Почему идет перезарядка аккумулятора: Почему может идти перезаряд аккумулятора автомобиля. 5 Главных причин

Перезаряд аккумулятора от генератора, прыгает и повышенное напряжение в бортовой сети автомобиля

Многие автовладельцы сталкиваются с ситуацией, когда после запуска мотора бортовой компьютер или один из приборов начинает показывать, что происходит перезаряд аккумулятора.

Последствия такой ситуации самые разные и зависят от того, насколько напряжение в бортовой сети превышает номинальное.

Незначительно повышенные параметры негативно скажутся только на аккумуляторе (закипание электролита с последующим его испарением), а вот если напряжение, идущее от генератора, будет превышать норму сильно, то могут выйти из строя электропотребители.

В любом случае перезаряд – явление, которое необходимо устранить, иначе оно не лучшим образом скажется на сроке службы аккумулятора и электроприборах.

Дальше мы разберем почему генератор выдает большее напряжение на 16, 17 вольт в бортовую сеть автомобиля, причина по которым U прыгает и как их устранить.

Схема подзарядки АКБ

Для общего понимания причин перезаряда сначала рассмотрим схему цепи зарядки аккумулятора. И хоть на разных авто она конструктивно отличается, но общий принцип построения одинаков.

Эта цепь в себя включает:

1. Генератор.
2. Выпрямительный блок (диодный мост).
3. Реле-регулятор.
4. Блок предохранителей.
5. Замок зажигания.
6. Контрольная лампа заряда.
7. АКБ.

Работает система подзарядки на примере ВАЗ 2106 и других автомобилей из серии «ВАЗ классика» следующим образом:

1. После запуска силовой установки, посредством ременной передачи коленчатый вал начинает вращать ротор генератора, в результате чего этот узел вырабатывает электроэнергию.
2. Поскольку автомобильные генераторы – переменного тока, то выработанная энергия поступает в выпрямительный блок, где переменный ток преобразуется в постоянный.
3. После выпрямительного блока электроэнергия поступает на реле-регулятор, в задачу которого входит подержание вольтажа в заданном диапазоне.
4. После регулятора электрическая энергия по цепи проходит через блок предохранителей, замок зажигания и контрольную лампу заряда, далее возвращается на вывод генератора, а уже с него подается на аккумулятор.

Подробная схема показана ниже.

Особенности работы цепи или почему может прыгать напряжение генератора

Выше указана общая схема цепи, без подробностей, но ее достаточно для понимания, как все работает. Теперь об особенностях работы подзарядки батареи.

Генератор самостоятельно не может регулировать параметры вырабатываемой электроэнергии, поэтому выходное напряжение из него варьируется (прыгает), причем в значительном диапазоне, зависит оно от оборотов коленчатого вала и нагрузки в бортовой цепи.

То есть, перезаряд аккумулятора, по сути, присутствует постоянно, пока генератор вырабатывает электроэнергию.

Чтобы аккумулятор принял заряд нужно подать на него вольтаж чуть больше, чем номинальный показатель самой батареи. На разных авто входное напряжение на аккумуляторе отличается, но в целом, этот показатель находится в диапазоне 13,9-14,5 В.

Именно при таком вольтаже батарея может «взять» заряд. Если вольтаж будет ниже, то будет недозаряд АКБ, а выше – перезаряд. Обе ситуации негативно сказываются на аккумуляторе.

Генератор же выдает вольтаж с большим значением, и чтобы поддерживать его в цепи в нужных рамках, в схему и включен реле-регулятор.

На одних моделях этот элемент входит в конструкцию генератора и совмещен с щеточным узлом (наиболее распространенная конструкция) или является отдельным узлом (встречается, к примеру, на ВАЗ классического семейства).

По сути, реле-регулятор – единственный элемент, отвечающий за то, чтобы в бортовой сети вольтаж соответствовал норме и не возникал перезаряд, причем с учетом нагрузки, создаваемой в бортовой сети при включении электропотребителей.

Причины перезаряда и повышенного напряжения в бортовой сети автомобиля

Неисправность реле-регулятора – самая частая причина перезаряда аккумулятора.

Из-за поломки этот узел перестает выполнять свои функции и «пропускает» все напряжение, вырабатываемое генератором в бортовую цепь, а оно может достигать 16 и даже  25 В. Естественно, ни один электроприбор в авто не рассчитан на такой вольтаж, поэтому элементы бортовой сети начинают перегорать.

Поломка регулятора бывает частичной или полной. В первом случае этот элемент все же выполняет свои функции, но «пропускает» напряжение чуть большего значения, чем нужно (к примеру, 16 вольт).

В этом случае выявить перезаряд аккумулятора можно только по показаниям измерительных приборов или бортового компьютера. Электропотребители же от такого напряжения практически «не страдают», а вот на состояние АКБ даже такое напряжение влияет негативно – при постоянном процессе батарея «выкипает» и выходит из строя.

При полной же неисправности реле-регулятора, высокие показатели (свыше 16 В) начинают выводить из строя потребители – первыми перегорают лампочки и предохранители, затем иные приборы. Значительное превышение вольтажа может стать причиной возгорания электропроводки.

Несмотря на то, что частичная поломка реле значительной угрозы бортовой сети авто не несет (за исключением аккумулятора), игнорировать ее не нужно, поскольку она в любой момент может перерасти в полный выход элемента из строя.

Поскольку реле-регулятор – единственный элемент, исключающий перезаряд аккумулятора, многие автолюбители при обнаружении повышенного напряжения в бортовой сети сразу же проводят замену этого узла.

Вот только помогает установка нового регулятора не всегда, часто проблема остается. Естественно, подозрения в этом случае падают на генератор. Этот узел действительно может давать перезаряд в случае пробоя диодного моста или обрыва обмоток, пробоя якоря на корпус.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Напряжение генератора автомобиля, норма на холостом ходу и под нагрузкой.

Но если замена реле регулятора не помогла, не стоит сразу менять или отправлять в ремонт генератор.

ВАЖНО: Часто причина перезаряда АКБ кроется в плохом контакте проводки цепи системы подзарядки батареи (описана выше).

Причина очень проста: в месте окисления контактов возникает сопротивление, которое реле-регулятор «воспринимает» как нагрузку в бортовой сети. К примеру, это может произойти в блоке предохранителей.

Чтобы компенсировать ее, и не допустить просадки вольтажа, регулятор начинает «пропускать» большие показатели в результате на АКБ поступает завышенное напряжение.

Поэтому в поиске причины образования перезаряда аккумулятора в первую очередь следует проверить:

1. Реле-регулятор.
2. Цепь системы зарядки (все соединения).
3. Предохранитель.

И только после этого снимать и проводить диагностику генератора.

Читайте также:

Диагностика реле-регулятора

Проверка реле-регулятора при перезаряде АКБ – процедура не сложная и выполнить ее можно самостоятельно, используя мультиметр.

Проверка сводится к замеру напряжения на клеммах аккумулятора при разных режимах работы силовой установки. То есть, просто подключаем щупы мультиметра к клеммам и замеряем вольтаж сначала на ХХ, затем на средних оборотах, а после – на высоких.

На холостом ходу нормальным считается напряжение 13,2-14,0 В, на средних оборотах – 13,6-14,2 В, на высоких – до 14,5 В.

Если значения превышают указанные, следует проверить и зачистить контакты цепи системы зарядки и снова повторить процедуру.

Если чистка не помогла — проверяем реле отдельно (снятое с авто), но для этого понадобится источник питания с регулируемым напряжением (можно применять зарядное устройство для АКБ), а также обычная лампа 12 В.

Суть проверки такая: к корпусу подсоединяем «минусовой» провод от ЗУ, а к клемме регулятора подключаем «плюс». Лампа подключается к графитным щеткам (полярность не важна).

При проверке сначала устанавливаем на источнике напряжение в 12,7 В, при котором лампа должна загореться. Постепенно повышаем значение до 14,5 В. При достижении указанного значения исправный регулятор должен сработать, и лампа погаснет.

Если же она продолжает гореть при превышении 14,5 В, то узел неисправен и требует замены.

Добираемся до места ремонта

Напоследок о том, что делать, если обнаружен перезаряд в пути и нужно добраться к месту ремонта.

Если напряжение не превышает 15 В, то можно спокойно продолжать движение, но стараться не давать высокие обороты на двигатель и по максимуму снизить количество включенных электропотребителей (оставить только необходимые).

Если перезаряд сильный (более 16 вольт) для начала можно послабить натяжение ремня привода генератора, что снизит его производительность (хотя ремень быстро сотрется).

Если же послабление ремня результата не дало, а напряжение продолжает прыгать до больших значений, можно отключить генератор (отсоединить провода от него). В этом случае бортовая сеть будет запитываться только от АКБ.

Если аккумулятор хорошо заряжен при минимальном количестве потребителей на его заряде можно проехать 70-90 км пути, но после этого батарею нужно будет хорошо зарядить  зарядным устройством.

Почему идет перезаряд аккумулятора, что делать и защита АКБ автомобиля

Первая проблема, о которой думают при эксплуатации АКБ, это недозаряд и связанный с ним внезапный отказ батареи запускать двигатель. Но не менее опасен и перезаряд, особенно когда он происходит систематически, а внимания аккумулятору уделяют недостаточно.

Содержание статьи:

• 1 Как происходит заряд АКБ в автомобиле
• 2 Что такое перезаряд аккумулятора и как он происходит
• 3 Последствия для АКБ
• 4 Что делать если начался перезаряд
• 5 Защита от перезаряда аккумулятора

От этого он тоже со временем откажет, так же внезапно и даже с худшими последствиями – восстановлению подобные батареи подлежат редко и дорого.

Как происходит заряд АКБ в автомобиле

Существует множество режимов заряда для различных аккумуляторных батарей. Их методики прописаны в заводской документации для конкретных серий АКБ.

В автомобилях используется один из них – это буферный режим при постоянном напряжении. Не бортовая сеть адаптируется под тип батареи, а аккумуляторы выпускаются специально для автомобилей.

В буферном включении аккумулятор подсоединяется параллельно к генератору и потребителям, образуя единую бортовую сеть. Отдельного зарядного устройства нет. Напряжение в сети стабилизируется при помощи электронного регулятора в генераторе. Увеличение напряжения вызывает падение тока возбуждения и наоборот.

По теме: Что делать если при зарядке аккумулятор начинает кипеть?

Батарея имеет внутреннюю электродвижущую силу – ЭДС. Это суммарный потенциал всех её элементов. ЭДС численно равна напряжению на клеммах АКБ, если отсоединить её от сети.

Когда она ниже, чем сеть, то происходит протекание тока в аккумулятор – это заряд. Если сеть падает, то происходит обратный процесс, батарея отдаёт ток в нагрузку и разряжается.

Достоинство данной схемы – её простота и минимум обслуживающей аппаратуры. Недостатков много, один из них – постоянный недозаряд батареи, но особой необходимости доводить заряженность до 100% и нет.

Вполне достаточно существующих 80-90% при условии исправности элементов сети и её энергетической сбалансированности, то есть вырабатываемой генератором энергии достаточно для питания всех потребителей с некоторым избытком на компенсацию КПД батареи.

Что такое перезаряд аккумулятора и как он происходит

Когда все узлы исправны и правильно отрегулированы, то перезаряд АКБ при буферном использовании невозможен. ЭДС батареи растёт, становится равным напряжению сети, и зарядка автоматически прекращается. Происходит лишь поддерживание состояния.

Проблемы с перезарядом начинаются в тех случаях, когда напряжение превышает определённый уровень, допустимый для АКБ данного типа, тогда заряд продолжается уже после набора батареей предельной ЭДС, дальнейшие штатные химические реакции невозможны, начинается выделение тепла в зоне электродов и электролите с разложением составляющих.

Читайте также: Что делать если разрядился аккумулятор в машине

Причины могут быть разными, практически все они связаны с генератором и его цепями:

• нарушенные регулировки электронного реле генератора по причине брака, старения, возникшей неисправности или искусственного вмешательства с целью поднять зарядное напряжение;
• применение регулятора, не соответствующего типу используемой батареи, в зависимости от поколения аккумулятора или его технологии изготовления оптимальные пороги буферного режима могут быть различными;
• дефекты проводки цепей регулятора, например, окисленные контакты могут вызывать падение напряжения, что регулятором станет восприниматься как понижение в сети, и он добавит тока в обмотку возбуждения;
• проблемы с самой батареей, отказы в последовательной цепи её отдельных банок.

Кроме аккумулятора, от повышенного напряжения начнут страдать и все прочие узлы электрооборудования, что хорошо заметно, например, по яркости света фар, а также при внимательном взгляде на имеющийся бортовой вольтметр.

Последствия для АКБ

Если батарея более технологичная и качественная, тем хуже для неё, так как могут быть последствия.

Относительно старые типы вентилируемых обслуживаемых АКБ с жидким электролитом начинают «кипеть» (на самом деле это не парообразование из-за высокой температуры, а выделение газов как продукта химических реакций). При этом растёт плотность электролита и уменьшается его количество.

Выход паров серной кислоты через вентиляцию сопровождается разрушением защитных покрытий кузова, коррозией всех подкапотных металлических деталей и прочими неприятностями.

Явление очень нежелательное, но радикально на состоянии такой АКБ сразу не скажется. В большинстве случаев будет достаточно, если вовремя заметить перезаряд, устранить причины и довести электролит до нормальной плотности и уровня. Просто долить дистиллированной воды.

Хуже обстоят дела у герметичных батарей, как с жидким электролитом, так и типов AGM и GEL. Герметичность способствует малому объёму обслуживания, но из-за неё в корпусе растёт давление, он начинает терять форму, раздуваться.

У AGM аккумуляторов, которые особенно боятся перезаряда, происходит необратимое осушение матов в сепараторах, где адсорбирован электролит.

Электролиз превратит содержимое в смесь водорода с кислородом, что само по себе опасно, но даже если газы просто улетучатся, восстановить АКБ будет проблематично. Выполнить аварийную доливку и пропитку не всегда возможно.

Что делать если начался перезаряд

Если замер напряжения в сети показывает зависимость напряжения от оборотов и рост его до 15 Вольт и выше, необходимо немедленно выключить двигатель и провести поиск неисправности.

Методики известны автоэлектрикам, обычно это контроль состояния контактов, замена регулятора на заведомо исправный, проверка состояния батареи.

После устранения причина принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации пострадавшей АКБ. Тестерным оборудованием измеряется её остаточная ёмкость, проверяется наличие и количество электролита.

Когда неисправность появилась внезапно, а надо доехать до места ремонта, можно отключить генератор. Запаса энергии в АКБ хватит на несколько десятков километров, если она была исправна, а проблему вовремя заметили.

Защита от перезаряда аккумулятора

На современных автомобилях цепи заряда достаточно надёжны и в дополнительной защите не нуждаются, но на старых машинах есть смысл периодически проверять состояние проводки и разъёмов генератора, особенно его регулятора.

Для своевременного предупреждения о повышенном напряжении можно установить контрольное пороговое реле. Оно или предупредит о превышении звуковым или световым сигналом, или сможет автоматически отключить генератор.

Как минимум, можно установить хорошо видимый водителем вольтметр.

Почему моя батарея продолжает разряжаться?

Если ваш автомобильный аккумулятор продолжает разряжаться, не игнорируйте это. Вот почему это происходит и что с этим делать.

Если однажды утром вы выйдете из дома и обнаружите разряженную батарею, это может быть одноразовая причуда, вызванная тем, что вы оставили салон или фары включенными на ночь, особенно если батарея оживает после запуска от внешнего источника. Но «однократное» отсутствие запуска должно быть предупреждением о том, что может скрываться проблема, из-за которой вы застрянете на обочине дороги. Вот наиболее распространенные причины, по которым батарея постоянно разряжается.

Безопасность превыше всего! Аккумулятор содержит серную кислоту, которая может вызвать серьезные ожоги. Всегда надевайте перчатки и защитные очки, когда работаете с аккумулятором или запускаете автомобиль от внешнего источника. При прямом контакте с аккумуляторной кислотой промойте место большим количеством воды и немедленно обратитесь за медицинской помощью.

На этой странице

Проблемы с системой зарядки

Неисправная система зарядки разряжает аккумулятор, если во время вождения вы используете радио, фонари и другие потребляющие большой ток аксессуары. Хотя система зарядки состоит из многих частей, генератор является ее сердцем. Подзаряжает аккумулятор при работающем двигателе.

Неисправный генератор может убить аккумулятор, если неисправные диоды или внутренний регулятор напряжения не позволяют зарядить аккумулятор. Или диод может протекать, позволяя току течь после выключения двигателя автомобиля. Изношенный или ослабленный приводной ремень или слабое натяжное устройство ремня также будут мешать зарядке.

Паразитическая утечка

Паразитическая утечка также способна убить батарею. Они вызваны коротким замыканием или электрическим устройством, которое остается включенным, когда оно должно быть выключено. К распространенным паразитным стокам относятся плохие выключатели света в бардачке, под капотом или в багажнике. Плохой переключатель позволяет этим огням включаться, когда они не должны, а не выключать их. В автомобилях последних моделей есть часы, предустановки радио, охранная сигнализация, компьютерные модули и другие сложные системы, которые постоянно разряжают аккумулятор. Если ваш автомобиль простоит в течение нескольких недель без запуска, эти обычные разряды могут снизить напряжение аккумуляторной батареи двух- или трехлетней давности настолько, что ваш двигатель не заведется.

Плохо установленные аксессуары вторичного рынка, такие как усилители звуковой системы, освещение, преобразователи мощности, могут разрядить аккумулятор и вызвать сбои в работе чувствительных электрических систем. Кроме того, их может быть чрезвычайно трудно зафиксировать.

Короткие поездки

При запуске автомобиля больше всего энергии потребляет аккумулятор. Отсутствие у генератора возможности перезарядить аккумулятор может объяснить, почему аккумулятор продолжает разряжаться или, кажется, работает не так долго, как должен.

Но это может быть батарея

Слабая или плохо обслуживаемая батарея обычно является основной причиной ее выхода из строя. Если у вас нет герметичной батареи, снимите крышки с батарей и долейте «элементы» батареи (примерно от 1/2 до одного дюйма от верхней части батареи) дистиллированной водой. Грязная верхняя часть аккумулятора может привести к «утечке напряжения» между клеммами, разряжая аккумулятор, когда он не используется. ПРИМЕЧАНИЕ. Прежде чем снимать крышки аккумуляторных батарей, очистите верхнюю часть аккумуляторной батареи с помощью щетки и раствора из 1/4 стакана пищевой соды и одной кварты чистой воды, чтобы грязь и мусор не попали в элементы.

Убедитесь, что батарея надежно закреплена в отсеке для батареи. Незакрепленная батарея, которая подпрыгивает, может вызвать внутреннее короткое замыкание, что приведет к ее разрядке. Короткое замыкание плюсовой клеммы на корпус автомобиля может привести к возгоранию или взрыву. И помните, батарейки не вечны. В зависимости от климата и условий вождения ожидайте замены аккумулятора каждые три-пять лет.

Клеммы аккумуляторной батареи

Корродированные или ослабленные клеммы аккумуляторной батареи могут не только препятствовать запуску автомобиля, но и препятствовать полной зарядке аккумуляторной батареи во время движения. Очистите клеммы раствором пищевой соды, прежде чем снимать их с аккумулятора ( ВСЕГДА СНАЧАЛА СНИМАЙТЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ! ). Очистите клеммы и штыри аккумулятора проволочной щеткой, затем плотно затяните.

Экстремальные температуры

Экстремальные температуры наносят ущерб химическому составу батареи. Холод замедляет химическую реакцию, тепло ускоряет ее. Летняя жара препятствует перезарядке батареи, поскольку вода испаряется из электролита батареи, препятствуя обратному преобразованию химической энергии в электрическую. Добавление дистиллированной воды в аккумулятор может восстановить электролит. Если нет, пришло время для новой батареи.

(Аккумуляторный электролит представляет собой смесь воды и серной кислоты, которая образует жидкость, проводящую электричество. Поскольку она очень кислая, ее называют аккумуляторной кислотой. гвоздь и пенни в лимоне. Лимонная кислота лимона провела небольшое количество измеримого электричества/напряжения между двумя металлическими предметами.)

С другой стороны, батарея имеет только половину своей потенциальной мощности при 0 F. При в то же время моторное масло густеет, и для запуска автомобиля требуется больше энергии аккумулятора. Никогда не пытайтесь запустить замерзшую батарею от внешнего источника — она может взорваться. Это также означает, что пришло время для новой батареи.

Все аккумуляторы рано или поздно умирают от старости. Базовое техническое обслуживание аккумулятора может продлить срок его службы и предотвратить его разрядку. Раз в месяц проверяйте клеммы аккумулятора на предмет коррозии и убедитесь, что они чистые и затянуты. Проверьте уровень электролита в батареях со съемными крышками и убедитесь, что батарея закреплена в поддоне.

Как работают зарядные устройства?

Как работают зарядные устройства? — Объясните этот материал

Вы здесь:
Домашняя страница >
Электричество и электроника >
Зарядные устройства

• Дом
• Индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 25 апреля 2021 г.

Сила в пути — разве аккумуляторы не великолепны?
Проблема в том, что они хранят только фиксированную сумму
электрического заряда до полной разрядки, обычно не более
неудобное время. Если вы используете перезаряжаемые батареи, это меньше
проблемы: вставьте батарейки в зарядное устройство, вставьте его в розетку и вставьте
Через несколько часов они как новые и снова готовы к использованию. Типичный
аккумуляторная батарея может быть заряжена сотни раз, может длиться
вам что-нибудь от трех или четырех лет до десяти или более лет, и будет
вероятно, сэкономит вам сотни долларов на покупке одноразовых изделий (так что это
отлично подходит для окружающей среды тоже). Но насколько хорошо ваши батареи
производительность зависит от того, как вы их используете и насколько тщательно вы заряжаете
их. Вот почему приличное зарядное устройство
так же важен, как и батарейки, которые вы в него вставляете. Что такое зарядное устройство для аккумуляторов и как оно работает
это работает? Давайте посмотрим поближе!

Художественное произведение: Зачем использовать сотни батареек один раз, если можно использовать одну батарейку
сотни раз, перезарядив его электрическим зарядом? Аккумуляторы стоят немного дороже для начала, но,
относитесь к ним бережно, и они сэкономят вам целое состояние за те годы, что прослужат.
Они намного лучше для окружающей среды тоже.

Содержание

1. Что такое батареи и как они работают?
2. Как работают зарядные устройства
3. Зарядка различных аккумуляторов
4. Как долго следует заряжать аккумуляторы?
5. Подбор аккумуляторов к зарядному устройству
6. Как долго работают перезаряжаемые батареи?
7. Советы по продлению срока службы батареи
8. Узнать больше

Что такое батареи и как они работают?

Фото: Обычные батарейки (как эта повседневная угольно-цинковая батарейка)
не предназначены для использования более одного раза, поэтому не пытайтесь перезарядить их. если ты
не любите угольно-цинковые батарейки, не пытайтесь их перезарядить: для начала купите перезаряжаемые.

Если вы читали нашу основную статью о батареях,
вы будете знать все об этих портативных источниках питания
растения. Пример того, что ученые называют электрохимией,
они используют силу химии для высвобождения накопленного электричества очень
постепенно.

Что происходит внутри обычной батарейки, такой как в фонарике?
Когда вы щелкаете выключателем питания, вы
давая зеленый свет химическим реакциям внутри батареи.
Когда ток начинает течь, ячейки (энергетические отсеки)
внутри батареи начинают трансформироваться в поразительные, но
совершенно невидимыми способами. Химические вещества, из которых состоят их компоненты
заставляют начать перестраиваться. Внутри каждой клетки хим.
происходят реакции с участием двух электрических клемм (или
электроды) и химическое вещество, известное как электролит
которые их разделяют. Эти химические реакции приводят к образованию электронов (т.
крошечные частицы внутри атомов, которые несут электричество) для прокачки
цепь, к которой подключена батарея, обеспечивает питание
фонарик. Но
элементы внутри батареи содержат только ограниченные запасы химических веществ, поэтому
реакции не могут продолжаться бесконечно. Как только химические вещества
истощаются, реакции прекращаются, электроны перестают течь через
внешней цепи, батарея фактически разряжена, и ваша лампа перегорает.
вне.

Плохие новости. Хорошей новостью является то, что если вы используете перезаряжаемую батарею, вы можете
Заставьте химические реакции идти в обратном направлении, используя зарядное устройство.
Зарядка аккумулятора — это полная противоположность его разрядке: где
разрядка отдает энергию, зарядка забирает энергию и сохраняет ее
сбросив химические вещества батареи в исходное состояние. В
Теоретически зарядить и разрядить аккумуляторную батарею можно в любом
количество раз; на практике даже перезаряжаемые батареи портятся
со временем, и в конце концов наступает момент, когда они больше не
готов хранить заряд. В этот момент вы должны переработать их или
выкинь их.

Рекламные ссылки

Как работают зарядные устройства

Фото: Это зарядное устройство с функцией быстрой зарядки предназначено для
зарядить четыре цилиндрических никель-кадмиевых (никель-кадмиевых) аккумулятора за пять часов или
одна батарея RX22 квадратной формы за 16 часов. Его легко использовать и так же легко использовать неправильно:
он не выключается, когда батареи полностью заряжены и нечего
сказать вам, когда зарядка завершена. С помощью зарядного устройства, подобного этому, зарядка аккумуляторов
является полной догадкой.

Все зарядные устройства имеют одну общую черту: они работают, питая
электрический ток
через батареи в течение определенного периода времени в надежде, что элементы внутри будут
удерживать часть энергии, проходящей через них. это примерно
где сходство между зарядными устройствами начинается и заканчивается!

Самые дешевые и грубые зарядные устройства используют либо постоянное напряжение, либо
постоянного тока и подавайте его на батареи, пока не выключите их.
Забудьте, и вы перезарядите батареи; отключите зарядное устройство слишком рано, и вы не будете заряжать их
достаточно, так что они будут работать плоский быстрее. Лучшие зарядные устройства используют гораздо более низкую и мягкую «капельную» зарядку (возможно,
3–5 процентов от максимального номинального тока батареи) в течение значительно более длительного времени.
промежуток времени.

Батарейки чем-то похожи на чемоданы: чем больше вы упаковываете, тем сложнее упаковать еще и тем больше времени это займет. Это легко понять, если вы помните, что зарядка аккумулятора по существу включает в себя
обращая вспять химические реакции, которые происходят, когда он разряжается. В аккумуляторе ноутбука
например, зарядка и разрядка включают шунтирование ионов лития (атомов, у которых отсутствуют электроны) туда и обратно,
с одного электрода (где их много) на другой электрод (где их мало).
Поскольку все ионы несут положительный заряд, их легче вначале переместить на «пустой» электрод. В качестве
они начинают накапливаться там, становится все труднее упаковать их больше, что делает более поздние этапы зарядки более трудными, чем более ранние.

График: на более поздних стадиях зарядки аккумуляторов становится все труднее. Для зарядки последних 25 процентов аккумулятора (оранжевая область) может потребоваться столько же времени, сколько и для первых 75 процентов (желтая область). Об этом стоит помнить, если вы
имеете ограниченное время для зарядки аккумулятора и беспокоитесь, что это займет слишком много времени: возможно, вы сможете его зарядить
наполовину за гораздо меньшее время, чем вы думаете.

Перезаряд, как правило, хуже, чем недозаряд. Если батареи полностью заряжены и вы
не выключайте зарядное устройство, им придется избавиться от лишних
энергию, которую вы им подаете. Они делают это, нагревая и строя
давление внутри, что может привести к их разрыву, утечке химикатов или
газа, и даже взорваться. (Думайте о перезарядке как о пережаривании
аккумулятор, и вы можете просто не забывать этого делать!)

Фото: Innovations Battery Manager, популярный в 1990-х годах, продавался как интеллектуальное зарядное устройство, способное заряжать даже обычные угольно-цинковые и щелочные батареи. Справа: цифровой дисплей
показывал напряжение каждой батареи по мере ее зарядки (в данном случае 1,39 вольта). После зарядки появилась небольшая гистограмма, показывающая, в каком хорошем состоянии находится батарея (сколько еще раз ее можно зарядить). Было продано много тысяч таких зарядных устройств, но
разные мнения
от того, насколько хорошо они работали.

Чуть более сложные зарядные устройства с таймером отключаются по истечении заданного периода времени.
хотя это не обязательно предотвращает перезарядку или
недозарядка, потому что идеальное время зарядки варьируется для всех видов
причины (сколько заряда держала батарея изначально, насколько она горячая
сколько ей лет, работает ли одна клетка лучше, чем другие,
и так далее). Лучшие зарядные устройства работают разумно, используя
электронные схемы на основе микрочипов, определяющие уровень заряда
хранится в батареях, выясняя такие вещи, как изменения в
напряжение батареи (технически называемое дельта V или ΔV) и температура элемента
(дельта T или ΔT), когда зарядка, вероятно, будет «завершена», а затем
отключение тока или переход на малый подзаряд на
подходящее время; теоретически невозможно перезарядить
интеллектуальное зарядное устройство.

Зарядка различных типов аккумуляторов

Чтобы усложнить ситуацию, разные типы аккумуляторов лучше всего реагируют на разные
типов зарядки, поэтому зарядное устройство, подходящее для одного типа батареи, может
плохо работать с другим.

Батарейки на основе никеля

Фото: Электрическая зубная щетка обычно содержит либо никель-кадмиевые, либо никель-металлгидридные батареи и медленно или медленно заряжается на подставке, которая на самом деле является индукционным зарядным устройством.

Никель-кадмий
(также называемый «никад» или NiCd), самый старый и, возможно, все еще лучший
известный тип перезаряжаемых батарей, лучше всего реагируют либо на довольно
быстрая зарядка (при условии, что они не нагреваются) или медленная струйка
зарядка.

Никель-металлогидридные (NiMH) батареи используют более новую технологию и выглядят точно
то же, что и никады, но они, как правило, дороже, потому что могут хранить
больше заряда (отображается на упаковке батареи как более высокий рейтинг
в мАч или миллиампер-часах). NiMH аккумуляторы можно быстро заряжать (на
большой ток в течение нескольких часов, с риском перегрева), медленный
заряжается (около 12–16 часов при более низком токе) или струйкой
заряжены (значительно меньшим током, чем никад), но они должны
действительно заряжать только с помощью зарядного устройства NiMH: быстрое зарядное устройство NiCad
может привести к перезарядке NiMH аккумуляторов.

Мнения экспертов расходятся во мнениях относительно того, подвержены ли никелевые батареи так называемому эффекту памяти. Это хорошо известное явление, когда невозможно разрядить аккумулятор на основе никеля перед зарядкой (когда вы «доливаете» частично разряженный аккумулятор с помощью
быстрая перезарядка), по общему мнению, вызывает необратимые химические изменения, которые снижают
большой заряд батареи будет принимать в будущем. Некоторые люди клянутся
усилие памяти реально; другие в равной степени настаивают на том, что это миф.
Настоящим объяснением очевидного эффекта памяти является
Падение напряжения , когда аккумулятор не был полностью разряжен перед временной зарядкой
«думает», что у него более низкое напряжение и емкость для накопления заряда, чем должно быть.
Эксперты по аккумуляторам утверждают, что вы можете решить эту проблему путем зарядки и разрядки.
батарея полностью в несколько раз больше.

Принято считать, что аккумуляторы на основе никеля необходимо «заправить».
(полностью заряжены перед первым использованием), поэтому обязательно
точно следуйте тому, что говорят производители, когда вы берете свой новый
батарейки из упаковки.

Как долго следует заряжать аккумуляторы?

Есть две простые причины, по которым существует так много разных размеров и типов батарей:
большая батарея содержит больше химических веществ внутри, поэтому она может хранить больше энергии
и отпустите его дольше; большие батареи, как правило, имеют больше ячеек внутри, поэтому они могут производить более высокое напряжение.
и ток для питания более крупных вещей (ярких фонариков или более мощных двигателей).
Точно так же большие перезаряжаемые батареи требуют более длительной зарядки.
Чем больше энергии вы ожидаете получить от перезаряжаемой батареи
(чем дольше вы ожидаете, что это продлится), тем дольше вам нужно будет заряжать его
(или тем выше зарядный ток, который вам нужно использовать). Основной закон
физики, называемой законом сохранения энергии, говорит нам
Вы не можете получить больше энергии из батареи, чем вложили в нее.

Большинство людей склонны заряжать вещи «на ночь», не обращая особого внимания на то,
что это значит, но ваши батареи будут работать лучше и дольше, если вы будете заряжать их
нужное количество часов. Как долго это? Это может сбивать с толку, особенно если вы используете аккумуляторы, которые не входят в комплект поставки зарядного устройства.
Не бойся! Все, что вам нужно сделать, это прочитать, что написано на ваших батареях, и вы должны найти (часто мелким шрифтом) рекомендуемый зарядный ток и время зарядки. Если у вас есть обычное зарядное устройство, просто проверьте его номинальный ток и соответствующим образом отрегулируйте время зарядки. Однако имейте в виду, что мы говорили в другом месте о согласовании вашего зарядного устройства с вашими батареями.

Фото: Аккумуляторы — это не ракетостроение — заряжать аккумуляторы легко, если следовать инструкциям, обычно написанным на аккумуляторах или упаковке, в которой они поставляются.

Например, эти три обычных 1,2-вольтовых аккумулятора на основе совсем другие рекомендации:

1. Вверху бело-зеленая никель-кадмиевая батарея рекомендует медленную зарядку 60 мА (миллиампер) в течение 14–16 часов или быструю зарядку 390 мА (более чем в шесть раз больший ток) всего за два часа (2 часа). ). Общий заряд батареи равен току, умноженному на время, поэтому умножьте числа, и вы получите значение около 800–9.00 мАч. Сама батарея заявлена ​​емкостью 0,65 Ач (650 мАч), но не забывайте, что процесс зарядки не на 100 процентов эффективен: батарея не поглотит всю проходящую через нее электрическую энергию. Таким образом, количество заряда, которое вы подаете, и количество, которое поглощает батарея, находятся на одном и том же стадионе.
2. В середине серебристая NiMH батарея рекомендует заряжать 200 мА (миллиампер) в течение 7 часов, что дает нам заряд около 1400 мАч. Опять же, сама батарея заявляет, что ее емкость ниже этой (1000 мАч).
3. Внизу зелено-оранжевая батарея NiMH рекомендует зарядку 63 мА (миллиампер) в течение 18 часов, что дает чуть более 1000 мАч. Аккумулятор немного ниже (970 мАч).

Литий-ионные батареи

Литий-ионные перезаряжаемые батареи обычно встраиваются в гаджеты, такие как
сотовые телефоны,
Mp3-плееры,
цифровые фотоаппараты и ноутбуки. Обычно они
поставляются с собственными зарядными устройствами, которые автоматически определяют время зарядки
завершена и отключила электропитание в нужное время.
Литий-ионные батареи могут стать опасно нестабильными, когда
напряжение батареи либо слишком высокое, либо слишком низкое, поэтому они разработаны
никогда не работать в таких условиях. Если напряжение достигает
слишком низкий (если аккумулятор слишком сильно разряжается во время использования),
прибор должен отключиться автоматически; если напряжение становится слишком высоким
(во время зарядки) вместо этого отключится зарядное устройство. Несмотря на то что
литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти, они деградируют по мере
они становятся старше. Типичным признаком старения является постепенная разрядка в течение
период времени (может быть, час или около того), за которым следует внезапный, драматический,
и совершенно неожиданное отключение прибора после этого.
Узнайте больше о том, как работают литий-ионные аккумуляторы.

Фото: Надежное зарядное устройство Canon для литий-ионных аккумуляторов. Когда батарея нуждается в зарядке, камера предупреждает вас заблаговременно. Просто извлеките аккумулятор (это очень просто для цифровой камеры), поместите его в отдельное зарядное устройство, и индикатор загорится красным, а когда аккумулятор полностью заряжен, он станет зеленым. Весь процесс автоматизирован и безопасен: камера прекращает использование батареи до того, как ее напряжение станет слишком низким; зарядное устройство перестанет заряжать его до того, как напряжение станет слишком высоким.

Свинцово-кислотные батареи

Самые большие, тяжелые и старые перезаряжаемые батареи получили свое название от
(разбавленный) сернокислотный электролит и электроды на основе свинца. Они больше всего
знакомые нам как автомобильные аккумуляторы (первоначальные источники энергии, которые
заставить двигатель автомобиля провернуться до того, как газ начнет гореть),
хотя немного другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также используются в таких вещах, как гольф.
багги и электрические инвалидные коляски.

Фото: Свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы были первоначально разработаны в 19веке, задолго до того, как появились перезаряжаемые технологии на основе никеля и лития.

Свинцово-кислотные аккумуляторы популярны, потому что они просты, дешевы, надежны и используют хорошо зарекомендовавшую себя технологию.
который относится к середине 19 века. Как правило, они служат несколько лет, хотя это полностью зависит от того, насколько хорошо
они поддерживаются, другими словами, заряжаются и разряжаются. Для их зарядки требуется довольно много времени (обычно до 16 часов — в несколько раз больше, чем требуется для полной разрядки), и это может привести как к недозарядке, так и к
(если у вас нет времени зарядить их должным образом перед следующим использованием) или перезарядить (если вы поставили их на зарядку и забыли о них). Недостаточная зарядка, зарядка с неправильным напряжением или оставление батарей неиспользованными вызывает проблему, известную как сульфатация (образование твердых кристаллов сульфата свинца), а чрезмерная зарядка вызывает коррозию (постоянное разрушение положительной свинцовой пластины в результате окисления, аналогичное ржавчине в железе и стали). ). И то, и другое повлияет на производительность и срок службы свинцово-кислотного аккумулятора. Перезаряд также приводит к ухудшению состояния электролита, разложению воды (путем электролиза) на водород и кислород, которые выделяются в виде газов и поэтому теряются в аккумуляторе. Это делает кислоту сильнее и с большей вероятностью воздействует на пластины, что снижает производительность батареи. Это также означает, что для взаимодействия с пластинами доступно меньше электролита, что также снижает производительность. Время от времени такие аккумуляторы необходимо доливать дистиллированной водой (не обычной водой), чтобы поддерживать кислоту оптимальной концентрации и достаточно высокого уровня, чтобы покрыть пластины.

Подбор аккумуляторов к зарядному устройству

Различные зарядные устройства предназначены для работы по-разному на разных скоростях.
в основном для разных типов аккумуляторов. Первое правило
зарядка аккумуляторов заключается в том, что зарядное устройство предназначено для одного типа аккумуляторов
может не подходить для зарядки другого: вы не можете зарядить
мобильный телефон с автомобильным зарядным устройством, но вы не должны заряжать
NiMH аккумуляторы с никель-кадмиевым зарядным устройством. Многие современные перезаряжаемые
бытовая техника и гаджеты, такие как ноутбуки, MP3-плееры и
мобильные телефоны — при покупке они поставляются с собственным специальным зарядным устройством, так что вы
не нужно беспокоиться о соответствии зарядного устройства аккумулятору. Но если
вы покупаете в магазине пачку универсальных перезаряжаемых батареек, это
важно, чтобы вы покупали аккумуляторы, которые подходят к зарядному устройству, которое у вас есть, или
соответственно замените зарядное устройство. Обратите внимание на напряжение и ток,
батареи требуют (это будет отмечено на упаковке батареи или на
сами аккумуляторы), обязательно выбирайте зарядное устройство с правильным
напряжение и ток, чтобы идти с ними, и заряд для правильного
количество времени. Если вы хотите купить себе перезаряжаемые
батареи, но вы не совсем уверены, как подобрать батареи и
зарядное устройство, выберите комбинированный комплект — где вы покупаете аккумуляторы и зарядное устройство
в том же пакете.

Фото: Подбор аккумулятора к зарядному устройству. По мере того, как мир переходит на более экологичные электромобили с батарейным питанием, нам потребуется гораздо больше
правильно оборудованные, удобно расположенные зарядные станции. В этом используются фотоэлектрические солнечные элементы (в навесе) для зарядки транспортных средств, припаркованных внизу. Фото Денниса Шредера предоставлено NREL.

Как долго работают перезаряжаемые батареи?

Неудивительно, что это зависит от того, как вы с ними обращаетесь, храните и используете.
Небольшие перезаряжаемые аккумуляторы (такие как NiCd, NiMH и ионно-литиевые) обычно служат сотни «циклов».
(вы можете заряжать и разряжать их столько раз), что может означать от нескольких лет до
от достойной жизни в ноутбуке до десятилетия использования в портативном радио. Хорошо лечили,
свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы обычно рассчитаны на тысячи циклов и могут легко прослужить
5–10 лет в автомобиле, который ездит каждый день. Но если вы оставите аккумуляторные батареи
в продукте, который вы почти никогда не используете, никогда не заряжайте и не разряжайте его, перезаряжайте его,
пусть они перегреваются или хранятся в плохих условиях, не ждите, что они прослужат долго.

Как узнать, что пора заменить батарейки? В чем-то вроде ноутбука вы можете
обратите внимание, что литий-ионный аккумулятор некоторое время нормально разряжается, а затем внезапно теряет все оставшиеся заряды.
заряжать очень быстро. Если вы используете перезаряжаемые никель-кадмиевые или никель-металлогидридные аккумуляторы в таких вещах, как фонарики,
вы увидите очень постепенное снижение емкости и необходимость подзарядки гораздо чаще.

Лучшие советы по увеличению срока службы аккумуляторов

Как максимально эффективно использовать аккумуляторы? Вот несколько советов, которые я нашел
читая различные веб-сайты экспертов по батареям:

1. Аккумуляторы лучше всего работают при регулярном использовании. Не оставляйте их сидящими
   в вашем сарае, полностью заряженным или полностью разряженным в течение нескольких месяцев.
2. Эксперты по аккумулятору считают хорошей идеей «кондиционирование» или «восстановление» аккумуляторов.
   ваши батареи. Это означает, что вы регулярно позволяете им разряжаться
   существенно перед перезарядкой, если вы можете (хотя вам не нужно полностью их разряжать).
3. Подберите зарядное устройство к аккумуляторам. Например, используйте зарядное устройство NiMH для аккумуляторов NiMH.
   и убедитесь, что зарядное устройство использует соответствующее напряжение и силу тока.
4. Не перезаряжайте аккумуляторы. Вы повредите их.
5. Не допускайте перегрева или перегрева аккумуляторов во время зарядки, хранения и т. д.
   или использовать (это их повреждает). Они будут греться во время зарядки, но если сильно нагреются, то что-то не так.
6. Не скупитесь на покупку приличного умного зарядного устройства. Ваши батареи прослужат долго
   дольше, если зарядное устройство относится к ним правильно!
7. По возможности следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему устройству. Например,
   инструкции, которые прилагаются к роботу-пылесосу Roomba®, говорят вам оставить его
   «пристыкован» (сидит на зарядке), на подзарядке, все время не используется. Если ты этого не сделаешь,
   вы обнаружите, что ваш Roomba очень быстро разряжается (даже если вы им не пользуетесь), и вы можете значительно сократить срок службы батареи.
8. Если вы используете что-то вроде ноутбука, постоянно подключенного к сети, возьмите в привычку
   позволять ему работать от батареи, возможно, раз в неделю или около того, пока он не разрядится почти полностью,
   для поддержания батареи в хорошем состоянии. Вы обнаружите, что это помогает расширить
   срок службы вашего аккумулятора.

Фото: Батареи бывают всех форм и размеров. Вы не всегда можете сказать, какие перезаряжаемые
просто глядя. Из показанных здесь можно заряжать только никель-кадмиевые и литий-ионные аккумуляторы;
все остальные одноразовые. Большая литий-ионная батарея серебристого цвета слева от ноутбука.
а меньший (справа) от iPod. Никель-кадмиевые аккумуляторы — это универсальные перезаряжаемые аккумуляторы,
зарядное устройство, такое как на нашем самом верхнем фото.

Узнайте больше

На этом сайте

• Батарейки
• Электричество
• Индукционные зарядные устройства
• Литий-ионные батареи

Книги

• Свинцово-кислотные аккумуляторы: наука и технология
  Д. Павлов. Эльзевир, 2017.
• «Батарея: как портативное питание вызвало технологическую революцию», Генри Шлезингер. Smithsonian Books, 2010. «Научно-популярная» книга, посвященная истории батарей от Вольтова столба до новейших литий-ионных аккумуляторов.
• «Понимание аккумуляторов» Рональда Делла и Дэвида Рэнда. Королевское химическое общество, 2001 г. Очень подробное руководство, описывающее историю батарей, различные типы, выбор батареи для определенного применения и электрохимию зарядки и разрядки.

Статьи

• Стеклянная батарея, которая становится лучше? Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 30 мая 2019 г. Нарушают ли батареи, улучшающиеся со временем, основной закон физики?
• Он большой и долговечный, и он не загорится: Ванадиевая окислительно-восстановительная батарея Z. Gary Yang. IEEE Spectrum, 26 октября 2017 г. Являются ли VRFB следующей большой прорывом в аккумуляторных технологиях?
• Потенциальные опасности на обоих концах литий-ионного жизненного цикла, Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 1 марта 2013 г. Исследует опасности производства и переработки литий-ионных аккумуляторов.
• Мощный химический коктейль с одним недостатком, Мэтью Вальджан. The New York Times, 17 января 2013 г. Опасность пожара становится все более серьезной проблемой по мере того, как литий-ионные батареи становятся все более распространенными.
• Аккумуляторы с напылением могут накапливать энергию в любом месте Лиат Кларк, Wired, 2 июля 2012 г. Если бы мы могли превращать компоненты батареи в жидкости, мы могли бы распылять их на любую плоскую поверхность для накопления электроэнергии.
• Вирусная батарея может «заряжать автомобили»: BBC News, 2 апреля 2009 г. Ученые Массачусетского технологического института создали новую мощную батарею из вирусов.
• Аккумулятор, который «заряжается за секунды»: BBC News, 11 марта 2009 г. Новый способ изготовления литий-ионных аккумуляторов может привести к значительному сокращению времени зарядки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подписывайтесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2021) Зарядные устройства.