Автомобилни оловни акумулатори

Проблемите които имах тези дни с акумулатора на колата ми припомниха колко неща съм забравил от уроците по електротехника преди много години. Информацията която намерих в интернет ми припомни нещата, но срещнах и много заблуди по отношение на оловните акумулатори и в следващите няколко реда ще се опитам да систематизирам най-важното за този тип батерии за всички на които ще се наложи да зареждат или подменят оловни акумулаторни батерии.

Устройство на оловен акумулатор.

Оловните акумулатори 12V се състоят от 6 акумулаторни клетки в обща кутия свързани последователно. Този начин на свързване сумира тяхното напрежение, а тока е еднакъв за всички клети, както заряден така и работен. Това означава, че излизането от строя на една от тези клетки прави акумулатора негоден.

Всяка клетка се състои от положителен електрод, който представлява оловен двуокис PbO2 закрепен на оловна плоча и отрицателен елетрод където плочата е изградена от гъбесто олово Pb. Между плочите има електролит, в случая сярна киселина H2SO4 с плътност 1,28.

В процеса на разреждане, двата електрода на акумулатора се покриват с оловен сулфат PbSO и се отделя вода. Плътността на елетролита намалява. В процеса на зареждане на отрицателния електрод се възстановява чисто олово Pb, а на положителния електрод оловния сулфат отново се превръща в оловен двуокис PbO2.

Зареждане.

Зареждането на акумулатора трябва да продължи до тогава, докато на пластините съществува оловен сулфат. Когато той се изчерпа, продължаването на зареждането не извършва вече промени в химичния състав а зарядния ток започва да разлага водата. На анода започва да се отделя кислород, а на катода водород. Този процес се наблюдава като кипене и не бива да се допуска при експлоатацията на акумулаторната батерия, независимо дали става въпрос за допълнително зареждане на акумулатора или при нормалната експлоатация на автомобилната електроинсталация.

Разреденият акумулатор при започване на заряд обикновено има напрежение 2V на клетка /12V за акумулатора/, след началото на заряда обикновено напрежението на клетка бързо нараства до около 2,2V /13,2V за акумулатора/ и след това плавно достига до 2,4V /14,4V за акумулатора/. В края на зареждането напрежението на клетка отново бързо се повишава до 2,7V /16,2V за акумулатора/. Това е сигнал, че зареждането трябва да се преустанови защото вече започва “кипене” на акумулатора. Освем с отделянето на взривоопасния газ водород започва и интензивно загряване на акумулатора което може да доведе до механична деформация на неговите елементи.

Крайно състояние зареден акумулатор.

Когато акумулатора е зареден и изключен от заряд и престоял около един час напрежението на клетка е 2,1-2,2V /12,6-13,2V за целия акумулатор/. Виждаме, че докато сме зареждали акумулатора с 16,2V след изключване напрежението вече е 13,2 волта. Това се дължи на загубите от вътрешното съпротивление на акумулатора, както и на необратими химични процеси.

Разреждане при експлоатация на акумулатора.

Когато включим под товар зареден акумулатор, неговото напрежение бързо се понижава до около 2V на клетка /12V за целия акумулатор/ като в процеса на експлоатация с товар това напрежение плавно намалява до 1,8V на клетка /10,8V за акумулатора/. Понижаване на напрежението под 1,8V на клетка /10,8V за акумулатора/ не трябва да се допуска защото това води до необратимо разрушаване на електродните плочи.

Как да зареждаме акумулатора.

Основният параметър на един акумулатор е неговия капацитет който се измерва в АмперЧаса /Ah/.

При заряд тока с който се зарежда акумулатора не трябва да превишава 10% от неговия капацитет. Така например акумулатор 55Ah трябва да се зарежда с ток до 5,5А и достигане на напрежение 14,4V и плътност 1,28 на електролита.

Ако нямате възможност да следите плътността на електролита /както са повечето съвременни акумулатори/ и напрежението на акумулатора по време на заряда ориентировъчно можете да зреждате акумулатора 8 часа с ток 1/10 от неговия капацитет. При по-нисък заряден ток сметнете пропорционално колко време ще е нужно за зареждане на акумулатора. Този режим обаче е силно-непрепоръчителен поради недостоверността на изписаните данни на продаваните в момента зарядни устройства.

В този случай е желателно да намерите уред с който да измерите зарядния ток който осигурява вашето зарядно устройство и да следите напрежението на клемите на акумулатора по време на зареждането.

Съхранение на акумулатор.

Оловните акумулатори се съхраняват напълно заредени в помещения където температурата не пада под 0 градуса. По време на съхранение акумулатора се саморазрежда от вътрешни утечки на самия акумулатор. Желателно е, поне веднъж месечно да се прави контролиран разряд до 11V и последващо зареждане на батерията.

Как да изберем зарядно устройство и да заредим акумулатор.

Ако ще купувате зарядно устройство за акумулаторна батерия, убедете се, че то може да осигури ток равен на 1/10 от капацитета на акумулатора който искате да зареждате. Добре е, ако има измервателен уред който да показва зарядния ток и зарядното напрежение. Ако не откривате устройство с такъв уред или неговата цена ви се вижда солена, можете да си закупите измервателен уред от магазин за електронни елементи. За цена от 15-30 лева има много цифрови измервателни уреди които могат да ви свършат работа.

При включване измерете зарядния ток които протича през акумулатора - в този случай уреда се свързва последователно с акумулатора. След като се убедите, че зарядния ток не се променя през първия час /или поне не с много/, превключете уреда за измерване на напрежение и го свържете паралелно на акумулатора. Зареждайте докато напрежението показвано от уреда достигне 14,4 волта като периодично проверявате с ръка странично кутията на акумулатора за евентуално повишаване на температурата и се ослушвате /ако вашия акумулатор няма отвори на всяка клетка през които можете да контролирате нивото и състоянието на електролита/ за “кипене” в акумулатора. Ако това се случи преди достигане на 14,4V това е признак, че ще трябва да си купувате нов акумулатор.

Информацията е събрана от учебници по електротехника. Нямам претенции за авторство на материала.