Можно ли к ибп подключить автомобильный аккумулятор

Обновлено: 04.07.2024

Автомобильный аккумулятор и ИБП – это реально!

В сети уже давно идут споры на тему, можно ли использовать автомобильные аккумуляторы в источниках бесперебойного питания, и дискуссии эти не случайны – стоимость специализированных аккумуляторов и автомобильных батарей, при равной ёмкости, различается на порядок. Между тем, есть ряд технических проблем, отчасти реальных, отчасти надуманных, которые осложняют использование таких АКБ вместо штатных в ИБП. Однако столкнувшись с необходимостью получить быстро и дёшево мощный источник автономного питания, я успешно реализовал схему такой интеграции, при чём, использовал не новый, а уже отработавший своё автомобильный аккумулятор, т.е. свёл материальные затраты к минимуму. Так что кому интересно, как при минимальных вложениях заставить ИБП работать несколько часов в автономном режиме, рекомендую данный пост к прочтению:

Так получилось, что жизненная ситуация вынудила задуматься над тем, что бы поставить вместо умершего аккумулятора бесперебойника, валяющейся на чердаке старый аккумулятор от автомобиля. Собственно, живу я в загородном доме, и в последнее время начались перебои с электричеством. При этом у меня там три аквариума и террариум, и всё это требует, что бы перерывы в электроснабжении не превышали 15 минут. А работаю я в Москве, соответственно, надолго покидаю свой дом. В довершение ко всему, аккумулятор моего старенького ИБП сдох полностью и попытки его восстановить успехом не увенчались, а денег на покупку нового аккумулятора в этот момент времени у меня не было. Но, как я часто люблю говорить – у прогресса два основных двигателя, это лень и отсутствие денег.
И так, взял я с чердака старый аккумулятор, который ещё в зимние морозы отказался заводить двигатель, довёл в нём до нормы уровень электролита (добавил дистиллированной воды) и полностью его зарядил зарядным устройством.

Потом подсоединил к нему контакты на достаточно толстых медных проводах. На всякий пожарный поставил кнопку прерывания питания (взял на 30А, что бы не сгорела), но это не обязательное условие. Кнопка нужна, главным образом, для транспортировки, что бы случайно контакты не замкнуть (своё устройство я сразу делал с возможностью транспортировать его куда угодно с тем, что бы можно было получить электричество в любом месте, при необходимости).

Крышки «банок» я открутил, но сверху прикрыл их доской и зафиксировал её так, что бы она защищала от брызг, но не препятствовала газообмену. Герметизировать банки КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО! Это приведёт к взрыву аккумулятора!

Далее весь аккумулятор я упаковал в пакет, поверх склеил пакет скотчем, но при этом сознательно сделал его не герметичным для отвода газа. Ну и для пущего удобства я поставил поверх пакета кусок фанеры, на котором расположил кнопку, и приделал ручку тря переноса. Получилось весьма удобно:

И так, подготовка аккумулятора завершена – начинаем переделывать сам ИБП.

Для начала разбираем его и вынимает старый аккумулятор. В принципе, как правило, его ещё можно восстановить и использовать для других целей, где требуется меньшая мощность, так что не спешите его выкидывать, не смотря на то, что в ИБП он нам больше не понадобиться.

Первой реальной технической сложностью, с которой можно столкнуться при использовании автомобильного аккумулятора совместно с ИБП, является перегрев. В процессе активной работы трансформатора (т.е. при зарядке или разрядке аккумулятора) происходит сильный нагрев. Если при этом используется штатный аккумулятор малой мощности, то нагрев происходит довольно кратковременно и не представляет угрозы. Но если мы планируем использовать аккумулятор под 100 a/ch, то нагрев будет значительным и, с великой долей вероятности, может привести к отказу ИБП.

Я решил эту проблему путём установки принудительного охлаждения. На место, где был установлена аккумулятор, я поставил вентилятор охлаждения от старого процессора. Это почти идеальный вариант, поскольку такой вентилятор питается от 12В (т.е. можно использовать напряжение аккумулятора), выдерживает перепады напряжения (можно банально запитать от проводов к аккумулятору) и рассчитан на длительную непрерывную работу (при этом, кстати, особенно не шумит). Закрепить вентилятор в корпусе можно как угодно (я для этого использовал саморез, но можно и клей). Главное, что бы обдув был направлен на трансформатор.

Пространство в корпусе как будто специально предназначалось для вентилятора
Для того, что бы обеспечить ток воздуха, в корпусе ИБП нужно просверлить дыры в лицевой и торцевой частях

На фото лицевая сторона – на тыльной аналогично

Питание вентилятора подключаем к проводам, идущим от аккумулятора. Сами провода разумнее всего снабдить разъёмами, что бы иметь возможность отсоединять аккумулятор от ИБП для транспортировки. Разъём может быть любым, главное, что бы сечение металла в нём не было меньше, чем сечение провода. Лично я использовал клеммы «папа-мама», для чего просверлил дырку в корпусе ИБП и вывел провода наружу. Важное условие, что бы провода не имели физической возможности соприкоснуться. Лучше выводить их на таком расстоянии, что бы это было полностью исключено, ибо короткое замыкание аккумулятора может привести не только к поломке ИБП, но и к пожару.

Далее собираем всю эту конструкцию, подключаем требуемое оборудование, и радуемся жизни. Всё замечательным образом работает.

Основное достоинство данной схемы – минимальная цена. Учитывая, что используется уже отслуживший своё аккумулятор, который можно просто выкинуть на помойку или, на худой конец, продать за 100 рублей на лом или расплавить на грузила для донки. Конечно, его ёмкость будет ниже, чем у нового, но это всё равно будет в разы больше, чем у штатного аккумулятора ИБП. В моём случаи, при отключении электричества, аккумулятор проработал без напряга 30 минут и сел за это время всего на 3%. Думаю, этого более чем достаточно, при условии фактического отсутствия цены.

Однако учитывая множество скептических мнений и откровенных мифов о невозможности использования ИБП с автомобильным аккумулятором, я более подробно остановлюсь на тех аргументах, которые приводятся скептиками, и опровергну каждый из них, так что если Вы сомневаетесь, читайте дальше:

Малый срок службы автомобильного аккумулятора в ИБП. Да, относительно специального аккумулятора, автомобильный будет служить меньше, и это действительно связанно с особенностями строения пластин. Но вот в цифрах скептики явно ошибаются – они утверждают, что автомобильный аккумулятор прослужит 3 года, а специальный – 10 лет. Скажу так, мой родной аккумулятор в ИБП умер окончательно и бесповоротно через 5 лет эксплуатации. Сколько прослужит автомобильный, пока сказать не могу, но даже если принять за истину цифру в 3 года, то разница между тремя и пятью годами не такая уж и большая, особенно учитывая разницу в цене.

Автомобильный аккумулятор умрёт после 10-15 циклов разряда-заряда. И да, и нет. Автомобильные аккумуляторы действительно не любят полного разряда, да и в машине такая ситуация почти никогда и не возникает. Бесперебойник же способен вытянуть заряд почти полностью, и если систематически доводить до такого состояния, т .е. полностью разряжать аккумулятор, то он действительно довольно быстро выйдет из строя. Не через 10-15 раз, конечно, но 30 циклов может и не выдержать.

Впрочем, эта проблемы очень легко лечиться – любой ИБП можно запрограммировать так, что бы он не дожидался полного разряда аккумулятора, а отключался при падении заряда до некого значения в процентах от полной ёмкости. Так что можно задать отключение при 20% заряда, и долголетие аккумулятора обеспечено. Можно задать и время работы – скажем, три часа. Но мне кажется, что лучше ставить лимит про проценту заряда (впрочем, я сам ничего не лимитировал – мне рыбки дороже аккумулятора, пусть лучше он ломается). Ну и для жителей городских квартир такой вопрос вообще не актуален – очень маловероятно, что электричество будут регулярно отключать на длительный период, так что даже без дополнительной настройки полный разряд аккумулятора в городской квартире маловероятен.

А если не допускать полного разряда аккумулятора, то служить он будет долго, ибо автомобильный аккумулятор рассчитан на постоянную зарядку-разрядку, при условии, что хоть часть заряда будет всегда оставаться. Наглядное доказательство – работа автомобиля. Водитель каждый день заводит двигатель, т.е. весьма серьёзно разряжает аккумулятор (особенно зимой и на карбюраторном автомобиле), потом в процессе езды АКБ заряжается. На следующий день цикл повторяется. Сколько дней в году эксплуатируется автомобиль? Сколько лет не меняется там аккумулятор? По моим скромным прикидкам, это порядка 1000 циклов зарядки, чего совершенно достаточно для ИБП.

Автомобильный аккумулятор не будет заряжаться от ИБП. Вот это полный бред и банальные расчёты из школьного курса физики это подтвердят. Зарядный ток ИБП действительно порядка 14В (13,8, как правило). При этом номинальное напряжение АКБ – 12В (на практике, без нагрузки, может быть до 13В). А вот откуда скептики берут, что в автомобиле 15В и что 14В в ИБП будет недостаточно, мне не понятно. Разберёмся детально:

В автомобиле напряжение не постоянно – оно варьирует от 11В до 15В и в среднем составляет примерно 14В (померьте тестером напряжение на клеммах АКБ автомобиля в разных режимах работы и сами в этом убедитесь). Нет, я не исключу, что современные иномарки могут иметь и более-менее стабильное напряжение, и что оно может быть где-то 14,5В, но вот карбюраторные машины, которые точно с такими же, как и сегодня, аккумуляторами, ездили по дорогам уже не одно десятилетие, явно не имеют такого стабильного и высокого напряжения. Например, у меня на старых машинах 15В было очень редко, напротив, чаще напряжение падало ближе к 13В при полной нагрузке или было на уровне 14В при нагрузке умеренной. И аккумуляторы у меня, как и у всех других автовладельцев, там служили совершенно нормально. Так что 14В в ИБП для зарядки аккумулятора – не помеха.

Другое дело, что зарядка зависит не столько от напряжения, сколько от силы тока – если говорить простым языком, то напряжение отвечает за саму возможность зарядки аккумулятора, а сила тока – за время этой зарядки. При номинале аккумулятора в 12В и напряжении ИБП в 14В, разницы в 2В более чем достаточно для самого факта зарядки. А вот сила тока в большинстве ИБП значительно меньше, чем у автомобильного генератора. Однако это влияет не на возможность зарядки, а на большую длительность этого процесса. Не исключено, что аккумулятор большого объёма будет заряжаться несколько суток, но он зарядиться полностью, на 100%, это факт.

Например, у меня с состояния 97% до 100% аккумулятор заряжался примерно 12 часов, но при этом процесс зарядки завершился и при значении в 100% ИБП отключил дальнейшую подзарядку

Здесь наглядно видно, что зарядка отключена и ИБП определил, что аккумулятор заряжен

Таким образом, невозможность зарядить аккумулятор полностью и то, что ИБП будет постоянно работать в режиме зарядки – это миф, который мы успешно развеяли. Другое дело, что длительность заряда аккумулятора приведёт к перегреву ИБП, но мы уже решили эту проблему установкой принудительного охлаждения. Конечно, для ускорения зарядки можно использовать автомобильное зарядное устройство, но мне это кажется неудобным – я сознательно хотел сделать систему по принципу «включил и забыл», так что именно принудительное охлаждение я считаю более разумным вариантом.

В процессе зарядки из автомобильного аккумулятора выделится взрывоопасный водород и пары кислоты, в то время, как специальный аккумулятор для ИБП герметичен. Здесь есть сильно преувеличенная правда и чистый вымысле – давайте разбираться.

Для начала про вымысел – используемые в ИБП аккумуляторы не герметичны! Они имеют клапан, препятствующий протечке электролита, но при этом совершенно спокойно пропускают газ. На самом деле, крышка аккумулятора для ИБП имеет пару еле заметных отверстий, которые сделаны вовсе не для того, что бы эту самую крышку можно было поддеть отвёрткой. Это выходы газоотводных каналов. Под крышкой расположены всё те же банки, каждая из которых снабжена резиновым колпачком, плотно прилегающим к горловине банки и подпёртым сверху крышкой аккумулятора. При повышении давления газа он выходит в специальный канал, и все эти каналы сводятся к тем двум отверстиям, которые есть ан поверхности аккумулятора. Более того, на аккумуляторах из ИБП или из мощных фонарей даже пишут, что их нельзя заряжать в герметичном месте, и пишут это именно из-за того, что бы не допустить взрыва.

Так что те аккумуляторы, которые используются в ИБП, далеко не герметичны и точно так же способны выделять водород. Да и делают они это весьма активно – не случайно основная причина смерти таких аккумуляторов, это испарение воды из электролита. Были бы они герметичные – воде не куда было бы испаряться.

Так что для себя уяснили, что аккумулятор, стоящий в ИБП с завода, так же испаряет водород, как и автомобильный аккумулятор.

Теперь поговорим про преувеличенные факты. Прежде всего, речь идёт о парах кислоты. Да, такие пары могут быть вредными для человека, но вопрос, насколько их много. Для ответа на этот вопрос вспомните, как мы поступаем с АКБ в случаи низкого уровня электролита в банках. Мы доливаем дистиллированную воду, а не раствор кислоты – почему? Да потому, что прежде всего испаряется вода (точнее, гидролизуется, разлагаясь на кислород и водород), а сама кислота остаётся в АКБ практически полностью. Соответственно, со временем концентрация кислоты поднимается, и добавлением воды мы разбавляем её до исходного значения. Из этого всего следует, что кислота практически не испаряется из аккумулятора, вернее испаряется в ничтожно малых количествах, которыми, как говорят математики, можно пренебречь.

Другой момент, что при кипении электролита, брызги кислоты могут попасть не внешнюю поверхность и потом, за длительное время, испариться полностью. Но, во-первых, испарение электролита возникает только при большой силе тока заряда (напомню, что у нас как раз этот показатель низкий), во-вторых, мы не случайно закрыли поверхность банок доской (даже если брызги полетят, они не вылетят за пределы контура банки).

Таким образом, кислотное испарении можно признать незначительными и опасности не представляющем.

Теперь про водород. Да, он испаряется и, скорее всего, несколько в больших количествах, чем при зарядке родного аккумулятора ИБП. Но, смею заметить, в намного меньших количествах, чем при зарядке автомобильного аккумулятора зарядным устройством.

Думаю, что все те, кто имеют автомобиль, обязательно сталкивались с зарядкой аккумулятора дома. А в зимнее время многие автомобилисты вообще используют два аккумулятора – один в авто, другой дома заряжается. Соответственно, все продаваемые ЗУ имеют большой ампераж, что уменьшает время зарядки, но почти всегда приводит к закипанию электролита. Именно из-за этого мы и откручиваем крышки банок аккумулятора. Естественно, что в процессе зарядки током высокой силы, да ещё при открытых банках, водорода выделяется очень много. Но никаких последствий зафиксировано не было. Более того, не было их и в советские времена, когда почти в каждой квартире автовладельца зимой стоял на зарядке аккумулятор, подключённый к сети через лампочку.

И здесь надо отметит, что для человеческого здоровья водород, выделяемый при зарядке АКБ, совершенно безвреден. Опасность он представляет только тем, что в смеси с воздухом в пропорции 2:1 образует взрывоопасную смесь. Но, вспомним правило о том, что занимает весь объём, ему предоставленный, и посмотрим, сколько водорода выделяется при зарядке, и сколько при это кислорода содержится в стандартной квартире, не говоря уже о собственном доме. Вывод – соотношение «гремучего газа» в этой ситуации недостижимо, ибо водорода будет сильно меньше необходимого.

В подтверждение тому – опыт зарядки аккумуляторов дома нашими отцами. Да и новейшая история, насколько мне известно, не имеет массовых примеров, говорящих об опасности водорода, выделяющегося из автомобильного аккумулятора, при его зарядке в домашних условиях. Даже на сайтах скептиков, считающих невозможным использование автомобильного аккумулятора в ИБП, нет ни одного достоверного доказательства опасности такого действия. Так что все разговоры о «взрывоопасной смеси», хоть и имеют под собой физическое обоснование, но не имеют практического подтверждения применительно к зарядке АКБ в домашних условиях (в том числе, от ИБП). Конечно, я бы не рекомендовал ставить аккумулятор около источников открытого огня или использовать его как подставку для пепельницы, но под столом у компьютера водород в таких количествах точно опасности представлять не будет.

С другой стороны, это не критично, поскольку заряд аккумулятора будет определяться точно. Заряд рассчитывается как сравнение номинального тока с текущим в цепи АКБ. Соответственно, это величина будет рассчитываться совершенно верно. В итоге мы будем иметь адекватное отображение оставшегося заряда в процентах, чего, как мне кажется, вполне достаточно. Например, на сотовом телефоне мы видим только схематический уровень заряда батареи, ну иногда проценты, но никак не оставшееся время работы. И при этом нам этой информации достаточно. Так же и с ИБП – процент оставшегося заряда является вполне исчерпывающей информацией.

Таким образом, можно сделать вывод, что использовать автомобильный аккумулятор совместно с ИБП вполне реально. Экономические вопросы пока остаются открытыми, ибо если специально покупать новый АКБ для этих целей, то тут действительно нужно смотреть на живучесть батареи в таких условиях эксплуатации, а это покажет время. Но вот если использовать уже отработавший в машине аккумулятор, как это сделал я, то здесь вывод очевиден – это не просто возможно, это очень выгодно и удобно!

В статье подробно рассматриваются принципы работы аккумуляторов, процессы заряда и разряда, и приведены способы, позволяющие максимально использовать ресурс аккумуляторных батарей.

Немного забегая вперед, вот что получилось:

НЕМНОГО ИСТОРИИ или с чего всё началось

В начале 2000-ых годов ко мне в руки попал старенький источник бесперебойного питания BACK-UPS 600I от басурманского производителя APC. Достался он мне бесплатно, так как батареи у него были дохлые. Конечно же я сразу его оттестил, купил рекомендованные басурманским производителем батареи и “оно у меня заработало”!

Я тогда на него не мог нарадоваться. Как же – света нет, а комп с монитором работает.

Но в один непрекрасный момент мою радость обломали.

И как Вы, Читатель, думаете кто. Грёбаные торгаши. Я в первый раз заменил две батареи 6В/7Ач на одну 12В/7Ач получилось немного дешевле. Но когда в течении года батарея опять сдохла, я задумался! Во-первых, батарею приходилось менять раз в год-два. Во-вторых, хотелось чтобы девайсы, подключенные к ИБП работали не несколько минут, для “корректного отключения питания”, а хотя бы до времени окончания просчёта на линейке Премьера от Адобов.

Вот тут-то у меня и начали возникать шаловливые мыслишки, а не подключить ли мне автомобильный аккумулятор на ампер 100 (чтоб уж надёжно) к моему ИБП. Тем более торгаши утверждали, что в ИБП нужно использовать только гелевые аккумуляторы, пугая Великими Карами того, кто попробует использовать гораздо более дешёвые аккумуляторы для автомобилей.

Но я человек достаточно грамотный и усвоил, что матчасть знать надо ! Иначе что-то может пойти не так с большим бодабумом! А торгашам верить нельзя. Поэтому взялся за изучение матчасти! В результате моих изысканий родилось то, чем я доволен и по сей день. А именно – я сделал так, что теперь можно подключать автомобильный аккумулятор в ИБП. То есть, подружил ИБП и аккумулятор.

ВМЕСТО предисловия. Виды аккумуляторов

В источниках бесперебойного питания (ИБП) используются гелевые аккумуляторные батареи (АКБ). И тому есть веские причины. Я не буду перечислять их все, но основную поясню. Представьте себе офисную секретаршу с двадцатикилограммовым аккумулятором в руках. Смешное зрелище, не правда-ли.

Технически грамотных специалистов, досконально знающих что такое электрический ток не так и много. А специалистов, знающих как работает импульсный блок питания, как инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное и того меньше. Простого пользователя компьютера это не интересует. Поэтому были созданы гелевые аккумуляторы. Внутри такого аккумулятора конечно не гель для волос или гелий, как можно подумать из названия неискушённой секретарше. Внутри та же самая серная кислота и тот же свинец, как и в обычном автомобильном аккумуляторе знакомом нам уже больше века. Только там ещё присутствует мелкая сетка с очень-очень мелкими ячейками из токонепроводящего материала, которая удерживает кислоту как губка в своих порах. Также такой аккумулятор не требует обслуживания.

Представьте ту же секретаршу с ареометром в руках, с банкой электролита и бутылкой дисцилированной воды на столе. Производители ИБП стремятся обезопасить себя от исков и претензий. Поэтому используют в своих устройствах наиболее безопасные аккумуляторы с точки зрения использования неискушённым потребителем. Но мы-то знаем матчасть :)).

Я не буду лезть в дебри и очень подробно касаться существующих типов АКБ, вопроса работы аккумуляторов в разных условиях (громадный пусковой ток, долговременная нагрузка, постоянный недозаряд, перезаряд, выкипание электролита, глубокий разряд, температура эксплуатации и т.д.), хотя кое-что из этих понятий разберу подробней дальше по тексту. Я просто гарантирую и ответственно заявляю исходя из своего практического опыта, что при определённых условиях использовать в ИБП дешёвые стартерные АКБ вместо дорогих гелевых можно! Итак, начнём!

ТЕОРИЯ аккумуляторов. Для изучения обязательна!

Здесь я буду касаться только теории по ОБСЛУЖИВАЕМЫМ кислотно-свинцовым стартерным АКБ, используемым в автомобилях и произведённым с соблюдением всех технологических норм производства (другими словами не выпускаемых в китайском подвале дядюшки Ляо или в дворницкой бывшего дома Ипполита Матвеевича в Старгороде). Они самые дешёвые но в то же время самые “наукоёмкие” в эксплуатации.

Если их правильно использовать и обслуживать, но самое главное правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет, либо выдержать более ЧЕТЫРЁХСОТ циклов 100% разрядки-зарядки или более ТЫСЯЧИ циклов 30-40% разрядки-зарядки! Это проверено, я гарантирую!

Принцип работы АКБ

АКБ имеет два крайних рабочих состояния – полностью разряжена и полностью заряжена. Коснусь более детально этих двух состояний. Любой автомобильный АКБ состоит из 6 “банок”. Это сленговое понятие сосуда, в котором находятся пластины и кислота. Пластины в этих сосудах соединены последовательно. Вот здесь есть первый фундаментально важный момент. Одна “банка” тоже имеет два крайних рабочих состояния – полностью разряжена с напряжением 2,00 вольт и полностью заряжена с напряжением 2,40 вольт.

Напряжение полностью разряженной АКБ – 12,00 вольт ( 6 х 2 )
Напряжение полностью заряженной АКБ – 14,40 вольт ( 6 х 2,4 )

Как же так, спросите вы? Ведь напряжение на АКБ никогда не бывает больше 13 вольт. И будете правы. Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75 – 12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/куб.см и при температуре 25 градусов по Цельсию. Но откуда 14,4 вольта . Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией. Соответственно меняется плотность электролита.

Температура в АКБ тоже может быть разной ( от -40 до +50). Когда в АКБ происходят какие-то процессы, меняются все её показатели. И они взаимосвязаны между собой. Напряжение 12,75 – 12,80 вольт – это “напряжение покоя” полностью заряженной АКБ. У полностью заряженной АКБ при подключении нагрузки напряжение упадёт. При отключении нагрузки напряжение снова будет стремиться к тем самым 12,75 – 12,80 вольтам. Но так как было отдано какое-то количество энергии напряжение (в зависимости от этого количества) до 12,75 – 12,80 вольт уже не поднимется.

АКБ считается разряженной на какое-то количество процентов. Соответственно при зарядке напряжение повышается, а когда зарядка прекращается (прекращаются и процессы внутри АКБ) напряжение снова стремится к напряжению покоя.

А вот здесь на подиуме появляется Его Величество Электрический Ток, измеряемый амперами. Чем больше ток нагрузки на АКБ, тем большее количество энергии за единицу времени батарея отдаст. И соответственно разрядится. На АКБ обычно пишут её электрическую ёмкость.

Электроёмкость АКБ это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).

Соответственно за час АКБ электроёмкостью 60 Ач может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до её полной разрядки. Практически это выглядит так: если батарею нагружать током 60 ампер один час, её напряжение снизится с 12,75 – 12,80 вольт до 12,00 вольт. Это фундаментальная основа работы АКБ.

Практически же у АКБ есть одна очень неприятная особенность. Ток саморазряда. Причём этот ток увеличивается, если АКБ стоит на солнце и температура электролита в ней повышается. Но и ёмкость АКБ, соответственно, повышается. А вот зимой ток саморазряда уменьшается. Но и ёмкость АКБ соответственно уменьшается. Поэтому существуют стандарты на эксплуатацию, хранение, консервацию АКБ, учитывающие все эти факторы.

У новой АКБ электрической ёмкостью около 60 Ач ток саморазряда при температуре 25 градусов по цельсию обычно не превышает 20 миллиампер. Это значит, что при комнатной температуре АКБ может разрядиться наполовину своей электроёмкости за четыре-пять месяцев. При старении АКБ и при её интенсивной эксплуатации ток саморазряда повышается с каждым циклом разряд-заряд. При нагрузке на АКБ ток саморазряда и ток нагрузки суммируются. Но как же 14,40 вольт, опять настойчиво спросите ВЫ?… Вот здесь есть второй фундаментально важный момент.

Принцип зарядки АКБ

Существует два способа зарядки АКБ:

Зарядка постоянным током
Зарядка постоянным напряжением

Какой из них лучше однозначно сказать нельзя. Всё зависит от того, чего Вы хотите добиться. Быстроты зарядки или полной зарядки. Я предпочитаю заряжать АКБ вторым способом. И далее я обосную свою позицию.

Зарядное устройство постоянным током значительно проще схематически и дешевле в изготовлении. Зарядное устройство постоянным напряжением значительно сложней схематически и дороже в изготовлении. Те кто заряжал аккумуляторы старыми советскими зарядками (кстати очень замечательными по своим техническим парамерам и надёжностью исполнения и работы) знают теорию.

Если АКБ полностью разряжена – откручиваем пробочки на АКБ, подключаем АКБ к зарядке, высталяем ток в одну десятую от ёмкости АКБ и заряжаем 12 часов. Через 12 часов уменьшаем ток на половину (до одной двадцатой от ёмкости) и дозаряжаем час-два, пока электролит не начинает “кипеть”, отключаем зарядку. Кипение электролита это процесс выделения из него паров водорода. В идеале кипеть электролит не должен. Потому что потом придётся брать ареометр, мерить его плотность и добавлять дисцилированную воду. Поэтому нужно постоянно понижать ток.

Если АКБ потеряла свою ёмкость в процессе жёсткой эксплуатации, глубокого разряда или просто старения, она может зарядиться за пару часов. И электролит начнёт кипеть через час после подключения зарядки.

Зарядка постоянным током подразумевает, что при зарядке напряжение повышается. И как только напряжение превысит 14,40 вольт электролит закипит по-любому. Что делать в таком случае. Вариант первый – следить за процессом зарядки постоянно понижая ток, держа напряжение зарядки на отметке 14,40 вольт. Вариант второй – использовать автомат, который следит за этим сам. Но следит за напряжением, понижая ток заряда по мере надобности. Это и есть зарядка вторым способом – постоянным напряжением.

Второй фундаментально важный момент – правильная зарядка АКБ на ВСЕ 100 % электрической ёмкости:

ПОЛНОСТЬЮ ЗАРЯДИТЬ АКБ (НА ВСЕ 100% ЕЁ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЁМКОСТИ) БЕЗ ВЫКИПАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА МОЖНО ТОЛЬКО НАПРЯЖЕНИЕМ 14,40 ВОЛЬТ !

Я предпочитаю заряжать АКБ постоянным напряжением 14,40 вольт. Практика такова, что зарядить аккумулятор на 100 % достаточно сложно. Когда АКБ набрала свою ёмкость на 95 % ток её заряда очень маленький, а на 99% он просто мизерный и может быть всего 30 миллиампер. Я отмечу одну деталь – это всё на грани кипения электролита. Теоретически электролит начинает кипеть при напряжении заряда 14,41 вольт при условии, что АКБ сделана идеально, а при 14,40 не кипит. На практике это может быть и 14,38 вольт и 14,42. Всё зависит от изготовителя АКБ и индивидуально для каждой конкретной АКБ. Но суть, надеюсь Вы, дорогой читатель, уловили.

Недостатком зарядки по напряжению является время зарядки. Обычно АКБ набирает полную ёмкость заряда (100 %) за время более суток. Здесь очень важен ток зарядки на начальном этапе. Можно заряжать на начальном этапе и током в одну пятую от ёмкости. Тогда время зарядки сократится. Как и время службы АКБ, но незначительно. Теорию зарядки никто не отменял. Предпочтительней не выходить за рамки тока зарядки более одной десятой от ёмкости АКБ. Выбирать Вам, читатель.

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП?

А теперь мы подошли к сути вопроса. Как использовать стартерный АКБ для автомобиля в ИБП. Мой ИБП BACK-UPS 600I подходит под это идеально!

Самые первые ИБП от APC серии Back UPS заряжали аккумулятор как раз по принципу зарядки АКБ постоянным напряжением. Там стоит микроконтролер управления зарядкой АКБ. Расчётная ёмкость АКБ для моего ИБП 7 Ач. Ток заряда 350 миллиампер на начальном этапе. На конечном ток падает до 10 миллиампер (фактически до тока чуть-чуть больше тока саморазряда).

Более новые ИБП-шки заряжают по-другому. Я тестил более новую модель Back-UPS CS 650 (хотел даже купить), но – эта железная скотина держит напряжение на уровне 13,7 вольт. При токе заряда свыше определённого параметра эта гадость высвечивает на передней панели значок Replace Battery.

Некоторые пользователи считают, что для обеспечения автономной работы газового котла или другой техники к ИБП вполне можно подключить автомобильный аккумулятор. По их мнению, это гораздо дешевле и практичнее, чем использование специализированных батарей для ИБП. Однако производители ИБП категорически не рекомендуют так поступать.

В нашей статье мы подробно расскажем об особенностях автомобильных АКБ и специализированных батарей для ИБП и ответим на вопрос, почему лучше не подключать автомобильные аккумуляторы к ИБП.

Содержание

Особенности автомобильных аккумуляторов

Автомобильные аккумуляторы являются свинцово-кислотными аккумуляторами стартерного типа с напряжением в основном 12,7 В. Они предназначены для кратковременной работы в автомобильных системах зажигания (запуска мотора транспортного средства) и освещения. Их основная задача – кратковременная подача на стартер большого пускового тока – от 250 до 1000 А. При этом такие аккумуляторы не рассчитаны на длительную отдачу тока, так как быстро разряжаются. Зарядка же автомобильного аккумулятора выполняется в «равном» режиме: во время работы генератора автомобиля.

Внутри корпуса автомобильного аккумулятора размещено шесть блоков (банок) по 2 В, в которых установлены свинцовые пластины (электроды) и залит жидкий электролит (серная кислота), который не поддерживает процесс рекомбинации, что создает пожароопасность и требует организации хорошей вентиляции. Поэтому такие батареи не предназначены для установки в помещении.

В зависимости от типа автомобиля (легковой/грузовой) можно встретить аккумуляторы от 40 Ач, однако самые распространенные из них имеют емкость 55-65 Aч. Чем больше их емкость, тем мощнее пусковой ток они могут выдать.

Особенности специализированных аккумуляторов для ИБП

Специализированные аккумуляторы для ИБП представляют собой герметичные свинцово-кислотные (наиболее распространенный тип) тяговые аккумуляторы с номинальным напряжением 12 В (однако напряжение полностью заряженной AGM батареи составляет 13,5-14 В). Они предназначены для непрерывной дозированной отдачи электроэнергии. Батарея ИБП по сравнению с автомобильным аккумулятором рассчитана на отдачу тока различной величины от 5 минут до нескольких часов, что позволяет автономно питать электрические приборы различной мощности. При этом аккумуляторы ИБП рассчитаны на зарядку постоянным стабильным током.

Что касается электролита, то в основном в специализированных батареях для ИБП применяется гелеобразный абсорбент (технология GEL) или пропитанное электролитом специальное пористое стекловолокно (технология AGM).

Данные аккумуляторы считаются наиболее безопасными для применения и практически не выделяют газ во время работы. Технология AGM позволяет рекомбинировать до 99% выделяемого батареями газа.

Емкость аккумуляторных батарей, в зависимости от модели, может быть от 1 Ач. Данный параметр будет влиять на продолжительность функционирования ИБП в автономном режиме: чем больше емкость, тем больше будет работать нагрузка в период отключения электричества.

Об основных типах аккумуляторных батарей, которые применяются для ИБП можно узнать подробнее в нашей статье «Аккумуляторы для ИБП: основные типы».

Проблемы совместной работы ИБП с автомобильными аккумуляторами

Каждая модель ИБП рассчитана на подключение аккумуляторных батарей с определенным напряжением и емкостью. Установка автомобильных аккумуляторов, имеющих иные характеристики, может вызвать ряд проблем при совместной работе с ИБП. Опишем основные из них.

Несоответствующий ток заряда

Модели ИБП имеют встроенные зарядные устройства различной мощности, которые рассчитаны на конкретный вид аккумулятора. Как правило, ток их заряда составляет от 1 А (в моделях со встроенными батареями) до 6 А (в моделях с возможностью подключения внешних аккумуляторов), что вполне достаточно для работы ИБП в автономном режиме. Время заряда батареи напрямую зависит от значения тока заряда.

Установка стандартного автомобильного аккумулятора, например, емкостью 60 Ач, потребует более высокого тока для его заряда (от 6 А и выше), что может превысить максимальный ток зарядного устройства ИБП. Слабый ток не сможет зарядить такой аккумулятор: заряд будет происходить длительное время (до нескольких суток), из-за чего аккумулятор не будет до конца заряжаться, что в скором времени приведет к уменьшению его емкости. Кроме того, вследствие длительного цикла заряда электролит автомобильной батареи может закипеть или расслоиться, а пластины быстро разрушиться. Нарушение режима работы в итоге приведет и к повреждению самого ИБП.

Некорректная работа индикации

В ИБП заложена информация об определенной емкости аккумуляторных батарей, с которыми функционирует устройство, и их разряде. Установка в схему его работы автомобильной батареи может привести к некорректному расчету их разряда и, соответственно, неверной индикации. Дело в том, что автомобильные батареи не являются тяговыми, поэтому их производитель не указывает и не испытывает длительные разряды. Например, время разряда батареи AGM емкостью 100 Ач ИБП рассчитает правильно, а у автомобильного аккумулятора такой показатель может быть неточным. Более того, у батарей AGM есть такие емкости, которых не бывают у автомобильных аккумуляторов, например, 1 Ач и 7 Ач, или, наоборот, 1000 и 3000 Ач у стартерных батарей, которых нет у аккумуляторов ИБП.

Отсутствие циклов заряда-разряда

Аккумуляторные батареи ИБП рассчитаны на длительную работу и свободно выдерживают 200-300 циклов заряда-разряда (данный показатель определяет, сколько раз можно полностью зарядить и разрядить батарею). Автомобильный аккумулятор такого параметра не имеет, и уже после первого разряда его качество работы может сильно измениться в худшую сторону.

Хоть многие модели ИБП и имеют защиту от «глубокого» разряда батарей, которая отключает устройство при их разрядке на 85%, все же электроника изделия рассчитана на управление только штатными аккумуляторами, поэтому при установке автомобильных моделей данная защита может работать некорректно.

Низкий срок службы

Автомобильный аккумулятор имеет малый срок службы (примерно 6 лет, и то при условии, что его не будут разряжать циклами с длительным разрядом) по сравнению с аккумуляторами ИБП. Например, аккумуляторные батареи линейки Long Life, предлагаемые ГК «Штиль» для ИБП, имеют срок службы до 12 лет. Но, безусловно, длительность работы будет зависеть от соблюдения требований к их эксплуатации. При использовании с ИБП срок службы стартерного автомобильного аккумулятора существенно сократится в силу различия в конструкции аккумуляторных банок.

Пожароопасность

Как было сказано выше, автомобильные аккумуляторы не предназначены для использования в жилых помещениях. Это происходит по двум основным причинам:

Выделение водорода – естественный процесс работы, который происходит внутри автомобильного аккумулятора во время его заряда. Но, так как изделия устанавливаются внутри автомобиля, выделяемый ими водород, нигде не накапливаясь, свободно рассеивается во внешнее пространство через пропускные отверстия на их корпусе, не представляя никакой опасности для пользователей.

Если же автомобильные аккумуляторные батареи устанавливать внутри жилого помещения или любого закрытого пространства (например, в гараже или подсобном помещении), то в нем будет скапливаться опасный газ, создавая пожароопасную ситуацию: любая искра может привести к детонации смеси водорода и кислорода.

Хоть и некоторые умельцы, которые подключают автомобильные аккумуляторы к ИБП, приспосабливают специальные отводы вредных и опасных испарений в систему домашней вентиляции, все-таки это является рискованным и ненадежным решением.

Жидкий электролит. Как было сказано выше, внутри автомобильного аккумулятора электролит находится в жидком состоянии. Поэтому при его эксплуатации в жилом помещении требуется организовать надежную защиту изделия от механических повреждений, иначе, например, при падении аккумулятора на пол или переворачивании его корпуса электролит может вытечь наружу.

К тому же электролит периодически надо доливать, то есть обслуживать автомобильные аккумуляторы, так как после полного разряда заряд такой батареи сопровождается кипением этой жидкости.

Аккумуляторы для ИБП не имеют жидкого электролита и их корпус полностью герметизирован, поэтому в процессе работы они не выделяют водород в атмосферу и полностью безопасны для использования в жилых помещениях.

О том, как правильно подключать аккумуляторные батареи к ИБП можно узнать в нашей статье «Подключение аккумуляторных батарей к ИБП».

Источники бесперебойного питания устанавливаются перед оборудованием, которое должно сохранить рабочие параметры после отключения сетевого питания. Устройство укомплектовано аккумулятором и электронной схемой контроля параметров и переключения на резервный источник. Можно ли подключить автомобильный аккумулятор к ИБП?

Типы ИБП и требования к аккумуляторам

Задачи, решаемые блоком, разнятся. Пассивные устройства устанавливаются в домашний компьютер. Линейно-интерактивные бесперебойники поддерживают напряжение перед потребителем 220 В, АКБ в сеть включен постоянно. ИБП с двойным преобразованием постоянно работает от АКБ, зарядка батареи идет от сети. Напряжение на выходе всегда стабильное, но оборудование сложное, требует охлаждения, устанавливается на особо ответственные потребители энергии.

Мощность бесперебойника определяется в вольт-амперах, а обслуживаемой техники – в ваттах. Соотношение: 1 ВА=0,6 Вт. При недостаточной мощности блока, сработает защита по току, ИБП отключится. Поэтому, подбирая устройство под потребителя нужно предусмотреть резервную емкость 30 %.

Стандартно в ИБП используют гелевые или AGM аккумуляторы. Отличия их по функциональности от автомобильных незначительны, но стоят они значительно дороже. Насколько оправдана модернизация ИБП, и насколько стартовый АКБ авто справится с задачей?

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП

Здесь рассматриваются только пассивные и линейно- интерактивные ИПБ, применяемые в личных целях. К тому подвигла цена родного устройства и сходные по функции способности недорогих автомобильных и ИБП аккумуляторов. Возможна ли переделка защитного блока?

Есть в конструкциях принципиальные различия – в гелевой батарее ИБП выполнены толстые свинцовые пластины-накопители из чистого свинца. В стартовом АКБ электролит жидкий, свинцовые пластины тоньше, состав имеет примеси. Автомобильный аккумулятор будет стоять рядом с блоком, загромождая помещение. Использование автомобильного аккумулятора в ИБП – апгрейд вынужденный. Суммарные потери при эксплуатации аккумуляторной батареи и родного АКБ блока в итоге сопоставимы.

Перед тем как подключить АКБ от авто к ИБП, необходимо знать последствия:

тонкие пластины автомобильного аккумулятора быстро разрушаются, работая в режиме ИБП;
авто АКБ в сети ИБП постоянно недозаряжен, при восстановлении емкости при пониженном напряжении закипает;
выделение водорода в атмосферу помещения может привести к взрыву от искры, если достигнута критичная концентрация газа;
автомобильный жидкий АКБ разряжается быстрее гелевого от ИБП.

Автомобильный АКБ не гарантирует достаточной точности показателей батареи из нескольких банок, так как каждая из них влияет на суммарные показатели батареи.

Особые требования к батареям ИБП, которые невыполнимы для авто аккумуляторов:

совместимость с зарядным устройством с плавающим зарядом 13,6 – 13,8 В;
поддержка работы в буферном рнжиме с двойным преобразованием напряжения;
разряд без подзарядки длительное время.

ИБП под автомобильный аккумулятор

Однако умельцы все равно стремятся из автомобильного аккумулятора б/у собрать ИБП. Для работы необходимо:

обслуживаемая АКБ для авто в специальном футляре;
соединительный провод сечением 4 мм2;
клеммы, разъемы;
вентилятор охлаждения напряжением 12 В – 2 шт.;
инструменты для монтажа.

Выбрать аккумулятор, предусмотреть, чтобы разряд ограничивался 20 % от емкости. Необходимо предусмотреть меры безопасности. Работу вести на оборудовании, отключенном от линии питания с видимым разрывом. Как сделать ИБП линейки Back-UPS (APC) из автомобильного аккумулятора, предлагаем последовательность:

Убрать из гнезда комплектный АКБ, его можно будет в дальнейшем использовать.
Подготовленную, заряженную, в декоративном и устойчивом корпусе батарею установить около корпуса блока ИБП.
Подготовить провода, установить клеммы.
Вместо аккумулятора в блок поставить 2 вентилятора, на вытяжку и приток, соединить их с аккумуляторами через разъемы. Прорезать вентиляционные щели в корпусе.
Поместить проводку в защитный рукав, установить оборудование на место, так, чтобы был доступ к вентиляционным щелям. Соединить оборудование, вначале с ИБП, потом с батареей, соблюдая полярность, первым плюсовой провод.
Подключить потребителя и сеть.

Полезным будет посмотреть видео по теме.

Как применить автомобильный аккумулятор для ИБП газового котла

Если у вас в загородном доме стоит газовый котел, его сложная электроника несовместима с неустойчивыми сетевыми параметрами. Без ИБП не обойтись, но можно ли использовать автомобильный АКБ в сборке? Специалисты не советуют использовать неродной накопитель энергии по перечисленным ранее причинам. Они отмечают, 50 % дорогостоящей аппаратуры регулирования газовых котлов отказали именно из-за применения автомобильного аккумулятора.

В качестве внешних источников питания в схему можно включать автомобильные аккумуляторы, при условии, что для них устроен отдельный шкаф с вытяжкой. Это исключает образование взрывоопасной смеси в помещении.

Можно ли зарядить аккумулятор ИБП автомобильной зарядкой

Какими отличиями обладает зарядное устройство ИБП и можно ли его применять для зарядки автомобильного аккумулятора? Можно, если воспользоваться функцией постоянного тока. Тогда аккумулятор будет получать заряд долго, но зарядится полностью. Если воспользоваться постоянным напряжением, максимальное значение 13,8 В не позволит выполнить полную зарядку.

Точно также гелевый аккумулятор бесперебойника можно зарядить ЗУ от автомобильного АКБ. Но выставить нужно постоянный ток, равный 10 % от емкости. Примерное время накопления энергии около суток. Перезаряд гелевой батареи недопустим, необходимо снять ее с зарядки до достижения 14,4 В. Пред тем как зарядить аккумулятор ИБП зарядным устройством от автомобиля, нужно убедиться, что на корпусе устройства есть надпись rechargeable.

Зарядить автомобильный аккумулятор, используя ИБП можно, используя схему поочередного насыщения нескольких аккумуляторов, в схеме для газового котла. Тогда зарядное для автомобильного аккумулятора используется поочередно к накопителям, но тот прибор, что работает в паре с ИБП, не должен одновременно подзаряжаться.

На многочисленных форумах предлагают использовать ИПБ для зарядки автомобильного аккумулятора, выполнив электронную схему переключения своими руками. Важно чтобы была отсечка работы АКБ в схеме и подзарядкой. Если внешняя батарея одна, на время заряда автомобильным ЗУ защитный блок должен отключаться от потребителя должен отключаться.

Пользователи советуют использовать в схеме ИБП автомобильную батарею б/у или восстановленную. Так можно продлить срок службы автомобильной АКБ и научиться управлять процессом зарядки ИБП своими руками.

Читайте также: