Что такое и как работает аккумулятор с технологией AGM

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.

Маркировка

Нюансы символьных обозначений на АКБ зависят от используемой методологии. Чаще всего это европейский стандарт ETN (European Type Number), который официально сокращен в надписях до двух букв «EN». Сама маркировка состоит из 9-значного числа, разделенного на четыре зоны, последовательно указывающие на диапазон и фактическую емкость, конструктивное исполнение и 10% тока «холодной прокрутки».

Жесткая конкуренция на рынке привела к тому, что производители стараются упростить для потребителей процедуру подбора оптимальной батареи и дублируют информацию на корпусе в более понятной форме. Например, австрийский авто аккумулятор Banner дополнен наклейкой, на которой четко прописаны основные характеристики – рабочее напряжение (V), емкость в амперо-часах (Ah), сила стартерного тока в амперах (A).

На корпусе возле клеммы выбиты четыре буквы, позволяющие узнать дату выпуска. Первые две указывают на порядковую неделю, последние – на год. Чтобы перевести буквенные обозначения в цифры, следует использовать специальную таблицу.

Если на корпусе указано EBBF – это 41-я неделя (начало октября) 2015 года, СGBI – 26-я неделя (конец июня) 2018 г.

На батарее может присутствовать также отечественная (по ГОСТ Р 53165-2008), немецкая (DIN), американская (SAE) маркировка. Между ними существуют различия в трактовке величины пусковых токов. Не зная нюансов, достаточно сложно, к примеру, купить авто аккумулятор Bosch для корректной замены штатной АКБ Exide на «Форде», «Вольво» или «Хонде». (см. таблицу).

Отмененный отечественный стандарт ГОСТ 959-91 соответствовал DIN. Действующий ГОСТ Р 53165-2008 ориентирован на международные нормы IEC 60095-1:2006.

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.

Не рекомендуется использовать батареи AGM при температурах выше 50 °С, так как их срок службы существенно сокращается при высоких температурах. Аккумуляторы AGM категорически нельзя применять вместе с обычными свинцово-кислотными батареями. Они могут работать только с такими же по сроку службы и емкости аккумуляторами AGM.

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.

Особенности зарядки

АГМ батарея заряжается гораздо быстрей, чем свинцово-кислотная. Поэтому ее часто используют в так называемых микро-гибридах. Т.е. автомобилях, где энергия АКБ частично восстанавливается во время торможения двигателем. В этот момент мощный генератор быстро заряжает аккумулятор, который в дальнейшем питает энергоемкую систему старт-стоп. В таком режиме обычный свинцово-кислотный АКБ протянул бы всего несколько недель.

Когда напряжение зарядки частично разряженного аккумулятора AGM доходит до 14,4 В или даже больше, то ничего страшного не происходит. Однако после достижения состояния близкого к полному заряду, напряжение зарядки должно быть снижено до 13,5-13,8 В. В противном случае батарея перегружается, перегревается и выходит из строя. В крайнем случае, она «вздувается».

Свинцово-кислотный аккумулятор спокойней реагирует на перезарядку. Он начинает «газить» (кипеть) — в дальнейшем придется добавить воды.

По этой причине в автомобилях с батареями AGM и в микрогибридных системах установлены сложные системы управления энергопотреблением, которые пекутся за благополучие АКБ АГМ.

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.

Виды аккумуляторов для ИБП и термины

Прежде всего нужно запомнить, что ВСЕ аккумуляторы, выпускаемые на данный момент промышленностью для ИБП являются свинцово-кислотными. Еще одни «пугающие» аббревиатуры — VRLA и SLA — обе относятся к аккумуляторам, которые применяются в источниках бесперебойного питания. Также такие батареи называются необслуживаемыми и герметизированными.

VRLA расшифровывается как Valve Regulated Lead Acid, в вольном переводе это означает Регулируемые клапаном свинцово-кислотные.

SLA означает Sealed Lead Acid, т. е закрытые (герметизированные) свинцово-кислотные.

Необслуживаемые — означает, что в АКБ этого вида не требуется следить за уровнем электролита и доливать воду, как, например, в автомобильных.

Обозначение герметизированные (герметичные) говорит о том, что из батареи этого типа не прольется электролит, даже если она опрокинется набок или будет испытывать тряску. Также герметичность позволяет эксплуатировать их в жилых помещениях: горючие пары, выделяющиеся в процессе работы аккумулятора, остаются «запертыми» внутри, и только при нарушениях условий работы может открыться аварийный клапан.

И все эти определения — не разные типы аккумуляторов, а один и тот же: VRLA / SLA необслуживаемые герметизированные (герметичные). Именно этот тип получил наиболее распространение в источниках бесперебойного питания. В других системах могут использоваться стартерные обслуживаемые и стартерные необслуживаемые, но о них мы сегодня говорить не будем.

Гелевые и AGM

Для того, чтобы достичь герметичности и устранить необходимость в обслуживании аккумуляторов для ИБП производители применяют две различные технологии: GEL (Gelled Electrolite) и AGM (Absorptive Glass Mat). Обе технологии обеспечивают рекомбинацию газов для сохранения объема электролита и его «связывание» во избежание выплескивания.

В гелевых аккумуляторах жидкий электролит доведен до желеобразной, вязкой консистенции путем добавления в него соединений кремния. В результате электролит не выплескивается при тряске, и не вытекает при незначительных повреждениях корпуса. Эта технология появилась первой, именно поэтому многие по старинке все герметичные необслуживаемые аккумуляторы называют гелевыми.

Распространено также бытовое название «гелИевые аккумуляторы», что в корне не верно. Газ гелий не имеет никакого отношения к аккумуляторным батареям.

Благодаря вязкому состоянию в гелевых АКБ происходит рекомбинация газов:

• В результате химической реакции вода в батарее распадается на водород и кислород.
• Ионы водорода и кислорода остаются в замкнутом пространстве батареи и, перемещаясь по микропорам и трещинам в геле, соединяются и снова образуют воду.
• Вода впитывается гелем, восстанавливается первоначальный объем электролита.

В итоге мы имеем батарею, в которую не нужно доливать воду, поскольку она практически не испаряется. Кроме того, не происходит газовыделение, поэтому АКБ может использоваться в жилых помещениях.

В AGM-аккумуляторах пространство между пластинами заполнено стекловолокнистыми матами, которые впитывают в себя электролит.

На фото — вскрытый AGM-аккумулятор, в котором можно рассмотреть те самые «Glass Mat» — стекловолоконные маты.

Благодаря этому достигаются практически те же цели, что и в гелевых: электролит не выплескивается и в порах наполнителя происходит рекомбинация газов, т. е. перед нами такая же необслуживаемая герметичная батарея, как и гелевая. Разве что при повреждении корпуса электролит, скорее всего, вытечет и повредит расположенное рядом оборудование. Именно поэтому в дорогих телекоммуникационных системах часто предпочитают использовать АКБ типа GEL VRLA.

Технология AGM — более новая, чем GEL.

Обратите внимание, что:

• И GEL, и AGM батареи являются свинцово-кислотными.
• Это две разные технологии.

А как же мультигелевые?

Мультигелевые аккумуляторы, по сути не являются отдельным типом источников питания. Чаще всего производители и торговые точки используют это название для AGM батарей.

Например, на фото ниже — аккумулятор Luxeon LX12120MG 12Ah (обратная сторона). В очень многих интернет-магазинах он продается под маркой «мультигелевый», о чем свидетельствует и маркировка «MG» в наименовании, однако производитель на самой батарее указывает что это: «Технологія: AGM, необслуговуєма батарея» (укр.) (Технология AGM, необслуживаемая батарея).

А учитывая что цена на мультигелевые аккумуляторы всегда ниже чем на гелевые, и это при том, что гелевая технология довольно дорогая — в подавляющем большинстве случаев мы имеем дело именно с AGM.

Как продлить срок службы аккумулятора

Чтобы продлить срок эксплуатации источника энергии необходимо выполнять следующие рекомендации:

1. Содержать в чистоте аккумулятор, очищать его от грязи и пыли. Клеммы должны быть зачищены от окисления и смазаны антикоррозийной смазкой.
2. Следить за электрическим оборудованием автотранспортного средства. Не должно быть нигде оголённых электропроводов. Постоянный саморазряд быстро выводит батарею из строя.
3. Аккумулятор должен быть крепко закреплён на автомобиле. В случае постоянного болтания и вибрации, его свинцовые пластины могут осыпаться, что приведёт в негодность устройство.
4. Нельзя допускать значительного разряда АКБ особенно в зимний период.
5. При длительных простоях авто, АКБ нужно отключить или же унести его на хранение в помещение с температурой выше нуля.
6. Батарею необходимо подзаряжать один раз в 4 месяца — в тёплое время года и один раз в 2 месяца – в зимний период года.

Зарядка производится током равным 10% от ёмкости АКБ. То есть, если ёмкость аккумулятора составляет 55 Ампер/часов, то зарядку производят током равным 5,5 А/ч. Время зарядки зависит от степени разрядки и ёмкости батареи. В среднем этот процесс составляет около 8 часов.