Заряд кальциевых аккумуляторов

Основные особенности

Кальциевый аккумулятор не так прост в обслуживании и работе, как кажется

Автолюбителю важно знать основные особенности работы и процесса зарядки, чтобы ненароком не сократить срок службы такого дорогостоящего АКБ. Особенно важно всегда поддерживать напряжение батареи на должном уровне

Особенности и нюансы в работе таких аккумуляторов:

1. Заряжать кальциевую батарею требуется при различных установках напряжения, от 13.2 вольт, до 16.5 вольт, и не всякое зарядное устройство поддерживает такое напряжение.
2. Полная зарядка батареи происходит только при 16.5 вольт! при напряжении в 14 вольт степень зарядки будет менее 50%.
3. Штатный генератор практически никогда не заряжает кальциевые батареи полностью! Ведь обычно их напряжение не превышает 15 вольт.
4. Кальциевый аккумулятор требуется постоянно подзаряжать! При работе в городском цикле, на легковом автомобиле данный вид аккумулятор постоянно недозаряжается, поэтому необходимо проводить профилактическую зарядку раз в 1 — 2 месяца.
5. Требуется регулярно проверять такие батареи, и ставить на подзарядку как только напряжение понизилось до 12 вольт, или ниже.
6. АКБ уже не восстановит свою прежнюю ёмкость, если напряжение просело ниже 11.5 вольт.
7. Практически все кальциевые АКБ являются необслуживаемыми.

Особенности кальциевых аккумуляторов

Кальциевый автомобильный аккумулятор оснащается пластинами, изготовленными из химически чистого свинца с добавлением до 0,1% кальция. Применение сплава позволило снизить расход дистиллированной воды из раствора электролита, характерный для стандартных малосурьмянистых АКБ.

Источники тока кальциевого типа обеспечивают повышенный ток холодной прокрутки с одновременным увеличением емкости.

Кальциевые источники постоянного тока не требуют периодического обслуживания, кроме удаления слоя пыли с поверхности корпуса.

Применение сплава с кальцием повышает прочность пластин и снижает вероятность разрушения деталей под воздействием вибраций. Конструкция аккумулятора переносит повышение напряжения в бортовой сети более 14,8 Вольт. Дополнительным преимуществом кальциевых источников является устойчивость материала к электрохимической коррозии. Характеристики сплава позволили снизить толщину электродов и увеличить количество элементов в составе банки.

К недостаткам кальциевых источников тока (Ca/Ca) относят:

• деградацию материала пластин и активной массы при глубоком разряде;
• повышенную стоимость;
• использование специального оборудования для зарядки.

Кальциевая батарея не предназначена для установки в автомашинах, оборудованных системой «старт-стоп». Не рекомендуется использовать аккумуляторы типа Ca/Ca на автомобилях, эксплуатируемых в режимах с частыми пусками мотора или в городских пробках (из-за постоянного разряда).

https://youtube.com/watch?v=GUz25vH-vnA

Преимущества и недостатки

Основными конкурентами батарей Ca/Ca считаются сурьмянистые и гибридные АКБ. Во втором случае применяются сурьма и кальций. Такие аккумуляторы обслуживаемые и недорогие.

Что же касается кальциевых, то их создают необслуживаемыми или малообслуживаемыми. Стоят они в среднем на 30% дороже конкурентов.

Гибридные и кальциевые технологии продолжают развивать и совершенствовать. Их считают перспективными и способными вытеснить с рынков сурьмянистые классические источники питания. Но всё это в будущем.

Чтобы оценить перспективы технологии Ca/Ca, стоит изучить плюсы и минусы кальциевых аккумуляторов.

К сильным сторонам относят:

• увеличенный ресурс: при соблюдении правил эксплуатации батарея может прослужить 5–6 лет;
• небольшой саморазряд: если сравнивать с сурьмянистыми аналогами, у кальциевых саморазряд меньше на 50–70%;
• механическая прочность, здесь речь идёт о прочности пластин, потому они хорошо переносят удары и вибрации;
• минимальный электролиз, из-за него сурьмянистые АКБ требуют частой доливки дистиллированной воды, а кальциевые аналоги такой проблемой не страдают, потому большинство аккумуляторов необслуживаемые;
• низкая интенсивность коррозии, это улучшило характеристики батарей, продлило срок их службы;
• защита от перезарядов – кальций позволяет пластинам выдерживать до 14,8 В;
• уменьшение толщины пластин, это даёт возможность сделать батарею легче, компактнее и мощнее;
• необслуживаемый корпус: оптимальное решение для тех, кто не хочет следить за уровнем электролита, регулярно добавлять в банки дистиллированную воду, пыхтеть над ареометром и пр.

Подобные АКБ лучше использовать на современных и сравнительно новых машинах. Чем она новее, тем выше вероятность наличия системы автоматического отключения случайно оставленных потребителей.

Но не всё так идеально.

В случае с кальциевыми аккумуляторами имеются и свои недостатки.

1. Чувствительность к разряду. Эти батареи очень не любят, когда происходит глубокий или полный разряд. Эта характеристика считается основным минусом технологии. Потому настоятельно рекомендуется поддерживать заряд на уровне 12,7–12,9 В и не давать опускаться ниже 12 В. Если произойдёт глубокий разряд, батарея потеряет около 15–20% своей ёмкости. Если это будет полный разряд, придётся попрощаться с 50% ёмкости. В итоге кальциевые АКБ выдерживают не более 10 глубоких разрядов.
2. Стоимость. Цена этих аккумуляторов действительно выше в сравнении с конкурентами. Связано это с особенностями производства самих пластин.
3. Снижение ресурса в городском режиме. Кальциевая технология не любит, когда машина долго стоит без дела либо постоянно находится в пробках. Это негативно сказывается на сроке службы.

Кальциевые АКБ позиционируются сугубо как автомобильные батареи. Их не рекомендуют использовать на иных видах транспорта, особенно на лодках и катерах.

Как правильно заряжать кальциевые аккумуляторы

8 октября 2019 года

Более того, своими суждениями по этой теме даже успели отметиться отдельные зарубежные и отечественные производители батарей (АКБ).

Одной из главных точек противоречий, напомним, стал вопрос о том, какое максимальное напряжение должно быть при заряде так называемых кальциевых аккумуляторов.

Одни утверждают, что оно не должно превышать 14,6 В, другие говорят, что его значение может быть и 14,8 В, а третьи и вовсе считают, что заряжать АКБ надо при напряжении не менее 16 В. Так кто же прав?

Напомним, что эта компания ежегодно поставляет в нашу страну примерно с полмиллиона АКБ, среди которых особое место занимают популярные аккумуляторы Topla и TAB.

Подавляющее большинство словенских источников питания — как раз кальциевые АКБ, о чем говорят соответствующие символы Ca/Ca на этикетках этих батарей. Что же они собой представляют?

Легированы кальцием

Итак, сегодня кальциевые стартерные аккумуляторы — наиболее распространенный тип автомобильных АКБ. Их используют в большинстве современных легковых автомобилей, легких грузовиках, минивэнах, микроавтобусах и других вариациях малого коммерческого транспорта.

Это разновидность традиционных кислотно-свинцовых аккумуляторов, пластины которых изготовлены из свинца, легированного кальцием. Его доля в общей массе пластины составляет доли процентов, поэтому правильнее стоило бы называть такие АКБ «свинцово-кальциевые батареи».

Решетки пластин у батарей TAB и Topla изготавливают по технологии Expanded Metal TechnologyРешетки пластин у батарей TAB и Topla изготавливают по технологии Expanded Metal Technology

Однако в обиходе используется упрощенная бытовая формулировка «кальциевые», под которой подразумевают обычные современные АКБ с обозначением Ca/Ca, у которых положительные и отрицательные пластины легированы кальцием.

Максимальное значение зарядного напряжения «кальциевых» аккумуляторов TAB и Topla не должно превышать 14,8 ВольтМаксимальное значение зарядного напряжения «кальциевых» аккумуляторов TAB и Topla не должно превышать 14,8 Вольт

По типу использования все современные автомобильные батареи делятся на обслуживаемые и необслуживаемые. Банки обслуживаемых АКБ в ходе эксплуатации и при зарядке приходится периодически открывать, проверять плотность электролита, доливать в них воду.

Необслуживаемые АКБ (обозначаются индексом SMF), которые оснащены герметичной двойной лабиринтной крышкой с системой возврата конденсата и отвода газов, при правильной эксплуатации вообще не требуют долива воды. Соответственно, и порядок заряда обслуживаемых и необслуживаемых АКБ по некоторым моментам различается.

Подробнее об этом и других важных особенностях заряда кальциевых аккумуляторов можно узнать из видеоролика, который мы приводим ниже

Что касается самой процедуры заряда, то очевидно, что заряжать автомобильные АКБ проще всего с помощью автоматических зарядных устройств. Если используется автоматическое ЗУ, то его зажимы закрепляются на клеммах АКБ согласно полярности, после чего устройство подключают к бытовой электросети.

Контроль заряда осуществляется в соответствии с инструкцией применения конкретного ЗУ. Обычно для этих целей применяется соответствующая световая индикация.

В случае применения автоматических или ручных «зарядок», имеющих режимы предустановки максимального зарядного тока и напряжения, на аппарате нужно сначала выставить требуемые значения этих параметров.

Напряжение на клеммах полностью заряженной АКБ должно быть не менее 12,8 ВНапряжение на клеммах полностью заряженной АКБ должно быть не менее 12,8 В

То есть, если емкость АКБ равна 60 А*ч, то максимальный ток заряда должен быть выставлен на значение 6 Ампер. Окончанием заряда можно считать момент снижения тока до 0,4–0,8 А (зависит от конкретной модели АКБ) и его стабилизацию в течение двух часов.

Аккумулятор считается полностью заряженным, если напряжение на его клеммах, измеренное через 8–12 часов после отключения от ЗУ, будет составлять не менее 12,8 В.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Сколько выдает генератор: на что обратить внимание

Прежде всего, если возникли проблемы с АКБ, поверять нужно как аккумулятор, так и генератор. Более того, часто бывает так, что генератор на первый взгляд нормально работает, однако аккумулятор недостаточно заряжается или заряд батареи высокий, что приводит к закипанию электролита

В этом случае важно определить, какая зарядка генератора идет на АКБ. Другими словами, необходимо знать, как проверить генератор. Что касается основных симптомов, признаки неисправности генератора следующие:

Что касается основных симптомов, признаки неисправности генератора следующие:

• на панели горит значок аккумулятора;
• аккумулятор не заряжается или кипит;
• фары и габариты светят тускло;
• появились шумы, свист или скрежет в области генератора.

Проверка начинается с осмотра ремня привода генератора и его натяжения, а также анализа работоспособности других элементов (проводка, клеммы, соединения, ролики и шкивы ремня генератора и т.д.). Если замечаний нет, тогда следует оценить, как работает сам генератор, нет ли посторонних шумов при вращении ротора.

В том случае, когда отклонений от нормы не выявлено, можно переходить к замерам напряжения и силы тока. Замерить необходимо напряжение, силу тока, сопротивление. Чтобы выполнить замеры, следует иметь под рукой мультиметр или вольтметр (можно использовать и нагрузочную вилку).

Итак, в норме на аккумулятор с генератора должно приходить 5—14.5В. Это и есть тот показатель, который обязан выдавать генератор на АКБ. Если заряд генератора отличается, тогда это указывает на проблемы с узлом.

Для замера нужно учитывать, как проверить напряжение генератора на аккумуляторе. Для этого есть два способа – можно выполнить замер на генераторе, а также через АКБ. Дело в том, что генератор напрямую связан с батареей и разницу потенциалов вполне можно измерить прямо на батарее.

Проще всего использовать мультиметр, который подключается к АКБ в любой последовательности. Если же использовать вилку нагрузочную, она должна быть соединена с клеммами АКБ, при этом строго соблюдается полярность.

Так вот, нормой по напряжению в сети должен быть показатель не ниже 12 вольт. Если завести двигатель, в режиме ХХ  и отключенных энергопотребителях  напряжение на аккумуляторе должно быть 13.5-14В. Если заметно снижение показателей (например, до 13.3-13.8 вольта), это явное отклонение от нормы, указывающее на неполадки.

Еще полезной может быть информация, сколько ампер выдает генератор на аккумулятор. Фактически, это сила тока, причем на разных авто она отличается в зависимости от электропотребителей. При этом ток заряда должен быть таким, чтобы обеспечивать работу сети и заряжать АКБ.

Чтобы замерить данный показатель, необходимо создать нагрузку в бортовой сети автомобиля (включить «тяжелые» энергопотребители) после запуска ДВС. После того, как мотор запущен и потребители выключены, ток заряда 6—10 ампер, далее показатель снижается, так как идет заряд АКБ. Если же включить габариты, фары, обогрев стекол, сидений, зеркал, тогда происходит повышение зарядного тока. Если этого не происходит, опять же, очевидна неисправность.

Обратите внимание, для точного определения того, какой должна быть сила тока при той или иной нагрузке, можно воспользоваться таблицей (таблица часто встречается на профильных форумах, в специализированной литературе и т.д.). В ней содержатся данные, которые должен выдавать генератор при разной нагрузке. Характеристики генератора привязаны к количеству оборотов двигателя, то есть устройство на разных оборотах должно вырабатывать разный ток

Характеристики генератора привязаны к количеству оборотов двигателя, то есть устройство на разных оборотах должно вырабатывать разный ток.

Еще добавим, что также не лишним будет проверить сопротивление составных компонентов генератора  (ротор, статор и диодный мост). Что касается ротора, замер сопротивления осуществляется на обмотке. Если просто, щупы мультиметра соединяют с контактными кольцами (показания от 2.3 до 5.1 Ом укажут на то, что элемент исправен). Если обмотка потребляет ток в рамках от 3 до 4.5 ампер, тогда это норма. Рабочее сопротивление  должно быть 0.2 Ома.

Сейчас читают

Для проверки диодного моста необходимо определить, присутствует или отсутствует сопротивление, при этом сами показатели не важны. Главное, чтобы не было «нулевых» показателей. Мерить нужно попарно (плюс и все пластины на этой стороне/минус и все пластины на его стороне).

Особенности обслуживания и эксплуатации

По сравнению с традиционными сурьмянистыми батареями кальциевые аналоги требуют гораздо меньшего внимания со стороны автовладельца. Тем не менее обслуживать их нужно, пускай           и не по такому жёсткому графику, но особенности имеются. Опишем их:

если автомобиль эксплуатируется преимущественно в городском режиме, вашему аккумулятору изредка будет требоваться подзарядка, примерно раз в месяц. Если у вас поездки длительные, свыше 10-15 километров, частота профилактических подзарядок снижается вдвое-втрое;
измерять вольтаж батареи тоже нужно – при падении до 12 В необходимо срочно подзарядить АКБ. Иначе падения ёмкости не избежать;
помните, что глубокий разряд крайне нежелателен, ибо приводит к необратимым последствиям. Восстановление кальциевого аккумулятора посредством использования процедуры КТЦ невозможно

Более того — она ещё больше навредит вашему аккумулятору;
кипения электролита тоже нужно избегать – из-за низкой пропускной способности дренажных отверстий;
для измерения плотности электролита ареометр не годится, ибо в верхней части батареи скапливается менее плотная, водянистая жидкость, а повышенная концентрация кислоты присутствует в нижней части банок;
важно не приобрести контрафактное изделие. На оригинальном аккумуляторе указывается максимум информации как о батарее (ёмкость, стартовый ток, рабочее напряжение), так и сопутствующие данные (дата изготовления, производитель)

Покупайте АКБ известного бренда в крупных (желательно сетевых) автомагазинах.

Плюсы и минусы кальциевых автомобильных аккумуляторов

Любой тип автоаккумуляторов не является идеальным, поэтому имеет смысл рассмотреть основные характеристики всех трёх разновидностей:

Гибридные и кальциевые АКБ считаются перспективными устройствами, поэтому по мере совершенствования технологии их изготовления и падения стоимости они будут постепенно вытеснять сурьмянистые, которые на данный момент остаются самыми распространёнными.

Достоинства кальциевых автомобильных батарей:

• гораздо больший ресурс. Если придерживаться правил эксплуатации таких устройств, то средний срок службы автоаккумулятора кальциевого типа составит порядка пяти лет;
• невысокий показатель саморазряда. По сравнению с классическими сурьмянистыми АКБ у кальциевых аналогов этот показатель почти на 70% ниже;
• высокая механическая прочность пластин, что положительным образом сказывается на их способности противостоять вибрациям и ударам;
• минимизация электролиза воды. Как известно, из-за этого процесса сурьмянистые батареи должны обеспечивать возможность долива технической жидкости. У кальциевых аналогов этот процесс практически исключён, что позволило сделать их конструкцию цельной и полностью герметичной, то есть необслуживаемой;
• добавление кальция позволило уменьшить интенсивность коррозионных процессов, тем самым увеличив срок эксплуатации автоаккумулятора;
• защита от перезаряда. Батареи кальциевого типа способны выдерживать напряжение заряда до 14,8 В;
• прогрессивная технология изготовления пластин позволила уменьшить их толщину. В результате появилась возможность увеличить их количество, то есть суммарную мощность батареи;
• необслуживаемый аккумулятор – идеальный вариант для тех автомобилистов, кто не склонен заниматься манипуляциями, связанными с уходом за ним (регулярное измерение плотности электролита и его уровня). Особенно актуально это для новичков, которые могут забыть о существовании автоаккумулятора, за исключением случаев, когда требуется его подзарядка.

Важно! Кальциевые аккумуляторы желательно устанавливать на новые машины, которые оборудованы системой, в автоматическом режиме отключающей потребителей электроэнергии после определённого интервала времени простоя автомобиля (если автовладелец забыл выключить магнитолу, свет или габариты). Кальциевые батареи требуют наличия полностью исправного электрооборудования – любые неполадки являются дестабилизирующим фактором

Впрочем, это актуально для любых типов автоаккумуляторов.

А теперь перейдём к рассмотрению недостатков кальциевых аккумуляторов, которые, увы, тоже присутствуют:

• высокая чувствительность к полным или глубоким разрядам. Это считается главным недостатком батарей данного типа. В отличие от сурьмянистых и гибридных аналогов, крайне не рекомендуется разряжать аккумуляторы до значений ниже 12 вольт. Один глубокий разряд независимо от его причины, приведёт к падению ёмкости примерно на 20%. При полном однократном разряде ёмкость АКБ уменьшится примерно наполовину. Таким образом, 9-10 глубоких разрядов – и аккумулятор можно будет выбросить;
• высокая стоимость, которая объясняется сложностью технологического процесса производства пластин;
• уменьшение ресурса при преимущественной эксплуатации автомобиля в мегаполисе. На кальциевый автоаккумулятор губительным образом влияют длительные простои (когда автовладелец использует машину преимущественно для того, чтобы ездить на работу и домой, а в остальное время она простаивает), а также езда в городских пробках, для которой характерен режим «старт-стоп».

Отметим, что использование АКБ типа Са/Са не в автомобилях нежелательно. В частности, установка их на ложках/катерах – это высокий риск подвергнуть устройство глубокому разряду, что в силу вышеописанных причин крайне нежелательно.

Что означает кальциевый аккумулятор, в чём отличие от сурьмянистого аналога

Длительные эксперименты с легирующей добавкой привели к появлению кальциевых батарей, в которых вместо сурьмы используется более лёгкий элемент. Впрочем, в количественном отношении доля кальция в свинцовой пластине ничтожна – 0,1%, однако именно этот металл достаточно сильно меняет физико-химические свойства свинцового электрода, коим является аккумуляторная пластина.

Название и обозначение материала (Ca/Ca) по наименованию основной добавки – старая традиция, хотя более правильным было бы название свинцово-кальциевая батарея. Кальциевый тип аккумулятора оказался более совершенным, нежели сурьмянистый, но и идеализировать его не стоит. Наряду со многими достоинствами, которые отсутствуют у его предшественника, среди особенностей кальциевых аккумуляторов имеется и ряд недостатков, над которыми ещё предстоит поработать инженерам-конструкторам. Впрочем, уже сегодня подобные разработки существуют – добавление в материал изготовления пластин серебра делает их ещё более совершенными. Но и цена таких АКБ, обозначаемых Ca/Ag, существенно выше.

Что такое кальциевый аккумулятор и чем он отличается от обычного

Начнём с определения, что же это такое кальциевые аккумуляторы для автомобиля. Обозначение Ca/Ca сбивает с толку непросвещённых водителей, заставляя их думать, что в таких источниках питания вместо традиционного свинца для изготовления пластин используется кальций. Это не соответствует истине.

Во всех автомобильных аккумуляторах основным материалом для пластин является свинец. Если его полностью заменить кальцием, то химическая реакция не начнётся никогда. Некоторое количество этого металла добавляется при изготовлении пластин, и только. По технологии их доля составляет не больше 0,07 % от общего количества. Проще говоря, в 12-килограммовой пластине присутствует 8 г кальция.

Даже это незначительное количество содержится только в тех источниках питания, которые изготовлены по технологии Ca/Ca. В этом случае обсуждаемый элемент имеется как в положительных, так и в отрицательных пластинах. И это их главное отличие от аналогов под аббревиатурой Pb/Ca, где кальций присутствует исключительно в минусовых пластинах.

Главное назначение Ca — предотвращение возникновения коррозии в свинце и изменение точки кипения электролита. По последнему пункту требуются некоторые пояснения. Кипением аккумулятора принято называть выделение пластинами водорода, который поднимается на поверхность электролита в виде пузырьков.

Кальций добавляется для предотвращения этого процесса при эксплуатации необслуживаемой батареи в нормальных условиях, то есть когда она эксплуатируется на автомобиле. А раз нет кипения, то, естественно, нет и перезаряда. Оба эти явления провоцируют испарение воды из электролита, снижение уровня, окончательной деградации пластин.

Благодаря присутствию кальция элементы аккумулятора становятся крепче, что замедляет осыпание покрытия под воздействием вибрации при движении. Это, естественно, увеличивает срок службы кальциевого источника питания.

Преимущества и недостатки

Подводя итог сказанному, можно преимущества кальциевых источников питания скомпоновать в список:
Продолжительность работы. Если не нарушать правил эксплуатации, то кальциевые АКБ способны полноценно работать около пяти лет.
Повышен показатель прочности пластин.
Снижена интенсивность коррозийных образований.
Защищены от перезаряда.
Необслуживаемые (в большинстве).
Возможность изготовления довольно тонких пластин, что позволяет увеличить их количество.

Согласно существующему «закону пакости», раз есть плюсы, имеются и минусы:
Батареи очень чувствительны к глубоким разрядам. Один случай снижает показатель ёмкости на 1/5 часть.
Большая цена из-за сложности производства.
Губительное влияние длительных простоев и использования автомобиля от случая к случаю с небольшими пробегами.

Достоинства и недостатки

Кальциевый аккумулятор имеет свои плюсы и минусы в процессе эксплуатации.

Преимущества

К основным плюсам кальциевых аккумуляторов следует отнести такие особенности:

• В результате того, что в состав электродов помимо свинца был добавлен кальций, они приобретают повышенную прочность. Не разрушаются при тряске в особых условиях эксплуатации.
• Присутствие легирующего металла способствует защите воды от выкипания из аккумулятора. Большинство модификаций таких источников питания выполняются необслуживаемыми.
• Применяемая технология в данных АКБ обеспечивает защиту от возможного перезаряда. Благодаря таким свойствам они нашли применение в сети, где может применяться повышенное напряжение значением выше 14,8 В.
• Не подвержены воздействию коррозии и разрушению в результате длительного ее влияния.
• Увеличено количество самих пластин у каждого электрода, такое стало возможно благодаря уменьшению их собственной толщины.
• Низкая стоимость в отличие от аналогов.
• Пониженное значение самостоятельного разряда.

Недостатки

К минусам потребители относят:

• Не терпят глубокий разряд, в результате чего могут выйти из строя при длительной стоянке более 14 дней.
• Короткий срок службы. В результате уменьшения толщины пластин они разрушаются намного быстрее, чем аналоги. Производители заявляют срок до 5 лет.