Аккумуляторы глубокого разряда

 

Свинцово-кислотные аккумуляторы глубокого разряда при правильном обслуживании работают по 150 – 600 циклов. Назначение этих батарей на катерах и лодках – питание лодочных электромоторов, насосов, якорных лебедок, эхолотов и другого морского оборудования

Как они устроены

Конструкция аккумулятора глубокого разряда

Двенадцати вольтовый аккумулятор глубокого разряда состоит из шести ячеек, каждая из которых имеет напряжение 2.1 вольт. Ячейки подключены между собой последовательно —  положительный вывод одной к отрицательному выводу другой. Каждая ячейка состоит из соединённых между собой положительных и отрицательных пластин, которые разделены тонкими листами пористого электроизоляционного материала, предотвращающего короткое замыкание пластин между собой. Пластины в ячейке чередуются – за положительной идет отрицательная, за отрицательной положительная и так далее.

Пластина состоит из металлической сетки, которая служит несущим каркасом для активного пористого материала, запрессованного в сетку.

После того как пластины затвердевают, они вставляются в ячейки, а те в свою очередь в высокопрочный и жесткий корпус из полипропилена. Ячейки подключаются к клеммам, а корпус закрывается крышкой и заливается электролитом.

Причины выхода из строя аккумуляторов глубокого разряда

В холодном климате, аккумулятор стареет из-за того, что положительно заряженная пластина осыпается из-за расширения и сжатия, возникающего во время разряда и зарядки. Коричневый осадок, шлам или грязь скапливаются в нижней части корпуса батареи и вызывают короткое замыкание ячеек. В жарком климате, дополнительные причины отказа – увеличение размеров положительной пластины, коррозия ее решетки, вспучивание пластин и испарение воды. Глубокий разряд, нагрев, работа в условиях вибрации, перезарядка и недозарядка ускоряют процесс старения.

Еще одна причина преждевременного выхода аккумулятора глубокого разряда из строя это сульфатация.

Cульфатация – это процесс осаждения сульфата свинца на пластинах аккумулятора. Она возникает во время длительного хранения аккумулятора глубокого разряда и становится проблемой, если соединения сульфата свинца не удается преобразовать обратно в активный материал пластины. Если заряд аккумулятора опускается ниже 80%, пластины покрываются жестким и плотным слоем сульфата свинца, который проникает в поры и заполняют их. Положительные пластины становятся светло-коричневыми, отрицательные мутно-белыми. Со временем батарея теряет емкость и перестает заряжается

Как проверить аккумуляторы глубокого разряда

Существует шесть простых шагов, чтобы проверить работоспособность аккумулятора глубокого разряда:

1. Осмотреть
2. Зарядить
3. Удалить поверхностный заряд
4. Измерить плотность электролита
5. Проверить под нагрузкой и перезарядить

Если у вас не герметичные аккумуляторы, используйте ареометр, который можно приобрести в магазине автозапчастей. Ареометр – это устройство поплавкового типа, которое измеряет плотность электролита и предоставляет точную информацию о качестве батареи, уровне ее заряда, его слабых или мертвых ячейках. Еще два устройства для проверки аккумулятора –цифровой вольтметр и тестер нагрузки. Тестер нагрузки пригодится, если вы используете аккумуляторы каждый день, например, с электрическим лодочным мотором

Осмотрите батарею на наличие очевидных проблем — уровень электролита ниже верхнего края пластин, коррозировавшие или вздутые кабеля, коррозировавшие или неплотные клемные зажимы, крышка аккумулятора грязная или влажная, протекающий или поврежденный корпус аккумулятора

Если уровень электролита низкий, дождитесь, когда аккумулятор остынет и добавьте дистиллированную воду до уровня, указанного изготовителем батареи. Если уровень не указан, используйте 7 мм ниже пластиковой заливной горловины. Пластины должны быть все время скрыты электролитом. Избегайте перелива, особенно в жаркую погоду, так как тепло заставит электролит расширяться, и он выйдет наружу.

Зарядите аккумулятор до 100% емкости. Если разница в плотности электролита между ячейками .03, проведите выравнивание – зарядку аккумулятора при повышенном напряжении.

Поверхностный заряд – это неравномерная смесь серной кислоты и воды рядом с поверхностью пластины, которая образуется в результате зарядки или разрядки. Он заставляет плохой аккумулятор выглядеть хорошим, а хороший казаться плохим. Необходимо исключить поверхностный заряд с помощью одного из следующих методов:

• Оставьте аккумулятор на срок от четырех до двенадцати часов, чтобы снять поверхностный заряд
• Подключите нагрузку в 30% от емкости аккумулятора на пять минут, а затем подождите пять – десять минут.
• Используя тестер нагрузки установите нагрузку аккумулятора не менее половины его ССА на 15 секунд. Затем подождите пять-десять минут.

Измерение уровня зарядки

Если температура электролита аккумулятора выше 43.3° С —  дайте ему остыть. Чтобы определить состояние заряда батареи с температурой электролита до 26.7° C, используйте следующую таблицу, в ней предполагается, что плотность полностью заряженного свинцово-кислотного аккумулятора — 1.265. Чтобы вычислить значения напряжения или плотности для других температур электролита, используйте таблицу температурной компенсации. Напряжение для гелевых и AGM аккумуляторов отличается от напряжения батарей с жидким электролитом.

Показания вольтметра, Вольт	Состояние зарядки, %	Плотность электролита, г/см3
12,65	100	1,265
12,45	75	1,225
12,24	50	1,190
12,06	25	1,155
11,89	разряжен	1,120

Для не герметизированных аккумуляторов глубокого разряда проверьте плотность в каждой ячейке с помощью ареометра и выведите средний показатель. Для герметичных аккумуляторов, измерьте напряжение на клеммах цифровым вольтметром.

Некоторые аккумуляторные батареи имеют встроенный ареометр, который измеряет состояние заряда в одной из шести ячеек. Если встроенный индикатор прозрачный или светло-желтый, то уровень электролита в аккумуляторе низкий и в него нужно долить воду. Аккумулятору глубокого разряда требуется дозарядка, если один из методов измерения уровня заряда – ареометр, вольтметр или встроенный ареометр указывают на то, что уровень заряда ниже 75%.

Аккумулятор придется заменить, если:

• Разница между максимальным и минимальным значением плотности в ячейках аккумулятора составляет .05 или больше. Это означает, что одна из ячеек сильно разряжена или повреждена. Попытайтесь исправить ее состояние выравнивающей зарядкой
• Аккумулятор не заряжается выше 75% или встроенный ареометр после продолжительной зарядки не показывает, что аккумулятор зарядился до нормального состояния
• В аккумуляторе повреждены ячейки и цифровой вольтметр показывает напряжение 0 вольт
• Короткое замыкание в одной из ячеек или батарея сильно разряжена и цифровой вольтметр показывает напряжение от 10.45 до 10,65 вольт.

Если электролит в аккумуляторе был разлит или выкипел, а затем в аккумулятор долили воду, замените старый электролит на новый и полностью перезарядите аккумулятор. Электролит аккумуляторной батареи представляет собой смесь 25% — ной серной кислоты и дистиллированной воды, заменить его дешевле, чем купить новый аккумулятор.

Нагрузочный тест

Если аккумулятор глубокого разряда полностью заряжен, то его емкость можно измерить, подключив известную по величине нагрузку и замерив время, которое займет разрядка аккумулятора до 20% емкости. Обычно используется нагрузка, которая разряжает аккумулятор в течении 20 часов. Например, если емкость аккумулятора 80 Ач, то нагрузка в 4 ампера разрядит батарею примерно за 20 часов (или 16 часов до уровня 20%).

Новым аккумуляторам глубокого разряда с жидким электролитом требуется 50 -100 циклов заряда — разряда прежде чем они достигнут своей номинальной емкости. Гелевые и AGM батареи принимают рабочую емкость менее чем через 10 циклов

Перезарядка

Если аккумулятор прошел нагрузочный тест, зарядите его как можно скорее, чтобы восстановить его емкость и недопустть сульфатацию пластин

На что обращать внимание при покупке аккумуляторов

Емкость или резервная емкость
Емкость и резервная емкость — наиболее информативные характеристики аккумулятора глубокого разряда. Они должны соответствовать вашим требованиям и определяют время работы и вес батареи.

Емкость, выраженная в Ампер-часах характеризует нагрузку, которой аккумулятор будет разряжаться в течении заданного времени, до тех пор, пока напряжение на нем не опустится до 10,5 Вольта.

Аккумуляторы проверяются производителями на разрядку в течении 100, 20 или 8 часов. Чем выше ток разряда, тем ниже емкость из-за эффекта Пейкерта (Peukert) и внутреннего сопротивление батареи.

Резервная Емкость (RC) — это время в течении которого полностью заряженный аккумулятор при 26.7° C разряжается током 25 ампер, до тех пор, пока напряжение на клеммах не упадет до 10,5 вольт.

Чем выше емкость или резервная емкость, тем дольше прослужит аккумулятор и тем тяжелее он весит из-за большей толщины свинцовых пластин.

Если необходимо увеличить емкость, два или более новых и одинаковых по типу и емкости 12-вольтовых аккумулятора можно соединить параллельно. Если вы соединяете два аккумулятора разного типа и возраста, вы либо перезарядите один из них, либо не дозарядите другой, поэтому не устанавливайте вместе старые и новые батареи и батареи разных типов.

Правильно соединенные аккумуляторы будут заряжаться и разряжаться одинаково. Для соединения используйте короткий кабель большой толщины, чтобы избежать падения напряжения между батареями —  оно не должно превышать 0.2 вольта (200 милливольт). Подробнее о том, как заряжать два аккумулятора одновременно

Тип

Чтобы запустить двигатель, стартовый аккумулятор в течении пяти – пятнадцати секунд генерирует ток от 500 до 1000 ампер и разряжается не более 5% от емкости. Общее количество циклов полного разряда-заряда, которые выдерживает стартовый аккумулятор —  от 50 до 80. На первый взгляд это кажется очень мало, но из-за неглубокой разрядки стартовый аккумулятор способен в течении срока службы заводить двигатель до 80 тысяч раз.

Морские аккумуляторы глубокого разряда работают по-другому. Они предназначены для длительной разрядки током 5-50 ампер, выдерживают разрядку в течении нескольких часов и даже дней и разряжаются до 80% от емкости.

Лодочные аккумуляторы двойного назначения – это компромисс между аккумуляторами глубокого разряда и стартовыми батареями. Они обладают высоким пусковым током и выдерживают большее количество циклов, чем стартовые аккумуляторы. Лучшие аккумуляторы двойного назначения – это AGM аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи глубокого разряда с жидким электролитом делятся на два типа–мало обслуживаемые и обслуживаемые. Пластины мало обслуживаемых батарей производятся из свинцово кальциевого сплава, а у обслуживаемых — из сплава сурьмы и свинца. Мало обслуживаемые батареи не требуют регулярного добавления воды для обслуживаемых эта процедура является обязательной. Частота добавления воды определяется условиями эксплуатации аккумулятора, но рекомендуется проверять уровень электролита не реже одного раза в течении двух недель.

Герметизированные или VRLA аккумуляторы также бывают двух видов — AGM и гелевые. Их не требуется открывать для долива воды и обслуживать в течении всего срока эксплуатации.

AGM батареи глубокого разряда

• Отсутствует жидкий электролит, вместо него в отсеках между пластинами находится пористый заполнитель, пропитанный электролитом.
• Пластины большой толщины, обеспечивают глубокий разряд и долгий срок службы
• Подходят для работы с устройствами, которые требуют высоких значений тока и имеют большую потребляемую мощность.
• Выдерживают среднее количество циклов заряда – разряда.
• Повышенная надежность
• Лучше работают при невысоких температурах

Гелевые аккумуляторы:

• Электролит находится в неподвижном желеобразном состоянии, напоминающим гель.
• Не требуют долива воды и обслуживания
• Выдерживают большое количество циклов заряда-разряда при работе с высоконагруженными устройствами. Хорошо приспособлены для работы там, где требуется более глубокий разряд батареи, чем могут обеспечить батареи AGM. Электролит обеспечивает постоянную во времени производительность
• Высокая надежность
• Лучше работают при повышенных температурах окружающей среды.

 

Оба типа VRLA аккумуляторов в процессе зарядки производят восстановление электролита из водорода и кислорода, поэтому потерь воды в них не происходит. Из-за того, что внутреннее пространство батареи находится под давлением, при перезарядке или коротком замыкания возможна небольшая утечка газа.

VRLA батареи глубокого разряда требуют специальных режимов зарядки. При работе с ними необходимо ограничивать напряжение заряда, избегать перезарядки и высыхания электролита.

Дата выпуска

Хотя определить дату выпуска батареи бывает иногда затруднительно, никогда не покупайте аккумулятор глубокого разряда с жидким электролитом, выпущенный более трех месяцев назад. Если в течении этого времени его периодически не заряжать, начинается сульфатация пластин и падение емкости.

AGM и гелевые аккумуляторы храниться до 12 месяцев, прежде чем их зарядка упадет ниже 80%

Дата выпуска аккумуляторов DEKA проставляется на верхней крышке или боковой стенке и состоит из двух символов – буквы и цифры. Буквы обозначают месяц выпуска – А-январь, В-февраль и так далее, буква I пропускается. Цифра – год выпуска. Например, В6 – февраль 2016 года.