Baterie AGM - tehnologie, avantaje și dezavantaje

Este necesară o sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru mai mult decât activarea demarorului și pornirea motorului. Bateria este, de asemenea, utilizată pentru iluminatul de urgență, pentru funcționarea sistemului de bord la oprirea motorului, precum și pentru o scurtă acționare atunci când generatorul este defect. Cel mai frecvent tip de baterie utilizată la mașini este acidul cu plumb. Dar au mai multe modificări. Una dintre ele este AGM. Să discutăm câteva modificări ale acestor baterii, precum și diferențele dintre acestea. Ce este special la tipul de baterie AGM?

Ce este tehnologia bateriei AGM?

Dacă împărțim condiționat bateriile, atunci acestea sunt împărțite în service și nesupravegheate. Prima categorie include bateriile în care electrolitul se evaporă în timp. Din punct de vedere vizual, acestea diferă de cel de-al doilea tip prin faptul că au capace deasupra pentru fiecare cutie. Prin aceste găuri, lipsa fluidului este completată. În cel de-al doilea tip de baterii, nu este posibil să adăugați apă distilată datorită caracteristicilor de proiectare și a materialelor care reduc la minimum formarea bulelor de aer din recipient.

O altă clasificare a bateriilor se referă la caracteristicile lor. Există, de asemenea, două tipuri de ele. Primul este starter, iar al doilea este tracțiunea. Bateriile de pornire au o putere mare de pornire și sunt utilizate pentru pornirea motoarelor cu ardere internă mari. Bateria de tracțiune se distinge prin capacitatea sa de a emite tensiune pentru o lungă perioadă de timp. O astfel de baterie este instalată în vehicule electrice (cu toate acestea, aceasta nu este o mașină electrică cu drepturi depline, ci în principal mașini electrice pentru copii și scaune cu rotile) și instalații electrice care nu utilizează curent de pornire de mare putere. În ceea ce privește mașinile electrice cu drepturi depline, cum ar fi Tesla, bateria AGM este, de asemenea, utilizată în ele, dar ca bază pentru sistemul de la bord. Motorul electric folosește un alt tip de baterie. Pentru mai multe informații despre cum să alegeți bateria potrivită pentru mașina dvs., citiți într-o altă recenzie.

Bateria AGM diferă de omologul său clasic prin faptul că carcasa nu poate fi deschisă în niciun fel, ceea ce înseamnă că aparține categoriei de modificări fără întreținere. În procesul de dezvoltare a tipurilor de baterii AGM fără întreținere, oamenii de știință au reușit să realizeze o reducere a cantității de gaze degajate la sfârșitul încărcării. Acest efect a devenit posibil datorită faptului că electrolitul din structură este într-o cantitate mai mică și într-un contact mai bun cu suprafața plăcilor.

Particularitatea acestei modificări este că recipientul nu este umplut cu electrolit liber în stare lichidă, care este în contact direct cu plăcile dispozitivului. Plăcile pozitive și negative sunt separate de un material izolant ultra-subțire (fibră de sticlă și hârtie poroasă) impregnată cu o substanță acidă activă.

Istoria apariției

Denumirea AGM provine din engleza „absorbant glass mat”, care se traduce ca un material absorbant de amortizare (din fibră de sticlă). Tehnologia în sine a apărut în anii 70 ai secolului trecut. Compania care a înregistrat brevetul pentru noutate este producătorul american Gates Rubber Co.

Ideea în sine a venit de la un fotograf, care s-a gândit cum să reducă rata de eliberare a oxigenului și hidrogenului din spațiul din apropierea plăcilor. O opțiune care i-a venit în minte a fost aceea de a îngroșa electrolitul. Această caracteristică materială ar oferi o retenție mai bună a electroliților atunci când bateria a fost răsturnată.

Primele baterii AGM au ieșit de pe linia de asamblare în 1985. Această modificare a fost utilizată în principal pentru avioanele militare. De asemenea, aceste surse de alimentare au fost utilizate în sistemele de telecomunicații și instalațiile de semnalizare cu o sursă de alimentare individuală.

Inițial, capacitatea bateriei era mică. Acest parametru a variat în intervalul 1-30 a / h. În timp, dispozitivul a primit o capacitate crescută, astfel încât instalarea a reușit să funcționeze mai mult. Pe lângă mașini, acest tip de baterie este utilizat pentru a crea surse de alimentare neîntreruptibile și alte sisteme care funcționează pe o sursă autonomă de energie. O baterie AGM mai mică poate fi utilizată în UPS-ul computerului.

Principiul de funcționare

O baterie clasică plumb-acid arată ca o carcasă, împărțită în mai multe secțiuni (bănci). Fiecare dintre ele are plăci (materialul din care sunt fabricate este plumb). Sunt scufundați în electroliți. Nivelul lichidului trebuie să acopere întotdeauna plăcile, astfel încât să nu se prăbușească. Electrolitul în sine este o soluție de apă distilată și acid sulfuric (pentru mai multe detalii despre acizii utilizați în baterii, citiți aici).

Pentru a preveni contactul plăcilor, între ele există pereți despărțitori din plastic microporos. Curentul este generat între plăcile de încărcare pozitive și negative. Bateriile AMG diferă de această modificare prin faptul că între plăci se află un material poros impregnat cu electrolit. Dar porii săi nu sunt complet umpluți cu substanța activă. Spațiul liber este un fel de compartiment pentru gaz în care vaporii de apă rezultați sunt condensați. Datorită acestui fapt, celula etanșată nu se rupe atunci când încărcarea este în desfășurare (atunci când încărcați o baterie clasică de service, este necesar să deșurubați capacele recipientelor, deoarece în etapa finală bulele de aer pot evolua activ, iar containerul poate fi depresurizat ).

În ceea ce privește procesele chimice care au loc în aceste două tipuri de baterii, acestea sunt identice. Doar că bateriile fabricate folosind tehnologia AGM se disting prin designul și stabilitatea lor de funcționare (nu au nevoie de proprietar pentru a completa electrolitul). De fapt, aceasta este aceeași baterie plumb-acid, doar datorită designului îmbunătățit, toate dezavantajele analogului lichid clasic sunt eliminate în ea.

Dispozitivul clasic funcționează conform următorului principiu. În momentul consumului de energie electrică, densitatea electrolitului scade. O reacție chimică are loc între plăci și electrolit, rezultând un curent electric. Când consumatorii au selectat întreaga încărcare, începe procesul de sulfatare a plăcilor de plumb. Nu poate fi inversat decât dacă densitatea electrolitului este crescută. Dacă o astfel de baterie este încărcată, atunci, din cauza densității reduse, apa din recipient se va încălzi și va fierbe pur și simplu, ceea ce va accelera distrugerea plăcilor de plumb, prin urmare, în cazuri avansate, unele adaugă acid.

În ceea ce privește modificarea AGM, nu se teme de o descărcare profundă. Motivul pentru aceasta este proiectarea sursei de alimentare. Datorită contactului strâns al fibrei de sticlă impregnate cu electrolit, plăcile nu suferă sulfatare, iar lichidul din cutii nu fierbe. Principalul lucru în funcționarea dispozitivului este de a preveni supraîncărcarea, ceea ce provoacă o creștere a formării gazului.

Trebuie să încărcați o astfel de sursă de alimentare după cum urmează. De obicei, eticheta dispozitivului conține instrucțiunile producătorului pentru tensiunile minime și maxime de încărcare. Deoarece o astfel de baterie este foarte sensibilă la procesul de încărcare, pentru aceasta ar trebui să utilizați un încărcător special, care este echipat cu o funcție de schimbare a tensiunii. Astfel de încărcătoare oferă o așa-numită „încărcare plutitoare”, adică o sursă de energie electrică porționată. În primul rând, este furnizat un al patrulea din tensiunea nominală (în timp ce temperatura trebuie să fie cuprinsă în 35 de grade).

După ce electronica încărcătorului remediază o anumită cantitate de încărcare (aproximativ 2.45 V pe celulă), se declanșează algoritmul de reducere a tensiunii. Acest lucru asigură un sfârșit lin al procesului și nu există o evoluție activă a oxigenului și a hidrogenului. Chiar și cea mai mică întrerupere a acestui proces poate reduce semnificativ performanța bateriei.

O altă baterie AGM necesită o utilizare specială. Deci, puteți stoca dispozitive în absolut orice poziție. Particularitatea acestor tipuri de baterii este că au o rată de auto-descărcare redusă. Pentru un an de stocare, capacitatea nu poate pierde mai mult de 20% din capacitatea sa (cu condiția ca dispozitivul să fie depozitat într-o cameră uscată la o temperatură pozitivă în intervalul de 5 până la 15 grade).

Dar, în același timp, este necesar să verificați periodic nivelul de încărcare, să monitorizați starea terminalelor și să îl protejați de umiditate și praf (acest lucru poate provoca o auto-descărcare a dispozitivului). Pentru siguranța sursei de alimentare, este necesar să se evite scurtcircuitele și supratensiunile bruste de tensiune.

Dispozitiv cu baterie AGM

După cum am observat deja, carcasa AGM este complet sigilată, prin urmare astfel de elemente aparțin categoriei de modele fără întreținere. În loc de partiții poroase din plastic, există fibră de sticlă poroasă în interiorul corpului între plăci. Acestea sunt separatoare sau distanțieri. Acest material este neutru în conductivitatea electrică și interacționează cu acizii. Porii săi sunt 95% saturați cu o substanță activă (electrolit).

Fibra de sticlă conține, de asemenea, o cantitate mică de aluminiu pentru a reduce rezistența internă. Datorită acestui fapt, dispozitivul este capabil să mențină încărcarea rapidă și să elibereze energie atunci când este necesar.

La fel ca o baterie convențională, modificarea AGM constă, de asemenea, din șase cutii sau rezervoare cu un set individual de plăci. Fiecare grup este conectat la borna corespunzătoare a bateriei (pozitivă sau negativă). Fiecare bancă produce o tensiune de doi volți. În funcție de tipul de baterie, este posibil ca plăcile să nu fie paralele, ci să fie înfășurate. În acest design, bateria va avea o cutie cilindrică. Acest tip de baterie este extrem de durabil și rezistent la vibrații. Un alt avantaj în astfel de modificări este că descărcarea lor poate produce minimum 500 și maxim 900A (în bateriile convenționale, acest parametru este în limita a 200A).

1) Conectați-vă cu supape de siguranță și acoperiți cu un singur ventilator; 2) Corp și acoperire mai groase și mai puternice; 3) Bloc de plăci; 4) Semi-bloc de plăci negative; 5) Placă negativă; 6) Rețea negativă; 7) Un fragment din materialul absorbit; 8) Placă pozitivă cu separator din fibră de sticlă; 9) rețea pozitivă; 10) Placă pozitivă; 11) Semi-bloc de plăci pozitive.

Dacă luăm în considerare o baterie clasică, atunci încărcarea provoacă formarea de bule de aer pe suprafața plăcilor. Din această cauză, electrolitul este mai puțin în contact cu plumbul, iar acest lucru degradează performanța sursei de alimentare. Nu există o astfel de problemă în analogul îmbunătățit, deoarece fibra de sticlă asigură contactul constant al electrolitului cu plăcile. Pentru a preveni un exces de gaz care să provoace depresurizarea dispozitivului (acest lucru se întâmplă atunci când încărcarea nu este efectuată corect), există o supapă în corp pentru a le elibera. Pentru mai multe informații despre cum să încărcați corect bateria, citiți separat.

Deci, principalele elemente de proiectare ale bateriilor AGM sunt:

• Carcasă închisă ermetic (fabricată din plastic rezistent la acizi care poate rezista vibrațiilor constante cu șocuri mici);
• Plăci pentru încărcare pozitivă și negativă (sunt realizate din plumb pur, care poate include aditivi de siliciu), care sunt conectate în paralel cu bornele de ieșire;
• Fibra de sticlă microporoasă;
• Electrolit (umplerea 95% din materialul poros);
• Supape pentru îndepărtarea excesului de gaz;
• Terminalele pozitive și negative.

Ceea ce împiedică răspândirea AGM

Potrivit unor estimări, în lume sunt produse aproximativ 110 milioane de baterii reîncărcabile în fiecare an. În ciuda eficienței lor mai mari în comparație cu omologii clasici plumb-acid, aceștia ocupă doar o mică parte din vânzările de pe piață. Există mai multe motive pentru aceasta.

1. Nu fiecare companie producătoare de baterii produce surse de alimentare folosind această tehnologie;
2. Costul acestor baterii este mult mai mare decât tipurile obișnuite de dispozitive (pentru trei până la cinci ani de funcționare, nu va fi dificil pentru un automobilist să colecteze câteva sute de dolari pentru o nouă baterie lichidă). Sunt de obicei de două până la două ori și jumătate mai scumpe;
3. Un dispozitiv cu o capacitate identică va fi mult mai greu și mai voluminos în comparație cu un analog clasic și nu fiecare model de mașină vă permite să plasați o baterie mărită sub capotă;
4. Astfel de dispozitive sunt foarte exigente în ceea ce privește calitatea încărcătorului, care costă, de asemenea, o mulțime de bani. Încărcarea clasică poate distruge o astfel de baterie în câteva ore;
5. Nu fiecare tester este capabil să determine starea unei astfel de baterii, prin urmare, pentru a deservi o sursă electrică, trebuie să căutați o stație de service specializată;
6. Pentru ca generatorul să producă tensiunea necesară pentru reîncărcarea adecvată a bateriei în timpul funcționării, acest mecanism va trebui, de asemenea, schimbat în mașină (pentru detalii despre modul de funcționare a generatorului, citiți într-un alt articol);
7. Pe lângă efectul negativ al înghețurilor severe, dispozitivul nu tolerează bine temperaturile ridicate. Prin urmare, compartimentul motorului trebuie să fie bine ventilat în timpul verii.

Aceste motive îi fac pe șoferi să se gândească: merită să cumpărați o baterie atât de complexă, dacă puteți cumpăra două modificări simple pentru aceiași bani? Ținând cont de nevoile pieței, producătorii nu riscă să elibereze un număr mare de produse care vor colecta pur și simplu praful în depozite.

Principalele tipuri de baterii plumb-acid

Deoarece piața principală a bateriilor este industria auto, acestea sunt în principal adaptate vehiculelor. Principalul criteriu prin care este selectată o sursă de energie este încărcarea totală a întregului sistem electric și a instrumentelor vehiculului (același parametru se aplică la selectarea unui generator). Deoarece mașinile moderne folosesc o cantitate mare de electronice la bord, multe modele nu mai sunt echipate cu baterii standard.

În unele situații, modelele lichide nu mai pot face față unei astfel de sarcini, iar modificările AGM pot face față destul de bine, deoarece capacitatea lor poate fi de două până la trei ori mai mare decât capacitatea analogilor standard. În plus, unii proprietari de mașini moderne nu sunt pregătiți să petreacă timp întreținând surse de alimentare (deși nu necesită multă întreținere).

O mașină modernă poate folosi unul dintre cele două tipuri de baterii. Prima este opțiunea lichidă fără întreținere. Folosește plăci de calciu în loc de plăci de antimoniu. Al doilea este analogul deja familiar pentru noi, realizat folosind tehnologia AGM. Unii șoferi confundă acest tip de baterie cu baterii cu gel. Deși pot arăta asemănător, ele sunt de fapt diferite tipuri de dispozitive. Citiți mai multe despre bateriile cu gel aici.

Ca analog îmbunătățit al bateriei lichide clasice, există modificări făcute folosind tehnologia EFB pe piață. Aceasta este aceeași sursă de alimentare cu plumb-acid lichid, doar pentru a preveni sulfarea plăcilor plus, acestea sunt înfășurate suplimentar într-un material poros și poliester. Aceasta extinde durata de viață a unei baterii standard.

Aplicarea bateriilor AGM

Bateriile AGM sunt adesea folosite la mașinile echipate cu sisteme de pornire / oprire, deoarece au o capacitate impresionantă în comparație cu sursele clasice de alimentare cu lichid. Dar industria auto nu este singurul domeniu în care se aplică modificările AGM.

Diferite sisteme autoalimentate sunt adesea echipate cu baterii AGM sau GEL. Așa cum am menționat anterior, astfel de baterii sunt utilizate ca sursă de energie electrică pentru scaunele cu rotile autopropulsate și vehiculele electrice pentru copii. În orice caz, o instalație electrică cu o sursă de alimentare individuală neîntreruptibilă de șase, 12 sau 24 de volți poate prelua energie de la acest dispozitiv.

Parametrul cheie prin care puteți determina ce baterie să utilizați este performanța de tracțiune. Modificările lichide nu se descurcă bine cu o astfel de sarcină. Un exemplu în acest sens este funcționarea unui sistem audio într-o mașină. Bateria lichidă poate porni în siguranță motorul de mai multe ori, iar reportofonul îl va descărca în câteva ore (citiți despre cum să conectați în mod corespunzător reportofonul cu un amplificator. separat), deși consumul de energie al acestor noduri este foarte diferit. Din acest motiv, sursele de alimentare clasice sunt utilizate ca startere.

Beneficii și tehnologie ale bateriei AGM

După cum sa menționat deja, diferența dintre bateriile AGM și clasice este doar în ceea ce privește designul. Să luăm în considerare care sunt avantajele modificării îmbunătățite.

1. Nu mă tem de descărcări profunde. Orice baterie nu tolerează o descărcare puternică și, pentru unele modificări, acest factor este pur și simplu distructiv. În cazul surselor de alimentare standard, capacitatea acestora este afectată în mod critic de descărcări frecvente sub 50%. Este imposibil să stocați bateria în această stare. În ceea ce privește tipurile AGM, acestea tolerează cu aproximativ 20% mai multe pierderi de energie fără a afecta grav, în comparație cu bateriile clasice. Adică, descărcarea repetată la 30% nu va afecta performanța bateriei.
2. Nu mi-e frică de pante puternice. Datorită faptului că carcasa bateriei este sigilată, electrolitul nu se revarsă din recipient când este răsturnat. Materialul absorbit împiedică mișcarea liberă a substanței de lucru sub influența gravitației. Cu toate acestea, bateria nu trebuie depozitată sau acționată cu susul în jos. Motivul pentru aceasta este că în această poziție, eliminarea naturală a excesului de gaz prin supapă nu va fi posibilă. Supapele de descărcare vor fi în partea de jos, iar aerul în sine (formarea sa este posibilă dacă procesul de încărcare este încălcat - supraîncărcarea sau utilizarea unui dispozitiv care emite o tensiune incorectă) se va deplasa în sus.
3. Fără întreținere. Dacă bateria este utilizată într-o mașină, atunci procesul de completare a volumului electrolitului nu este laborios și nu dăunător. Când capacele cutiilor sunt deșurubate, vaporii de acid sulfuric ies din recipient într-o cantitate mică. Din acest motiv, întreținerea bateriilor clasice (inclusiv încărcarea lor, deoarece în acest moment băncile trebuie să fie deschise) ar trebui să fie într-o zonă bine ventilată. Dacă bateria funcționează într-un mediu rezidențial, atunci un astfel de dispozitiv trebuie îndepărtat din incintă pentru întreținere. Există instalații electrice care utilizează un pachet de un număr mare de baterii. În acest caz, funcționarea și întreținerea lor într-o cameră închisă este periculoasă pentru sănătatea umană, prin urmare, în astfel de cazuri, sunt utilizate baterii fabricate folosind tehnologia AGM. Electrolitul se evaporă în ele numai dacă procedura de încărcare este încălcată și nu trebuie să fie întreținute pe întreaga durată de viață.
4. Nu este supus sulfatării și coroziunii. Deoarece electrolitul nu fierbe sau se evaporă în timpul funcționării și al încărcării corespunzătoare, plăcile dispozitivului sunt în contact constant cu substanța de lucru. Datorită acestui fapt, procesul de distrugere în astfel de surse de energie nu are loc. O excepție este aceeași încărcare incorectă, în timpul căreia se perturbă recombinarea gazelor evoluate și evaporarea electrolitului.
5. Nu-mi este frică de vibrații. Indiferent de poziția carcasei bateriei, electrolitul este în permanență în contact cu plăcile, deoarece fibra de sticlă este strâns presată pe suprafața lor. Datorită acestui fapt, nici vibrațiile mici, nici tremurările nu provoacă o încălcare a contactului acestor elemente. Din acest motiv, aceste baterii pot fi utilizate în siguranță pe vehiculele care circulă adesea pe teren accidentat.
6. Mai stabil la temperaturi ambiante ridicate și scăzute. Nu există apă liberă în dispozitivul de baterie AGM, care ar putea îngheța (în timpul cristalizării, lichidul se extinde, care este adesea motivul depresurizării carcaselor) sau se poate evapora în timpul funcționării. Din acest motiv, tipul îmbunătățit de surse de alimentare rămâne stabil în înghețuri de -70 grade și căldură de +40 grade Celsius. Adevărat, pe vreme rece, descărcarea are loc la fel de repede ca în cazul bateriilor clasice.
7. Se încarcă mai repede și furnizează un curent mai mare într-o perioadă mai scurtă de timp. Al doilea parametru este foarte important la pornirea la rece a motorului cu ardere internă. În timpul funcționării și încărcării, astfel de dispozitive nu se încălzesc foarte tare. Pentru a ilustra: în timp ce încărcați o baterie convențională, aproximativ 20% din energie este transformată în căldură, în timp ce în versiunile AGM acest parametru este în limita a 4%.

Dezavantaje ale bateriilor AGM

În ciuda unui astfel de număr de avantaje, bateriile de tip AGM prezintă, de asemenea, dezavantaje semnificative, din cauza cărora dispozitivele nu au fost încă utilizate pe scară largă. Această listă include astfel de factori:

1. Deși unii producători au creat producția în masă a unor astfel de produse, costul acestora este încă de două ori mai mare decât clasicul analog. În acest moment, tehnologia nu a primit încă îmbunătățirile corecte care ar reduce costul produselor fără a sacrifica performanțele sale.
2. Prezența materialelor suplimentare între plăci face ca designul să fie mai mare și în același timp mai greu în comparație cu bateriile lichide de aceeași capacitate.
3. Pentru a încărca corect dispozitivul, aveți nevoie de un încărcător special, care costă, de asemenea, bani decenți.
4. Procesul de încărcare trebuie monitorizat pentru a preveni supraîncărcarea sau alimentarea incorectă a tensiunii. De asemenea, dispozitivul se teme foarte mult de scurtcircuite.

După cum puteți vedea, bateriile AGM nu au atât de multe aspecte negative, dar acestea sunt motive semnificative pentru care șoferii nu îndrăznesc să le folosească în vehiculele lor. Deși în unele zone sunt pur și simplu de neînlocuit. Un exemplu în acest sens sunt unitățile electrice mari cu o sursă de alimentare individuală neîntreruptibilă, stațiile de stocare alimentate de panouri solare etc.

La sfârșitul recenziei, oferim o scurtă comparație video a trei modificări ale bateriei:

PENTRU # 26: EFB, GEL, AGM argumente pro și contra bateriilor auto!

Întrebări și răspunsuri:

Care este diferența dintre AGM și o baterie obișnuită? AGM este și mai greu față de o baterie cu acid convențională. Este sensibil la supraîncărcare, trebuie să îl încărcați cu o încărcare specială. Bateriile AGM nu necesită întreținere.

De ce ai nevoie de o baterie AGM? Această sursă de alimentare nu necesită întreținere, prin urmare este mai convenabil să se utilizeze pe mașini străine. Designul carcasei bateriei permite instalarea acesteia pe verticală (carcasă etanșă).

Ce înseamnă eticheta AGM de pe baterie? Este o abreviere a tehnologiei moderne de alimentare cu plumb acid (Absorber Glass Mat). Bateria este în aceeași clasă cu omologul gel.