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.
В 1990-х и 2000-х годах количество электрооборудования на транспортных средствах стало стремительно увеличиваться. Стало понятно, что стандартные свинцово-кислотные батареи (WET) исчерпали свои возможности для удовлетворения возросших требований. Автомобильные аккумуляторы требовали разработки новой конструкции и химических веществ.
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 к содержанию
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.
Среди особенностей AGM аккумуляторных батарей следует отметить низкое внутреннее сопротивление. Благодаря этому, они могут выдавать постоянный ток даже в разряженном состоянии. Кроме того, они имеют длительный срок службы, даже при постоянных глубоких разрядах. В то же время они не требуют регулярного подзаряда, как свинцово-кислотные с жидким электролитом.
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.
Стоит помнить, что AGM аккумуляторы, как и WET, требуют вентиляции в процессе работы. Это необходимо, чтобы не увеличивалась концентрация водорода и кислорода. Иначе может произойти воспламенение и взрыв. Помимо этого батареи Absorbed Glass Mat требуют адекватного охлаждения.
Вернуться к содержанию
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 к содержанию
Эксплуатация и обслуживание
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 к содержанию
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 к содержанию
Преимущества и недостатки
Преимущества и недостатки AGM аккумуляторов обычно рассматриваются в свете сравнения со стандартными свинцово-кислотными АКБ. Поэтому далее, если что-то написано лучше или хуже, то сравнение идёт именно с ними. Ниже приведена таблица с основными плюсами и минусами технологии Absorbed Glass Mat.
| Герметичность. Защита от попадания влаги. Кроме того, исключено попадание искр внутрь (увеличение безопасности использования). | Более высокие производственные затраты и конечная стоимость. |
| Низкое внутреннее сопротивление. | Чувствительность к перезаряду. |
| Более высокая скорость заряда по сравнению с WET. | Ёмкость постепенно снижается в процессе эксплуатации. |
| Более длительный срок службы. | Желательно хранить в заряженном состоянии. Хотя это менее критично, чем в случае WET. |
| Нет расхода воды. Происходит рекуперация воды и кислорода (если не нарушены условия заряда). | Менее приспособлены для отдачи высоких токов в момент запуска двигателя. |
| Стойкость к вибрации. | |
| Отсутствие жидкого электролита даёт возможность устанавливать их в любом положении. | |
| Сохраняет работоспособность при низких температурах. | |
| Меньше процесс сульфатации. | |
| На аккумулятор расходуется меньше свинца и электролита. |
Как видите, AGM аккумуляторы не являются лечением всех «болезней» свинцово-кислотных АКБ с жидким электролитом. Конструкция и устройство позволяют использовать их в некоторых случаях более эффективно, чем WET. А также они в ряде устройств могут заменить вредные Ni─Cd батареи.
Но из-за высокой стоимости они не получили широкого распространения на рынке, а просто заняли определённые ниши. Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта.
Исправления и дополнения к материалу, а также ваши отзывы об аккумуляторах AGM, оставляйте в х ниже.
Вернуться к содержанию
AGM аккумулятор, как правильно заряжать, лучшие АКБ для автомобиля и мото техники с напряжением 12v, устройство и принцип работы
В начале 70-х годов прошлого столетия в аккумуляторной среде произошёл настоящий прорыв. Мало того что инженеры научились по максимуму использовать кислотные батареи, так они ещё и придумали инновационные виды аккумуляторов, работающие на электролите-геле.
На сегодняшний день именно последние являются наиболее перспективными в плане развития, поэтому мы решили осветить их более детально. Если быть точнее, то в сегодняшнем материале речь пойдёт о подвиде гелевых батарей – AGM аккумуляторах.
Не слышали о таких или хотите узнать побольше? Обязательно ознакомьтесь со следующим материалом.
Устройство, применение и принцип работы
AGM аккумулятор – это источник бесперебойного питания, представленный в виде аккумуляторной батареи, которая работает посредством использования твёрдого электролита.
В большинстве своём данные аккумуляторы предназначены для автомобилей и техники класса «мото», реже они используются на стационарных электростанциях.
Отметим, что такие именитые производители транспортных средств как БМВ и Kawasaki активно используют в конструкции своей продукции именно аккумуляторы AGM.
Батареи конструкции «АГМ» представляют собой устройство, состоящие из следующих элементов:
- пластмассовый корпус, служащий основой для крепления всех составляющих ИБП;
- пластины, формирующие отсеки для электролита внутри АКБ;
- специальные сепараторы из стеклоткани, являющиеся носителями электролита-геля;
- электроды, соединяющие все пластины в единое целое и формирующие напряжение, ток посредством использования электролита;
- мастика, заполняющая всё промежуточное пространство в конструкции батареи;
- клеммы аккумулятора.
По сути, AGM аккумулятор – это промежуточное звено между обычным кислотным ИБП и более инновационной гелевой батареей.
Суть работы подобных АКБ заключается в том, что электролит (дистиллированная вода с серной кислотой) находится не в жидком состоянии в обычных сепараторах, а впитан в стеклоткань, которая и делает из него твёрдую субстанцию.
Именно последняя соединяет положительный и отрицательный электроды через соответствующие пластинки и формирует стандартную работу АКБ. Данный подход больше схож с гелевыми аккумуляторами, поэтому AGM нередко выделяют в их подвид.
Примечание! Аккумуляторные батареи с подобным устройством являются полностью изолированными и герметичными. Газы, образующиеся в них при функционировании, остаются в тех же отсеках сепараторов и повторно участвуют в процессе производства тока, напряжения.
Стоит отметить, что напряжение у таких ИБП является стандартным и равняется показателю примерно в 12 Вольт.
Определить именно такой AGM аккумулятор среди множества других можно через обычную добавку к наименованию – «12V».
Наибольшее распространение получили подобные батареи в сфере автомобилестроения (BMW, Hyundai), однако и сфере мото они встречаются не столь редко (Kawasaki, Yamaha, Delta).
Распространённые АКБ AGM
Любой аккумулятор AGM – VRLA-класс источников бесперебойного питания. Подобные устройства имеют неплохие технические характеристики и отлично проявляют себя в эксплуатации, поэтому достаточно широко примененяются в мото- и автомобилестроении. На сегодняшний день по праву лучшими аккумуляторами данного класса считаются:
- АКБ от BMW. Такими батареями оснащается большинство моделей BMW. Они представляют собой мобильные ИБП 12V типа. Аккумуляторы AGM от BMW являются довольно-таки качественными и служат немалый срок. Именно их принято считать лучшими в данной сфере «аккумуляторного» дела. В общем, ничего удивительного. BMW – это всегда высокое качество;
- ИБП от Delta (Дельта). Данные батареи используются, преимущественно, на технике класса «мото», но их также можно встретить и на автомобилях. Напряжение батарей от Delta стандартное и равняется 12 Вольтам. Относятся такие АКБ к средней ценовой категории и достаточно распространены в России. В целом, батареи Delta позиционируют себя только с положительной стороны;
- Аккумуляторы Varta (Варта). Близкий аналог продукции от Delta, однако являющийся бюджетным типом АКБ. Используется как в автомобильной, так и в мотосферах. Характеризовать аккумуляторы от Варта можно хорошим и добротным ИБП.
Также на территории РФ встречаются AGM батареи от Bosch, Intimidator и Challenger. Однако широкой популярности они не получили и по сравнению с отмеченными выше аккумуляторами внимания не достойны.
Плюсы и минусы
Мото- и автомобильные аккумуляторы типа AGM имеют как свои недостатки, так и преимущества. Рассмотреть их будет не лишним, поэтому для начала рекомендуем обратить внимание на следующие достоинства в использовании подобных АКБ:
- Широкие возможности эксплуатации и отменная защита от вибраций, чего получается добиться благодаря твёрдости используемого электролита;
- Отсутствие необходимости обслуживания батареи. Как было отмечено выше, AGM аккумуляторы являются изолированными и герметичными узлами, поэтому конкретного обслуживания не требуют. Исключением, естественно, является зарядка АКБ;
- Высокая надёжность ИБП, что имеется, опять же, из-за уникального устройства AGM батарей;
- Отличные показатели пускового тока, благодаря чему успешно использовать AGM аккумуляторы возможно и при низком заряде;
- Безопасность устройства и полная защита от неблагоприятного электролита;
- Возможность работы АКБ при низких температурах. Работают такие батареи при морозе до минус 35-45 градусов по Цельсию.
Несмотря на столь положительную характеристику, стоит отметить и следующие недостатки AGM аккумуляторов:
- Большой вес, который появляется из-за уникальности используемых сепараторов;
- Невозможность хранить АКБ в разряженном состоянии;
- Высокая чувствительность к изменению напряжения при зарядке или подпитке от генератора;
- Немалая стоимость приборов, в среднем, заметно выше, чем на другие виды аккумуляторных батарей.
Конечно, каждый может характеризовать AGM аккумуляторы как с положительной, так и с отрицательной стороны. Однако главное свойство данных ИБП все-таки является очень даже неплохим и положительным.
Если говорить точнее, то речь идёт о количестве возможных прохождений аккумулятором цикла «заряд-разряд».
Относительно AGM батарей стоит отметить, что они способны выдержать проведения более 1 000 таких циклов и порядка 200 — при глубоком разряде аккумулятора. Впечатляет, не правда ли?
Зарядка
Многие автомобилисты и мотоциклисты задаются вопросом – «Как правильно заряжать AGM аккумулятор?», считая данную процедуру чем-то сложным и крайне непонятным. На самом деле порядок зарядки АКБ подобного типа мало чем отличается от аналогичной операции с кислотным или гелевым аккумулятором. В типовом варианте она проводится так:
- Рассматривается разряженная батарея с транспортного средства с обязательным соблюдением базовых норм безопасности;
- Организуется место для проведения зарядки аккумулятора, которое должно быть скрыто от третьих лиц и ограничено от воздействия неблагоприятных факторов;
- Подготавливается зарядное устройство для АКБ путём соединения с заряжаемой батареей и сетью электросети;
- Затем осуществляется настройка зарядного устройства. Она определяется только с учётом желаемого варианта зарядки, который может быть либо многоступенчатым, либо одноступенчатым. Принцип каждого вида зарядки таков:
- Для одноступенчатой – сила тока определяется в 10-20 % от энергоёмкости заряжаемого устройства, а напряжение равняется 13,3-13,8 Вольт. Зарядка осуществляется до полного заряда батареи;
- Для многоступенчатой – сила тока на первом этапе зарядки определяется 10-30 % от энергоёмкости заряжаемого устройства, напряжение равно 14,2-14,8 Вольт, на этом шаге аккумулятор заряжается на 70-80 %. На втором этапе и последующих напряжение уменьшается на 0,3 Вольт, а сила тока остаётся неизменной.
- После этого остаётся лишь дождаться полного заряда батареи и вернуть её на своё «законное» место.
Примечание! Производители AGM аккумуляторов советуют заряжать их в одноступенчатом режиме. Однако если имеет место восстановление АКБ после глубокого разряда, то лучше применить многоступенчатую зарядку в пределах 2-5 этапов.
Пожалуй, на этом наиболее важная информация по сегодняшней теме подошла к концу. Как видите, AGM аккумуляторы – довольно-таки интересные устройства к рассмотрению. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен. Удачи на дорогах и в использовании АКБ!
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в х под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них Не забудьте поделиться этой страницей с друзьямиИ подписаться на нашу группу
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
Технология и устройство AGM аккумулятора
Обыкновенные кислотные аккумуляторы постепенно теряют свою популярность. На смену к ним приходят усовершенствованные технологии по производству новых видов батарей с повышенными техническими характеристиками. Одним из представителей новой линейки источников питания является agm аккумулятор.
Технология agm, история создания
Появление первого аккумулятора относят ко второй половине 19 века, с тех пор изобретатели и разработчики не стояли на месте.
С каждым новым поколением менялись габариты и основные характеристики, улучшался дизайн и используемый материал. В процессе совершенствования свинцовых кислотных батарей была разработана технология agm (absorbent glass mat).
В таких устройствах взамен жидкого электролита применяются пористые стекловолоконные маты.
Agm технология была разработана во второй половине 70-х годов прошлого века учеными американской компании GRC. Производство данных аккумуляторных батарей нашло широкое применение в Северной Америке и Европе.
Описание agm аккумулятора
В обычной конструкции свинцовых аккумуляторов пространство между пластинами заполняется жидким электролитом, agm аккумулятор отличается тем, что свободное пространство заполнено специальным пористым стекольным волокном. Электролит в таких батареях заливается наполовину и находится не в свободном жидком состоянии. Основным принципом улучшения свинцовых АКБ, стал полный отказ от свободной кислоты.
Agm аккумулятор в своем конструктивном исполнении считается безопасным. Электролит при наклоне и тряске не способен вытекать из банок батареи, так как поры в стекловолокне удерживают его.
Виды и устройство
По особенности исполнения различают два вида батарей agm:
- пластинчатые;
- спиральные.
Интересно знать! В производстве двух видов батарей agm применяется только чистый свинец.
Пластинчатые
Agm аккумулятор такой конструкции состоит из пластин прямоугольной формы, пространство между ними заполняется матами пропитанными электролитами. Внутри пластины соединяются между собой специальным токопроводящим материалом. Данная технология считается наиболее распространенной.
Спиральные
Технология изготовления agm таких аккумуляторов запатентована в Соединенных Штатах Америки, в результате этого производство батарей имеет повышенную стоимость.
В конструкции спиральных АКБ применяются ленточные электроды, между ними прокладываются пропитанные стекловолоконные маты. Свернутые в рулоны пластины помещают в цилиндрические емкости и плотно закрывают.
Выводы электродов соединяются между собой пластинами из свинца.
Принцип действия
Технология agm подразумевает применение метода удержания жидкого электролита в порах стекловолоконного мата. Различные производители используют свой состав и разное количество кислоты.
В ходе гальванического процесса высвобождаемый с положительного полюса кислород переходит на отрицательный электрод.
Выход кислорода происходит в результате распада рабочего электролита на молекулярные составляющие, удержание его на минусовом полюсе происходит до момента восстановительной рекомбинации.
В ходе эксплуатации необслуживаемых герметичных батарей agm достигается замкнутый цикл. При соблюдении правил безопасной эксплуатации утечки газа не произойдет никогда.
При росте давления внутри банок аккумуляторных батарей происходит сброс излишних газов при помощи предохранительных клапанов, батареи с таким устройством имеют название agm vrla battery.
Восстановление сброшенного в результате срабатывания механизма защиты vrla аккумуляторы восстанавливают в процессе восстановления заряда.
Важно! Самостоятельное вскрытие батареи может привести к значительному снижению значения емкости, а в некоторых случаях к полному выходу из строя источника питания.
Технические характеристики
К основным характеристикам, на которые обращают внимание при сравнении аккумуляторных батарей agl относят:
- внутренняя емкость;
- значение рабочего напряжение;
- максимально допустимый ток при пуске, у данных АКБ он имеет повышенное значение;
- собственное внутреннее сопротивление;
- значение тока самостоятельного разряда;
- количество рабочих циклов;
- период срока службы.
Применение
Agm аккумулятор имеет возможность быстрого заряда, этим свойством обуславливается его применение для автомобильной техники в которой применяется автоматическая система запуска и остановки. Также батареи такой конструкции подойдут для использования в технике при кратковременных периодах работы, где обыкновенный кислотный источник питания не успеет восстановить свою внутреннюю емкость.
Незаменим данный аккумулятор и для устройств с большим количеством дополнительных опций, работающих от электрического тока. Оснащение бесперебойных установок для питания компьютеров не представляется возможным без agm батарей. Считаются наиболее удобными, так как не требуют специального обслуживания в процессе эксплуатации.
Основные производители
Многие магазины рекомендуют потребителям приобрести аккумуляторы изготовленные по agm технологии. К самым распространенным производителям продукцию которых используют в нашей стране следует отнести:
- Varta, Bosh;
- Exide, Optima, Deka, Energizer;
- Mutlu;
- Banner;
- «Энергия», «Источник».
Практически каждый производитель с многолетним опытом работы и заслуженной репутацией на свою продукцию предоставляет двухлетнюю гарантию.
Достоинства и недостатки
Источники питания на основе применения стекловолоконных матов, как и любое электрическое оборудование имеют в процессе эксплуатации плюсы и минусы.
Преимущества
Основные преимущества данных agm аккумуляторов:
- Постоянный уход за таким источником питания практически не нужен.
- Имеют повышенное значение пускового тока, которое превышает показание кислотных на 70%. Такое свойство помогает без проблем запускать двигатель в зимний период.
- Нормально переносит полный разряд большое количество циклов, восстановление емкости происходит при зарядке.
- При хранении и транспортировке не обязательно устанавливать только в вертикальном положении. Электролит не вытекает из любого положения.
- Увеличенный срок службы до 7 лет. Для нормальной эксплуатации необходимо правильно заряжать.
- Не подвержены пагубному воздействию повышенных температур, что делает их на ступень выше по сравнению с аналогами.
Недостатки
Источники питания данной конструкции далеко не идеальны и имеют ряд недостатков:
- Превышающий аналоги вес, в результате применения твердых материалов.
- Увеличенная стоимость, благодаря использованию свинца высокой степени очистки.
- Восстановление заряда специальным зарядным устройством, обычные как для кислотных не подходят, так как могут вывести из строя батарею.
- Не рекомендуется устанавливать на автомобильной технике без устройства контроля перезарядки.
Совет! Производители предостерегают от использования постоянной перезарядки АКБ данной конструкции.
Условия безопасной эксплуатации
Для соблюдения правил эксплуатации необходимо понимать в каком состоянии находится батарея в данный момент времени, а также принцип правильного восстановления заряда. Для продления срока службы и во избежание выхода из строя источников питания необходимо соблюдать некоторые требования:
- Перед установкой в устройство рекомендуется проверить значение напряжения отдельных элементов, в результате таких манипуляций можно выявить неисправные банки аккумулятора.
- При подключении нескольких батарей необходимо применять элементы одной марки и емкости, в противном случае возможно возникновение неисправности и преждевременного снижение заряда.
- Не допускать постоянного полного разряда АКБ, а также пониженное значение напряжения заряда.
- Необходимо правильно устанавливать и контролировать основные параметры заряда.
- Рекомендуется не превышать максимальные температуры эксплуатации, которые указаны в документации.
- Перед длительным хранением необходимо полностью восстановить заряд источника питания.
- В период хранения заряжать дополнительно два раза в год.
Особенности зарядки
Перед тем как заряжать agm аккумулятор следует ознакомиться с инструкцией завода изготовителя, это поможет избежать преждевременного выхода из строя батареи. Данные источники питания нормально переносят длительный режим заряда при постоянном значении напряжения, не допускаются резкие превышения номинальных значений.
При восстановлении заряда выделяют два основных способа:
- Двухступенчатый. При таком методе значение тока устанавливают не выше 20% от емкости батареи, а напряжение в начале 14,8 В, в последствии его понижают до 13,6 В. Считается лучшим режимом для увеличения срока службы.
- Одноступенчатый. В результате применения такого метода выставляется зарядный ток не выше 30% от емкости, а напряжение 13,6 В. Таким способом пользуются владельцы зарядных устройств без возможности дополнительной регулировки параметров.
Важно! Соблюдение и контроль заряда значительно продлевает срок службы АКБ.
Выбор батарей
В результате замены обыкновенного аккумулятора у автовладельцев возникает вопрос, какой элемент установить взамен старому. В результате многолетнего опыта производители источников питания рекомендуют обращать внимание на следующие параметры:
- Размеры должны соответствовать месту, где будет установлен новый аккумулятор, а также длина проводов клемм свободно допускала коммутацию.
- Значение емкости должно быть не выше допустимых показаний согласно документации.
- Максимальный ток необходимый для нормального запуска двигателя автомобиля.
Внимание! Перед подключением источника питания необходимо проверить исправность оборудования для восстановления заряда в автомобиле.
Сравнение agm батареи с gel
В процессе совершенствования agm аккумуляторов была разработана новая технология изготовления не жидких электролитов.
Gel аккумулятор
Взамен стекловолокну в конструкции таких источников питания начали применять специальный гель, что отличило гелевый и agm аккумулятор. Гель представляет собой соединение кислоты и силикагеля. Электролит полностью заполняет промежутки между пластинами батареи, в результате чего предотвращается их разрушение.
Основными достоинствами данного типа считают:
- Значительный срок службы в отличие от аналогичных батарей.
- Отсутствует рекомендуемый у кислотных аккумуляторов подзаряд при полном снижение значения.
- Минимальный самостоятельный разряд, за год теряется не более 20% первоначальной емкости при хранении.
- Исключено вытекания электролита в результате применения геля взамен жидкой кислоты.
- Практически отсутствует необходимость обслуживания элементов питания, крышки надежно запаяны без технологических отверстий.
К минусам gel аккумулятора относят:
- Чувствительность к значению напряжения заряда, оно не должно превышать 14,4 В. В результате повышенного напряжения может произойти осыпание пластин, так как электролит просто растает. Восстановить первоначальные характеристики не представляется возможным.
- Пагубное влияние пониженной температуры, при которой гель застывает, в результате чего в зимний период возможен отказ источника питания при запуске двигателя.
- Даже кратковременное короткое замыкание на контактах данного аккумулятора может привести к полному выходу из строя батареи.
Отличие agm от gel по основным характеристикам
При сравнении agm с гелевыми аккумуляторами рекомендуется обратить внимание на основные параметры.
Ресурс
Аккумуляторы произведенные на основе agm технологий отличаются пониженным значением циклов заряд-разряд в отличие от гелевых. У первых отмечается 300 рабочих зарядов, а у вторых около 600.
Режим заряда
Оба вида agm или gel требуют к себе внимания при установке и контролю за основными зарядными параметрами, Незначительное напряжение может привести к вздутию корпуса.
Самостоятельный разряд
У стекловолоконных электролитов снижение значений емкости происходит немного интенсивнее, чем у гелевых. В результате этого их не применяют в устройствах с малыми значениями разрядных токов.
Воздействие высоких температур
Повышенное значение температур пагубно влияет на оба вида аккумуляторных батарей. Перегрев может привести к разгерметизации и взрыву источников питания.
Пусковые токи
Гелевые элементы не могут дать максимальные значения тока при запуске так как имеют повышенное внутренне сопротивление, напротив, agm способны дать высокие показания пускового тока.
Заключение
Несмотря на то, что аккумуляторы со стекловолоконными матами требуют для восстановления заряда применение специальных зарядных устройств, а также имеют повышенную стоимость, приобретают более широкое применение. Улучшенные технические характеристики, а также безопасность применения и увеличенный срок службы ставят такую конструкцию на ступень выше обычных кислотных батарей.