Технология agm в аккумуляторных батареях что это?

Плюсы и минусы AGM аккумулятора

Что такое свинцовые батареи AGM? Их название AGM появилось путем сокращения слов Absorbent Glass Mat – «впитывающая стеклоткань». Батареи AGM нужно считать дальнейшим улучшением технологии аккумуляторных батарей, классических сернокислотных АКБ.

Их преимущества очевидны. И потому они уверенно занимают свое место среди уже известных типов батарей.

Что такое свинцовый аккумулятор AGM

Если взять традиционные аккумуляторы, то в них электролит в элементе батареи (банке) находится в качестве жидкости. В AGM батареях наливной жидкости нет. Вместо нее применяют материал из специального стекловолокна. У него высокая пористость. Ведь размер поры составляет десятые доли микрона.

Специфика такого наполнения в том, что оно не может плескаться внутри банок даже при сильных толчках. Оно также не будет вытекать, если допустить наклон. И при этом обеспечивается ионная проводимость при малом внутреннем сопротивлении. То есть все, как и в обычных аккумуляторах. Подчеркнем при этом, что внутреннее сопротивление аккумуляторов AGM по сравнению с обычными ниже.

Аккумуляторы по технологии AGM используют для того, чтобы производить запуск автомобильных двигателей, устройств бесперебойного питания, средств связи и прочего. Ранее широко применялись в электротранспорте.

Такие батареи относятся к типу VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid) . Это свинцово-кислотные батареи с клапаном защиты. Через клапан выходят избыточные газы. И потом он закрывается. Конструкция корпуса батареи может отличаться. Однако клапан общий для всех отсеков.

Специфика AGM батареи

Как правило, расположение электродов в АКБ плоское. Параллельные пластины расположены пакетом. Все они разделены непроводящими сепараторами.

Но расположение электродов в AGM аккумуляторе может быть и цилиндрическим. Если еще точнее, то спиральным. Это в два раза повышает наибольшее рабочее давление внутри элемента. В данном случае оно может достигать 2,7 кг/см2.

Спиральное расположение электродов запатентовали в США. И поныне владелец не продал лицензию. Ни в Азию, ни в Европу. А потому и на рынке в России такие аккумуляторы не встретишь.

У батарей, у которых плоское расположение электродов, свои достоинства. Они находятся больше в эксплуатации. Ток, который отдают плоские банки, ниже по сравнению с цилиндрическими. Примерно в 1,5 раза. Однако и при этом данный аккумулятор может давать ток в 500-900 Ампер.

Для сравнения скажем, что заливная стартерная батарея дает 200-300 А. Повышенный ток, который отдается в нагрузку, можно объяснить маленькой поляризацией электродов. У наливных банок она больше.

В аккумуляторах, которые изготовлены по технологии AGM, волокнистая набивка мгновенно впитывает каждый пузырек газа. Процесс осуществляется за счет капиллярных сил. То есть наполнитель избавляет пластины от таких пузырьков.

Но не верьте тому, кто говорит про чудесные свойства AGM зимой. Низкая температура негативно влияет на такие батареи. И они нисколько не лучше, чем классические банки.

Достоинства и недостатки AGM батареи

Преимущества такие:

— ток в полтора раза больше;- работает в наклонном положении;- кислота не вытекает;

— не нужно доливать электролит.

Недостатки такие же, как и у каждой свинцовой батареи:

— большой вес (на 30% тяжелее обычных), — невысокая емкость (если сравнивать с литиевыми),

— низкая экологичность, как у свинцовых аккумуляторов.

Как правильно выбрать?

Если выбираешь аккумулятор AGM, то исходи из пускового тока, который необходим покупателю. Аккумулятор AGM дороже обычного. Значит, его покупка должна быть оправдана.

Когда на автомобиле дизельный двигатель, и он в гараже, где температура не ниже -20°C, тогда в покупке есть смысл. Для тех, кто живет в теплой зоне, такая батарея тоже сгодится.

Режимы работы аккумуляторов AGM

Чтобы правильно эксплуатировать аккумулятор, нужно понимать, как его заряжать. Аккумуляторная батарея бывает в одном из трех состояний:

— хранение;- заряд;

— разряд.

Состояние заряда предполагает несколько этапов. Они объясняются химическими особенностями процесса заряда:

— заряд повышенным током;- заряд нормальным током;- подзаряд;

— хранение (при подключенном ЗРУ).

При разряде AGM элементы могут отдать намного больше ампер-часов по сравнению с обычными аккумуляторами.

Такую предосторожность можно объяснить так. В электрохимическом ряду напряжений свинец находится рядом с водородом. И стоит только допустить +0,12 В превышения напряжения над указанным, как это приведет к выделению водорода. Особенно это характерно к концу заряда.

Можно, как говорится, «ввалить ему напругу». Так делают некоторые нетерпеливые автолюбители в своих гаражах. Тогда от избытка водорода будет разорвана микропористая набивка. И произойдет резкое снижение качества аккумулятора. Если «закипит» электролит, то для жидкостного аккумулятора не будет никакой угрозы. А вот AGM реагирует иначе.

Обычное зарядное устройство может зарядить батарею на 70%. Для того, чтобы она зарядилась примерно к 90% от номинальной емкости, используют трехступенчатый режим заряда. Для этого применяют специализированные ЗРУ (float charger).

Девайс сам контролирует напряжение. Когда оно достигает 2,45 В на банку, то происходит переключение в режим стабилизации напряжения. Ток заряда становится меньше. Когда он установится около 0,5 А, девайс делает переключение в режим хранения (компенсации саморазряда, float) . Происходит стабилизация напряжения на уровне 2,3 В на банку.

Нередко автомобилисты не учитывают такие нюансы, а потому у них возникают немалые дополнительные расходы. Ведь они вынуждены покупать новые аккумуляторы.

Обслуживание батареи AGM

Таким аккумуляторам все равно нужен уход, хотя они вроде бы необслуживаемые. Если производитель гарантирует 8-10 лет службы AGM аккумулятора, то это не означает, что за ним не надо ухаживать.

Данные аккумуляторы необслуживаемые в том смысле, что в них не придется доливать воду. Зато за их зарядом необходимо присматривать. Только тогда аккумулятор будет служить вам долго и не будет терять емкости.

Время от времени нужно снимать аккумулятор. Если есть необходимость, то подзаряжайте его. Не забывайте протирать его корпус. Тем более в тех местах, где выходят клеммы. Помните, что грязь, а также влага и соль, которые там присутствуют, ведут к тому, что саморазряд аккумулятора становится более существенным.

Когда будете чистить корпус, посмотрите, нет ли на нем трещин. Это позволит вам не допустить того, чтобы кислота попала на кузовные части автомобиля.

Производитель заявляет до 300 циклов полного разряда-заряда. Значит ли это, что AGM аккумуляторам разряд нипочем? Все действительно так. Однако надо учитывать один нюанс. Сразу же после полного разряда нужно полностью зарядить аккумулятора. В противном случае, чем он больше будет стоять в разряженном состоянии, тем он больше потеряет емкость. Безвозвратно.

 

Источник: https://mcgrp.ru/article/5751-plyusyi-i-minusyi-agm-akkumulyatora

Аккумулятор AGM — что это? Конструкция, отличия, как заряжать?

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?

Когда и почему появилась технология AGM?

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 (E) — 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 E 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. по теме: 

AGM аккумуляторы — отличия, обзор моделей, плюсы и минусы, особенности зарядкиСсылка на основную публикацию

Источник: https://AkkumulyatorAvto.ru/vybor-akb/vidy/agm-tehnologiya.html

Преимущества и недостатки AGM аккумуляторов – Основные средства

Зимний сезон в России – суровое испытание для коммерческих автомобилей и дорожно-строительной техники. Одна из основных трудностей – пуск холодного двигателя. Любой эксплуатационщик знает, что для надежного пуска двигателя нужен мощный и емкий аккумулятор.

По назначению различают два вида аккумуляторных батарей (АКБ): стартерные, которые используются для пуска двигателя, и тяговые (многократного цикла глубокого заряда-разряда, англоязычное наименование deep cycle), которые применяются как самостоятельный источник энергии в электрокарах, железнодорожных поездах, самолетах, на судах, в шахтах, электростанциях и т. д.

По конструкции различают кислотные и щелочные АКБ. Свинцово-кислотные батареи более широко распространены. Хорошо известны как их достоинства, так и недостатки. Щелочные батареи также давно применяются и неплохо знакомы потребителю.

К аккумуляторам нового поколения относятся так называемые свинцово-кислотные VRLA аккумуляторы (Valve Regulated Lead Acid, свинцово-кислотные с предохранительными клапанами) двух типов: гелевые и AGM-батареи. Они имеют герметизированный корпус с предохранительными клапанами для выпуска избыточного газа и являются необслуживаемыми.

Основной задачей при создании необслуживаемой аккумуляторной батареи является снижение объема газов, выделяющихся на конечной стадии заряда. Одним из способов, которым это достигается, является сокращение объема электролита в батарее.

Технология свинцово-кислотных аккумуляторов AGM (англ. absorbent glass mat, абсорбирующая прокладка из стекловолокна) известна специалистам уже около 40 лет – они были разработаны в начале 1970-х годов, а производить их начали в США в 1985-м первоначально для военной авиации, в качестве автономных источников энергии для телекоммуникационных систем и сигнализации – аварийной и транспортной.

Сначала были созданы АКБ небольших типоразмеров – от 1 до 30 А.ч. А недавно аккумуляторы AGM стали применяться на коммерческих автомобилях и спецтехнике, и интерес к ним постоянно растет.

В отличие от обычной АКБ внутри AGM нет свободного жидкого электролита. Между положительными и отрицательными пластинами расположены изолирующие прокладки из ультратонкого стекловолокна и бумажных волокон, обладающие большой пористостью. Весь электролит содержится в пористой прокладке (сепараторе) и в активном материале пластин.

Сепараторы и пластины плотно прижаты друг к другу.

Преимущества AGM

Аккумуляторы AGM лучше справляются с повышенными нагрузками. Основная проблема при использовании обычных АКБ – сокращение срока их службы вследствие высоких электрических нагрузок, потому что в современных машинах гораздо больше потребителей электрической энергии, чем раньше (бортовой компьютер, предпусковой подогреватель и т. д.), из-за этого к аккумуляторной батарее предъявляются дополнительные требования. К тому же AGM могут разряжаться, не повреждаясь, до 40% и до 30% – без серьезного сокращения срока службы.

Для сравнения: аккумуляторы традиционной конструкции будут серьезно повреждены при многократных разрядах ниже 50% – их емкость упадет до 15…20% от первоначальной величины. Поскольку пластины и прокладки в аккумуляторах AGM гораздо плотнее прижаты друг к другу, а корпуса герметизированы, эти аккумуляторы более устойчивы к воздействию вибрации и ударных нагрузок, от которых страдают на отечественных дорогах и бездорожье АКБ магистральных грузовиков и дорожно-строительных машин.

Благодаря всем перечисленным выше качествам срок службы батарей AGM гораздо больше, чем обычных АКБ.

Аккумуляторы AGM менее чувствительны к колебаниям температуры и способны работать при более низких температурах – от –40 и до +70 °С, поскольку не содержат свободной воды, которая бы могла замерзнуть и расшириться, соответственно срок их службы при низких температурах гораздо больше, чем обычных аккумуляторов.

Батареи AGM совершенно не нуждаются в обслуживании, корпус батареи полностью герметичен, и открывать банки, проверять или доливать дистиллированную воду и тем более электролит не требуется в течение всего срока службы. Благодаря этому они быстрее окупаются, несмотря на высокую стоимость. Благодаря увеличенному сроку службы стоимость эксплуатации аккумуляторов AGM будет меньше, чем традиционных.

У батарей AGM внутреннее электрическое сопротивление гораздо меньше, чем у традиционных, и благодаря этому они способны отдавать более высокие токи за короткое время (что особенно важно при холодном пуске двигателя) и быстрее заряжаться (до 4 раз быстрее), выделение тепла при этих процессах значительно меньше, чем у обычных батарей (у AGM превращается в тепло 4%, а у обычных аккумуляторов 15…20% энергии при заряде-разряде). Для зарядки такого аккумулятора требуется меньше энергии генератора (так как потери при зарядке меньше), следовательно, расход топлива двигателем будет меньше.

Аккумуляторы AGM не содержат свободного электролита и герметичны, поэтому утечка электролита из них в принципе исключена, они безопасны при переворачивании. AGM могут работать в любом положении, даже «лежа на боку». Батареи AGM можно использовать практически на любой машине.

Процесс саморазряда у AGM идет значительно медленнее (1…3% в месяц), чем у традиционных батарей, т. е. их можно хранить целый год, и потом даже не потребуется подзаряжать. Вообще батареи AGM могут храниться более долгое время, чем обычные аккумуляторы.

Уже освоено серийное производство аккумуляторов AGM, а это значит, что стоимость их значительно снижается. Тем не менее преимущества батарей AGM не обеспечивают им всеобщего признания.

Что сдерживает распространение AGM

Ежегодно в мире производят 110 млн. аккумуляторных батарей, но AGM составляют в этом объеме лишь незначительную часть. Во-первых, далеко не все производители АКБ занимаются изготовлением AGM, потому что эта технология сложнее традиционной. К тому же батареи AGM стоят дороже традиционных примерно в 2,0…2,5 раза, поскольку дороже технологии их производства и используемые материалы. AGM приблизительно на 30% больше и тяжелее, чем обычные аккумуляторы такой же емкости.

Батареи AGM более чувствительны к перезарядке. Зарядные устройства, которые сейчас используют в машинных парках для зарядки обычных аккумуляторов, непригодны для зарядки AGM и могут вывести их из строя за несколько часов. Для AGM требуются зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не более ±1%. Специальные приборы для зарядки батарей AGM могут стоить более 30 тыс. руб.

каждый. Тестеры для проверки батарей также могут быть непригодны для AGM и потребуют замены или перенастройки. Видимо, потребуется заменять реле-регулятор генератора на машине на более точный прибор. Вероятно, и обслуживающий персонал придется специально обучать работе с AGM. В общем, процесс зарядки аккумуляторов AGM в любом случае потребует больше внимания по сравнению с традиционными аккумуляторами.

Если на обычные АКБ производители обычно дают гарантию 18 месяцев, то на AGM гарантия не более 24 месяцев, т. е. при увеличении цены вдвое гарантийный срок возрастает лишь на 25%.

В настоящее время много батарей AGM производится в Китае, они дешевле аккумуляторов американского и европейского производства, но об уровне их качества достоверных сведений в печати пока не публиковалось, возможно, он соответствует оригинальному, а возможно, и нет.

Гелевые аккумуляторы

«Все новое – это хорошо забытое старое». В этой поговорке немалая доля истины, в чем я в очередной раз убедился, ознакомившись с устройством гелевых АКБ. Когда-то в детстве из мальчишеского любопытства я разбил молотком батарейку от карманного фонарика и обнаружил внутри едкое желеобразное вещество, а позже я узнал, что это электролит.

Аккумуляторы AGM иногда путают с гелевыми батареями (англоязычное обозначение GEL), также относящимися к необслуживаемым. Однако между ними существует принципиальная разница: в AGM электролит содержится в виде жидкости, абсорбированной прокладками, а в гелевых, как следует из их названия, электролит находится в состоянии геля. В качестве загустителя электролита применяют силикагель (SiO2), алюмогель и др. Сегодня мы не будем подробно рассматривать электролитические «гелевые» элементы, потому что они практически не применяются на тяжелой технике и лишь иногда – на садовых косилках и других малых машинах.

Интересное исследование провели американские маркетологи (см. графики). Они сравнили удельные экономические показатели нескольких АКБ разного типа: традиционной конструкции, AGM и гелевой. Как видно из графиков, по выбранным исследователями параметрам у батарей AGM и гелевой показатели «средние» – не оптимальные, но и не самые худшие.

AGM, конечно, не лучший выбор для любой сферы применения, но в определенных тяжелых условиях эксплуатации, где их преимущества будут приносить наибольшую выгоду, их можно и надо использовать.

Одна из самых больших ошибок, которую допускают владельцы машин при покупке АКБ, это то, что они выбирают ее по единственному критерию – цене. Следует проанализировать, какие нагрузки должна будет выдерживать батарея во время эксплуатации и какое техническое обслуживание для нее потребуется. Именно по этим параметрам аккумуляторы AGM могут значительно превосходить аккумуляторы традиционной конструкции и в случае использования принесут владельцу ощутимую выгоду.

Источник: https://os1.ru/article/4549-preimushchestva-i-nedostatki-agm-akkumulyatorov-akkumulyatornye-batarei-chto-novogo

AGM аккумулятор: что это такое, как правильно зарядить agm аккумулятор, технология изготовления

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.

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/см2. 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:

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.

Источник: https://TechnoSova.ru/cifrovaja-tehnika/akkumulyatory/agm-opisanie-i-vybor-modelej/

Что такое AGM аккумулятор? 8 принципиальных отличий этой технологии

Все мы с вами знаем про обычные свинцово-кислотные аккумуляторы, также знаем что они подразделяются на такие разновидности как обслуживаемые (более старые версии) и необслуживаемые (сейчас устанавливаются на 80% автомобилей), я их еще называют АКБ для чайников. Также сейчас появились более продвинутые и более дорогие батареи GEL (или гелевые), у них совсем другая концепция, но и стоят они в разы больше кислотных собратьев.

 Кажется что ВСЕ! А вот и нет! Сейчас начинают завоевывать рынок новый средний промежуточный тип АКБ известные как AGM, многие по «незнанки» относят их к классическим кислотным, другие говорят — что это однозначно гель (про отличия читаем здесь)! А где — правда? Сегодня я постараюсь вам рассказать про эту технологию, а также про то – «как она работает (технология)».

Как обычно материал написан простыми и доходчивыми словами …

Для начала небольшое определение.

AGM (Absorbent Glass Mat — абсорбирующие стеклянные маты) – это кислотный аккумулятор, то есть в его строении используется всем нам известная жидкость (вода + серная кислота). Однако у него есть ряд отличий, которые делают его более надежным и выгодным в применении. Так электролит, который применяется внутри, является «структурированным», он находится на специальных «пропитанных» матах, а не в «свободном» жидком состоянии, как у обычной батареи, причем жидкость как бы заперта в этих матах.

Это основное, но не последнее отличие, всего их насчитывается около восьми. Я постараюсь затронуть все моменты в этой статье, но для начала расскажу про саму компоновку батареи.

Устройство AGM

Принцип технологии нам знаком по кислотному аккумулятору, однако отличия все же есть и они существенны.

Как и у старшего брата AGM батареи используют шесть банок или отсеков с пластинами, которые заряжены положительно или отрицательно (справедливости ради стоит отметить что бывают и по 8 и 12 банок, все зависит от желаемых показателей, но на авто они практически не применяются). Сделаны они также из свинца. Однако тут нет жидкого электролита в понимании «кислотного АКБ» — он не заливается в банки.

Вместо этого между пластинами проложены специальные сепараторы (по некоторым данным сделаны из стекловолокна), их пропитывают электролитом и прокладывают между пластинами, чтобы они не замыкали (в обычной батареи изолирующие прокладки сделаны из пластика). Таким образом эти сепараторы исполняют роль и изолятора и удерживающего элемента для электропроводящей жидкости, из-за того что они тонкие, то в один отсек можно уложить большее количество положительных и отрицательных пластин.

Сами пластины сделаны из чистого свинца, причем как «положительные» — так и «отрицательные», что позволяет таким аккумуляторам быстрее набирать зарядку, а также быстрее ее отдавать, то есть работают большие токи. Стоит отметить — что пусковой ток у таких батарей намного превышает токи обычных свинцово-кислотных АКБ.

Отсеки или банки полностью герметичны, они не имеют жидкой токопроводящей жидкости, а сепараторы — разграничители всегда заполнены ей – таким образом, чтобы выдерживать как заряды так и разряды. Если это пояснить на пальцах — то при заряде нет пузырьков, а только повышается уровень в сепараторе (плотность растет), при разряде нет замерзания в холодную погоду (плотность падает), также эффект «сульфации» пластин снижен, что делает такие AGM батареи более устойчивыми к глубоким разрядам.

Про заряд и разряд

Каждая новая технология, которая идет в массы, является более совершенной и AGM этому яркий пример. Они появились сразу за обычными АКБ, и намного улучшили их характеристики, а какие для батареи сейчас самые важные – правильно заряд и разряд. Ни для кого не секрет, что обычные жидкостные АКБ бояться глубоких разрядов – срок их службы стремительно падает. AGM намного эффективнее в этом плане, они выдерживают более глубокие разряды, для них это не так критично.

Если «обычный тип» можно разряжать на 10 – 15% от общей емкости, без каких-либо последствий.

ТО AGM можно разряжать уже на 20 – 30% также без каких-либо последствий.

Заряжается «новый тип» быстрее примерно в 2 – 3 раза, чем старый «жидкостный». Что еще хочется отметить так это большая отдача тока, примерно в два раза большая, чем у старых АКБ. Если старый тип выдает в среднем пусковой ток в 300 – 500 Ампер, то новые батареи могут выдать около 550 – 900 Ампер. Тут как понимаете любой двигатель запустится.

Улучшились и показатели долговечности, так если обычный аккумулятор может служить примерно 3 – 5 лет, то AGM служат 5 – 10 лет, все зависит от производителя.

Если «подбить» характеристики разрядов то получается:

Обычный АКБ – выдерживает, около 30 – 50 циклов разряда с глубиной в 100%, от 100 до 170 глубина 50%, до 450 – глубина 30%.

AGM АКБ – выдерживает, до 200 циклов разряда глубина 100%, до 350 с показателем в 50% и до 850 с 30%.

Важно отметить что – так как электролит «заперт в матах», он не испаряется при заряде, соответственно корпус взорваться не может, это большой плюс.

Сейчас многие производители автомобилей, которые оснащают свои модели системами «старт – стоп» устанавливают именно «AGM», потому как они способны выдерживать большие нагрузки и больше циклов заряда – разряда.

Про стоимость

На данный момент они дороже, чем обычные типы, примерно в два раза. Если жидкостный хороший «кислотник» (имею в виду именитого производителя) можно купить в пределах 4000 – 5000 рублей. То AGM батареи начинаются от стоимости в 6500 рублей, а если взять известных производителей, то стоимость около 10000 рублей.

Но они намного дешевле также в два раза, своих более совершенных гелевых собратьев. ГЕЛЬ начинается от 18000 – 20000 рублей. Так что можно назвать это звено промежуточным между двух технологий, в принципе с нашим суровым климатом, особенно зимой покупка таких АКБ обоснована, практически любой зимний пуск (на исправном авто), будет легким. НУ и в конце чтобы у вас устоялось в голове, обещанные пункты.

8 основных отличий технологии AGM

• Самое первое это то, что нет жидкого электролита в понимании обычных аккумуляторов, тут он «закрыт» в специальных матах, которые выполняют роль, еще и диэлектрического разграничителя.
• Пластины и «маты» находятся очень близко друг от друга, что позволяет поместить больше свинцовых пластин, при таких же объемах. Это повышает емкость аккумулятора.
• Так как нет «жидкости» можно применять практически в любом положении, можно положить на любой бок. Единственное что производители не рекомендуют, так это применять «вверх ногами».
• Так как электролит «закрыт» (нет испарения), то можно применять и внутри помещения, подойдет для альтернативных источников питания, солнечных и ветровых систем.
• Из-за того что применяется очищенный свинец в пластинах (высокой степени отчистки) обладает меньшим внутренним сопротивлением, что повышает характеристики заряда. Так время полной зарядки сокращено примерно в 2 – 3 раза по сравнению с обычными жидкостными аккумуляторами.
• Выдерживают больше циклов «заряда и разряда», также более устойчивы к глубокому разряду. Потому как «сепараторы» (маты) держат пластины, не давая им осыпаться.
• Пусковой ток увеличен примерно на 50 – 70% в отличие от обычных аккумуляторов. Зимний пуск становится действительно легким.
• Срок службы больше увеличен, если средний кислотная батарея служит около 3 – 4 лет, то AGM от 5 до 10 лет.

Как видите преимущества AGM аккумуляторов, очень существенны, к минусам можно отнести только высокую цену, которая отпугивает многих потенциальных покупателей, ведь за эту стоимость можно купить сразу две обычных батареи.

Сейчас мое видео, в котором я постарался рассказать еще проще, так что смотрим.

НА этом заканчиваю статью, думаю было полезно и познавательно, читайте наш АВТОБЛОГ.

(16 , 4,50 из 5)

Источник: http://avto-blogger.ru/akb-avto/chto-takoe-agm-akkumulyator.html

Что такое и как работает аккумулятор с технологией AGM?

Вместе с развитием автомобилестроения развиваются и технологии в производстве аккумуляторных батарей. Современные автомобили оснащаются большим количеством электроники: бортовые компьютеры, системы освещения, электроприводы, система Старт-Стоп и многое другое. Обычным жидкостным АКБ тяжело справляться с таким количеством потребителей. На помощь приходит новый аккумулятор AGM, который имеет улучшенные показатели и характеристики.

История возникновения

AGM – это аббревиатура, которая расшифровывается как Absorbed Glass Mat, что дословно в переводе с английского означает «абсорбированные стеклянные пластины» или «абсорбированное стекловолокно». Это значит, что внутри нет жидкого электролита, а вместо него находится пропитанное стекловолокно. Технология была запатентована в 1980 году. Но сама идея создания появилась гораздо раньше в послевоенные годы в Германии. Одному фотографу пришла мысль загустить электролит в аккумуляторе, чтобы он не проливался.

AGM аккумулятор

Как и многие другие инновации, AGM аккумуляторы сначала применялись на военных самолетах. Такие АКБ как нельзя лучше подходили для них, так как могли эксплуатироваться в любом положении. И по сей день они применяются на истребителях F16.

Американская компания Concorde выпустила первую AGM батарею для коммерческого использования в 90-х годах. По объективным причинам они не смогли полностью вытеснить с рынка жидкостные АКБ, которые имели преимущества, главным образом в цене. Но AGM батареи смогли найти свою нишу на рынке премиум-автомобилей, мотоциклов, солнечных батарей, кинотехнике и др.

Устройство AGM аккумуляторов

AGM батареи относятся к классу необслуживаемых. То есть, они имеют абсолютно герметичный корпус. Внутри корпуса находятся положительные и отрицательные пластины из свинца. Применяется только высокоочищенный свинец. Между пластинами расположены вкладки из стекловолокна. Они играют роль сепараторов или разделителей. Это пористый диэлектрический материал с нейтральными свойствами, который на 95% пропитан электролитом. Он удерживается внутри. Также в стекловолокно добавлен алюминий, чтобы снизить внутреннее сопротивление. Это свойство позволяет очень быстро заряжать устройство и отдавать ток при необходимости.

Устройство AGM аккумулятора

Аккумулятор разделен на шесть отсеков или банок. На каждый из них приходится напряжение по 2В. Отсеки связаны металлическими контактами, которые выходят на клеммы. Пластины могут быть скручены в рулоны. Тогда они имеют форму цилиндров. Такой прием помогает повысить виброуствойчивость и прочность. Цилиндрические формы также имеют преимущество в отдаваемом токе. От 500 до 900 ампер против 200 А от обычных АКБ.

Способность быстро заряжаться и отдавать большой ток объясняется меньшей поляризацией или сопротивлением пластин. В АКБ с жидким электролитом на стенках свинцовых пластин скапливаются пузырьки газа, тем самым понижая площадь контакта с электролитом. В AGM батареях такой проблемы нет. Есть постоянный плотный контакт, что и обеспечивает высокую эффективность.

Также на корпусе имеются клапаны для отвода газов. Как видно, по устройству такие батареи отличаются от обычных только наличием стекловолоконных пластин и герметичной оболочкой.

Таким образом, стандартная AGM батарея состоит из:

• герметичного корпуса из высокопрочного пластика;
• положительных и отрицательных пластин из свинца высокой очистки (есть присадки кремния);
• стекловолокна с электролитом (выполняет функцию сепаратора);
• клапанов для отвода газов;
• клемм.

Работа AGM аккумулятора

Принцип работы AGM батареи ничем не отличается от обычной АКБ. Ток вырабатывается в результате химической реакции между свинцом и электролитом, а точнее, между диоксидом свинца. Когда АКБ питает потребители, плотность электролита снижается. Получается сульфат свинца, который оседает на пластинах. Поэтому если разрядить полностью простую АКБ с жидким электролитом, она приходит в негодность. Будет невозможно запустить процесс сульфатации в обратном направлении. Слишком маленькая плотность электролита.

В AGM аккумуляторах все по-другому. Даже при глубоком разряде свинцовые пластины не осыпаются, так как электролит удерживается в порах стекловолокна. Такие устройства могут выдержать до двухсот полных разрядов и исправно работать. Процесс сульфатации происходит очень медленно, так как в пластинах низкий уровень электролита. При заряде выделяются газы: кислород и водород, которые удерживаются внутри. Газы получаются в результате разложения воды. Если превысить напряжение при заряде AGM батареи, то выделяется больше газов.

AGM аккумулятор с цилиндрическими отсеками

Корпус батареи герметичный, поэтому предусмотрены клапаны для отвода газов. Такая система называется  VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid – свинцово-кислотные с клапаном защиты). Клапаны могут быть отдельно для каждого отсека или один общий.

Чувствительность к перезаряду – одна из главных проблем аккумуляторов, произведенных по технологии AGM.

Особенности эксплуатации

Чтобы батарея прослужила долго, нужно соблюдать некоторые обязательные правила хранения, эксплуатации и зарядки устройства. При коротком замыкании или повышенном напряжении батарея может выйти из строя, поэтому такие АКБ чаще используют на премиальных автомобилях с функцией Старт-Стоп и хорошей защитой от скачков напряжения.

Эксплуатировать и хранить АКБ можно практически в любом положении. На хранении АКБ нужно периодически проверять и заряжать при необходимости. Следить за состоянием клемм, чистить их от влаги и пыли, так как это повышает саморазряд. AGM аккумуляторы могут храниться долгое время без большой потери емкости. За один год они теряют в среднем всего 15-20% заряда. Это при условии хранения при температуре 5-15°C.

Аккумулятор AGM хорошо переносит минусовые температуры в зимнее время. Но сильные морозы также противопоказаны и снижают производительность.

Особенности зарядки AGM аккумуляторов

Не стоит пренебрегать правилами зарядки AGM батарей. На корпусе обычно есть указания с минимальным и максимальным напряжением при зарядке. Даже небольшое превышение может привести к необратимым последствиям для устройства. Поэтому лучше пользоваться специальным зарядным устройством с возможностью регулировки напряжения. Float Charger (плавающая зарядка) подает ток порционно.

Зарядка происходит стабилизированным током в четверть от номинальной емкости при температуре 35°С. Например, емкость 80 А/час, ток при зарядке 20 А. При достижении заряда в 2,45 В на каждый отсек ток стабилизируется и постепенно снижается. Устройство не допускает перезаряд, это также важно.

Если не соблюдать все эти тонкости, то батарея может значительно потерять в емкости и выйти из строя.

Преимущества и недостатки

Несмотря на все нюансы в эксплуатации, AGM батареи имеют немало плюсов. Среди них:

• электролит не вытекает, так как находится в стекловолокне;
• хранение и эксплуатация АКБ в любом положении;
• длительный срок службы (5-12 лет);
• высокий отдаваемый ток (в 1,5 раза больше обычных) и быстрая зарядка;
• можно хранить до 3-х лет без большой потери емкости;
• герметичный корпус;
• устойчивость к глубоким разрядам. Может выдержать 200 полных разрядов, 500 разрядов на 50% и около 1000 разрядов на 20-30%.

К главным недостаткам относятся:

• стоимость AGM значительно выше обычной АКБ;
• увеличенные габариты и вес;
• необходимо специальное зарядное устройство;
• чувствительность к перезаряду и короткому замыканию.

Как видно, минусов не так много, но именно они мешают широкому распространению AGM аккумуляторов. Но в определенных областях, таких как обслуживание большегрузных автомобилей, автономных модулей, станций, накопление энергии солнечных батарей, такие устройства просто незаменимы. Благодаря своим значительным преимуществам в будущем AGM вытеснят обычные батареи во всех сферах.

(6 4,50 из 5)
Загрузка…

Источник: https://TechAutoPort.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/istochniki-pitaniya/akkumulyator-agm.html

Особенности, конструкция и применение AGM аккумуляторов

AGM аккумуляторами сегодня уже никого не удивить. Технология AGM (расшифровывается, как Absorbed Glass Mat) к настоящему времени уже хорошо отработана. Все крупные и средние компании, выпускающие автомобильные аккумуляторы, уже её освоили. Известные бренды обязательно имеют в своей продуктовой линейке семейство AGM батарей.

Эти модели позиционируются в качестве аккумуляторов для автомобилей с двигателями «Старт-Стоп», а также имеющими много электрооборудования на борту. AGM аккумуляторы совершеннее свинцово-кислотных АКБ с жидким электролитом, но вытеснить с рынка они их не смогли. Причина – высокая стоимость AGM.

В этом материале мы разберём технологию и конструкцию аккумуляторных батарей AGM, их плюсы и минусы, а также особенности эксплуатации.

 

Технология и принцип работы AGM аккумуляторов

Перед тем как пояснить технологию Absorbed Glass Mat, стоит пару слов сказать об истории возникновения этих АКБ.

Немного истории

Технология Absorbed Glass Mat была запатентована в 1980 году. В 1985 году её внедрили для военных самолётов, где от аккумуляторов требовалась высокая мощность, надёжность и безопасность. Однако первые прототипы аккумуляторных батарей AGM и GEL стали появляться значительно раньше.

Первый прототип современных свинцово-кислотных гелевых батарей в 1934 году разработала компания Elektrotechnische Fabrik Sonneberg. Модель VRLA, которая была максимальна близка к современным, изобрёл в 1957 году Отто Яче из компании Sonnenschein.

Первая AGM батарея была создана компанией Gates Rubber Corporation в 1972 году. Она получила название Cyclon. Теперь современные модификации этого аккумулятора выпускаются EnerSys. Cyclon имел спиральные электроды из тонкой свинцовой фольги. После этого некоторые производители воспользовались новой технологией для создания моделей аккумуляторов с плоскими электродами.

В середине 1980-х годов компании Tungstone и Chloride из Великобритании выпустили модели аккумуляторов AGM с заявленным сроком службы 10 лет. Ёмкость этих моделей была до 400 Ач. Их сертифицировали для использования в телекоммуникационном оборудовании.

Примерно в то же время Gates Rubber Corporation приобретает фирму Varley (Великобритания), которая специализировалась на выпуске АКБ авиационной и военной техники. Специалисты Varley адаптировали модель Cyclon для промышленного производства мощных батарей с прямоугольными электродами. Затем их стали использовать в разных моделях авиалайнеров, среди которых Harrier и AV8B, BAe 125 и 146, некоторые модификации F16. Они стали альтернативой Ni-Cd, используемым до этого.

Первой компанией в США, кто стал выпускать AGM аккумуляторы для коммерческого использования, была Concorde. Её специалисты разработали технологию AGM Concorde Sun-Xtender, которая применима к большинству выпускаемых сегодня моделей.

Эти аккумуляторные батареи относятся к группе VRSLAB (герметичная свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием). Чаще её можно встретить под названием VRLA (свинцово-кислотная с регулируемым клапаном). Встречается также название SLA (герметичная свинцово-кислотная) или просто необслуживаемые АКБ.

Вернуться
 

Принцип работы и особенности

Среди аккумуляторов VRLA можно выделить три типа.

• Герметичные VR-батареи с жидким электролитом.
• Absorbed Glass Mat.
• Гелевый аккумулятор.

В этой статье мы рассмотрим только модели Absorbed Glass Mat. Их часто называют гелевыми, но это неправильно. Гелевые, которые также называют «силиконовыми батареями», имеют электролит, связанный в гель посредством оксида кремния.

Технология AGM имеет другой принцип. В этих батареях между пластинами электродов помещают тонкий слой стекловолокна. Он пропитан электролитом примерно на 95% максимального объёма, который волокно может удерживать в себе. Стекловолокно укладывают между пластинами, немного сжимают и припаивают для удержания его на месте. Благодаря плотной упаковке стекловолокна и электродных пластин, АКБ имеет высокую устойчивость к вибрации.

Вплетённые тонкие волокна стекла увеличивают площадь поверхности, которая удерживает электролит в течение всего срока эксплуатации. Эти волокна не подвержены воздействию кислоты из электролита. Стекловолокно увеличивается в объёме на 2–5% после пропитки электролитом.

Благодаря такой конструкции AGM батареи могут быть установлены практически в любом положении и не требуют обслуживания. На самом деле термин «необслуживаемый» некорректен. Аккумуляторы VRLA не требуют доливки воды и проверке плотности электролита, но их необходимо содержать в чистоте и периодически заряжать от зарядного устройства. Кроме автомобилей, AGM аккумуляторы используются в мотоциклетной технике, портативных электрических устройствах, автономных энергосистемах и т. п.

Это объясняется тем, что они существенно меньше подвержены сульфатации. Батареи AGM могут довольно долго находиться в разряженном состоянии, а для WET – это губительно. Стоит добавить к этому низкий саморазряд и стабильную работу в условиях низких температур.

Между глубиной разряда и сроком службы AGM батареи есть зависимость. При более глубоких разрядах жизненный цикл аккумулятора сокращается. Отсюда такой разброс по заявленному сроку эксплуатации – от 500 до 1300 циклов.

Что касается электрохимических процессов в батареях AGM, то они аналогичны WET аккумуляторам. В процессе разряда свинец и кислота из электролита реагируют с образованием сульфата свинца и воды. При последующей зарядке сульфат свинца и вода обратно преобразуются в свинец и серную кислоту. Отличия заключаются в работе аккумуляторов при превышении зарядного тока.

Если зарядный ток слишком высокий, то начинается электролиз с разложением воды на водород и кислород. Из-за этого идёт расход воды из электролита. Поэтому WET аккумуляторы требуют регулярной проверки уровня электролита и доливки при необходимости.

В аккумуляторных батареях VRLA выделяющиеся газы (водород и кислород) удерживаются внутри. Но только до тех пор, пока давление остаётся в безопасных пределах. В нормальном режиме работы газы рекомбинируются внутри корпуса батареи. В некоторых случаях для этого используется катализатор. В результате доливка воды не требуется. Но при сильном зарядном токе давление превышает допустимый безопасный предел и открываются предохранительные клапаны для сброса избыточного давления.

Причём вышедший в результате сброса давления кислород и водород в AGM батареях нельзя возместить доливкой дистиллированной воды. Стоит также отметить, что связанный в стекловолокне электролит несколько препятствует электрохимическим реакциям, генерирующим электрический ток. В результате АКБ типа VRLA имеют меньший пусковой ток, чем у WET. Поэтому они чаще применяются там, где цикл разряда идёт медленнее, а не импульсно высоким током, как в случае запуска двигателя автомобиля.

Вернуться
 

Конструкция

Аккумуляторные батареи VRLA, одной из разновидностей которых являются AGM, могут иметь конструкцию двух видов:

• с плоскими электродами;
• с электродами в форме спирали (рулон).

AGM аккумуляторы оснащаются предохранительным клапаном, который сбрасывает избыточное давление. В большинстве случаев это происходит при перезарядке. Стоит помнить, что каждый такой сброс снижает ёмкость батареи, поскольку газообразный водород не восстанавливается. В литературе о настройке клапанов сообщается следующее:

• с прямоугольными электродами 1─2 фунта на кв. дюйм;
• со спиральными ─ 40 фунтов на кв. дюйм.

Клапаны оснащаются диффузорами газа, позволяющими безопасно рассеивать газообразный водород.

В отличие от стандартных WET батарей, которые работают только с вертикальным расположением пластин, AGM допускается монтировать в любом положении. Разливы кислоты не страшны, поскольку её нет.
Вернуться
 

Зарядка

Как уже говорилось при высоком зарядном токе в свинцово-кислотной АКБ начинается разложение (гидролиз) воды. Для моделей AGM это становится проблемой, поскольку возместить потери доливкой воды нельзя. Поэтому для аккумуляторов этого типа зарядка ведётся при постоянном напряжении. Это наиболее эффективный вариант для VRLA.

Автомобильные AGM аккумуляторы номиналом 12 В можно длительное время безопасно заряжать при напряжении 2,35 вольта на один элемент. Температура при этом должны быть не более 25 C. Большинство производителей рекомендуют прекратить заряд, когда температура достигает отметки 49 градусов Цельсия.

В сети можно найти примеры, когда владельцы AGM батарей быстро заряжают их высоким током. Это возможно, но при жёстком ограничении по времени (не более 1 часа). Длительный заряд при напряжении 2,7 В на один аккумуляторный элемент приводит к выходу аккумулятора из строя.

Нужно помнить, что быстрый заряд (скорость выше, чем скорость восстановления номинальной ёмкости АКБ за три часа) постоянным током может превысить возможность аккумуляторного элемента проводить рекомбинацию кислорода и водорода.

Вернуться
 

Применение

Теперь стоит немного подробнее сказать о сферах применения AGM аккумуляторов.

АКБ этого типа широко распространились в современных мотоциклах, вездеходах и прочей мототехнике. Это объясняется тем, что их можно устанавливать в любом положении и нет угрозы розлива кислоты под действием вибрации, резких поворотов, аварий и т. п.

Что касается легковых автомобилей, то AGM используются лишь в моделях сегмента люкс из-за своей высокой стоимости. По умолчанию автомобильные производители устанавливают их на модели, имеющие системы «Старт-Стоп» и рекуперацию тормозной энергии. При этом управление зарядом АКБ в бортовой сети должен управлять компьютер для исключения перезаряда.

Ещё одно направление для использования AGM ─ транспортные средства, участвующие в автогонках. Аккумуляторные батареи этого типа нашли применение в автономных солнечных и ветроэнергетических станциях. Там они используются в роли накопителя электроэнергии. На AGM работает любительская робототехника и удалённые датчики в системах мониторинга льда в Арктике. Они применяются там благодаря своей стабильной работе при низких температурах.

Ещё одно направление – это инвалидные коляски с электроприводом. Они используются внутри помещений. Поэтому требуется низкие выделения газа и кислотных паров, а ещё лучше, их полное отсутствие. VRLA удовлетворяют этим требованиям. AGM батареи можно встретить в источниках бесперебойного питания (ИБП) для различной компьютерной техники.

Можно также отметить их использование в авиамоделировании. Там они успешно применяются наряду с литиевыми батареями. AGM аккумуляторы по-прежнему используются в военной и авиационной технике, для которой они изначально и разрабатывались. Мелкая морская и речная техника также использует эти АКБ. Например, питание троллинговых моторов для рыбацких лодок, водные мотоциклы и т. п.

Ниже приведены ещё некоторые важные направления применения AGM батарей:

• телекоммуникационное оборудование;
• блоки управления производственным оборудованием;
• различное автономное оборудование, где раньше использовались другие типы АКБ.

Вернуться