При какой температуре аккумулятор заряжается

Многим интересно — при какой температуре заряжать аккумулятор? Ведь наверняка многие слышали истории о том,

как при очень низких и очень высоких температурах аккумуляторы начинали вести себя странно — очень долго заряжались, быстро разряжались либо даже вовсе переставали работать.

Ниже мы рассмотрим особенности зарядки аккумулятора, а также рассмотрим несколько рекомендаций, придерживаясь которых ваше устройство прослужит долгую службу.

Типы аккумуляторов и рекомендуемый температурный режим

Большинство современных аккумуляторов могут работать в широком температурном диапазоне. Однако при очень низких и очень высоких температурах может меняется химическая структура аккумулятора, а это может привести к большому количеству проблем.

Чтобы избежать проблем, производители советуют перед зарядкой поместить аккумулятор в приемлемые для него температурные условия.

Оптимальной температурой для зарядки считается диапазон от +10 до +30 градусов, однако заряжать аккумуляторы можно и при других температурах:

1. Если аккумулятор свинцово-кислотный, то заряжать его нужно при температуре от -20 до +50 градусов. Если зарядка происходит при отрицательных температурах, то ток следует понизить до 0,3С и ниже.
2. Если аккумулятор никель-кадмиевый или никель-металлогидридный, то заряжать его нужно при температуре от 0 до +45 градусов. При зарядке в пределах от 0 до 5 градусов следует понизить ток до 0,3С. При нарушении температурного режима серьезно снижается КПД устройства.
3. Если аккумулятор литий-ионный, то заряжать его нужно при температуре от 0 до +45 градусов. Заряжать аккумулятор при отрицательных температурах запрещено, чтобы не повредить его.

Особенности зарядки при низких температурах

Существуют следующие рекомендации относительно зарядки батарей при низких температурах:

• самыми неприхотливыми являются батареи из никеля. Их можно заряжать даже при отрицательных температурах, однако, при зарядке при температуре ниже +5 градусов замедляется рекомбинация газов в случае перезарядки. Это не только ведет к быстрому износу батареи, но и значительно повышает вероятность взрыва. Поэтому при температурах ниже +5 градусов следует снижать заряжающий ток до 0,1С;
• в промышленности часто используют аккумуляторы с так называемыми тепловыми одеялами. Они подогревают батареи и не дают им промерзнуть. К сожалению, эти одеяла значительно повышают стоимость прибора, поэтому бытовые аккумуляторы этими одеялами оснащаются довольно редко;
• нельзя замораживать свинцовые батареи, а хранить их нужно полностью заряженными. Ведь в разряженных батареях сердцевина становится более водянистой. Если свинцовые батареи долго держать на морозе, в корпусе могут появиться трещины, из-за которых устройство будет быстрее разряжаться, а сама батарея быстро придет в негодность;
• во время зарядки литий-ионных батарей при отрицательных температурах металлические частички могут попасть на электрод, что приведет к образованию тонкого металлического покрытия. Из-за этого значительно снижается отказоустойчивость, а при сильных вибрациях аккумулятор может и вовсе сломаться;
• существуют экспериментальные литий-ионные батареи, которые могут работать при температуре -10 градусов. Однако они используют очень низкий ток зарядки, поэтому заряжаются эти батареи достаточно долго; также они обычно имеют пониженный срок годности.

Особенности зарядки при высоких температурах

Существуют следующие рекомендации относительно зарядки батарей при высоких температурах:

1. Высокие температуры представляют серьезную опасность для свинцовых батарей, поэтому многие аккумуляторы такого типа снаряжаются специальными устройствами, которые позволяют продлить жизнь батареи на 10-15%. Также рекомендуется менять предел напряжения: при температуре 0-25 градусов предел напряжения составляет 2,4 — 2,5 вольт, при температуре 25-40 — 2,3 — 2,4 вольт, при температуре 40-50 градусов — 2,2 — 2,3 вольт. Если же же происходит капельная зарядка, то следует снизить напряжение еще на 0,2 пункта).
2. Никель-кадмиевые батареи при повышенной температуре окражующей среды практически невозможно зарядить полностью. Ведь в таких условиях снижается выработка кислорода, из-за чего батарея постепенно теряет возможность накапливать электричество. Например, при температуре 45-50 градусов батарея может зарядиться лишь на 70%, тогда как при температуре 60 градусов КПД составит не более 45%. Впрочем, у новых никель-металлогидридных батарей КПД выше, чем у старых никель-кадмиевых аккумуляторов. Однако они пока что очень плохо изучены, поэтому делать выводы преждевременно.
3. Литий-ионные аккумуляторы хорошо переносят высокие температуры, а их КПД составляет порядка 98%. Однако длительное воздействие высоких температур плохо влияет на здоровье батареи. Это не только снижает срок службы, но и заметно повышает вероятность взрыва.

Советы

Опытные инженеры советуют при зарядке аккумуляторов придерживаться следующих рекомендаций:

1. Многие батареи не имеют датчика температур. Если у вас именно такой аккумулятор, следует своевременно компенсировать влияние температуры окружающей среды. Сделать это можно при помощи изменения тока зарядки. При температуре 20-25 градусов можно заряжать аккумулятор по стандартной схеме, а при отклонении от этих параметров следует повышать (если температура ниже 20 градусов) либо повышать (если температура выше 25 градусов) напряжение на 0.03 В на каждый градус (однако, помните, что при понижении температуры ниже 5 градусов в ряде случаев может потребоваться снижение входного напряжения).
2. Существует заблуждение, что при отрицательных температурах все АКБ сильно разогреваются — это не совсем верно. Действительно, если напряжение будет очень высоким, то разогревание аккумулятора возможно, однако, такие высокие токи очень редко используются, поэтому при отрицательных температурах батареи практически не разогреваются.
3. Некоторые свинцовые аккумуляторы имеют кальциевое легирование. Если у вас такая батарея, помните, что следует избегать разряда батареи ниже 10,8 В. Следует периодически подзаряжать кальциевый аккумулятор, чтобы избежать полной разрядки.
4. Если вы используете аккумулятор в качестве источника питания для автомобиля, то следует помнить несколько важных моментов. Во-первых, если вы заряжаете устройство прямо в автомобиле, нужно обязательно учитывать температуру подкапотного пространства (а она может быть выше температуры окружающей среды, если вы недавно ездили куда-либо на этом автомобиле). Во-вторых, если вы принесли в помещение холодный аккумулятор, то ему понадобится время, чтобы нагреться (обычно порядка 5-7 часов); не верьте температурному датчику — он может показывать температуру окружающей среды, а не аккумулятора. В-третьих, в зимний период желательно прогревать двигатель перед поездкой — в таком случае температура подкапотного пространства вырастет, а АКБ будет лучше воспринимать заряд.

Заключение

Подведем итоги. Заряжать аккумуляторы имеет смысл при температуре 0-45 градусов, однако лучше всего это делать при 10-30 градусах. Не нужно заряжать аккумуляторы при отрицательных температурах, поскольку энергия будет плохо накапливаться.

Это правило не касается свинцовых аккумуляторов — их можно заряжать при температуре не ниже -20 градусов, хотя инженеры все же не рекомендуют это делать, поскольку при длительном воздействии отрицательных температурах возможно растрескивание батареи, что снижает срок эксплуатации и повышает вероятность взрыва. Также следует менять напряжение зарядки в зависимости от температуры окружающей среды, чтобы полностью зарядить батареи.

У огромного числа автомобилистов случалось так, что после стоянки машины на морозе она не могла завестись. У кого-то стартер вращался очень вяло, едва запуская двигатель. У других в ответ на поворот ключа в замке зажигания раздавалась тишина.

Здесь диагноз очевиден. Аккумулятор потерял свой заряд, а потому уже не способен выдавать необходимый пусковой ток для запуска стартера и проворачивания коленчатого вала.

Что интересно, такое чаще всего происходит именно зимой, когда температура опускается существенно ниже нуля. Важно понимать, почему такие ситуации возникают, как с ними бороться, и можно ли выполнить зарядку, когда на улице мороз.

Из-за чего происходит разряд

Для начала нужно понять, почему на морозе автомобильный аккумулятор вдруг полностью разрядился, если ещё вчера вы нормально ездили, и ничто не предвещало беды.

Низкие температуры воздействуют на протекающие электрохимические процессы внутри АКБ. Из-за их подавления, то есть снижения интенсивности, аккумулятор не успевает выработать достаточный заряд и восполнить ёмкость, что и проявляется в виде молчаливого двигателя при попытке его запустить.

Важно понимать, что указанный на корпусе и в паспорте АКБ пусковой ток, как и ёмкость, актуальны при оптимальной температуре и влажности. А это около 15–25 градусов Цельсия. По мере снижения температуры падают как ёмкость, так и максимальный пусковой ток. Предположим, заявленный максимальный ток пуска у батареи 500 Ампер. Но если температура будет низкой, больше 300–400 Ампер АКБ не выдаст.

Полностью заряженная и не особо изношенная батарея способна запускать двигатель при температуре до -25 градусов Цельсия. Когда термометр опускается ниже -30 градусов, могут возникать проблемы. Особенно, если АКБ находится в состоянии недозаряда, заметно износилась.

Автомобилисты часто не знают, что им нужно делать, если аккумулятор машины разряжается практически в ноль на морозе. Ведь это делает невозможным процесс запуска ДВС.

Тут нужно углубиться в суть и понять, из-за чего падают напряжение и ёмкость, почему на морозе у аккумулятора снижается его пусковой ток.

Когда электролит находится под воздействием низких температур, он постепенно замерзает, его плотность увеличивается. Из-за этого снижается интенсивность протекающих электрохимических реакций, которые и позволяют аккумулятору накапливать энергию и выдавать потом пусковой ток.

Чем ниже будет уровень заряда у АКБ при морозе, тем выше вероятность, что накопленной энергии не хватит для запуска двигателя.

Если температура будет -25 градусов Цельсия, а АКБ потеряет примерно 50% своего заряда, электролит попросту замёрзнет. Ведь в его составе доминирует вода, и лишь треть состава – это серная кислота.

У глубоко разряженных аккумуляторов замерзание происходит даже при -10 градусах.

Тут уже многие понимают, почему именно на морозе аккумулятор в машине сильно разряжается и не позволяет завести мотор после стоянки в зимний период времени.

Увы, но для российского климата не редкость, когда зимой у автомобилиста аккумулятор разрядился практически полностью. Даже оставшегося заряда не хватает, чтобы зимой нормально прокрутить стартер и коленвал. Если ничего не предпринять, АКБ будет продолжать садиться и дальше.

Уровень заряда напрямую связан с плотностью электролита. Этот показатель желательно поддерживать на уровне 1,28 г/см³.

Для жителей северных регионов, где температура около -40 градусов Цельсия не редкость, рекомендуют держать плотность на 1,3 г/см³. Да, это быстрее разрушает пластины аккумулятора, зато позволяет при экстремальных морозах запускать двигатель без особых проблем.

Заряд АКБ при сильном морозе

Теперь к вопросу о том, можно ли на морозе заряжать автомобильный аккумулятор, и как правильно поступить в такой ситуации.

Многие автомобилисты поступают следующим образом. В основном по незнанию или из-за спешки, увидев, что батарея не может запустить мотор, они сразу с мороза заносят аккумулятор в помещение и начинают заряжать. Но можно ли так делать – вопрос актуальный.

У каждой АКБ есть свой порог температуры, при которой допускается выполнять зарядку.

К примеру, для свинцово-кислотных это обычно от -15 до 40 градусов Цельсия. Чтобы узнать, можно ли сразу с мороза начинать заряжать конкретно ваш аккумулятор, просто изучите информацию на корпусе АКБ либо же в технической документации к используемой батарее.

Из этого всего получается, что на морозе в принципе зарядка севшего аккумулятора от автомобиля возможна. Но тут есть свои особенности.

Многое зависит от конкретной температуры. Принято считать, что оптимальная температура для зарядки АКБ составляет около 20 градусов Цельсия. В зависимости от модели аккумулятора напряжение заряда составляет от 13,8 до 14,4 В.

Чем выше температура, тем напряжение заряда будет меньше. И чем температура ниже, тем выше должно быть напряжение при зарядке. Компенсационное напряжение составляет 0,03 В на 1 градус Цельсия.

Вы теперь примерно понимаете, как надо будет зарядить свой севший аккумулятор, находящийся на морозе.

Предположим, что напряжение заряда для вашей батареи составляет 14В. А оптимальная температура для зарядки 20 градусов Цельсия. По мере снижения температуры будет постепенно увеличиваться и подаваемое напряжение. При 0 градусах Цельсия разница составляет 20 градусов. А 20*0,03=0,6 В. То есть в рассматриваемом примере напряжение для зарядки при 0 градусах Цельсия должно составлять 14,6 В.

Если температура упадёт до -20 градусов, тогда и напряжение повысится на 0,03*40=1,2 В.

Всегда учитывайте то, на какое максимальное напряжение заряда рассчитан аккумулятор. В большинстве случаев оно не превышает 15 В.

Допустим, если из-за разницы температур АКБ на морозе нужно зарядить напряжением 15,6 В, а батарея не рассчитана более чем на 14,4 В, подавать такое напряжение ни в коем случае нельзя.

Альтернативный вариант предусматривает зарядку не постоянным напряжением, а постоянным током. То есть на АКБ подаётся ток заряда номиналом 10% от ёмкости аккумулятора. Метод неплохой, но при отрицательной температуре на восстановление источника питания уйдёт очень много времени. Порой время исчисляется в сутках. И всё равно на морозе выйти на 100% заряд не получится.

Закономерным становится вопрос о том, можно ли сразу после мороза дома заряжать проблемный аккумулятор, и как правильно поступить в такой ситуации.

Как решить проблему

Как вы уже поняли, заряжать при морозах аккумулятор в теории можно. На практике это сопровождается дополнительными рисками, необходимостью проводить расчёты и пр.

Тогда логично спросить, что делать в такой ситуации. Ведь на улице зима, аккумулятор холодный, а севший источник питания нужно как-то реанимировать.

Чтобы аккумулятор не продолжил портиться, его не стоит долгое время оставлять без дела на морозе. Холод усиливает саморазряд, провоцирует потерю ёмкости, восполнить которую потом может и не получиться.

В общей сложности есть несколько вариантов того, как действовать в такой ситуации:

1. Прикурить от другого автомобиля. Прикуривать можно с помощью другой машины, либо переставив чужую батарею себе под капот. Делается запуск, АКБ снимается, возвращается своя батарея. Метод хорош, но подойдёт лишь в крайнем случае. К тому же не стоит прикуривать от автомобиля, который тоже стоял рядом и не заводился. Иначе один аккумулятор восполнит свой заряд, а второй его тут же потеряет.
2. Обогреть батарею. Севшую батарею правильнее всего снять с машины, отнести в тёплое помещение, и дождаться естественного обогрева. Тогда электролит вернётся к нормальному состоянию, запустятся электрохимические процессы, и удастся запустить двигатель. Причём иногда даже без подзарядки. Но всё же лучше сначала отогреть АКБ, а затем подключить к зарядному устройству.
3. Использовать дежурный аккумулятор. Многие автомобилисты, знающие серьёзность проблемы замерзания, используют одновременно 2 АКБ. Одна основная, на которой машина ездит. Вторая дежурная. Её задача заключается в том, чтобы на время стоянки заменить собой основную батарею. Да, придётся всякий раз снимать и подключать АКБ, но при сильных морозах это вполне рациональное решение.
4. Утеплить АКБ или использовать подогреватель. Утепление осуществляется разными способами, включая специальные кожухи, системы, подключаемые к узлу обогрева двигателя. Актуально, когда морозы действительно сильные. Утеплители в виде кожухов могут сохранять тепло буквально 2–3 часа. Для длительной ночной стоянки они не особо эффективны.
5. Использовать пусковое устройство. Такие девайсы выглядят как Powerbank для зарядки мобильных телефонов. Причём многие пусковые устройства способны заряжать смартфоны, планшеты, питать даже ноутбуки. Решение для тех, кто проживает в условиях сильных морозов либо понимает, что АКБ может в любой момент подвести. Предпусковые девайсы помогают запустить двигатель даже при отсутствующей под капотом батарее. Устройство подаёт ток нужной величины, заменяя собой пусковой ток от стартерного аккумулятора. Приборы сравнительно недорогие, но способны выручить в сложной ситуации.

Чего делать категорически не стоит, так это принудительно нагревать АКБ, занесённую с мороза.

Заряжать при отрицательных температурах АКБ можно, соблюдая определённые правила и делая расчёты. Но лучше перенести батарею в помещение, довести до комнатной температуры и только потом подключить к ЗУ.