Что такое agm аккумулятор

Что такое AGM аккумуляторы и о чем нужно знать автовладельцам

Большинство автолюбителей считают, что существуют лишь классические кислотно-щелочные аккумуляторы (EFB), более продвинутые расскажут, что есть еще и гелиевые источники питания (GEL). Но мало кто знает о такой технологии для производства аккумуляторных батарей, как AGM. По ценовой шкале такие аккумуляторы находятся где-то посередине между батареями первых двух типов и имеют ряд отличительных параметров. Давайте более подробно рассмотрим аккумуляторы AGM – что это такое, какие плюсы и минусы есть у этих устройств, в каких сферах они применяются. Так же дадим инструкцию по правильной зарядке батарей этого типа.

Краткая история появления

Считается, что первый кислотно-щелочной аккумулятор появился в середине XIX века. Устройство имело большие габариты, быстро разряжалось и требовало тщательности при обслуживании. Шло время. EFB батареи совершенствовались, улучшались их параметры, повышалась долговечность. Но сфера применения их была ограничена, в основном, наземным транспортом.

Появление сложных систем электрооборудования и развитие самолетостроения потребовали более совершенных аккумуляторов, не боящихся опрокидывания, не имеющих проблем с испарением электролита и не требующих пристального контроля со стороны человека. Так, в середине 70-х годов прошлого века появилась новая технология, получившая название AGM.

Отметим, что новшество оказалось настолько удачным, что с середины 80-х годов XX века АКБ, изготовленные по этой технологии, ставились, преимущественно, на американские истребители и бомбардировщики. Лишь несколько десятилетий назад этот тип источников питания стал использоваться и в электрической цепи автомобилей.

Устройство и принцип работы

Независимо от типа аккумулятора, принцип его работы остается неизменным. Свинцовые пластины, выполняющие роль электродов, погружаются в электролитическую жидкость. В результате протекающих физических и химических реакций образуется электрический ток. Подобный принцип используется и в АГМ аккумуляторах, но конструкция их принципиально иная.

Аббревиатуру AGM можно расшифровать, как Absorbent Glass Mat, то есть абсорбирующие стеклянные маты. Они представляют собой пористый материал синтетического происхождения, пропитанный раствором электролита. Структура матов такова, что «ячейки» не заполняются электролитическим раствором полностью – остается место для скопления «гремучего газа».

Автомобильные аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM, имеют шесть банок-отсеков. В каждой из них находятся пластины, изготовленные из очищенного свинца. Абсорбирующие маты, пропитанные электролитом, являются прослойкой между электродами и выполняют роль классических сепараторов.

Устройство AGM батареи плоского типа.

Получается, что химические и физические процессы происходят внутри материала, а не в свободном электролите. Благодаря этому исчезает проблема вытекания и испарения электролита, и появляется возможность установки практически в любой плоскости.

В зависимости от технологии изготовления, AGM АКБ делятся на 2 вида:

Спиральные, в силу конструктивных особенностей, имеют большую площадь электролитов, потому заряжаются быстрее и способны выдавать значительное напряжение.

Преимущества и стоимость

Если сравнить аккумуляторные батареи, выполненные по технологии AGM с классическими EFB, то результаты будут не в пользу последних. Например, одно из преимуществ – устойчивость к глубокой разрядке. Классическую свинцово-кислотную АКБ можно разряжать до 15 % от заявленной емкости, AGM – до 30 % без потери эксплуатационных характеристик.

Другие плюсы можно посмотреть в таблице.

Что касается стоимости, то она выше, чем у классических аккумуляторных батарей, но ниже, чем у гелиевых.

Ориентировочные цены следующие:

Как видите, источник питания, изготовленный по AGM технологии, является «золотой серединой» при этом превосходит по эксплуатационным параметрам кислотно-щелочные АКБ и не уступает гелиевым.

Недостатки

Пожалуй, в современном техническом мире нет устройств, которые были бы лишены недостатков полностью. И рассматриваемый тип АКБ не является исключением. Несмотря на все старания инженеров, не удалось избавиться от многих минусов, характерных и для батарей других типов:

В некотором роде недостатком является и наличие предохранительного клапана VRLA. Инженерам не удалось полностью искоренить выделение водорода при эксплуатации, поэтому для защиты источника питания от повышения давления газа используется клапан особой конструкции. В перевернутом состоянии он выходит из строя, поэтому аккумулятор нельзя устанавливать вверх дном, что в некоторых случаях является значительным неудобством.

Существенным недостатком, ограничивающим массовую установку в автомобилях, является необходимость применения специального зарядного устройства. Стоит оно дороже, чем привычные нам ЗУ, потому не каждому автовладельцу по карману. Однако, если ваша машина оснащена системой «старт/стоп», то AGM АКБ будет установлена заводом и нужно знать, как ее заряжать.

Как заряжать?

Щепетильный подход к зарядке AGM аккумулятора связан с ее конструктивными особенностями. В классические источники питания, даже если они являются необслуживаемыми, можно долить электролит, испарившийся при неправильной зарядке, но в AGM этого сделать нельзя. Также нельзя долго хранить такую батарею в незаряженном состоянии, поэтому особое внимание уделяется «режиму» хранения. В связи с этим, зарядное устройство должно иметь как минимум два режима работы – основной заряд и хранение. Кроме того, важен контроль температуры электролита, подаваемого напряжения и силы тока.

Всего можно выделить 4 режима зарядки:

В зависимости от цели, применяются три метода зарядки, характеризующиеся различными параметрами подаваемого тока. Подробности смотрите в таблице.

Источник

Что такое AGM аккумулятор: преимущества и недостатки

При этом аккумуляторы АГМ не являются гелевыми. Хотя гелевый аккумулятор GEL и AGM VRLA Battery относятся к одному классу, гелевые АКБ изготовлены по другой технологии (электролит находится в гелеобразном состоянии). Также отдельные особенности не позволяют аккумуляторам AGM полностью конкурировать с гелевыми аналогами. Подробнее читайте в нашей статье.

История возникновения

AGM – это аббревиатура, которая расшифровывается как Absorbed Glass Mat, что дословно в переводе с английского означает «абсорбированные стеклянные пластины» или «абсорбированное стекловолокно». Это значит, что внутри нет жидкого электролита, а вместо него находится пропитанное стекловолокно. Технология была запатентована в 1980 году. Но сама идея создания появилась гораздо раньше в послевоенные годы в Германии. Одному фотографу пришла мысль загустить электролит в аккумуляторе, чтобы он не проливался.

AGM аккумулятор

Как и многие другие инновации, AGM аккумуляторы сначала применялись на военных самолетах. Такие АКБ как нельзя лучше подходили для них, так как могли эксплуатироваться в любом положении. И по сей день они применяются на истребителях F16.

Американская компания Concorde выпустила первую AGM батарею для коммерческого использования в 90-х годах. По объективным причинам они не смогли полностью вытеснить с рынка жидкостные АКБ, которые имели преимущества, главным образом в цене. Но AGM батареи смогли найти свою нишу на рынке премиум-автомобилей, мотоциклов, солнечных батарей, кинотехнике и др.

Когда и почему появилась технология AGM?

Датой рождения первого аккумулятора считают 1860 год. С тех пор он постоянно совершенствовался. Менялись материалы, габариты, конструкция. Шли годы, и даже самые лучшие из классических свинцово-щелочных аккумуляторов (EFB) — перестали удовлетворять запросам времени. Требовалось уникальное и смелое решение, как в конструкции, так и в самом принципе действия аккумуляторных батарей. Своим появлением AGM технология (Absorbent Glass Mat — влагопоглощающие стеклянные маты) обязана инженерам американкой компании Gates Rubber Company. Без малого пятьдесят лет назад именно ими было предложена альтернатива классическому жидкостному аккумулятору.

Устройство AGM аккумуляторов

AGM батареи относятся к классу необслуживаемых. То есть, они имеют абсолютно герметичный корпус. Внутри корпуса находятся положительные и отрицательные пластины из свинца. Применяется только высокоочищенный свинец. Между пластинами расположены вкладки из стекловолокна. Они играют роль сепараторов или разделителей. Это пористый диэлектрический материал с нейтральными свойствами, который на 95% пропитан электролитом. Он удерживается внутри. Также в стекловолокно добавлен алюминий, чтобы снизить внутреннее сопротивление. Это свойство позволяет очень быстро заряжать устройство и отдавать ток при необходимости.

Устройство AGM аккумулятора

Аккумулятор разделен на шесть отсеков или банок. На каждый из них приходится напряжение по 2В. Отсеки связаны металлическими контактами, которые выходят на клеммы. Пластины могут быть скручены в рулоны. Тогда они имеют форму цилиндров. Такой прием помогает повысить виброуствойчивость и прочность. Цилиндрические формы также имеют преимущество в отдаваемом токе. От 500 до 900 ампер против 200 А от обычных АКБ.

Способность быстро заряжаться и отдавать большой ток объясняется меньшей поляризацией или сопротивлением пластин. В АКБ с жидким электролитом на стенках свинцовых пластин скапливаются пузырьки газа, тем самым понижая площадь контакта с электролитом. В AGM батареях такой проблемы нет. Есть постоянный плотный контакт, что и обеспечивает высокую эффективность.

Также на корпусе имеются клапаны для отвода газов. Как видно, по устройству такие батареи отличаются от обычных только наличием стекловолоконных пластин и герметичной оболочкой.

Таким образом, стандартная AGM батарея состоит из:

Заряд в три ступени

В этом случае используется три промежутка.

Для реализации такого метода необходимо применение устройства на микропроцессорах с возможностью плавного изменения токовых и U характеристик.

При этом время выбирается индивидуально после изучения инструкции к зарядному.

Если аккумулятору уже несколько лет, и он в стадии глубокого разряда, то выставляйте максимальный ток заряда не 10% от емкости, а 2%, чтобы батарея не нагревалась в начальной стадии заряда.

Не рекомендуется превышение температуры батареи более 500С.

С учетом сказанного видно, что зарядка AMG аккумулятора происходит токами, которые мало отличаются от тех, что актуальны для стандартных устройств.

Следовательно, все мифы о необходимости применения гибридных токов, так и остаются таковыми.

Работа AGM аккумулятора

Принцип работы AGM батареи ничем не отличается от обычной АКБ. Ток вырабатывается в результате химической реакции между свинцом и электролитом, а точнее, между диоксидом свинца. Когда АКБ питает потребители, плотность электролита снижается. Получается сульфат свинца, который оседает на пластинах. Поэтому если разрядить полностью простую АКБ с жидким электролитом, она приходит в негодность. Будет невозможно запустить процесс сульфатации в обратном направлении. Слишком маленькая плотность электролита.

В AGM аккумуляторах все по-другому. Даже при глубоком разряде свинцовые пластины не осыпаются, так как электролит удерживается в порах стекловолокна. Такие устройства могут выдержать до двухсот полных разрядов и исправно работать. Процесс сульфатации происходит очень медленно, так как в пластинах низкий уровень электролита. При заряде выделяются газы: кислород и водород, которые удерживаются внутри. Газы получаются в результате разложения воды. Если превысить напряжение при заряде AGM батареи, то выделяется больше газов.

AGM аккумулятор с цилиндрическими отсеками

Корпус батареи герметичный, поэтому предусмотрены клапаны для отвода газов. Такая система называется VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid – свинцово-кислотные с клапаном защиты). Клапаны могут быть отдельно для каждого отсека или один общий.

Чувствительность к перезаряду – одна из главных проблем аккумуляторов, произведенных по технологии AGM.

Зарядка в одну ступень

Является ускоренным вариантом, предусматривается для восстановления заряда, рекомендуется для источников питания, имеющих заряд не ниже 75%.

Особенность методики состоит в подаче на клеммы тока размером 10% от емкости, а напряжение — не больше 14,4 В (Этот метод позволяет использование обычного ЗУ).

При двух и трех ступенчатом цикле такой девайс не позволяет плавно менять и регулировать параметры.

Здесь буферный режим не предусматривается заряд происходит в оптимальном режиме.

Особенности эксплуатации

Чтобы батарея прослужила долго, нужно соблюдать некоторые обязательные правила хранения, эксплуатации и зарядки устройства. При коротком замыкании или повышенном напряжении батарея может выйти из строя, поэтому такие АКБ чаще используют на премиальных автомобилях с функцией Старт-Стоп и хорошей защитой от скачков напряжения.

Эксплуатировать и хранить АКБ можно практически в любом положении. На хранении АКБ нужно периодически проверять и заряжать при необходимости. Следить за состоянием клемм, чистить их от влаги и пыли, так как это повышает саморазряд. AGM аккумуляторы могут храниться долгое время без большой потери емкости. За один год они теряют в среднем всего 15-20% заряда. Это при условии хранения при температуре 5-15°C.

Аккумулятор AGM хорошо переносит минусовые температуры в зимнее время. Но сильные морозы также противопоказаны и снижают производительность.

Меры безопасности при зарядке

Перед зарядкой батареи необходимо внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации ЗУ и разобраться с особенностями его применения.

Кроме указанных в инструкции рекомендациям, необходимо следовать еще ряду советов:

Дополнительные меры безопасности можно найти в мануале к применяемому АКБ и зарядному устройству.

Особенности зарядки AGM аккумуляторов

Не стоит пренебрегать правилами зарядки AGM батарей. На корпусе обычно есть указания с минимальным и максимальным напряжением при зарядке. Даже небольшое превышение может привести к необратимым последствиям для устройства. Поэтому лучше пользоваться специальным зарядным устройством с возможностью регулировки напряжения. Float Charger (плавающая зарядка) подает ток порционно. Зарядка происходит стабилизированным током в четверть от номинальной емкости при температуре 35°С. Например, емкость 80 А/час, ток при зарядке 20 А. При достижении заряда в 2,45 В на каждый отсек ток стабилизируется и постепенно снижается. Устройство не допускает перезаряд, это также важно. Если не соблюдать все эти тонкости, то батарея может значительно потерять в емкости и выйти из строя.

Требования к процессу зарядки и к зарядным устройствам

Как уже было сказано, аккумуляторы AGM и GEL довольно устойчивы к максимальным разрядкам. Гораздо больший урон им могут нанести чрезмерные значения тока и напряжения. Оптимальным током для зарядки считается тот, величина которого составляет 10% от указанной на самой батарее. Например, заряжать аккумулятор AGM с емкостью 32 Ач следует током силой 3,2 А. Это значит, что зарядное устройство (в идеале) обязано иметь функцию регулировки силы тока и напряжения. Для более детального рассмотрения технологии приведения аккумулятора в рабочую кондицию опишем процесс по пунктам:

Важно! Зарядка АКБ AGM током большей силы существенно сократит время зарядки, но может нанести и вред аккумулятору. Поэтому прибегать к такому режиму следует только в исключительных случаях!

Относительно самих зарядных устройств отметим, что выбор их на российском рынке достаточный, чтобы подобрать оптимальный вариант. Можно выбрать универсальное — с регулировкой тока и напряжения, а можно обойтись и узкоспециализированным, где сила тока — фиксированная (0,1А, 0,2А, 0,3А и так далее). Диапазон цен на «зарядки» составляет от 1500 до 12 тыс. рублей.

Преимущества и недостатки

Несмотря на все нюансы в эксплуатации, AGM батареи имеют немало плюсов. Среди них:

К главным недостаткам относятся:

Как видно, минусов не так много, но именно они мешают широкому распространению AGM аккумуляторов. Но в определенных областях, таких как обслуживание большегрузных автомобилей, автономных модулей, станций, накопление энергии солнечных батарей, такие устройства просто незаменимы. Благодаря своим значительным преимуществам в будущем AGM вытеснят обычные батареи во всех сферах.

Зарядка в две ступени

Такой вариант рекомендуется большей частью производителей. Главные плюсы — экономия по времени и сохранение характеристик.

Суть состоит в прохождении двух этапов:

Как выбрать?

При пуске от AGM в среднем отбирается не больше 1% заряда, так что этот аккумулятор будет подходящим тем, кто вынужден часто глушить и заводить двигатель.

Про технологию

Конструктивно классический АКБ представляет собой внешнюю оболочку, разделенную внутри на секции. В каждую из секторов заливается подготовленный электролит соответствующей плотностью.

Внутрь погружаются пластины, которые делятся на сепараторы с помощью специального пластика. При этом между «+» и «-» появляется потенциал.

В AGM-технологии между пластинами находится стекловолоконный наполнитель, который и напитан электролитам.

При этом поры материала не полностью вымачиваются. Остается также ряд пустых полостей, необходимых для рекомбинации газов.

С позиции химической составляющей батарея AGM аналогична классическим источникам питания, но с небольшими изменениями в конструкции (о них упоминалось выше).

Кроме того, АМГ устройства делаются в виде плоской или спиральной конфигурации. Последний вариант изготавливается только в Северной Америке, а второй также выпускается в ЕС.

Применение элементов в виде спирали позволяет добиться большей площади контакта, что позволяет выдавать больший ток и быстрей принимать заряд. При этом уменьшается емкость АКБ, что считается недостатком.

Оба варианта имеют преимущества и применяются при установке на авто. При этом спиральная версия Spiral Cell официально появилась в Швеции. Патент на нее получила местная фирма Optima Batteries.

Получается, что зарядный / разрядный ток отличается с учетом технологии изготовления.

АКБ с плоской формой компонентов имеют много общего с аккумуляторами стандартного типа, а вот спиральная версия в этом отношении больше отличается.

Почему не стоит заводить авто с AGM батареей методом прикуривания

Распространенная ситуация зимой, когда при разрядке АКБ мы прикуриваем машину от батареи другого автомобиля.

В случае с АГМ так делать нельзя. Разрядка источника питания может свидетельствовать о его поломке, к примеру, из-за внутреннего КЗ.

Это значит, что серная кислота вытекла из пространства между пластинами, и осталась только вода.

В связи с неполным перемешиванием электролита в банках AGM аккумулятора, сопротивление внутри матов разряженной батареи разное.

При поступлении большого ток заряда на участки, где сопротивление слишком большое, возникнуть зоны повышенного нагрева, в которых начнет активно испарятся вода.

В дальнейшем она начнет кипеть, а ток, который перестал «поглощаться» становится лишним и закусает процесс электролиза, а к чему это приведет вы уже читали выше в разделах «К чему приводит неправильная зарядка» и «Что такое терморазгон», повторятся не будем.

ПО ОДЕЖКЕ И ПО УМУ

Амперметры с вольтметрами пока отложим в сторону и глянем на этикетки. Самый высокий заявленный ток, 750 А, оказался вовсе не у AGМ-батареи, а у обычной Deka Gold. Самые скромные токовые заявки — у обычных же «Боша» и «Варты»: по 540 А.

Средняя масса AGМ-батарей почти на полтора кило больше. Самой легкой в стане AGМ оказалась модель MOLL 8 10 60 — она легче обычных «Деки» и «Баннера»!

И это явный симптом последующей неудачи в испытаниях: в батарею явно чего-то недоложили. Победитель теста, которого назовем чуть позже, оказался на два с лишним килограмма тяжелее.

Заявленная емкость участников — от 60 до 63 А·ч.

Цена обычных батарей — от 3000 до 4800 рублей. AGМ вдвое дороже: от 6300 до 7750 рублей. Самая дорогая парочка — у «Деки»: 4800 и 7750 рублей! А в дешевые дуэты угодили «Бош» и «Варта». Чего только не бывает на свете!

Теперь переходим к электрическим замерам. Нас интересуют резервная емкость, энергия при —18 и —29 °C, а также способность полностью разряженных батарей принимать заряд.

Плюсы и минусы

Растущая популярность батарей AGM объясняется гораздо большей эффективностью, чем свинцово-кислотных аккумуляторов. Батарея АГМ имеет меньшее внутреннее сопротивление, заряжается в 5 раз быстрее и способна лучше переносить нагрузки. Эффективность AGM не 70%, как в случае со свинцово-кислотными АКБ, а все 95%. Не менее важно и то, что в случае переворачивания батареи или ее повреждения в ДТП отсутствует риск пролития агрессивного электролита.

Правда, есть один серьезный недостаток – более высокая стоимость. Но автопроизводители готовы мириться с этим, тем более что АГМ аккумулятор весит немного меньше, чем обычный.

К сожалению, АКБ типа АГМ, как и литий-ионные элементы, чувствительна к условиям эксплуатации, включая рабочую температуру и зарядку. Несоблюдение правил может привести к выходу из строя батареи или даже к «взрыву».

Нужно ли использовать гибридные токи

Такой вопрос впервые появился применительно к гелевым аккумуляторам, в которых действительно нужно менять напряжение с учетом уровня заряда АКБ.

В случае AGM необходимо использовать те же токи, что и для обычных источников питания. Каких-то отдельных рекомендаций в этом отношении не предусмотрено.

Особенность в том, что у некоторых АГМ аккумуляторов предусмотрен еще режим хранения (буферный), где принцип заряда немного отличается. Как это происходит, рассматривалось выше.

Источник