Аккумуляторная батарея (аккумулятор) выполняет функцию питания всех потребителей автомобиля во время стоянки, или в случае если генератор не в состоянии на низких оборотах двигателя поддерживать необходимый ток бортовой сети. От аккумуляторной батареи зависит работа не только вспомогательных приборов установленных на автомобиле, но и непосредственно жизнеобеспечение тех узлов, которые отвечают за запуск и стабильную работу двигателя. Поэтому иметь правильно подобранную по всем параметрам и эксплуатационным характеристикам аккумуляторную батарею очень важно на борту вашего автомобиля.

 Немного об истории применения аккумулятора в автомобиле.

Первый работоспособный аккумулятор был изобретен в 1859 году французом Гастоном Планте. Естественно что первый аккумулятор не задумывался как автомобильный, а был лишь еще одним шагом на пути к прогрессу. Основными недостатками первых аккумуляторов была их маленькая емкость. Что было итогом технологии изготовления входящих в аккумулятор деталей (пластины свинца были цельные, а не решетчатые что значительно сокращало площадь контакта с кислотой) и применяемых материалов (примеси в элементах).
2 Немного о строении и работе аккумуляторной батареи (аккумулятора)
Кислотный аккумулятор
Как правило современные кислотные аккумуляторы (рисунок 1)  
 
Рисунок 1 Внешний вид кислотного аккумулятора

состоят из отдельных элементов питания (так называемых банок) каждая банка сделана по аналогии и подобию. Принцип работы каждой банки сводится к физико-химической реакции в ней и выделения в результате этого электричества на выводах электродов банки. В итоге банки в аккумуляторе соединяются последовательно, для повышения напряжения.

Химические процессы протекающие в аккумуляторе.

 Протекающий процесс физико-химической реакции в аккумуляторе называется электролиз и основывается на применении двух материалов (окислов свинца – двуокись свинца (РЬО2 – положительный электрод), свинец (РЬ - отрицательный электрод), хотя могут применяться и другие материалы но принцип остается тот же), которые в кислотной среде (серная кислота - H2SO4)  реагируют по следующим реакциям
При разряде аккумулятора на отрицательном электроде:
Из РЬ+ HSO4 = РЬSO4 + Н + выделившиеся в результате реакции электроны
При зарядке аккумулятора на отрицательном электроде:
РЬSO4 + Н + электроны = РЬ+ HSO4
При разряде аккумулятора на положительном электроде:
РЬО2+ HSO4+3Н+электроны = РЬSO4+2Н2О
При зарядке аккумулятора на положительном электроде:
РЬSO4+2Н2О = РЬО2+ HSO4+3Н+электроны
Из реакций видно, что она обратимая это является важнейшим свойством аккумулятора. Внутреннее строение кислотно-щелочного аккумулятора можно посмотреть на рисунке 2 и 2.1
 
Рисунок 2 Строение аккумулятора

 
Рисунок 2.1 Строение аккумулятора

Данная реакция обратимости позволяет нам заряжать наш аккумулятор. Кроме того можно заметить, что в реакции присутствует газ -водород который как выделяется в воздух так и в последствии регенерируется из него. В следствии этой особенности кислотные аккумуляторы не подлежат полной герметизации, то есть они зависимы от сообщения с внешней средой. При зарядке даже рекомендуется выкручивать пробки банок аккумуляторов, именно для этого.  Но об этом в разделе - режимы зарядки аккумулятора. Кроме того к минусам конструкции кислотно-щелочных аккумуляторов можно отнести механическое растрескивание и расслаивание электродов и изоляторов в банке. Это связано с жидким наполнителем - электролитом аккумулятора. Кроме того кислотно-щелочные аккумуляторы из за выделения газов H и  О2 время от времени нуждаются в доливке дистиллированной воды для прохождения реакции электролиза. Последние модернизированные аккумуляторы с применением элементов (Са) кальция или серебра в составе предотвращают саморазряд и как следствие выкипание электролита. Применение электродов полностью из (Са) кальция еще лучше решает эту проблему, при этом в случае критического разряда аккумулятора реакции восстановления будут невозможны или пройдут не в полном объеме, что в итоге скажется на емкости и характеристиках АКБ. То же самое можно сказать и о режиме перезаряда аккумулятора, как более критичного чем кислотно-щелочная АКБ.

Гелиевые аккумуляторы их особенности преимущества и недостатки.

Гелиевый аккумулятор является как раз стремлением человечества привести внутренние реакции аккумулятора к тому, что бы система была уравновешенной. То есть обратимые реакции в аккумуляторе проходили без влияний со стороны. Это хорошо заметно если взглянуть на конструкцию гелиевого аккумулятора – его корпус герметичен. (рисунок 3).

Рисунок 3 Гелиевый аккумулятор

По факту все же если без лукавства, то на некоторых аккумуляторах присутствует клапан для сброса газов в случае работы в повышенных температурах и нестабильных условиях. Гелиевые аккумуляторы называются гелиевыми потому что физическое состояние электролита – плазматическое, как гель.
В качестве электролита  могут применять все ту же серную кислоту но с загустителем, например (SiO2). Кроме того в состав электродов добавляется кальций для предотвращения выделения водорода, по аналогии с применением в кислотно-щелочных аккумуляторах (смотрите выше).
При этом гель все же пластичен и в состоянии плотно окутать электроды аккумулятора обеспечивая физико-химическую реакцию. Кроме того после усадки электролита образуются трещины обеспечивающие отток, приток газов но тем не менее обеспечивая электропроводность кислоты в местах где расслоения отсутствуют. Увеличение данных трещин более допустимого и расслоение электролита пагубно сказываются на характеристиках гелиевых аккумуляторов. Поэтому гелиевые аккумуляторы стараются выпускать с ограниченной высотой, для предотвращения данного эффекта.  В чем плюсы данных аккумуляторов? Во первых это отсутствие какого либо обслуживания за исключением разрядка, зарядка. Гелиевые аккумуляторы более стойки к встряскам в следствии поддержания внутренних компонентов непосредственно самим гелем. К плюсам данных аккумуляторов можно отнести как более высокий пусковой ток. При применении компонентов влияющих на уравновешенность реакции у данных аккумуляторов появляется минус. Это прежде всего строгое соблюдение режимов зарядки, так как в случае критического разряда аккумулятора реакции восстановления будут невозможны или пройдут не в полном объеме, что в итоге скажется на емкости и характеристиках АКБ.

Зарядка аккумуляторной батареи (аккумулятора)

Кислотно-щелочные аккумуляторы наиболее обслуживаемые и кроме зарядки нуждаются в поддержании определенной плотности электролита. Плотность электролита проверяется при температуре +15С. Но это относится к чисто кислотно щелочным аккумуляторам без добавления кальция или серебра или аналогичных элементов.
 

Таблица 1 Требования к плотности электролита в аккумуляторе в разных климатических поясах и сезонах - зима, лето.

Оптимальным режимом для заряда аккумулятора является изменение тока в результате зарядки, с максимальным в начале и минимальным в конце. Это связано с понижением в результате зарядки элементов подверженных физико-химической реакции с необходимостью участия электронов. К сожалению данные процессы очень сложны и трудно контролируемы и зависят не только от состояния аккумулятора, но и от поправок на окружающую среду (температуры)
Для ознакомления приведен график 1 для оптимального заряда кислотно-щелочного аккумулятора.

График 1 Ток зарядки аккумулятора

 Для закрытых кислотно-щелочных аккумуляторов с гелиевым электролитом (гелиевых) очень важно не допускать разряжения и перезарядки это наглядно видно из графика 2,

График 2 Зависимость количества циклов зарядки разрядки от глубины разряда.

где указан ресурс аккумулятора в циклах зарядки разрядки. Зарядку данных аккумуляторов оптимально производить согласно предыдущего графика.
Еще раз повторившись хочется сказать о трудностях контроля и влияния за оптимальными режимами эксплуатации аккумуляторов (заряд разряд) и пожелать лишь не забывать об особенностях аккумулятора и поддерживать хотя бы интуитивно его работоспособность в оптимальных режимах.
Характеристики аккумуляторных батарей.
Электрические характеристики аккумулятора
Номинальная емкость аккумулятора.
Номинальная емкость аккумулятора это количество электричества, отданное полностью заряженным аккумулятором до минимально допустимого значения обеспечения работоспособности. Номинальная емкость аккумулятора исчисляется в ампер-часах (А•ч) и зависит от конструкции, силы разрядного тока, и температуры. Температура электролита при определении номинальной емкости аккумулятора должна составлять от +18 до + 27 С.
Снижение температуры электролита влечет за собой уменьшение номинальной емкости порядка 1 % на каждый градус по Цельсию.
Если номинальная емкость аккумулятора (при +27° С) равна 55 А•ч, то при температуре электролита 0° С она уменьшится на 27% и составит 40 А•ч, при этом когда температура -20° С будет 28 А•ч (уменьшится на 47%).
Это условие очень важно при эксплуатации аккумулятора в зимний период времени так как номинальной емкости и стартового тока может не хватить для запуска двигателя автомобиля.
Пусковой ток аккумулятора.
Пусковой (стартовый) ток аккумулятора измеряемый в амперах - максимальный ток, обеспечиваемый на 30-й секунде непрерывного разряда при температуре 18° Цельсия но при условии что напряжения не упало ниже 9 В. Пусковой ток как раз и является важной характеристикой аккумулятора при запуске двигателя, особенно в зимний период.
 Физические характеристики аккумулятора
К данным характеристикам относятся вес и габариты аккумуляторов что является актуальным параметром при выборе и установке аккумулятора в автомобиль.

Какой аккумулятор выбрать и купить.

1 При выборе аккумулятора прежде всего стоит руководствоваться рекомендациями производителя автомобиля. Емкость аккумулятора не должна быть менее 95% и более 110% от емкости штатного аккумулятора. При выходе из этих характеристик возможен недозаряд или перезаряд батареи (АКБ)
2 На корпусе пробивают маркировку и дату производства, обратите внимание на данную дату и по возможности выберите максимально «свежий» аккумулятор, с датой приблеженной к настоящему дню покупки аккумулятора.
3 Выбор типоразмера должен совпадать с штатным аккумулятором. Различие по габаритам весу выводу клейм их типоразмеру может усложнить установку и эксплуатацию аккумулятора. 

Как выбрать производителя аккумулятора

Выбор аккумулятора из импортных производителей

Основное соображение: аккумулятор не имеет национальности, но все же попробуем выделить лидеров с иностранным происхождением. Он должен подходить по техническим параметрам и удовлетворять по цене и качеству. А гарантийное  обслуживание — комплексное, квалифицированное и, конечно, бесплатное — реализовано  у всех серьёзных продавцов аккумуляторов. Сегодня это является норма. Самыми недорогими являются малообслуживаемые гибридные батареи корейского завода DONG AH (марки Dong AH, SIGMA, Lights of Nord, Power Bronze). Качество — вполне приличное. Это разумный выбор для владельцев старых автомобилей, автомобилей «на продажу» и всех, для кого цена — определяющий фактор. Наилучшими по соотношению цена-качество можно выделить кальциевые батареи (их называют MF или CMF)  корейских производителей.  
1. Компании ATLASBX (ранее — KOREA STORAGE BATTERY): марки батарей ATLAS, KOBA, HANKOOK
2. Компании Hyundai Enercell: марки Solite, IndigoStar
3. Корпорации DELKOR: MEDALIST, DAEWOO.
Всем названным маркам можно смело доверять. Качество — отличное, гарантия — до двух лет. В принципе эти аккумуляторы должны понравиться любому автомобилю. Выбор из них — дело вкуса. Конечно, хороши японские аккумуляторы (Panasonic, Supernova, VARTA, BOSH (Германия), но это уже совсем другая ценовая категория. 

Выбор аккумулятора из отечественных производителей

Многие отечественные производители давно уже используют технологии производства мало отличающиеся от своих иностранных собратьев. Топовые комплектации таких производителей как TITAN (Титан), АКтех, Тюменского аккумуляторного завода вполне могут составить конкуренцию на рынке, тем более учитывая цены и все же к сожалению довольно незначительный срок эксплуатации аккумулятора с сохранением высоких эксплутационных характеристик 3-5 лет. Отечественный производитель дает гарантию на свои аккумуляторы с возможностью замены на те же 3 года, поэтому все же если исходить из столь высоко сложившихся условий гарантии на аккумуляторы отечественных производителей и обязательства производителя по работе аккумулятора в течении гарантийного периода, то пальму первенства в номинации (цена качество) все же стоит отдать отечественному производителю. Кроме того стоит заметить и тот факт что многие отечественные производители начали выпуск различных модификаций и моделей аккумуляторов для иномарок, то есть расширили ассортимент заняв свою законную нишу на рынке автомобильных аккумуляторов.

 Определение и устранение неисправностей и поломок аккумуляторов

далее приведена выдержка из технической документации автоВАЗа о определении и устранении неисправностей аккумуляторов

1 Установить автомобиль на пост проверки электрооборудования, затормозить стояночным тормозом, выключить зажигание, открыть капот и отсоединить клеммы проводов от АКБ (ключ гаечный 10).
2 Отвернуть гайки крепления (количество в зависимости от модели автомобиля), снять крепление АКБ и АКБ с автомобиля (головка сменная 10 или 13, вороток и удлинитель).
3 Промыть и протереть поверхность АКБ 10%-ным раствором кальцинированной соды (ванна с подводом горячей и холодной воды, ветошь).
4 Осмотреть АКБ и убедиться в отсутствии механических повреждений в процессе транспортировки и эксплуатации.
5 Проверить герметичность сварки верхней крышки с корпусом АКБ. Наклонить батарею под углом в 45° в каждую из четырех сторон и выдержать ее в таком положении в течение 15 минут.
6 Измерить напряжение разомкнутой цепи на клеммах АКБ. Напряжение должно быть не менее 12,6 В (мультиметр цифровой).
7 Вывернуть пробки и проверить уровень электролита в каждой банке АКБ. Уровень электролита должен быть на 5-10 мм выше предохранительного щитка, или на 10-15 мм выше верхнего края сепараторов, или между метками "min" и "max", или на уровне нижнего края индикатора, в зависимости от конструкции АКБ (отвертка плоская, трубка стеклянная для проверки уровня электролита).
8 Замерить плотность электролита в каждой банке АКБ. Плотность электролита должна соответствовать значениям, указанным в таблицах 1 и 2. Допускается степень разряженности АКБ не более: зимой – на 25%, летом – на 50% (ареометр АЭ-2, тер-мометр).
Плотность электролита при 25 °С, г/см3
Таблица 1

Климатический район (среднемесячная температура воздуха в январе, °С)	Время года	Полностью заряженная	батарея Батарея разряжена на 25%  на 50%
Очень холодный (от -50 до -30)	зима  лето	1,30   1,28	1,26   1,22    1,24   1,20
Холодный (от -30 до -15)	круглый год	1,28	1,24   1,20
Умеренный (от -15 до -8)	круглый год	1,28	1,24   1,20
Теплый влажный (от 0 до +4)	круглый год	1,23	1,19   1,15

Таблица 2 Поправки к показаниям ареометра, г/см3

Температура электролита	°С Поправка
от -40 до -26	- 0,04
от -25 до -11	- 0,03
от +20 до +30	0,00
от +5 до +19	- 0,01
от -10 до +4	- 0,02
от +31 до +45	+ 0,01

9 При необходимости довести уровень электролита до нормы и установить пробки на АКБ (вода дистиллированная, воронка, мерный стакан, отвертка плоская).
10 При отклонении параметров, указанных в пп. 3.6 и 3.8, от допустимого уровня – произвести зарядку АКБ с контролем параметров.
АКБ заряжаются одним из двух способов:
- заряд током постоянной величины;
- заряд напряжением постоянной величины.
10.1 Заряд током постоянной величины.
АКБ заряжать током 5,5 А (для АКБ емкостью 55 Ач) до напряжения на выводах 14,4 В и затем тем же током в течение еще 5 часов (зарядное устройство типа ЗУ-1М "Комета С"        г. В. Новгород).
10.2 Заряд напряжением постоянной величины.

АКБ заряжать при напряжении 16 В в течение 24 часов при максимальном токе заряда не более 13,75 А (для АКБ емкостью 55 Ач) (зарядное устройство типа ЗУ-1М "Комета С"      г. В. Новгород).
11 Если АКБ глубоко разряжена (напряжение на клеммах 2 В), то она может не принять заряд обычным методом. В этом случае необходимо начать заряжать АКБ током 0,5 А до напряжения на клеммах 12,5 В (это может занять несколько суток), затем продолжить зарядку током постоянной величины (зарядное устройство типа ЗУ-1М "Комета С" г. В. Новгород).
12 После окончания зарядки не ранее чем через 1 час, но не позднее чем через 5 часов, нагрузить АКБ стартерным током 270 А, нажав кнопку тестера и удерживая ее не более 10 секунд. Отметить устойчивость и движение стрелки прибора (автомобильный тестер типа "Ливи-100" ООО НПКФ "Ливи-Кар", г. Москва):
- положение стрелки устойчиво в зеленой области шкалы – АКБ исправна;
- положение стрелки устойчиво в желтой или красной области шкалы – АКБ разряжена – необходимо зарядить АКБ;
- положение стрелки неустойчиво (напряжение уменьшается) в желтой или красной области шкалы – АКБ неисправна – необходимо заменить АКБ.
13 Установить годную АКБ на автомобиль, подсоединить клемму провода "плюс" к АКБ (головка сменная 10 или 13, вороток, удлинитель, ключ гаечный 10).
14 Замерить ток утечки на автомобиле. Ток утечки не должен быть более 20 мА (мультиметр цифровой).
Причинами повышенной утечки тока может быть:
- установленная на автомобиль дополнительная охранная сигнализация, не входя-щая в комплектацию автомобиля;
- аудиоаппаратура (магнитола, усилитель, тюнер, сабвуфер и т.д.);
- предпусковой электронный подогреватель двигателя и другое дополнительное энергопотребляющее оборудование.
15 Повышенный саморазряд АКБ может быть при потемнении электролита (осыпание активной массы) и сульфатации пластин во всех банках. Причинами помутнения электролита и сульфатации пластин является нарушение правил эксплуатации АКБ, а именно:
- перезаряд АКБ (напряжение заряда более 16 В, при неисправном электрооборудовании автомобиля);
- глубокий разряд АКБ с последующим замерзанием электролита при отрицательной температуре окружающего воздуха;
- эксплуатация батареи со степенью разряженности более 50% летом и более 25% зимой;
- пониженный уровень электролита.

Внимание. Глубокий неоднократный разряд АКБ ведет к потере емкостных и стартерных характеристик.