Глубина разряда батареи аккумулятора

Глубокий разряд аккумулятора. Что это такое? А также причины и последствия

Меня часто спрашивают – Сергей расскажи, пожалуйста, про глубокий разряд аккумулятора автомобиля? Столько ходит легенд и басен вокруг этой темы. Чем он так опасен, какие есть причины его возникновения, ну и конечно последствия. Ведь почему то этих разрядов боятся именно кислотные АКБ. А вот скажем AGM или GEL не так критичны к нему, их можно многократно разряжать! Почему так? Этому есть несколько основных причин, однако давайте разбираться последовательно …

Разряд аккумуляторной батареи это нормальный процесс ее эксплуатации – сначала она накапливает энергию, затем ее отдает. Все прелесть АКБ, что он многозарядный, то есть не как батарейка отработала, и выкидываем, а можно постоянно заряжать большое количество циклов. Однако строение самого аккумулятора далеко не идеально, если хотите, то это очень капризное устройство:

• Его нельзя перезаряжать, иначе могут осыпаться свинцовые пластины
• Его нельзя «глубоко» разряжать, что говориться в ноль (про это ниже)
• Нужно следить за плотностью электролита
• Поддерживать уровень электролита
• Следить за банками иначе они могут замкнуть

Приколов много, конечно сейчас появились так называемые необслуживаемые аккумуляторы, они менее проблемные, уберегут от проблем с электролитом.

Немного о разряде – заряде

Эти процессы характеризуются напряжением батареи. Наверное, многие слышали, что напряжение на автомобильном аккумуляторе 12В, это не совсем правильно. Нормальный параметр это – 12,7В. Это своего рода 100% заряда.

Сильный разряд это примерно 10,5 — 11,0В, при таких параметрах вы уже не запустите свой авто. Это своего рода минимальный порог. Конечно, можно разрядить в ноль, то есть 0 Вольт, это и будет глубоким параметром.

Коротко о строении

Аккумулятор (как мы уже не раз говорили) состоит из пакетов свинцовых пластин (это минусовые) и пакетов диоксида свинца (это плюсовые), между ними пролагается специальный диэлектрик, который не дает пластинам перемыкать. Такие «наборы» погружаются в кислотный электролит (35% серной кислоты + 65% дистиллированной воды), после чего они готовы накапливать заряд. Всего таких разделов 6 штук или как их называют банок. Каждый из разделов дает напряжение примерно в 2,1 Вольта, если перемножить на «6» — вот вам и 12,6 – 12,8Вольта.

Само строение очень прочное, но слабым звеном в этой цепочке является электролит, а в частности серная кислота. Именно из-за нее и происходят частые выходы из строя аккумуляторов при глубоких разрядах.

А вот вторая составляющая, дистиллированная вода, косвенно способствует выходу из строя при перезаряде! Потому как:

• Начинает кипеть, а соответственно температура внутри банки – повышается, что негативно влияет на пластины, они попросту могут осыпаться.
• Имеет обыкновение испаряться, что уменьшит емкость АКБ, и негативно скажется на пластинах.

Глубокий разряд как убийца батареи

НУ что строение вспомнили, теперь давайте запоминать — почему глубокий разряд так губителен для аккумулятора. Здесь очень простая ситуация:

Идеально плотность электролита должна быть 1,27 г/см3, это соотношение воды и серной кислоты. При разряде, из электролита, начинает поглощаться серная кислота, точнее она начинает оседать на плюсовых (диоксидных) пластинах в виде солей. И чем ниже разряд, тем сильнее они оседают на пластинах – плотность категорически падает.

Глубокий разряд – это своего рода минимально возможный порог батареи, то есть дальше уже разряжаться некуда. При таком химическом процессе, серная кислота находится в виде солей на плюсовых пластинах и чтобы ее от туда снять, нужно как можно быстрее зарядить АКБ.

Тогда плотность начнет возвращаться в свое русло — из электролита наоборот начнет поглощаться дистиллированная вода, а вот концентрация кислоты начнет расти.

«НУ и что» — скажите вы – «ну разрядил я свой АКБ в ноль, дальше зарядил и все хорошо, буду кататься дальше»!

А вот не все так просто – зачастую концентрация солей на плюсовых пластинах настолько велика, что при заряде кристаллы солей, не разрушаются, а остаются! Это говорит нам о том, что пластина полностью покрыта солью, ее соприкосновение с электролитом минимально! Значит, она не будет нормально работать и способствовать накоплению заряда. По опыту знаю, что каждый глубокий разряд отнимает от 2 до 3 % от емкости аккумулятора, причем сразу! Если их накопить 10 – вот вам минус 30% емкости, такой АКБ уже не запустит двигатель вашего авто.

Так что опускать можно примерно до 11 Вольт, это своего рода минимальный предел, после этого уже начинается сульфатация плюсовых пластин.

Причины

Теперь пару слов о причинах. Зачастую это всевозможные утечки тока. Например, на стоящем автомобиле, они должны быть сведены к нулю, но если вы устанавливаете не штатное оборудование (сигнализации, магнитолы, другие гаджеты), они могут высасывать энергию из АКБ, даже на стоянке. Вот вам и первая причина.

Также может накрыться генератор автомобиля, то есть не будет, происходит пополнение заряда машины – вторая причина.

Третья – длительный срок стоянки, например полгода или год, рекомендуется скинуть клемму, если этого не сделать заряд может снизиться до критичной отметки. А вообще, нужно хоть раз в месяц запускать двигатель, чтобы восполнить энергию аккумулятора, да и погонять жидкости и масло по своим полостям. Это важно.

Наверное, это основные причины, конечно если вы не сидите и специально не сажаете батарею, например магнитолой или светом фар.

Последствия

Как я уже писал сверху, несколько раз глубоко разрядили и все! АКБ можно выкидывать! Плюсовые пластины полностью покроются солями, плотность электролита упадет, и не будет расти. Даже если вы замените электролит на новый нужной плотности, он не смоет образованные соли.

Как заверяют многие производители батарей, максимальное пороговое значение равняется 15 – 20 циклам. Но по опыту знаю, что уже после 10 циклов, зимой такая батарея не справляется со своими обязанностями, для лета еще сгодится.

Мораль басни такова – не допускайте таких глубочайших параметров разряда. Это реально убивает ваш АКБ, с каждым разом отнимаете около 3% от емкости.

Можно ли восстановить?

В нашем мире — возможно все, вот только какой ценой! В идеале, нужно убрать соли с плюсовой пластины, как это сделать?

• При сильной кристаллизации — возможно физическое удаление. Для этого нужно вытащить пакет пластин и отчистить его от солей – дальше залить новый электролит и зарядить АКБ. Сложно это сделать? ДА конечно – ДА! Как вы достанете пакет пластин? Нужно будет резать сверху пластик и физически вытаскивать. Затем каждую пластину в отдельности отчищать – сделать это реально сложно. Хотя я где-то есть видео на YOUTUBE, но реально не указывалось, работал ли потом АКБ или нет.
• Конечно сейчас очень много так называемых десульфаторов пластин, то есть такие химические жидкости убирают этот налет солей, но про это у меня будет отдельная статья, здесь тоже не все так однозначно. Многие пишут, что это просто чудо, другие что ни применять никогда. Но в идеале –емкость также восстанавливается лишние соли уходят.

Вот такие вот последствия и причины, кстати пару слов про AGM и GEL, почему же они так устойчивы к глубоким разрядам? Все просто, тут электролит уже не в обычном жидком состоянии, здесь он находится запечатанным в стеклопакеты (AGM) или в гель (GEL), поэтому разрушительное образование солей тут сведено к минимуму, хотя полностью не побеждено! Здесь циклов в разы больше, но также не стоит доводить до этого. Небольшой видео пример.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Что такое аккумулятор глубокого разряда и где он используется?

Существуют сферы хозяйственной деятельности, где требуются аккумуляторы глубокого разряда. Они могут работать в качестве отдельной единицы или в составе какого-нибудь устройства. Тип этих аккумуляторных батарей может быть разный, но все они рассчитаны на постоянный довольно глубокий разряд и последующий разряд. Поэтому их также называют устройствами deep cycle, что можно перевести, как глубокое циклирование. В этой статье мы рассмотрим разновидности АКБ глубокого разряда, сферы их применения, а также некоторые примеры таких батарей.

Особенности

Как понятно из названия, эти аккумуляторы должны быть приспособлены под глубокий разряд. Глубоким циклированием можно считать постоянный разряд до 15─20 процентов от номинальной ёмкости и последующий заряд. Ниже этого значения аккумуляторы вообще разряжать не рекомендуется, поскольку это приводит к существенному сокращению срока службы. Об особенностях разряда разных типов аккумуляторов будет сказано ниже.

Но, к примеру, для стартерных Pb батарей глубокое циклирование смерти подобно. Если пару раз глубоко разрядить современный кальциевый аккумулятор, то он потеряет большую часть своей ёмкости и станет непригоден для использования на авто.

Ещё одной важной особенностью аккумуляторов глубокого разряда является то, что в процессе разряда они до последнего момента должны обеспечивать заявленный разрядный ток и держать напряжение в определённом интервале. К примеру, для литиевого аккумуляторного элемента оно не должно опускаться ниже 3,1─3,2 вольта. Не должно быть такой ситуации, когда при уменьшении заряда валятся электрические характеристики АКБ.
Вернуться к содержанию

Разновидности

Теперь о видах аккумуляторных батарей, которые могут быть использованы для глубокого разряда.

• Некоторые разновидности свинцово-кислотных.
• Щелочные.
• Li-Ion.
• Прочие.

Свинцово-кислотные АКБ

Автомобильные стартерные батареи с жидким электролитом, как уже было сказано, очень чувствительны к глубокому разряду и не могут работать в условиях глубокого циклирования. Существует такая разновидность Pb моделей, как EFB аккумуляторы. Ряд производителей автомобилей советуют ставить их на свои модели с системами Старт-Стоп. EFB расшифровывается, как Enhanced Flooded Batteries (Усовершенствованные аккумуляторные батареи с жидким электролитом).

Для работы в условиях глубокого циклирования подходят свинцово-кислотные модели панцирного типа. Их название пошло от панцирной сетки, которую производители добавляют в конструкцию плюсового электрода. Целью этого является укрепление обмазки электрода и препятствование образованию крупных кристаллов свинца во время заряда.

Среди преимуществ Pb аккумуляторов можно назвать их доступную стоимость, отработанную технологию, высокий разрядный ток и налаженную переработку. К недостаткам следует отнести низкую энергетическую плотность, расход воды из электролита (для WET), чувствительность к глубокому разряду.
Вернуться к содержанию

Аккумуляторы AGM также относятся к семейству свинцово-кислотных. В электрохимических процессах принципиального отличия нет, но вместо жидкого электролита в AGM стекловолокно им пропитанное. Есть также близкая разновидность – GEL. Там электролит находится в виде геля (серная кислота переводится в гелевое состояние с помощью соединений кремния). Батареи AGM, как и EFB, рекомендуются для использования на автомобилях Старт-Стоп. Но они вполне успешно могут работать там, где требуется глубокий разряд.

Однако длительность их эксплуатации будет зависеть от глубины разряда. При постоянном чрезмерном разряде (ниже 20% от номинала) их срок службы значительно сокращается. Поэтому многие производители указывают большой разброс, от 500 до 1200 циклов заряд-разряд.

В отношении GEL справедливо всё вышесказанное, а различия заключаются лишь в сферах применения.
Вернуться к содержанию

Литиевые

Чаще всего в роли АКБ глубокого разряда из литиевых встречаются LiFePO₄. Они используются в качестве тяговых батарей в различном электротранспорте. Хотя для любых литиевых аккумуляторов глубокое циклирование не является чем-то аномальным. Для них разряд до 15─20% и последующий заряд является нормой. Так работают Li─Ion батареи в смартфонах, планшетах, ноутбуках и прочих устройствах. Но чрезмерный разряд им противопоказан. Поэтому большинство литиевых аккумуляторов работают под управлением контроллеров (BMS плат), не допускающих разряда ниже определённого напряжения.

Щелочные

Щелочные аккумуляторы получили широкое распространение в складской технике на электрической тяге, железнодорожном транспорте, производстве и т. п. Им глубокий разряд не наносит ущерба, и они могут использоваться в таких условиях весь жизненный цикл. Выпускаются модели Ni─Cd и Ni─MH.

Щелочные АКБ отлично подходят для работы в подобных условиях. Они не только легко переносят глубокий разряд, но ещё и могут без ущерба довольно долго находиться в разряженном состоянии.

Прочие

В этой категории можно упомянуть лишь некоторые концепты и перспективные разработки. Каких-то других типов АКБ глубокого разряда, которые бы выпускались серийно кроме перечисленных выше, нет. Есть только опытные разработки. В основном они имеют основу их тех же типов батарей, но ведутся эксперименты с материалами электродов, составом электролита и т. п.
Вернуться к содержанию

Где используются?

Область применения таких аккумуляторов очень широкая. Достаточно сказать, что литиевые АКБ, работающие в режиме глубокого циклирования, встречаются в различной бытовой технике и потребительской электронике. К примеру, работа смартфона, ноутбука, фотоаппарата и другой электронной техники состоит из постоянных зарядов и разрядов. В последнее время литиевые аккумуляторы востребованы в автомобилестроении. Они применяются в постоянно возрастающем количестве электромобилей.

Щелочные аккумуляторы, работающие в режиме глубокого разряда, используются в железнодорожном транспорте, на производстве, в сфере телекоммуникаций и т. п. Большое количество АКБ щелочного типа используется в современной складской технике. Это всевозможные погрузчики, подъёмники и т. д.

Транспорт на электрической тяге, который работает в производственных и складских помещениях, гораздо удобнее по сравнению с дизельной или бензиновой техникой.

Источник