Саморазряд, мороз и опасность прикуривания: 10 глупых вопросов об аккумуляторах
Так уж повелось, что главные проблемы зимой автолюбителям доставляет аккумулятор. И традиционно, из года в год, звучат одни и те же насущные вопросы… Мы решили свести все самые популярные аккумуляторные проблемы в один «блиц-марафон»!
О дноразовые пальчиковые батарейки способны невозбранно храниться годами, пока их не начнут использовать. Но с автомобильным аккумулятором такой фокус не проходит! И сакраментальное «снятие минусовой клеммы» не поможет! Оставляя машину на парковке и уезжая на месяц в отпуск, вернувшись, можно не суметь запустить мотор… Многие из тех, кто привык, что выключенный ноутбук или смартфон может без ущерба для батареи лежать по полгода, неприятно удивляются…
Снимая клемму с АКБ, мы «отсекаем» внешние потребители тока, но не останавливаем естественный процесс внутреннего саморазряда, свойственный свинцовым батареям и почти не свойственный литиевым. Представьте, что внутри батареи параллельно ее клеммам постоянно подключен крошечный паразитный потребитель тока. Саморазряд все производители считают нормой, если в сутки новая батарея теряет не более 0,5-0,8% емкости. Это касается плюсовых температур — зима же в данном случае являет редкий пример союзника, а не врага: при температурах ниже нуля саморазряд замедляется! Но летом даже отключенная от автомобильной бортсети батарея за месяц способна лишиться половины емкости, а уже поработавшая (хотя и вполне исправная!) может иссякнуть почти полностью – для нее 1,5-2% потерь в сутки бывает нормой. Поэтому при длительном простое машины необходимо перед снятием клеммы полностью зарядить аккумулятор сетевым зарядником. А еще лучше – оставить АКБ на постоянной подпитке зарядным устройством, имеющим специальный режим компенсации саморазряда. Этот режим работы в инструкции к заряднику часто называют «буферным» или «компенсационным» — при нем батарея постоянно подпитывается безопасным сверхмалым током в несколько десятков миллиампер без риска испарения воды из электролита или перегрева.
Можно ли спокойно улететь, к примеру, в отпуск, оставив автомобиль на парковке без принятия каких-либо «консервационных» мер? Просто припарковаться и уйти, а через две недели вернуться, завести мотор и поехать? В принципе, можно произвести несложный арифметический расчет.
Если предположить, что электрика машины исправна и не потребляет ток при простое, то остается два основных «паразита», которые имеются у большинства – сигнализация и аудиосистема, «магнитола» в просторечии. Типичное потребление этой парочки – около 30 мА на сигнализацию и около 20 мА – на «магнитолу».
Необходимо замерить потребляемый автомобилем в режиме простоя от аккумулятора ток – рассказывает заведующий аккумуляторной лабораторией ФГУП «Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильной электроники и электрооборудования» Александр Казунин.
Предположим, у вас получилось 50 миллиампер. Считаем: 50 мА тока = 0,05 А·ч расхода. Умножаем на 24 часа в сутках и на, скажем, 14 дней – получается почти 17 ампер-часов аккумулятор теряет за две недели, и это, заметьте, без учета саморазряда. Для батареи емкостью 55 А·ч это составляет треть от емкости. Но главный вопрос – как интерпретировать эти цифры? Если на улице лето, автомобиль технически исправен, а батарея была заряжена на 100% — то потеря трети емкости не помешает завести мотор и поехать. Если же на улице зима, а машина эксплуатируется в городском режиме с вечным отрицательным энергобалансом, когда аккумулятор перманентно заряжен не более чем на три четверти (в лучшем случае!), картина получается неутешительная. После двухнедельного простоя сигнализация, «музыка» и саморазряд не позволят завести двигатель.
Вы поставили автомобиль в гараж и решили подзарядить батарею. Нужно ли перед этим отключать АКБ от бортсети машины, снимая с него одну из клемм?
Фактически любое зарядное устройство дает точно такое же напряжение (или незначительно выше), как и штатный генератор автомобиля, и никакого вреда это напряжение электронике автомобиля не нанесет. Тем более, что в массе своей она (включая главное – блоки управления двигателем и трансмиссией) полностью отрублена от бортсети извлеченным ключом зажигания и отключенным главным реле. Иными словами, после выключения зажигания исправное зарядное устройство можно подключать к батарее, стоящей под капотом, не снимая проводов с последней.
Впрочем, ключевое слово – «исправное»… Дело в том, что все современные зарядные устройства построены на бестрансформаторных источниках тока — так называемых инверторах. Их особенность состоит в том, что при практически любой неисправности внутри зарядника на его клеммах просто исчезает напряжение. Да, батарея, конечно, в этом случае не зарядится, но и электроника автомобиля не пострадает. А вот многие зарядные устройства старых лет выпуска, парк которых у автовладельцев по-прежнему очень велик, построены по трансформаторной схеме. Они массивнее, тяжелее, мощнее, но внутри часто представляют собой источники тока с напряжением 18-25 вольт, которое транзисторными или тиристорными регуляторами понижается до нужных при зарядке 14-16 вольт. И если регулирующий транзистор пробивается, что с ним случается нередко, на выходе зарядника появляется высокое напряжение 18-25 вольт, способное повредить и аккумулятор, и те электронные модули, которые не обесточиваются выниманием ключа — штатная или нештатная охранные системы, к примеру, или ряд блоков, относящихся к комфорту и сервису. В зарядном устройстве часто нет защит от подобного ЧП, поэтому при применении олдскульных зарядок клемму с батареи все же полезно снимать.
Бытует мнение, что заряжать аккумуляторную батарею дома – небезопасно. Действительно, риск взрыва несет выделяющийся при зарядке водород – в соединении с кислородом воздуха он образует так называемый гремучий газ. Но для взрывоопасной концентрации количество водорода должно составить не менее 4% от объема воздуха в помещении. Даже в небольшой комнате аккумулятору нужно стоять на зарядке несколько дней, чтобы возникла такая концентрация, а комната должна быть герметичной, что в условиях квартиры, к счастью, недостижимо…Есть и еще один важный нюанс: на деле во время зарядки составляющая водорода от общего количества газов, выделяемых батареей, мала — менее 10%. В основном аккумулятор порождает водород в первые часы после зарядки, а не во время нее. Убедиться в этом можно, к примеру, с помощью советского издания «Вентиляция и отопление аккумуляторных помещений», где вопрос газовыделения свинцово-кислотных батарей рассмотрен досконально.
Иными словами, известные строгие и непростые требования по соблюдению взрыво- и пожаробезопасности относятся к аккумуляторным участкам на предприятиях, где круглые сутки идет одновременная зарядка множества АКБ. Распространять эти требования на единоразовую сезонную подзарядку в квартире батареи личного легкового авто при открытой форточке или тем более на балконе не стоит.
Помимо водорода из аккумулятора при зарядке выделяются и другие газы, весьма токсичные — например, сернистый. Однако, опять же, если речь идет не о регулярной и массовой зарядке, а разе-другом за зимний сезон, количество этих газов может вызвать лишь головную боль – да и то если совпадут слишком много факторов. На деле же ощутить хоть какое-то недомогание от этого процесса крайне сложно.
Да, намеренно заряжать аккумулятор возле изголовья кроватки грудного ребенка точно не стоит в любом случае! Но если по каким-то причинам вам не удается пристроить АКБ на зарядку где-то помимо коридора или прихожей обычной городской квартиры, ничего серьезно опасного и необратимого со здоровьем не произойдет. Достаточно, если в квартире будут открыты межкомнатные двери и приоткрыто хотя бы одно окошко или форточка – например, на кухне.
Стоит отметить, что больше вреда (правда, не здоровью, а имуществу) могут принести мельчайшие пары серной кислоты, которые способны в незначительном количестве выноситься наружу из банок батареи с выходящими при «кипении» газами. В небольшом радиусе вокруг батареи они способны испортить ткань, пол или ковер из натурального материала. Опасность не сказать чтоб так уж существенна, но, чтобы подстраховаться наверняка, стоит поместить заряжаемую батарею в полиэтиленовый мусорный мешок — не завязывая, разумеется, его горловину.
Не секрет, что при систематических коротких поездках типа «дом-работа-магазин» генератор не успевает восполнять потери энергии аккумулятора, которую тратит стартер, и батарея постепенно теряет емкость даже при абсолютно исправном электрооборудовании. Однако летом у аккумулятора есть хотя бы возможность добраться за долгую поездку до стопроцентного заряда. А зимой такой возможности нет в принципе — даже если вы будете ежедневно кататься из Москвы в Питер и обратно, аккумулятор не сможет зарядиться выше 70-80% от номинальной емкости из-за замедления скорости протекания электрохимических процессов при минусовых температурах. В сильный мороз аккумулятор, стоящий на автомобиле, никогда не зарядится на 100%. Не зарядится он и в неотапливаемом гараже от стационарного зарядного устройства, если на улице сильный мороз.
Для гарантированного наполнения энергией батарею необходимо перенести в теплое помещение и дозарядить до 100% сетевым зарядным устройством. Проведение этой процедуры хотя бы 1-2 раза за зиму гарантированно предупредит проблемы с холодным пуском двигателя – если аккумулятор и электрооборудование исправны, разумеется!
Почти всегда проблемы с зимним запуском – вина владельца автомобиля. Не подзарядил батарею до нормы перед холодным сезоном, игнорировал неисправность электрооборудования и утечки тока, допустил полный разряд аккумулятора «в ноль» ранее и так далее. Однако иногда все исправно, аккумулятор свежий, а стартер крутит вяло! Почему?
Дело в том, что емкость аккумулятора – параметр непостоянный. Она очень сильно зависит от температуры окружающей среды. В холод емкость аккумулятора естественным образом снижается вследствие замедления скорости протекания электрохимических процессов. Приблизительно зависимость емкости от температуры можно визуализировать так:
| Температура электролита батареи, °С | Емкость, % от номинала |
| -10 | 80 |
| -20 | 65 |
| -30 | 50 |
Говоря проще, если производитель автомобиля сэкономил на батарее, не поставив «вариант для России» с увеличенными как раз на этот случай пусковым током и емкостью, то «полбатареи», в которые превращается аккумулятор при минус 25-30, запросто может не хватить для стабильного пуска. Особенно если АКБ систематически недозаряжается в городском режиме эксплуатации автомобиля с частыми стартами и короткими по продолжительности поездками.
Если аккумулятор разрядился в ноль – например, от забытых включенными габаритов, аудиосистемы или лампы освещения салона — плотность электролита катастрофически падает, и электролит замерзает, как обычная вода. Замерзая, он расширяется, деформируя пластины и раздувая бока корпуса. Что же происходит после «прикуривания» такой батареи проводами или портативным литий-ионным «пускачом»?
Летом «прикуривание» опасности не несет, – рассказывает Александр Казунин.
Но зимой – совсем другая история… Если разряженную и замороженную батарею принести домой, отогреть в течении полусуток при комнатной температуре и после этого поставить на зарядку сетевым зарядным устройством – она еще поработает. Но так мало кто поступает… В основном машину «прикуривают» и тут же уезжают, поскольку спешат на работу или по делам. Что происходит в этом случае? Батарея начинает заряжаться от генератора достаточно большим током. Но внутри нее на две трети объема электролита – лед. Фактически работает только треть батареи. От больших зарядных и пусковых токов спекаются сепараторы, и в них начинают прорастать шунты – токопроводящие перемычки из дендритов, которые замыкают пластины между собой. Чаще всего страдают первая и шестая банки, поскольку они находятся по краям, и промерзание начинается именно с них. После такого издевательства батарея почти никогда не держит заряд и требует замены. Прикуривая с утра машину, которая не светит лампами на приборной панели после поворота ключа, и стартер которой не издает ни звука, нужно помнить, что аккумулятор уже не жилец, и вечером крайне желательно заехать в магазин за новым!
Многие видели, как аккумулятор под капотом укутан в мягкий текстильный чехол-коробочку, называемую теплозащитой, термозащитой, «термокейсом» и так далее. На одних машинах такой аксессуар штатно идет с завода, на других его нет и в помине, а сторонние производители выпускают подобные вещи как элементы «тюнинга».
Распространено мнение, что такие термочехлы помогают батарее лучше заряжаться от генератора зимой и эффективнее отдавать ток стартеру. Но, увы, это заблуждение… Для зимы подобные «шубы» совершенно бесполезны – за ночь или день простоя на парковке любая батарея промерзнет до температуры окружающей среды – хоть норковую шубку на нее натяни! Главная задача такой термозащиты – частично прикрыть аккумулятор от перегрева в адском подкапотном пекле летом, чтобы уменьшить испарение воды из электролита, от которого страдают любые батареи, будь они хоть трижды «необслуживаемыми».
Впрочем, в любом случае называть такой аксессуар необходимым нельзя, и приобретать его самостоятельно, если производитель обошелся без него, совершенно необязательно.
Плюсовая клемма батареи склонна усиленно окисляться, часто покрываясь жутковатой на вид сине-зеленой коркой. Окислы начинают проникать и в плоскость контакта, быстро его ухудшая. Сегодня для предотвращения этого зла продаются специальные защитные смазки, но стоят они в силу специфичности весьма недешево, а востребованы редко и в ничтожном количестве. Да и есть нюанс – чистой и недеформированной клемме с исправным затяжным болтом дополнительный «химический допинг» в плоскости контакта с наконечником аккумулятора, по большому счету, и не требуется. А когда клемма уже «убита» окислением и царапинами, даже дорогое спецсредство не поможет ей восстановить качественный контакт без вольтопотерь – по-хорошему, клемму нужно менять или как минимум тщательно восстанавливать с использованием круглого напильника и наждачной бумаги.
Однако в «дедовские времена» существовал простой способ защиты клемм от окисления, ныне почти забытый. Он неплох для предотвращения будущего износа клеммы, пока она еще новенькая — тем более что стоимость затеи стремится к нулю, а простота — чрезвычайная. Для предотвращения окисления клемм на «плюсовой» контакт батареи в прежние годы опытные водители надевали плоское колечко из толстой ткани или войлока, на которое наносили 2-3 капли моторного масла — а поверх кольца уже надевали и зажимали клемму провода. Масло, дающее легкое испарение от жара подкапотного пространства, «укутывает» контакт батареи и клемму провода своеобразным антикором, не давая ей окисляться.
Чтобы не сел и не "умер" аккумулятор авто в мороз
Меньше всего проблем зимой у владельцев теплых гаражей, зарядного устройства и второго аккумулятора.
Важные для зимней эксплуатации авто факты:
— при температурах ниже "нуля" емкость любого свинцово-кислотного аккумулятора уменьшается от 20% до 50%, в зависимости от возраста самого АКБ, его состояния и температуры окружающей среды. Чем холоднее на улице и старше батарея тем "меньше" она становится. Обычный закон химии: при понижении на 10°С — скорость химических реакций замедляется в 2 раза. В сравнении с летним периодом разница в 30-40°С даст замедление скорости токообразующих реакций в аккумуляторе в 6-8 раз. И принимать заряд и отдавать батарея будет хуже. В целом это и сказывается на меньшей емкости батареи зимой.
— напряжение на клеммах даже у полностью заряженного аккумулятора на морозе падает с 12,7 Вольт вплоть до 12,4 Вольт. Неприятность состоит в том, что при таком низком напряжении в десятки раз увеличивается саморазряд да и запас емкости зимой меньше (если летом машину можно было оставлять на недели без движения то в морозы на 1-3 дня)
— зимой очень много мокрой грязи попадает под капот. Проверяйте чистоту клемм и самого корпуса аккумулятора — грязь может забить вентиляционные каналы, которые обеспечивают удаление газа, образующегося в процессе работы аккумуляторной батареи. Грязь на клеммах способствует их быстрому ржавлению и как следствие увеличению сопротивления в цепи и уменьшению площади контакта. Грязь на аккумуляторе образовывает незапланированные "проводники тока", по которым утекает заряд батареичтобы не сел аккумулятор в мороз
— короткие поездки в зимнее время из-за большого количества включенных электроприборов практически не заряжают аккумулятор, так как понижено напряжение в сети да и аккумулятор не успевает "отогреться". Ток заряда по сравнению с летним периодом ниже в 2-3 раза. Тем, кто использует автомобиль в таком режиме, необходимо раз в 2 недели АКБ подзаряжать.
— перед наступлением зимних холодов обязательно проверьте на сервисе состояние своего аккумулятора, стартера и генератора.
— зимой желательно эксплуатировать машину каждый день и не допускать простоев больше 1-2 дней, особенно если авто ночует на улице. Если машина будет стоять без движения на срок более долгий: рекомендуем в таких случаях забирать аккумулятор в теплое помещение. Для тех, у кого машины находятся в гаражах, снимите как минимум клемму с АКБ.
Правильнее всего никогда не допускать разрядку аккумулятора более чем на 1/4 полной зарядки. Уровень заряженности определяем или по плотности электролита или по напряжению на токовыводах:
Заряжен на 100%: плотность электролита (ПЭ) 1,285; НРЦ 12,7 В; замерзнет при — 65°С
75%: ПЭ 1,252; НРЦ 12,5 В; — 50°С
50%: ПЭ 1,210; НРЦ 12,35 В; — 29°С
25%: ПЭ 1,180; НРЦ 12,2 В; — 18°С
Полностью разряжен: ПЭ 1,140; НРЦ 11,9 В; — 12°С
Критически разряжен: ПЭ ниже 1,140; НРЦ 8-11В; электролит замерзнет при любых морозах.
Что зимой с аккумуляторной батареей делать категорически НЕЛЬЗЯ:
— (если вы не ездите зимой) заводить авто и греть на холостых.
Результат: скорее всего аккумулятор разряжен до 8-10 Вольт и нагрузки током холодной прокрутки для него смертельно опасны! Измерьте напряжение тестером прежде чем заводить двигатель
— прикуривать и ездить на севшем практически в ноль аккумуляторе (при 7-11 Вольт напряжении).
Результат: мертвый АКБ. Во-первых, намазка у разряженного аккумулятора держится на пластинах на порядок хуже чем у заряженного — она просто "стечет" от вибрации с электродов. Во-вторых, ток в такую батарею будет подаваться выше предельно допустимого (нет ограничения max. тока заряда в авто, кроме машин премиум класса). Погуглите фотографии раздувшихся или даже взорвавшихся аккумуляторов.
— принеся замерзший аккумулятор домой и не дав ему отогреться часов 5, сразу ставить на зарядку.
Результат: либо взорвется, либо просто треснет и будете думать как убрать с пола серную кислоту. Если очень торопитесь поставьте АКБ в таз с горячей водой, и лишь потом заряжайте.
— оставлять разряженный аккумулятор на морозе.
Результат: Вода в электролите замерзнет, а свинцовые пластины осыпятся. Придется купить новый аккумулятор, а старый сдать на утилизацию.
Миф про аккумуляторы большой емкости
На холоде емкость и частично ток запуска у всех аккумуляторов падают. Так сурьмянистые аккумуляторы старого типа, емкость потеряют в два раза (малое количество пластин, толстый слой намазки, легирование сурьмой). И у современных кальциевых (Са/Ca) и гибридных (Ca/Ag, Ca/Se) аккумуляторов емкость и частично пусковой ток уменьшатся. Исходя из такой особенности всех аккумуляторов мы рекомендуем водителям, постоянно эксплуатирующим авто в зимнее время, устанавливать батареи большей емкости — при возможности установки в посадочное место аккумулятора (АКБ большей емкости в основном обладают большими размерами). Идеальный вариант, кстати реализованный в автомобилях премиум класса и внедорожниках — установка двух аккумуляторов, подключенных параллельно! А миф о том, что генератор не сможет зарядить аккумулятор большей емкости, чем был установлен штатно с конвейера — всего лишь миф, распространяемый в интернете. Особенно часто этим грешат автофорумы. Аккумулятор большего объема — как топливный бак с большим литражом: дольше заправлять его полностью на заправке, но и проехать можно дальше. А скорость расхода топлива — зависит от стиля езды.
Хотя зимой ваш топливный бак объема не теряет.
Приспособленность гибридных аккумуляторов к зимним условиям
Гибридные аккумуляторы взяли от остальных типов АКБ их самые сильные стороны:
— у свинцово-сурьмянистых батарей: их способность не боятся глубоких разрядов.
— от кальциевых батарей: минимальное выкипание электролита и низкий саморазряд
Аккумуляторы А-Мега созданы по инновационной гибридной технологии (Innovative Hybrid Technology) знаменитой немецкой компании Moll Accu. В результате были получены универсальные мощные аккумуляторные батареи с высокими эксплуатационными характеристиками.
— диапазон рабочих температур: от -50° С до +60° С
— производитель гарантирует качество своих АКБ и подтверждает это сроком гарантии на 36 месяцев.
Почему за ночь может «умереть» даже новый аккумулятор в авто
Начитавшись советов в социальных сетях, отечественный водитель считает замену аккумулятора в автомобиле перед зимой столь же обязательной процедурой, как и сезонную переобувку. Страх получить сутра «новогоднюю елку» на приборной панели настолько остр, что некоторые автовладельцы готовы отправить на переработку даже новую АКБ, чек от которой еще не успел выцвести. Подстегивает и собственный опыт, который зачастую основывается не на конкретике, а на домыслах и лайфхаках.
Вымирание батареи в мороз — действительно популярное событие. Крошечные пробеги и работа на холостых не добавляют ей срока годности, а низкая температура лишь «нагнетает обстановку». Однако проблема не всегда решается путем простой замены аккумулятора. Тем более, что уже через несколько дней даже новый накопитель может не выдать необходимый для пуска ток. Так в чем же дело?
В двух случаях из четырех действительно стоит винить износ батареи. Но 50% проблем возникают в случае появления дополнительных, скажем, неучтенных источников потребления. Старые автомобили порой «разрешают» водителям вытащить ключ в положении «масса», оставляя машине целую ночь на «дожевать» батарейку, регулярно хандрят концевики дверей и багажника, не замыкая цепь и высаживая АКБ. Но самая популярная причина — допоснащение. А если точнее, то сигнализация.
Спутниковая «защитница» в подземном паркинге стоически ищет связь с «космосом» и, раз за разом не находя контакта, исправно высаживает аккумулятор. Новый он или старый — не важно, до утра не доживет ни один из предложенных вариантов. Ночевка же на улице вызывает у «сигналки» слишком много волнений: тонкие настройки зачастую принимают за посягательство и петарды, и хлопнувший оземь мусорный бак, и голосистую выхлопную систему соседа. Десятки срабатываний приведут в исступление не только все население дома, но и АКБ: утром автомобиль встретит своего владельца характерным щелканьем, которое означает необходимость в «пускаче» или зарядной станции. Иначе машина не «оживет».
Прежде, чем в очередной раз бежать в магазин за новой батареей, стоит усвоить важное правило: новый аккумулятор — это не панацея и не абонемент до следующей зимы. Как только клеммы впервые будут надеты на «плюс» и «минус» батарея начнет стареть, а продолжительность ее жизни напрямую зависит от владельца автомобиля. Реальное состояние АКБ можно продиагностировать простым мультиметром, который обязательно найдется у соседа по гаражу. Им же стоит искать и ту самую зловредную утечку электричества во время ночевки: подсоединив прибор к аккумулятору, нужно поочередно вытаскивать предохранители, искусственно разрывая цепи. Виновник будет найден за 15 минут.