Любой двигатель автомобиля состоит из систем и механизмов, тесно взаимодействующих между собой. Но чтобы все системы и механизмы пришли в действие, и двигатель заработал, требуется принудительно привести в действие их. Это в любом авто выполняется электростартером, входящего в систему электрообеспечения. Также при помощи этой системы производится воспламенение рабочей смеси в цилиндрах бензинового силового агрегата. Дополнительно система электрообеспечения отвечает за работу всех электроприборов авто.
Популярный гелевый аккумулятор Varta Ultra Dynamic
Когда двигатель запущен, энергообеспечение производится от генератора авто, которые приводиться в действие от коленчатого вала. Но если двигатель остановлен, генератор электроэнергию не вырабатывает, и обеспечение электроэнергией авто ложиться на внешний источник электропитания – аккумуляторную батарею, сокращенно АКБ.
АКБ – источник питания электроэнергией бортовой сети, которая вырабатывается и накапливается в самом аккумуляторе за счет химических процессов. Является , аккумулятор при надобности отдает энергию на источники бортовой сети авто. Больше всего заряда батареи расходуется на запуск мотора, после запуска аккумулятор восстанавливает свой заряд от генератора.
Часто даже уже на запущенном двигателе, АКБ приходится частично отдавать свой заряд на поддержание напряжения в бортовой сети. Происходит это, когда помимо системы зажигания бензинового мотора, которая запитывается при работающем двигателе, подключено дополнительно большое количество электроприборов бортовой сети. Генератор в таком случае уже не способен полностью обеспечить энергией сеть и часть ее забирается из аккумуляторной батарей.
Самыми распространенными являются кислотные аккумуляторы. Химическая реакция в них происходит с использованием электролита – смеси кислоты с водой. Но эти АКБ обладают рядом недостатков, среди которых требуемое обслуживание, постоянный контроль за состоянием заряда, выделение опасных паров при подзарядке, соблюдение положения АКБ в авто для предотвращения вытекания электролита, и возможное вытекание его при пробое корпуса.
Гелевые аккумуляторы. Плюсы и минусы
Недавно появились на авторынках новые вид аккумуляторов – так называемый гелевый аккумулятор. Принцип действия гелевого аккумулятора идентичен кислотному, разница лишь в электролите. В гелевых аккумуляторах в электролит добавлены химические элементы, которые обеспечивают ему состояние геля. То есть данный электролит находится в желеобразном состоянии.
У гелевых аккумуляторов немало достоинств по сравнению с обычными кислотными АКБ
Конструктивно у гелевых АКБ имеется ряд преимуществ перед кислотными:
- Гелевые аккумуляторы не требуют обслуживания (корпус их запаян, какие-либо );
- В случае пробоя корпуса электролит через трещину не вытечет;
- При их зарядке, благодаря запаянному корпусу, не происходит выделение ядовитых паров;
На данный момент производятся два типа гелевых аккумуляторов.
Конструкция автомобильного аккумулятора BOSCH с использованием технологии AGM
- Первый тип означается как GEL аккумуляторы. У этих АКБ желеобразное состояние электролита вызвано добавлением в него двуокиси кремния. Данные аккумуляторы обладают большим циклическим ресурсом. В некоторых случаях GEL аккумуляторы способны выдержать до 800 циклов заряда-разряда без потери энергоемкости.
- Второй тип гелевых аккумуляторов обозначается как AGM аккумуляторы. У этих батарей электролит тоже используется кислотный, но сам электролит находится в специальном сепараторе, сделанном из стекловолокна. Данный сепаратор удерживает в себе электролит, чтобы он не мог растекаться. Этот аккумулятор полностью безопасен от паров, поскольку он удерживается в порах сепаратора и дальнейшем снова используется в химических реакциях. Данные АКБ способны выдержать цикл заряда разряда свыше 400 раз.
Видео: Гелевые аккумуляторы Duracell и их устройство
Рабочие положительные качества гелевых аккумуляторов таковы:
- Большой цикл заряда-разряда этих батарей, следовательно, и большой срок службы – 10-12 лет;
- Не обязательная срочная подзарядка АКБ после глубоко разряда. У этих батарей не произойдет осыпание пластин электродов в случае глубокого разряда без быстрого восстановления заряда, как это бывает у обычных кислотных батарей;
- Если батарея простаивает без работы, потеря энергии у данных АКБ происходит значительно ниже, чем у кислотных. Потеря энергии бездействующего АКБ за год – примерно 20%.
Это все, конечно хорошо, но в гелевых аккумуляторов есть и недостатки, причем существенные.
- Первым недостатком является их чувствительность к напряжению заряда. Напряжение, подаваемое на гелевый аккумулятор должно быть не больше 14,4 вольта. При превышении этого значения происходит необратимое разрушения желеобразного электролита, если просто сказать – то электролит тает и восстановить его будет невозможно. А поскольку у многих авто диапазон напряжения в бортовой сети составляет 13-16 вольт, то применять гелевые батареи на них не рекомендовано.
- Вторым недостатком является чувствительность гелевого электролита к низким температурам. При значительном снижении температуры электролит еще больше застывает, что приводит к снижению его показателей в два и более раз. Так что при сильных морозах этот АКБ может силовую установку авто и не запустить.
- Также эти батареи очень «бояться» короткого замыкания. Даже незначительное и кратковременное кратковременное замыкание может полностью испортит батарею.
Гелевые аккумуляторы. Технические характеристики
Гелевый аккумулятор технические характеристики имеет такие же, как и обычный кислотный. При выборе такого АКБ важно учитывать некоторые показатели.
Рабочее напряжение – это напряжение электроэнергии на клеммах полностью заряженного АКБ. В гелевых батареях, предназначенных для использования на авто, обычно рабочее напряжение составляет 12 вольт.
Схематичное устройство гелевого аккумулятора
Емкость – характеристика батареи, указывающая на максимальное количество энергии, которая способна удерживать в себе батарея после полной зарядки. Данная характеристика измеряется в ампер-часах, и указывает на время, в течение которого батарея способна обдавать энергию с силой тока в 1 Ампер потребителям. Гелевые автомобильные аккумуляторы емкость обычно имеют, как и кислотные – от 55 до 150 ампер-часов.
Максимальный ток заряда – значение силы тока, которое можно устанавливать при подзаряде батареи. Превышение данного значения ведет к повреждению батареи. Данный показатель зависит от емкости батареи. К особенностям гелевых аккумуляторных батарей также относиться и возможность заряда при больших показателях силы тока, чем кислотные. У некоторых батарей максимальный ток заряда может достигать отметки в 30 ампер.
Максимальный ток разряда – показатель, который характеризует какую максимальную силу тока способен обеспечить аккумулятор в течение 30 секунд. Эту характеристику также называют пусковым током. Данный показатель тоже зависит от емкости АКБ. Пусковой ток у автомобильных гелевых АКБ варьируется от 550 до 950 ампер.
Это основные у гелевых аккумуляторов технические характеристики. Хотя часто в документации к АКБ указывается также и температурный диапазон, при котором эти батареи без проблем.
Выбор гелевого аккумулятора
Перед приобретением гелевого аккумулятора нужно поинтересоваться, сможет ли он без проблем работать на авто. Для этого нужно замерить напряжение, которое подается от генератора на батарею для ее подзарядки. Если данный показатель превышает допустимый, в 14,4 вольта, лучше от приобретения отказаться.
Ещё кое-что полезное для Вас:
Видео: Гелевые аккумуляторы Как выбрать гелевый аккумулятор
Далее в технической документации автомобиля следует узнать, батарея какой емкости и силы пускового тока оптимально подходит для авто. Аккумулятор с большими показателями использовать на авто можно, а вот с меньшими – не рекомендуется.
Важно у приобретаемой батареи проверить выходное напряжение на клеммах, оно должно соответствовать заявленному в документации.
И хоть обычно гелевые аккумуляторы по габаритным размерам меньше кислотных, все же лучше замерить, подойдет ли он в аккумуляторную нишу автомобиле.
Следует также учитывать расположение клемм на батарее, иначе придется впоследствии удлинять провода, идущие к батарее, чтобы ее подключить.
Автомобильная промышленность развивается стремительными темпами. Новые технологии и устройства появляются, обгоняя друг друга, предлагая множество альтернатив традиционным, быстро устаревающим механизмам и решениям. Технический прогресс коснулся даже такого, казалось бы, традиционного элемента, как аккумуляторная батарея. Еще совсем недавно аккумулятор являлся достаточно консервативным устройством, суть выбора которого сводилась к уточнению мощности, полярности и расположения контактов.
Сейчас к этому добавляется еще и тип, а также принцип работы. В последнее время широкое распространение получил гелевый аккумулятор. Плюсы и минусы его достаточно противоречивы. Но эти АКБ имеют некоторые преимущества перед традиционными источниками энергии в автомобиле.
Устройство и принцип действия автомобильного аккумулятора
Для начала следует изучить устройство обычного АКБ, чтобы понять, какие у гелевого аккумулятора плюсы и минусы. Обычный свинцово-кислотный элемент представляет собой герметичный корпус, который разделен на шесть отсеков.
В последних расположено множество свинцовых пластин (плюсовых и минусовых). Эти пластины залиты электролитом, что представляет собой слабый раствор серной кислоты. Она служит для выработки электричества пластинами. Отсеки разделены между собой герметичными перегородками, а плюсовые и минусовые пластины соединены между собой.
Технологии гелевого аккумулятора
Основное и главное отличие такого аккумулятора от обычного - отсутствие жидкого электролита в банках. Вместо него проводником электричества выступает специальный состав, напоминающий гель (отсюда и название).
Он изготавливается на основе двуокиси кремния, в отличие от кислоты на основе серы в простых аккумуляторах. Этот гель полностью заполняет свободное место внутри банок и не позволяет пластинам оставаться открытыми, окружает их своеобразной губкой и предохраняет пластины от осыпания - главного врага традиционных батарей.
Устройство
Давайте рассмотрим устройство гелевого аккумулятора. Как и обычная АКБ, гелевая состоит из нескольких банок, соединенных последовательно. В отличие от свинцового, который можно обслуживать, заливать или выливать из него электролит, гелевый полностью герметичный. Более того, разбирать его крайне не рекомендуется.
Запаянный корпус с гелеобразным электролитом не сообщается с атмосферой, поддерживая внутренне соотношение содержания газов в нем. Поэтому на таких аккумуляторах нет вентиляционных отверстий или пробок, как в обычных, которые надо открывать при подзарядке, чтобы пары электролита выходили наружу. Отверстие все же есть, но это самоуплотняющийся клапан, что регулирует внутреннее давление внутри корпуса аккумулятора. Пластины изготавливаются из особого очищенного свинца, который обладает малым сопротивлением. Это и дает основное преимущество такому типу аккумуляторов - быстрый заряд и хорошую отдачу тока.
Разновидности гелевых АКБ
Гелевые автомобильные аккумуляторы бывают двух типов, и делятся по способу производства. Первые - это GEL. Гелевый электролит вместо обычного водного раствора серной кислоты. Второй тип - AGM.
В таких аккумуляторах электролит и сами пластины заключены в особые пористые сепараторы из стекловолокна. Пластины представляют собой закрученные в рулон решетки из очищенного свинца на манер электролитических конденсаторов. Второй тип в настоящее время получил более широкое распространение, так как способен выдерживать более тяжелые условия и отдавать хороший ток при равных условиях.
Что такое гель
Непосредственно сам гель представляет собой все тот же электролит, в который добавлена двуокись кремния, что и придает ему консистенцию густого желе. Основной плюс здесь в том, что все процессы по рекомбинации элементов, а точнее, освободившихся в результате реакции водорода и кислорода проходят не в свободном пространстве над самим электролитом, а непосредственно в нем, в пузырьках, образующихся в геле.
Поэтому и результаты реакции остаются внутри самого корпуса. Гель в силу своей вязкости не дает осыпаться пластинам со временем.
Преимущества
Какие имеют гелевые аккумуляторы для авто плюсы и минусы? Положительных сторон у такого типа батарей, судя по описанию устройства, должно быть много, и это действительно так. Давайте внимательно изучим гелевый аккумулятор. Плюсы и минусы у него следующие:
- Необслуживаемая конструкция - герметично запаянный корпус с двумя выводами для клемм. Нет нужды что-то подливать или открывать - система полностью замкнутая на весь срок службы. Поскольку нет никаких отверстий, электролит не испаряется и его уровень не понижается. Вследствие этого пластины всегда находятся в электролите и они не осыпаются со временем, снижая ресурс.
- Благодаря тому, что отсутствуют вентиляционные отверстия, батарея никак не сообщается с атмосферой. Из-за этого сфера применения таких аккумуляторов значительно расширяется. Их можно использовать в любых условиях, в том числе и в быту.
- Вследствие герметичности и прочности конструкции, хранение и эксплуатация аккумулятора возможна в любом положении. Корпус также выдерживает большие нагрузки. При ударе, если корпус и расколется, электролит не вытечет, а в конструкциях AGM - и подавно.
- Более качественный исходный материал для пластин подразумевает улучшенные характеристики. Это большее напряжение разряда и заряда. На практике это означает больший ток при запуске двигателя и быструю зарядку. На полный заряд уходит около 2-х часов против 10-12 у обычного аккумулятора).
- Увеличенный ресурс. Благодаря вышеперечисленным особенностям конструкции, гелевый аккумулятор при соблюдении условий эксплуатации способен прослужить втрое дольше обычного кислотного.
- Устойчивость к глубоким разрядам и их количеству. Обычный свинцово-кислотный аккумулятор выдерживает максимум 20-30 полных разрядов при прочих идеальных условиях. Гелевый аналог может выдержать до 400 циклов разряда.
- Высокая остаточная емкость при простое. За год гелевый аккумулятор для автомобиля разряжается максимум на 20%. Обычный элемент разрядится полностью за гораздо меньший срок.
Недостатки гелевых АКБ
- Первый недостаток - чрезмерно высокая цена, которая минимум в 3-4 раза выше обычных аккумуляторов. Сопоставляя цену с ресурсом, можно понять, что срок эксплуатации одного гелевого аккумулятора равен сроку 3-х обычных, а по стоимости они получаются равны. Поэтому экономия здесь присутствует только в тратах времени на обслуживание, которая весьма условна.
- Второй негативный фактор - чувствительность к величине напряжения зарядного тока. Для долговременной и по-настоящему эффективной работы гелевого аккумулятора состояние системы электрооборудования автомобиля должно быть безупречным. Отклонения напряжения от номинальной величины губительны для такого аккумулятора. В гелевых АКБ электролит просто тает с последующей утратой части емкости, компенсировать эту утрату нечем. Поэтому регулятор напряжения генератора должен быть в идеальном состоянии, чтобы не допустить выхода напряжения за рекомендуемые пределы.
- Третий существенный недостаток - нетерпимость к низким температурам. На морозе при -30 и ниже емкость такого аккумулятора катастрофически снижается вследствие замерзания гель-электролита и неспособности выполнять свои функции. При постоянной эксплуатации на холоде этот элемент быстро выходит из строя.
Перед покупкой обязательно следует изучить все про гелевый аккумулятор, плюсы и минусы в том числе.
Следует убедиться в полной исправности своей системы электрооборудования. Как уже говорилось, перезаряд способен привести в негодность такой аккумулятор за несколько месяцев. Для предохранения от этой неприятности можно поставить специальный вольтметр с реле. Он будет отслеживать величину зарядного тока. Необходимо позаботиться об утеплении аккумулятора зимой. А еще лучше - припасти для холодов обычный, классический АКБ.
Как заряжать гелевый аккумулятор
Его необходимо подзаряжать так же, как и обычный. Отличия, по сути, только в методе работ. Как зарядить гелевый аккумулятор? Величина тока устанавливается в 1/10 от номинальной емкости, а напряжение должно автоматически расти по достижении 13-14 вольт.
После этого зарядка идет постоянным, неизменным напряжением с постепенным снижением тока. Обычные автоматические ЗУ с этим легко справляются. Следует отметить, что восстановиться такой аккумулятор должен полностью. Неполная зарядка может привести к потере емкости.
Кому нужен такой аккумулятор?
Итак, мы выяснили, какие имеет гелевый аккумулятор плюсы и минусы. Основная сфера применения таких АКБ - автомобили с развитой системой электрооборудования, с множеством дополнительных компонентов, которые требуют много тока за короткий промежуток времени. Например, это могут быть мощные мультимедийные системы. В таких условиях максимально себя раскроют гелевые автомобильные аккумуляторы. Плюсы и минусы таких устройств примерно равны.
Также эти аккумуляторы широко применяются в системах электрооборудования лодок и яхт - отсутствие необходимости часто их заряжать, а также устойчивость к механически воздействиям делают их наилучшими кандидатами на источники тока в таких условиях.
Гелевые аккумуляторы: отзывы
Плюсы и минусы данного типа АКБ достаточно противоречивы. С одной стороны, тех, кто выбрал такой тип аккумулятора, привлекает повышенный ресурс, широкие возможности и универсальность. С другой стороны, высокая цена все-таки не оправдывает всех достоинств. Таким образом, отзывы свидетельствуют, что такие аккумуляторы - нишевый продукт, который по-настоящему эффективен только при соблюдении всех условий эксплуатации и где достоинства перевешивают недостатки, либо ими в определенные моменты можно пренебречь.
Нужно ли покупать такую АКБ сейчас? Ответить довольно трудно. Однако если бюджет у вас ограничен, лучше приобрести качественный свинцовый аккумулятор, нежели дешевый гелевый аналог. Последний явно прослужит не больше одного-двух лет.
Свинцово-кислотные АКБ являются более распространенными, чем щелочные аналоги. К примеру, на автомобилях устанавливаются батареи только этого типа. А вот с гелевыми аккумуляторами знакомы лишь единицы. Так как они появились в продаже сравнительно недавно, то рассчитывать на объективные отзывы пользователей или хоть какую-то статистику не приходится.
В этой статье автор предлагает читателю подробный, изложенный в доступной форме анализ всех особенностей, характеристик, плюсов и минусов гелевых акумуляторов. На основе такого обзора несложно понять, что занести в графу плюс, а какие моменты позиционировать как минус образцов подобного типа.
Правильное название – гелевый аккумулятор, от слова «гель». А гелиевый АКБ (что иногда встречается в текстах) – не более чем ошибка правописания.
Общие сведения о гелевых АКБ
Не зная особенностей гелевых батарей, все остальное понять будет сложно, равно, как и по достоинству оценить их плюсы, минусы и целесообразность установки на личное авто.
В чем разница между традиционными батареями и гелевыми?
В привычных для нас свинцово-кислотных АКБ токопроводящей средой является электролит (). Так называется раствор (водный) серной кислоты, который или приобретается, или готовится самостоятельно. В аккумуляторах гелевых он присутствует, но в иной консистенции – в виде желеобразной массы. Вот ее-то и именуют гелем, то есть двухкомпонентной средой, характеризующейся специфическими свойствами.
Разновидности гелевых АКБ
Отличие – в технологии производства.
GEL. В электролитическую массу вводится двуокись кремния, которая способствует ее «загустению» и превращению в желе.
AGM. Конструктивное исполнение таких гелевых аккумуляторов иное. Между электродами батареи помещаются так называемые сепараторы, которые изготовляются на основе стекловолокна. Этот материал пористый, а значит, удерживает раствор и не позволяет ему растекаться по объему. В результате получается подобие желе и достигается идентичный эффект.
Особенности
Плюсы
Не требуется обслуживание. Что такое снижение уровня электролита в свинцово-кислотных АКБ, необходимость поиска и доливки воды (причем не любой, а дистиллированной) знают все. При использовании батарей гелевых все эти проблемы снимаются.
Мелкие повреждения корпуса не приводят к быстрому выходу аккумулятора из строя. Опять-таки, сравниваем с традиционными батареями. Даже микроскопическая трещина вызывает «осушение» АКБ, так как электролит попросту вытекает. Для образцов гелевых такие повреждения некритичны из-за густой консистенции токопроводящей среды.
Рекомбинация газов практически 100% (для батарей AGM; у GEL-моделей показатель несколько ниже). Что это дает? Во-первых, они не выходят наружу, и нет необходимости постоянно контролировать чистоту диффузионного отверстия. Именно их загрязнение было одной из основных причин, по которым аккумуляторы старого типа буквально взрывались.
Во-вторых, газы, «спрятавшиеся» в порах сепараторов, при зарядке АКБ участвуют в процессе, тем самым поддерживая его энергоемкость на неизменном уровне. Недаром производители гарантируют около 400 циклов зарядки/разрядки гелевых моделей.
В-третьих, в период хранения таких батарей ток саморазряда практически на нулевом уровне. Расчеты показывают, что потеря емкости, даже при самых неблагоприятных условиях, не более 18 – 20%.
- Отсутствие риска осыпания пластин. Весомый плюс, если учесть, что это одна из основных «болячек» обычных АКБ.
- Длительный срок службы. У гелевых аккумуляторов он примерно в 2,5 – 3 раза выше, чем у свинцово-кислотных (до 12 – 14 лет).
- Сохранение работоспособности при любом положении. У обычного АКБ на крутых спусках/подъемах электролит может частично выплескиваться.
- Пусковой ток высокий. Следовательно, проблем с запуском двигателя, при любых условиях (например, при сильных морозах) обычно не бывает (в идеале). Далее есть пояснение к этому пункту.
Минусы
Чувствительность к параметрам питающей сети. Именно поэтому для гелевых батарей понадобится специальный зарядник, а установить их получится не на любой автомобиль. Если «железный конь» изначально был укомплектован обычным, свинцово-кислотным аккумулятором, то вместе с приобретением гелевого придется монтировать и включать в цепь промежуточный блок.
Необходимость постоянного контроля степени заряда АКБ. Для свинцово-кислых аналогов это не так актуально, а для аккумуляторов гелевых имеет большое значение. Избыточный заряд во многих случаях бывает губительным, вплоть до разрыва корпуса. Процесс закипания электролита протекает по-иному, чем в обычных батареях. Образуется множество пузырьков, которые впоследствии могут трансформироваться в один большой. А это – резкое повышение давления внутри АКБ.
Проблема решается просто – установкой клапана сброса. Нюанс в том, что он бывает не у всех моделей гелевых аккумуляторов. И вот если его нет, то у автовладельца одной «головной болью» становится больше.
Зависимость срока эксплуатации от корректности работы реле-регулятора. Большие скачки напряжения провоцируют ускоренное окисление пластин. Снижается эн/емкость, время заряда аккумулятора увеличивается – это основные последствия негативного воздействия данного устройства.
Дело в том, что параметры большинства реле лежат в пределах (по напряжению, В) 13 – 16. А гель начинает разрушаться уже при превышении значения в 14,5. И этот процесс необратимый, следовательно, восстановить электролит уже не получится.
Гелевый аккумулятор нужно утеплять. Постоянное воздействие низких температур не лучшим образом сказывается на его долговечности. Застывая, гель изменяет свои основные характеристики. В первую очередь это резко снижает эн/емкость АКБ, и с запуском машины, простоявшей всю ночь под окном, возникнут большие проблемы. Поэтому, кроме самой батареи, придется приобретать и устройство для ее подогрева.
Высокая стоимость. К примеру, АКБ (AGM) на 95 А/ч стоит порядка 17 000 рублей, в то время как его свинцово-кислотный аналог – в пределах 6 000 – 7 000 тысяч.
С учетом особенностей нашего климата, а также некоторой «капризности» гелевых АКБ, спешить менять на них свои свинцово-кислотные батареи вряд ли целесообразно. Тем более что эл/схема большинства бюджетных моделей авто для их подключения не приспособлена. Но это мнение автора. А каково ваше, читатель, на основе изложенной информации? Решайте сами.
Автомобили без аккумуляторов - это просто бесполезные груды металла. Любая аккумуляторная батарея является источником питания для автомобильной бортовой сети, обеспечивающей безопасность езды, охрану и комфортабельность транспорта. Без АКБ машину невозможно будет завести, а сигнализация и многочисленные датчики перестанут работать. Вот почему автовладельцы должны серьёзно относиться к выбору батареи. Любое несовпадение технических характеристик АКБ и потребностей авто может привести к неполадкам или даже повреждениям транспортного средства, после чего потребуется дорогостоящее восстановление. Сильнее всего тратится энергия на запуск двигателя, затем её можно будет автоматически восстановить от генератора.
Характеристики аккумуляторов различаются по номинальному напряжению:
- 6 вольт - для лёгкой техники, в том числе небольших квадроциклов, багги, мопедов;
- 12 вольт - для габаритных квадроциклов, мотоциклов, всех легковых автомобилей;
- 24 вольт - для спецтехники и тяжёлых дизельных грузовиков.
Таким образом, самыми распространёнными являются аккумуляторы мощностью 12 вольт.
Инновации в электрообеспечении автомобиля привели к созданию прибора, который называется , поскольку в отличие от обычного наполнителя АКБ, здесь присутствует раствор кислоты в виде желе или геля. Первые гелевые АКБ появились в эпоху освоения космоса и стали лидерами по стойкости к полной разрядке. Желеобразная масса способна в несколько раз лучше проводить ток и заряжать активные элементы. Другими словами, и зарядное устройство, и генератор будут давать заряд АКБ этого типа быстрее, что значительно продлит срок её жизни.
Гелевые АКБ имеют ёмкость 12–200 ампер-часов и имеют свои плюсы и минусы, восстановление после разрядки проходит без ущерба для энергоёмкости. Такие батареи не нуждаются в обслуживании и изготавливаются по двум технологиям:
- AGM - Absorptive Glass Mat - переводится как «поглощающее стекловолокно». Электролитом служит обычный раствор серной кислоты, но при этом пустоты между электродами заполняются микроскопическим стекловолокном. Этот материал является сепаратором, не дающим кислоте растекаться. В результате получается единая гелеподобная масса.
- GEL - Gel Electrolite - электролит в виде геля получается в результате добавления в раствор кислоты двуокиси кремния.
Модели гелевых аккумуляторных батарей не слишком разнятся. В общие технические характеристики входят:
- Полипропиленовый ударопрочный корпус;
- Абсолютная герметичность;
- Самоуплотняющиеся герметичные клапаны;
- Клеммы с защитой от коррозии;
- Соединительные цельнолитые массивные элементы;
- Конструкция из скрученных в рулон прочных;
- Решётки из свинца особой очистки.
Во время планового техосмотра проверяют на предмет плотности электролита. Процедура (восстановление плотности) включает в себя долив в аккумуляторную батарею небольшого количества дистиллированной воды. Для гелевых аккумуляторов такая проверка не нужна, поскольку плотная консистенция электролита не теряется со временем, и он не протекает даже при повреждениях пластикового корпуса.
Гелевые аккумуляторы имеют более высокую плотность электролита
Аккумуляторы технологий GEL и AGM
Автомобильный аккумулятор типа AGM содержит почти 100% рекомбинацию газов. В противоположность обычной АКБ, этот тип батареи впитывает порами стекловолокна (сепаратора) все продукты химических реакций (кислород, водород), а не выбрасывает их во внешнюю среду. батареи эти газы возвращаются в состав электролита, таким образом происходит восстановление изначальной энергоёмкости аккумулятора. Минимальная гарантия на срок службы гелевого аккумулятора типа AGM составляет 400 циклов полной зарядки-разрядки. В неподключенном виде это устройство очень медленно разряжается - примерно на 20% общей энергоёмкости в год.
Типа GEL обладает немного меньшей рекомбинацией газов, в остальном его свойства таковы же, что и у типа AGM. Эта модель гарантированно служит 10 лет и выдерживает 800 циклов полной зарядки-разрядки без потери энергоёмкости. После полной разрядки аккумулятор типа GEL не нуждается в срочной подзарядке.
Плюсы и минусы гелевого аккумулятора
Гелевый аккумулятор может применяться только в транспорте, где поддерживается высокоточный механизм заряда. В зарубежных и отечественных автомобилях существует напряжение диапазона 12–16 вольт. Для подзарядки этого типа аккумулятора напряжение не должно превышать 14,4 вольт, иначе гель растает и его невозможно будет восстановить. Также нежелательна эксплуатация гелевого аккумулятора в условиях сильного мороза, который вызовет загустение электролита, потерю его характеристик и понижение мощности АКБ в два раза. Восстановление батареи в таких случаях проблематично.
В чём же состоят плюсы аккумулятора такого типа? Гелевая батарея идеально подходит для тех автолюбителей, которые устанавливают на свой автомобиль дополнительное электрооборудование и усиливают таким образом общую нагрузку на электрическую систему машины. Если в авто есть кондиционеры, телевизоры в подголовниках передних кресел для задних пассажиров, сабвуферы, обогрев салона - всё это может очень . Её можно заменить гелевой, при условии обеспечения правильного напряжения и положительной температуры воздуха. Обязательно перед приобретением такого типа аккумулятора посоветоваться со специалистами лицензионного СТО или автосервиса, ведь может оказаться, что такая технология несовместима с электронной системой вашего автомобиля. Следует также узнать в технической документации своего автомобиля, какие характеристики должны быть у аккумулятора. АКБ с меньшими показателями не рекомендуется, а вот с большими - разрешается. Восстановление систем автомобиля после установки неправильного аккумулятора может стать дорогостоящим ремонтом.
Плюсы гелевого аккумулятора:
- Исключено обслуживание, поскольку в корпусе отсутствуют любые технологические отверстия;
- Во время подзарядки нет выделения ядовитых паров;
- Состояние электролита позволяет устанавливать АКБ в любом положении;
- При повреждении корпуса исключено протекание геля;
- Длительный срок эксплуатации - 10–12.
Минусы гелевой батареи:
- Не рассчитана на службу в условиях сильных морозов;
- Высокая цена - в диапазоне от 12 000 до 21 000 р.;
- Нуждается в высокоточной автомобильной электронике, поскольку на многих машинах внедрён стандартный диапазон напряжения 12–16 вольт.
Таким образом, гелевая АКБ будет отличным вариантом для системы аварийного энергоснабжения, но плохо подходит для эксплуатации в условиях холодного климата.
Гелевые аккумуляторы относительно недавно появились на рынке, поэтому неудивительно, что о них почти никто ничего не знает. В сети довольно часто можно встретить запросы типа: что такое гелевый аккумулятор (или как некоторые пишут гелиевый)? Также довольно часто "Гуглят" как зарядить гелевый аккумулятор или как выбрать зарядное к гелевому АКБ.
Немного покопавшись в Интернете, я так и не нашел исчерпывающего ответа на все вышеперечисленные вопросы. Мне встречались краткие статейки, заметки и предположения, но как по мне этого мало, поэтому решил восполнить пробел и дать полный исчерпывающий ответ на каждый из вышеприведенных вопросов. Сегодня, прежде всего, хочу разобраться, что такое гелевый аккумулятор и чем он отличается от , короче о плюсах и возможных минусах гелевого аккумулятора.
На сегодняшний день, среди специальных "звуковых" аккумуляторных батарей наиболее популярными считаются - герметичные свинцово-кислотные АКБ (VRLA). Их изготавливают по двум технологиям:
1. Gelled Electrolite (GEL) или как их еще называют гелевые аккумуляторы, то есть как вы понимаете электролит в этих аккумуляторах находится в состоянии геля, это происходит за счет содержания в нем соединений кремния.
2. Absorptive Glass Mat (AGM) - пожалуй самая распространенная технология, на ее базе построены аккумуляторы "Optima", за счет чего они могут похвастаться прекрасными электрическими характеристиками. Данная технология базируется на использовании пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора, который пропитан электролитом, позволяющего содержать его в безжидкостном состоянии.
Теперь давайте более детально поговорим о каждом из них, а также о том, чем отличается гелевый аккумулятор от обычного свинцово-кислотного АКБ .
Обычный свинцово-кислотный аккумулятор
В обыкновенной аккумуляторной батарее двуокись свинца является активной массой положительного электрода, чистый свинец - отрицательного, в качестве электролита выступает - водный раствор серной кислоты. В случае разряда батареи активные массы превращаются в сульфат свинца, кислота интенсивно расходуется, при этом выделяются молекулы воды. Во время заряда происходит обратная реакция - решетки электродов, которые удерживают активную массу, легируют 5,5-6,5% сурьмы и 0,1-0,2% мышьяка. Благодаря добавкам улучшается технологичность литья, улучшается твердость и стойкость электродов к коррозии. При этом за счет сурьмы увеличивается расход воды и снижается ЭДС батареи во время ее эксплуатации. Спустя много лет аккумуляторы эволюционировали и доля сурьмы снизилась до 2,5%, а иногда и меньше.
Малосурьмяные аккумуляторы оправдали себя т. к. их обслуживание было менее хлопотным, вместе с тем увеличился их срок службы. Следующим словом в прогрессе аккумуляторов стал кальций, который вытеснил сурьму из отрицательных пластин. В "гибридных" батареях долив стал еще более редким явлением. Использование кальция в положительных пластинах положило начало новой генерации АКБ , которые вообще не требуют долива на протяжении всей своей "жизни". Однако и они несовершенны и способны выйти из строя в случае глубокого разряда. С целю повышения стойкости аккумуляторов, в состав свинцово-кальциевых положительных пластин добавили серебро.
Гелевые аккумуляторы несмотря на свою новизну появились еще во времена когда человечество только осваивало космос. Гель, который образовался в результате внедрения в состав серной кислоты двуокиси кремния, дал возможность получить полную герметичность батареи, поскольку любое газовыделение происходит внутри геля, точнее в его порах. Гелевым АКБ нет равных в стойкости к глубокому разряду, в этом плане они намного долговечные по сравнению с традиционными аккумуляторам. Даже несмотря на очевидные преимущества гелевых батарей они так и не получили признания среди автомобилистов, причиной этого стали - высокие требования к бортовому электрооборудованию и из-за резкого снижения пускового тока в условиях холода.
Самая популярная на сегодняшний день технология AGM (Absorptive Glass Mat) - вернулась к использованию жидкой кислоты, однако теперь удерживание электролита происходило в порах сепаратора, состоящих из ультратонких стекловолокон. Благодаря этой конструкции ученым удалось не только добиться герметичности корпуса, но и к тому же обеспечить работоспособность АКБ даже в случае его нарушения.
AGM-батареи могут похвастаться стойкостью к перепадам температур, глубоким разрядам и вибрациям, они имеют большой срок службы и могут работать в любом положении, как вертикальном, так и горизонтальном. Несмотря на такую, казалось бы, уникальность и неуязвимость. есть у AGM-батареи и слабые места - они боятся перезаряда. В настоящее время по технологии AGM выпускается два вида батарей, как с плоскими так и со спиральными электродами.
Спиральные электроды могут похвастаться более высокими характеристиками токоотдачи, при намного меньшем внутреннем сопротивлении. Этого удается достичь за счет большей рабочей поверхности пластин при одинаковых габаритах. Гелевые аккумуляторы воспринимают глубокий разряд как - штатный режим работы. Такого эффекта удалось достичь благодаря сжиженному состоянию электролита, которое не позволяет ему испариться в случае глубокого разряда, следовательно не произойдет и окисления пластин, которому подвержены практически все обычные аккумуляторные батареи. Даже при самом глубоком разряде, напряжение не упадет ниже отметки 10,5 В, а срок эксплуатации AGM-аккумулятора гарантированно составит не менее 400 циклов разряд/заряд. Более того, если не доводить АКБ до степени глубокого разряда, количество циклов можно увеличить в целых 10 раз, то есть до 4000 циклов. Впечатляет, не так ли? А если к тому же учесть, что в обычных свинцово-кислотных аккумуляторах этот параметр не превышает нескольких десятков циклов, а иногда и того меньше, то гелевые аккумуляторы и вовсе можно считать супер-изобретением.
К положительным качествам гелевого аккумулятора можно отнести также его герметичность. Благодаря тому, что во время работы не выделяются пары электролита, такую АКБ можно смело располагать в салоне машины, кроме того можно не переживать о том, в каком положении он будет находиться, как вы помните это не имеет никакого значения. Гелевый аккумулятор имеет поразительно низкое внутреннее сопротивления примерно (3–4 мОм), что само собой исключает необходимость использования больших емкостных конденсаторов. Внутреннее сопротивление на самом деле очень важно, от него зависит скорость отдачи тока аккумулятора, она почти равна скорости конденсаторов. Это в большей мере заслуга плотно сложенных пластин-электродов, которые выполнены из свинцовых материалов высокой чистоты.
Подведем итоги.
Учитывая вышеизложенное и ознакомившись со всеми особенностями гелевых аккумуляторов, можно сделать вывод, что их применение позволяет "одним махом убить нескольких зайцев". Если использовать гелевый АКБ в паре со свинцово-кислотным можно существенно снизить нагрузку на последний. Например, если первый будет обеспечивать питанием мощную аудиосистему, это позволит минимизировать вероятность непредвиденного полного разряда, а также продлит "жизнь" второму, то есть обычному аккумулятору. Кроме всего прочего, гелевый аккумулятор можно использовать в домашних целях, т. к. он не имеет вредных испарений его можно применять практически в любой нужной вам отрасли.
Рекомендуем посмотреть видео об аккумуляторах и их отличиях друг от друга
