AGM baterija - tehnologija, prednosti in slabosti

Za več kot samo aktiviranje zaganjalnika in zagon motorja potrebujete neprekinjeno napajanje. Baterija se uporablja tudi za zasilno razsvetljavo, delovanje vgrajenega sistema, ko je motor ugasnjen, pa tudi kratek pogon, ko generator ne deluje. Najpogostejša vrsta baterij, ki se uporabljajo v avtomobilih, je svinčena kislina. Imajo pa več sprememb. Eden izmed njih je AGM. Pogovorimo se o nekaterih spremembah teh baterij in njihovih razlikah. Kaj je posebnega pri vrsti akumulatorja AGM?

Kaj je tehnologija akumulatorjev AGM?

Če baterije pogojno razdelimo, jih delimo na servisirane in brez nadzora. Prva kategorija vključuje baterije, pri katerih elektrolit sčasoma izhlapi. Vizualno se od druge vrste razlikujejo po tem, da imajo na vrhu pokrove za vsako pločevinko. Skozi te luknje se pomanjkanje tekočine dopolnjuje. V drugo vrsto baterij ni mogoče dodati destilirane vode zaradi konstrukcijskih značilnosti in materialov, ki zmanjšujejo nastajanje zračnih mehurčkov v posodi.

Druga klasifikacija baterij se nanaša na njihove značilnosti. Obstajata tudi dve vrsti. Prvi je zaganjalnik, drugi pa vlečna sila. Zaganjalne baterije imajo visoko zagonsko moč in se uporabljajo za zagon velikih motorjev z notranjim zgorevanjem. Vlečno baterijo odlikuje sposobnost, da dolgo oddaja napetost. Takšna baterija je nameščena v električnih vozilih (čeprav to ni polnopravni električni avtomobil, ampak predvsem otroški električni avtomobili in invalidski vozički) in električnih instalacijah, ki ne uporabljajo zagonskega toka velike moči. Kar zadeva polnopravne električne avtomobile, kot je Tesla, se tudi v njih uporablja baterija AGM, vendar kot osnova za vgrajeni sistem. Elektromotor uporablja drugačno baterijo. Za več informacij o tem, kako izbrati pravo baterijo za svoj avto, preberite v drugem pregledu.

AGM baterija se od klasičnega kolega razlikuje po tem, da je ohišja nikakor ni mogoče odpreti, kar pomeni, da spada v kategorijo sprememb, ki jih ni treba vzdrževati. V procesu razvoja vrst AGM baterij, ki jih ni treba vzdrževati, so znanstveniki lahko dosegli zmanjšanje količine plinov, ki se sprostijo ob koncu polnjenja. Ta učinek je postal mogoč zaradi dejstva, da je elektrolit v strukturi v manjši količini in v boljšem stiku s površino plošč.

Posebnost te modifikacije je, da posoda ni napolnjena s prostim elektrolitom v tekočem stanju, ki je v neposrednem stiku s ploščami naprave. Pozitivna in negativna plošča sta ločena z ultra tankim izolacijskim materialom (steklena vlakna in porozni papir), impregniranim z aktivno kislo snovjo.

Zgodovina pojavljanja

Ime AGM izhaja iz angleščine "absorbent glass mat", kar v prevodu pomeni vpojni blažilni material (iz steklenih vlaken). Sama tehnologija se je pojavila v 70. letih prejšnjega stoletja. Podjetje, ki je registriralo patent za novost, je ameriški proizvajalec Gates Rubber Co.

Sama ideja je nastala pri enem fotografu, ki je razmišljal o tem, kako zmanjšati hitrost sproščanja kisika in vodika iz prostora v bližini plošč. Ena izmed možnosti, ki mu je padla na pamet, je zgostitev elektrolita. Ta značilnost materiala bi zagotovila boljše zadrževanje elektrolitov, ko bi se baterija obrnila.

Prve baterije AGM so se s tekoče trakove spustile leta 1985. Ta sprememba je bila v glavnem uporabljena za vojaška letala. Tudi ti napajalniki so bili uporabljeni v telekomunikacijskih sistemih in signalnih napravah s posameznim napajalnikom.

Sprva je bila zmogljivost baterije majhna. Ta parameter se je gibal v območju od 1 do 30 a / h. Sčasoma je naprava dobila večjo zmogljivost, tako da je namestitev lahko delovala dlje. Poleg avtomobilov se ta vrsta akumulatorja uporablja za ustvarjanje neprekinjenih napajalnikov in drugih sistemov, ki delujejo na avtonomnem viru energije. Manjšo baterijo AGM lahko uporabite v računalniških UPS-jih.

Princip delovanja

Klasična svinčeno-kislinska baterija je videti kot ohišje, razdeljeno na več odsekov (bank). Vsak od njih ima plošče (material, iz katerega so izdelani, je svinec). Potopljeni so v elektrolit. Raven tekočine mora vedno prekriti plošče, da se ne sesujejo. Sam elektrolit je raztopina destilirane vode in žveplove kisline (za več podrobnosti o kislinah, ki se uporabljajo v baterijah, preberite tukaj).

Da se plošče ne bi stikale, so med njimi predelne stene iz mikroporozne plastike. Tok nastane med ploščama s pozitivnim in negativnim nabojem. AMG baterije se od te modifikacije razlikujejo po tem, da se med ploščami nahaja porozen material, impregniran z elektrolitom. Toda njegove pore niso popolnoma napolnjene z aktivno snovjo. Prosti prostor je nekakšen predelek za plin, v katerem nastala vodna para kondenzira. Zahvaljujoč temu se zatesnjena celica med polnjenjem ne zlomi (pri polnjenju klasične servisirane baterije je treba odviti pokrovčke pločevink, saj se v zadnji fazi lahko aktivno razvijejo zračni mehurčki in posoda lahko razbremeni ).

Glede kemijskih procesov, ki potekajo v teh dveh vrstah baterij, so enaki. Preprosto se baterije, izdelane s tehnologijo AGM, odlikujejo po svoji zasnovi in ​​stabilnosti delovanja (lastnik jim ni treba dodati elektrolita). Pravzaprav je to ista svinčena kislina, le zahvaljujoč izboljšani zasnovi so v njej odpravljene vse slabosti klasičnega tekočega analoga.

Klasična naprava deluje po naslednjem principu. V trenutku porabe električne energije se gostota elektrolita zmanjša. Med ploščami in elektrolitom pride do kemične reakcije, ki povzroči električni tok. Ko potrošniki izberejo celotno polnjenje, se začne postopek sulfacije svinčenih plošč. Ni ga mogoče razveljaviti, če se ne poveča gostota elektrolita. Če takšno baterijo napolnimo, se bo voda zaradi nizke gostote segrela in preprosto zavrela, kar bo pospešilo uničenje svinčenih plošč, zato v naprednih primerih nekateri dodajo kislino.

Kar zadeva spremembo AGM, se ne boji globokega praznjenja. Razlog za to je zasnova napajalnika. Zaradi tesnega stika steklenih vlaken, impregniranih z elektrolitom, plošče ne pretrpijo sulfacije in tekočina v pločevinkah ne zavre. Glavna stvar pri delovanju naprave je preprečiti prekomerno polnjenje, kar povzroči večje nastajanje plinov.

Takšen vir energije morate napolniti na naslednji način. Običajno nalepka naprave vsebuje navodila proizvajalca za najmanjšo in največjo polnilno napetost. Ker je takšna baterija zelo občutljiva na postopek polnjenja, je treba za to uporabiti poseben polnilnik, ki je opremljen s funkcijo spremembe napetosti. Takšni polnilci zagotavljajo tako imenovani "plavajoči naboj", to je delno dobavo električne energije. Najprej je dobavljena četrtina nominalne napetosti (medtem ko mora biti temperatura znotraj 35 stopinj).

Ko elektronika polnilnika popravi določeno količino naboja (približno 2.45 V na celico), se sproži algoritem za zmanjšanje napetosti. To zagotavlja nemoten konec postopka in ne pride do aktivnega razvoja kisika in vodika. Že najmanjša prekinitev tega postopka lahko bistveno zmanjša delovanje baterije.

Druga AGM baterija zahteva posebno uporabo. Naprave lahko shranite v popolnoma katerem koli položaju. Posebnost teh vrst baterij je, da imajo nizko stopnjo samopraznjenja. Za eno leto skladiščenja lahko kapaciteta izgubi največ 20 odstotkov svoje zmogljivosti (pod pogojem, da je bila naprava shranjena v suhem prostoru pri pozitivni temperaturi v območju od 5 do 15 stopinj).

Toda hkrati je treba redno preverjati nivo polnjenja, spremljati stanje terminalov in ga zaščititi pred vlago in prahom (to lahko povzroči samopraznjenje naprave). Zaradi varnosti napajanja se je treba izogibati kratkim stikom in nenadnim napetostnim napetostim.

AGM baterijska naprava

Kot smo že opazili, je ohišje AGM popolnoma zaprto, zato so takšni elementi razvrščeni kot modeli, ki ne zahtevajo vzdrževanja. Namesto plastičnih poroznih predelnih sten je znotraj telesa med ploščami porozna steklena vlakna. To so ločila ali distančniki. Ta material je nevtralen v električni prevodnosti in je v interakciji s kislinami. Njene pore so 95-odstotno nasičene z aktivno snovjo (elektrolitom).

Za zmanjšanje notranje odpornosti fiberglass vsebuje tudi majhno količino aluminija. Zahvaljujoč temu lahko naprava po potrebi vzdržuje hitro polnjenje in sprošča energijo.

Tako kot običajna baterija je tudi modifikacija AGM sestavljena iz šestih pločevink ali rezervoarjev s posameznim nizom plošč. Vsaka skupina je povezana z ustreznim priključkom akumulatorja (pozitivnim ali negativnim). Vsaka banka odda napetost dveh voltov. Odvisno od vrste akumulatorja plošče morda niso vzporedne, ampak valjane v zvitek. Pri tej zasnovi bo imela baterija valjasto obliko pločevink. Ta vrsta baterij je zelo trpežna in odporna na vibracije. Druga prednost takih sprememb je, da lahko njihov izpust povzroči najmanj 500 in največ 900A (pri običajnih baterijah je ta parameter znotraj 200A).

1) čep z varnostnimi ventili in pokrov z enim odzračevalnikom; 2) Debelejše in močnejše telo in prevleka; 3) blok plošč; 4) polblok negativnih plošč; 5) negativna plošča; 6) negativna rešetka; 7) fragment absorbiranega materiala; 8) pozitivna plošča z ločevalnikom iz steklenih vlaken; 9) pozitivna rešetka; 10) pozitivna plošča; 11) Polblok pozitivnih plošč.

Če upoštevamo klasično baterijo, potem polnjenje povzroči nastanek zračnih mehurčkov na površini plošč. Zaradi tega je elektrolit manj v stiku s svincem, kar poslabša zmogljivost napajanja. Izboljšani analog nima take težave, saj steklena vlakna zagotavljajo stalen stik elektrolita s ploščami. Da preprečite, da bi odvečni plin povzročil razbremenitev naprave (to se zgodi, če polnjenje ni pravilno izvedeno), je v telesu ventil za njihovo sprostitev. Za več informacij o pravilnem polnjenju baterije preberite ločeno.

Torej, glavni elementi oblikovanja baterij AGM so:

• Zatesnjeno ohišje (iz kislo odporne plastike, ki z majhnimi sunki zdrži stalne vibracije);
• Plošče za pozitivni in negativni naboj (izdelane so iz čistega svinca, ki lahko vključuje silicijeve dodatke), ki so povezane vzporedno z izhodnimi terminali;
• Mikroporozna steklena vlakna;
• Elektrolit (polnjenje 95% poroznega materiala);
• Ventili za odstranjevanje odvečnega plina;
• Pozitivni in negativni terminali.

Kaj zadržuje širjenje AGM

Po nekaterih ocenah letno na svetu proizvedejo približno 110 milijonov baterij za polnjenje. Kljub večji učinkovitosti v primerjavi s klasičnimi svinčeno kislinskimi kolegi zasedajo le majhen delež tržne prodaje. Razlogov za to je več.

1. Vsako podjetje za proizvodnjo baterij ne proizvaja napajalnikov s to tehnologijo;
2. Stroški takšnih baterij so veliko višji od običajnih vrst naprav (za tri do pet let delovanja avtomobilistu ne bo težko zbrati par sto dolarjev za novo tekočo baterijo). Običajno so dva do dva in pol krat dražji;
3. Naprava z enako zmogljivostjo bo v primerjavi s klasičnim analogom veliko težja in obsežnejša in vsak model avtomobila ne omogoča, da pod pokrov položite povečano baterijo;
4. Takšne naprave so zelo kakovostne do kakovosti polnilca, ki stane tudi veliko denarja. Klasično polnjenje lahko takšno baterijo uniči v nekaj urah;
5. Vsak preskuševalec ne more ugotoviti stanja takšne baterije, zato morate za servisiranje električnega vira poiskati specializiran bencinski servis;
6. Da bi generator med delovanjem proizvajal napetost, potrebno za ustrezno polnjenje akumulatorja, bo treba ta mehanizem spremeniti tudi v avtomobilu (za podrobnosti o delovanju generatorja preberite v drugem članku);
7. Poleg negativnega učinka močnih zmrzali naprava tudi slabo prenaša visoke temperature. Zato mora biti motorni prostor poleti dobro prezračen.

Zaradi teh razlogov avtomobilisti razmišljajo: ali je sploh vredno kupiti tako zapleteno baterijo, če lahko za isti denar kupite dve preprosti modifikaciji? Ob upoštevanju potreb trga proizvajalci ne tvegajo sprostitve velikega števila izdelkov, ki bodo preprosto nabirali prah v skladiščih.

Glavne vrste svinčevih baterij

Ker je glavni trg baterij avtomobilska industrija, so v glavnem prilagojene vozilom. Glavno merilo, po katerem je izbran vir energije, je skupna obremenitev celotnega električnega sistema in instrumentov vozila (enak parameter velja za izbiro generatorja). Ker sodobni avtomobili uporabljajo veliko elektronike na vozilu, številni modeli niso več opremljeni s standardnimi baterijami.

V nekaterih primerih tekoči modeli niso več kos takšni obremenitvi, spremembe AGM pa se lahko povsem spopadejo s tem, saj je njihova zmogljivost lahko dva do trikrat večja od zmogljivosti standardnih analogov. Poleg tega nekateri sodobni lastniki avtomobilov niso pripravljeni porabiti časa za servisiranje napajalnikov (čeprav ne potrebujejo veliko vzdrževanja).

Sodoben avto lahko uporablja eno od dveh vrst baterij. Prva je možnost tekočine brez vzdrževanja. Namesto antimonovih plošč uporablja kalcijeve plošče. Drugi je že znani analog, narejen s tehnologijo AGM. Nekateri vozniki to vrsto baterij zamenjajo z gelskimi baterijami. Čeprav so na videz podobni, so v resnici različne vrste naprav. Preberite več o gel baterijah tukaj.

Kot izboljšan analog klasične tekoče baterije obstajajo na trgu spremembe, narejene s tehnologijo EFB. To je enako tekoče svinčeno-kislinsko napajanje, samo da se prepreči sulfiranje plus plošč, so dodatno ovite s poroznim materialom in poliestrom. To podaljša življenjsko dobo običajne baterije.

Uporaba AGM baterij

AGM baterije se pogosto uporabljajo v avtomobilih, ki imajo sisteme start / stop, saj imajo v primerjavi s klasičnimi tekočinskimi napajalniki impresivno zmogljivost. Toda avtomobilska industrija ni edino področje, na katerem se uporabljajo spremembe AGM.

Različni sistemi z lastnim napajanjem so pogosto opremljeni z baterijami AGM ali GEL. Kot smo že omenili, se takšne baterije uporabljajo kot vir električne energije za invalidske vozičke na lastni pogon in otroška električna vozila. V vsakem primeru lahko električna napeljava s posameznim neprekinjenim napajanjem šest, 12 ali 24 voltov vzame energijo iz te naprave.

Ključni parameter, po katerem lahko določite, katero baterijo boste uporabili, je vlečna moč. Tekoče modifikacije se s takšno obremenitvijo ne spopadajo dobro. Primer tega je delovanje avdio sistema v avtomobilu. Tekoča baterija lahko večkrat varno zažene motor, radio snemalnik pa ga bo izpraznil v nekaj urah (o tem, kako pravilno priključiti radio s ojačevalnikom, preberite ločeno), čeprav se poraba energije teh vozlišč zelo razlikuje. Zaradi tega se za zagon uporabljajo klasični napajalniki.

Prednosti in tehnologija AGM baterij

Kot smo že omenili, je razlika med AGM in klasičnimi baterijami le v zasnovi. Poglejmo, katere so prednosti izboljšane modifikacije.

1. Ne boji se globokih izpustov. Vsaka baterija ne prenaša močnega praznjenja, pri nekaterih spremembah pa je ta dejavnik preprosto uničujoč. Pri običajnih napajalnikih na njihovo zmogljivost kritično vpliva pogosto praznjenje pod 50 odstotkov. Baterije je nemogoče shraniti v tem stanju. Kar zadeva tipe AGM, v primerjavi s klasičnimi baterijami prenašajo približno 20 odstotkov več izgub energije brez resne škode. To pomeni, da večkratno praznjenje do 30 odstotkov ne bo vplivalo na delovanje baterije.
2. Ne boji se močnih pobočij. Ker je ohišje akumulatorja zatesnjeno, se elektrolit ob prevrnitvi ne izlije iz posode. Absorbiran material preprečuje prosto gibanje delovne snovi pod vplivom gravitacije. Vendar baterije ne smete hraniti ali uporabljati na glavo. Razlog za to je, da v tem položaju naravno odvajanje odvečnega plina skozi ventil ne bo mogoče. Odtočni ventili bodo na dnu, zrak sam (njegov nastanek pa je mogoč, če je kršen postopek polnjenja - prekomerno polnjenje ali uporaba naprave, ki izda napačno napetost) se bo premaknil navzgor.
3. Brez vzdrževanja. Če baterijo uporabljate v avtomobilu, postopek polnjenja količine elektrolita ni naporen in ne škodljiv. Ko se pokrovi pločevink odvijejo, iz posode v majhni količini prihajajo hlapi žveplove kisline. Iz tega razloga mora biti servisiranje klasičnih baterij (vključno s polnjenjem, saj morajo biti banke trenutno odprte) v dobro prezračevanem prostoru. Če baterija deluje v bivalnem okolju, jo je treba zaradi vzdrževanja odstraniti iz prostorov. Obstajajo električne inštalacije, ki uporabljajo sveženj velikega števila baterij. V tem primeru je njihovo delovanje in vzdrževanje v zaprtem prostoru nevarno za zdravje ljudi, zato se v takih primerih uporabljajo baterije, izdelane s tehnologijo AGM. Elektrolit v njih izhlapi le, če je kršen postopek polnjenja in jih ni treba servisirati skozi celotno življenjsko dobo.
4. Ni predmet sulfacije in korozije. Ker elektrolit med delovanjem in pravilnim polnjenjem ne zavre ali izhlapi, so plošče naprave v stalnem stiku z delovno snovjo. Zaradi tega se postopek uničenja v takšnih virih energije ne pojavi. Izjema je enako nepravilno polnjenje, pri katerem se moti rekombinacija nastalih plinov in izhlapevanje elektrolita.
5. Ne boji se vibracij. Ne glede na položaj ohišja akumulatorja je elektrolit nenehno v stiku s ploščami, saj je steklena vlakna tesno pritisnjena na njihovo površino. Zaradi tega niti majhne vibracije niti tresenje ne povzročajo kršitve stika teh elementov. Zaradi tega je te baterije mogoče varno uporabljati v vozilih, ki pogosto vozijo po grobem terenu.
6. Stabilnejši pri visokih in nizkih temperaturah okolice. V baterijski napravi AGM ni proste vode, ki bi lahko zmrznila (med kristalizacijo se tekočina razširi, kar je pogosto razlog za razbremenitev ohišij) ali pa med delovanjem izhlapi. Iz tega razloga izboljšana vrsta napajalnikov ostaja stabilna pri zmrzali -70 stopinj in vročini +40 stopinj Celzija. Res je, da se v hladnem vremenu praznjenje zgodi tako hitro kot pri klasičnih baterijah.
7. Hitreje se polnijo in v krajšem časovnem obdobju oddajo večji tok. Drugi parameter je zelo pomemben za hladen zagon motorja z notranjim zgorevanjem. Med delovanjem in polnjenjem se take naprave ne segrejejo. Za ponazoritev: med polnjenjem običajne baterije se približno 20 odstotkov energije pretvori v toploto, medtem ko je pri spremembah AGM ta parameter znotraj 4%.

Pomanjkljivosti baterij s tehnologijo AGM

Kljub tolikšnemu številu prednosti imajo baterije tipa AGM tudi precejšnje slabosti, zaradi katerih naprave še niso bile široko uporabljene. Ta seznam vključuje naslednje dejavnike:

1. Čeprav so nekateri proizvajalci začeli množično proizvodnjo takšnih izdelkov, so njihovi stroški še vedno dvakrat višji od klasičnih analognih. Trenutno tehnologija še ni prejela pravilnih izboljšav, ki bi znižale stroške izdelkov, ne da bi ogrozile njihovo delovanje.
2. Prisotnost dodatnih materialov med ploščami naredi zasnovo večjo in hkrati težjo v primerjavi s tekočimi baterijami enake kapacitete.
3. Za pravilno polnjenje naprave potrebujete poseben polnilnik, ki stane tudi spodoben denar.
4. Nadzorovati je treba postopek polnjenja, da preprečimo prekomerno polnjenje ali napačno napajanje. Prav tako se naprava zelo boji kratkih stikov.

Kot lahko vidite, akumulatorji AGM nimajo toliko negativnih vidikov, so pa to pomembni razlogi, da si jih vozniki ne upajo uporabiti v svojih vozilih. Čeprav so na nekaterih področjih preprosto nenadomestljivi. Primer tega so velike električne enote z individualnim neprekinjenim napajanjem, skladiščne postaje na sončne celice itd.

Na koncu pregleda ponujamo kratko video primerjavo treh sprememb baterij:

ZA # 26: EFB, GEL, AGM prednosti in slabosti avtomobilskih baterij!

Vprašanja in odgovori:

Kakšna je razlika med AGM in navadno baterijo? AGM je še težji od običajne kislinske baterije. Občutljiv je na prekomerno polnjenje, napolniti ga morate s posebnim polnjenjem. AGM baterije ne potrebujejo vzdrževanja.

Zakaj potrebujete AGM baterijo? Ta napajalnik ne potrebuje vzdrževanja, zato je bolj priročen za uporabo na tujih avtomobilih. Zasnova baterijskega ohišja omogoča, da se namesti navpično (zatesnjeno ohišje).

Kaj pomeni oznaka AGM na akumulatorju? Je okrajšava sodobne tehnologije oskrbe s svinčeno kislino (Absorber Glass Mat). Baterija je v istem razredu kot gel.