Простенький регулируемый DC-DC преобразователь, или лабораторный блок питания своими руками V2
Благодаря развитию современной электроники, в большом количестве выпускаются специализированные микросхемы стабилизаторы...
Технологии автомобильных аккумуляторов далеко шагнули вперед, сейчас уже мало кто покупает батареи сделанные по сурьмянистой технологии, все больше смотрят гибридный или кальциевый варианты. НО реально — почему так? Почему остались всего две основные технологии, я сейчас не считаю , – все же это немного другое, чем они так хороши и какая из них все же лучше? Давайте разбираться …
Действительно из доступных технологий сейчас остались именно кальциевые и гибридные батареи, конечно скидывать сурьмянистую еще рано, ведь реально продаются и они, но все же это прошлый век. НО многие из нас с вами не знают, что означают эти технологии, и в принципе чем они отличаются, поэтому в начале я бегло расскажу про каждую из них.
Как мы все с вами знает пластины аккумулятора, которые находятся в банках, производятся из свинца. Например минусовые из чистого свинца, а вот плюсовые из его оксида. Так вот, этот металл очень мягкий, относится к группе «цветных», если сделать пластины только из него они достаточно быстро разрушатся, хотя бы из-за перепадов температур.
Для придания прочности и практичности, в свинец начали добавлять различные примеси, немного, максимум 5 – 7%, и первой была сурьма — металл который дал нужные характеристики. НА стенках аккумулятора можно найти надпись («Sb» — сурьма). Прочность пластин действительно улучшилась, что сказалось на долголетии всего аккумулятора.
Хочется отметить, что такие сурьмянистые АКБ не так сильно бояться глубоких разрядов, реально могут выдержать 15 – 20 с потерей емкости до 20%. ЭТО ОДНОЗНАЧНО ПЛЮС.
НО 5-7% сурьмы, принесли и отрицательные свойства, там например процесс электролиза электролита начинался уже при 12 – 12,5В – это бурное кипение. Провоцировалось большое выделение и выплескивание воды. Поэтому такие аккумуляторы реально «обслуживаемые», у них есть сверху откручивающиеся пробки, которые имеют и небольшие отверстия, для испарения воды.
ЗА такими АКБ нужно постоянно ухаживать, раз (или даже несколько раз) в месяц, добавлять воды, замерять плотность электролита. Если «проворонили» уровень, то можно убить свой аккумулятор, банально перегреются и разрушатся пластины. Поэтому производители были вынуждены делать большие банки, в которых запасов жидкости было много, но это реально ухудшало КПД, потому как активной массы свинцовых пластин было не так много.
Чтобы улучшить характеристики, а именно убрать «выкипание» воды из электролита, пластины решили делать с добавлением другого вещества – Кальция, обозначения на бортах аккумулятора «Ca» или «Ca/ca». Опять же стали добавлять примерно 5 – 7%, что это дало:
Вроде вот оно – улучшенная батарея, буквально идеальная! Для новичков это вообще спасение, буквально 90% кальциевых аккумуляторов необслуживаемые, поставил и забыл на весь срок службы (справедливости ради стоит отметить есть и обслуживаемые, их не много всего 10% от общей массы и как говорится – «для гурманов», которые любят копаться внутри, мерить плотность и уровень электролита в банках).
НО как всегда есть минусы, их не много, но они существенные.
Стоит 10 раз подумать, прежде чем покупать их. Если автомобиль свежий, то можно брать не боясь, но если машина уже изношена желательно перед покупкой проверять всю электрику, и в том .
Чтобы совместить все плюсы двух технологий решили объединить Кальциевую и Сурьмянистую технологии, получился своего рода «Гибрид» или Гибридная батарея. Обычно одни пластины скажем «минусовые» делают с добавлением Сурьмы, а вот плюсовые с добавлением Кальция. Обозначения «Ca+», «Sb/Ca» или «Hybrid battery».
Эти батареи ОБСЛУЖИВАЕМЫЕ, выкипание воды присутствует, но не такое интенсивное. Хотя пробки не такие как у сурьмянистых АКБ, они герметичные.
Гибридные АКБ обладают усредненными характеристиками, то есть они имеют достаточно высокие токи запуска и емкость, а также не так сильно бояться глубоких разрядов. Самое приятное, что стоят они примерно, на 40 – 50% дешевле, чем кальциевые варианты.
Что и говорить, у каждой из технологий есть свои плюсы и минусы.
Кальциевая – практически всегда необслуживаемая, большие токи запуска, нет википания воды, электролиз при 15 – 16 Вольт. НО боится глубоких разрядов, даже один может убрать порядка 20% емкости.
Гибридная – зачастую обслуживаемая (необслуживаемых лично не встречал), токи запуска чуть меньше, но достаточные. Выкипания воды есть, но не такое глобальное, электролиз при 14 – 15 Вольт. Зато не так сильно бояться глубоких разрядов, могут выдержать до 15 – 20 циклов.
Если подвести итог – гибридная, для продвинутых автомобилистов, которые могут замерить плотность и добавить дистиллированной воды раз в три – четыре месяца, ИХ МОЖНО СТАВИТЬ НА Б/У МАШИНЫ, ведь реально могут долго сопротивляться разрядам. Также большим полюсом является и цена. Кстати подойдут и для большинства современных машин. Кальциевые полностью необслуживаемые, РЕАЛЬНО ДЛЯ НОВИЧКОВ, не нужно запариваться с плотностью, добавкой воды до уровня и прочего. А вот большие токи запуска, сделают уверенным зимний пуск – ГЛАВНОЕ СЛЕДИТЬ ЗА ЗАРЯДОМ, не доводить до «глубоких»! Также эти АКБ самые дорогие.
Лично я выбрал гибридный вариант, для меня не сложно за ним ухаживать раз в три месяца, да и цена была приятная.
Сейчас небольшое видео , кстати там в конце есть разбор про технологии производства, в общем смотрите.
На заре автомобильной эры за рулем каждого автомобиля был не только обеспеченный и прогрессивный человек, но и матерый механик. Автомобили не отличались простотой в эксплуатации и требовали постоянного технического контроля. Ситуация оставалась почти такой же годов до 70-х, пока не произошел автомобильный бум. Устройство автомобилей стало более продуманным, системы – более отлаженными, а автомобилисты, как правило, стали слабее разбираться в матчасти своего «железного коня». Сейчас ситуация и вовсе дошла до абсурда: каждый второй имеет собственный автомобиль и каждый второй из них даже не представляет, что происходит под капотом его машины. Такая ситуация выгодна для автосервисов, которые по-прежнему растут как грибы после дождя. Но для водителей, ничего не знающих об устройстве своего авто такое халатное отношение к делу обходится в копеечку. Чтобы любознательные автомобилисты смогли эту самую копеечку сэкономить, сегодня мы расскажем, как правильно заряжать кальциевые аккумуляторы.
Достоинств у АКБ, легированных кальцием навалом: они не требуют постоянного обслуживания, виброустойчивы, застрахованы от перезаряда, терпят перепады напряжения в бортовой сети, обладают коррозионной стойкостью. Однако, все плюсы в обыденной эксплуатации перекрывает неустойчивость к глубоким разрядам. Если разрядить кальциевую батарею ниже 11,5 В, то она уже не восстановит изначальную емкость. Два-три таких разряда – и аккумулятор сгодится только .
Поэтому вопрос зарядки – важнейший при эксплуатации кальциевых батарей. Всего несколько правил помогут вам пользоваться Ca/Сa батареей долго и счастливо.
И последний пункт, не касающийся напрямую режима зарядки. При покупке нового автомобиля, требуйте от дилера проверки плотности и напряжения на аккумуляторе. Зачастую, недобросовестные дилеры заряжают АКБ новых автомобилей «дедовскими» зарядными устройствами. Благодаря такому самоуправству, вы рискуете поменять аккумулятор через пару недель после покупки авто.
Словом, кальциевый аккумулятор, как любимая женщина: требует постоянного внимания, но взамен дает комфорт и преданность!
Пока аккумуляторная батарея работает исправно, мало кто из автовладельцев задумывается над тем, правильно ли она обслуживается и заряжается. Вопросы начинают возникать позже… и тут-то оказывается, что АКБ бывают разные и что ухаживать за ними тоже нужно по-разному. Особенно много споров возникает по поводу того, как правильно заряжать кальциевый аккумулятор автомобиля, поэтому освещению данного вопроса и было решено посвятить эту статью.
Все автомобильные аккумуляторы делятся на 4 вида:
Первые (Sb/Sb) – это старая дедовская свинцовая батарея, в пластинах которой в качестве добавки содержится сурьма, пусть и в небольшом количестве.
Ее достоинства:
Недостатки:
Вторые (Ca/Ca) – уже современные аналоги, в них свинец легирован с кальцием, плюс к ним добавлено немного серебра.
Достоинства:
Недостатки:
Все остальное – вариации. и AGM от обычных отличаются тем, что электролит в них абсорбирован (гелеообразный, не жидкий), а гибридные – присутствием в своем составе и сурьмы (плюсовая пластина), и кальция с серебром (минусовая).
В идеале АКБ требуют подзарядки пару раз в месяц, вне зависимости от поры года. Однако опять же каждый конкретный случай нужно рассматривать в отдельности, исходя из следующих условий:
О нормальном напряжении или условных 100% заряда можно говорить, когда мультиметр показывает 12,7 В. Более низкие значения означают, что напряжения недостаточно и батарейку следует зарядить: 12,2 В – наполовину; 11,6-11,7 В – полностью, т.к. он разряжен практически до нуля, а значит, скоро начнется процесс сульфатации пластин.
Замерьте с помощью ареометра плотность электролита. Она должна находиться в пределах 1,27 г/см3. Если значение ниже – заряжаем.
Здесь все просто: если двигатель завелся – поехали, если нет, батарею нужно попробовать зарядить.
Всем известно, что для того, чтобы аккумулятор, достаточно просто подсоединить его на определенное число часов к заряднику, у которого подача электричества будет настроена на величину, равную 10% емкости АКБ. К сожалению, для кальциевых батарей такой вариант не подходит, поскольку ток, который выдает стандартный зарядник является недостаточным для полного насыщения кальциевого устройства.
Что же делать?
Приобрести специальное зарядное устройство, вроде ВЫМПЕЛ-55, и дальше следовать инструкции.
О том, что АКБ заряжено вам подскажут интервалы заряда и «падения» (первый постепенно будет сокращаться, а второй растягиваться). Так вот когда первый будет составлять всего меньше минуты, а второй, наоборот, длиться несколько минут, можно говорить о полном заряде и произвести отключение.
Павел:
«Сделал вывод, что штатный автомобильный генератор не способен оптимально зарядить данный вид аккумулятора, получается он лишь только не дает ему разрядиться. Буду теперь знать и почаще проверять заряд АКБ, т.к. характер работы и место жительства способствуют поездкам лишь на небольшие расстояния, частому пуску мотора и длительным стоянкам, что для кальциевых агрегатов не есть хорошо».
Владислав:
«Недавно приобрел себе Вымпел55, так вот там максимальное напряжение составляет уже не 16,1 В, а 14,7-15,5 В. Уточнил у консультанта, оказалось, что более 16 В сегодня рекомендовано использовать только для устройств с пробками серии standard, которые раньше поставлялись в сухозаряженном виде. Сегодня они уже сняты с производства и встречаются крайне редко.
Для современных аппаратов нужно применять обновленную инструкцию, поэтому прежде, чем начать использовать тот или иной зарядник – читайте, господа, читайте!».
Автомобильный аккумулятор - обязательный элемент любого автомобиля, является автономным источником питания для различных электрических систем при выключенном двигателе. От типа АКБ и степени заряда зависят его эксплуатационные характеристики. Одним из самых распространенных видов батареи для современных авто является кальциевый аккумулятор. Он имеет свои особенности, касающиеся процесса эксплуатации и подзарядки.
На большинстве современных автомобилей отечественного и иностранного производства используются аккумуляторные батареи, которые можно разделить по технологии изготовления и характеристикам на 4 основных типа:
Каждый из представленных типов аккумуляторов для автомобиля имеет свои преимущества и недостатки. Обычные сурьмянистые агрегаты с дистиллированной водой легко подзаряжаются специальными электрическими устройствами, при этом могут быть полностью разряженными, в отличие от гелевых или кальциевых батарей, допускать полного разряда которых категорически не рекомендуется.
AGM, как и GEL батареи, обладают более высокой ценой, но при этом и большим сроком службы. Вопреки существующему мнению, что эти два типа АКБ идентичны, они имеют разные конструктивные особенности. Гелевые батареи оборудованы свинцовыми пластинами, между которыми залит силикатный гель. За счет большого количества пор он хорошо удерживает электролит, а твердая структура, которая связывает пластины, предотвращает возможность их осыпания и короткого замыкания.
В AGM вариантах связующий элемент между пластинами выполнен в виде абсорбирующей стеклоткани, которая способствует повышению емкости и стойкости к низким температурам. Срок службы AGM батарей самый высокий, но и цена приличной модели в 2-3 раза превышает стоимость АКБ с обычными характеристиками.
Однако самыми распространенными на рынке являются кальциевые аккумуляторные батареи. Сейчас такие агрегаты установлены практически на каждом втором автомобиле.
Свинцово-кальциевые аккумуляторные батареи изготавливаются с применением свинцовых пластин, которые в процессе производства легируются небольшим количеством кальция. Существуют также кальциево-серебряные виды (Ca/Ag), в пластины которых, особенно на участке минуса, добавляется определенное количество серебра.
Использование серебра позволило предотвратить множество проблем, с которыми сталкиваются автолюбители, на машинах которых установлены обычные АКБ с кальцием. Но стоимость серебряных батарей намного превышает цену стандартных вариантов, поэтому они чаще используются на авто класса люкс или премиум.
В отличие от сурьмянистых батарей, сплав решеток которых производится методом литья, кальциевые аккумуляторы делают по технологии штамповки. Это позволяет изготавливать более совершенные и сложные пластины, которые при производстве подвергаются специальной перфорации.
В отличие от привычных видов батарей устройства с кальцием являются полностью необслуживаемыми, что в некоторой степени усложняет процесс ухода и дополнительной подзарядки.
За счет специальной технологии и свойств кальция как легирующего элемента аккумуляторы такого типа обладают рядом преимуществ перед другими видами, и особенно малосурьмянистыми батареями, а именно:
При всех достоинствах этих АКБ они имеют один, но очень существенный недостаток, который заключается в высокой чувствительности к сильным разрядам. В отличие от гибридов, гелевых или сурьмянистых типов батарей даже при однократном падении уровня заряда до показателя ниже 11,8 вольт (глубокий разряд) аккумулятор типа Ca/Ca теряет до 70 процентов заявленной емкости, и в 1,5 раза неизбежно сокращается срок его службы.
Именно по этой причине при наличии в автомобиле системы Start-Stop, его эксплуатации в пробках, использовании транспорта исключительно в коротких городских поездках устанавливать в него такой тип АКБ не рекомендуется. Лучшее решение для таких автомобилистов - гибридные модели с кальцием и сурьмой, из более дорогих и еще более надежных вариантов - серебряные или сложные гелевые, а также батареи со стекловолокном.
Для нормальной работы кальциевого аккумулятора его необходимо правильно обслуживать, при этом некоторые производители рекомендуют подзаряжать свои устройства не реже чем 1 раз в месяц.
Если обслуживаемые батареи обычного типа можно без проблем заряжать стандартными устройствами-полуавтоматами или простыми выпрямителями, то кальциевые виды АКБ заряжают специальным прибором, который способен постоянно выдавать напряжение не меньше 16,1 В и не доводить до кипения внутренний электролит.
Стоит сказать, что «кипячение» таких батарей вообще противопоказано, так как в результате этого процесса выделяются кислотные пары, которые разрушают образованные на пластинах связи, из-за того, что в подобных аккумуляторах они установлены очень плотно друг к другу.
А из-за расслоения электролита во время зарядки на более легкую водянистую часть, которая концентрируется вверху, и более тяжелые его элементы (серная кислота), которые преимущественно оседают внизу, для достоверного измерения плотности кальциевых АКБ не используют ареометр, в отличие от обслуживаемых вариантов.
Необходимость в зарядке определяют, как и на любых других типах аккумуляторов – с помощью вольтметра замеряют имеющееся напряжение. Если оно падает ниже отметки в 13,1 вольт, то батарее нужна "подпитка". Показатели 12 В или ниже означают критический предел, потеря емкости по его достижении неизбежна, и, как показывает практика, зарядить кальциевый АКБ в таком случае до 100% практически невозможно.
Кальциевые аккумуляторы заряжают, следуя строго определенному алгоритму, и в несколько этапов. Существуют разные версии, каждая из которых имеет своих противников и сторонников. Некоторые специалисты полагают, что заряжать АКБ такого типа нужно на максимальных показателях напряжения не менее чем в 16,1 В. Другие считают, что излишняя напруга способна усугубить положение и испортить устройство, так как приводит к нарушению связей между пластинами и выкипанию воды.
Рекомендации отдельных производителей по дозарядке могут отличаться друг от друга из-за конструктивных особенностей батареи, наличия серебра, емкости и других факторов. Поэтому спецы рекомендуют использовать универсальную схему зарядки. Сначала подходящий электрический прибор (Орион Вымпел-55, Кулон, Bosh Max и др.) настраивают на максимальную подачу напряжения 16-16,1 Вольт и силу тока не более 10 % от номинальной емкости. То есть при заявленных 55 амперах - 5,5, при 60 - 6,0 и т. д.
В таком режиме аккумулятор заряжают несколько часов, до тех пор пока ток не упадет до 0,7-0,5 А. После этого прибор на время отключают, затем снова устанавливают несколько режимов – максимальный и средний (16,1 В и 13,1 В соответственно), а параллельно выставляют показатель 2,5-3 Ампера. Это приведет к тому, что напряжение будет падать плавно, при этом сила тока будет меняться от 3 А к нулю.
Как только батарея зарядится до нужного уровня, максимум установленного напряжения будет достигаться за несколько секунд, а падение до выставленного минимума будет осуществляться несколько минут. Как уже говорилось выше, ни в коем случае не допускайте закипания внутренностей, это не только снижает производительность свинцовой батареи, но и при слишком длительном процессе приведет к короткому замыканию, и, как следствие, к полному выходу АКБ из строя.
Все перечисленные действия рекомендуется проводить исключительно при комфортной температуре в помещении, она должна быть не менее 20 и не более 30 градусов. Аккумулятор устанавливают на ровную поверхность, не трясут и не переворачивают, особенно при подключенных к нему электрических приборах.
При покупке автомобильного аккумулятора обращайте внимание на маркировку производителя. Обычно они указывают силу тока и напряжение, емкость и некоторые другие особенности. Лучшим выбором будет гибридный или кальциевый вариант АКБ с содержанием частиц серебра. Более долговечными являются гелевые аккумуляторы или модели с пластинами, выполненными по AGM технологии, но они имеют свои нюансы в процессе зарядки и стоят дороже.
Если вы эксплуатируете свою машину в длительных поездках, она оснащена системами автоматического выключения или снижения света в салоне или в фарах, в регионе отсутствуют сильные перепады температур - то классический кальциево-свинцовый вариант необслуживаемого АКБ станет хорошим выбором.
В условиях города, при наличии постоянной системы Start-Stop или электронного зажигания, выбирайте гибридные модели, гелевые или кальциевые EFB или AGM варианты АКБ с более толстыми пластинами с системой micro-hybrid, которая и разрабатывалась под автомобили именно с такими системами запуска.
Автомобильные аккумуляторы насчитывают в своей истории не один десяток лет. Первый прототип современного был собран в 1859 году. Его создал физик Планте (Франция). Серийная сборка свинцово-кислотных батарей была организована в 1890 году, а примерно через десять лет их стали активно использовать на автомобильной технике. С тех пор конструкция аккумуляторов менялась незначительно. Но за прошедшие пару десятилетий в развитии и совершенствовании аккумуляторов произошёл значительный прогресс.
Ускорившееся развитие во многом подтолкнули решения об ужесточении требований к . Изменения коснулись требований к пусковому току, весу АКБ, расходу воды и т. п. Производители были вынуждены решать эти задачи и в результате появились новые технологии. Поскольку в принципиальном устройстве что-то изменить было сложно, создатели аккумуляторов стали совершенствовать состав и конструкцию электродов. Прежде чем перейти непосредственно к гибридным АКБ, рассмотрим путь их совершенствования.
Первыми АКБ с легирующими добавками были сурьмянистые. Как понятно из названия, в состав свинцовых пластин добавлялась сурьма. Токоотводы для таких АКБ изготавливаются по литейной технологии при высокой температуре. Эта разновидность аккумуляторов больше всего подвержена выкипанию воды из электролита, саморазряду и сульфатации. Зато они довольно устойчивы к глубокому разряду и стоят недорого. Сурьмянистые аккумуляторные батареи получили широкое распространение и остаются главенствующими на рынке до сих пор. Но постепенно стали появляться более современные модели, не имеющие указанных недостатков.
В этих моделях производители применили кальций в качестве легирующего компонента свинцовых пластин, а также усовершенствовали саму технологию их производства. В этом случае пластины электродов выполняются посредством просечки цельной ленты. После того её растягивают и формируется ячеистая конструкция. Ленту получают литьём при низкой температуре.
Новая технология даёт возможность выпускать электроды меньшей толщины и массы. Благодаря отсутствию перегрева увеличилась прочность пластин.
Особенно это важно для жилок решётки, которые стали менее хрупкими и подверженными коррозийным процессам. Немаловажно, что электроды стали чище по своему химическому составу. Это снизило саморазряд автомобильных аккумуляторных батарей при хранении. Технология получила название ExMET (Expanded Metal).
Вместе с этими улучшениями было модернизировано и производство автомобильных аккумуляторов. В одном технологическом цикле с электродами готовилась паста. Выполнялось пастирование, подсушка, а также формирование групп токоотводов. При нанесении намазки был предпринят ряд технологических мер, который исключал их слипание. Производство было в значительной степени автоматизировано и улучшена его экологическая сторона.
После разработки кальциевых аккумуляторов производители стали думать над тем, чтобы при сохранении их плюсов, избавиться от их минусов. Так появились гибридные автомобильные аккумуляторы.
Гибридные аккумуляторные батареи совместили в себе низкий саморазряд и отсутствие необходимости в обслуживании. При этом была решена проблема глубокой разрядки. Этот момент особенно важен для тех, кто часто оставляет автомобиль простаивать. Гибридные аккумуляторы часто обозначаются производителями, как выпущенные по технологии Calcium Plus или Ca+.
Пластины с положительным зарядом у гибридного аккумулятора производится из свинца с добавкой сурьмы. Отрицательный электрод производится из сплава свинца с кальцием.
В результате совмещаются преимущества двух технологий и устраняются их недостатки. Положительный электрод из свинцово-сурьмянистого сплава даёт устойчивость к глубокому разряду, а отрицательный электрод с кальцием снижает саморазряд и выкипание воды из электролита.
При производстве отрицательного электрода была использована технология ExMET (Expanded Metal), о которой упоминалось выше. Она обеспечивает более жёсткую структуру пластин, снижает коррозию и обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики гибридных аккумуляторов.
Кальциевые и гибридные аккумуляторы ещё не настолько сильно распространены, как сурьмянистые, но постепенно они завоёвывают место на рынке. Пока их массовое использование тормозится достаточно высоким ценником.
При выборе гибридного аккумулятора стоит помнить о некоторых моментах, связанных с их маркировкой. В ней для таких автомобильных аккумуляторов отражается расход воды. Маркируется он следующим образом: