Современные автомобильные аккумуляторные батареи выпускаются необслуживаемыми или малообслуживаемыми, а срок их службы напрямую зависит от их правильной эксплуатации. При неправильной эксплуатации их пластины могут сульфатироваться, из-за чего они выходят из строя.

Для устранения сульфатации пластин применим способ зарядки таких батарей "асимметричным" током. При этом оптимальным соотношением зарядного и разрядного тока выбирается как 10:1. Этот способ позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Схема простого зарядного устройства, рассчитанного на использование выше описанного способа, приведена на рис. 1

Для восстановления и тренировки широко распространённых аккумуляторов, емкостью 55А/ч, применим импульсный зарядный ток 5 А, при этом ток разряда будет 0.5 А. Разрядный ток определяется номиналом резистора R4.

Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты, а аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Основным регулирующим элементом является транзисторный стабилизатор тока. Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В случае пропадания сетевого напряжения предусмотрена аккумулятора от неконтролируемого разряда на резистор R4 при помощи реле К1, которое своими контактами разомкнёт цепь подключения аккумулятора.

В качестве реле К1 применено типа РПУ с рабочим напряжением обмотки 24 В. напряжение срабатывания меньше, то последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

В зарядном устройстве используется трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22…25 В (ток 5…7 А). Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0...5 А (0...3 А), например М42100, а его шкалу потребуется переградуировать (множитель ≈2,5).

Транзистор VT1 устанавливается на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого можно использовать металлический корпус самого зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления, который можно заменить на составной транзистор, как показано на рис. 2.

На автомобильный аккумулятор во время запуска двигателя и поездки действуют меняющиеся токовые нагрузки, которые со временем его разрушают.

Предотвратить сульфатацию пластин может зарядное устройство, выдающее пульсирующие асинхронные токи для восстановления емкости.

В статье рассматриваются две простые электрические схемы зарядного устройства с трансформатором, которые несложно собрать своими руками. Они позволяют продлить ресурс АКБ, сэкономить денежные средства.

Что такое сульфатация

Внутри свинцового кислотного аккумулятора постоянно протекают химические реакции, сопровождаемые выделением кристаллов серного свинца PbSO4. Они оседают на пластинах, не растворяются в электролите, мешают его проникновению к электродам.

Эти примеси ограничивают рабочую площадь пластин. АКБ начинает терять емкость, разряжается. По этой причине аккумулятор может быстро снизить работоспособность, даже прийти в негодное состояние.

Для предотвращения сульфатации пластин существует много различных технических решений, включая применение органических активаторов типа Eco Tec Power. В статье же рассматривается метод создания пульсирующих электромеханических нагрузок при заряде в среде электролита.

Они как бы «встряхивают» жидкость, не дают кристаллам серного свинца задерживаться на пластине. Промышленность выпускает различные приборы, осуществляющие функцию десульфатации при заряде.

Можно купить зарядное устройство подобного типа, но мы рассматриваем две схемы прибора, которые легко собрать своими руками.

Самое простое зарядное устройство

Электрическая схема

Для сборки прибора потребуются:

• любой трансформатор, способный выдавать напряжение и ток, необходимые для зарядки автомобильного аккумулятора, например, 25 вольт, 150 ватт;
• диод или диодная сборка для преобразования зарядного тока, например, на 5 или лучше 10 ампер;
• амперметр контроля процесса заряда. Допустимо использовать , чтобы выставить первоначальный ток, а затем отсоединить прибор из схемы.

Имеет смысл на входе трансформатора поставить защиту от коротких замыканий внутри пластин и перегрузок: предохранитель на 1 ампер.

В целях безопасности следует периодически осуществлять визуальный контроль за работой этой схемы при заряде аккумулятора.

Форма сигнала

Если обычное автомобильное зарядное устройство выдает постоянный ток, то рассматриваемая схема за счет трансформатора обеспечивает его пульсации, уменьшающие процесс сульфатации пластин.

Это вполне рабочий способ, но намного эффективнее работает второй метод.

Схема с асинхронной гармоникой тока

Принцип формирования сигнала

Убирать кристаллы серного свинца с пластин позволяет меняющийся по величине и направлению электрический ток. Форма его гармоники имеет несимметричный, но повторяющийся характер.

Зарядный ток каждой полуволны должен обеспечивать нормальное протекание набора емкости аккумулятором, а разрядный - стряхивать образующиеся примеси PbSO4 с пластин и, одновременно, не препятствовать заряду. Их оптимальное соотношение по амплитуде составляет 10:1.

Схема зарядного устройства с асимметричным током

Самодельное зарядное устройство не требует при изготовлении дефицитных, дорогих деталей. Для его сборки потребуются:

• трансформатор Т1;
• реле напряжения К1;
• амперметр pA1;
• транзистор VT1;
• диоды VD1 и VD2;
• стабилитрон VD3;
• резисторы;
• предохранители;
• выключатель SA1.

Конструкция трансформатора напряжения

Можно использовать любую заводскую модель или собрать его своими руками . Главное условие - трансформатор должен преобразовывать напряжение сети 220 в 25 вольт, иметь мощность от 250 ватт.

Эти нагрузки выбираются для возможности проведения ускоренного заряда токами в 10 ампер. Если отсутствует необходимость использования такого режима, то допустимо создавать зарядное устройство на 5А и обойтись трансформатором напряжения на 130 ватт.

Защитные устройства схемы

Предохранитель стороны 220

Выполняет задачи защиты от коротких замыканий в схеме и токов перегрузок трансформатора. Достаточно использовать плавкую вставку на 1 ампер или чуть больше.

Предохранитель выходной цепи

Защищает зарядное устройство от возникновения аварий внутренних цепей между пластин аккумулятора. Плавкая вставка подбирается с учетом выбранного рабочего режима на 5 или 10 ампер.

Реле К1

Задача: при поданном напряжении на схему обмотки электромагнит, срабатывая контакты, удерживает их в притянутом положении. Через их цепь протекает зарядный ток.

Если напряжение питания 220 пропадает, то электромагнит реле обесточивается, автоматически разрывает цепочку подключения аккумулятора. Предотвращается его саморазряд через резистор R4.

Допустимо выбрать любую модель реле под напряжение срабатывания вторичной цепи трансформатора. Можно использовать и меньший номинал, но для этого придется настроить его срабатывание за счет включения в схему питания обмотки дополнительного резистора, ограничивающего входной сигнал до безопасной величины.

Контакты реле должны коммутировать ток заряда до 10 ампер. Для этого разрешается из них собрать параллельно срабатывающую цепочку, как показано на схеме (К1-1 и К1-2).

Хорошо подходит реле напряжения серии РПУ-0.

Узел выпрямления тока

На схеме в качестве примера показаны диоды КД231А. Их можно заменить любыми подходящими по току. Например, Д242.

Измерительный прибор

Амперметр постоянного тока включается в схему с учетом полярности и возможности контроля величины заряда. Удобно использовать головку М42100.

При необходимости можно установить шунты с переключателем, предварительно откалибровав их на самодельной схеме.

Выставление режима заряда аккумулятора выполняют резистором R2. Необходимо учитывать, что:

• ток, протекающий через амперметр, разветвляется на АКБ и цепочку разряда к R4;
• прибор показывает среднее значение тока по времени, например, за период;
• заряд в это время происходит током одного полупериода.

Поэтому импульсам зарядного тока в 5 ампер будет соответствовать показание амперметра порядка 1,8 А. Желательно при первичной наладке настраивать прибор замерами на всех ответвлениях.

Цепи формирования тока заряда/разряда

Нижнюю полуволну синусоиды на аккумулятор пропускает транзисторный ключ VT1. В экспериментальной схеме надежно отработал прибор КТ827А.

Выходной транзистор при заряде греется. Ему необходимо охлаждение. Тепло хорошо рассеивает металлический радиатор с площадью поверхности от 200 см кв. Под него можно использовать металлический корпус прибора.

Настройку напряжения на базе транзистора осуществляет подстроечный резистор R2 с номиналом 3,3÷15 кОм.

Стабилитрон VD3 можно использовать любой модификации. Он должен стабилизировать напряжение на входе транзистора в пределах 7,5÷12 вольт.

Номиналы и мощности остальных резисторов обозначены на схеме прибора. Их следует выдерживать.

Такое зарядное устройство с трансформатором собирается навесным монтажом в отдельном корпусе. Оно хорошо себя зарекомендовало в работе.

Другой метод исправления пластин аккумулятора объясняет владелец видеоролика Avto-Blogger.ru «Десульфатация, восстановление емкости своими руками».

Если у вас остались вопросы по этой теме, то можете задать их в комментариях.

ВАЛЕРИЙ ТЮМЕНЬ

• 
  OPEL MONTEREY 6VD1 3,2 л. 5 дв. 92, механика, черный+ГБО 4 поколения, nissan note 1.6 автомат,

Осталось выяснить - что есть "ассиметричный ток" в данном случае... Периодическое отключение... отключение с добавлениеи нагрузки типа "лампОчка" ... наличие переменной составляющей... мож еще есть какие-нить варианты и комбинации??? Хачу знать! и усё тут...

в данном случае.выпрямление тока з/у собрано на одном диоде(два в паралели.)на выходе из з/у добавлено сопротивление 30 ом.и мы имеем следующюю картинуща попробую и саму схему выложить...

У мну был зарядник с режимом десульфатации. Суть - зарядка автоматическая, мах 5А, далее по желанию включаем этот режим. 45 сек зарядка, 15 сек разрядка через подключенную параллельно лампочку на 10 Вт. Плотность он поднимал за пару суток до номинала. Но далее самое главное, все акки мрут как правило из-за высыпания активной массы на дно банки, как только эта масса достигает пластин - п-ец. Номинальная плотность электролита уже не спасает из-за дикого саморазряда.

современные аккумуляторы мало подвержены высыпанию пластин...технология изготовления такая...плотно пластины между собой и мешочки там всякие....высыпавшимися аккумами пренебрегаем..вот и схема...

110%, заряд-разряд-это тренировка и десульфатация, котировалась в глубоком совке, когда сало было не генномодифицированное в данный момент аккум можно попробовать догнать до максимума небольшим током 2-3А на пару суток, если после этого дохнет,то пациент скорее мёртв чем жив и не издевайтесь, похороните с миром

вот все и пытаются из нас сделать потребителей...разрядился..купил новый...сломался...к дилеру...меняем агрегат в сборе....и т.д.скоро детей сами делать не будем...

Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

На текущий момент на рынке аккумуляторов наиболее распространены следующие типы:

- SLA (Sealed Lead Acid) Герметичные свинцово-кислотные или VRLA (Valve Regulated Lead Acid) клапанно-регулируемые свинцово кислотные. Изготовлены по стандартной технологии. Благодаря конструкции и применяемых материалов, не требуют проверки уровня электролита и доливки воды. Имеют невысокую устойчивость к циклированию, ограниченные возможности работы при низком разряде, стандартный пусковой ток и быстрый разряд.

- EFB (Enhanced Flooded Battery) Технология разработана фирмой Bosch. Это промежуточная технология между стандартной и технологий AGM. От стандартной такие аккумуляторы отличаются более высокой устойчивостью к циклированию, улучшен прием заряда. Имеют более высокий пусковой ток. Как и у SLA\VRLA, есть ограничения работы при низкой заряженности.

- AGM (Absorbed Glass Mat) На текущий момент лучшая технология (по соотношению цена\характеристики). Устойчивость к циклированию выше в 3-4 раза, быстрый заряд. Благодаря низкому внутреннему сопротивлению обладает высоким пусковым током при низкой степени заряженности. Расход воды приближен к нулю, устойчива к расслоению электролита благодаря абсорбции в AGM-сепараторе.

- GEL (Gel Electrolite) Технология, при которой электролит находиться в виде геля. По сравнению с AGM обладают лучшей устойчивостью к циклированию, большая устойчивость к расслоению электролита. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, и высокие требования к режиму заряда.

Существуют еще несколько технологий изготовления аккумуляторов, как связанных с изменением формы пластин, так и специфическими условиями эксплуатации. Не смотря на различие технологий, физико-химические процессы протекающие при заряде - разряде аккумулятора одинаковые. По-этому алгоритмы заряда различных типов аккумуляторов практически идентичны. Различия,в основном, связаны со значением максимального тока заряда и напряжения окончания заряда.

Например, при заряде 12-ти вольтового аккумулятора по технологии:

Определение степени заряженности аккумулятора

Есть два основных способа определения степени заряженности аккумулятора, измерение плотности электролита и измерение напряжения разомкнутой цепи (НРЦ).

НРЦ - это напряжение на аккумуляторе без подключенной нагрузки. Для герметичных (не обслуживаемых) аккумуляторов степень заряженности можно определить только измерив НРЦ. Измерять НРЦ необходимо не раньше, чем через 8 часов после остановки двигателя (отключения от зарядного устройства), с помощью вольтметра класса точности не ниже 1.0. При температуре аккумулятора 20-25оС (по рекомендации фирмы Bosch). Значения НРЦ приведены в таблице.

(у некоторых производителей значения могут отличаться от приведенных) Если степень заряженности аккумулятора меньше 80%, то рекомендуеться провести заряд.

Алгоритмы заряда аккумуляторов

Существуют несколько наиболее распространенных алгоритмов заряда аккумулятора. На текущий момент большинство производителей аккумуляторов рекомендуют алгоритм заряда CC\CV (Constant Current \ Constant Voltage – постоянный ток \ постоянное напряжение).

Такой алгоритм обеспечивает достаточно быстрый и «бережный» режим заряда аккумулятора. Для исключения долговременного пребывания аккумулятора в конце процесса заряда, большинство зарядных устройств переходит в режим поддержания (компенсации тока саморазряда) напряжения на аккумуляторе. Такой алгоритм называется трехступенчатым. График такого алгоритма заряда представлен на рисунке.

Указанные значения напряжения (14.5В и 13.2В) справедливы при заряде аккумуляторов типа SLA\VRLA,AGM. При заряде аккумуляторов типа GEL значения напряжений должны быть установлены соответственно 14.1В и 13.2В.

Дополнительные алгоритмы при заряде аккумуляторов

Предзаряд У сильно разряженного аккумулятора (НРЦ меньше 10В) увеличивается внутреннее сопротивление, что приводит к ухудшению его способности принимать заряд. Алгоритм предзаряда предназначен для «раскачки» таких аккумуляторов.

Асимметричный заряд Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора можно проводить заряд асимметричным током. При таком алгоритме заряд чередуется с разрядом, что приводит к частичному растворению сульфатов и восстановлению емкости аккумулятора.

Выравнивающий заряд В процессе эксплуатации аккумуляторов происходит изменение внутреннего сопротивления отдельных «банок», что в процессе заряда приводит неравномерности заряда. Для уменьшения разброса внутреннего сопротивления рекомендуется проводить выравнивающий заряд. При этом аккумулятор заряжают током 0.05...0.1C при напряжении 15.6...16.4В. Заряд проводиться в течении 2...6 часов при постоянном контроле температуры аккумулятора. Нельзя проводить выравнивающий заряд герметичных аккумуляторов, особенно по технологии GEL. Некоторые производители допускают такой заряд для VRLA\AGM аккумуляторов.

Определение емкости аккумулятора

В процессе эксплуатации аккумулятора его емкость уменьшается. Если емкость составляет 80% от номинальной, то такой аккумулятор рекомендуется заменить. Для определения емкости аккумулятор полностью заряжают. Дают отстояться в течении 1....5 часов и затем разряжают током 1\20С до напряжения 10.8В (для 12-ти вольтового аккумулятора). Количество отданных аккумулятором ампер-часов является его фактической емкостью. Некоторые производители используют для определения емкости другие значения тока разряда, и напряжения до которого разряжается аккумулятор.

Контрольно-тренировочный цикл

Для уменьшения сульфатации пластин аккумулятора одна из методик это проведение контрольно тренировочных циклов (КТЦ). КТЦ состоят из нескольких последовательных циклов заряда с последующим разрядом током 0.01...0.05С. При проведении таких циклов, сульфат растворяется, емкость аккумулятора может быть частично восстановлена.

Благодаря этому способу удается снизить величину зарядного напряжения за счет периодической анодной и катодной поляризации электродов. Способ состоит в том, что циклически изменяют величину и направление тока через электроды аккумулятора.

I 3 = Q Н /10, А иI p = Qн/50, А, (6.48)

Достоинством способа заряда аккумуляторов асимметричным током является отсутствие необходимости в проведении КТЦ, поскольку не возникает необратимая сульфитация электродов.

Отсутствие обильного газовыделения при заряде способствует увеличению срока службы аккумуляторов.

В то же время сложная схема управления источником питания относится к недостаткам способа,

Заряд малыми токами проводится с целью компенсации энергии, потерянной в результате саморазряда аккумуляторной батареи, находящейся в не­рабочем состоянии.

Заряд малыми токами (0,025 - 0,1 А) проводится при нахождении аккумуляторных батарей в местах хранения или непосредственно на технике, а также работающих в качестве резервного источника питания.

Заряд может осуществляться в двух режимах:

При постоянном токе;

При постоянном напряжении.

Заряд малыми токами постоянной величины.

Для заряда применяются выпрямительное устройство без стабилизатора напряжения и распределительный щит, обеспечивающий подключение нескольких различных групп батарей.

Число батарей в каждой группе зависит О т требуемого подзаряда, который, в свою очередь, определяется емкостью и техническим состоянием АКБ.

Ток подзаряда поддерживается равным 0,025 - 0,1 А, в зависимости от технического состояния аккумуляторов. Так, один преобразователь ВСА-5А может обеспечить подзаряд 200 - 300 стартерных аккумуляторных батарей.

Заряд малыми токами при постоянном напряжении.

Для заряда применяется выпрямитель со стабилизатором напряжения, к которому подключают аккумуляторные батареи. Для того чтобы компенсировать саморазряд и не допустить частичной потери емкости аккумуляторной батареи, необходимо под­держивать напряжение в пределах 2,18 - 2,25 В на каждый аккумулятор. Окончательная величина напряжения обусловлена использованием конкретной батареи.

Для определения конкретной величины напряжения подзаряда производится наблюдение за плотностью электролига в аккумуляторе. Если в процессе подзаряда плотность электролита снижается, то это свидетельствует о превышении тока саморазряда над токами подзаэяда. При этом необходимо увеличить напряжение подзаряда. В противном случае аккумуляторы могут необратимо потерять электрическую емкость.

Похожие статьи