Давно существует и многим хорошо известна базовая теория оптимального зарядного режима для автомобильного аккумулятора. Звучит она просто: заряжать батарею нужно током, составляющим 10% от её ёмкости в ампер-часах. Но что будет, если сделать совсем не так, как говорят умные книжки?
В идеальных условиях исправный генератор и управляющая им электроника заряжают 12-вольтовый стартерный аккумулятор в автономном режиме и стабильно поддерживают его в заряженном состоянии без дополнительных телодвижений со стороны водителя. Наверное, такое возможно в странах, где температура окружающей среды не опускается ниже нуля круглый год, но в регионе с продолжительным периодом морозов так не получается. Холодный аккумулятор плохо принимает заряд и в коротких поездках не успевает прогреться и зарядиться, вернув себе затраченное на пуск мотора и включённые сразу после старта разнообразные энергопрожорливые обогревы. Энергобаланс батареи постепенно уходит в минус, и в один далеко не прекрасный день её не хватает на проворот коленвала. Поэтому принудительная подзарядка батареи внешним устройством от сети с напряжением 220 вольт во многих случаях необходима как минимум 1-2 раза за зиму.
Однако для многих существенной проблемой подзарядки аккумулятора становится недостаток времени. Если зарядное устройство слабенькое и выдаёт 4 ампера, как сотни популярных компактных моделей «однокнопочных» зарядников-автоматов, то, поставив вечером аккумулятор на зарядку, к утру можно выяснить, что на 100% он не готов к эксплуатации. А если зарядка требуется после того, как аккумулятор с утра не справился с запуском мотора, то ночи на 4-амперном приборе не хватит абсолютно точно.
Моделей автоматических зарядных устройств с максимальным выходным током 4 ампера — сотни. Фото: Евгений БалабасПоэтому многие автовладельцы начинают искать более мощные зарядные устройства и видят на маркетплейсах за вполне умеренные деньги и 15-амперные модели, и даже 20-амперные. Такой прибор зарядит аккумулятор распространенной ёмкости 55-65 ампер-часов за несколько часов, а слегка подсевший доведёт до нормы и вовсе часа за полтора-два.
Однако у многих в голове присутствует некий психологический барьер: когда-то они читали в умной книжке, что для свинцово-кислотных аккумуляторов существует формула безопасного заряда, согласно которой делать это следует током, составляющим в амперах 10% от ёмкости батареи. Если батарея 60 ампер-часов, то ток должен быть не более 6 ампер, если 100 ампер-часов – не более 10 ампер и так далее. Подключить к обычному аккумулятору среднестатистического компактного кроссовера или седана мощное зарядное устройство с максимальным током 15-20 ампер многим откровенно страшно.
Можно ли так делать на самом деле? Давайте попробуем разобраться. И для начала мы задали вопрос о зарядке высокими токами специалисту – главному технологу Тюменского аккумуляторного завода Евгению Хорину.
– Электрод аккумулятора – это пористая пластина, и химические реакции идут в порах пластин, – говорит Евгений Хорин.
– Электролит в поры поступает за счет диффузии, при этом скорость диффузии намного меньше скорости реакции, проходящей под действием тока. При высоких зарядных токах электролит не успевает проникнуть в поры, и прорабатываются в основном поры, расположенные в поверхностных слоях электрода. Поры, расположенные в глубине, в реакции могут не участвовать. При заряде аккумулятора ток расходуется на реакции в активной массе и на вторичные процессы – разложение электролита и нагрев аккумулятора. Чем выше зарядный ток, тем большая его доля расходуется на вторичные процессы. Чем меньше ток, тем лучше идет заряд, но время увеличивается. При использовании зарядников, заряжающих при постоянной силе тока, ток при заряде не изменяется в течение всего заряда. Для таких зарядников оптимальным считается ток 10% от ёмкости АКБ. При использовании зарядников, заряжающих при постоянном напряжении, ток при заряде снижается. Для них допускается первоначальный ток, составляющий 25% от ёмкости аккумулятора.
Иными словами, хлеб можно испечь быстро при высокой температуре – снаружи получится красивая корочка, но внутри он будет сырой. Выбирайте сами, что для вас важнее: зарядить аккумулятор быстро или зарядить хорошо.
Фото: ReveХимия и механика процесса понятны. А теперь давайте задумаемся над сказанным и добавим к нему некоторые нюансы.
Во-первых, иногда надо действительно быстро. Тем более, что требуется-то обслужить АКБ один-два раза в году, что явно скажется на здоровье и ресурсе батареи пренебрежимо мало. Во-вторых, автомобильный генератор (если говорить об обычных простых генераторах без умной системы IBS) в своей повседневной работе ничего не знает о «правиле 10%» и выдает АКБ те токи, которые она готова в данный момент взять в соответствии со степенью заряженности и с законом Ома. Если подключить амперметр в цепь слегка подсевшей батареи после запуска мотора, можно увидеть, как АКБ запросто получает ток под 50 ампер и более. И если для свинцово-сурьмяных кислотных батарей это в некотором смысле и не самое приятное из того, с чем они в жизни сталкиваются, то, скажем, современные типы свинцово-кислотных батарей (например, AGM с несколько иными химией и конструктивом) переносят такие зарядные токи без совершенно равнодушно – без ущерба для ресурса.
Фото: Евгений БалабасДа, любую батарею невредно заряжать по «правилу 10%», но в первую очередь это важно для батарей, работающих в совершенно иных режимах, нежели стартерные.
Автомобильная стартерная батарея при нормальных условиях всегда пребывает в состоянии заряженности или в близком к нему. Запустили мотор, стартер забрал толику энергии, её вернул обратно генератор, и в дальнейшем именно генератор обеспечивает электричеством потребители бортсети, а батарея, зарядившись, в процессе фактически не участвует.
Совсем другой сценарий жизни у свинцово-кислотных батарей, работающих в качестве тяговых, которые каждый день полностью разряжаются и полностью же затем заряжаются. Современные электромобили на «свинце», разумеется, давно не ездят, но раньше, до эпохи массового распространения лития, это было в порядке вещей. На свинцово-кислотных аккумуляторах, которые циклично разряжались и заряжались каждый день, во множестве раскатывали по территории любого крупного предприятия СССР грузовые платформы-кары, бесшумно таская грузы между цехами. На «свинце» до сих пор работает большой парк погрузчиков, штабелёров, уборочной и тому подобной техники. Все эти батареи функционируют по полному циклу, и их-то традиционно стараются заряжать токами в те самые 10% от ёмкости, чтобы создать для интенсивно работающих АКБ максимально благоприятные условия во время заряда. Собственно, из тех старых времен и устоялось в книгах и головах это клише про якобы неизбежно-бескомпромиссные 10%.
Ну а с автомобильными стартерными батареями (по сути – с любым типом химии, но особенно – с современными AGM), которые, повторимся, живут в совершенно ином режиме, так уж строго придерживаться «правила десяти процентов» при зарядке внешним зарядником совершенно необязательно. На их сроке службы обслуживание внешним устройством с повышенными токами в 10-15 и более ампер, проводимое с профилактическими целями всего лишь несколько раз в году, скажется пренебрежимо мало. Если вообще скажется.
