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.
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.
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 (EFB) — перестали удовлетворять запросам времени. Требовалось уникальное и смелое решение, как в конструкции, так и в самом принципе действия аккумуляторных батарей. Своим появлением AGM технология (AbsorbentGlassMat — влагопоглощающие стеклянные маты) обязана инженерам американкой компании Gates Rubber Company. Без малого пятьдесят лет назад именно ими было предложена альтернатива классическому жидкостному аккумулятору.
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.
Читайте также:Сравнение аккумуляторов: свинцово-кислотные, гелевые и AGM
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.
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.
Принципы технологии Absorbent Glass Mat
Как и в кислотной АКБ, здесь применяются отсеки с положительно и отрицательно заряженными пластинами, которые сделаны из свинца. Между ними уложены специальные сепараторы из стекловолокна, пропитанные электролитом. Обычно автомобильный аккумулятор AGM на 12V имеет шесть герметичных банок с пластинами и не нуждается в обслуживании.
Отдельно стоит рассмотреть роль сепаратора в данной технологии:
Представляет собой пористую систему, где электролит удерживается за счет капиллярных сил.
Необходимое для реакции количество электролита дозируется таким образом, что мелкие поры мата заполняются жидкостью, а более крупные остаются свободны для циркуляции газов.
Благодаря рециркуляции газы, так же как и у гелевых АКБ, не покидают корпус изделия, а «возвращаются» в электролит. Все пластины изготовлены из чистого свинца, что дает возможность батарее набирать зарядку в короткое время и быстрое отдавать. Пусковой ток значительно выше, чем у классических свинцово-кислотных источников электроэнергии.
Чем хороша технология agm?
Технология agm достаточно чувствительна к процедуре перезарядки. Показатель напряжения, который можно назвать нормальным должен составлять 2,40 V, если речь идет о заряде. Однако если мы будем говорить о подзарядке, то тут уже рекомендованным будет напряжение 2,25, и допустим 2,3. Если ранее на вашем автомобиле стоял обычный, как его называют «затопленный аккумулятор», который настроен на 14 V, а вы собираетесь заменить его на AGM, ждите проблем.
Собираетесь оборудовать своего «железного коня» agm аккумулятором? Тогда, вы должны знать, что они, как и все герметичные АКБ, являются чрезвычайно чувствительными к перегреву. Поэтому рекомендуется его устанавливать, как можно дальше от моторного отсека. Производителем в инструкции указывается, что желательно прервать зарядку, если вы видите, что батареей уже достигнуто 49 С.
Про стоимость
Сейчас 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.
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.
Обслуживание: как правильно заряжать автомобильный AGM аккумулятор самостоятельно?
Ни для кого не будет секретом тот факт, что для типичных жидкостных батарей крайне вреден глубокий разряд. После таких процессов срок их службы стремительно сокращается. В этом смысле источники, основанные на технологии Absorbent Glass Mat значительно эффективнее.
Если обычный АКБ можно разрядить без особых последствий на 10-15% от общей емкости, то АГМ допускает разряд до 25-30% без деструктивных признаков. Чтобы понять, как правильно заряжать автомобильный AGM аккумулятор, достаточно внимательно изучить рекомендации изготовителя. Согласно им зарядные алгоритмы делятся на два вида:
Многоступенчатые (2 или 3 ступени).
Одноступенчатые.
Трехступенчатая зарядка
Эксперты признают этот метод самым эффективным, хотя сами производители практически не упоминают о его существовании. Возможно, что это связано с трудностями при его реализации, потому что из-за разных емкостей длительность ступеней существенно отличается. Алгоритм состоит в следующих пунктах:
основной заряд – напряжение 14,2 — 14,8 В и ток 0,1 — 0,3С, где С – емкость АКБ в Ач;
накопительный цикл – напряжение 14,2 — 14,8 В;
плавающий заряд (хранение) – 13,2 — 13,8 В.
Двухступенчатая зарядка
Основная масса производителей рекомендуют именно этот способ восстановления источника тока. Алгоритм заряда включает следующие циклы:
основной – напряжение 14,2 — 14,8 В и ток 0,1 — 0,3С;
плавающий (хранение) – напряжение 13,2 — 13,8 В.
Одноступенчатая зарядка
Этот вариант восстановления характеристик батареи не рекомендуется в качестве основного – только для быстрой подзарядки:
плавающий заряд – напряжение 13,2 — 13,8 В и ток 0,1 — 0,3С.
Основные понятия зарядного процесса и рекомендации по его выполнению
Стоит детально остановиться на определении основных этапов подзарядки:
Основной – заряд, в течение которого восстанавливается до 80% всей емкости АКБ.
Плавающий – зарядный процесс, цель которого восполнить емкость батареи до 100% значения.
Хранение – цикл, когда АКБ потребляет минимальный ток от зарядного устройства.
Накопительный – процесс, в течение которого аккумулятор AGM с потенциалом 12V стабилизирует свои рабочие характеристики.
Процедура зарядки должна выполняться при помощи устройства, имеющего индикацию, как по напряжению, так и по току. Контроль обеих параметров позволит избежать сильного газообразования. Хорошо себя зарекомендовали ЗУ с интеллектуальной системой управления, которые восстанавливают батарею в щадящем режиме. Например, неплохие отзывы автолюбителей о зарядном устройстве Hyundai HY 1500 Expert.
В процессе важно отслеживать уровень температуры электролита и не допускать ее значения выше +45°C. Превышение этой цифры влечет сокращения срока эксплуатации источника электроэнергии.
Важно! Категорически нельзя допускать напряжение заряда выше 15,2 В. При повышении этой цифры буквально на 0,05 В происходит активизация процесса гидролиза, который ведет к образованию газовой подушки и потере молекул воды. Все это в дальнейшем негативно сказывается на работоспособности АКБ.
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.
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.