Особенности автомобильных аккумуляторов технологии AGM
На рынке автономных источников тока присутствуют аккумуляторы, выполненные по различным технологиям – Ca, GEL, EFB, а также AGM. Благодаря хитрым маркетологам и некомпетентным продавцам вокруг этих типов АКБ накопилось большое количество неверной информации и мифов. Для правильного выбора и беспроблемной эксплуатации надо разобраться в особенностях AGM технологии с чисто технической точки зрения.
Особенности аккумулятора AGM
Чтобы понять, о чем идет речь, надо сразу «отделить мух от котлет». Для этого придется обозначить самые распространенные заблуждения, бытующие в среде автовладельцев.
- Практически все кислотно-свинцовые батареи в настоящее время выпускаются на базе свинцовых пластин, легированных кальцием – электроды с сурьмяной присадкой почти в прошлом. Такое исполнение придает пластинам прочность и позволяет сделать их тонкими, уменьшив габариты АКБ (или, оставив в тех же размерах, повысить ее мощность). Также добавление кальция снижает склонность батареи к газообразованию при избытке зарядного напряжения. Маркировка Ca не противоречит обозначениям технологий GEL, AGM или EFB.
- Часто батареи АГМ называют гелевыми. Это не так, данный термин относится к аккумуляторам GEL. Путаница происходит из-за того, что оба типа АКБ относятся к классу VRLA, который подразумевает наличие клапана для сброса наружу избыточного давления газов в корпусе.
- Также бывают батареи гибридного типа — GEL+AGM, сочетающие принципы обеих технологий.
Устройство и конструкционные отличия от обычного АКБ
В батарее, построенной по принципам АГМ, протекают те же электрохимические реакции, что и в обычном. Точно также при разряде свинец, оксид свинца и серная кислота реагируют с образованием сульфата свинца и воды (это ведет к уменьшению плотности электролита). При заряде происходит обратный процесс – образуется свинец, его оксид и серная кислота (плотность электролита при этом повышается). Напряжение одного полностью заряженного элемента также обычное – 2,1 вольта на банку.
Различие состоит в конструкции элементов. Расшифровка термина AGM – Absorbed Glass Mat. Один из вариантов перевода – пропитанная (электролитом) стеклянная прокладка. На практике это означает, что в банке между пластинами находится сепаратор из волокнистого изолятора – обычно, стекловолокна. Это позволило и без того тонкие пластины, легированные кальцием, расположить близко друг к другу, не боясь замыкания.
Пространство между волокнами заполнено электролитом, состоящим, как и ранее, из смеси воды и серной кислоты в обычных пропорциях. Свободного жидкого реагента в таком аккумуляторе нет. Но часть межволоконных просветов оставлена свободными. Хотя легированные кальцием пластины не склонны к выделению водорода и кислорода, вероятность этого на практике не равна нулю. Газы попадают в незанятое пространство и там рекомбинируют с образованием воды. Поэтому расхода жидкости в такой батарее почти не происходит, и элементы при изготовлении заполняются электролитом на весь срок эксплуатации. Это позволяет производить их в необслуживаемом исполнении.
Небольшая часть газов не участвует в рекомбинации и скапливается над электролитом. Когда давление повышается до определенного уровня, открывается клапан и избыток стравливается в атмосферу. Поэтому эта категория аккумуляторов относится к типу VRLA (valve-regulated lead acid, свинцово-кислотный с клапанной регулировкой).
Пластины собирают в плоский пакет или скручивают в рулон. Во втором случае батарея получается компактнее. Если сохранить габариты, можно получить аккумулятор тех же размеров с большей емкостью.
Сфера применения АГМ
Аккумуляторы AGM пригодны для использования в двух режимах:
- буферном (stand by);
- циклическом (cycle).
Буферный режим характеризуется тем, что батарея постоянно включена параллельно основному источнику питания и все время находится на подзарядке. При исчезновении напряжение она «подхватывает» потребителей и питает их до восстановления нормального режима.
Пример такой работы – резервируемые источники питания (включая всем известный компьютерный ИБП). Такая эксплуатация считается оптимальной и срок службы при этом максимален. Некоторые производители заявляют время жизни батареи в режиме stand by до 12 лет.
Для второго режима характерны регулярные разряды вплоть до наименьшего допустимого значения и последующие заряды для номинального запаса энергии. Примерами работы cycle является аккумуляторный электроинструмент или детские электромобили. В них разряд до минимума происходит не менее одного раза в сутки или чаще. Говорить о сроке жизни в годах здесь некорректно, период эксплуатации заявляют в циклах. Обычное число – 300 разрядов и зарядов, у некоторых брендов задекларировано до 600 при разряде до нулевого порога.
Аккумуляторы, выполненные по технологии АГМ, могут успешно применяться в качестве стартерных батарей для автомобилей. Этот режим скорее буферный, чем циклический – заметный разряд может случиться только при старте (или если забыть выключить потребителей при остановленном двигателе). В отличие от гелевых АКБ, в AGM-аккумуляторе абсорбированный в сепараторе электролит находится в жидком состоянии, поэтому ухудшения динамики электрохимических процессов не происходит. Батарея обеспечивает хорошие пусковые (а также тяговые) характеристики.
Как происходит процесс зарядки
Так как AGM-батарея относится к кислотно-свинцовым аккумуляторам, то при зарядке-разрядке АКБ происходят ровно те же процессы, что и у обычных источников питания. Поэтому к ним относятся те же принципы, что и для любых других батарей:
- срок жизни зависит от количества циклов;
- чем меньше глубина разряда, тем дольше АКБ эксплуатируется (каждый раз разряжать до нижнего уровня не надо);
- оптимальная температура для зарядки – +20..25 град.С (при минусовых температурах заряжать нельзя).
Так как АГМ-аккумулятор может использоваться в циклическом (cycle use) или буферном (stand by use) режимах, то параметры зарядки будут отличаться. Для удобства восприятия условия пополнения энергии в режиме стабилизированного напряжения для 12- и 6-вольтовых батарей сведены в таблицу.
| Параметр | Аккумулятор эксплуатируется в
режиме cycle (периодический разряд-заряд) |
Аккумулятор эксплуатируется в режиме stand by (буфер) |
|---|---|---|
| Напряжение заряда на элемент, вольт | 2,4..2,45 | 2,27..2,3 |
| Общее напряжение заряда, вольт | 14,4..14,7 для 12 вольт
7,2..7,35 для 6 вольт |
13,6..13,8 для 12 вольт
6,8..6,9 для 6 вольт |
| Наибольший ток зарядки | 0,2 от емкости | 0,3 от емкости |
| Признак заряженности | Снижение тока до 8-10 мА*ч на 1 А*ч емкости (для батареи 100 А*ч – до 0,8..1 А), потом дозаряд этим уровнем еще в течение часа | Снижение тока до 2-3 мА*ч на 1 А*ч емкости (для батареи 100 А*ч – до 0,2..0,3 А), потом дозаряд этим уровнем еще в течение часа |
Стоит ли покупать (Плюсы и минусы)
По сравнению с другими аккумуляторами производство AGM батарей обходится дороже. Выше стоимость и для потребителя. Пожалуй, это самые дорогие батареи (в пересчете на ампер*час) на рынке источников питания. Но при правильно выбранном применении (полным использовании плюсов и нивелировании недостатков) повышенная цена отчасти компенсируется увеличенным сроком службы.
Среди плюсов надо отметить отсутствие необходимости в сервисных операциях по контролю электролита. Это сокращает затраты на эксплуатацию, позволяет применять батареи на удаленных объектах (например, в системах телемеханики). Также это свойство по достоинству оценивают автовладельцы – содержать машину становится немного проще. А еще для них важен повышенный пусковой ток – технология АГМ позволяет сделать это, не выходя за стандартные габариты.
Читайте также
Как определить уровень электролита в аккумуляторе
Разработчики бытовой техники и маломощного транспорта (электросамокатов и т.д.) получают большую свободу в компоновке оборудования – батарею можно расположить в любом положении, кроме “клеммами вниз». Также к достоинствам относят широкий рабочий температурный диапазон.
Минусами, помимо ценовых параметров, считается повышенный вес, а также особые требования к зарядке. При принятии решения о покупке надо принимать во внимание и повышение надежности работы питаемого оборудования – вероятность выхода из строя батареи ниже, особенно в режиме stand by.
Видео-тест аккумуляторов.
Плюсы и минусы технологий EFB, GEL, AGM.
В целом у аккумуляторов АГМ нет явных минусов, которые помешали бы их широко эксплуатировать. Так, при применении в качестве источника питания для автомобиля достоинства явно перевешивают недостатки. С совершенствованием технологий можно ожидать и снижения стоимости, поэтому с определенной уверенностью можно говорить, что за батареями AGM – будущее.