Batéria AGM - technológia, výhody a nevýhody

Na aktiváciu štartéra a naštartovanie motora je potrebný neprerušiteľný zdroj napájania. Batéria sa tiež používa na núdzové osvetlenie, na činnosť palubného systému s vypnutým motorom, ako aj na krátky pohon, keď je generátor mimo prevádzky. Najbežnejším typom batérií používaných v automobiloch je kyselina olovnatá. Majú ale niekoľko úprav. Jedným z nich je AGM. Poďme diskutovať o niektorých modifikáciách týchto batérií, ako aj o ich rozdieloch. Čo je zvláštne na type batérie AGM?

Čo je technológia batérií AGM?

Ak podmienečne rozdelíme batérie, potom sa rozdelia na opravené a bez dozoru. Do prvej kategórie patria batérie, v ktorých sa elektrolyt časom odparuje. Vizuálne sa líšia od druhého typu tým, že majú vrchné viečka pre každú plechovku. Cez tieto otvory sa doplní nedostatok tekutiny. V druhom type batérií nie je možné pridať destilovanú vodu kvôli konštrukčným vlastnostiam a materiálom, ktoré minimalizujú tvorbu vzduchových bublín v nádobe.

Ďalšia klasifikácia batérií sa týka ich charakteristík. Existujú aj dva typy z nich. Prvý je štartér a druhý je trakcia. Štartovacie batérie majú veľký štartovací výkon a používajú sa na štartovanie veľkých spaľovacích motorov. Trakčná batéria sa vyznačuje schopnosťou dlho vydávať napätie. Takáto batéria je inštalovaná v elektrických vozidlách (nejde však o plnohodnotný elektromobil, ale hlavne o detské elektrické autá a invalidné vozíky) a v elektrických inštaláciách, ktoré nepoužívajú vysokovýkonný štartovací prúd. Pokiaľ ide o plnohodnotné elektromobily, ako je Tesla, používa sa v nich aj batéria AGM, ale ako základ pre palubný systém. Elektromotor používa iný typ batérie. Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o tom, ako zvoliť správnu batériu pre vaše auto, prečítajte si v inej recenzii.

Batéria AGM sa líši od svojho klasického náprotivku tým, že jej puzdro nie je možné nijako otvoriť, čo znamená, že patrí do kategórie bezúdržbových úprav. V procese vývoja bezúdržbových typov batérií AGM sa vedcom podarilo dosiahnuť zníženie množstva plynov uvoľňovaných na konci nabíjania. Tento efekt bol možný vďaka skutočnosti, že elektrolyt v štruktúre je v menšom množstve a v lepšom kontakte s povrchom dosiek.

Zvláštnosťou tejto úpravy je, že nádoba nie je naplnená voľným elektrolytom v kvapalnom stave, ktorý je v priamom kontakte s doskami zariadenia. Pozitívna a negatívna doštička sú oddelené ultratenkým izolačným materiálom (sklolaminát a pórovitý papier) impregnovaným aktívnou kyslou látkou.

História výskytu

Názov AGM pochádza z anglického výrazu „absorbent glass mat“, čo je v preklade absorpčný tlmiaci materiál (vyrobený zo sklenených vlákien). Samotná technológia sa objavila v 70. rokoch minulého storočia. Spoločnosť, ktorá si patent na novinku zaregistrovala, je americký výrobca Gates Rubber Co.

Samotný nápad vyšiel od jedného fotografa, ktorý premýšľal o tom, ako znížiť rýchlosť uvoľňovania kyslíka a vodíka z vesmíru v blízkosti platní. Jednou z možností, ktorá ho napadla, bolo zahustenie elektrolytu. Táto charakteristika materiálu by poskytovala lepšiu retenciu elektrolytu po otočení batérie.

Prvé batérie AGM zišli z montážnej linky v roku 1985. Táto úprava sa používala hlavne pre vojenské lietadlá. Tieto napájacie zdroje sa tiež používali v telekomunikačných systémoch a signalizačných zariadeniach s individuálnym napájacím zdrojom.

Spočiatku bola kapacita batérie malá. Tento parameter kolísal v rozmedzí 1 - 30 a / h. Postupom času dostalo zariadenie zvýšenú kapacitu, takže inštalácia dokázala fungovať dlhšie. Okrem automobilov sa tento typ batérií používa na vytvorenie zdrojov nepretržitého napájania a ďalších systémov pracujúcich na autonómnom zdroji energie. Menšia batéria AGM sa môže použiť v počítačovom zdroji UPS.

Princíp činnosti

Klasická olovená batéria vyzerá ako puzdro, rozdelené do niekoľkých sekcií (banky). Každá z nich má dosky (materiál, z ktorého sú vyrobené, je olovený). Sú ponorené do elektrolytu. Hladina kvapaliny musí vždy pokrývať platne, aby sa nezrútili. Samotný elektrolyt je roztok destilovanej vody a kyseliny sírovej (ďalšie informácie o kyselinách používaných v batériách nájdete v časti tu).

Aby sa zabránilo kontaktu dosiek, sú medzi nimi priečky vyrobené z mikroporézneho plastu. Prúd sa generuje medzi platňami s kladným a záporným nábojom. Batérie AMG sa od tejto úpravy líšia tým, že medzi doskami je umiestnený pórovitý materiál impregnovaný elektrolytom. Ale jeho póry nie sú úplne naplnené účinnou látkou. Voľný priestor je druh plynového oddelenia, v ktorom sa kondenzuje výsledná vodná para. Vďaka tomu sa zapečatený článok nerozbije, keď prebieha nabíjanie (pri nabíjaní klasickej servisovanej batérie je potrebné odskrutkovať uzávery plechoviek, pretože v konečnej fáze sa môžu aktívne vyvíjať vzduchové bubliny a nádoba môže byť odtlakovaná) ).

Pokiaľ ide o chemické procesy prebiehajúce v týchto dvoch typoch batérií, sú identické. Ide len o to, že batérie vyrobené pomocou technológie AGM sa vyznačujú svojim dizajnom a stabilitou prevádzky (nepotrebujú od majiteľa dolievať elektrolyt). V skutočnosti ide o rovnakú olovenú batériu, len vďaka vylepšenej konštrukcii sú v nej odstránené všetky nevýhody klasického tekutého analógu.

Klasické zariadenie funguje podľa nasledujúceho princípu. Keď sa spotrebuje elektrina, hustota elektrolytu klesá. Medzi doskami a elektrolytom prebieha chemická reakcia, ktorá vedie k elektrickému prúdu. Keď zákazníci vyberú celú náplň, začne proces sulfatácie olovených dosiek. Nie je možné to zvrátiť, pokiaľ sa nezvýši hustota elektrolytu. Ak sa takáto batéria nabije, potom sa v dôsledku nízkej hustoty voda v nádobe zahreje a jednoducho vyvarí, čo urýchli zničenie olovených dosiek, preto v pokročilých prípadoch niektoré pridávajú kyselinu.

Pokiaľ ide o úpravu AGM, nebojí sa hlbokého vybitia. Dôvod je v konštrukcii napájacieho zdroja. Vďaka tesnému kontaktu sklenených vlákien impregnovaných elektrolytom nedochádza k sulfatácii dosiek a kvapalina v plechovkách nevarí. Hlavnou vecou pri prevádzke zariadenia je zabrániť prebíjaniu, ktoré vyvoláva zvýšenú tvorbu plynu.

Takýto zdroj energie musíte nabiť nasledovne. Štítok zariadenia zvyčajne obsahuje pokyny výrobcu týkajúce sa minimálneho a maximálneho nabíjacieho napätia. Pretože takáto batéria je veľmi citlivá na proces nabíjania, mali by ste na to použiť špeciálnu nabíjačku, ktorá je vybavená funkciou zmeny napätia. Takéto nabíjačky poskytujú takzvaný „plávajúci náboj“, to znamená čiastočnú dodávku elektriny. Najprv sa dodáva štvrtina menovitého napätia (zatiaľ čo teplota by mala byť do 35 stupňov).

Keď elektronika nabíjačky ustáli určité množstvo náboja (asi 2.45 V na článok), spustí sa algoritmus znižovania napätia. To zaisťuje hladký koniec procesu a nedochádza k aktívnemu vývoju kyslíka a vodíka. Aj najmenšie narušenie tohto procesu môže výrazne znížiť výkon batérie.

Ďalšia batéria AGM vyžaduje špeciálne použitie. Môžete teda ukladať zariadenia úplne v akejkoľvek polohe. Zvláštnosťou týchto typov batérií je, že majú nízku rýchlosť samovybíjania. Počas jedného roka skladovania môže kapacita stratiť najviac 20 percent svojej kapacity (za predpokladu, že bolo zariadenie skladované v suchej miestnosti pri pozitívnej teplote v rozmedzí od 5 do 15 stupňov).

Zároveň je však potrebné pravidelne kontrolovať úroveň nabíjania, monitorovať stav svoriek a chrániť ich pred vlhkosťou a prachom (môže to spôsobiť samovybíjanie zariadenia). Z dôvodu bezpečnosti napájania je potrebné zabrániť skratom a náhlym prepätiam napätia.

Batériové zariadenie AGM

Ako sme si už všimli, skrinka AGM je úplne zapečatená, preto sú takéto prvky klasifikované ako bezúdržbové modely. Namiesto plastových poréznych priečok je vo vnútri tela medzi doskami porézne sklolaminát. Jedná sa o oddeľovače alebo rozpery. Tento materiál má neutrálnu elektrickú vodivosť a interaguje s kyselinami. Jeho póry sú z 95 percent nasýtené účinnou látkou (elektrolyt).

Sklolaminát obsahuje aj malé množstvo hliníka na zníženie vnútorného odporu. Vďaka tomu je zariadenie schopné udržiavať rýchle nabíjanie a v prípade potreby uvoľňovať energiu.

Rovnako ako konvenčná batéria, aj úprava AGM pozostáva zo šiestich plechoviek alebo nádrží s individuálnou sadou platní. Každá skupina je pripojená k príslušnej svorke batérie (kladnej alebo zápornej). Každá banka má na výstupe napätie dva volty. V závislosti od typu batérie nemusia byť platne rovnobežné, ale zrolované. V tomto prevedení bude mať batéria valcovitý tvar plechoviek. Tento typ batérie je vysoko odolný a odolný voči vibráciám. Ďalšou výhodou takýchto úprav je, že ich vybitie môže vyprodukovať minimálne 500 a maximálne 900A (u bežných batérií je tento parameter v rozmedzí 200A).

1) Zátka s poistnými ventilmi a kryt s jedným odvzdušnením; 2) Silnejšie a silnejšie telo a obal; 3) Blok dosiek; 4) Poloblok negatívnych doštičiek; 5) negatívna doštička; 6) Negatívna mriežka; 7) Fragment absorbovaného materiálu; 8) Pozitívna doska s oddeľovačom sklenených vlákien; 9) Pozitívna mriežka; 10) Pozitívna platňa; 11) Poloblok pozitívnych platní.

Ak uvažujeme o klasickej batérii, potom nabíjanie vyvoláva tvorbu vzduchových bublín na povrchu platní. Z tohto dôvodu je elektrolyt menej v kontakte s olovom, čo zhoršuje výkon napájacieho zdroja. Vo vylepšenom analógu nie je taký problém, pretože sklenené vlákno zaisťuje stály kontakt elektrolytu s doskami. Aby prebytočný plyn nespôsobil odtlakovanie prístroja (k tomu dochádza, keď nabíjanie neprebieha správne), je v tele ventil na ich uvoľnenie. Ďalšie informácie o tom, ako správne nabiť batériu, nájdete v časti oddelene.

Hlavné konštrukčné prvky batérií AGM sú:

• Hermeticky uzavreté puzdro (vyrobené z plastu odolného voči kyselinám, ktoré odolá neustálym vibráciám s malými nárazmi);
• Dosky na kladný a záporný náboj (sú vyrobené z čistého olova, ktoré môže obsahovať prísady kremíka), ktoré sú paralelne spojené s výstupnými svorkami;
• Mikroporézne sklenené vlákno;
• Elektrolyt (vyplnenie 95% pórovitého materiálu);
• Ventily na odstraňovanie prebytočného plynu;
• Kladné a záporné svorky.

Čo brzdí šírenie AGM

Podľa niektorých odhadov sa na svete ročne vyrobí okolo 110 miliónov nabíjateľných batérií. Napriek vyššej efektivite v porovnaní s klasickými náprotivkami s obsahom olova a kyseliny, zaberajú iba malý podiel na trhu. Má to niekoľko dôvodov.

1. Nie každá spoločnosť na výrobu batérií vyrába napájanie pomocou tejto technológie;
2. Cena takýchto batérií je oveľa vyššia ako pri bežných druhoch zariadení (počas troch až piatich rokov prevádzky nebude pre motoristu ťažké nazbierať pár stoviek dolárov za novú tekutú batériu). Spravidla sú dva až dva a polkrát drahšie;
3. Zariadenie s rovnakou kapacitou bude v porovnaní s klasickým analógom oveľa ťažšie a objemnejšie a nie každý model automobilu vám umožňuje umiestniť pod kapotu zväčšenú batériu;
4. Takéto zariadenia sú veľmi náročné na kvalitu nabíjačky, ktorá stojí tiež veľa peňazí. Klasické nabíjanie dokáže takúto batériu zničiť v priebehu niekoľkých hodín;
5. Nie každý tester dokáže zistiť stav takejto batérie, preto pri údržbe elektrického zdroja musíte vyhľadať špecializovanú opravovňu;
6. Aby generátor počas prevádzky produkoval napätie potrebné na dostatočné dobitie batérie, bude musieť byť tento mechanizmus tiež zmenený v automobile (podrobnosti o fungovaní generátora nájdete v v inom článku);
7. Okrem negatívneho pôsobenia silných mrazov zariadenie tiež dobre neznáša vysoké teploty. Preto musí byť motorový priestor počas leta dobre vetraný.

Tieto dôvody nútia motoristov premýšľať: oplatí sa vôbec kupovať tak zložitú batériu, ak si za rovnaké peniaze môžete kúpiť dve jednoduché úpravy? Berúc do úvahy potreby trhu, výrobcom nehrozí riziko výroby veľkého množstva výrobkov, ktoré v skladoch jednoducho zhromažďujú prach.

Hlavné typy olovených batérií

Pretože hlavným trhom s batériami je automobilový priemysel, sú upravené hlavne pre vozidlá. Hlavným kritériom, podľa ktorého sa vyberá zdroj energie, je celkové zaťaženie celého elektrického systému a prístrojov vozidla (rovnaký parameter platí pre výber generátora). Pretože moderné automobily používajú veľké množstvo palubnej elektroniky, mnoho modelov už nie je vybavených štandardnými batériami.

V niektorých situáciách už tekuté modely nie sú schopné vyrovnať sa s takýmto zaťažením a úpravy AGM sa s tým dokážu vyrovnať celkom dobre, pretože ich kapacita môže byť dvakrát až trikrát vyššia ako kapacita štandardných analógov. Niektorí majitelia moderných automobilov navyše nie sú pripravení tráviť čas údržbou napájacích zdrojov (aj keď nevyžadujú príliš veľkú údržbu).

Moderné auto môže používať jeden z dvoch typov batérií. Prvým z nich je bezúdržbová kvapalina. Namiesto antimonových dosiek používa vápenaté platne. Druhým je už nám známy analóg vyrobený pomocou technológie AGM. Niektorí motoristi si mýlia tento typ batérií s gélovými. Aj keď môžu na pohľad vyzerať podobne, v skutočnosti ide o rôzne typy zariadení. Prečítajte si viac o gélových batériách tu.

Ako vylepšený analóg klasickej kvapalinovej batérie sú na trhu úpravy vykonané pomocou technológie EFB. Jedná sa o rovnaký tekutý napájací zdroj s obsahom olova a kyseliny, ktorý je navyše zabalený do pórovitého materiálu a polyesteru, aby sa zabránilo sulfatácii pozitívnych platní. Predlžuje sa tak životnosť štandardnej batérie.

Aplikácia AGM batérií

Batérie AGM sa často používajú v automobiloch vybavených systémami štart / stop, pretože majú pôsobivú kapacitu v porovnaní s klasickými kvapalnými zdrojmi. Automobilový priemysel však nie je jedinou oblasťou, v ktorej sa uplatňujú úpravy AGM.

Rôzne systémy s vlastným napájaním sú často vybavené batériami AGM alebo GEL. Ako už bolo spomenuté, takéto batérie sa používajú ako zdroj elektrickej energie pre invalidné vozíky s vlastným pohonom a elektrické vozidlá pre deti. V každom prípade môže elektrická inštalácia s individuálnym neprerušiteľným zdrojom napájania šesť, 12 alebo 24 voltov odoberať energiu z tohto zariadenia.

Kľúčovým parametrom, pomocou ktorého môžete určiť, ktorá batéria sa má použiť, je trakčný výkon. Kvapalné úpravy sa s takouto záťažou nevyrovnajú dobre. Príkladom toho je fungovanie audiosystému v automobile. Kvapalinová batéria môže bezpečne naštartovať motor niekoľkokrát a rádiový magnetofón ho za pár hodín vybije (prečítajte si, ako správne pripojiť rádiový magnetofón k zosilňovaču. oddelene), aj keď spotreba energie týchto uzlov je veľmi odlišná. Z tohto dôvodu sa ako štartovacie zdroje používajú klasické zdroje napájania.

Výhody a technológia batérií AGM

Ako už bolo spomenuté, rozdiel medzi AGM a klasickými batériami je iba v dizajne. Uvažujme, aké sú výhody vylepšenej modifikácie.

1. Nebojí sa hlbokých výbojov. Akákoľvek batéria netoleruje silné vybitie a pre niektoré úpravy je tento faktor jednoducho deštruktívny. V prípade štandardných zdrojov napájania je ich kapacita kriticky ovplyvnená častým vybíjaním pod 50 percent. V tomto stave nie je možné batériu skladovať. Pokiaľ ide o typy AGM, v porovnaní s klasickými batériami tolerujú zhruba o 20 percent väčšie straty energie bez vážneho poškodenia. To znamená, že opakované vybíjanie na 30 percent nebude mať vplyv na výkon batérie.
2. Nebojí sa silných svahov. Pretože je puzdro batérie utesnené, elektrolyt po vyklopení nevyteká z nádoby. Absorbovaný materiál zabraňuje pracovnej látke vo voľnom pohybe pod vplyvom gravitácie. Batéria sa však nesmie skladovať alebo prevádzkovať obrátene. Dôvod je ten, že v tejto polohe nebude možné prirodzené odstránenie prebytočného plynu ventilom. Vypúšťacie ventily budú v spodnej časti a samotný vzduch (jeho tvorba je možná, ak dôjde k narušeniu procesu nabíjania - prebitie alebo použitie zariadenia, ktoré vydáva nesprávne dimenzovanie napätia), sa posunie nahor.
3. Bezúdržbové. Ak sa batéria používa v automobile, potom proces doplňovania objemu elektrolytu nie je namáhavý a škodlivý. Po odskrutkovaní viečok plechoviek vychádzajú z nádoby v malom množstve pary kyseliny sírovej. Z tohto dôvodu by údržba klasických batérií (vrátane ich nabíjania, pretože v tomto okamihu musia byť banky otvorené) mala prebiehať na dobre vetranom mieste. Ak je batéria prevádzkovaná v obytnom prostredí, musí byť takéto zariadenie z dôvodu údržby odstránené z prevádzkových priestorov. Existujú elektrické inštalácie, ktoré používajú zväzok veľkého množstva batérií. V takom prípade je ich prevádzka a údržba v uzavretej miestnosti nebezpečná pre ľudské zdravie, preto sa v takýchto prípadoch používajú batérie vyrobené pomocou technológie AGM. Elektrolyt sa v nich odparuje iba vtedy, ak je porušený postup nabíjania a nie je potrebné ich po celú dobu životnosti opravovať.
4. Nepodlieha sulfatácii a korózii. Pretože elektrolyt počas prevádzky a správneho nabíjania nevarí ani sa neodparuje, dosky zariadenia sú v neustálom kontakte s pracovnou látkou. Z tohto dôvodu v týchto zdrojoch energie nedochádza k procesu ničenia. Výnimkou je rovnaké nesprávne nabitie, pri ktorom je narušená rekombinácia vyvíjaných plynov a odparovanie elektrolytu.
5. Nebojí sa vibrácií. Bez ohľadu na polohu puzdra batérie je elektrolyt neustále v kontakte s doskami, pretože sklenené vlákno je pevne pritlačené k ich povrchu. Z tohto dôvodu ani malé vibrácie, ani trasenie nevyvolávajú narušenie kontaktu týchto prvkov. Z tohto dôvodu je možné tieto batérie bezpečne používať vo vozidlách, ktoré často jazdia po nerovnom teréne.
6. Stabilnejšia pri vysokých a nízkych teplotách okolia. V batériovom prístroji AGM nie je žiadna voľná voda, ktorá by mohla zamrznúť (počas procesu kryštalizácie sa kvapalina rozširuje, čo je často dôvodom odtlakovania plášťov) alebo sa počas prevádzky odparuje. Z tohto dôvodu zostáva vylepšený typ napájacích zdrojov stabilný pri mrazoch -70 stupňov a teple +40 stupňov Celzia. Je pravda, že v chladnom počasí dôjde k vybitiu rovnako rýchlo ako v prípade klasických batérií.
7. Nabíjajú sa rýchlejšie a za kratší čas dodajú vyšší prúd. Druhý parameter je veľmi dôležitý pre studený štart spaľovacieho motora. Počas prevádzky a nabíjania sa takéto zariadenia veľmi nezahrievajú. Na ilustráciu: pri nabíjaní konvenčnej batérie sa asi 20 percent energie premení na teplo, zatiaľ čo vo verziách AGM je tento parameter do 4%.

Nevýhody batérií s technológiou AGM

Napriek takémuto množstvu výhod majú batérie typu AGM aj značné nevýhody, kvôli ktorým sa zariadenia zatiaľ dočkali rozsiahleho použitia. Tento zoznam obsahuje tieto faktory:

1. Aj keď niektorí výrobcovia zahájili hromadnú výrobu takýchto výrobkov, ich náklady sú stále dvakrát vyššie ako v prípade klasického analógu. Táto technológia v súčasnosti ešte nedostala správne vylepšenia, ktoré by znížili náklady na výrobky bez obetovania ich výkonu.
2. Vďaka prítomnosti ďalších materiálov medzi doštičkami je dizajn väčší a zároveň ťažší v porovnaní s kvapalnými batériami rovnakej kapacity.
3. Na správne nabitie zariadenia potrebujete špeciálnu nabíjačku, ktorá stojí tiež slušné peniaze.
4. Musí sa monitorovať proces nabíjania, aby sa zabránilo prebitiu alebo nesprávnemu napájaniu. Zariadenie sa tiež veľmi bojí skratov.

Ako vidíte, batérie AGM nemajú toľko negatívnych stránok, ale to sú významné dôvody, pre ktoré sa motoristi neodvážia používať ich vo svojich vozidlách. Aj keď v niektorých oblastiach sú jednoducho nenahraditeľné. Príkladom toho sú veľké elektrické jednotky s individuálnym neprerušiteľným zdrojom napájania, skladovacie stanice napájané solárnymi panelmi atď.

Na konci recenzie ponúkame krátke video porovnanie troch úprav batérie:

ZA # 26: EFB, GEL, AGM klady a zápory autobatérií!

Otázky a odpovede:

Aký je rozdiel medzi AGM a bežnou batériou? AGM je ešte ťažší ako konvenčná kyselinová batéria. Je citlivý na prebitie, treba ho nabíjať špeciálnym nábojom. Batérie AGM sú bezúdržbové.

Prečo potrebujete batériu AGM? Tento napájací zdroj nevyžaduje údržbu, preto je pohodlnejšie ho používať na zahraničných autách. Konštrukcia puzdra na batériu umožňuje jej vertikálnu inštaláciu (utesnené puzdro).

Čo znamená štítok AGM na batérii? Je to skratka modernej technológie olovených napájacích zdrojov (Absorber Glass Mat). Batéria je v rovnakej triede ako gélový náprotivok.