Agm это кислотный аккумулятор

AGM аккумулятор – устройство, зарядка, плюсы и минусы

Обычные свинцово-кислотные аккумуляторы и набирающие популярность аккумуляторы типа AGM имеют совершенно разную конструкцию, отличающуюся характеристиками. Не вдаваясь в химические подробности, наиболее очевидная разница заключается в отсутствии жидкого электролита в батареях AGM (Absorbent Glass Mat). Точнее, электролитом пропитан пористый наполнитель из стекловолокна.

В свинцово-кислотных АКБ свинцовые электроды погружаются в водный раствор серной кислоты, которая может вылиться при переворачивании или падении батареи. Аналогичную конструкцию имеют аккумуляторы типа VRLA (Valve Regulated Lead Acid, т.е. клапанно-регулируемые). Они тоже являются «мокрыми», но оснащены клапанами, предотвращающими разлив электролита. Клапаны открываются только при наличии давления внутри корпуса, угрожающего его целостности.

Плюсы и минусы

Растущая популярность батарей AGM объясняется гораздо большей эффективностью, чем свинцово-кислотных аккумуляторов. Батарея АГМ имеет меньшее внутреннее сопротивление, заряжается в 5 раз быстрее и способна лучше переносить нагрузки. Эффективность AGM не 70%, как в случае со свинцово-кислотными АКБ, а все 95%. Не менее важно и то, что в случае переворачивания батареи или ее повреждения в ДТП отсутствует риск пролития агрессивного электролита.

Правда, есть один серьезный недостаток – более высокая стоимость. Но автопроизводители готовы мириться с этим, тем более что АГМ аккумулятор весит немного меньше, чем обычный.

К сожалению, АКБ типа АГМ, как и литий-ионные элементы, чувствительна к условиям эксплуатации, включая рабочую температуру и зарядку. Несоблюдение правил может привести к выходу из строя батареи или даже к «взрыву».

Как определить аккумулятор AGM?

Если аккумулятор в автомобиле размещен в подполье багажника, то вероятно это и есть AGM. Почему там? Потому что в багажнике прохладнее. Батарея АГМ чувствительна к высоким температурам. Поэтому для установки в моторном отсеке потребуется дополнительная перегородка. Проще АКБ разместить вдали от источника тепла – в багажнике или под задним диваном.

Например, БМВ в своих машинах размещают аккумулятор в багажнике. Но как убедиться, что это именно AGM? Все просто. Любой такой АКБ имеет маркировку (надпись AGM). Впрочем, в том же BMW эта надпись может легко оказаться под фиксирующей планкой.

Особенности зарядки

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

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

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

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

Как зарядить аккумулятор AGM

В случае с обычными батареями напряжение заряда растет постепенно, и большинство зарядных устройств через некоторое время отключается или переходит в режим поддержания заряда. Если этого не случится, то аккумулятор стерпит перезаряд в течение длительного времени. Может быть, потом придется добавить немного воды.

Если заряжать обычную свинцово-кислотную батарею с помощью зарядного устройства с функцией AGM, то тоже ничего страшного не произойдет. Возможно, она не зарядится полностью.

Если же заряжать батарею АГМ с помощью зарядного устройства для обычных АКБ и не отключить зарядку вовремя, то аккумулятор перезарядится и сломается, особенно в теплом помещении.

Режим эффективной зарядки AGM состоит из нескольких этапов. Сначала зарядка осуществляется под высоким напряжением (около 14,4 В) при контролируемом токе, а затем снижается до безопасного значения. Таким образом, для зарядки АКБ АГМ необходимо специальное зарядное устройство с функцией AGM.

Заключение

Исходя из сказанного выше, заменить один аккумулятор другим не получится. Свинцово-кислотный на месте АГМ быстро исчерпает свой ресурс, а AGM на месте обычной АКБ будет работать в нерасчетных условиях, что отрицательно скажется на сроке службы батареи.

Источник

Особенности, конструкция и применение AGM аккумуляторов

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.

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.

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.

Принцип работы и особенности

Среди аккумуляторов VRLA можно выделить три типа.

• Герметичные VR-батареи с жидким электролитом.
• Absorbed Glass Mat.
• Гелевый аккумулятор.

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.

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.

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.

Конструкция

Аккумуляторные батареи VRLA, одной из разновидностей которых являются AGM, могут иметь конструкцию двух видов:

• с плоскими электродами;
• с электродами в форме спирали (рулон).

• 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.

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.

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.

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 – 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.

• телекоммуникационное оборудование;
• блоки управления производственным оборудованием;
• различное автономное оборудование, где раньше использовались другие типы АКБ.

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.

Источник