Мороз и АКБ: что делать, если вдруг разрядился аккумулятор

Как думаете — почему почти все проблемы с аккумуляторами случаются зимой, в холода? Не торопитесь с ответом!

Зимой батареи разряжаются быстрее?

Напомним: на холоде химические реакции замедляются, а потому летом батареи разряжаются быстрее, чем зимой, а не наоборот. Холодная батарея просто не отдает запасенную энергию. Именно поэтому заряженную АКБ, снятую с машины, рекомендуется хранить в холодном помещении — это подтвердит любой учебник по электрооборудованию автомобиля. И емкость зимой никуда не исчезает — если холодную батарею поместить в теплое помещение, то ее параметры вернутся к исходным. Этим явлением часто пользуются автовладельцы, не сумевшие пустить замерзший автомобиль.

Другой причиной зимнего разряда считают возрастание числа потребителей. Фары и фонари, вентиляторы и стеклоочистители, обогреватели стекол и сидений, зеркал и форсунок — зимой всё это работает одновременно, потребляя значительный ток.

Однако современные генераторы рассчитаны на такой режим — даже на оборотах холостого хода они выдают серьезные токи. Да и летние нагрузки не сильно уступают зимним: при влажной погоде те же обогреватели стекол борются с запотеванием, а вентиляторы в жару вообще не выключаются. Прибавьте сюда электровентилятор системы охлаждения двигателя, потребляющий десятки ампер — в сумме получается много.

Так почему же АКБ то и дело отказываются крутить стартеры именно зимой?
Первая причина известна: масла на морозе сильно густеют, а потому при каждом холодном пуске батарея теряет гораздо больше энергии.

Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи зависит от степени ее разряженности и температуры электролита:



Основная же проблема заключается в том, что холодная АКБ очень плохо принимает заряд от генератора, и после каждого пуска она долго физически не может восстановиться до прежнего уровня. В первую очередь это относится к батареям, расположенным на улице (Hyundai Porter и другие грузовые автомобили покрупнее) или в багажнике.

Под капотом аккумуляторы худо-бедно согреваются, обретая через какое-то время возможность вновь накапливать ампер-часы. Но при коротких зимних поездках никакая АКБ полностью не восстанавливается, просаживаясь при каждом новом пуске мотора всё сильнее. В итоге даже новенькие батареи порой помирают буквально за две-три недели.

Примерная зависимость между напряжением разомкнутой цепи АКБ, плотностью электролита и температурой. Кривая указывает на температуру замерзания электролита:



Заряд и сопротивление

Любая АКБ обладает внутренним сопротивлением. Оно зависит от материалов и внутренней конструкции, свойств электролита и состояния токопроводов. Внутреннее сопротивление аккумулятора — величина переменная, зависящая от температуры, степени сульфатации, состояния клемм и контактов внутри корпуса батареи. В данном случае нас больше всего интересует температура: на графике показано, как стремительно нарастает внутреннее сопротивление АКБ по мере похолодания. Очевидно, что при зарядке батареи постоянным напряжением — а генератор работает именно в таком режиме — зарядный ток на морозе должен снижаться.

Мы решили проверить, какой реальный ток принимает батарея на 30‑градусном морозе и принимает ли она его вообще. Для экспериментов взяли три крупные батареи размером 278×175×190 мм. Такие ставят на автомобили, продающиеся в России, например, Renault. Считается, что машины с такими АКБ с запасом подготовлены к суровой зиме.

Мы проверили батареи трех основных типов: AGM, EFB и «обычную». По идее, ни стоимость батарей (от 4250 до 10 950 рублей), ни технология их производства не должны повлиять на результат испытаний, но практика — критерий истины.

Для испытаний взяли три батареи: EFB, «обычную» и AGM трех разных производителей.

ОДЕНЬСЯ ПОТЕПЛЕЕ!

На некоторых автомобилях аккумуляторные батареи укутаны в чехол-коробку — ее называют теплозащитой, термокейсом или по-другому. Такие аксессуары иногда устанавливают даже на конвейере. Принято считать, что эти чехлы способствуют согреванию батареи на морозе, улучшая её разрядно-зарядные характеристики. Однако всё не так просто: при длительной парковке на морозе батарея в любом случае промерзнет до уличной температуры. А вот прогреваться потом от нагретого двигателя будет медленнее. Однозначный прок от термочехла летом: он частично защищает батарею от перегрева в летнюю жару, отгораживая ее от раскаленных деталей двигателя.

Проверка и результат

Батареи предварительно разряжаем. Степень разряда должна быть такой, чтобы АКБ не разорвало на морозе. Ориентируясь на 30‑градусный мороз, советуемся с графиком, отражающим взаимосвязь между плотностью электролита, температурой его замерзания и напряжением на клеммах АКБ. Получается, что разрядить батареи можно примерно наполовину.

При минус 30 °C электролит начал подмерзать: еще пара градусов, и батарее пришлось бы совсем плохо.


Через двое суток пребывания в морозильной камере батарея почти утратила способность принимать заряд. До тех пор, пока она не согреется, о зарядке можно забыть. А значит, батарея будет только отдавать ток — и постепенно разрядится.


Что ж, разряжаем все батареи до напряжения на клеммах 12,24 В. По старой привычке хотели ориентироваться на плотность электролита, но в необслуживаемую батарею AGM с абсорбированным электролитом доступа нет. Пришлось обойтись замерами двух остальных АКБ: ареометр оба раза показал 1,20 г/см³.



Теперь проверяем величину тока заряда постоянным напряжением 14,4 В при комнатной температуре. Около 30 А — так и должно быть. Затем устанавливаем батареи в морозильную камеру и выдерживаем 48 часов. Теперь вновь подключаем источник питания — ток заряда не превышает 1,6 А. Что и требовалось доказать: налицо почти 20‑кратное снижение его величины. Именно это, а вовсе не пресловутый разряд, и является причиной частых отказов кислотных аккумуляторных батарей на морозе.

На полностью необслуживаемых батареях пробки отсутствуют, но в большинстве случаев они просто прячутся под этикетками.

ЧТО ДЕЛАТЬ?

Если хотите, чтобы аккумуляторная батарея не подводила вас зимой, желательно соблюдать два условия.

Первое: по возможности совершать длительные поездки, чтобы прогреться успевал не только двигатель, но и весь моторный отсек. Только тогда аккумулятор начнет принимать заряд.

Во‑вторых: моторный отсек желательно утеплять. Результат: температура в нем будет выше, и аккумулятор сможет принимать заряд раньше и больше. Тем, у кого аккумуляторная батарея размещена в багажнике, можно посоветовать открывать лючок для лыж или опускать спинку заднего сиденья, или чаще ставить машину в отапливаемые подземные паркинги (например, под торговыми центрами), причем надолго. Грузовичкам с батареями на раме поможет только периодическая зарядка батарей в теплом помещении.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Олег Толмачев, заместитель главного инженера АО «Тюменский аккумуляторный завод»
При отрицательных температурах резко возрастает вязкость электролита, ухудшается его циркуляция в порах пластин. При —30 °C вязкость повышается примерно в семь раз, а при минус 50 °C — почти в 30 раз по сравнению с положительной температурой. В результате повышается электросопротивление электролита.

Сульфат свинца на пластинах, который должен превратиться в активную массу при заряде, очень плохо растворяется при отрицательных температурах. Этим вызывается дополнительная поляризация пластин, ограничивающая способность аккумулятора использовать зарядный ток.

Некоторые специалисты считают, что чрезмерный зарядный ток, сообщаемый холодной батарее, может вызвать образование продуктов переокисления, включая озон и кислоту Каро. Это очень сильные окислители, которые в первую очередь взаимодействуют с органическими соединениями, например, с сепараторами и органическими добавками в отрицательном электроде. Всё это относится к любым аккумуляторам и батареям, работающим на свинцово‑кислотном принципе.

В соответствии со стандартами, нашими и европейскими, прием заряда на батареях проверяется при 0 °C. При температурах ниже —30 °C свинцово‑кислотные аккумуляторы не заряжаются.





via

Понравился пост? Еще больше интересного в Телеграм-канале и группе ВК

подписаться подписаться