Гелевый или AGM аккумулятор какой лучше?

Аккумуляторные батареи – что нового?
Преимущества и недостатки AGM аккумуляторов

Зимний сезон в России – суровое испытание для коммерческих автомобилей и дорожно-строительной техники. Одна из основных трудностей – пуск холодного двигателя. Любой эксплуатационщик знает, что для надежного пуска двигателя нужен мощный и емкий аккумулятор.

По назначению различают два вида аккумуляторных батарей (АКБ): стартерные, которые используются для пуска двигателя, и тяговые (многократного цикла глубокого заряда-разряда, англоязычное наименование deep cycle), которые применяются как самостоятельный источник энергии в электрокарах, железнодорожных поездах, самолетах, на судах, в шахтах, электростанциях и т. д.

По конструкции различают кислотные и щелочные АКБ. Свинцово-кислотные батареи более широко распространены. Хорошо известны как их достоинства, так и недостатки. Щелочные батареи также давно применяются и неплохо знакомы потребителю.

К аккумуляторам нового поколения относятся так называемые свинцово-кислотные VRLA аккумуляторы (Valve Regulated Lead Acid, свинцово-кислотные с предохранительными клапанами) двух типов: гелевые и AGM-батареи. Они имеют герметизированный корпус с предохранительными клапанами для выпуска избыточного газа и являются необслуживаемыми.

Основной задачей при создании необслуживаемой аккумуляторной батареи является снижение объема газов, выделяющихся на конечной стадии заряда. Одним из способов, которым это достигается, является сокращение объема электролита в батарее.

Технология свинцово-кислотных аккумуляторов AGM (англ. absorbent glass mat, абсорбирующая прокладка из стекловолокна) известна специалистам уже около 40 лет – они были разработаны в начале 1970-х годов, а производить их начали в США в 1985-м первоначально для военной авиации, в качестве автономных источников энергии для телекоммуникационных систем и сигнализации – аварийной и транспортной.

Сначала были созданы АКБ небольших типоразмеров – от 1 до 30 А.ч. А недавно аккумуляторы AGM стали применяться на коммерческих автомобилях и спецтехнике, и интерес к ним постоянно растет.

В отличие от обычной АКБ внутри AGM нет свободного жидкого электролита. Между положительными и отрицательными пластинами расположены изолирующие прокладки из ультратонкого стекловолокна и бумажных волокон, обладающие большой пористостью. Весь электролит содержится в пористой прокладке (сепараторе) и в активном материале пластин. При этом количество электролита дозируется таким образом, чтобы мелкие поры оказались заполнены, а крупные остались свободными для циркуляции выделяющихся в результате химических процессов газов. В конструкцию входит система рекомбинации выделяющихся газов: образующиеся при работе аккумулятора водород и кислород не успевают покинуть аккумулятор до того, как снова превратятся в воду. Сепараторы и пластины плотно прижаты друг к другу.

Преимущества AGM

Аккумуляторы AGM лучше справляются с повышенными нагрузками. Основная проблема при использовании обычных АКБ – сокращение срока их службы вследствие высоких электрических нагрузок, потому что в современных машинах гораздо больше потребителей электрической энергии, чем раньше (бортовой компьютер, предпусковой подогреватель и т. д.), из-за этого к аккумуляторной батарее предъявляются дополнительные требования. К тому же AGM могут разряжаться, не повреждаясь, до 40% и до 30% – без серьезного сокращения срока службы. Для сравнения: аккумуляторы традиционной конструкции будут серьезно повреждены при многократных разрядах ниже 50% – их емкость упадет до 15…20% от первоначальной величины. Поскольку пластины и прокладки в аккумуляторах AGM гораздо плотнее прижаты друг к другу, а корпуса герметизированы, эти аккумуляторы более устойчивы к воздействию вибрации и ударных нагрузок, от которых страдают на отечественных дорогах и бездорожье АКБ магистральных грузовиков и дорожно-строительных машин. Благодаря всем перечисленным выше качествам срок службы батарей AGM гораздо больше, чем обычных АКБ.

Аккумуляторы AGM менее чувствительны к колебаниям температуры и способны работать при более низких температурах – от –40 и до +70 °С, поскольку не содержат свободной воды, которая бы могла замерзнуть и расшириться, соответственно срок их службы при низких температурах гораздо больше, чем обычных аккумуляторов.

Батареи AGM совершенно не нуждаются в обслуживании, корпус батареи полностью герметичен, и открывать банки, проверять или доливать дистиллированную воду и тем более электролит не требуется в течение всего срока службы. Благодаря этому они быстрее окупаются, несмотря на высокую стоимость. Благодаря увеличенному сроку службы стоимость эксплуатации аккумуляторов AGM будет меньше, чем традиционных.

Рабочие характеристики АКБ традиционной конструкции можно оценивать по массе: чем большее количество губчатого свинца содержится в батарее, тем большей величины ток она способна отдать, тем большие нагрузки способна выдерживать и дольше служить.

Обычно стартерная АКБ затрачивает на один пуск двигателя не более 1% своего заряда.

В строительной технике обычно используют более удобные в эксплуатации «необслуживаемые» аккумуляторы. Однако несмотря на название они требуют определенного обслуживания: выводы надо регулярно очищать от коррозии, степень зарядки и общее состояние следует контролировать через каждые 25. 30 тыс. км пробега или соответствующее количество моточасов.

У батарей AGM внутреннее электрическое сопротивление гораздо меньше, чем у традиционных, и благодаря этому они способны отдавать более высокие токи за короткое время (что особенно важно при холодном пуске двигателя) и быстрее заряжаться (до 4 раз быстрее), выделение тепла при этих процессах значительно меньше, чем у обычных батарей (у AGM превращается в тепло 4%, а у обычных аккумуляторов 15…20% энергии при заряде-разряде). Для зарядки такого аккумулятора требуется меньше энергии генератора (так как потери при зарядке меньше), следовательно, расход топлива двигателем будет меньше.

Аккумуляторы AGM не содержат свободного электролита и герметичны, поэтому утечка электролита из них в принципе исключена, они безопасны при переворачивании. AGM могут работать в любом положении, даже «лежа на боку». Батареи AGM можно использовать практически на любой машине.

Процесс саморазряда у AGM идет значительно медленнее (1…3% в месяц), чем у традиционных батарей, т. е. их можно хранить целый год, и потом даже не потребуется подзаряжать. Вообще батареи AGM могут храниться более долгое время, чем обычные аккумуляторы.

Уже освоено серийное производство аккумуляторов AGM, а это значит, что стоимость их значительно снижается. Тем не менее преимущества батарей AGM не обеспечивают им всеобщего признания.

Что сдерживает распространение AGM

Ежегодно в мире производят 110 млн. аккумуляторных батарей, но AGM составляют в этом объеме лишь незначительную часть. Во-первых, далеко не все производители АКБ занимаются изготовлением AGM, потому что эта технология сложнее традиционной. К тому же батареи AGM стоят дороже традиционных примерно в 2,0. 2,5 раза, поскольку дороже технологии их производства и используемые материалы. AGM приблизительно на 30% больше и тяжелее, чем обычные аккумуляторы такой же емкости.

Батареи AGM более чувствительны к перезарядке. Зарядные устройства, которые сейчас используют в машинных парках для зарядки обычных аккумуляторов, непригодны для зарядки AGM и могут вывести их из строя за несколько часов. Для AGM требуются зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не более ±1%. Специальные приборы для зарядки батарей AGM могут стоить более 30 тыс. руб. каждый. Тестеры для проверки батарей также могут быть непригодны для AGM и потребуют замены или перенастройки. Видимо, потребуется заменять реле-регулятор генератора на машине на более точный прибор. Вероятно, и обслуживающий персонал придется специально обучать работе с AGM. В общем, процесс зарядки аккумуляторов AGM в любом случае потребует больше внимания по сравнению с традиционными аккумуляторами.

Не рекомендуется использовать батареи AGM при температурах выше 50 °С, так как их срок службы существенно сокращается при высоких температурах. Аккумуляторы AGM категорически нельзя применять вместе с обычными свинцово-кислотными батареями. Они могут работать только с такими же по сроку службы и емкости аккумуляторами AGM.

Если на обычные АКБ производители обычно дают гарантию 18 месяцев, то на AGM гарантия не более 24 месяцев, т. е. при увеличении цены вдвое гарантийный срок возрастает лишь на 25%.

В настоящее время много батарей AGM производится в Китае, они дешевле аккумуляторов американского и европейского производства, но об уровне их качества достоверных сведений в печати пока не публиковалось, возможно, он соответствует оригинальному, а возможно, и нет.

Гелевые аккумуляторы

«Все новое – это хорошо забытое старое». В этой поговорке немалая доля истины, в чем я в очередной раз убедился, ознакомившись с устройством гелевых АКБ. Когда-то в детстве из мальчишеского любопытства я разбил молотком батарейку от карманного фонарика и обнаружил внутри едкое желеобразное вещество, а позже я узнал, что это электролит.

Аккумуляторы AGM иногда путают с гелевыми батареями (англоязычное обозначение GEL), также относящимися к необслуживаемым. Однако между ними существует принципиальная разница: в AGM электролит содержится в виде жидкости, абсорбированной прокладками, а в гелевых, как следует из их названия, электролит находится в состоянии геля. В качестве загустителя электролита применяют силикагель (SiO2), алюмогель и др. Сегодня мы не будем подробно рассматривать электролитические «гелевые» элементы, потому что они практически не применяются на тяжелой технике и лишь иногда – на садовых косилках и других малых машинах.

Интересное исследование провели американские маркетологи (см. графики). Они сравнили удельные экономические показатели нескольких АКБ разного типа: традиционной конструкции, AGM и гелевой. Как видно из графиков, по выбранным исследователями параметрам у батарей AGM и гелевой показатели «средние» – не оптимальные, но и не самые худшие.

Итак, что же выбрать: сэкономить при покупке обычной батареи или потратиться на AGM?

AGM, конечно, не лучший выбор для любой сферы применения, но в определенных тяжелых условиях эксплуатации, где их преимущества будут приносить наибольшую выгоду, их можно и надо использовать.

Одна из самых больших ошибок, которую допускают владельцы машин при покупке АКБ, это то, что они выбирают ее по единственному критерию – цене. Следует проанализировать, какие нагрузки должна будет выдерживать батарея во время эксплуатации и какое техническое обслуживание для нее потребуется. Именно по этим параметрам аккумуляторы AGM могут значительно превосходить аккумуляторы традиционной конструкции и в случае использования принесут владельцу ощутимую выгоду.

Гелевые и AGM аккумуляторы, плюсы и минусы, зарядка и восстановление

Смешали кислоту с водой и заперли в коробочке – классика стиля. Такова технология традиционных жидко-кислотных автомобильных аккумуляторов. Возможно, если бы электролит однажды в самый неудачный момент не находил микротрещину в корпусе, а сами батареи были такими же бессмертными, как Великий вождь пролетариата, то на свет не появился бы гелевый аккумулятор.

Гелевый аккумулятор применяет на деле ту же технологию работы, что и его прославленный кислотный «побратим». Внутри находится тот же электролит только в затвердевшем желеобразном состоянии.

Густота создается за счет добавления в структуру двуокиси кремния – силикагеля. Вещество выступает в роли сепаратора, который заливают между пластин на производстве. Силикагель захватывает все внутреннее пространство батареи, что позволяет свинцовым пластинам сохранять свое первозданное положение и продлевать ресурс агрегата.

По техническим характеристикам гелевый аккумулятор ни в чем не уступает кислотной АКБ. Рабочее напряжение в батарее, которую используют в авто, составляет 12В. Емкость может варьироваться в диапазоне 55-150А•ч. Максимальная сила тока для заряда не превышает значения в 30А. На разрядке устройство способно вырабатывать силу тока от 550 до 950А.

Преимущества и недостатки гелевых аккумуляторов

Плюсы автомобильных гелевых аккумуляторов:

• Срок службы. Думаете, что все новое – хрупкое? Современные образцы гелевых АКБ могут с гордостью прослужить авто 5-10 лет и даже больше.
• Количество циклов разряда. В зависимости от модели, использующей технологию GEL, батарея может выдерживать от 350 до 1200 циклов.
• Не требуют экстренной зарядки. За год «безделья» ресурс батареи снизится примерно на 20%. Трудно предположить, что за такой период может произойти с обычным «кислотником».
• Целостность пластин электродов даже после глубокого разряда АКБ. У классических кислотных аппаратов с большей долей вероятности разрушатся пластины, чем у гелевых аналогов.

Минусы автомобильных гелевых аккумуляторов:

• Чувствительность к напряжению. При превышении барьера в 14,4В гель «растает» и восстановить его будет проблематично.
• Чувствительность к низким температурам. Сильные морозы заставят электролит застыть, после чего дальнейшая эксплуатация устройства на авто будет невозможна.
• Небольшое короткое замыкание в цепи может полностью разрушить аккумулятор.
• Гелевая технология стоит недешево.

AGM аккумуляторы: положительные и отрицательные стороны устройств

Автомобильный AGM аккумулятор – это свинцово-кислотный блок, который разделен на части сепараторами из микропористого пластика.

Внутри пористого стекловолокна находится жидкий электролит – серная кислота, в которой «плавают» положительные и отрицательные пластины, генерирующие ток. Электролит частично пронизывает поры композита для того, чтобы в устройстве успешно проходил процесс перераспределения газов.

Плюсы автомобильных AGM аккумуляторов:

• Обслуживание агрегата не требуется.
• Герметичная конструкция, исключающая утечку едкого вещества и позволяющая устанавливать батарею в любое положение.
• Правильно заряженная АКБ гарантирует отсутствие вредных газовых выделений.
• Превосходный срок службы даже при высоких вибрациях авто. AGM аккумулятор готов работать во благо автомобиля более 10 лет.
• Количество циклов разряда колеблется в диапазоне от 200 до 800 раз.

Минусы автомобильных AGM аккумуляторов:

• Немаленький вес.
• Полная разрядка может снизить рабочие характеристики устройства.
• Превышение степени разряда может также нанести урон аккумулятору.
• Стоят дороже обычных кислотных батарей.

Методика зарядки и восстановления гелевых аккумуляторов

Как заряжать гелевый аккумулятор правильно? Данная инструкция поможет провести корректное обслуживание автомобильной АКБ своими руками:

• Снимаем верхнюю пластину с крышки батареи.
• Выкручиваем пробки с банок и заливаем в каждую по 2 мл дистиллированной воды.
• Ждем до тех пор, пока стекловолокно достаточно не увлажнится.
• Подключаем батарею к зарядному устройству.
• Заряжаем при напряжении не выше 14,4В, а силу тока высчитываем из заявленной емкости устройства в соотношении 1:10. Если аккумулятор не желает заряжаться в течение нескольких часов, то можно поднять напряжение до 20В и держать планку до тех пор, пока батарея не начнет принимать ток.
• После зарядки протираем пробки и фиксируем на место верхнюю пластину.

В запущенных случаях помогает «раскачка». Зарядка батареи происходит под высоким напряжением – примерно в 30 В. Затем необходимо начать медленно разряжать устройство. Чаще всего для этой цели используют обычные автомобильные лампочки мощностью не более 10 Вт. На этапе разрядки самый важный момент – не дать батарее снизить напряжение ниже 10,5 В.

После всех манипуляций процесс «раззадоривания» АКБ повторяется и продолжается, пока агрегат не зарядится энергией. По окончании можно проверить при помощи вольтметра напряжение на клеммах.

Гелевые,AGM и OPzS-аккумуляторы: сравнительные характеристики

Если вы увидели два одинаковых аккумулятора с одинаковой емкостью и брендом, напряжением и размером, но по разным ценам, не удивляйтесь.

Вероятнее всего перед вами батареи GEL и AGM, причем уверены, что последние стоить будут дешевле. А выбор будет зависеть от условий эксплуатации (резервная будет батарея или автономная). К тому же для правильного выбора нужно знать особенности каждого типа батарей.

AGM-батарея

Аббревиатура AGM в переводе и расшифровке означает адсорбирующие стеклянные маты. На самом деле это самая обычная стеклоткань, которая лежит между положительно и отрицательно заряженными пластинами из свинца.

В стеклоткани в связанном состоянии находится электролит. Так как электролит находится в связанном состоянии, то батарею можно использовать в разном положении, даже на боку.

Этот тип аккумуляторов является дешевым. Типичный срок службы составляет 5 лет. Есть модели, способные служить и 10 лет. Стандартная модель AGM-аккумулятора может выдержать 200 циклов разряда глубиной 100%, 350 циклов с глубиной разряда 60% и 800 с глубиной разряда 30%.

Такие аккумуляторы целесообразнее использовать в системах резервного питания, то есть там, где разряд будет весьма редким событием. Если соблюдать рекомендованный температурный режим и не оставлять в разряженном состоянии батарею. То она с легкостью прослужит заявленный производителем срок.

GEL-батарея

Это вовсе не гелий, а имеется в виду обычный гель. В качестве сепаратора в таких батареях используется силикагель. Им заливают пространство между пластинами из свинца в ходе производства батареи. После застывания силикагель образует твердое вещество, содержащее огромное число пор. Эти поры и удерживают электролит.

Таким образом, между пластинами электролит занимает все пространство. В таких условиях осыпание пластин из свинца невозможно. А поэтому невозможно закорачивание и выход из строя батареи.

Конструкция гелевых аккумуляторов позволила улучшить и качественные свойства таких батарей. В частности это касается числа циклов зарядки и стойкость к глубокой разрядке. Номинальный срок службы таких батарей также составляет 5-10 лет.

Но число циклов зарядки у обычной гелевой батареи на 50% больше, чем у стекловолоконной. Стандартные модели выдерживают 350 циклов со 100% глубиной разряда, 550 при 50% разрядке и 1200 при разрядке до 30% глубины.

В автономной системе электроснабжения предпочтительнее использовать именно гелевые батареи, так как они позволяют экономить на эксплуатационных расходах. Все потому, что реальный срок службы любой аккумуляторной батареи на самом деле исчисляется циклами разряда/зарядки. И крайне редко достигает номинальных 10 лет.

Стойкость гелевых аккумуляторов к глубоким разрядам также играет большую роль. Они также меньше подвержены сульфатации благодаря своей конструкции и легко могут находиться в разряженном состоянии несколько дней. Если у вас не будет возможности заряжать батарею сразу, то ваш выбор должен пасть именно на гелевую модель.

OPzS-батарея

Аккумуляторы OPzS – это один из наиболее распространенных и наиболее часто используемых видов стационарных заливных аккумуляторов с жидким электролитом. Аккумуляторы OPzS разработаны специально для использования в условиях глубоких циклических разрядов и имеют одну важную отличительную конструктивную особенность, обеспечивающую преимущество OPzS перед другими типами обслуживаемых аккумуляторов: трубчатые положительные и плоские намазные отрицательные пластины.

Отдельные элементы (2В) сделаны в виде прозрачных пластиковых корпусах из стирол-акрилнитрила (SAN), материала, который сверхустойчив к химическому воздействию и механическим повреждениям, и который не горит.

OPzV-батарея

Аккумулятор OPzV это герметичный практически аналог аккумулятора OPzS с регулирующим клапаном газовыделения, который совмещает в себе технологии гелевого аккумулятора с технологией трубчатых пластин, для обеспечения наилучших эксплуатационных характеристик.

Даже при экстремальных условиях эксплуатации аккумуляторы демонстрируют отличное количество циклов зарядки.