🔋⌚ Время зарядки АКБ: от чего зависит, на что влияет и можно ли ускорить?

Среднее нормальное время зарядки автомобильного аккумулятора — 15…20 часов. Но это при идеальных условиях. На продолжительность зарядки АКБ влияет более 10 факторов, и каждый из них может как уменьшить средний показатель, так и увеличить. Для обычного пользователя время — это индикатор состояния. Если при прочих равных условиях зарядка ускорилась, это означает, что сократился ресурс аккумулятора. Когда процесс завершается всего через 2…3 часа, то это указывает на непригодность АКБ для дальнейшей эксплуатации на машине. Из этого материала на сайте Авто без СТО вы узнаете: какие факторы влияют на время зарядки; как определить момент окончания зарядки; можно ли ускорять процесс; какие выводы можно сделать по фактическому времени заряда АКБ.

От чего зависит время зарядки аккумулятора автомобиля?

Время зарядки — это информативный показатель состояния АКБ. Однако ориентироваться на него, как на основной, не стоит. Нельзя заряжать аккумулятор строго по таймеру. Если управлять процессом только на основании часов, то будет либо недозаряд аккумулятора, либо бесполезная потеря времени. На что действительно стоит ориентироваться, чтобы оценить степень заряженности АКБ, рассказано ниже.

Потенциально на продолжительность заряда аккумуляторной батареи влияют следующие факторы:

1. Ёмкость.
2. Текущий уровень заряда.
3. Зарядный ток.
4. Напряжение заряда.
5. Эффективность процесса.
6. Температура.
7. Тип АКБ.

Что такое идеальные условия? Если бы аккумулятор заряжался от 0 до 100% одним и тем же током, и принимал энергию, то время можно было бы подсчитать элементарно. Пример. АКБ ёмкостью 70 А*ч заряжалась бы за 10 часов током 7 А или 70 часов током 1 А. В реальной жизни это не работает. И вот почему.

Ёмкость

Ёмкость АКБ — это энергия, которую батарея способна накапливать в процессе заряда и отдавать в нагрузку. Выражается в ампер-часах. Например, аккумулятор ёмкостью 65 А*ч способен питать нагрузку 6,5 А в течение 10 часов. Чем больше ампер-часов, тем дольше батарея может обеспечивать энергией одну и ту же нагрузку. В обратном направлении это тоже работает — чем больше ампер-часов, тем дольше по времени нужно заряжать аккумулятор.

Необходимо понимать, что ёмкость АКБ бывает трёх видов:

1. Номинальная — заявляется производителем, указывается на корпусе, заметно влияет на стоимость. Технически зависит от количества свинца, использованного для изготовления пластин. Влияет и технология, по которой изготовлена батарея.
2. Реальная — энергия, которую фактически способен накапливать и отдавать аккумулятор. По мере эксплуатации постепенно уменьшается из-за сульфатации, деградации и осыпания свинцовых пластин. Когда батарея работает в нормальных условиях, реальная ёмкость близка к номинальной на протяжении 1-2 лет. Через 5 лет потенциал может сократиться на 20-40%. Когда реальная ёмкость стартёрной АКБ сокращается на 60% от номинальной, для дальнейшей эксплуатации на автомобиле она считается непригодной.
3. Резервная — это время, в течение которого заряженный аккумулятор способен обеспечивать нагрузку 25 А. Указывается на корпусе аккумулятора в минутах (не всегда). Резервная ёмкость используется при выходе из строя генератора.

Сейчас нас интересует только реальная ёмкость аккумулятора. От неё непосредственно зависит время зарядки.

Текущий уровень заряженности

Чем сильнее разряжена батарея, тем дольше она заряжается. Зависимость этих двух параметров проявляется не линейно. Заряженный на 100% аккумулятор не будет заряжаться в два раза дольше, чем заряженный на 50%. Причина — зарядный ток.

Ток

Это один из основных факторов, который влияет на время зарядки. Чем выше ток, тем быстрее проходит процесс. Однако бесконечно повышать зарядный ток невозможно, так как это приведёт к нарушению технологии зарядки. Она пройдёт неэффективно. Ресурс АКБ сократится. Заряжать большинство современных аккумуляторов можно токами до 20 А. Когда мы запускаем двигатель от почти разряженной батареи, примерно такой ток она потребляет от генератора (первые несколько минут).

При зарядке от зарядного устройства оптимальный ток зарядки составляет 10% от ёмкости. Для АКБ на 70 А*ч рекомендуемый зарядный ток 7 А. Некоторые зарядные устройства ограничивают ток по программе. Другие регулируются вручную. В нерегулируемых бюджетных приборах ток ограничивается мощностью трансформатора.

Максимальный ток аккумулятор принимает только в самом начале процесса. Через несколько часов внутреннее сопротивление батареи увеличивается. Ток постепенно снижается. Из-за этой особенности мы не можем заранее точно посчитать, сколько будет заряжаться АКБ.

Не все зарядные устройства способны выдавать максимальный рекомендуемый зарядный ток. Дешёвые модели не могут выдавать более 2…3 А. Время зарядки такими устройствами существенно увеличивается. Однако большой ток нужен только на первых этапах зарядки. При уменьшении максимально возможного тока зарядки в два раза время зарядки растягивается не вдвое, а только в полтора раза.

Напряжение

Зарядка АКБ подчиняется закону Ома. Поэтому на время зарядки влияет и напряжение. Чтобы аккумулятор начал заряжаться, на его выводы нужно подать напряжение, немного превышающее его собственное. По мере насыщения АКБ вольтаж приходится повышать, так как увеличивается внутреннее сопротивление элементов. Также для процесса зарядки справедливым является правило: чем выше напряжение, тем заряд будет проходить быстрее (так как будет увеличиваться и ток).

Подробный материал о внутреннем сопротивлении АКБ

Повышать напряжение заряда бесконечно нельзя. Предел зависит от технологии, по которой изготовлен аккумулятор. Например, для полноценной и безопасной зарядки гибридных АКБ нужно напряжение 14,2 В. GEL и AGM аккумуляторы требуют 14,8 В. Кальциевые заряжаются нормально при напряжении 14,4 В (но никогда не заряжаются при таком напряжении до 100%).

Почему нельзя заряжать АКБ бесконечно большим напряжением? В случае с аккумуляторами c жидким электролитом превышение максимально допустимого вольтажа приводит к запуску электролиза. Вода (основа электролита) начинает разлагаться на водород и кислород. Заряд фактически прекращается. Аккумулятор «кипит», греется, и теряет воду из электролита.

Эффективность зарядки

Технологии производства автомобильных аккумуляторов постоянно совершенствуются. Однако до сих пор нет на 100% эффективных моделей. Чтобы накопить в аккумуляторной батарее 70 ампер-часов энергии, ей нужно отдать на 30% больше. Эта тратится на нагрев, саморазряд и утечку тока.

Эффективность АКБ постепенно снижается по мере её эксплуатации. Грязный корпус, сульфатация, осыпание пластин и прочие факторы — снижают эффективность. Однако время зарядки не увеличивается, а наоборот, сокращается. Это происходит потому, что со временем уменьшается реальная ёмкость аккумуляторной батареи.

Температура

Оптимальная температура окружающей среды, при которой автомобильный аккумулятор заряжается наиболее эффективно — это +25°C. При снижении до -5°C АКБ может нормально заряжаться. Но время увеличится. Когда температура существенно ниже 0°C, то АКБ первые 30 минут практически не принимает заряд вообще. Это одна из причин, почему зимой аккумуляторы часто подводят. Они просто не успевают восстанавливаться от генератора.

Высокие температуры окружающей среды не ускоряют время зарядки аккумулятора. Наоборот, батарея начинает перегреваться, из-за чего заметно снижается эффективность. Особенно уязвимые к перегреву AGM аккумуляторы. Они начинают плохо работать и безвозвратно деградировать при температуре выше +40°C. АКБ других типов «не любят» температуру выше +55°C.

Производители автомобилей учитывают это при выборе места для установки АКБ. Есть даже модели, у которых батареи располагаются в салоне или багажном отделении. Массово этот подход не применяется по ряду причин. Во-первых, не все аккумуляторы безопасны. Во-вторых, чем дальше батарея от стартера, тем более толстые нужны провода для их соединения.

Тип АКБ

Тип аккумулятора влияет на:

• Максимальный рекомендуемый ток заряда.
• Эффективность аккумулятора при зарядке.

Аккумуляторы на машинах с системой «старт-стоп» обязательно должны быть рассчитаны на большие токи (быстрая зарядка). К таким относятся AGM АКБ, которые могут систематически заряжаться токами до 30% от ёмкости. Куда лучше в этом плане литий-ионные, литий-полимерные и литий-железо-фосфатные аккумуляторы. Их можно разряжать и заряжать очень большими токами без последствий. Массово они пока что не применяются из-за высокой стоимости.

Как оценить уровень заряженности АКБ?

Итого: по времени уровень заряженности АКБ точно определить невозможно. На что же тогда нужно ориентироваться?

Есть целых три весьма точных показателя:

1. Зарядный ток.
2. Плотность электролита.
3. Напряжение «отдохнувшей» АКБ.

Зарядный ток

Этот показатель подходит для зарядных устройств с цифровыми индикаторами напряжения и тока. Эти показатели можно также измерять независимо. При помощи мультиметра. Ток в цепи везде одинаковый. Потому измеряйте его там, где удобно. Напряжение необходимо измерять непосредственно на выводах аккумуляторной батареи.

АКБ можно считать заряженной на 100%, если измерения показывают следующие значения:

1. Напряжение 14,4 В.
2. Ток 0,1 А.

Ждать, пока зарядный ток снизится более, чем 0,1 А, особого смысла нет. После достижения такого тока аккумулятор либо вообще ничего не накапливает, либо накопит очень мало энергии. Именно поэтому почти все автоматические и «умные» зарядные устройства на этом этапе отключаются.

Плотность электролита

Этот метод только для аккумуляторов с жидким электролитом, к которому есть доступ. AGM, GEL, необслуживаемые АКБ с жидким электролитом — не подходят.

О зарядке необслуживаемых АКБ.

Плотность электролита определяется ареометром или рефрактометром. Важным преимуществом метода является возможность оценки уровня заряженности прямо в процессе зарядки. Концентрация кислоты в электролите увеличивается синхронно с накоплением энергии.

Когда плотность электролита достигает 1,26…1,28 г/см³, аккумулятор можно считать на 100% заряженным. Учтите, что плотность электролита вблизи свинцовых пластин может быть в норме, а в верхних слоях показатели почти всегда ниже. Чтобы плотность сравнялась, необходимо перемешать электролит. Есть несколько способов сделать это. Например, принудительно «кипятить» электролит, заряжая АКБ высоким напряжением.

Более детально «кипение» электролита описано на сайте Авто без СТО в следующих материалах:

• Аккумулятор быстро закипает при зарядке.
• Как заряжать кальциевый аккумулятор.
• Подзарядка кальциевого аккумулятора перед зимой. Мастер-класс.
• Одна ячейка не кипит при зарядке аккумулятора.

Рекомендую ознакомиться.

Напряжение

Это простой, доступный и точный метод оценки. Однако напряжение на выводах АКБ нельзя измерять в любое время. Особенно в процессе зарядки. Чтобы получить достоверные показания, необходимо после завершения зарядки подождать 12 часов, и только тогда измерять напряжение. Если сделать это раньше, вольтаж будет завышенным и никак не связанным с уровнем заряженности аккумуляторной батареи. Измерьте напряжение на следующий день, и сверьте показатели с данными из этой таблицы.

Можно ли сокращать время зарядки аккумулятора?

Да. Но не следует этого делать без крайней необходимости. Чтобы ускорить процесс, вам придётся повышать ток и напряжение. А это отрицательно скажется на ресурсе АКБ. Применяйте быструю зарядку только в исключительных случаях. Например, когда вы торопитесь.

Видео: сколько нужно заряжать аккумулятор автомобиля

Итоги

Акцентировать своё внимание на время зарядки аккумулятора не стоит. Следите лучше за напряжением, током, плотностью электролита (если это возможно). Однако, если вы заметили, что глубоко разряженная батарея зарядилась слишком быстро, это может быть плохим сигналом. Возможно, пора задуматься о выборе и покупке нового автомобильного аккумулятора.