Описание технологии
Разобранный аккумулятор изготовленный с применением технологии AGM
Классический свинцово-кислотный аккумулятор это корпус, разделённый на отсеки сепараторами - микропористым пластиком. В отсеки залит электролит - раствор серной кислоты, и в этот раствор погружены пластины, между положительными и отрицательными пластинами протекает ток. Технология AGM использует пропитанный жидким электролитом пористый заполнитель отсеков корпуса из стекловолокна. Микропоры этого материала заполнены электролитом не полностью. Свободный объём используется для рекомбинации газов.
Аккумуляторы, производимые с использованием технологии AGM, изготавливаются в спиральной или плоской конфигурации. Серия продукции со спиральной конструкцией блоков производится в основном в Северной Америке, а с плоской конфигурацией электродов - и в Северной Америке и в Европе. Спиральные элементы обладают большей площадью поверхностного контакта, что даёт возможность кратковременно выдавать бóльшие токи и быстрее заряжаться. Однако, обратной стороной является уменьшение удельной ёмкости аккумулятора (соотношение электрической ёмкости и размеров) по сравнению с плоской конфигурацией. Обе технологии являются перспективными и могут использоваться для поставки автопроизводителям в качестве компонентов OEM. В настоящий момент наиболее распространены автомобильные аккумуляторы AGM с плоской конфигурацией блоков. Спиральные блоки SpiraCell запатентованы компанией Johnson Controls для серии Optima и не могут использоваться без её разрешения, в отличие от плоских блоков.
Преимущества
Аккумулятор, произведённый по технологии AGM, имеет перед классическими аккумуляторами ряд преимуществ, полученных за счёт такой технологии. В частности, устойчивость к вибрации, возможность установки в любом положении и в отсутствии необходимости обслуживать. Некоторые производители заявляют увеличенную производительность таких АКБ или высокий пусковой ток.
- Конструкция не требующая обслуживания.
- Конструкция герметична и имеет клапанную регулировку, предотвращает утечку кислоты и коррозию клемм.
- Более безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва.
- Герметичная конструкция позволяет устанавливать батарею почти в любом положении (однако установка вверх дном не рекомендуется).
- Уверенная работа при низких температурах (ниже −30*С).
- Повышенная виброустойчивость увеличивает срок службы.
Недостатки
- С 1985 года и по сей день аккумуляторными батареями с технологией AGM комплектуются бомбардировщики B-52 и истребители F-18.
- Для заряда батарей изготовленных по технологии AGM, желательно использовать специальное зарядное устройство с соответствующими параметрами заряда, отличными от заряда классических аккумуляторов с жидким электролитом.
- В настоящий момент автомобильные стартерные батареи AGM используются в качестве источника питания системы Старт-Стоп , которой оснащается ряд моделей автомобилей ведущих производителей.
- С применением аккумуляторов AGM была изготовлена первая версия родстера tzero . На нем было установлено 28 аккумуляторов этого типа. При этом вес автомобиля составлял 1040 кг, а разгон от 0 до 60 миль/ч (96 км/ч) составлял всего 4,07 секунды. Стоимость автомобиля была $80,000. Новая версия оснащается литиевыми аккумуляторами .
См. также
- Автоэлектролит
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
Выход из строя аккумулятора - одна из тех обидных неисправностей, которая может постигнуть автолюбителя в самый неподходящий момент. Кто с этим сталкивался – знает, что это такое. А существуют ли безотказные источники питания?
Датой рождения первого аккумулятора считают 1860 год. С тех пор он постоянно совершенствовался. Менялись материалы, габариты, конструкция. Шли годы, и даже самые лучшие из классических свинцово-щелочных аккумуляторов (EFB) — перестали удовлетворять запросам времени. Требовалось уникальное и смелое решение, как в конструкции, так и в самом принципе действия аккумуляторных батарей. Своим появлением AGM технология (Absorbent Glass Mat - влагопоглощающие стеклянные маты) обязана инженерам американкой компании Gates Rubber Company. Без малого пятьдесят лет назад именно ими было предложена альтернатива классическому жидкостному аккумулятору.
Особенности конструкции или что такое AGM аккумулятор?
Суть открытия заключается в полном отказе от жидкого состояния электролита. Заменой ей стал особый тканный материал. В данном случае смесь серной кислоты и дистиллированной воды, оказывается связанной структурой синтетических матов. При этом следует отметить, что мелкие поры материала служат для удержания капель электролита, а крупные (капиллярные силы оставляют их свободными) - для циркуляции паров, не успевших конденсироваться в полости батареи.
Отметим, что в АКБ с технологией AGM, используется свинец только высокой квалификации (степени химической чистоты). Еще одним новшеством можно назвать присадки сурьмы и кальция, существенно удлиняющие срок службы пластин.
Для своего времени данное инженерное решение и результаты его испытаний оказались настолько выдающимися, что аккумулятор по технологии AGM несколько лет поставлялся исключительно для нужд армии и военной авиации.
Отличие AGM от GEL-аккумуляторов
Научный прогресс не стоит на месте, и, видимо, поэтому у AGM технологии однажды появился конкурент - это гелевые аккумуляторы. Основное отличие их от предшественников состоит в том, что пространство между свинцовыми пластинами заполнено уже не стекловолокном, а застывшим пористым раствором из серной кислоты и силикагеля. Последний выполняет роль загустителя. Именно в такой структуре смеси и кроются главные плюсы и достоинства гелевых АКБ. Подобное состояние среды эффективно препятствует выходу из строя электродов и, как следствие, - упреждает поломку самого аккумулятора.
Для справки
Разрушение свинцовых пластин является неизбежным результатом при реакции электролиза. А если это так, то замедлить этот процесс и предотвратить внутреннее замыкание цепи - главная задача, над которой трудились ученые с момента изобретения АКБ. Существенным недостатком гелевых батарей является их повышенная чувствительность к температуре. Так уже при 100-110 градусах смесь кислоты и силикагеля теряет свое рабочее состояние. Вместе с этим понижалась способность геля удерживать пары серной кислоты. Все это в конечном счете влияет на жесткость конструкции в целом. 
Среди AGM аккумуляторов есть внутреннее подразделение на виды. Примерно треть от всего их количества имеет спиральную укладку матов. Данное техническое решение позволяет максимально увеличить площадь химической реакции, но при этом в жертву приносятся габариты и вес. К тому же эксклюзивные права на «спираль» в аккумуляторах запатентованы, что существенно влияет на их популярность. Что касается пластинчатых батарей, то этот тип АКБ - лидер среди предпочтений автомобилистов. Отметим также, что пик их популярности еще впереди, а количество компаний, которые производят батареи типа AGM ширится с каждым днем.
Обзор AGM батерей разных производителей: характеристики, цены, отличия
Сегодня аккумуляторные батареи по технологии AGM можно встретить буквально повсюду. Ими на конвейерах комплектуют автомобили, оснащенные системой «старт–стоп». Они приводят в действие шлагбаумы, жалюзи и ворота. Благодаря аккумуляторным батареям, в темное время суток светятся неоновая реклама и дорожные знаки на автомагистралях. Добавим, что AGM-технология признана оптимальной в АКБ электростанций, работающих на таких источниках энергии как солнце, ветер и волны. Вне конкуренции преимущества АГМ оказались и в блоках бесперебойного питания компьютеров. В настоящее время практически все известные мировые бренды отдали значительные части своих объемов выпуска AGM-аккумуляторам. Это и BOSCH, и Optima, и Tudor, и Medalist и другие. Ниже для сравнения приведены несколько популярных моделей автомобильных аккумуляторов с технологией AGM и их характеристики.
| Марка | Страна происхождения | Емкость | Вес | Ориентировочная цена | Срок службы |
| А*ч | кг | руб. | лет | ||
| Haze HZB12-28 AGM | Китай-Великобритания | 28 | 16 | 4300 | 5 |
| ВОСТОК СК-1255 | Россия | 55 | 16 | 6200 | 5 |
| DEKA | США | 32 | 10 | 7000 | 7 |
| TOPLA | Словения | 60 | 15 | 9500 | 8 |
| VARTA D52 | Германия | 60 | 16 | 10700 | 10 |
Таблица 1. Сравнительный обзор AGM-аккумуляторов
Отрадно, что в последнее время в рейтингах грандов по применению технологии AGM в аккумуляторных батареях все чаще стали встречаться АКБ российского производства. Помимо маркировки, указывающей на тип аккумулятора, на корпусах батарей часто можно увидеть: VRLA(Valve Regulated Lead Acid batteries) или SLA(Sealed Lead Acid batteries). Данные надписи обязательны по нормам международного стандарта безопасности. 
Первая аббревиатура обычно ставится на батареях с емкостью свыше 30 Ач и указывает, что устройство оборудовано клапаном безопасности. Вторая маркировка ставится на мало ёмкостные AGM аккумуляторы (до 30 Ач). Присутствие байпаса обусловлено неизбежным выделением водорода при перезарядках. При достижении значения 100 миллибар, клапан открывается и выпускает газ в атмосферу, тем самым сбрасывая давление до безопасного уровня.
Плюсы и минусы технологии
Отметим, что технология AGM в аккумуляторных батареях далеко не идеальна, как и сами источники питания. Поэтому наряду с бесспорными достоинствами, они имеют и некоторые недостатки.
Преимущества:
- Данный тип аккумуляторов не требует обслуживания. А это значит, что уход за ними сводится к минимуму;
- Обладает большим пусковым током. Так, по сравнению с кислотными АКБ - он выше на 50-75%, что бесценно при запуске в холодное время года;
- Не боится глубокой разрядки. Даже среднестатистический аккумулятор AGM обязан справиться, как минимум, с двумя сотнями полных разрядок (на ноль), не менее чем с пятьюстами разрядами батарей до 50% и с тысячей тех, что понижают емкость на 20-30 процентов;
- Разрешена транспортировка и эксплуатация практически в любом положении;
- Срок службы AGM составляет от 5 до 12 лет (при обязательном соблюдении правил зарядки);
- Нейтральны к высокой температуре окружающей среды (например, в подкапотном пространстве автомобиля). Это ставит их по рангу выше всех классических и большинства гелевых батарей.
Недостатки
- Увеличенный вес;
- Аккумулятор AGM существенно дороже любого своего конкурента среди кислотно-свинцовых АКБ;
- Необходимы специфические зарядные устройства;
- Требует осторожности и внимания при зарядке, а также при эксплуатации на автомобилях, не оборудованных реле перезарядки.
Важно! Аккумуляторы по технологии AGM нельзя принять за панацею от всех возможных бед. Данный тип батарей весьма раним к перезарядке. Это значит, что, если автомобиль не оснащен устройством, исключающим избыток заряда, - от покупки таких аккумуляторов стоит воздержаться.
Требования к процессу зарядки и к зарядным устройствам
Как уже было сказано, аккумуляторы AGM и GEL довольно устойчивы к максимальным разрядкам. Гораздо больший урон им могут нанести чрезмерные значения тока и напряжения. Оптимальным током для зарядки считается тот, величина которого составляет 10% от указанной на самой батарее. Например, заряжать аккумулятор AGM с емкостью 32 Ач следует током силой 3,2 А. Это значит, что зарядное устройство (в идеале) обязано иметь функцию регулировки силы тока и напряжения. Для более детального рассмотрения технологии приведения аккумулятора в рабочую кондицию опишем процесс по пунктам:
- Подключаем зарядное устройство и выставляем на нем номинальное напряжение, а силу тока устанавливаем на «0»;
- Подсоединяем провода по системе: минусы — к минусам, а плюсы — к плюсам;
- Выставляем значение силы тока, равное 10% от указанной на аккумуляторе;
- Наблюдаем процесс. При нормальном его течении напряжение должно расти, а сила тока - уменьшаться. Когда величина последнего снизится до значений, близких к нулю - аккумулятор AGM будет заряжен.
Важно! Зарядка АКБ AGM током большей силы существенно сократит время зарядки, но может нанести и вред аккумулятору. Поэтому прибегать к такому режиму следует только в исключительных случаях!
Относительно самих зарядных устройств отметим, что выбор их на российском рынке достаточный, чтобы подобрать оптимальный вариант. Можно выбрать универсальное - с регулировкой тока и напряжения, а можно обойтись и узкоспециализированным, где сила тока — фиксированная (0,1А, 0,2А, 0,3А и так далее). Диапазон цен на «зарядки» составляет от 1500 до 12 тыс. рублей.
В шаге от выбора
Солидный стаж, богатый опыт вождения и отменное мастерство могут остаться бесполезными, если ваш автомобиль вдруг окажется без энергии. Именно поэтому вполне естественно выглядит желание автомобилистов иметь по всем параметрам лучший аккумулятор. Ближе всех к получению такого статуса на сегодня находятся аккумуляторы по технологии AGM. Теперь, надеемся, вы знаете - что это. В данной статье мы рассказали об особенностях, сравнили АКБ разных производителей, приценились и получили при этом некоторый объем полезной информации. Пройдут годы, AGM и EFB технологии в автомобильных аккумуляторах станут историей. Им на смену придут более совершенные источники питания. Это будет потом, а энергия автомобилю нужна уже сегодня и сейчас. Для этого достаточно всего лишь сделать выбор между экономией и надежностью, некоторыми неудобствами и уверенностью. А не ошибиться в нем - надеемся, вам и поможет эта статья. Видео
Применяются во многих отраслях, но массовому потребителю ближе всего транспортная техника. И в этой же сфере наиболее ярко проявляются слабые места таких элементов питания. Проблемы в процессе эксплуатации аккумуляторов обуславливаются нюансами эргономики, технического обслуживания и поддержания оптимальной надежности в разных условиях применения. При этом часть недостатков удалось минимизировать с помощью технологии Absorbent Glass Mat (AGM) еще в 1970 годах. Новый подход к организации связанный также с изменением характеристик электролита, актуален и в наши дни. Более того, технология AGM за все время своего существования претерпела немало корректировок и сегодня позволяет разрабатывать аккумуляторы с принципиально улучшенными качествами. Впрочем, не избавлены такие батареи и от недостатков.
Общие сведения о технологии
Особенность данной технологии обусловлена принципами содержания так называемого связанного электролита. Так, если в классических аккумуляторах в качестве активного вещества используется жидкое электрохимическое наполнение, то в системах AGM применяют плотный электролит. Соответственно, это дает как минимум повышенную защиту от вибраций. В плане бытового обращения с такими блоками многие отмечают удобство и надежность. Но и это не все особенности, которыми характеризуется технология AGM. Абсорбированный электролит, который чаще всего применяют в таких батареях, сам по себе обладает немалым количеством достоинств. На практике использования отмечается его стойкость к температуре и способность выдерживать большое количество зарядов. Реализация же концепции связанного электролита требует особого устройства корпуса и внутренней начинки.
Конструкция блока
Корпус изготавливается из высокопрочного пластика, в котором размещается набор пластин-электродов. Как правило, последние выполняются из свинца, что и роднит такие конструкции с классическими блоками. Главное же отличие заключается в свойствах электролита, который представлен водно-кислотным раствором. Это своего рода кислота, которая заполняет пространство корпуса для обеспечения последующих реакций между электродами. Собственно, отличие обусловлено тем, что наполнение имеет не жидкостное, а твердое состояние. Обычно производители используют для обеспечения этого условия микропористый материал на основе стекловолокна. Его пропитывают электролитом и формируют таким образом плотную связку между внутренними компонентами блока. Наполнитель выступает и сепаратором, не позволяя раствору растечься. Впрочем, технология AGM может предусматривать и другие способы плотной связки электрохимического вещества, но суть метода остается одной - обеспечить надежность содержания активного элемента без утраты базовой функции аккумулятора.
Разновидности аккумуляторов AGM
Модели аккумуляторов такого типа изготавливаются в плоской или спиральной формах. Имеется в виду устройство электродов. Спиральные компоненты характеризуются обширной поверхностного электрохимического контакта, что на практике способствует увеличению способности кратковременно обеспечивать большие токи. К тому же многие автомобилисты отмечают быстрое восполнение энергетического потенциала. Но, с другой стороны, модели с плоскими электродами выигрывают у спиральных за счет сбалансированной удельной емкости аккумулятора. Аналогичными качествами, к слову, отличаются и гелевые блоки, и традиционные свинцово-кислотные. Технологией AGM плоскостную конфигурацию лишь оптимизируют, позволяя в устоявшемся формате обеспечить наиболее высокие рабочие показатели элемента питания.
Сходства с технологией GEL
Это группа гелевых аккумуляторов, которые также разрабатываются в соответствии с концепцией связанного электролита. Только в данном случае используется другой принцип обеспечения вязкого наполнения. Для этого применяется силикагель, полностью охватывающий все пространство блока. Как и технология AGM, методика изготовления GEL-батарей обеспечивает стойкость к вибрациям и надежность работы электрохимической начинки в целом. В этом плане главным достоинством гелевых аккумуляторов является исключение риска замыкания. Плотное прилегание к электродам не позволяет им разрушаться со временем, а электролит также эффективно справляется со своей функцией, взаимодействуя через поры наполнителя.
По расчетам специалистов, модели такого типа способны выдерживать порядка 1200 циклов заряда. позволяют восполнять заряд 500-600 раз. Схожих показателей достигает и технология AGM. Преимущества и недостатки обеих конструкций в целом схожи и заключаются в особенностях взаимодействия электродов и электролита. Но есть также разница в эксплуатационных нюансах, которые заметны лишь на практике применения.
Что лучше - AGM или GEL?
Для начала стоит подчеркнуть, что гелевые устройства стоят дороже моделей AGM, хотя это не говорит об их очевидном преимуществе. Так, отдавать предпочтение конструкциям с абсорбированным электролитом стоит тем, кто хочет быть уверенным в стойкости начинки к разрядам высокой мощности. Кроме того, такие блоки выигрывают за счет быстрого восполнения энергетического запаса. При этом технологии AGM и GEL примерно одинаково стабильно удерживают заряд - во всяком случае, если сравнивать модели из общей ценовой группы. Что же касается преимуществ гелевых элементов, то они лучше себя проявляют в условиях высоких нагрузок - например, после глубокого разряда или при наличии внешних электротехнических помех. К этому можно добавить и жесткость наполнителя, который не позволяет физически разрушить начинку, сохраняя целостность того же электрода. Гелевые модели в последних версиях разрабатываются на укрепление именно прочностного качества, но продвижению в данном направлении мешает неизбежное понижение электротехнических свойств блока.
Достоинства технологии
Если сравнивать преимущества технологии на общем фоне аккумуляторных батарей, то на первый план выйдет отсутствие потребности в обслуживании. Далее можно подчеркнуть уже достоинство, которое распространяется на все устройства, выполненные по принципу связанного электролита. Это герметичная конструкция с клапанной регулировкой, в которой минимизирован риск утечки кислоты. То есть это говорит и о надежности блока с точки зрения физического обращения, и о его экологической безопасности. Этим свойством, к слову, характеризуются и дорогостоящие фирменные аккумуляторы, и бюджетные модели, некачественно изготовленные. AGM технологии максимально оберегают внутреннюю начинку, что также способствует и повышению эффективности электрохимических процессов. Здесь вновь можно вернуться к большому количеству циклов заряда, быстрому восполнению энергии и стабильной работе электродов.
Недостатки
Большинство минусов, которыми обладают аккумуляторы этого типа, распространяются на все свинцово-кислотные устройства. Например, это относится к большому весу, к токсичности свинцовой окиси, а также к ограничениям в отношении организации условий хранения. В частности, производители не рекомендуют хранить блоки в разряженном состоянии. К тому же вопреки распространенному мнению, опытные автолюбители отмечают, что в условиях мороза проявляется понижение рабочих характеристик. Это относится к колебанию напряжения, которое обычно снижается. Также многие указывают на невозможность восстановления элемента после глубокого разряда. Это еще один пункт, по которому технология AGM уступает в надежности разработкам GEL. Впрочем, при условии соблюдения даже общих правил использования таких батарей, подобных неприятностей вполне можно избежать.
Правила эксплуатации батарей
Для предотвращения сульфатизации аккумуляторов рекомендуется всегда поддерживать их оптимальный заряд. По мере утраты емкости сокращается и рабочий ресурс активных элементов. Также нельзя допускать коротких замыканий в клеммах. Хотя разработчики AGM-батарей усиленно работают над повышением надежности и функциональных деталей корпуса, важно соблюдать корректность внешнего подключения. К слову, это особенно относится к операциям, в ходе которых ремонтируются аккумуляторы AGM. Технологии изготовления элементов питания нового поколения повышают и механическую прочность корпуса, но и с учетом этого аспекта не стоит излишне надеяться на стойкость применяемого для оболочки пластика. Вскрытый аккумулятор AGM не менее опасен, чем традиционные свинцово-кислотные блоки.
Области применения технологии
Конечно, современные аккумуляторы с улучшенными эксплуатационными свойствами находят применение не только в автомобилях. Продукты, созданные на базе технологий AGM, задействуются в системах энергоснабжения, в станциях коммунального обслуживания, в сферах телекоммуникации и т. д. Возможность автономного энергообеспечения также востребована в медицине - для поддержания работоспособности оборудования в аварийных ситуациях. Но, поскольку технология AGM в аккумуляторных батареях не исключает применение тяжелых и токсически опасных металлов, производители накладывают также и ограничения на их эксплуатацию.
Производители
Отечественный рынок аккумуляторов насыщен моделями разного типа, среди которых и элементы AGM. В частности, начальный сегмент представляет продукцию от фирм «Вентура», «Оптима», а также некоторые модификации из линейки «Стингер». Однако, наиболее качественные батареи с технологией AGM, по словам многих автолюбителей, предлагают производители «Дельта» и «Варта». К тому же в семействах этих компаний можно найти разные модификации блоков под любые запросы.
Сколько стоит аккумулятор AGM?
Многое зависит от технических характеристик, качества применяемых материалов и емкости, но в среднем цены варьируются от 10 до 20 тыс. р. Самые дешевые батареи этого типа стоят примерно 5-6 тыс. Если же приобретается модель для требовательного к электротехнике автомобиля, то можно сразу обращаться к сегменту от 20 тыс. Именно столько стоят качественные и надежные аккумуляторы AGM. Технологии организации содержания абсорбирующего электролита в этом ценовом уровне проявляются наиболее выгодно, хотя и тоже не исключают недостатков, характерных для общего класса.
Заключение
Появление прорывных технологий в разных сферах часто вызывает ажиотаж на рынке, но со временем все возвращается в свое русло и потребитель по-прежнему отдает предпочтение традиционным продуктам. Это происходит по той причине, что разработчики новых решений в рекламе делают акцент на достоинствах, не всегда в полной мере раскрывая сведения о недостатках. Так и в данном случае, но опытные автолюбители и просто специалисты хорошо знакомы и с плюсами, и с минусами, которые дает технология AGM. Свинцовые аккумуляторы даже с плотным электролитом не перестают быть чувствительными к перепадам напряжения, требуют соблюдения тех же мер безопасности и при этом недешево стоят. Тем не менее в ряде случаев этот вариант себя полностью оправдает. Батареи AGM соответствуют запросам тех автолюбителей, которые ориентируются на механическую прочность элемента питания, его долговечность и производительность. Но сохранить эти качества на долгие годы можно только при условии соблюдения правил эксплуатации аккумулятора.
Свинцовые батареи AGM (Absorbent Glass Mat – “впитывающая стеклоткань”) – это дальнейшее улучшение технологии аккумуляторных батарей, классических сернокислотных АКБ. Благодаря своим преимуществам, они заняли прочное место в ряду уже известных типов батарей.
Моноболочная герметичная батарея AGM
Что такое AGM свинцовый аккумулятор
В традиционных аккумуляторах электролит в элементе батареи (банке) содержится в жидком состоянии. AGM батареи используют вместо наливной жидкости материал из специального стекловолокна с высокой пористостью. Размеры пор в ней порядка десятых долей микрона. Такая жидкость не плещется внутри банок при толчках и не вытекает при наклонах. В то же время обеспечивается ионная проводимость при малом внутреннем сопротивлении, как и в обычных аккумуляторах. Причем внутреннее сопротивление аккумуляторов AGM ниже, чем у обычных.
Аккумуляторы по технологии AGM применяют для пуска автомобильных двигателей, устройств бесперебойного питания, аппаратуры связи, дежурного освещения и т.д. До недавнего времени использовались в электротранспорте.
Вид элемента с наполнителем в разрезе
Стекловолоконная набивка элементов заполнена электролитом не полностью, остается некоторое пространство для рекомбинации электролизных газов. Если ток заряда немного превышает паспортные значения, эти газы выделяются (водород и кислород при перезаряде) в незначительном количестве. Однако, этого хватает, чтобы вздулся и сломался корпус. Поэтому в батарее установлен предохранительный клапан.
Такие батареи относятся к типу VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid – свинцово-кислотные с клапаном защиты). Клапан выпускает избыток газа и закрывается. В зависимости от конструкции корпуса батареи клапан может быть общим для всех отсеков или на каждом элементе есть свой.
Система клапанов для сброса газов
Расположение электродов в АКБ обычно плоское. Это пакет параллельных пластин, разделенных непроводящими сепараторами. AGM аккумулятор может быть выполнен и с цилиндрическим, точнее, спиральным расположением электродов. Это вдвое повышает наибольшее рабочее давление внутри элемента, которое может, в этом случае, достигать 2.7 кг/см 2 . Спиральное расположение было запатентовано в США и до сих пор владелец не продал лицензию в Европу или Азию, так что на российском рынке такие аккумуляторы практически не найти.
Несмотря на это, батареи с плоским расположением электродов имеют свои плюсы. У них более продолжительный срок службы. Ток, отдаваемый плоскими банками, ниже, чем у цилиндрических, примерно в полтора раза. Однако и в этом случае, такой аккумулятор способен давать ток в 500-900 Ампер. (Сравните с 200-300 А для заливной стартерной батареи.) Повышенный ток, отдаваемый в нагрузку, объясняется меньшей, чем у наливных банок поляризацией, электродов.
Явление поляризации состоит в том, что электроды покрываются мельчайшими пузырьками газа, из-за этого понижается площадь контакта с электролитом и, естественно, снижается ток. Обычно поляризация начинает проявляться не сразу, а спустя несколько секунд после подачи большой нагрузки. Так что, если двигатель “не подхватил”, то приходится ждать некоторое время.
В аккумуляторах, сделанных по технологии AGM, волокнистая набивка моментально впитывает пузырьки газа. Это происходит за счет капиллярных сил, можно сказать, что наполнитель “вытирает” пластины от пузырьков. Поэтому высокая токовая отдача значительно продлена по времени, сравнительно с чисто жидким вариантом элемента. В этом состоит основная фишка аккумуляторов AGM. Вряд ли стоит уточнять, как это сказывается при заводке авто.
Тем не менее, не стоит верить утверждениям относительно чудесных свойств AGM в зимний период. Низкая температура действует на такие батареи по всем законам физической химии и ничуть не улучшает их свойства по сравнению с классическими банками.
Плюсы и минусы
Преимущества следующие:
- в 1.5 раза больший ток;
- работа в наклонном положении;
- не вытекает кислота;
- не требуется доливать электролит.
Недостатки – такие же как у всех свинцовых батарей: большой вес (примерно на 30% тяжелее обычных), сравнительно невысокая емкость (по сравнению с литиевыми), низкая экологичность, как у всех свинцовых аккумуляторов.
Аккумуляторы различных конструкций
Как выбрать?
При выборе аккумулятора AGM нужно исходить из пускового тока, которого требует стартер у покупателя. Поскольку аккумулятор AGM дороже обычного, его приобретение должно быть оправдано. Если на автомобиле стоит дизельный двигатель, и он хранится в гараже при температуре не ниже -20°C то тогда стоит покупать. Жителям теплых краев такая батарея, конечно, тоже не помешает, но можно обойтись и без нее.
При пуске от AGM в среднем отбирается не больше 1% заряда, так что этот аккумулятор будет подходящим тем, кто вынужден часто глушить и заводить двигатель.
Режимы эксплуатации аккумуляторов AGM
Для правильной эксплуатации необходимо понимать, как заряжать аккумулятор. Аккумуляторная батарея может находиться в одном из трех состояний:
- хранение;
- заряд;
- разряд.
Состояние заряда тоже подразделяется на несколько этапов, что вызвано химическими особенностями процесса заряда:
- заряд повышенным током;
- заряд нормальным током;
- подзаряд;
- хранение (при подключенном ЗРУ).
При разряде AGM элементы способны отдавать заметно больше ампер-часов чем обычные аккумуляторы.
Важно! Заряд AGM-аккумуляторов должен производиться постоянным напряжением, верхний предел которого ограничен. Иначе, как минимум, сильно понизится срок службы батареи. Напряжение зарядного устройства должно быть стабилизировано. При длительном хранении полезно постоянно подзаряжать АГМ аккумулятор специальным зарядным устройством.
Причина таких предосторожностей заключается в том, что в электрохимическом ряду напряжений свинец стоит рядом с водородом, и достаточно +0.12 В превышения напряжения над указанным, и начнет выделяться водород. Особенно это проявляется к концу заряда. Если же просто “ввалить ему напругу” как делают мужики в гаражах, то избыток водорода просто разорвет микропористую набивку. И качество аккумулятора резко упадет. Жидкостному аккумулятору “кипение” электролита ничем не угрожает, но AGM – совсем другое дело.
Обычное зарядное устройство заряжает батарею примерно на 70%. Для полного заряда, близкого к 90% от номинальной емкости, применяют 3-ступенчатый режим заряда с помощью специализированных ЗРУ (float charger).
График тока и напряжения при зарядке AGM
На рисунке показаны процессы заряда (красная линия графика) и разряда (синяя линия). Символ С20 означает режим разряда батареи в часах: 20 часов. Соответствующий ток мы можем получить, зная емкость батареи. Пусть для примера, емкость аккумулятора, написанная на этикетке: 80 A/ч. При С20 ток будет равен 80/20 = 4 А.
Заряд в 3 стадии начинается стабилизированным током, величиной в четверть от номинальной емкости. Для батареи 80 А/ч это 20 А (не более 28 А). Температура не должна превышать 35°C, иначе срок службы батареи сокращается. Устройство следит за напряжением, и когда оно достигнет 2,45 В на банку, переключается в режим стабилизации напряжения. Ток заряда постепенно уменьшается. Когда он установится около 0,5 А, устройство переключается в режим хранения (компенсации саморазряда, float) и стабилизирует напряжение на уровне 2,3 В на банку.
Обычно автомобилисты пренебрегают “тонкостями”, и теряют на этом деньги, часто покупая новые аккумуляторы.
Уход за батареей AGM
Это не совсем верно, что такие аккумуляторы не требуют ухода, потому что они необслуживаемые. Периодически нужно снимать аккумулятор, при необходимости подзаряжать его, и тщательно протирать корпус, особенно в тех местах, где выходят клеммы. Грязь, и обязательное присутствие там влаги и соли приводит к значительному саморазряду аккумулятора. Кроме того, при очистке корпуса можно вовремя заметить трещину в корпусе и избежать попадания кислоты на кузовные части автомобиля.
В 1970-х годах прошлого века специалисты компании Gates Rubber разработали особую технологию производства свинцово-кислотных аккумулирующих устройств. Она получила название AGM. Сейчас такие аккумуляторы набирают популярность среди владельцев разнообразных транспортных средств.
1 Устройства AGM – жидкий электролит не нужен
AGM аккумулятор (Absorbent Glass Mat) относится к изделиям VRLA-класса. От привычных для нас свинцовых устройств он отличается тем, что его заполняют не жидким, а абсорбированным специальным электролитом. Это придает батареям, изготовленным по технологии AGM, особые эксплуатационные свойства. Такие аккумуляторы (АКБ) причисляют к группе необслуживаемых. Они располагают герметичным корпусом и встроенными клапанами-предохранителями, предназначенными для удаления образующегося при использовании устройства избыточного газа.
Внутри АГМ батарей имеются пластины (отрицательные и положительные). Между ними смонтированы прокладки-изоляторы. Их изготавливают из высокопористого бумажного либо сверхтонкого стекловолоконного материала. Подобные волокна впервые начали активно применяться в середине 1980-х в США. Тогда их использовали для создания источников энергии (автономных) для транспортной и аварийной сигнализации, систем телекоммуникации.
Электролит в описываемых батареях концентрируется в пористых пластинах и в сепараторе (так принято называть стекловолоконные прокладки). Объем активного вещества строго дозируется. Электролитом заполняют все имеющиеся мелкие поры, оставляя свободными крупные. Последние необходимы для того, чтобы выделяющиеся при работе аккумулятора газы могли циркулировать внутри устройства. Этот процесс контролируется специальной рекомбинационной системой. Она не позволяет выделяющимся кислороду и водороду уходить из батареи до того момента, пока они не преобразуются в воду. Пластины и прокладки в корпусе устройства прижимаются друг к другу максимально плотно. Это обязательное условие технологии выпуска АГМ приспособлений.
Вместо пластин некоторые производители используют спирали. Такие элементы характеризуются более обширной площадью контакта (поверхностного) по сравнению с пластинками. За счет этого они способны быстрее заряжаться и при необходимости выдавать ток большей мощности. При этом спирали имеют малое отношение размеров и емкости (электрической). Это плохо. Так как их удельная электроемкость снижается. В России и странах Европы более популярными являются батареи для автомобиля с пластинами. А вот в США водители отдают предпочтение устройствам AGM со спиральными элементами.
2 Достоинства аккумуляторов – опишем все плюсы
Устройства Absorbent Glass Mat по сравнению с классическими батареями способны без серьезных затруднений справляться с высокими электронагрузками. Это имеет огромное значение. Свинцовые аккумуляторы с жидким электролитом имеют относительно малый срок службы именно из-за невозможности противостоять серьезным нагрузкам от современной электроники – автохолодильников, навигаторов. Кроме того, AGM приспособления допускается разряжать до 30–40 %, не беспокоясь, что это приведет к ощутимому уменьшению времени их эксплуатации. Любой автомобилист знает – если разрядить свинцовую батарею наполовину, ее емкость неизбежно снизится (по отношению к заводским характеристикам) на 15–20 %.
Следующий плюс АГМ устройств – повышенная стойкость к ударным воздействиям и вибрации. Достигается это за счет плотного прижатия прокладок и пластин. По сути, никакое бездорожье не сможет повредить АКБ, произведенные по AGM технологии, либо уменьшить срок их эксплуатации. Устойчивость к вибрациям и ударам особенно важна для грузовых автомобилей, внедорожников, а также для строительной автотехники.
Малое внутреннее электросопротивление описываемых аккумуляторов обеспечивает их быструю зарядку и эффективный холодный запуск мотора. Причем при указанных процессах АКБ выделяет минимум тепла (не более 4 %, в обычных батареях эта величина равняется примерно 20 %). Для зарядки AGM требуется в четыре раза меньше времени, чем для наполнения энергией классических устройств. Но скорость – не самое главное достоинство. Важно то, что двигатель автомобиля при такой операции станет потреблять намного меньше топлива, так как зарядка аккумуляторов рассматриваемого типа не напрягает генератор транспортного средства.
АГМ батареи имеют герметичный корпус. Они не нуждаются в обслуживании. Водителям не приходится регулярно открывать баки АКБ, доливать в них дистиллированную жидкость, постоянно контролировать уровень воды. Благодаря этому описываемые аккумуляторы достаточно быстро окупаются. Их стоимость объективно высока. Но снижение расходов на обслуживание батарей делает AGM устройства по-настоящему выгодными в применении.
Аккумуляторы Absorbent Glass Mat без проблем функционируют при температурах от +70 до -40 °С. Воды (в свободном виде) в них нет. Поэтому в изделиях просто-напросто нечему закипать при экстремальной жаре и замерзать при холодах.
Саморазряд батарей AGM минимальный, за месяц – не более 3 %, на практике и того меньше. Эксперты утверждают, что подобные аккумуляторы можно использовать без дополнительной подзарядки, даже если они целый год пролежали в гараже. Кстати, их разрешается эксплуатировать в положении лежа на боку или в любом другом. Утечка активного вещества исключена в принципе. Смело переворачивайте AGM батареи! И последний важный плюс аккумуляторов – возможность их применения почти на всех современных авто.
3 Недостатки батарей АГМ – идеал пока недостижим
Не стоит думать, что AGM батареи имеют в эксплуатации одни лишь плюсы, минусы у устройств также есть. Приведем их ключевые недостатки:
- заряжать аккумуляторы нужно при помощи специального приспособления;
- большая масса (как и у классических АКБ);
- высокая восприимчивость чрезмерного напряжения заряда;
- небольшое число циклов разряда и заряда (максимум – 4000, недорогие батареи выдерживают не более 1000–1500 циклов);
- нельзя допускать разрядки менее 1,8 В (в этом плане АГМ ничем не отличаются от обычных батарей);
- высокая стоимость (устройства AGM дешевле классических, но дороже АКБ, выпускаемых по GEL технологии).
Также отметим токсичность батарей. В них используется свинец и кислота. Эти соединения трудно назвать безвредными как для здоровья человека, так и для окружающей среды.
4 Зарядка приспособлений с электролитом – какой режим использовать?
Для восстановления AGM следует использовать специальное зарядное устройство. Идеально, если оно оснащено интеллектуальной управляющей системой, способной автоматически контролировать процесс зарядки аккумулятора в оптимальном (щадящем) режиме. Таких устройств сейчас выпускается не так уж и много. Но выбор есть. Многие специалисты советуют приобретать зарядные системы HY 1500 Expert от Hyundai , не обращая внимания на их немалую цену.
Если тратиться на интеллектуальные приспособления нет желания либо финансовой возможности, покупайте зарядки с индикацией по току и напряжению. Эти характеристики при зарядке АКБ нужно отслеживать очень тщательно, иначе есть вероятность активного газообразования и выхода батареи из строя. Зарядку AGM рекомендуется выполнять по одному из двух вариантов:
- режим основного заряда плюс хранения;
- основная зарядка плюс накопление плюс хранение.
Под основным понимают заряд, достаточный для восстановления емкости батареи до 80 %. Накопление – это операция, при которой АГМ устройство стабилизирует свои эксплуатационные параметры при напряжении 12 В. Хранение представляет собой цикл, при котором сила тока, потребляемая аккумулятором от зарядного приспособления, находится на минимальной отметке.
Первый режим предполагает зарядку при силе тока не более 30 % от электроемкости АКБ (напряжение – 14,2–14,8 В), а затем хранение при аналогичном токе, но с напряжением до 13,8 В (минимум – 13,2). Вторая схема сложнее, но и надежнее. Все должно происходить следующим образом:
- даем основной заряд от спец. устройства постоянным током и напряжением (значения указаны выше);
- при полном разряде используем режим накопления: ампераж от электроемкости АКБ – около 10 %, напряжение – стандартное;
- хранение (автомобиль стоит долгое время в гараже): сила тока – 5–10 % от емкости аккумулятора, вольтаж – 13,2–13,8.
Выбирайте подходящий для себя режим и заряжайте AGM батарею с соблюдением приведенных нами параметров.
