AGM батерия - технология, предимства и недостатъци

Необходимо е непрекъсваемо захранване за нещо повече от просто активиране на стартера и стартиране на двигателя. Батерията се използва и за аварийно осветление, работа на бордовата система при изключен двигател, както и за кратко задвижване, когато генераторът не работи. Най-често срещаният тип батерии, използвани в автомобилите, е оловната киселина. Но те имат няколко модификации. Един от тях е AGM. Нека обсъдим някои модификации на тези батерии, както и техните разлики. Какво е особеното за типа батерия AGM?

Какво представлява технологията на батерията AGM?

Ако условно разделим батериите, те се разделят на обслужвани и без надзор. Първата категория включва батерии, в които електролитът се изпарява с течение на времето. Визуално те се различават от втория тип по това, че имат капаци отгоре за всяка кутия. Чрез тези дупки липсата на течност се запълва. Във втория тип батерии не е възможно да се добавя дестилирана вода поради конструктивни характеристики и материали, които минимизират образуването на въздушни мехурчета в контейнера.

Друга класификация на батериите се отнася до техните характеристики. Има и два вида от тях. Първият е стартер, а вторият е сцепление. Стартерните батерии имат голяма стартова мощност и се използват за стартиране на големи двигатели с вътрешно горене. Тяговата батерия се отличава със способността си да издава напрежение за дълго време. Такава батерия е инсталирана в електрически превозни средства (това обаче не е пълноценна електрическа кола, а предимно детски електрически автомобили и инвалидни колички) и електрически инсталации, които не използват стартов ток с висока мощност. Що се отнася до пълноценните електрически автомобили като Tesla, AGM батерията също се използва в тях, но като основа за бордовата система. Електрическият мотор използва различен тип батерия. За повече информация как да изберете правилната батерия за вашия автомобил, прочетете в друго ревю.

Батерията AGM се различава от класическия си аналог по това, че корпусът й не може да се отваря по никакъв начин, което означава, че принадлежи към категорията на модифициращите, които не изискват поддръжка. В процеса на разработване на типове AGM батерии, които не се нуждаят от поддръжка, учените успяха да постигнат намаляване на количеството газове, отделяни в края на зареждането. Този ефект стана възможен поради факта, че електролитът в структурата е в по-малко количество и в по-добър контакт с повърхността на плочите.

Особеността на тази модификация е, че контейнерът не се пълни със свободен електролит в течно състояние, което е в пряк контакт с плочите на устройството. Положителните и отрицателните плочи са разделени от ултратънък изолационен материал (фибростъкло и пореста хартия), импрегниран с активно киселинно вещество.

История на събитието

Името AGM идва от английското „абсорбираща стъклена подложка“, което се превежда като абсорбиращ амортизиращ материал (направен от фибростъкло). Самата технология се появи през 70-те години на миналия век. Компанията, регистрирала патента за новостта, е американският производител Gates Rubber Co.

Самата идея идва от един фотограф, който се замисля как да намали скоростта на освобождаване на кислород и водород от пространството близо до плочите. Един от вариантите, които му хрумна, беше да сгъсти електролита. Тази характеристика на материала би осигурила по-добро задържане на електролит при преобръщане на батерията.

Първите AGM батерии се свалят от поточната линия през 1985 година. Тази модификация се използва главно за военни самолети. Също така тези захранвания са били използвани в телекомуникационни системи и сигнални инсталации с индивидуално захранване.

Първоначално капацитетът на батерията беше малък. Този параметър варира в диапазона 1-30 a / h. С течение на времето устройството получи увеличен капацитет, така че инсталацията можеше да работи по-дълго. В допълнение към автомобилите този тип батерии се използват за създаване на непрекъсваеми захранвания и други системи, работещи на автономен източник на енергия. По-малка AGM батерия може да се използва в компютърните UPS.

Принцип на действие

Класическата оловно-киселинна батерия изглежда като калъф, разделен на няколко секции (банки). Всеки от тях има плочи (материалът, от който са направени, е олово). Те са потопени в електролит. Нивото на течността винаги трябва да покрива плочите, за да не се срутят. Самият електролит е разтвор на дестилирана вода и сярна киселина (за повече подробности относно киселините, използвани в батериите, прочетете тук).

За да се предотврати контактът на плочите, между тях има прегради от микропореста пластмаса. Токът се генерира между плочите с положителен и отрицателен заряд. AMG батериите се различават от тази модификация по това, че между плочите се намира порест материал, импрегниран с електролит. Но порите му не са напълно запълнени с активното вещество. Свободното пространство е вид газово отделение, в което получената водна пара се кондензира. Благодарение на това запечатаната клетка не се счупва, когато е в процес на зареждане (при зареждане на класическа обслужвана батерия е необходимо да се развият капачките на кутиите, тъй като на последния етап въздушните мехурчета могат активно да се развиват и контейнерът може да се разхерметизира ).

По отношение на химичните процеси, протичащи в тези два вида батерии, те са идентични. Просто батериите, произведени с помощта на технологията AGM, се отличават със своя дизайн и стабилност на работа (те не се нуждаят от собственика за доливане на електролит). Всъщност това е същата оловно-киселинна батерия, само че благодарение на подобрения дизайн в нея се елиминират всички недостатъци на класическия течен аналог.

Класическото устройство работи по следния принцип. В момента на консумация на електроенергия плътността на електролита намалява. Между пластините и електролита възниква химическа реакция, в резултат на което се получава електрически ток. Когато потребителите са избрали целия заряд, започва процесът на сулфатиране на оловните плочи. Не може да се обърне, освен ако плътността на електролита не се увеличи. Ако такава батерия бъде заредена, поради ниската плътност водата в контейнера ще се нагрее и просто ще заври, което ще ускори разрушаването на оловните плочи, поради което в напреднали случаи някои добавят киселина.

Що се отнася до модификацията AGM, тя не се страхува от дълбоко разреждане. Причината за това е дизайнът на захранването. Поради плътния контакт на стъклените влакна, импрегнирани с електролит, плочите не претърпяват сулфатиране и течността в кутиите не кипи. Основното нещо в работата на устройството е да се предотврати презареждане, което провокира повишено образуване на газ.

Трябва да заредите такъв източник на захранване, както следва. Обикновено етикетът на устройството съдържа инструкциите на производителя за минимално и максимално напрежение на зареждане. Тъй като такава батерия е много чувствителна към процеса на зареждане, за това трябва да използвате специално зарядно устройство, което е оборудвано с функция за смяна на напрежението. Такива зарядни устройства осигуряват така наречения „плаващ заряд“, тоест порционно снабдяване с електричество. Първо се подава една четвърт от номиналното напрежение (докато температурата трябва да бъде в рамките на 35 градуса).

След като електрониката на зарядното устройство фиксира определено количество заряд (около 2.45 V на клетка), се задейства алгоритъмът за намаляване на напрежението. Това гарантира плавен край на процеса и няма активно отделяне на кислород и водород. Дори и най-малкото прекъсване на този процес може значително да намали производителността на батерията.

Друга AGM батерия изисква специално използване. Така че, можете да съхранявате устройства на абсолютно всяка позиция. Особеността на тези видове батерии е, че те имат ниско ниво на саморазряд. За една година съхранение, капацитетът може да загуби не повече от 20 процента от капацитета си (при условие, че устройството се съхранява в сухо помещение при положителна температура в диапазона от 5 до 15 градуса).

Но в същото време е необходимо периодично да проверявате нивото на зареждане, да следите състоянието на клемите и да го предпазвате от влага и прах (това може да предизвика саморазреждане на устройството). За безопасността на електрозахранването е необходимо да се избягват къси съединения и внезапни скокове на напрежението.

AGM батерийно устройство

Както вече забелязахме, случаят AGM е напълно запечатан, поради което такива елементи принадлежат към категорията модели, които не изискват поддръжка. Вместо пластмасови порести прегради, вътре в корпуса между плочите има порест фибростъкло. Това са разделители или дистанционни елементи. Този материал е неутрален по електропроводимост и взаимодейства с киселини. Порите му са на 95 процента наситени с активно вещество (електролит).

За да се намали вътрешното съпротивление, фибростъклото съдържа и малко количество алуминий. Благодарение на това устройството е в състояние да поддържа бързо зареждане и да освобождава енергия, когато е необходимо.

Подобно на конвенционалната батерия, модификацията AGM също се състои от шест кутии или резервоари с индивидуален набор от плочи. Всяка група е свързана към съответния терминал на батерията (положителен или отрицателен). Всяка банка извежда напрежение от два волта. В зависимост от вида на батерията плочите може да не са успоредни, а навити. При този дизайн батерията ще има цилиндрична форма на кутии. Този тип батерии са изключително издръжливи и устойчиви на вибрации. Друго предимство при такива модификации е, че тяхното разреждане може да доведе до минимум 500 и максимум 900A (при конвенционалните батерии този параметър е в рамките на 200A).

1) Щепсел с предпазни клапани и капак с един отвор; 2) По-плътно и силно тяло и покривало; 3) Блок от плочи; 4) Полублок от отрицателни плочи; 5) Отрицателна плоча; 6) Отрицателна решетка; 7) Фрагмент от погълнатия материал; 8) Положителна плоча със сепаратор от фибростъкло; 9) Положителна решетка; 10) Положителна плоча; 11) Полублок от положителни плочи.

Ако разгледаме класическа батерия, зареждането провокира образуването на въздушни мехурчета на повърхността на плочите. Поради това електролитът е по-малко в контакт с олово и това влошава работата на захранването. В подобрения аналог няма такъв проблем, тъй като стъкленото влакно осигурява постоянен контакт на електролита с плочите. За да се предотврати излишъкът от газ да доведе до намаляване на налягането на устройството (това се случва, когато зареждането не се извършва правилно), в корпуса има клапан, който ги освобождава. За повече информация как правилно да заредите батерията, прочетете отделно.

И така, основните елементи на дизайна на AGM батериите са:

• Херметично затворен калъф (изработен от киселиноустойчива пластмаса, която може да издържа на постоянни вибрации при малки удари);
• Плочи за положителен и отрицателен заряд (те са изработени от чисто олово, което може да съдържа силициеви добавки), които са свързани паралелно с изходните клеми;
• Микропореста фибростъкло;
• Електролит (запълване на 95% от порестия материал);
• Клапани за отстраняване на излишния газ;
• Положителни и отрицателни клеми.

Какво възпира разпространението на AGM

Според някои оценки годишно в света се произвеждат около 110 милиона акумулаторни батерии. Въпреки по-голямата им ефективност в сравнение с класическите оловни аналози, те заемат само малък дял от пазарните продажби. Причините за това са няколко.

1. Не всяка компания за производство на батерии произвежда захранвания, използващи тази технология;
2. Цената на такива батерии е много по-висока от обичайните видове устройства (за три до пет години експлоатация няма да е трудно за шофьора да събере няколко стотин долара за нова течна батерия). Обикновено са два до два и половина пъти по-скъпи;
3. Устройство с идентичен капацитет ще бъде много по-тежко и по-обемно в сравнение с класически аналог и не всеки модел автомобил ви позволява да поставите увеличена батерия под капака;
4. Такива устройства са много взискателни към качеството на зарядното устройство, което също струва много пари. Класическото зареждане може да съсипе такава батерия за броени часове;
5. Не всеки тестер е в състояние да определи състоянието на такава батерия, следователно, за да обслужвате електрически източник, трябва да потърсите специализиран сервиз;
6. За да може генераторът да произведе напрежението, необходимо за адекватно презареждане на акумулатора по време на работа, този механизъм също ще трябва да бъде променен в автомобила (за подробности как работи генераторът, прочетете в друга статия);
7. В допълнение към негативния ефект от силните студове, устройството също не понася добре високите температури. Следователно двигателното отделение трябва да е добре проветриво през лятото.

Тези причини карат шофьорите да се замислят: струва ли си изобщо да купуват толкова сложна батерия, ако можете да си купите две прости модификации за едни и същи пари? Вземайки предвид нуждите на пазара, производителите не рискуват да пуснат голям брой продукти, които просто ще събират прах в складовете.

Основните видове оловни батерии

Тъй като основният пазар за акумулатори е автомобилната индустрия, те са пригодени главно за превозни средства. Основният критерий, по който се избира източник на захранване, е общото натоварване на цялата електрическа система и инструментите на превозното средство (същият параметър се отнася и за избора на генератор). Тъй като съвременните автомобили използват голямо количество бордова електроника, много модели вече не са оборудвани със стандартни батерии.

В някои ситуации течните модели вече не са в състояние да се справят с такъв товар и модификациите AGM могат да се справят доста добре с това, тъй като техният капацитет може да бъде два до три пъти по-голям от капацитета на стандартните аналози. Освен това някои съвременни собственици на автомобили не са готови да отделят време за обслужване на захранващи устройства (въпреки че не се нуждаят от много поддръжка).

Съвременният автомобил може да използва един от двата вида батерии. Първият е опцията за течност, която не изисква поддръжка. Той използва калциеви плочи вместо антимонови плочи. Вторият е аналогът, който вече ни е познат, направен по технологията AGM. Някои шофьори бъркат този тип батерии с гел батерии. Макар да изглеждат сходни на външен вид, те всъщност са различни видове устройства. Прочетете повече за гел батериите тук.

Като подобрен аналог на класическата течна батерия, на пазара има модификации, направени с помощта на EFB технология. Това е същият течен захранващ оловно-киселинен източник, само за да се предотврати сулфатирането на положителните плочи, те са допълнително обвити в порест материал и полиестер. Това удължава експлоатационния живот на стандартна батерия.

Прилагане на AGM батерии

AGM батериите често се използват в автомобили, оборудвани със старт / стоп системи, тъй като имат впечатляващ капацитет в сравнение с класическите течни захранвания. Но автомобилната индустрия не е единствената област, в която се прилагат модификации на AGM.

Различни системи със самостоятелно захранване често са оборудвани с AGM или GEL батерии. Както бе споменато по-рано, такива батерии се използват като източник на електричество за самоходни инвалидни колички и детски електрически превозни средства. Във всеки случай електрическа инсталация с индивидуално непрекъсваемо захранване от шест, 12 или 24 волта може да отнеме енергия от това устройство.

Ключовият параметър, чрез който можете да определите коя батерия да използвате, е сцеплението. Течните модификации не се справят добре с такъв товар. Пример за това е работата на аудио система в автомобил. Течната батерия може безопасно да стартира двигателя няколко пъти и магнетофонът ще го разреди след няколко часа (за това как правилно да свържете магнетофона с усилвател, прочетете отделно), въпреки че консумацията на енергия на тези възли е много различна. Поради тази причина като стартери се използват класически захранващи устройства.

Предимства и технологии на батерията AGM

Както вече споменахме, разликата между AGM и класическите батерии е само в дизайна. Нека разгледаме какви са предимствата на подобрената модификация.

1. Не се страхува от дълбоки изхвърляния. Всяка батерия не понася силно разреждане и за някои модификации този фактор е просто разрушителен. В случай на стандартни захранвания, техният капацитет е критично засегнат от честото разреждане под 50 процента. Невъзможно е батерията да се съхранява в това състояние. Що се отнася до типовете AGM, те толерират около 20 процента повече загуба на енергия без сериозна вреда в сравнение с класическите батерии. Тоест, многократното разреждане до 30 процента няма да повлияе на производителността на батерията.
2. Не се страхува от силни склонове. Поради факта, че корпусът на батерията е запечатан, електролитът не се излива от контейнера, когато се обърне. Погълнатият материал предотвратява свободното движение на работното вещество под въздействието на гравитацията. Батерията обаче не трябва да се съхранява или да работи с главата надолу. Причината за това е, че в това положение естественото отстраняване на излишния газ през клапана няма да бъде възможно. Клапите за изхвърляне ще бъдат отдолу, а самият въздух (неговото образуване е възможно, ако процесът на зареждане е нарушен - презареждане или използване на устройство, което издава неправилно номинално напрежение) ще се движи нагоре.
3. Не се нуждае от поддръжка. Ако батерията се използва в автомобил, тогава процесът на попълване на електролитния обем не е трудоемък и не е вреден. Когато капаците на кутиите се развият, парите на сярна киселина излизат от контейнера в малко количество. Поради тази причина обслужването на класически батерии (включително зареждането им, тъй като в този момент банките трябва да са отворени) трябва да бъде в добре проветриво помещение. Ако батерията работи в жилищна среда, тогава такова устройство трябва да бъде извадено от помещенията за поддръжка. Има електрически инсталации, които използват пакет от голям брой батерии. В този случай тяхната експлоатация и поддръжка в затворено помещение са опасни за човешкото здраве, поради което в такива случаи се използват батерии, произведени по технологията AGM. Електролитът се изпарява в тях само ако е нарушена процедурата за зареждане и не е необходимо да се обслужват през целия работен живот.
4. Не подлежи на сулфатиране и корозия. Тъй като електролитът не кипи или не се изпарява по време на работа и правилно зареждане, плочите на устройството са в постоянен контакт с работното вещество. Поради това процесът на разрушаване не се случва в такива източници на енергия. Изключение е същото неправилно зареждане, по време на което се нарушава рекомбинацията на отделените газове и изпаряването на електролита.
5. Не се страхува от вибрации. Независимо от положението на корпуса на акумулатора, електролитът е в непрекъснат контакт с плочите, тъй като фибростъклото е плътно притиснато към повърхността им. Поради това нито малките вибрации, нито треперенето провокират нарушаване на контакта на тези елементи. Поради тази причина тези батерии могат безопасно да се използват в превозни средства, които често се движат по неравен терен.
6. По-стабилен при високи и ниски температури на околната среда. В устройството на батерията AGM няма свободна вода, която би могла да замръзне (по време на процеса на кристализация течността се разширява, което често е причината за разхерметизирането на корпусите) или да се изпари по време на работа. Поради тази причина подобреният тип захранвания остава стабилен при студове от -70 градуса и топлина от +40 градуса по Целзий. Вярно е, че при студено време разрядът се случва толкова бързо, колкото при класическите батерии.
7. Те се зареждат по-бързо и доставят по-висок ток за по-кратък период от време. Вторият параметър е много важен за студен старт на двигателя с вътрешно горене. По време на работа и зареждане такива устройства не се нагряват много. За илюстрация: при зареждане на конвенционална батерия около 20 процента от енергията се преобразува в топлина, докато при версиите AGM този параметър е в рамките на 4%.

Недостатъци на батериите с технология AGM

Въпреки такъв брой предимства, батериите от тип AGM имат и значителни недостатъци, поради което устройствата все още не са получили широко приложение. Този списък включва такива фактори:

1. Въпреки че някои производители са създали масово производство на такива продукти, тяхната цена все още е два пъти по-висока от класическия аналог. Към момента технологията все още не е получила правилните подобрения, които биха намалили производствените разходи, без да се жертва нейната производителност.
2. Наличието на допълнителни материали между плочите прави дизайна по-голям и в същото време по-тежък в сравнение с течни батерии със същия капацитет.
3. За правилното зареждане на устройството се нуждаете от специално зарядно устройство, което също струва прилични пари.
4. Процесът на зареждане трябва да се наблюдава, за да се предотврати презареждане или неправилно подаване на напрежение. Също така устройството се страхува много от късо съединение.

Както можете да видите, AGM батериите нямат толкова много негативни аспекти, но това са значителни причини, поради които шофьорите не смеят да ги използват в своите превозни средства. Въпреки че в някои области те са просто незаменими. Пример за това са големи електрически блокове с индивидуално непрекъсваемо захранване, станции за съхранение, захранвани от слънчеви панели и т.н.

В края на ревюто предлагаме кратко видео сравнение на три модификации на батерията:

ЗА # 26: EFB, GEL, AGM плюсове и минуси на автомобилните акумулатори!

Въпроси и отговори:

Каква е разликата между AGM и обикновена батерия? AGM е още по-тежък от конвенционална киселинна батерия. Той е чувствителен към презареждане, трябва да го заредите със специален заряд. AGM батериите не изискват поддръжка.

Защо имате нужда от AGM батерия? Това захранване не изисква поддръжка, поради което е по-удобно за използване на чужди автомобили. Дизайнът на корпуса на батерията позволява да се монтира вертикално (запечатан корпус).

Какво означава етикетът AGM на акумулатора? Това е съкращение на съвременната технология за захранване с оловна киселина (Absorber Glass Mat). Батерията е от същия клас като гел аналога.