Agm absorbent glass mat аккумулятор

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.

Источник

AGM аккумуляторы: что это такое

Появлению AGM-аккумуляторов на автомобильном рынке предшествовала их многолетняя апробация на военной технике. Родиной технологии AGM (англ. absorbent glass mat – абсорбирующая прокладка из стекловолокна) является США середины 70-х годов ХХ ст. Известно, что с 1985 г. АКБ данного типа устанавливаются на военные самолеты для обслуживания сигнализаций и систем телекоммуникации. Сравнительно новыми нишами внедрения аккумуляторов Absorbent Glass Mat стали автомобильная промышленность и производство спецтехники. Вникнем детальнее, что такое AGM-аккумуляторы? Насколько они отличаются от обычных? В чем их преимущества? И как их правильно обслуживать?

Как устроены AGM аккумуляторы и для чего они нужны

AGM аккумулятор от BOSCHю

Более 40 лет назад разработчики компании Gates Rubber Company предложили новый образец свинцово-кислотного аккумулятора, в котором вместо жидкого электролита использовался абсорбированный. В классических моделях АКБ корпус поделен на отсеки пластинами из микропористого пластика, называемые сепараторами. В каждом заполненном кислотным раствором отсеке располагается положительно и отрицательно заряженные свинцовые пластины, между которыми течет ток.

В аккумуляторах типа AGM свободный электролит полностью отсутствует, а находится внутри расположенных между пластинами прокладок или матов-сепараторов, изготовленных из очень тонкого стекловолокна и волокон бумаги. Структура материала обеспечивает высокую пористость, за счет чего электролит «замыкается» внутри.

Количество электролита рассчитывается так, чтобы он заполнял наиболее мелкие структурные ячейки, тогда как крупные остаются свободными, что создает условия для нормальной циркуляции освобожденных газов. Выделяющийся в процессе работы АКБ водород и кислород не улетучиваются, а остаются на месте до тех пор, пока снова не преобразуются в воду. Зазоров между свинцовыми пластинами и пористыми прокладками нет.

На сегодняшний день наиболее ярко выраженной нишей использования аккумуляторов AGM являются автомобили, оснащенные режимом «старт-стоп». Вот почему на таких АКБ не редко встречается надпись «Start Stop». Очень уместно устанавливать подобные аккумуляторы на авто с высокими показателями энергопотребления, например, машины скорой помощи и МЧС.

Когда на автомобиле уже используется AGM-батарея, заменять её лучше на аналогичную, поскольку, с точки зрения экономии, это более оправданно.

Читайте также: Прямая и обратная полярность аккумулятора — что это такое.

Чем отличаются AGM аккумуляторы от обычных

• Регулярное обслуживание AGM-образцов не требуется, так как нет необходимости пополнять в закрытом корпусе электролит и воду, что выступает важным фактором окупаемости.
• Не так чувствительны к изменению температур и не теряют работоспособности при температурах от -30 до +70℃ так как вода в свободном состоянии не присутствует.
• Качество используемого в батареях свинца очень высокое, благодаря чему накопление и отдача заряда происходит в 2-3 быстрее, нежели в обычных АКБ.
• Очень плотная компоновка пластин и стекловолоконных матов разрешает использовать большее количество свинцовых элементов без увеличения объема батареи.
• «Связанное» состояние жидкой среды открывает возможность использовать аккумуляторы Absorbent Glass Mat в разных положениях, исключая переворачивание верхом вниз, что небезопасно из-за того, что клапаны расположены сверху.
• «Связанный» электролит в привычном понимании не испаряется и не поступает наружу, поэтому ничего не мешает устанавливать AGM-батареи внутри помещений и запитывать от них другие устройства. Так исключается вероятность взрыва, а отсутствие утечек к тому же служит фактором защиты клем от коррозии.
• Лишь разряженная батарея в случае понижения температуры ниже -30℃ подвержена электролитной кристаллизации, что заметно сокращает срок эксплуатации изделия.
• Уверенная работа в условиях высокой вибрации.

К недостаткам Absorbent Glass Mat относят сравнительно высокую стоимость, на треть больший в сравнении с классическими АКБ вес и чувствительность зарядному напряжению свыше рекомендуемых значений. Также отмечается нежелательность хранения разряженной батареи, что сказывает отрицательно, особенно когда напряжение падает ниже 1,8 В.

Читайте также: Какой аккумулятор лучше обслуживаемый или необслуживаемый .

Как заряжать AGM аккумулятор

Глубокий заряд ощутимо сокращает срок службы стандартного жидкостного аккумулятора, однако для AGM-батарей это не столь критично. Обычно изготовители рекомендуют два режима зарядки: многоступенчатый и одноступенчатый. В первом случае наиболее эффективной считается трехступенчатая зарядка, о которой, как правило, производитель умалчивает, что возможно связано со сложностями стандартизации процесса из-за изменения длительности этапов в случае изменяющейся емкости.

Общая схема трехступенчатой зарядки, считающаяся наиболее оптимальной, выглядит так:

• основной заряд – напряжение 14,2 — 14,8 В, сила тока 10-30% от емкости АКБ;
• накопление – напряжение 14,2 — 14,8 В, ток не более 10% от емкости;
• плавающий заряд (хранение) – 13,2 — 13,8 В, с амперажем 5-10% от емкости.

Другой, двухступенчатый вариант, предполагает следующий алгоритм:

• основной заряд – напряжение 14.2 – 14.8 В, сила тока от 10 до 30% от емкости;
• хранение – напряжение 13,2 – 13,8 В, ампераж от 10-30% от емкости.

Одноступенчатую зарядку не следует использовать как основную, а лишь для быстрой подзарядки. Она подразумевает напряжение 13,2 — 13,8 В с зарядным током 10-30% от емкости.

Анализ рекомендаций указывает на то, что мнение о нежелательности выполнять зарядку устройством стандартного образа, является ошибочным. Стоит учесть, что для зарядки Absorbent Glass Mat потребуется устройство с индикацией напряжения и тока, а отслеживание этих параметров разрешит не допустить интенсивного газообразования.

Существует положительный опыт использования зарядных устройств с интеллектуальным управлением, позволяющих восстанавливать АКБ в наиболее безопасном режиме. Важно наблюдать за температурной динамикой и не допускать превышения порога в 45℃, иначе эксплуатационный ресурс энергоисточника будет сокращаться.

Источник