляли в свинцовые пластины, стал кальций.

Кальциевые аккумуляторы практически не выкипали, что позволяло держать электролит на достаточном уровне весь срок эксплуатации батареи. Именно с таких моделей началась история так называемых необслуживаемых АКБ. Кстати, когда возникает вопрос «как определить тип аккумулятора автомобиля», достаточно просто посмотреть на его верхнюю крышку. Если она гладкая, без пробок, закрывающих банки, то смело можно утверждать, что перед нами аккумулятор необслуживаемый. Плюс технология, по которой производились кальциевые пластины, позволила существенно снизить их вес и, следовательно, вес всей батареи.

Ещё одним несомненным достоинством кальциевых аккумуляторов является их низкий уровень саморазряда. Даже малосурьмянистые батареи проигрывали кальциевым в этом вопросе более чем на 70 %.

Но решение одних проблем повлекло за собой возникновение других. Как оказалось, кальциевые АКБ очень плохо переносят глубокий разряд. Стоило буквально три-четыре раза посадить батарею в ноль, и она становилась непригодной для дальнейшего использования. Кроме этого такие аккумуляторы были чрезвычайно капризными к уровню напряжения и тока, так что любые скачки во время зарядки и эксплуатации также крайне негативно на них сказывались. Да и стоимость новых батарей была чуть ли не в четыре раза выше сурьмянистых аналогов.

Классификация АКБ

На рынке существует огромное количество разнообразных АКБ. Автомобильные компании идут на всевозможные ухищрения, чтобы добиться большей экономичности, увеличить объём и срок эксплуатации своих устройств. Поэтому перед тем как перейти к более подробной классификации разделим все устройства на обслуживаемые и необслуживаемые.

К необслуживаемым АКБ причисляют те, которые исключают возможность заливки воды внутрь. К плюсам подобных аппаратов можно причислить то, что практически во всех есть индикатор, отвечающий за состояние батареи.

Обслуживаемые АКБ требуют постоянного ухода. Водитель должен периодически заливать внутрь дистиллированную воду. Она будет компенсировать испарившийся за время работы электролит.

Более подробная классификация АКБ состоит из разделения по типу пластин:

• свинцово-сурьмянистые,
• свинцово-кальциевые,
• гибридные.

Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки.

Какой уровень электролита должен быть в аккумуляторе

От уровня электролита в аккумуляторе напрямую зависит его работоспособность, недостаток или переизбыток жидкости послужит причиной поломок. Чтобы узнать, какое значение является оптимальным, нужно знать ёмкость батареи. Так, при ёмкости 60 А∙ч нормальный объём жидкости в аккумуляторе составляет от 2,7 до 3 литров, а при 75 А∙ч – от 3,7 до 4 литров.

Проверить количество раствора можно по отметкам «min» и «max» на корпусе – оптимальное значение пребывает между двух границ. Однако этот способ проверки неудобный, так как корпус непрозрачный и, посмотрев внутрь банки через открытую пробку, сложно что-либо увидеть.

Существует более простой метод измерения, осуществляемый в бытовых условиях. Чтобы его воссоздать, необходимо вставить в банку аккумулятора прозрачную трубочку с не запаянными концами вплоть до её соприкосновения с пластинами. Далее, зажав свободный конец трубки, устройство нужно извлечь и, продолжая закрывать другой край трубки, с помощью линейки измерить уровень втянувшейся жидкости. Значение от 10 до 15 мм является нормальным. То есть, уровень электролита должен располагаться над пластинами на 1-1,5 см.

Помимо объёма электролита, важно знать его плотность, её значение тоже влияет на работу устройства. Величина этого параметра влияет на температуру замерзания электролита в аккумуляторе, а также период годности самой АКБ

Так, например, при повышенной концентрации серной кислоты (если рассматривать кислотные батареи), источник прослужит меньшее время, чем предусмотрено его производителем. А пониженное значение плотности сделает жидкость слишком восприимчивой к температуре, и она застынет уже при минус пяти градусах по Цельсию.

Плотность определить можно ареометром, нормальное значение показателя должно лежать в пределах от 1,27 до 1,29 г/см3, а уровень дистиллированной воды в аккумуляторе в процентном соотношении с количеством кислоты должен быть приблизительно 2:1, то есть 65% воды к 35% серной кислоты.

Щелочные аккумуляторы

Наш обзор будет неполным, если мы не скажем о том, что существуют и специфические виды аккумуляторов для автомобилей.

Вернёмся немного назад во времени, а именно в тот момент, когда конструкторы экспериментировали с составами электролита. Уже тогда было известно, что в качестве «жидкой» составляющей АКБ может выступать не только смесь воды и кислоты, но и щелочной раствор. Правда, в таком варианте свинцовые пластины тоже требовали определённой модернизации – они покрывались в зависимости от модификации растворами никеля, кадмия и железа.

Однако, несмотря на наличие явно положительных качеств, таких как полное отсутствие электролиза, устойчивость к глубокой разрядке и повышенному напряжению, неплохая энергоёмкость и высокий пусковой ток, щелочные аккумуляторы не нашли широкого применения в автомобилестроении. И дело даже не в их высокой стоимости, которая, кстати, существенно выше даже самых дорогих кислотных аналогов.

Причиной, которая буквально перечеркнула все достоинства щелочных батарей, стал так называемый «эффект памяти». Дело в том, что, если начать заряжать не полностью разряженный щелочной аккумулятор, он «запомнит» количество свободного для заряда места и при следующей зарядке возьмёт ровно столько энергии и ни на один милливатт больше. И что самое печальное, то же повторится и при следующем неполном заряде.

Таким образом, буквально за 2–3 неудачных заряда можно свести ёмкость батареи к нулю. Согласитесь, что такая перспектива не стоит даже самых распрекрасных показателей силы тока и энергоёмкости.

Хотя сказать, что щелочные аккумуляторы совсем не используются на транспорте, будет не совсем верным. Их довольно успешно применяют на «тяговой» технике, такой как электропогрузчики, электрокары и так далее.

Технические характеристики: вес, сила тока, емкость, напряжение

Итак, чтобы правильно эксплуатировать данную деталь, нужно знать основные ее параметры. Так, одним из важнейших показателей автомобильного аккумулятора считают емкость, показывающую длительность работы или же количество отдаваемого электричества. Обычно она измеряется в ампер-часах, это дает возможность взвесить, сколько заряда выдаст батарея без подзарядки. На емкость влияет очень много различных факторов, это и конструктивные особенности АКБ, и температура среды использования, и, конечно же, сила тока заряда. Если последняя увеличивается, то емкость понижается, а вот влияние температуры носит противоположный характер.

Еще один параметр, на который следует обратить внимание – сила пускового тока в автомобильном аккумуляторе. Она соответствует значению, которое выдает АКБ во время запуска при температуре окружающей среды равной -18 °С

Достаточно важной характеристикой можно назвать и напряжение заряженного АКБ. Ориентируясь на него, можно определить технические неполадки агрегата или убедиться в полной его исправности

Если все хорошо, напряжение обычно составляет до 12,6 В, но оно может немного варьироваться, главное, чтобы не выходило за предельные значения. Напряжение аккумулятора также определяет вольтаж устройств и приспособлений, которые нынче модно подключать через прикуриватель.

Следует помнить, что нормальное напряжение всего автомобильного аккумулятора составляет около 12,2 В. При этом каждая его банка выдает в пределах 2 В. Так что проверить напряжение агрегата вполне реально специальной нагрузочной вилкой. Приведенные цифры справедливы тогда, когда нагрузочное сопротивление, приходящееся на каждую из банок, определяется в соответствии с их емкостью.

Мощность заряда аккумулятора получается, если умножить силу пускового тока на напряжение. Но такие технические параметры редко употребляют при обсуждении этого агрегата. Хотя если вам приходится оценивать мощность, то следует иметь в виду условия эксплуатации, даже температура на улице способна снижать эту характеристику. Например, всем известно, что на запуск холодного мотора требуется больше тока на усилия стартера, отсюда и мощность нужна большая. И если аккумулятор у вас не новый, то заряда на пуск двигателя может не хватить, отсюда многочисленные проблемы зимой.

Кроме того, значение при покупке имеют еще и габаритные характеристики, а также вес автомобильных аккумуляторов. Правда, последний параметр может несколько отличаться от заявленных производителями. А все из-за разрушения свинцовых пластин вследствие их взаимодействия с электролитом – эти два компонента в основном и определяют большой вес АКБ. Поэтому не стоит переживать, если расхождение между указанным и фактическим весом может достичь полкилограмма. Для автомобиля этот параметр не столь значим, сколько для вас

Если вы отправились покупать АКБ не на авто, важно рассчитывать, что весит она около 15 кг.

Класс батареи

Наконец, вы должны определиться для себя, сколько денег готовы потратить на покупку. Ведь все элементы питания автомобиля делятся на три ценовых категории, практически в каждой из которых вы сможете найти подходящую для вашей машины модель. Отличия между сегментами эконом, стандарт и премиум – в уровне применяемых технологий. Соответственно, батареи более высокого класса имеют больший срок службы (теоретически разница может составлять 1-2 года), больший гарантийный срок (на 0,5-1,5 года), больший пусковой ток (на 30-120А).

И еще – перед установкой новой батареи проверьте, насколько корректно работает цепь зарядки в бортовой сети вашего автомобиля. Повышенное или пониженное напряжение может сократить срок службы приобретенной батареи в несколько раз. Кстати, в хорошем магазине вам не дадут гарантию на аккумулятор, пока не убедятся в исправности электрооборудования машины.

Почему важно отслеживать уровень электролита

Отклонение значения объёма электролита в источнике тока от нормы может существенно повлиять на его работоспособность. Так, недостаток жидкости говорит об испарении воды и, следовательно, повышении концентрации кислоты. В связи с этим происходит процесс кристаллизации и окисления пластин, что увеличивает сопротивление внутри батареи.

Если снижение уровня раствора произошло до такой степени, что заметны верхние части пластин, в процессе зарядки это может привести к их сильному разогреву и осыпанию через 3-6 месяцев использования.

Когда электролита в банке батареи не хватает, чтобы закрыть пластины, ёмкости аккумулятора может быть недостаточно для его работы.

Высокий уровень жидкости в аккумуляторе может так же навредить работе устройства. Обычно увеличение объёма жидкости сопровождается уменьшением плотности. Это происходит, если пользователь при заправке аккумулятора не соблюдает водный баланс. При отклонении от нормы плотности температурный диапазон работоспособности заметно снижается, и электролит может замёрзнуть при небольших минусовых температурах. Если батарея эксплуатируется в зимний период года и жидкость внутри застынет, корпус может разрушиться, и АКБ придётся заменить.

Что нужно знать при выборе аккумулятора

Во-первых, варианты его конструкции

• Свинцово-кислотные – простейший и самый старый тип. Они состоят из шести банок, в которых свинцовые пластины погружены в раствор серной кислоты. Такие аккумуляторы дешевы, возможность замены электролита позволяет «реанимировать» их в ряде случаев. Ряд моделей, однако, выпускается необслуживаемыми (без возможности вывернуть пробки банок). Они стойко переносят перезаряд, но при глубоком разряде могут необратимо потерять емкость или вообще перестать набирать заряд (происходит разрушение пластин).
• Гелевые  вместо жидкого электролита используют загущенную кремниевыми соединениями кислоту. Благодаря этому они не только герметичны, но и продолжают работать при любом угле наклона. Гелевые аккумуляторы способны сохранять работоспособность при глубоком разряде, но более требовательны к условиям заряда. Кроме того, их цена наиболее высока.
• Выполненные по технологии AGM – сочетают в себе элементы конструкции и стандартных батарей, и гелевых: в них используется жидкий электролит, пропитывающий наполнитель (обычно – стекловолокно) между пластинами. Они могут работать практически при любом наклоне (переворачивать вверх дном не рекомендуется). Батареи AGM стойки к вибрациям, так как наполнитель не дает пластинам разрушаться. Но, в отличие от обычных и гелевых батарей, они чувствительны и к глубокому разряду, и к перезаряду одновременно.

Для старой машины лучшим вариантом станет дешевый свинцово-кислотный аккумулятор. Владельцу нового автомобиля, у которого нет оснований опасаться неисправности генератора, можно посоветовать элемнт питания, выполненный по технологии AGM: несмотря на требовательность к условиям цикла заряда/разряда, он обеспечит больший стартовый ток и быстрое восстановление заряда.

Гелевые из-за высокой цены чаще всего становятся элементом тюнинга автомобилей. Благодаря высокой токоотдаче и переносимости сильного разряда их часто используют для питания мощных аудиосистем (штатный аккумулятор при этом отвечает за питание основной электрики автомобиля).

Также нужно знать полярность, то есть порядок расположения клемм на его корпусе. Большинство моделей автомобилей имеют слишком короткие или неудобно расположенные силовые провода, чтобы на них можно было ставить батареи «неправильного» типа. Если повернуть аккумулятор клеммами к себе, то у батареи с прямой («российской») полярностью плюсовая клемма будет находиться слева, у батареи с обратной («европейской») – справа.

Пусковой ток аккумулятора, указываемый на его этикетке, может измеряться по разным методикам:

• EN (европейская методика измерения): измеряется максимальный ток, который батарея может отдавать в течение 10 секунд при температуре -18˚С при напряжении не ниже 7,5 В
• DIN (немецкий промышленный стандарт): при той же температуре измеряется средний ток за 30 секунд, при этом напряжение не должно падать ниже 9 В
• SAE (американский стандарт): ток измеряется при -18˚С в течении 30 секунд, максимальное падение напряжения – 7,2 В

Как видно из этого описания, наиболее жесткая методика измерения – стандарт DIN (аккумулятор, выдающий ток 365 А по DIN, по методике EN получит маркировку 600 А). Выбирая аккумуляторную батарею, следует ориентироваться на этот показатель, что позволит рассчитывать на уверенный запуск зимой.

Продолжительный заряд АКБ малым током

С помощью данного нехитрого способа можно вернуть жизнь только аккумулятору с незначительной и не застарелой сульфатацией пластин.

Для того, чтобы даровать вторую жизнь АКБ, вам необходимо

1. Заполнить аккумулятор дистиллированной водой немного выше уровня
2. Включить АКБ на заряд током нормальной величины (0,1 емкости аккумулятора)
3. Как только станет заметно газообразование в АКБ, следует на минут 20-30 отключить заряд
4. После перерыва АКБ вновь необходимо подключить к току, только на этот раз уменьшенному в десять раз в сравнении с первоначальным, т.е 0,01 емкости АКБ
5. Заметив усиленное газообразование на пластинах обеих полярностей, надо отключить АКБ от тока и сделать перерыв на 15-20 минут

Четвертый и пятый этап восстановления следует повторить несколько раз. Порой, чтобы АКБ пришла в полную боевую готовность, требуется повторять указанные процедуры несколько дней подряд, прежде чем начать эксплуатировать аккумулятор на всю мощь.

Во избежание неудобств, связанных с работой аккумулятора, рекомендуем периодически проверять уровень электролита в АКБ (высота его слоя не должна быть менее 5 мм над верхними кромками пластин), а при необходимости можно добавить дистиллированной воды. Следите, чтобы в батарею не попали какие-либо посторонние вещества. Следы окисления на аккумуляторных клеммах и проводах необходимо аккуратно удалять.

Аккумулятор по объему двигателя

Для того что бы определить какая емкость аккумулятора должна стоять на вашем авто, можно попробовать воспользоваться таблицей, где по типу и объему двигателя рекомендуется емкость аккумуляторной батареи.

Данные в таблице не являются обязательными, и в вашем автомобиле может быть установлен аккумулятор отличной емкости от данных, приведенных в таблице. Поэтому таблицу следует воспринимать не как обязательное руководство, а для ознакомительных целей.

Какую АКБ выбрать

Здесь всё зависит от конкретного автомобиля:

• для немолодых машин (как отечественного, так и иностранного производства) оптимальным выбором являются малосурьмянистые АКБ. Они стоят недорого и спокойно переносят наличие проблем в бортовой сети, а ведь мало на какой машине с возрастом нет подобных неисправностей;
• на свежие иномарки можно приобретать и кальциевые батареи. Да, они дороже, зато позволяют практически забыть о необходимости замерять уровень электролита и его плотность (мало кто из владельцев сейчас умеет больше, чем проверять уровень масла).

Среди критериев, влияющих на выбор:

ёмкость. Она не должна быть меньше, чем у заводской батареи. В противном случае в морозы не удастся обеспечить ток, нужный для запуска;
габариты. Слишком большая батарея попросту не поместится в посадочное место. Чрезмерно компактный аккумулятор, возможно, нельзя будет нормально закрепить – он будет шататься в движении;
бренд и цена. Выбор на рынке огромен, присутствуют различные типы АКБ для авто, изготовленные в России и за её пределами

Стоит обращать внимание и на срок гарантии.

Типы автомобильной АКБ

Тип батареи

В основном используется свинцово-кислотный тип. Собственно батарея состоит из 6 аккумуляторов (банок), каждая номинальным напряжением около 2,2 вольта, соединённых последовательно в батарею. Обычный электролит представляет собой смесь дистиллированной воды и серной кислоты с плотностью в пределах 1,23-1,31 г/см³ (чем больше плотность электролита, тем более морозостойкая батарея), но сейчас появились автомобильные АКБ построенные на базе технологии AGM (Absorbent Glass Mat), электролит в которых абсорбирован в стеклянном волокне[], а также т. н. гелевые аккумуляторы, где электролит загущается до гелеобразного состояния силикагелем (технология носит название GEL).

Размеры

Так сложилось, что при разработке нового типа или даже марки автотехники нередко приходилось разрабатывать под неё новую автомобильную АКБ. В дальнейшем производители разработали большую номенклатуру различных аккумуляторов, существенно различающихся типоразмерами и электрическими характеристиками. Для тяжёлых грузовиков и спецмашин, имеющих бортовую сеть 24 вольта, применяются две одинаковые 12-вольтовые батареи, соединённые последовательно или одна 24-вольтовая батарея (редко).

В настоящее время существует несколько форм-факторов батарей. Аккумуляторы для японского и европейских рынков могут иметь разные размеры.

Полярность

Варианты расположения контактов автомобильных аккумуляторов: 0 — Азия, 1 — Европа, 3 — требующие последовательного соединения 2 АКБ по 12 В для получения суммарного напряжения 24 В (обычно для дизельных грузовых автомобилей и тяжёлой техники)

«Обратная» или «прямая». Определяет расположение электродов на корпусе автомобильной АКБ. Для автомобилей отечественного выпуска характерна прямая полярность, при которой плюсовая клемма находится слева, а минусовая — справа, при положении аккумулятора «клеммы ближе к вам». Установить чужую батарею, например «европейскую» на японский автомобиль, зачастую бывает невозможно. Может потребоваться удлинение проводов.

Диаметр контактных клемм

В типе Euro — type 1 — 19,5 мм «плюсовая» клемма и 17,9 мм «минусовая» клемма. Тип Asia — Type 3 — 12,7 мм у «плюсовой» клеммы, — и 11,1 мм у клеммы «минус». Выпускаются «колпачки» — переходники с тонких клемм на толстые.

Тип крепления

В конкретном транспортном средстве может быть реализован один из типов крепления автомобильной АКБ — верхнее или нижнее. В ряде автомобилей конструкции для закрепления батареи может быть не предусмотрено. Обозначения типов нижнего крепления следующие: B00, B01, B03, B13.

Необходимость обслуживания

Семипоплавковый ареометр для измерения плотности электролита в автомобильных аккумуляторах

По этому принципу автомобильные АКБ классифицируют на два типа: обслуживаемые (и как их подкатегория — малообслуживаемые) и необслуживаемые (в тексте ГОСТа обозначенные как безуходные). В простых по конструкции аккумуляторах необходим регулярный контроль состояния электролита и регулярная подзарядка по специальной технологии с помощью стационарного зарядного устройства. На промышленных предприятиях для ухода за автомобильными аккумуляторами есть специально обученные люди (аккумуляторщики) а также зарядные станции.

Однако «необслуживаемые» автомобильные АКБ — это не значит, что за такой батареей совсем не нужен уход. Как правило, необслуживаемая батарея имеет встроенный индикатор-ареометр, по цвету которого определяется плотность электролита — зелёный поясок при нормальной плотности, красный или белый — при низкой (батарея подлежит замене). Также необходимо периодически контролировать уровень электролита по меткам на корпусе. На всех автомобильных АКБ во избежание повреждения аккумуляторного отсека кислотой необходимо контролировать герметичность корпуса, заливных пробок и чистоту дренажных отверстий, а при появлении признаков электролита устранить течь и тщательно промыть корпус и отсек автомобильной АКБ нейтрализующим щелочным составом. Также необходимо периодически тщательно очищать и смазывать клеммы литиевой смазкой, во избежание их электрокорозийного разрушения.

Международные универсальные коды переработки батарей и аккумуляторов