Назначение это вида заряда заключено в самом его названии. Под "выравниванием" подразумевается доведение степени заряженности всех элементов в батарее до максимально возможных значений, которые могут быть достигнуты при их состоянии. Существует две основные причины (не считая ошибок при эксплуатации), которые вынуждают периодически проводить процедуру выравнивающего заряда для свинцово-кислотных аккумуляторов.
Систематический недозаряд - причина №1
Практически все современные зарядные устройства (ЗУ) снабжены функцией автоматического заряда, когда весь процесс вплоть до полного отключения ЗУ происходит по определенному алгоритму и без участия человека. Особенностью большинства зарядных алгоритмов является проведение заряда при постоянном напряжении. Как правило, эта величина не превышает 2,4 В/элемент. Данное значение зарядного напряжения является пороговым, при превышении которого резко усиливается процесс электролиза воды, т.е. аккумулятор начинает "кипеть". Выбор именно таких алгоритмов обусловлен снижением газовыделения и расхода воды, а также защитой аккумулятора от "смертельного" перезаряда, особенно при обслуживании неопытным пользователем. Налицо несомненные достоинства такого подхода, но есть и недостаток: при постоянном напряжении даже 2,4 В/элемент полный заряд разряженного аккумулятора должен занимать гораздо больше времени, чем заложено в типовых алгоритмах. Это в свою очередь объясняется стремлением сократить время заряда. В результате, при использовании автоматических ЗУ аккумуляторы, как правило, недозаряжаются.
Эксплуатация электрических аккумуляторов подразумевает их циклирование, т.е. чередование разрядов и зарядов. Как мы знаем, при разряде аккумулятора активные материалы превращаются в сульфат свинца, точнее мелкодисперсный сульфат, равный размерам частиц активных материалов и имеющий связанную с токоотводом электрическую цепь. Но сульфат свинца имеет свойство со временем агломерироваться в крупные, почти нерастворимые кристаллы, при этом связи с токоотводом нарушаются или исчезают вовсе. И при обычном заряде такой крупнокристаллчиеский сульфат уже не перейдет в активные материалы - он становится балластом. В итоге, при систематическом недозаряде, будет наблюдаться постепенное падение электрической емкости. И чем чаще и глубже разряды, тем больше электричества аккумулятор недополучит при последующих зарядах и тем быстрее нехватка емкости станет ощутимо заметной. Наиболее остро эта проблема проявляется в постоянно циклируемых батареях (тяговые, стационарные).
Разница фактических параметров элементов батареи - причина №2
Несмотря на то, что теоретически, все однотипные элементы в батарее должны иметь одинаковые характеристики, в реальности же они все будут разными. Вообще, двух абсолютно одинаковых аккумуляторов быть не может. И причин этому сколько угодно: начиная от состава и микроструктуры сплава токоведущих деталей и заканчивая количеством и плотностью электролита. А следствием является разное электрическое сопротивление. Чаще всего эти различия небольшие и практически не заметны в начальный период эксплуатации батареи. Однако если на эти различия накладывается систематическийй недозаряд или ошибки при эксплуатации, то влияние на характеристики целой батареи становится уже ощутимым. Это также происходит из-за постепенного накопления сульфата свинца в пластинах, но в данном случае уже отдельных элементов. Такое явление еще называют разбалансировкой батареи.
Проведение выравнивающего заряда
Ничего сложного в данной процедуре нет. По сути выравнивающий заряд является обычным зарядом постоянным током без ограничения зарядного напряжения. А поскольку ограничения напряжения нет и ток стабилизирован, то все элементы в батарее в конце концов получат нужное количество электричества, несмотря на их различия. При этом "хорошие" элементы будут просто сильнее "кипеть", поскольку сульфата свинца для реации в них крайне мало и большая часть электричества пойдет на диссоциацию воды и нагрев аккумуляторов. А вот в условно "плохих" элементах сульфата свинца больше, поэтому вначале этот сульфат будет реагировать с образованием активных материалов, и только потом уже начнется газовыделение. В принципе, по интенсивности "кипения" в начале выравнивающего заряда можно косвенно оценить состояние аккумуляторов.
Некоторые особенности, которые необходимо учитывать при проведении выравнивающих зарядов:
- Далеко не все ЗУ могут проводить выравнивающий заряд. В одних моделях ЗУ такой режим не предусмотрен вообще, в других моделях имеется отдельная функция выравнивающего заряда, а в каких-то выравнивающий заряд встроен в основной алгоритм в виде отдельной стадии. Достоверно узнать это можно из руководства по эксплуатации.
- Выравнивающий заряд следует проводить только после завершения основного заряда.
- Периодичность проведения выравнивающих зарядов напрямую зависит от режима эксплуатации. Но можно сказать и так: чем чаще - тем лучше.
- Перед выравнивающим зарядом и после его завершения необходимо проверить уровень и плотность электролита и при необходимости выполнить корректировку.
- В общем случае зарядный ток должен быть численно равен 5 - 7 % от номинальной емкости аккумулятора.
- Время заряда обычно составляет от 2 до 6 часов. Ориентиром можно считать начало интенсивного газовыделения ("кипения") во всех аккумуляторах, после которого необходимо продолжать заряд в течение 2 часов.
Задавайте любые, интересующие Вас вопросы, касающиеся свинцово-кислотных аккумуляторов. С удовольствием разберем их в следующих статьях.
