Аккумуляторы

Аккумуляторы для авто, как выбрать и обслуживать, наш рейтинг

Технология графеновых и алюминиевых аккумуляторов для электромобилей

Уже недалеко то время, когда на смену традиционным ионно-литиевым аккумуляторным батареям придут новые – графеновые. Разработки нового источника питания ведутся американскими учеными Стэнфордского университета, одновременно подобные исследования ведутся в Оксфорде (Великобритания) и Токийском университете «Тодай».

Аналитики Wall Street Journal, специализирующиеся на новейших достижениях в области высоких технологий, небезосновательно утверждают, что прорыв в энергетической области произойдет в ближайшие несколько лет, и электромобили получат новый источник энергии. Прагматичные журналисты уже подсчитали, что объема заряда одной АКБ хватит на то, чтобы электрокар проехал не менее 1000 км.

Современные батареи на электромобиле Тесла

На 2019 год, по данным американского агентства ЕРА по охране окружающей среды, аккумуляторы Тесла считаются самыми безопасными при эксплуатации. На одном заряде в среднем автомобиль может преодолеть 400 км, а для полной зарядки батареи объемом 85 квт/ч Model S необходимо всего 40 минут. В основе аккумулятора лежит блок ионно-литиевых батарей, правда литием как основным металлом для анода в комплектации аккумулятора и не пахнет…

Стоимость АКБ на Тесла — это 60 % от цены всего электромобиля, минимально оригинальную батарею можно купить за 45 000 долларов, сборкой отдельных элементов занимается компания Panasonic. Схема соединения отдельных элементов и точное количество химических элементов, равно как и состав электролита, держится в секрете. Что же стопроцентно известно об АКБ Тесла? Рассмотрим подробнее.

Устанавливается батарея в днище электромобиля, крепится к кузову специальными кронштейнами. Благодаря форме и месту установки электрокар имеет низкий центр тяжести — это позволяет легче управлять автомобилем и плавно входить в повороты на любой скорости. Сам аккумулятор состоит из 16 блоков, каждый из которых находится в отдельной защищенной ячейке. Ребра корпуса защищают стальные пластины и пластиковые накладки.

В каждом из 16 блоков в определенном порядке расположены 74 литий-ионных ячеек — по внешнему виду они напоминают пальчиковую батарейку. Каждая батарейка, в свою очередь, имеет внутри шесть блоков, где и происходит химический процесс, вырабатывающий энергию. Инженеры Тесла сообщают, что в качестве катода применяется графитовая пластина, для отрицательного электрода используется кобальт, никель и оксид алюминия, металлического лития в батарее нет.

Одним из главных элементов в батарее Тесла остается уникальная микросхема работы аккумулятора и система охлаждения.

Микросхема для аккумулятора Tesla, равно как и система охлаждения, доступна для обозрения только в виде некачественных фотографий. При разборке батареи происходит процесс оплавления многих контактов при соприкосновении с воздухом, поэтому четко определить схему подключения невозможно. С другой стороны, эта мера безопасности вполне оправдана — на рынке нет подделок, и сделать реплику аккумулятора Tesla даже умельцам из Китая пока не удалось.

Ближайшее будущее – алюминиевая батарея

В 2019 году ученые Стэнфорда продемонстрировали прототип нового источника питания — мягкую алюминиевую батарею. Стоит отметить, что аккумулятор имел минимальные размеры, не более чем батарея в мобильном телефоне — его толщина не превышала 3 мм, и при этом батарея могла гнуться, как мягкий картон. Для электродов были использованы алюминий и графитовая пена, в качестве электролита — солевой раствор.

После многолетних опытов ученые ответственно заявили, что разработали новый алюминиевый аккумулятор, который в скором времени заменит и щелочные батареи, и ионно-литиевые, которые взрываются при критических температурах и серьезных повреждениях. Алюминиевые источники энергии продолжают работать, даже если нарушена оболочка. Это было продемонстрировано прямо в лаборатории — мягкую батарею просверлили, и она продолжала работать еще некоторое время.

Главным преимуществом новой разработки считается полная безопасность при использовании — отработанный источник питания не наносит вреда окружающей среде при утилизации, заряжается в 7 раз быстрее ионно-литиевой. На сегодняшней день, главный недостаток аккумулятора нового типа — отдача невысокого напряжения, на 50% меньше, чем используется в электрокарах Тесла.

Еще один немаловажный плюс — долговечность алюминиевой батареи. Ресурс достигает 7500 циклов зарядки-разрядки без потери мощности. Литий-ионный аккумулятор рассчитан не более чем на 1000 циклов.

Главным новшеством при разработке батареи ученые считают выбор элемента для положительного электрода. Для катода используется графит, атомы которого создают пористую структуру. Анодом выступает алюминий, а в качестве электролита применяется ионный электролит, состоящий из растворов солей. Для оболочки использовали гибкий полимерный конверт, который можно согнуть. Это еще одно преимущество нового источника энергии — в том, что автопроизводитель может установить АКБ практически в любое место кузова, согнув батарею под любым углом.

Промышленное производство алюминиево-графитовых аккумуляторов для электромобилей планируют наладить к 2015 году, пока ученые берут тайм-аут на продолжение исследований.
Читать далее

Что будет, если поставить в машину аккумулятор другой емкости

Многие автолюбители задумывались над тем, можно ли использовать в автомобиле аккумулятор емкостью, которая отличается от рекомендуемой производителем. Но что будет, если все таки поставить такую батарею? Существует мнение, что если поставить АКБ меньшей ёмкости, то он может перегреваться и закипеть во время работы. А если использовать большей, то батарея будет все время не до конца заряжена. И это приведет к быстрой поломке. (далее…)

Читать далее

Зарядка автомобильного аккумулятора: 5 ошибок

Неправильное обращение с аккумуляторной батареей может привести не только к потере её ёмкости и сроку службы, но и к такому процессу, как сульфатация. Последняя грозит тем, что АКБ может вообще выйти из строя. Часто люди пренебрегают правилами техники безопасности и допускают основные 5 ошибок при зарядке автомобильного аккумулятора.

Аккумулятор

Особенности АКБ и его зарядки

Как правило, внутри батареи есть шесть так называемых банок напряжением по два вольта каждая. Внутри них расположены свинцовые пластины, которые залиты электролитом. Сами же банки полностью изолированы друг от друга и никак между собой не сообщаются.

Все аккумуляторы измеряются в двух показателях. К ним относятся:

Особенности АКБ

  • ёмкость (55, 65, 70, 90, 100 Ам/ч);
  • напряжение.

Показатели ёмкости обозначают, что с определённой силой тока батареи могут работать ровно один час. Основным напряжением принято считать 12 вольт, однако это не совсем правильно. На заряженном и работающем аккумуляторе это значение чуть больше — 12,7.

Методы диагностики

Аккумулятор, находящийся в рабочем состоянии и заряженный полностью, в состоянии покоя должен показывать напряжение в 12,7 вольт. Когда в течение суток напряжение падает до 12 и ниже, это говорит о том, что его необходимо зарядить, долить электролит или воду. Если при диагностике заряд показывает 11,6−11,7 вольт, то это считается глубоким разрядом. Такое состояние уже представляет опасность. При нём может произойти сульфатация пластин, и ёмкость начнёт очень быстро падать.

Диагностика

Количество времени и ампераж

Существует два основных типа заряда: постоянным током и постоянным напряжением. В первом случае безопасным током считается значение в 10% от ёмкости батареи. Иными словами, если у неё 55 Ам/ч, то заряжать необходимо током в 5,5 Ам.

Зарядка АКБ

Зачастую аккумулятор разряжается не полностью, где-то до 12 вольт. Соответственно, его нужно заряжать не 10 часов, а 7. Время заряда рассчитывается довольно просто. При подключении к устройству на его вольтаже должно отобразиться напряжение. Если он выдаёт 11,7 вольт, то разница составляет 1 В (0,1 В/ч). Достаточно посчитать, сколько десятых не хватает до полного заряда, и это будет равняться количеству часов. При малом токе (1−2 А) оптимальное время заряда составляет 7−8 часов.

В других зарядниках нет датчиков ампеража и вольтажа. Они представляют собой небольшой блок, на котором расположены индикаторы степени заряда. У него также имеются «крокодилы» (клеммы) для крепления на полюса аккумулятора и вилка для подключения розетки. Разница с первым зарядником в том, что он выдаёт постоянное напряжение, которое составляет 14,4 вольт. Кроме того, он выдаёт 30% от ёмкости батареи, т. е. примерно 25−30 Ам/ч. Конечно, это не убьёт аккумулятор, но он будет намного быстрее разряжаться.

Плюс его в том, что он может зарядить АКБ полностью всего за несколько часов. В зависимости от того, насколько разряжена батарея, он будет выдавать то или иное количество ампер:

Время заряда

  • 1 час — 25−30 Ам;
  • 2 час — 10 Ам;
  • 3,5 Ам;
  • 2,3 Ам;
  • 0,2 Ам.

До полной зарядки такому устройству потребуется всего около 6 часов. Однако не рекомендуется всё-таки заряжать таким блоком, так как в первый час он даёт слишком большой ампераж.

Основные правила

Можно выделить несколько частых ошибок, которые допускаются автолюбителями. К ним относятся:

Основные правила

  1. Глубокий разряд.
  2. Игнорирование снятия пробок.
  3. Перезарядка.
  4. Использование зарядного устройства с высоким напряжением.
  5. Эксплуатация АКБ при низких температурах.

Сульфатация пластин

Нормальной плотностью жидкости в АКБ считается 1,28 г/см3. Плотность можно измерить с помощью специального прибора под названием ареометр. Если плотность будет ниже этого значения, то при сильных морозах аккумулятор раздует. Чем ниже плотность, тем более восприимчив электролит к замерзанию. После оттаивания свинцовые пластины, скорее всего, будут разрушены.

Сульфанация пластин

В зимний период аккумуляторы на многих машинах недозаряжены, особенно у тех автовладельцев, которые передвигаются на небольшие расстояния. Риск будет не только в том, что АКБ может замёрзнуть, но и в ускоренном старении. Таким образом, недозаряженность значительно сокращает жизнь батареи.

Необходимость выкручивания пробок

Дело в том, что аккумуляторы начинают «кипеть» ближе к концу зарядки. Если заряжать прямо в автомобиле, то во многих случаях до этого дело не доходит. Там используется своеобразная подзарядка. Когда заряд происходит от стационарного устройства, применяется режим долгой зарядки, и ближе к концу начинается активное газовыделение, которое может идти продолжительное время. Вполне возможно, что штатный газоотвод в это время не справится с такой нагрузкой.

Необходимость выкручивания пробок

Обычно у новых, только что купленных АКБ пробки не откручиваются. Отчасти это делается для сохранения его товарного вида. У старых же типов эта необходимость есть, т. к. со временем могли забиться отверстия газоотвода.

Перед зарядкой поверхность аккумулятора (верх крышки и около пробок) обязательно протирается тряпкой, чтобы грязь не попала внутрь при открытии крышек. Многие откручивают пробки при помощи узкой отвёртки, но этого делать нельзя, т. к. можно сорвать грани. Лучше подобрать достаточно широкий и плоский инструмент. Подойдёт стамеска, монета номиналом 2−5 рублей или шайба аналогичного диаметра. Главное, чтобы инструмент полностью поместился в паз.

Зарядка на автомобиле

На бюджетных АКБ пробки откручиваются довольно легко. На японских и на устройствах премиум-класса, где используются резиновые уплотнители, это сделать довольно сложно. После выкручивания пробки рекомендуется оставлять в горловинах. Во-первых, это нужно для того, чтобы внутрь не попала грязь, особенно если зарядка происходит в гараже. Это пагубно скажется на состоянии аккумулятора, и он будет быстрее разряжаться ввиду присутствия различных примесей. Во-вторых, после начала активного газовыделения из горловин начнёт исходить едкий запах и начнется разбрызгивание электролита. Кроме того, увеличится количество испаряемой влаги.

Если же крышка прикрыта, испаряемая влага будет конденсироваться на ее внутренней части, а после стечёт внутрь. Закручивать пробки нужно с умеренной силой, ни в коем случае не перетягивая их.

При избыточном давлении в какой-либо из банок возможно незначительное поднятие пробки.

Кальциевый аккумулятор

Это обычный свинцово-кислотный АКБ с жидкостным электролитом, только изготовленный по кальциевой технологии. Считается, что заряжать его нужно исключительно на 16 вольтах, а также ходит мнение о его неустойчивости к глубоким разрядам. По поводу последнего можно сказать, что это не совсем так. Зарядить в ноль разряженный АКБ (5−6 вольт) вполне возможно, только это займёт намного больше времени. Такие батареи обычно стоят неделями на зарядке, но тем не менее их можно привести в рабочее состояние.

Кальциевый АКБ

Схемы заряда

Существуют три основные схемы для кальциевых АКБ. К ним относятся:

  • постоянное напряжение 14,8 вольт;
  • комбинация постоянного напряжения 14,8 В и один час 15,4 В;
  • зарядка до 15 В.

Первый вариант самый безопасный, и по этому типу работает генератор электрического тока в автомобиле. Заряжать желательно на импульсном автомате. Во второй схеме можно использовать з/у Т-1050. На нём есть специальный переключатель вольтажа. В некоторых источниках может указываться максимальное значение полной зарядки до 16 вольт, однако это считается перезарядом и может пагубно отразиться на самой батарее. При перезаряде осыпается активная масса, уменьшается ёмкость, стартерные характеристики, а также сокращается срок службы АКБ.

Плотность электролита

Во время разряда кислота в виде белого налёта оседает преимущественно на минусовой пластине. Соответственно, плотность электролита уменьшается до 1,1−1,2 г/см3. Определить процентное соотношение заряда батареи можно только по плотности. Чтобы понимать такое соотношение, нужно знать, что 0,01 г/см3 оценивается примерно в 6% ёмкости.

Если после глубокого разряда и сульфатации напряжение показывает 12,7 вольт, а плотность 1,2 г/см3, то это означает, что ёмкость у батареи в районе 42%. Следовательно, значения напряжения не всегда показывают точность полной зарядки.

Виды устройств

Зарядные устройства делятся на три типа:

Виды зарядного устройства

  • полностью автоматические (сами выбирают ток заряда);
  • аппараты с ручным режимом, которые позволяют пользователю выбирать силу тока;
  • устройства с функцией восстановления (возвращают батарее максимальные параметры).

На некоторых моделях аккумулятор можно заряжать прямо на автомобиле, предварительно выключив зажигание. Кроме того, зарядное устройство должно быть максимально далеко от батареи. В противном случае может произойти возгорание и даже взрыв. Если происходит заряд необслуживаемого аккумулятора (без пробок для залития электролита), необходимо следить за вентиляционными отверстиями, которые расположены по бокам, — они должны быть не забитыми. Если они засорились, их надо прочистить.

Ручной аппарат

Обычно автоматические и полуавтоматические зарядные устройства выключаются при 14,8 вольт. Однако такая батарея будет считаться незаряженной, и поэтому необходимо воспользоваться регулировкой тока, чтобы аппарат заряжал до 15,2 вольт. Помимо этого, определить полный заряд можно по кипению воды в аккумуляторе. Полноценно его использовать можно только после того, как прекратилось кипение и вышли все воздушные пузырьки.

Преимущества современных приборов

Современные устройства имеют много плюсов по сравнению с трансформаторными типами. Они просты в эксплуатации и имеют несколько режимов:

Мотоциклетный режим

  • зарядка на холоде;
  • мотоциклетный режим;
  • режим ожидания.

Более того, на них присутствует так называемая «защита от дурака», которая срабатывает при неправильном подсоединении клемм (несоблюдение полюсов). Если это произойдёт, то устройство будет сигнализировать о неправильном подключении.

Зарядка на холоде

Трансформаторным зарядным устройством батарею можно перезарядить, в результате чего плотность электролита может подняться до 1,3 г/см3 и выше. На новых аккумуляторах перезарядка исключена, и по достижении необходимого уровня заряда на них включается режим ожидания. Это очень удобно, особенно для тех, у кого автомобиль по каким-либо причинам длительно простаивает.

В заявлении производителя обычно рекомендуется заряжать АКБ до 14,9 вольта и до 100%. Однако удерживать такое значение в условиях автомобиля сложно, поэтому нормой считается заряд 70−75% и выше. Чтобы батарея служила не 3−5 лет, а больше, необходимо помнить о периодической её подзарядке.

Вольтаж и выбор

АКБ бывают различных типов — 6, 12 и 24-вольтовые. Первые, как правило, устанавливаются на мопеды и мотоциклы, вторые на легковые машины и катера, а третьи на фуры и грузовики. Это тоже нужно знать, т. к. не все зарядные устройства способны заряжать разновольтовые аккумуляторы.

Вольтаж

Необходимо обращать внимание и на то, какой преобразователь напряжения имеет устройство. Входное напряжение в прибор составляет 220 вольт, на выходе у него 6, 12 либо 24. На некоторых стоит трансформаторный преобразователь, а на других — электронный. Определить, какой именно установлен на том или ином приборе, довольно легко: лёгкие обычно имеют электронный тип. Если устройство тяжёлое, значит, там трансформатор. Их устанавливают на пускозарядные механизмы, которые выдают большой ток.

Сила тока

Кроме того, з/у подразделяются на автоматические и ручные. Первые постоянно поддерживают определённое напряжение и при необходимости автоматически снижают ток. В самый бюджетный сегмент входят такие марки, как Катунь, Ореон, Т-1021 и т. д. В ручных типах производится настройка силы тока, после чего прибор поддерживает его на протяжении всей зарядки. Популярными марками являются Кедр и Полюс.

Устройство для заряда необходимо выбирать с максимальным напряжением на выходе. Оно должно быть не менее 16 вольт. Обычно выходное напряжение указывается в инструкции производителя.

Важные моменты

При заряде батарея выделяет взрывоопасный водород. Случайная искра при плохой вентиляции под капотом может привести к взрыву. К примеру, человек поставил на ночь заряжаться аккумулятор, не снимая его с машины. Затем наутро, отсоединив устройство, решил тут же подсоединить клеммы. При их подключении может проскочить искра.

Подключение к автомобилю

В критических ситуациях аккумулятор можно подзарядить даже с помощью обычной зарядки от ноутбука. Накопленного заряда хватит, чтобы завести машину. Однако необходимо помнить, что недозаряженная батарея прослужит гораздо меньше, т. к. происходит сульфатация пластин.

Это может дойти вплоть до того, что пластины внутри аккумулятора могут рассыпаться. Соответственно, он выйдет из строя.

Читать далее

Есть ли смысл в установке аккумулятора повышенной емкости

Большинство автовладельцев считают, что батарея в автомобиле должна иметь объём, рекомендованный производителем. Однако иногда водители используют аккумулятор повышенной ёмкости. Есть ли в этом смысл, становится понятно в процесе эксплуатации. Есть мнение, что при установке большого устройства получится большой запас заряда.

Аккумулятор повышенной ёмкости есть ли в нём смысл

Мифы и реальность

Существует мнение, что если ёмкость батареи намного выше указанной изготовителем, она постоянно будет недозаряженной. Если сделать наоборот, воспользоваться аккумулятором меньшей ёмкости, он начнёт кипеть. Иначе говоря, намного сократится срок его эксплуатации.

Рассуждения на эту тему можно встретить на многих автомобильных форумах. Неопытные владельцы машин, прочитав подобные «опусы» просто бояться заменить старый аккумулятор на другой, более ёмкий. Никто не знает, откуда появилось подобное суеверие.

Люди, поддерживающие этот миф, не имеют даже малейшего представления о том, как работает электрическая система автомобиля, на каких законах физики она основана.

Принцип работы электроприборов машины

На любом автомобиле генератор выполняет одинаковую работу. Ему совершенно всё равно, какими параметрами обладает батарея. Сюда относится:

  • ёмкость;
  • количество ампер-часов;
  • масса;
  • завод изготовитель.

Можно ли использовать аккумулятор повышенной ёмкости

В современных автомобилях на работу генератора влияет только величина потребляемой энергии. Если двигатель работает на холостом ходу, потребление будет очень низким. Выработка электроэнергии будет минимальной. Обычно для создания комфорта и безопасной езды водитель дополнительно включает массу приборов:

  • отопитель;
  • ближний свет;
  • климат контроль;
  • аудиосистему.

Другими словами, потребление электричества становится намного выше. Батарея начинает разряжаться, ей требуется подзарядка. Генератор начинает вырабатывать больше электроэнергии.

Как генератор помогает батарее

Автомобильный аккумулятор повышенной ёмкости

Он всегда вырабатывает столько энергии, сколько необходимо бортовой системе для нормального функционирования. Этот прибор не работает про запас, он не способен получить лишнее электричество. Поэтому стоит задуматься, так ли уж опасно устанавливать аккумулятор другой ёмкости. С течением времени первоначальная ёмкость батареи уменьшается. Но это вполне естественный износ. Однако аккумулятор продолжает нормально работать, кипение не наблюдается.

В несколько другом положении находится специальный транспорт, например, полицейские автомобили. Во время работы приходится включать:

  • мигалки;
  • радиостанции;
  • спецоборудование.

Как обслуживать аккумулятор

Один генератор не в состоянии создать такое количество электроэнергии. Приходится устанавливать дополнительную батарею. Другими словами, штатный аккумулятор работает неправильно, у него просто не хватает заряда. Однако он не кипит, так же подаёт ток совместно с дополнительным прибором.

Зарядка батареи с небольшой ёмкостью происходит быстрее. Аккумулятор большой ёмкости заряжается медленнее. Именно в этом заключается главное отличие. Поэтому установка любого аккумулятора не имеет большого значения.

Читать далее

Особенности зарядки автомобильного аккумулятора без ошибок

Машина упорно не хочет работать: стартер от аккумулятора вообще не крутится или коленвалу не хватает вращения, чтобы запустить двигатель. Это может случиться и чаще всего происходит в самый неподходящий момент. При зарядке автомобильного аккумулятора ошибкам не будет места, и он получит необходимый заряд, если учесть советы опытных специалистов и внимательно изучить инструкции.

(далее…)

Читать далее