🔋⌚ Час заряджання АКБ: від чого залежить, на що впливає і чи можна прискорити?

Середній нормальний час заряджання автомобільного акумулятора - 15...20 годин. Але це за ідеальних умов. На тривалість заряджання АКБ впливає понад 10 факторів, і кожен з них може як зменшити середній показник, так і збільшити. Для звичайного користувача час – це індикатор стану. Якщо за інших рівних умов заряджання прискорилося, це означає, що скоротився ресурс акумулятора. Коли процес завершується лише через 2...3 години, це вказує на непридатність АКБ для подальшої експлуатації на машині. З цього матеріалу на сайті Авто без СТО ви дізнаєтесь: які фактори впливають на час заряджання; як визначити момент закінчення заряджання; чи можна прискорювати процес; які висновки можна зробити за фактичним часом заряду АКБ.

Від чого залежить час заряджання акумулятора автомобіля?

Час заряджання – це вельми інформативний показник стану АКБ. Проте орієнтуватися нього, як на основний, не варто. Не можна заряджати акумулятор за таймером. Якщо керувати процесом лише на основі годинника, то буде або недозаряд акумулятора, або марна втрата часу. На що дійсно варто орієнтуватися, щоб оцінити рівень зарядженості АКБ, розказано нижче.

Потенційно на тривалість заряду акумуляторної батареї впливають такі фактори:

1. Ємність.
2. Поточний рівень заряду.
3. Зарядний струм.
4. Напруга заряду.
5. Ефективність процесу.
6. Температура.
7. Тип АКБ.

Що таке досконалі умови? Якби акумулятор заряджався від 0 до 100% одним і тим самим струмом, і приймав усю енергію, час можна було б підрахувати елементарно. Приклад. АКБ ємністю 70 А*год заряджалася б за 10 годин струмом 7 А або 70 годин струмом 1 А. У реальному житті це не працює. І ось чому.

Ємність

Ємність АКБ – це енергія, яку батарея здатна накопичувати в процесі заряду та віддавати у навантаження. Виражається в ампер-годинах. Наприклад, акумулятор ємністю 65 А*год здатний живити навантаження 65 А протягом 10 годин. Чим більше ампер-годин, тим довше батарея може забезпечувати енергією те саме навантаження. У зворотному напрямку це теж працює – чим більше ампер-годин, тим довше заряждається акумулятор.

Необхідно розуміти, що ємність АКБ буває трьох видів:

1. Номінальна - заявляється виробником, вказується на корпусі, помітно впливає на вартість. Технічно залежить від кількості свинцю, використаного для виготовлення пластин. Впливає і технологія, за якою виготовлено батарею.
2. Реальна – енергія, яку фактично здатний накопичувати та віддавати акумулятор. У міру експлуатації поступово зменшується через сульфатацію, деградацію та обсипання свинцевих пластин. Коли батарея працює у нормальних умовах, реальна ємність близька до номінальної протягом 1-2 років. Через 5 років потенціал може зменшитися на 20-40%. Коли реальна ємність стартерної АКБ скорочується на 60% від номінальної, для подальшої експлуатації на автомобілі вона вважається непридатною.
3. Резервна — час, протягом якого заряджений акумулятор здатний забезпечувати навантаження 25 А. Вказується на корпусі акумулятора в хвилинах (не завжди). Резервна ємність використовується при виході з експлуатації генератора.

Зараз нас цікавить лише реальна ємність акумулятора. Від неї безпосередньо залежить час заряджання.

Поточний рівень зарядженості

Чим сильніше розряджено батарею, тим довше вона заряджається. Залежність цих двох властивостей проявляється не лінійно. Заряджений на 100% акумулятор не заряджатиметься вдвічі довше, ніж заряджений на 50%. Причина – зарядний струм.

Струм

Це один з основних факторів, що впливає на час заряджання. Чим вищий струм, тим швидше відбувається процес. Однак нескінченно підвищувати зарядний струм неможливо, оскільки це призведе до порушення технології заряджання. Вона пройде неефективно. Ресурс АКБ скоротиться. Заряджати більшість сучасних акумуляторів можна струмами до 20 А. Коли ми запускаємо двигун від майже розрядженої батареї, приблизно такий струм вона споживає від генератора (перші кілька хвилин).

При зарядці від зарядного пристрою оптимальний струм заряджання становить 10% від ємності. Для АКБ на 70 А*год рекомендований зарядний струм 7 А. Деякі зарядні пристрої обмежують струм за програмою. Інші регулюються вручну. У нерегульованих бюджетних приладах струм обмежується потужністю трансформатора.

Максимальний струм акумулятор приймає лише на початку процесу. За кілька годин внутрішній опір батареї збільшується. Струм поступово знижується. Через цю особливість ми не можемо заздалегідь точно порахувати, скільки заряджатиметься АКБ.

Не всі зарядні пристрої здатні видавати максимальний зарядний струм. Дешеві моделі не можуть видавати більше 2…3 А. Час заряджання такими пристроями суттєво збільшується. Однак великий струм потрібен лише на перших етапах заряджання. При зменшенні максимально можливого струму заряджання вдвічі час заряджання розтягується не вдвічі, а лише в півтора рази.

Напруга

Зарядка АКБ підпорядковується закону Ома. Тому на час заряджання впливає і напруга. Щоб акумулятор почав заряджатися, на його виводи потрібно подати напругу, що трохи перевищує його власну. По мірі насичення АКБ вольтаж доводиться підвищувати, оскільки збільшується внутрішній опір елементів. Також для процесу зарядки справедливим є правило: чим вище напруга, тим заряд проходитиме швидше (оскільки буде збільшуватися і струм).

Детальний матеріал про внутрішній опір АКБ

Підвищувати напругу заряду нескінченно не можна. Межа залежить від технології, за якою виготовлений акумулятор. Наприклад, для повноцінної та безпечної зарядки гібридних АКБ потрібна напруга 14,2 В. GEL та AGM акумулятори вимагають 14,8 В. Кальцієві заряджаються нормально при напрузі 14,4 В (але ніколи не заряджаються при такій напрузі до 100%).

Чому не можна заряджати АКБ нескінченно великою напругою? У випадку акумуляторів з рідким електролітом перевищення максимально допустимого вольтажу призводить до запуску електролізу. Вода (основа електроліту) починає розкладатися на водень та кисень. Заряд фактично припиняється. Акумулятор «кипить», гріється і втрачає воду з електроліту.

Ефективність заряджання

Технології виробництва автомобільних акумуляторів постійно вдосконалюються. Однак, досі немає на 100% ефективних моделей. Щоб накопичити в акумуляторній батареї 70 ампер годин енергії, їй потрібно віддати на 30% більше. Ця енергія витрачається на нагрівання, саморозряд та витік струму.

Ефективність АКБ поступово знижується у міру її експлуатації. Брудний корпус, сульфатація, обсипання пластин та інші фактори знижують ефективність. Однак час заряджання не збільшується, а навпаки, скорочується. Це відбувається тому, що поступово зменшується реальна ємність акумуляторної батареї.

Температура

Оптимальна температура навколишнього середовища, при якій автомобільний акумулятор заряджається найефективніше – це +25°C . При зниженні до -5°C АКБ може нормально заряджатися. Але час збільшиться. Коли температура суттєво нижча за 0°C , то АКБ перші 30 хвилин практично не приймає заряд взагалі. Це одна з причин, чому взимку акумулятори часто підводять. Вони просто не встигають відновлюватись від генератора.

Високі температури навколишнього середовища не прискорюють час заряджання акумулятора. Навпаки, батарея починає перегріватись, через що помітно знижується ефективність. Особливо вразливі до перегріву акумулятори AGM. Вони починають погано працювати і безповоротно деградувати при температурі вище +40°C. АКБ інших типів «не люблять» температуру вище +55°C.

Виробники автомобілів враховують це при виборі місця встановлення АКБ. Є навіть моделі, у яких батареї розташовуються у салоні чи багажному відділенні. Масово цей підхід не застосовується з низки причин. По-перше, не всі акумулятори є безпечними. По-друге, чим далі батарея від стартера, тим товстіші потрібні дроти для їхнього з'єднання.

Тип АКБ

Тип акумулятора впливає на:

• Максимальний струм заряду, що рекомендується.
• Ефективність акумулятора під час заряджання.

Акумулятори на машинах із системою "старт-стоп" обов'язково повинні бути розраховані на великі струми (швидка зарядка). До таких відносяться AGM АКБ, які можуть систематично заряджатися струмами до 30% ємності. Куди краще в цьому плані літій-іонні, літій-полімерні та літій-залізо-фосфатні акумулятори. Їх можна розряджати та заряджати дуже великими струмами без наслідків. Масово вони поки що не застосовують через високу вартість.

Як оцінити рівень зарядженості АКБ?

Отже, за часом рівень зарядженості АКБ точно визначити неможливо. На що тоді потрібно орієнтуватися?

Є три точні показники:

1. Зарядний струм.
2. Щільність електроліту.
3. Напруга АКБ, що «відпочила».

Зарядний струм

Цей показник підходить для зарядних пристроїв із цифровими індикаторами напруги та струму. Ці показники також можна вимірювати незалежно. За допомогою мультиметра. Струм у ланцюгу скрізь однаковий. Тому вимірюйте його там, де зручно. Напругу необхідно вимірювати безпосередньо на виводах акумуляторної батареї.

АКБ можна вважати зарядженою на 100%, якщо виміри показують наступні значення:

1. Напруга 14,4 В.
2. Струм 0,1 А.

Чекати, поки зарядний струм знизиться більш ніж 0,1 А, особливого сенсу немає. Після досягнення такого струму акумулятор або нічого не накопичує, або накопичить дуже мало енергії. Саме тому майже всі автоматичні та «розумні» зарядні пристрої на цьому етапі відключаються.

Щільність електроліту

Цей метод лише для акумуляторів із рідким електролітом, до якого є доступ. AGM, GEL, необслуговувані АКБ з рідким електролітом - не підходять.

Про зарядку АКБ, що не обслуговуються.

Щільність електроліту визначається ареометром чи рефрактометром. Важливою перевагою методу є можливість оцінки рівня зарядженості у процесі зарядки. Концентрація кислоти в електроліті збільшується синхронно із накопиченням енергії.

Коли щільність електроліту досягає 1,26...1,28 г/см³, акумулятор можна вважати на 100% зарядженим. Врахуйте, що щільність електроліту поблизу свинцевих пластин може бути в нормі, а у верхніх шарах показники майже завжди нижчі. Щоб щільність зрівнялася, необхідно перемішати електроліт. Є кілька способів зробити це. Наприклад, примусово "кип'ятити" електроліт, заряджаючи АКБ високою напругою.

Детальніше «кипіння» електроліту описано на сайті Авто без СТО у наступних матеріалах:

• Акумулятор швидко закипає під час заряджання.
• Як заряджати кальцієвий акумулятор.
• Заряджання кальцієвого акумулятора перед зимою. Майстер клас.
• При зарядженні акумулятора одна банка не кипить.

Рекомендую ознайомитись.

Напруга

Це простий, доступний та точний метод оцінки. Проте напругу АКБ не можна вимірювати у будь-який час. Особливо у процесі зарядки. Щоб отримати достовірні показання, необхідно після завершення зарядки почекати 12 годин, і лише тоді виміряти напругу. Якщо це зробити раніше, вольтаж буде завищеним і ніяк не пов'язаним з рівнем зарядженості акумуляторної батареї. Виміряйте напругу наступного дня, і звірте показники з даними цієї таблиці.

Чи можна скорочувати час заряджання акумулятора?

Так. Але не слід цього робити без нагальної потреби. Щоб прискорити процес, вам доведеться підвищувати струм та напругу. І це негативно позначиться ресурсі АКБ. Застосовуйте швидку зарядку лише у виняткових випадках. Наприклад, коли ви поспішаєте.

Відео: скільки потрібно заряджати акумулятор автомобіля

Підсумки

Акцентувати свою увагу на часі заряджання акумулятора не варто. Слідкуйте краще за напругою, струмом, щільністю електроліту (якщо це можливо). Однак, якщо ви помітили, що акумуляторна батарея зарядилася дуже швидко, це може бути поганим сигналом. Можливо, настав час задуматися про вибір і купівлю нового автомобільного акумулятора.