Для чего аккумуляторы гелевые автомобильные

Что такое гелевый аккумулятор и какие у него плюсы и минусы?

Технологии в производстве аккумуляторных батарей постоянно развиваются. Они становятся все более мощными и надежными. Применение GEL-технологии позволило создать гелевый АКБ, который по многим параметрам превосходит обычные свинцово-кислотные с жидким электролитом внутри. На автомобилях подобные устройства применяются уже достаточно давно и многие автолюбители высоко оценили их эффективность.

История развития

Обратимся немного к истории создания GEL-аккумуляторов. Как и многие другие современные передовые технологии гелевые батареи пришли в автомобилестроение из военной промышленности, а точнее, из авиации. Дело в том, что АКБ с жидким электролитом невозможно применять на самолетах, так как при совершении различных маневров электролит может просто вытечь. Также батареи должны выдерживать частые перепады температуры. Выходом стали АКБ с электролитом в гелевом состоянии. Только не нужно путать понятия «гелевый» и «гелиевый», так как последний подразумевает применение газа гелия, а не вязкую субстанцию.

Гелевый АКБ

Начало создания гелевых АКБ относится к послевоенным годам в Германии. Сын аптекаря Яков Зонненшайн подрабатывал фотографом. Для вспышки ему приходилось таскать тяжелый аккумулятор с жидким электролитом, который постоянно расплескивался и портил одежду. Ему пришла идея загустить жидкость, добавив силикагель и формалин. Формалин выступал в роли стабилизатора, а силикагель – загустителя. Затем появилась фирма «Зонненшайн», которая долгое время была монополистом и единственным производителем батарей данного типа.

Устройство гелевых аккумуляторов

Принцип работы гелевых АКБ ничем не отличается от обычных свинцово-кислотных батарей, но они превосходят их по многим параметрам. Хотя у них есть свои особенные условия эксплуатации. Гелевый аккумулятор имеет большую емкость, долговечность и способен отдавать большой пусковой ток при запуске двигателя.

В них также применяются свинцовые пластины и электролит, которые вступают друг с другом в реакцию. Только электролит находится не в жидком состоянии, а в виде геля. Для этого добавляется специальный силиконовый состав.

Гелевый аккумулятор имеет герметичный корпус, то есть является необслуживаемым. Корпус состоит из шести отсеков или банок. Для пластин применяется только свинец высокой очистки. Сам электролит в виде геля выполняет функцию сепаратора или диэлектрика, который разделяет плюсовые и минусовые пластины. Положительные и отрицательные пластины располагаются параллельно. В процессе эксплуатации он затвердевает, исключая осыпание свинцовых пластин. Этим также объясняется устойчивость к полному разряду. Все шесть банок сверху соединяются перемычками.

Таким образом, составными элементами гелевых АКБ являются:

• высокопрочный и герметичный пластиковый корпус;
• отрицательные и положительные электроды внутри;
• электролит;
• клапаны для отвода газов;
• клеммы.

Работа гелевых аккумуляторов

Благодаря низкому внутреннему сопротивлению гелевые АКБ способны быстро заряжаться и также отдавать большой пусковой ток. Пластины из свинца высокой очистки плотно обволакиваются густым электролитом. Это не дает осыпаться активной массе и препятствует образованию соединений сульфата свинца, как это происходит в обычных свинцово-кислотных батареях.

В процессе работы аккумулятора происходит химическая реакция между пластинами и электролитом, в результате которой вырабатывается необходимый электрический ток. Когда аккумулятор стоит без дела, то происходит процесс сульфатации (образования сульфата свинца), но в гелевых аккумуляторах он происходит очень медленно. За год теряется около 20% заряда. При правильной эксплуатации гелевый аккумулятор исправно прослужит до десяти лет.

Особенности эксплуатации гелевых АКБ

Хотя электролит и находится в состоянии геля внутри батареи, он также может кипеть и выделять газы. Для этого и предназначены клапаны, которые при необходимости сбрасывают давление. Кипение электролита может произойти из-за высокой нагрузки на АКБ (например, большой ток от генератора автомобиля). Если защитного клапана нет, то батарея может просто вздуться и разрушится. Нужно регулярно следить за уровнем и режимом заряда батареи.

Также гелевые аккумуляторы очень чувствительны к режиму заряда. Повышенное напряжение и сила тока при заряде устройства и при эксплуатации может вывести его из строя. Именно поэтому для гелевых АКБ нужны специальные зарядные устройства, которые настраиваются на определенную силу тока.

Гелевые АКБ хорошо показывают себя при низкой температуре в холодное время года. Устройство стабильно держит заряд и не разряжается, как это часто происходит с жидкими свинцово-кислотными батареями. Но снижается способность давать большой пусковой ток для старта. Электролит просто может затвердеть при очень сильном морозе от -30°C и ниже. Также гелевые АКБ бояться перегрева от внешних источников тепла, например, от мотора.

Гелевые АКБ выдерживают больше сеансов заряда-разряда. Это делает такие устройства уникальными по характеристикам. Даже при большой потере заряда батарея восстанавливается и работает дальше, поэтому срок ее эксплуатации в два раза больше. Гелевый аккумулятор прекрасно держит заряд. Может храниться до трех лет без подзарядки практически в любом положении кроме перевернутого.

Также GEL-устройства чувствительны к короткому замыканию в цепи. Даже небольшой перепад может вывести аккумулятор из строя.

Срок службы устройства около 10 лет, но на него напрямую влияют условия эксплуатации. Постоянные слишком высокие или низкие температуры, недозаряд или перезаряд устройства уменьшают его.

Отличие гелевых от AGM аккумуляторов

Отдельно стоит сказать про различия между GEL и AGM аккумуляторов. Очень часто их путают между собой, хотя они имеют различия в конструкции и в характеристиках. AGM в сокращении означает Absorption Glass Matt (абсорбированные стекловолоконные пластины или элементы).

И в гелевых, и в AGM электролит находится в твердом состоянии, но в последних применяются в качестве сепараторов стекловолокно, которое пропитано электролитом. Стекловолокно также исключает замыкание между пластинами и их осыпание. В стекловолокно добавляется алюминий, чтобы уменьшить внутреннее сопротивление. Также пластины и стекловолоконные сепараторы могут быть скручены в спираль, что повышает виброустойчивость и эффективность.

Особенности зарядки

Ввиду высокой чувствительности к перепадам напряжения, для зарядки гелевых АКБ используются специальные устройства. У них есть возможность регулировки напряжения и силы тока. Чтобы не допустить перезаряд, эти приборы имеют функцию выключения при полном заряде батареи. Есть защита от перегрева, учет окружающей температуры, стабильное напряжение. Зарядные устройства для GEL-аккумуляторов могут иметь все эти функции или ограничиваться некоторыми из них.

Зарядное устройство для гелевого АКБ OPTIMA

Для зарядки нужно выставлять силу тока, которая будет равна 10% от емкости батареи. Например, при емкости 60 А/ч необходимо выставить ток 6 ампер. Значение емкости конкретного аккумулятора можно посмотреть на корпусе. Обычно там же указывается и другая важная информация. Длительность зарядки составляет около 10-12 часов. Для быстрой зарядки можно увеличить ток на 30% от емкости, но это не рекомендуется. Напряжение не должно превышать показатель 14,4 В. Если будет больше, то внутри начнется процесс разрушения. Гель просто станет таять и стечет вниз от пластин, что снизит работоспособность.

Преимущества и недостатки

Гелевые АКБ имеют немало плюсов, среди них:

• длительный срок эксплуатации (около 10 лет);
• больше циклов разряд/заряд и порядка 400 полных разрядов;
• хранение АКБ без большой потери емкости до 3 лет;
• высокая эффективность;
• безопасность, т.к. электролит не вытекает;
• прочный и герметичный корпус, возможность эксплуатации в разных положениях.

Но есть и свои некоторые недостатки:

• нужно контролировать напряжение и силу тока при зарядке, не допускать замыкания в цепи;
• электролит чувствителен к сильным морозам;
• высокая цена в сравнении с обычными свинцово-кислотными батареями, в три-четыре раза дороже обычных.

Гелевые аккумуляторы прекрасно показали себя в работе. Это отметили многие водители. Но есть и свои недостатки в виде высокой цены и капризов в эксплуатации. Если эти недостатки будут устранены, получится идеальный аккумулятор. Но и сейчас при правильном уходе и обслуживании они будут эффективно работать на протяжении многих лет.

Источник

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов для авто

В последнее время среди автомобилистов часто идут разговоры о том, что же представляют из себя гелевые автомобильные аккумуляторы, насколько целесообразно их приобретать и правда ли то, что они служат гораздо дольше, чем известные свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом в составе. Некоторым людям до сих пор трудно себе представить, что такое ноу-хау, как гелевые аккумуляторы для авто, уже давно применяется повсеместно.

Сфера применения гелевых аккумуляторов: немного из их истории

Изначально батареи с химическим составом в виде геля применялись исключительно в авиационной промышленности — с целью питания бортовой системы самолетов в условиях постоянных наклонов, виражей и крутых поворотов во время полетов. В авиации были необходимы АКБ, стойко выдерживающие разные спектры температур — от высоких до очень низких. К тому же, при повышенной опасности именно густой электролит в виде геля, получаемый с помощью применения оксида кремния, является наиболее оптимальной формой для источников электропитания.

Когда технология производства этих аккумуляторов обрела массовый характер, сфера их применения значительно расширилась. Их стали использовать в качестве источников питания для водного транспорта различного назначения. Начиная от моторных лодок и заканчивая более крупными судами. Особенно удобны они при использовании для мотоциклов и скутеров по причине их повышенной безопасности, а гелевый источник питания для автомобиля уже не вызывает особого удивления.

Чем хороши гелевые аккумуляторы

Как уже было сказано, основное их преимущество в том, что их внутренний состав имеет форму геля . Если сравнивать степень безопасности такого аккумулятора с жидкими свинцово-кислотными аналогами, разумеется, гелевая АКБ выигрывает в этом плане во всех направлениях. Он не боится резких поворотов и вынужденной смены положения, что расширяет сферу его применения до универсальных величин.

Кроме безопасности, есть еще несколько явных «плюсов» этих АКБ, о которых хотелось бы упомянуть дополнительно:

• Гель предотвращает преждевременное разрушение свинцовых пластин аккумуляторов — благодаря этому батарея служит долго.
• Сами свинцовые пластины гелевых АКБпроизводятся из высококачественного очищенного свинца , без ненужных примесей. Это также предотвращает преждевременную сульфатацию . Благодаря низкому сопротивлению, зарядка таких батарей происходит быстрее .
• Пусковые токи у таких батарей гораздо сильнее , чем у жидких «кислотников» — как правило, раза в полтора, а то и в два. Это является очень большим преимуществом в условиях суровой зимы, когда аккумулятору нужно тратить гораздо больше энергии для запуска двигателя внутреннего сгорания.
• Гель, заливаемый между пластинами, выполняет диэлектрическую функцию . Он предотвращает соприкосновение их друг с другом и, таким образом, обеспечивает предотвращение коротких замыканий .
• Гелевые батареи не нуждаются в доливании электролита , измерении его плотности и дистиллированной воде, в отличие от жидких аккумуляторов. Они часто являются полностью необслуживаемыми (хотя есть сведения о том, что в продаже уже имеются и частично обслуживаемые их варианты).
• Их корпус настолько герметичен и прочен, что при необходимости АКБ можно ставить набок и даже переворачивать вверх дном . Но сами фирмы-изготовители, конечно, не приветствуют такого обращения с ними.
• Срок их службы , по информации изготовителей, гораздо больше, чем у жидких свинцово-кислотных батарей. Он составляет от шести до десяти лет при условии правильной эксплуатации.
• Если такой аккумулятор по каким-либо причинам долго не используется, он гораздо дольше сохраняет оптимальные показатели своей емкости и больше устойчив к такому явлению, как саморазряд .

Какие «минусы» имеют гелевые аккумуляторы

Несмотря на такое большое количество преимуществ, стоит отдельно поговорить о некоторых особенностях и специфике гелевых батарей.

Это важно знать перед возможным приобретением, чтобы позже не разочароваться в покупке:

• Первое, что может удержать автомобилиста от такого приобретения — это очень высокая цена , которая держится на рынке и по сей день. Известно, что любая батарея (и неважно, «Варта» это, или же изделие какой-либо другой фирмы) стоит, в среднем, 15 000 рублей и выше.
• Гелевые аккумуляторы , в отличие от самых дешевых, но неприхотливых жидких «кислотников», очень капризны и привередливы к показателям напряжения и тока во время зарядки . За этим необходимо следить очень пристально. В самом автомобиле придется установить дополнительный реле-регулятор напряжения. Дело в том, что машины «старой закалки» не приспособлены к таким технологиям, как гелевый источник электропитания. И «местный» реле-регулятор может подвести автомобиль в любое время. Если напряжение местной бортовой сети автомобиля не регулируется четко и постоянно, батарея быстро потеряет емкость и может выйти из строя в считанные месяцы.
• Если по каким-либо причинам этот аккумулятор вышел из строя, восстановить его возможно, но далеко не всегда . В любом случае, он уже потеряет большую часть своей производительности, а восстановление, каким бы успешным оно ни было, долгой работы ему обеспечить не сможет. Поэтому, если вы все же решитесь приобрести именно гелевый аккумулятор, придется позаботиться о покупке нового реле-регулятора. А также о более современном зарядном устройстве, с помощью которого четко можно контролировать весь процесс зарядки АКБ.

Безусловно, такие особенности гелевых аккумуляторов трудно назвать очевидными «минусами». Однако именно они могут удержать водителя от столь недешевого приобретения. В любом случае, перед покупкой стоит взвесить все «за» и «против», и только потом уже идти в автомагазин.

Как заряжать

Выходное напряжение у большинства гелевых аккумуляторов такое же, как и у более дешевых «кислотников» — 12 вольт. Емкость, как обычно, проставлена на корпусе батареи. На вопрос о том, как заряжать гелевый аккумулятор, можно ответить так: зарядка проводится так же, как и зарядка любой другой батареи, в соответствии с показателями ее емкости и выходного напряжения. Но во время зарядки следует более пристально следить за всеми показателями.

Внутренне строение гелевой АКБ, кроме формы наполнителя, мало чем отличается от обычных батарей. Внутри находятся такие же (но только более качественные) свинцовые пластины и шесть «банок», закрытых сверху крышками. На корпусе аккумулятора имеется также пара вентиляционных отверстий, через которые выходит водородный газ, образующийся в процессе зарядки.

Приступая к зарядке этого аккумулятора, помните о том, что даже минимальное превышение напряжения больше рекомендуемых показателей может окончательно «посадить» АКБ в считанные минуты. Ток заряда аккумулятора должен составлять не более 10 процентов от указанной на корпусе емкости батареи (если у вас аккумулятор емкостью 60 Ач, ток заряда выставляем 6 ампер).

Что же касается напряжения, оно не должно превышать показателей в 14,4 вольт . На корпусе аккумулятора то напряжение, которое нужно выставлять при зарядке, обозначается английской фразой cycle use.

Кстати: если вы вдруг стали обладателем обслуживаемой (или частично обслуживаемой) гелевой батареи, выкрутите предварительно ее пробки.

Итак, пошаговая инструкция по зарядке:

• Подключите зарядное устройство к аккумулятору, соблюдая полярность .
• Установите на зарядном устройстве ток, составляющий 10 процентам от емкости батареи , обозначенной на ее корпусе.
• Как только аккумулятор начнет заряжаться, U будет повышаться, важно следить, чтобы оно не превышало 14,4 вольт . Если оно повышается, нужно уменьшить силу тока.
• Время полной зарядки гелевого аккумулятора обычно составляет 10-12 часов .

Это стандартная схема зарядки, которая подходит к любому типу аккумуляторов. Однако некоторые автомобилисты советуют уменьшить ток заряда еще в два раза и в таком режиме заряжать гелевую АКБ дольше, около 24 часов. Если есть время и возможность зарядить батарею именно в таком режиме, срок ее службы можно увеличить.

Безусловно, требования к зарядному устройству в случае приобретения такой батареи сильно повышаются. Рекомендуется приобрести зарядник с автоматической регулировкой показателей тока и напряжения. Зарядник должен быть, как минимум, с возможностью регулировать ток, а лучше, если у него будет возможность ведения зарядки поэтапно — режим, специально разработанный для зарядки гелевых АКБ.

Как видите, гелевые аккумуляторы для авто являются, безусловно, ценным и оправдывающим себя приобретением. Однако они требуют дополнительных финансовых вложений, которые будут касаться и вашего автомобиля (если вы будете приобретать дополнительный реле-регулятор), и зарядного устройства более совершенного типа. Поэтому нужно исходить прежде всего из своих финансовых возможностей и желания привыкнуть к специфике обращения именно с гелевой аккумуляторной батареей.

Источник