Регистрация Войти
Вопрос

Автомобильные аккумуляторы предназначены для одноразового использования или их можно заряжать?

Аккумулятор в моей машине полностью разряжен, и я хотел бы узнать, нужно ли его выбрасывать или его можно зарядить.



Я спрашиваю об этом, потому что постоянно читаю о том, что автомобильный аккумулятор должен служить несколько лет. Но если автомобильные аккумуляторы можно заряжать, то разве они не должны служить намного дольше, чем несколько лет? Я думаю, что при исправном генераторе, работающем параллельно, аккумулятор не нужно будет часто заряжать, так что разве ожидаемый срок службы автомобильного аккумулятора не должен быть намного больше?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/41676/are-car-batteries-meant-to-be-disposable-or-are-they-re-chargeable
1
+ Читать

38 Комментариев

  1. Свинцово-кислотные аккумуляторы являются перезаряжаемыми. Вы пробовали их подзарядить? Часто этого бывает достаточно.



    Свинцово-кислотные аккумуляторы выходят из строя через 4–7 лет



    Самая простая причина заключается в том, что в них есть кислота. Но некоторые другие типы аккумуляторов не лучше, посмотрите на любой аккумулятор для мобильного телефона.



    Свинцово-кислотные аккумуляторы ненавидят глубокий разряд



    Если вы разряжаете аккумулятор почти полностью, а затем заряжаете его, это называется «глубоким циклом». Это отличается от обычного запуска автомобиля, когда вы расходуете небольшое количество энергии «сверху» для прокрутки двигателя, а затем быстро заряжаете аккумулятор, когда генератор начинает работать.



    Уникальная особенность свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что глубокие разряды повреждают их. У других типов аккумуляторов такой проблемы нет. Свинцово-кислотные аккумуляторы, рассчитанные на глубокие разряды, такие как Optima yellowtops, справляются лучше, но они всё равно будут разрушаться при глубоких разрядах, просто выдержат больше циклов (в верхнем диапазоне значений, которые я сейчас приведу).




    • Если полностью разрядить аккумулятор, он прослужит от 5 до 30 циклов до полного выхода из строя

    • Если вы разряжаете аккумулятор до 50 %, то можете сделать 20–200 циклов

    • при глубине разряда 25 % (использование 25 % ёмкости) за многие сотни циклов

    • 15 % DOD за тысячи циклов.



    Если вы проектируете системы с аккумуляторами, например автономные солнечные системы, вам никто этого не скажет, но вы и сами должны это знать... SMH...



    Как это происходит в автомобиле? Когда вы забываете выключить фары или у вас происходит короткое замыкание, из-за которого разряжается аккумулятор, и вы обнаруживаете, что машина не заводится, и вам приходится заводить её с помощью пускового устройства или заряжать аккумулятор, чтобы она снова заработала... и это входит в привычку.



    Им тоже не нравится, когда их увольняют



    Ещё одна причина, по которой автомобильные аккумуляторы выходят из строя, — это длительное хранение в разряженном состоянии. Предположим, аккумулятор разрядился, и вы просто храните его разряженным, не заряжая. Или если автомобиль стоит на парковке несколько месяцев и в нём есть утечка тока (как в некоторых современных автомобилях). Свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо хранить полностью заряженными.



    Ещё один фактор, убивающий аккумулятор, — это зимние холода плюс разрядка. Поскольку химическая реакция происходит между свинцом и кислотой, при 100-процентной зарядке кислота очень сильная. При полной разрядке кислота очень слабая. Сильная кислота замерзает при температуре ниже минус 40 градусов. Слабая кислота — это в основном вода, и она гораздо более уязвима к замерзанию при обычных зимних температурах. Когда она замерзает, корпус аккумулятора трескается, и аккумулятор выходит из строя.



    Наверняка есть батарея получше



    Когда-то на рынке было представлено множество аккумуляторов, и все они были устойчивы к глубокому разряду.



    Знаменитая «батарея Эдисона» была создана для электромобилей. Она состоит из никеля и железа и практически не подвержена износу, не имеет вышеперечисленных проблем и служит более 40 лет. Однако она плохо справляется с большими скачками напряжения, в отличие от единственного преимущества свинцово-кислотных аккумуляторов.



    На смену ему пришли никель-кадмиевые аккумуляторы, как традиционные с жидким электролитом, так и герметичные AA- и D-аккумуляторы. Они решили проблему скачков напряжения, и теперь они могут запускать реактивные двигатели — именно так запускаются вспомогательные силовые установки авиалайнеров. (и в видео по ссылке показана действительно старая батарея.) Такие батареи служат 20 лет. Конечно, они дороже.



    Сейчас литиевые батареи буквально заполоняют рынок аккумуляторов. Они используются в каждом мобильном телефоне, большинстве ноутбуков и самолётах Boeing Dreamliner, и из них можно сделать жизнеспособную автомобильную батарею. Однако ничто не указывает на то, что они прослужат дольше свинцово-кислотных.


  1. Автомобильные аккумуляторы имеют ограниченный срок службы и по его истечении подлежат утилизации. Когда срок службы аккумулятора подходит к концу, его необходимо заменить. В большинстве стран при покупке нового аккумулятора необходимо сдать старый на переработку.



    Во время работы автомобиля аккумулятор постоянно используется, а генератор поддерживает его заряд. Поэтому срок службы аккумуляторов ограничен, обычно он составляет от 3 до 5 лет. Даже аккумуляторы, которые не используются, со временем теряют заряд.


  1. Как объяснил Стив, аккумулятор является перезаряжаемым и постоянно заряжается и разряжается во время использования.



    Этот процесс зарядки и разрядки не идеален. Со временем компоненты аккумулятора, удерживающие заряд (пластины и электролит), изнашиваются, что приводит к снижению ёмкости аккумулятора (количества заряда, которое он может удерживать) и его максимального тока. Примерно через 6 лет ёмкость снижается настолько, что аккумулятор уже не может обеспечить достаточную мощность для запуска автомобиля. Тогда приходит время заменить аккумулятор.



    Запуск двигателя — критически важный момент: аккумулятор должен выдавать несколько сотен ампер в течение нескольких секунд (дизельным и большим бензиновым двигателям требуется больше энергии, а новым/отремонтированным двигателям — меньше времени для запуска). Это почти максимальный ток, который может выдавать хороший аккумулятор. Ни для одной другой операции в автомобиле не требуется такой силы тока, поэтому при снижении емкости аккумулятора в первую очередь страдает запуск двигателя.



    У других аккумуляторов тоже есть эта проблема: все перезаряжаемые аккумуляторы постепенно теряют ёмкость. Срок службы аккумуляторов измеряется в циклах зарядки/разрядки. Обычно это число составляет 300–1000 циклов. Из-за этого аккумуляторы для мобильных телефонов служат около 3 лет.



    Со свинцово-кислотными аккумуляторами всё немного сложнее, потому что слишком быстрая разрядка приводит к их повреждению, в то время как частые «поверхностные» разряды не так опасны. Тем не менее каждый раз, когда аккумулятор используется, он немного изнашивается.

  1. Автомобильные аккумуляторы не только можно перезаряжать, но они ещё и постоянно подзаряжаются от генератора. Даже для того, чтобы просто завести машину, аккумулятору требуется много энергии, а затем на него начинают расходоваться ресурсы таких электрических систем, как фары, обогреватели стёкол, системы зажигания и впрыска. Когда двигатель работает, генератор почти постоянно обеспечивает заряд, компенсирующий расход энергии аккумулятором.



    Если аккумулятор полностью разряжен, это может быть связано с неисправностью в электрической системе автомобиля, которая приводит к паразитному разряду аккумулятора при неработающем двигателе. Возможно, вышел из строя генератор или блок управления генератором, поэтому автомобиль не заряжает аккумулятор. Возможно, аккумулятор просто нуждается в подзарядке. Обычно в верхней части корпуса есть съемные заглушки, хотя некоторые аккумуляторы герметичны на протяжении всего срока службы. Также может быть неисправен сам аккумулятор, например, одна из свинцовых пластин деформировалась или треснула.



    Если аккумулятор можно зарядить с помощью зарядного устройства и он сохраняет заряд, проверьте работу генератора и убедитесь, что в автомобиле нет цепей, разряжающих аккумулятор. Если автомобиль эксплуатируется без генератора, аккумулятор разрядится в течение нескольких часов. Это произойдёт быстрее, если будут включены такие системы, как фары, вентиляторы и стеклоочистители.
  1. Сегодня вы можете купить литий-ионные аккумуляторы для замены автомобильных аккумуляторов. Однако они очень дорогие, и, как говорит Харпер, нет никаких оснований полагать, что они прослужат дольше свинцово-кислотных аккумуляторов, а значит, это очень невыгодная инвестиция.
  1. Низкая стоимость свинцово-кислотных аккумуляторов может быть связана с тем, что они существуют гораздо дольше, чем их альтернативы. Их также очень легко перерабатывать (и это хорошо, потому что свинец на свалках — это очень плохо). Я убеждён, что если бы кто-то начал производить никель-железные аккумуляторы в масштабах суперфабрики Tesla, они были бы идеально подходят для хранения солнечной энергии (как в бытовых, так и в промышленных масштабах). Их ключевым недостатком для использования в автомобилях было то, что они разряжались гораздо быстрее, чем свинцово-кислотные. Кроме того, он намного тяжелее при том же пусковом токе.
  1. Из-за литий-ионных аккумуляторов соединительные кабели практически вышли из употребления. Вместо них можно использовать один из этих устройств — amzn.to/2kBWUCt — лёгкий портативный пусковой механизм.
  1. В любом случае свинцово-кислотные аккумуляторы практически вытесняются с рынка для большинства мобильных устройств. Литий-ионные аккумуляторы широко используются в спортивных мотоциклах, доступны для автомобилей и скоро станут конкурентоспособными по цене. Однако для морских судов или стационарных устройств, где вес и плотность не имеют большого значения, они по-прежнему предпочтительнее.
  1. На YouTube есть видео с различными демонстрациями того, как можно починить аккумулятор с помощью квасцов или английской соли. Можно ли доверять этим источникам? Например: youtube.com/watch?v=Supe1a3LW2U Парень утверждает, что с помощью квасцов можно починить аккумулятор глубокого цикла, который не держит заряд, но в видео нет чётких доказательств до и после тестирования.
  1. Я бы не согласился, но согласился бы, если бы СТОИМОСТЬ имела значение. Лишь недавно другие аккумуляторы превзошли их по способности выдавать пусковой импульс, который всегда был их козырем. Ни один из них не может сделать это за двузначную сумму, даже близко. Стоимость всегда имеет значение, не так ли?
  1. У свинцово-кислотных аккумуляторов есть недостатки, но они остаются лучшим вариантом для автомобилей благодаря своим характеристикам: высокой скорости разрядки по требованию, неприхотливости в обслуживании, устойчивости к перепадам температур. Недостаток в виде большого веса относительно компенсируется весом автомобиля: свинцово-кислотный аккумулятор весом 5 кг составляет около 0,2 % массы автомобиля.
  1. Да... я так и не подумал.
  1. Вы можете придираться и жаловаться сколько угодно, но это не изменит моего ответа.
  1. Должно быть, это какое-то новое значение слова «постоянный», о котором я раньше не знал.
  1. Я отредактировал свой ответ, чтобы учесть комментарии.
  1. @Hobbes в этом и заключается гениальность стартеров. В течение нескольких лет считалось, что электрический запуск невозможен, потому что двигатель рассчитанный на такую силу был бы тяжелее самого двигателя! Затем они обнаружили, что медную обмотку можно мгновенно перегрузить.
  1. @juhist: определённо. Во многих автомобилях даже одна полная разрядка может привести к выходу аккумулятора из строя и сделать его ненадёжным.
  1. Действительно, я видел стартер для двигателя VW 2.0 TSI мощностью 2 кВт. Что касается циклов зарядки: неполные циклы тоже учитываются. Каждый раз, когда автомобиль паркуется, а затем снова заводится, происходит частичная разрядка. Если вы пользуетесь автомобилем два раза в день, то в год происходит 700 частичных разрядок. Я отредактировал свой ответ.
  1. О, и количество циклов полной зарядки/разрядки свинцово-кислотных стартерных аккумуляторов очень мало: вероятно, около 10, точно меньше 100. Если аккумулятор будет разряжен в течение длительного времени, даже один цикл разрядки может привести к его выходу из строя.
  1. Нет, я бы не стал. В большинстве случаев, хотя амперметр показывает небольшой ток, протекающий к батарее (потому что alt. напряжение на выходе немного выше, чем у аккумулятора) аккумулятор не будет "заряжаться"; этот ток будет просто направлен на нагрев. В ответ на то, что, как вы утверждаете, является моим "подкреплением", я сказал, что это происходит только в редких случаях (лучше бы так и было, иначе аккумулятор скоро разрядился бы), Вы процитировали это без такой оговорки. Как я и написал, это не усиливает то, что вы написали. Думаю, вам стоит переписать второй абзац.
  1. @JamieHanrahan Спасибо за объяснение. Мой ответ был очень простым. Я не утверждал, что аккумулятор обеспечивает питание постоянно. В моём ответе говорится, что он «постоянно используется", что вы дополнили словами «аккумулятор компенсирует разницу между выходной мощностью генератора и электрической нагрузкой автомобиля"». Согласны ли вы с тем, что аккумулятор является постоянно подключённой частью электрической системы и на протяжении всего срока службы находится в различных состояниях заряда и разряда?
  1. (продолжение) О, в некоторых автомобилях генератор может не справляться с нагрузкой, когда машина стоит на холостом ходу, особенно если, например, одновременно включены фары, вентилятор системы отопления, вентиляции и кондиционирования и очень громкая стереосистема. В таких случаях аккумулятор компенсирует разницу между мощностью генератора и электрической нагрузкой автомобиля и (снова) заряжается, когда вы снова начинаете движение.
  1. Он не «находится в постоянном использовании во время работы автомобиля». После запуска генератор быстро заряжает аккумулятор. После этого генератор также питает остальные электрические компоненты автомобиля. После зарядки аккумулятор не получает значительного тока, за исключением компенсации саморазряда. Если бы это было не так, автомобили с разряженными аккумуляторами не смогли бы завестись после запуска от внешнего источника.
  1. Они не такие, как литиевые. Свинцово-кислотные аккумуляторы НЕНАВИДЯТ глубокую разрядку, и она быстро их выводит из строя. Да, даже свинцово-кислотные аккумуляторы глубокого цикла (противоречие в терминах, если такое вообще возможно) получают несколько меньше повреждений, но всё равно выходят из строя из-за глубокой разрядки до такой степени, что вы не сможете полностью разрядить их 100 раз.
  1. @juhist Хотя основная нагрузка при запуске приходится на стартер, дизельный двигатель имеет свои особенности: свечи накаливания обычно нагревают камеру сгорания в течение нескольких секунд после запуска двигателя, чтобы процесс сгорания проходил более плавно (10–20 А на каждую свечу). Кроме того, на аккумуляторную батарею и генераторную установку приходится дополнительная нагрузка: например, из-за некоторых электрических обогревателей
  1. Хорошо, потому что «разомкнутая цепь» — это термин из электротехники, который означает почти прямо противоположное: в цепи есть разрыв («разомкнутость»), и ток не может проходить. Я предлагаю вам заменить его на «замкнутая цепь» или, может быть, «активная цепь».
  1. По сути, да, что-то потребляет энергию, когда автомобиль выключен. Это то, что я имею в виду.
  1. Когда вы говорите «обрыв цепи», вы имеете в виду «короткое замыкание»?
  1. @Chenmunka 23 или даже 34 года — разве это не удивительно? Большинство аккумуляторов не служат так долго из-за холода, глубокой разрядки, паразитных токов или чего-то ещё.
  1. @Bart: На корпусе было написано просто «VW». В этом нет ничего удивительного: когда «Мерседес» моего отца наконец умер в возрасте 23 лет, в нём всё ещё был оригинальный аккумулятор.
  1. Я не уверен, что утверждение о 1 кВт в течение 10 секунд в этом ответе полностью верно. Во-первых, обычный бензиновый двигатель запускается за 1 секунду, если только на улице не мороз. Во-вторых, 1 кВт — это всего лишь около 80 ампер при напряжении 12 В. Запустит ли это двигатель? Если двигатель очень маленький и уже прогрет, то да, но большой дизельный двигатель в мороз не запустится от 1 кВт. Тем не менее я не ставлю минус, потому что ответ в целом правильный.
  1. @Chenmunka Теперь мне интересно, какой марки был этот выдающийся аккумулятор? Особенно удивительно, что он так долго прослужил в старых автомобилях.
  1. Проблема, на которую намекают в некоторых ответах, но не говорят об этом прямо, заключается в том, что один глубокий разряд (разряженный аккумулятор) снижает ёмкость и, возможно, увеличивает внутреннее сопротивление, что негативно сказывается на способности выдавать пусковой ток. Это означает, что после того, как вы однажды разрядили аккумулятор, вероятность того, что вы снова его перезарядите, повысится, что приведёт к ещё большим повреждениям, пока аккумулятор не выйдет из строя окончательно.
  1. Сколько лет этому аккумулятору? Используется ли автомобиль регулярно?
  1. Автомобильные аккумуляторы уже являются самым перерабатываемым объектом на Земле: около 98 % из них отправляются на переработку. Чтобы отправить аккумулятор на свалку, нужно приложить немало усилий, так как мусорщики и все, кто занимается утилизацией отходов, будут следить за ним и изымать его из потока отходов. В них достаточно минералов, чтобы оправдать затраченные усилия.
  1. Не знаю, где вы живёте, но, скорее всего, при покупке нового аккумулятора с вас возьмут плату за утилизацию старого, которая может составлять от 5 до 100 долларов. Вы можете вернуть эту плату за утилизацию, сдав старый аккумулятор. Так что если вы просто решили его выбросить, то вы наносите вред не только окружающей среде, но и своему кошельку. Даже если плата за утилизацию не взимается, вам всё равно следует узнать, как правильно утилизировать аккумулятор в вашем регионе.
  1. Автомобильные аккумуляторы (как и всё остальное) не вечны, но ни в коем случае нельзя просто выбрасывать вышедший из строя аккумулятор. В нём много свинца, а кислота достаточно едкая, чтобы нанести вред имуществу, а также растениям и животным. Если вы покупаете новый аккумулятор, то старый нужно сдать на переработку, а не выбрасывать.
  1. Я заменил аккумулятор в своём Volkswagen 1976 года выпуска в 2010 году, то есть срок службы аккумулятора составил 34 года. Для меня этого достаточно.
Вы уже ответили на этот вопрос