Что такое и как работает аккумулятор с технологией agm?

Режимы эксплуатации аккумуляторов AGM

Для правильной эксплуатации необходимо понимать, как заряжать аккумулятор. Аккумуляторная батарея может находиться в одном из трех состояний:

• хранение;
• заряд;
• разряд.

Состояние заряда тоже подразделяется на несколько этапов, что вызвано химическими особенностями процесса заряда:

• заряд повышенным током;
• заряд нормальным током;
• подзаряд;
• хранение (при подключенном ЗРУ).

При разряде AGM элементы способны отдавать заметно больше ампер-часов чем обычные аккумуляторы.

Причина таких предосторожностей заключается в том, что в электрохимическом ряду напряжений свинец стоит рядом с водородом, и достаточно +0.12 В превышения напряжения над указанным, и начнет выделяться водород. Особенно это проявляется к концу заряда

Если же просто “ввалить ему напругу” как делают мужики в гаражах, то избыток водорода просто разорвет микропористую набивку. И качество аккумулятора резко упадет. Жидкостному аккумулятору “кипение” электролита ничем не угрожает, но AGM – совсем другое дело.

Обычное зарядное устройство заряжает батарею примерно на 70%. Для полного заряда, близкого к 90% от номинальной емкости, применяют 3-ступенчатый режим заряда с помощью специализированных ЗРУ (float charger).

График тока и напряжения при зарядке AGM

На рисунке показаны процессы заряда (красная линия графика) и разряда (синяя линия). Символ С20 означает режим разряда батареи в часах: 20 часов. Соответствующий ток мы можем получить, зная емкость батареи. Пусть для примера, емкость аккумулятора, написанная на этикетке: 80 A/ч. При С20 ток будет равен 80/20 = 4 А.

Заряд в 3 стадии начинается стабилизированным током, величиной в четверть от номинальной емкости. Для батареи 80 А/ч это 20 А (не более 28 А). Температура не должна превышать 35°C, иначе срок службы батареи сокращается. Устройство следит за напряжением, и когда оно достигнет 2,45 В на банку, переключается в режим стабилизации напряжения. Ток заряда постепенно уменьшается. Когда он установится около 0,5 А, устройство переключается в режим хранения (компенсации саморазряда, float) и стабилизирует напряжение на уровне 2,3 В на банку.

Обычно автомобилисты пренебрегают “тонкостями”, и теряют на этом деньги, часто покупая новые аккумуляторы.

Про заряд и разряд

Каждая новая технология, которая идет в массы, является более совершенной и AGM этому яркий пример. Они появились сразу за обычными АКБ, и намного улучшили их характеристики, а какие для батареи сейчас самые важные – правильно заряд и разряд. Ни для кого не секрет, что обычные жидкостные АКБ бояться глубоких разрядов – срок их службы стремительно падает. AGM намного эффективнее в этом плане, они выдерживают более глубокие разряды, для них это не так критично.

Заряжается «новый тип» быстрее примерно в 2 – 3 раза, чем старый «жидкостный». Что еще хочется отметить так это большая отдача тока, примерно в два раза большая, чем у старых АКБ. Если старый тип выдает в среднем пусковой ток в 300 – 500 Ампер, то новые батареи могут выдать около 550 – 900 Ампер. Тут как понимаете любой двигатель запустится.

Улучшились и показатели долговечности, так если обычный аккумулятор может служить примерно 3 – 5 лет, то AGM служат 5 – 10 лет, все зависит от производителя.

Если «подбить» характеристики разрядов то получается:

Обычный АКБ – выдерживает, около 30 – 50 циклов разряда с глубиной в 100%, от 100 до 170 глубина 50%, до 450 – глубина 30%.

AGM АКБ – выдерживает, до 200 циклов разряда глубина 100%, до 350 с показателем в 50% и до 850 с 30%.

Важно отметить что – так как электролит «заперт в матах», он не испаряется при заряде, соответственно корпус взорваться не может, это большой плюс. Сейчас многие производители автомобилей, которые оснащают свои модели системами «старт – стоп» устанавливают именно «AGM», потому как они способны выдерживать большие нагрузки и больше циклов заряда – разряда

Сейчас многие производители автомобилей, которые оснащают свои модели системами «старт – стоп» устанавливают именно «AGM», потому как они способны выдерживать большие нагрузки и больше циклов заряда – разряда.

АГМ аккумулятор: особенности

По сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами, а также другими типами батарей, АКБ AGM часто называют «промежуточным» звеном между классическим аккумулятором и гелевой батареей.

1. Свинцово-кислотный аккумулятор имеет пластиковый корпус, который разделен на «банки» или отсеки, заполненные электролитом (раствор водный серной кислоты). В раствор погружены пластины, между которыми происходит течение тока.

Если такой аккумулятор разряжается, активная масса решеток проходит процесс преобразования в сульфат свинца (сульфатация пластин АКБ). Электроды таких аккумуляторов выполнены из свинца, также добавляется сурьма и мышьяк для защиты от коррозии и повышения твердости. Такое решение отличается простотой, однако АКБ, легированные сурьмой, имеют низкий ток отдачи, вода быстро «выкипает» при использовании и зарядке и т.д.

1. Более новый вид аккумуляторов вместо сурьмы получил кальций в отрицательных и положительных пластинах (кальциевый аккумулятор Ca). В данных АКБ вода выкипает менее активно. Основной их недостаток — кальциевый аккумулятор боится глубокого разряда. В этом случае начинается быстрая сульфатация пластин, электроды разрушаются и замыкают.

Чтобы повысить стойкость положительных электродов в дальнейшем в них стали добавлять серебро. При этом аккумулятор стал дороже в производстве. Также не удалось решить основную проблему — негерметичность АКБ. В результате такие аккумуляторы не подошли для использования в электротранспорте.

1. Для предотвращения осыпания активной массы электродов в электролит ввели пористые наполнители (технология AGM) или сам электролит стали делать гелеобразным (технология GEL). В целом, такое решение позволило создать аккумуляторы VRLA. Такие АКБ получились герметичными, они не нуждаются в дополнительном обслуживании. При этом конструктивно, а также по ряду показателей АГМ и гелевый аккумулятор отличаются.

В шаге от выбора

Солидный стаж, богатый опыт вождения и отменное мастерство могут остаться бесполезными, если ваш автомобиль вдруг окажется без энергии. Именно поэтому вполне естественно выглядит желание автомобилистов иметь по всем параметрам  лучший аккумулятор. Ближе всех к получению такого статуса на сегодня находятся аккумуляторы по технологии AGM. Теперь, надеемся, вы знаете — что это. В данной статье мы рассказали об особенностях, сравнили АКБ разных производителей, приценились и получили при этом некоторый объем полезной информации. Пройдут годы, AGM и EFB технологии в автомобильных аккумуляторах станут историей. Им на смену придут более совершенные источники питания. Это будет потом, а энергия автомобилю нужна уже сегодня и сейчас. Для этого достаточно всего лишь сделать выбор между экономией и надежностью, некоторыми неудобствами и уверенностью. А не ошибиться в нем — надеемся, вам и поможет эта статья. Видео по теме: 

На что влияют остальные характеристики?

Кроме пускового тока, на коробке есть множество характеристик. И неопытный автолюбитель может просто растеряться и выбрать накопительную батарею, которая быстро выйдет из строя.

Поэтому для новичков следует обращать внимание на следующие параметры. Ёмкость

Один из основных параметров аккумулятора. Чем выше этот показатель, тем больше энергии он сможет накопить. Измеряется ёмкость в Ач (Амперы, умноженные на часы). Но следует учитывать тот факт, что большой объём аккумулятора – это не значит, что он лучше. Все накопительные приборы рано или поздно выходят из строя. Поэтому, потраченные средства на очень дорогой аккумулятор иногда себя не оправдывают. Для этого нужно исходить из объёма двигателя (т.е. размера машины)

Ёмкость. Один из основных параметров аккумулятора. Чем выше этот показатель, тем больше энергии он сможет накопить. Измеряется ёмкость в Ач (Амперы, умноженные на часы). Но следует учитывать тот факт, что большой объём аккумулятора – это не значит, что он лучше. Все накопительные приборы рано или поздно выходят из строя. Поэтому, потраченные средства на очень дорогой аккумулятор иногда себя не оправдывают. Для этого нужно исходить из объёма двигателя (т.е. размера машины).

Как рассчитать ёмкость аккумулятора по объёму двигателя?

Есть ещё одна деталь. Буква «С» несёт дополнительную информацию. А именно – какая ёмкость имеет батарея в определённый промежуток времени.

Напряжение батареи – это параметр, который определяет, насколько заряжен прибор и как быстро он будет изнашиваться. Измеряется в вольтах (В). Но в современных машинах прибор для измерения этого параметра отсутствует. Поэтому рекомендуется приобрести мультиметр. Чтобы определить напряжение, необходимо отключить аккумулятор от зарядного устройства и потратить несколько часов на эту процедуру.

Глубина разряда – это допустимая норма разрядки батареи. Измеряется в процентах. Если разряжать батарею на 100% несколько раз подряд до показания напряжения 9В – любой, даже самый дорогой аккумулятор выводиться из строя очень быстро.

Поэтому, следует обращать внимание на этот параметр. Правда, все накопительные приборы имеют рекомендуемую глубину разряда и допустимую глубину разряда

Допустимая норма указывается в инструкции по эксплуатации. Но лучше не рисковать.

Срок эксплуатации прибора немаловажный показатель. Например, свинцово-кислотные аккумуляторы подходят для самых разных режимов работы, но их служба намного меньше, чем другие батареи. Но в инструкции указываются средние показатели сроков службы. Т.е. – если автолюбитель не перенапрягает прибор, он послужит столько, сколько указано на коробке.

Диапазон рабочей температуры основан на химических реакциях, которые происходят внутри прибора. Исключением считается литий-ионные батареи, где в качестве накопительного элемента используется минерал. Следовательно, температура окружающей среды очень сильно влияет на работу аккумулятора.

Если на пусковой ток влияет низкая температура, то в случае с «диапазоном рабочей температуры» происходит обратный процесс. И чем выше температура окружающей среды, тем ниже срок эксплуатации прибора. Но низкие показатели уменьшают ёмкость батареи.

Преимущества и недостатки

Плюсов у AGM аккумуляторов много:

1. AGM аккумуляторы полностью необслуживаемые, поставил и забыл, правда иногда в лютые морозы возможно придется подзаряжать;
2. Поддерживают автомобили с системой Start-Stop;
3. Высокая отдача. Из-за близкого расположения пластин их вмещает больше, при равнозначном объеме, что увеличивает емкость аккумулятора;
4. Быстрый заряд. В связи с тем, что используется свинец в пластинах, он обладает наименьшим внутренним сопротивлением, улучшающий характеристики прибора, позволяет сократить время заряда;
5. Выносливость. Выдерживает больше периодов «заряда и разряда», также имеет высокую устойчивость к глубокому разряду. Потому что «сепараторы» сдерживают пластины, не давая им распадаться;
6. Устойчив к низким температурам воздуха и хорошо переносит ее перепады;
7. Герметичность, можно использовать в любом положении (на боку);
8. «Закрытый» электролит (не дает испарения), дает возможность применять в помещениях, подходит для других источников питания, солнечной и ветровой системы;
9. Большой срок службы. Среднее время работы источника энергии может составлять от 5 до 10 лет.

К минусам можно отнести:

1. Высокая цена. За эту стоимость можно приобрести 2, если не 3 кислотно кальциевых калькулятора, которые в сумме прослужат все 15 лет;
2. Достаточно нелегкий вес;
3. Необходимо специальное зарядное устройство.
4. Необслуживаемость. С одной стороны это огромный плюс, но если с батарей что-то случится, то самостоятельно ее реанимировать не получится.

Существенные преимущества у AGM явно больше, но все же в первую очередь нужно обратить внимание на свои потребности, если у Вас автомобиль средней ценовой категории без системы start-stop, то правильнее будет взять гибридный или кислотно кальциевый калькулятор

Что такое АГМ-технология

Что такое AGM? Это сокращение можно перевести с английского как «прокладка, пропитанная стекловолокном» — «absorbent glass mat». Технологии АГМ известны за рубежом уже довольно давно. Первые разработки начались в 80-е годы ХХ века в США. Первоначально батареи этого типа, так же, как и гелевые аналоги, нашли свое применение в военной авиации. Это практичные и безопасные в эксплуатации источники питания, способные выдерживать такие нагрузки, которые иным аккумуляторам были бы просто не под силу.AGM-аккумулятор изготавливается совершенно по иной технологии, нежели старые свинцово-кислотные батареи. Его неоспоримое преимущество состоит в том, он не содержит потенциально опасного жидкого электролита, который может причинить ощутимые хлопоты и неудобства в процессе текущей эксплуатации.

Внутри AGM-аккумулятор устроен так: между его плюсовыми и минусовыми пластинами находятся прокладки (или маты), пропитанные электролитом. Прокладки изготавливаются из стекловолокна, которое впитывает электролит, как губка. И он оказывается, в буквальном смысле слова, «запечатанным» между пластинами в надежной стекловолоконной прокладке.

Именно такая AGM-технология позволяет говорить о высокой степени безопасности этих аккумуляторов. Такую форму можно смело называть «брикет с электролитом». Стекловолоконный сепаратор, будучи проложенным между пластинами АКБ, выполняет диэлектрическую функцию. Пластины лишены возможности соприкасаться между собой, а это значит, что короткого замыкания между ними не произойдет.

Эту батарею допустимо положить на бок или повернуть в любую сторону. Электролит не вытечет и не взорвется благодаря тому, что испарения таких ядовитых и опасных газов, как водород и кислород, отсутствуют. Конечно, не рекомендуется подвергать ее жесткому экстриму, переворачивая вверх дном. Но это ничуть не умаляет ее очевидных достоинств.

AGM-аккумулятор замечателен тем, что его пластины производятся из свинца высокой степени очистки. Это значительно уменьшает степень сопротивления металла и повышает эффективность циклов заряда-разряда. Десульфатация таким пластинам не нужна — именно по причине высокого качества металла.

Две пластины плотно сжимают сепаратор с обеих сторон по принципу сендвича, и получается очень прочная конструкция. Плотность пластин довольно высока, и в одной ячейке можно расположить гораздо большее их количество, чем в жидком аккумуляторе. Поэтому емкость таких батарей на порядок выше.

Обычную жидкокислотную батарею нужно заряжать, в среднем, 10-12 часов. АГМ-аккумулятор может полностью заряжается большими токами в течение всего лишь 2-3 часов. Сепараторная пластина, проложенная между свинцовыми, не позволяет им преждевременно осыпаться. И именно поэтому такие батареи выдерживают глубокий разряд гораздо лучше, чем многие другие.

Как известно, десульфатация пластин — частая манипуляция которая больше всего необходима жидким «кислотникам». Именно потому, что и качество свинца, и технология расположения пластин у них часто оставляют желать лучшего.

Как уже было сказано, по причине того, что внутрь таких батарей можно поместить гораздо больше стекловолокнистых пластин с электролитом, емкость аккумуляторы AMG могут выдавать в несколько раз больше, чем обычные АКБ. Большая емкость и мощные пусковые токи — вот основная причина для того, чтобы приобрести именно такую батарею. Особенно в суровых условиях эксплуатации в зимнее время.

Обычный аккумулятор выдает пусковые токи минимум 300, максимум 500 ампер. Величина пускового тока АГМ-аккумулятора начинается от показателя в 550 ампер и заканчивается 900. По понятным причинам, батарея со столь высокими показателями емкости запустит двигатель в мороз легко и просто. В то же время жидкокислотник может просто не «прокрутить» ДВС.

Срок службы самой дешевой АКБ такого типа составляет 5 лет, а рекордный показатель работы самой дорогой и емкой батареи — 10 лет.

Если традиционно пытаться разбирать «плюсы и минусы» АГМ-аккумуляторов, плюсов, как видите, будет намного больше. Одним из малочисленных минусов именно этого элемента питания является его цена — от 6500 до 10000 рублей. Однако, если сравнивать их по стоимости с гелевыми, гелевые окажутся значительно дороже.

Обзор AGM батерей разных производителей: характеристики, цены, отличия

Сегодня аккумуляторные батареи по технологии AGM можно встретить буквально повсюду. Ими на конвейерах комплектуют автомобили, оснащенные системой «старт–стоп». Они приводят в действие шлагбаумы, жалюзи и ворота. Благодаря аккумуляторным батареям, в темное время суток светятся неоновая реклама и дорожные знаки на автомагистралях. Добавим, что AGM-технология признана оптимальной в АКБ электростанций, работающих на таких источниках энергии как солнце, ветер и волны. Вне конкуренции преимущества АГМ оказались и в блоках бесперебойного питания компьютеров. В настоящее время практически все известные мировые бренды отдали значительные части своих объемов выпуска AGM-аккумуляторам. Это и BOSCH, и Optima, и Tudor, и Medalist и другие. Ниже для сравнения приведены несколько популярных моделей автомобильных аккумуляторов с технологией AGM и их характеристики.

Таблица 1. Сравнительный обзор AGM-аккумуляторов

Отрадно, что в последнее время в рейтингах грандов по применению технологии AGM в аккумуляторных батареях все чаще стали встречаться АКБ российского производства. Помимо маркировки, указывающей на тип аккумулятора, на корпусах батарей часто можно увидеть: VRLA(Valve Regulated Lead Acid batteries) или SLA(Sealed Lead Acid batteries). Данные надписи обязательны по нормам международного стандарта безопасности. Первая аббревиатура обычно ставится на батареях с емкостью свыше 30 Ач и указывает, что устройство оборудовано клапаном безопасности. Вторая маркировка ставится на мало ёмкостные AGM аккумуляторы (до 30 Ач). Присутствие байпаса обусловлено неизбежным выделением водорода при перезарядках. При достижении значения 100 миллибар, клапан открывается и выпускает газ в атмосферу, тем самым сбрасывая давление до безопасного уровня.

Устройство и принцип работы

Принцип работы AGM аккумулятора абсолютно ничем не отличается от принципа работы обычной свинцово-кислотной батареи с жидким электролитом или, как ее еще называют, кальциевой свинцово-кислотной. В основе его лежит электрохимическая реакция взаимодействия оксида свинца и серной кислоты. Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на катоде (отрицательный электрод) и окисление свинца на аноде (положительный электрод). При заряде протекают обратные реакции.

А вот конструкция AGM батареи несколько иная. Если в обычных кальциевых аккумуляторах пластины с изолирующей решетчатой вставкой (сепаратором) между ними погружены в жидкий электролит, то в AGM технологии вместо жестких изолирующих сепараторов используется пористое волокно, пропитанное все тем же электролитом. В этом случае погружать всю конструкцию в электролит не нужно (им пропитан пористый сепаратор).

Благодаря своей пористой структуре сепаратор удерживает не только электролит, но и газы, выделяющиеся во время нормальной работы устройства. Если батарея эксплуатируется неправильно (чрезмерно большие зарядные/разрядные токи) и происходит усиленное газовыделение, с которым сепаратор не справляется, то излишек газов сбрасывается через специальные предохранительные клапаны. Таким образом, хотя корпус в нормальном режиме работы и герметичен, в целом герметичным AGM аккумулятор назвать нельзя.

Такая конструкция – анод, пористый сепаратор и катод, — именуемая аккумулятором, способна развить напряжение в 2 В. Для увеличения выходного напряжения аккумуляторы соединяют в батареи, которые, впрочем, нередко называют просто аккумуляторами (правильно — аккумуляторная батарея или батарея аккумуляторов). 12-вольтовая автомобильная батарея, к примеру, состоит из 6 аккумуляторов, включенных последовательно.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

В классическом AGM аккумуляторе пластины, как и в обычном кальциевом, плоские. Но существуют и цилиндрические конструкции, в которых пластины буквально скатывают в рулон.

Отличие технологии AGM от GEL

Очень часто многие, в том числе продавцы, путают AGM аккумуляторы с гелевыми. Последние называются GEL аккумуляторы — Gelled ELectrolit (гелевый электролит, англ.). В заблуждение вводит то, что и те и другие являются необслуживаемыми и могут работать в любом положении – из них ничего не вытечет.

Но отличие одного от другого существенное. В гелевом АКБ электролит не вытекает не потому, что его удерживает пористая вставка, а из-за того, что жидкий электролит загущают водным щелочным раствором силикатов натрия, и он превращается в гель. Получается этакий свинцово-кислотный аккумулятор с густым электролитом. Гелевый аккумулятор имеет некоторые преимущества перед AGM и обычными обслуживаемыми, но стоит дороже.

Сфера применения

AGM батареи, как и обычные с жидким электролитом, разделяются на

• пусковые (стартерные);
• тяговые.

Первые способны отдать очень большой ток за короткое время без особых последствий для себя, вторые на такое неспособны. Зато последние могут питать нагрузку длительное время без существенного снижения напряжения во время разряда и отдавать почти всю запасенную энергию.

Стартерные, конечно, используются в автомобилях для пуска двигателя. Ими же запускают лодочные моторы, дизель-генераторы и подобную технику. В общем, они нужны там, где нужен очень большой ток непродолжительное время.

Тяговые батареи можно встретить на различного рода электромобилях (карах, погрузчиках и т. д.), они питают подъемники, насосы, накапливают энергию альтернативных источников энергии: ветро- и гидрогенераторов, солнечных панелей. Используются они и в ручном электроинструменте, которым можно работать из любого положения, не боясь облиться кислотой. То же самое касается водного транспорта, где присутствует постоянная качка и вибрации.

Конечно, с большинством из перечисленных задач могут справиться и обычные «жидкие» аккумуляторы, если их не переворачивать, но в одном они тягаться с AGM батареей не могут – последние сохраняют работоспособность при температурах до -30 градусов Цельсия. Именно поэтому автомобильные AGM батареи так популярны в районах с суровыми зимами.

Здесь стоит отметить, что в последнее время AGM батареи постепенно вытесняются гелевыми, но происходит это не очень быстро — стоят GEL аккумуляторы дороже, а серьезных преимуществ, окупающихся такими деньгами, практически не имеют.