Что такое vrla аккумуляторы
Технология VRLA
Что такое VRLA аккумуляторы
Главным недостатком в эксплуатации старых обслуживаемых аккумуляторов является выкипание жидкости, из-за чего приходится регулярно проверять уровень электролита в АКБ и при необходимости доливать внутрь дистиллированную воду. Если не следить за уровнем жидкости в батарее, то металлические части свинцовых решёток оголяются и они быстрее разрушаются.
Современные необслуживаемые аккумуляторы не нуждаются в подобном контроле, что в разы улучшает их эксплуатационные качества.
Технология VRLA, иначе Valve Regulated Lead Acid, переводится как кислотный аккумулятор с регулировочным клапаном. Корпус таких АКБ закрытый, но в случае повышения внутреннего давления срабатывает система предохранения и аккумулятор продолжает исправно работать.
Вода из батареи испаряется в редких случаях, например, при длительной зарядке. Предохранительный клапан в обычном состоянии закрыт, но если давление внутри аккумулятора возрастает, то небольшой излишек газов будет сброшен через отверстие автоматически. VRLA-аккумуляторы не нуждаются в доливе дистиллята в течение всего срока эксплуатации, не выделяют водород и кислород. В качестве ухода можно отметить:
Особенности технологии
АКБ с регулирующим клапаном могут быть двух видов:
Герметичная неразборная конструкция аккумуляторов VRLA в сочетании с составом материалов начинки и электролита позволяет создавать своеобразный круговорот воды в АКБ. Во время работы батареи вода из электролита расщепляется на молекулы кислорода и водорода, которые соединяются между собой и возвращаются обратно в состав электролита. Рекомбинация молекул происходит на высоком уровне и достигает значений в 99%. И очень малая часть отхожих газов скапливается внутри АКБ. Когда уровень давления в VRLA-аккумуляторе достигает предела, накопленный газ сбрасывается специальными клапанами в атмосферу.
Где применяются VRLA АКБ
Благодаря устойчивости к глубокому разряду, надежности и высокому сроку службы, VRLA-аккумуляторы широко применяются не только в качестве стартерных автомобильных батарей, но и в качестве источника питания для инвалидных колясок, машин для гольфа, лодок и иных устройств, где необходим надежный источник энергии.
Благодаря регулировочному клапану, который срабатывает автоматически от избыточного давления внутри корпуса, появилась возможность отказаться от устаревшего корпуса батарей с закручивающимися пробками. Неразборная конструкция обеспечивает увеличение срока службы АКБ, а фактор устойчивости к глубоким разрядам позволил использовать их в устройствах, которые нуждаются в бесперебойном питании.
Как заряжать VRLA батареи
При зарядке гелевого аккумулятора нужно контролировать процесс, чтобы не допустить чрезмерного газообразования внутри батареи. Если идет подача напряжения свыше 15 Вольт, то количество электролита уменьшается, от пластин отделяется желеобразная масса, что ведёт за собой снижение емкости аккумулятора и его выход из строя. Для того, чтобы продлить срок службы гелевого АКБ, для зарядки стоит использовать специальные устройства, в которых электричество на клеммы подаётся с автоматическим контролем силы тока и напряжения и регулируется с учетом температуры аккумулятора и степени его заряда.
Зарядка AGM аккумуляторов должна проводиться с учетом следующих параметров:
Эти АКБ более устойчивы к погрешностям во время заряда, чем гелевые, а соблюдение правил зарядки надолго сохранит батарею в рабочем состоянии. Использование автоматических зарядных устройств облегчит задачу тем, что не нужно будет контролировать процесс зарядки АКБ.
VRLA аккумуляторы
СВИНЦОВО- КИСЛОТНЫЕ ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЕ
КЛАПАННО- РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ (VRLA)
Аккумуляторы этой группы часто обозначают сокращенно VRLA (Valve Regulated Lead Acid, в переводе с англ. Клапанно-Регулируемые Свинцово-Кислотные) или же SLA (Sealed Lead Acid Герметизированные Свинцово-Кислотные). Аккумуляторные батареи данного типа бывают, в зависимости от исполнения, различной емкости: от 1 до 300 Ач для 6-В и 12-В моноблоков, и вплоть до 4000 Ач для 2-В элементов.
Особенность аккумуляторов типа VRLA – отсутствие необходимости долива воды в течение всего срока службы и практически полное отсутствие выделения газов (водорода и кислорода) – продуктов электролиза воды, входящей в состав электролита. Поэтому их нередко называют герметизированными необслуживаемыми. Незначительное обслуживание, тем не менее, необходимо: прежде всего, визуальный осмотр, протирание от пыли, подтяжка соединений и контроль напряжений.
Благодаря особенностям конструкции и составу материалов пластин, сепараторов и электролита продукты электролиза воды – молекулы водорода и кислорода – в аккумуляторах данного типа рекомбинируют, превращаясь в молекулы воды и возвращаясь в состав электролита.
Коэффициент рекомбинации при нормальных условиях эксплуатации достаточно высок и может достигать >99%. Поэтому лишь очень незначительная часть непрорекомбинировавших газов накапливается внутри корпуса аккумулятора и затем при превышении заданного уровня давления стравливается в атмосферу через специальные клапаны.
Поэтому в большинстве случаев аккумуляторы VRLA могут эксплуатироваться в составе электропитающего и пр. оборудования в помещениях без принудительной вентиляции – будет достаточно лишь естественной. Тем не менее существуют нормативы размещения аккумуляторов в шкафах и помещениях, рассчитываемые по формулам производителей.
Электролит в аккумуляторах VRLA находится в связанном состоянии.
В зависимости от способа иммобилизации электролита аккумуляторы делятся на две основные группы – AGM аккумуляторы и GEL (гелевые аккумуляторы), подробнее о которых вы можете прочитать, нажав на соответствующие ссылки.
Нередко потребители, и даже некоторые «горе-продавцы» в силу своей технической неосведомленности называют гелевые аккумуляторы «гелиевыми». Это является заблуждением, поскольку газ Гелий (Не) не имеет ни малейшего отношения к аккумуляторной отрасли. Подробнее об этом Вы можете прочитать в статье «Гелиевые аккумуляторы – разрушение мифа. Сравнение гелевых и AGM батарей».
По типу пластин имеется несколько вариаций аккумуляторов VRLA.
Прежде всего, большая часть как АGM, так и GEL аккумуляторов выпускается с плоскими намазными пластинами, которые могут иметь отличия по толщине, структуре и составу активных материалов.
Кроме того, некоторые производители (в т.ч. и EverExceed) предлагают аккумуляторные батареи AGM специального исполнения с возможностью повышенной краткосрочной энергоотдачи – так называемый тип HIGHRATE. Данные аккумуляторы оптимизированы для работы в ИБП. Они могут иметь и другое обозначение. Такие аккумуляторы выполнены по технологии VRLA AGM (с жидким электролитом, адсорбированным в микропористый сепаратор), но имеют повышенную энергоемкость и способны отдать большой ток при разряде небольшой длительности (высокоинтенсивный разряд обычно за время до 30 мин.). НR-батареи могут развивать большую мощность при коротких разрядах, а для условий длительного разряда (несколько часов) имеют емкость, сравнимую с аккумуляторами стандартного AGM-исполнения при тех же габаритах. Большая удельная мощность таких АКБ достигается за счет применения более тонких пластин либо с развитой структурой их поверхности, а также благодаря некоторым вариациям состава активных материалов пластин.
Надо сказать, что оптимизированные для применения в ИБП аккумуляторы имеют преимущество перед стандартными VRLA батареями при разряде небольшой длительности. Если его время больше 30-40 мин., то показатели аккумуляторов обоих типов сравниваются, и оптимизированная АКБ теряет свое преимущество над стандартной за счет относительно более высокой стоимости.
Кроме плоских пластин применяются трубчатые (аналогичные OPzS) в сочетании с гелевым электролитом (OPzV-тип). Аккумуляторы этого типа применяются в режимах глубоких разрядов средней и большой продолжительности, имеют невысокие динамические характеристики, но высокие показатели цикличности.
По конструктивному исполнению аккумуляторы VRLA делятся на 2-В элементы и 4-В, 6-В, 8-В и 12-В моноблоки, а также различаются по расположению полюсных терминалов. Так, у большинства производителей (в т.ч. и EverExceed) наряду с обычными аккумуляторами с полюсными терминалами на верхней крышке имеется тип аккумуляторов с фронтальным расположением терминалов (фронт-терминальные аккумуляторы), что удобно для стоечного/шкафного размещения аккумуляторов, соединения их друг с другом и обслуживания/контроля.
Корпуса аккумуляторов VRLA обычно изготовлены из ударопрочного термостойкого пластика ABS (стандарт UL94 HB), некоторые производители (в т.ч. и EverExceed) опционно предлагают огнестойкий (не распространяющий горения) АBS согласно стандарту UL94 VO.
В таблице ниже можно увидеть, в каких сферах применяются различные виды VRLA-аккумуляторов:
Компания «Пульсар Лимитед», эксклюзивный представитель «EverExceed Industrial Company Limited», одного из крупнейших мировых производителей аккумуляторных батарей промышленного типа, солнечных батарей, ИБП, зарядно-выпрямительных устройств и прочей электротехнической продукции, предлагает на рынке Украины высококачественные промышленные аккумуляторные батареи различного исполнения и типа (практически все из вышеперечисленных), а также профессиональный сервис по подбору, проектированию, монтажу, вводу в эксплуатацию и дальнейшему обслуживанию решений любого уровня сложности.
Хотите узнать больше? Свяжитесь с нашим менеджером
AGM VRLA аккумуляторы EverExceed производятся по новейшим прогрессивным технологиям, и представлены несколькими видами, с различными техническими особенностями:
Необслуживаемые аккумуляторы: Жидкостные, Гелевые и AGM
Такие аккумуляторы бывают различных типов: Жидкостные, Гелевые и AGM. Начнем с того, что это все кислотные аккумуляторы и принцип их работы не отличается от друг от друга.
12-ти вольтовый Аккумулятор состоит из шести ячеек, в которых находятся электродные блоки, состоящие из пластин (решеток) положительных и отрицательных с нанесенной на них активной массой и разделенных между собой сепаратором, все это залито электролитом. Процесс образования (выработка) электричества происходит при химическом взаимодействии между активной массой, нанесенной на решетки и электролитом.
Основное принципиальное отличие Обычных жидкостных, Гелевых (GEL) и VRLA или SLA созданных по AGM технологии батарей заключается в физическом состоянии электролита:
Решетки электродов, удерживающие активную массу, легируют сурьмой и мышьяком. Добавки улучшают технологичность литья, повышают твердость и коррозионную стойкость электродов. В то же время сурьма способствует повышенному расходу воды и снижению ЭДС батареи в процессе эксплуатации.
Дальнейшее развитие привело к снижению доли сурьмы в составе сплава, из которого льют решетки. Это привело к появлению малообслуживаемых аккумуляторов (малосурьмянистые технологии), так же увеличился срок службы батареи. Затем из отрицательных пластин сурьму вытеснил кальций. Появились «Гибридные» аккумуляторы стали требовать долива еще реже.
Применение кальция в положительных и отрицательных пластинах (кальциевые технологии) привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Однако такие батареи выходят из строя от глубоких разрядов. Чтобы повысить стойкость, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро. Применение лабиринтных крышек и пробок, конденсирующих остатки испарения воды и возвращающих ее обратно в аккумулятор, привело к появлению полностью необслуживаемых батарей в течение всего срока их жизни.
Гелевые аккумуляторы появились с началом освоения космоса. Гель, получающийся в результате добавления в серную кислоту двуокиси кремния, позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри пор в массе геля. Таким батареям нет равных по стойкости к глубоким разрядам, они намного долговечнее традиционных. Но распространения у автомобилистов гелевые аккумуляторы не получили по причине очень высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде.
Наиболее современная технология (AGM) вновь вернулась к жидкой кислоте, но теперь электролит удерживается в порах сепаратора из ультратонких стеклянных волокон. Такая конструкция позволяет не только герметизировать корпус, но и сохранить работоспособность батареи даже в случае повреждений наружной оболочки. AGM-батареи нечувствительны к колебаниям температуры, очень стойки к глубоким разрядам, долговечны, виброустойчивы и могут работать хоть лежа на боку, но боятся перезаряда.
ОСОБЕННОСТИ ГЕЛЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Гелевый электролит заполняет пространство между пластинами аккумулятора, но сепаратор не исключается. Рекомбинация газов в гелевых аккумуляторах имеет эффективность до 97%. Гель эффективнее фиксирует материал пластин, снижая их износ в режимах глубоких разрядов, поэтому циклический ресурс гелевых аккумуляторов в 2-3 раза выше, чем у обычных, поэтому их целесообразно применять в тех случаях, где такое применение (циклический режим с глубоким разрядом) востребовано. Гелевые аккумуляторы также могут эксплуатироваться в любом положении (кроме перевернутого), имеют несколько меньший саморазряд, поэтому гелевые аккумуляторы предпочтительно использовать в тех режимах, где разряд производится малым током на протяжении длительного времени.
В гелевом электролите ионы имеют худшие показатели подвижности (в силу большей плотности среды), что отрицательно сказывается на динамических разрядных и зарядных характеристиках гелевых аккумуляторов. Более того, может наблюдаться временный провал в напряжении при резком увеличение нагрузки, что может приводить к неадекватному поведению оборудования; поэтому следует с осторожностью применять гелевые аккумуляторы в системах управления током и т.п. устройствах с коммутацией быстроизменяющихся токов. Гелевые батареи очень чувствительны к качеству зарядки аккумуляторы с гелем внутри можно применять лишь там, где бортовая электрика позволяет очень точно поддерживать режим заряда. Куда там, на отечественных автомобилях даже с исправным реле-регулятором напряжение «гуляет» с 13 до 16 вольт! Да и на большинстве иномарок немногим лучше. А уж если реле-регулятор из строя выйдет, то гелевый аккумулятор можно сразу выбрасывать. Не зря же на нем написано: напряжение заряда не более 14,4 В. Если больше, то гель тает как холодец в тепле и обратно уже не восстанавливается. И вот еще что: у настоящих гелевых батарей, конечно, может быть огромный ток, но только летом. Гель и так вязкий, а на морозе он совсем застывает. В результате характеристики падают наполовину и больше.
Зарядка гелевых аккумуляторов ограничивается очень малыми токами, в противном случае возникает опасность «вспучивания» геля избыточными газами из-за меньшей эффективности рекомбинации и ограниченной теплопроводности. Гелевые аккумуляторы предпочтительней питать от зарядных устройств с высоким качеством напряжения (стабильность, минимум пульсаций) во избежание перезаряда и перегрева, они не переносят даже кратковременных коротких замыканий — любое КЗ (например, при установке аккумулятора Вы случайно замкнули на долю секунды два полюса металлическим гаечным ключом) моментально выводит аккумулятор из строя.
Высокие вибрации приводят к разжижению геля и стеканию его с пластин. Как видим, гелевые аккумуляторы «лушче» (если так можно сказать), только в плане повышенного циклического ресурса и меньшего % саморазряда. К тому же такой тип батарей самый дорогой.
СВИНЦОВО—КИСЛОТНЫЕ, ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЕ, КЛАПАННО-РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ (VRLA или SLA)
Особенность аккумуляторов типа VRLA — отсутствие необходимости долива воды в течение всего срока службы и практически полное отсутствие выделения газов (водорода и кислорода) — продуктов электролиза воды, входящей в состав электролита. Поэтому их нередко называют герметизированными необслуживаемыми. Незначительное обслуживание, тем не менее, необходимо: прежде всего, визуальный осмотр, протирание от пыли, подтяжка соединений и контроль напряжений.
Благодаря особенностям конструкции и составу материалов пластин, сепараторов и электролита продукты электролиза воды — молекулы водорода и кислорода — в аккумуляторах данного типа рекомбинируют, превращаясь в молекулы воды и возвращаясь в состав электролита.
Коэффициент рекомбинации при нормальных условиях эксплуатации достаточно высок и может достигать >99 %. Поэтому лишь очень незначительная часть непрорекомбинировавших газов накапливается внутри корпуса аккумулятора и затем при превышении заданного уровня давления стравливается в атмосферу через специальные клапаны.
Аккумуляторы, производимые с использованием технологии AGM, изготавливаются в спиральной или плоской конфигурации. Спиральные элементы обладают большей площадью поверхностного контакта, что даёт возможность кратковременно выдавать большие токи и быстрее заряжаться. Однако обратной стороной является уменьшение удельной ёмкости аккумулятора (соотношение электрической ёмкости и размеров) по сравнению с плоской конфигурацией. Обе технологии являются перспективными. В настоящий момент наиболее распространены автомобильные аккумуляторы AGM с плоской конфигурацией блоков. Спиральные блоки SpiraCell запатентованы компанией Johnson Controls для серии Optima и не могут использоваться без её разрешения, в отличие от плоских блоков. У спиральных батарей выше характеристики токоотдачи и меньшее внутреннее сопротивление из-за большей рабочей поверхности пластин при тех же внешних габаритах батареи. Простым языком говоря, они мощнее.
Свинцовые аккумуляторы со связанным электролитом, изготовленные по технологии AGM, появились около 40 лет назад — их изобрели для работы в буферном режиме в стационарных системах бесперебойного электроснабжения. Такие батареи хороши с точки зрения безопасности, поскольку практически не выделяют в атмосферу образующиеся при зарядке газы. В 90-х годах прошлого века технология AGM прижилась в автоспорте. Во-первых, вновь из-за безопасности — теперь уже благодаря полностью герметичному корпусу аккумулятора, исключающему вытекание электролита при аварии. А во-вторых, из-за компактности — благодаря малому сопротивлению не изолирующих, а пропитанных электролитом сепараторов большой пусковой ток они выдают при меньшей емкости, то есть с меньшим количеством пластин в пакете. На обычных автомобилях AGM-аккумуляторы появились больше десяти лет назад. В настоящий момент автомобильные стартерные батареи AGM используются в качестве источника питания системы «Старт-Стоп», которой оснащается ряд моделей автомобилей ведущих производителей из-за возможности быстро и отдавать, и принимать большое количество энергии, способности безболезненно выдерживать глубокие разряды (при периодических разрядах больше 50% АGМ — батарея прослужит вчетверо дольше обычной) и не деградировать при частых циклах разрядов-зарядов. Ведь стекловолоконные маты вдобавок ко всему механически удерживают активную массу на пластинах, не давая ей осыпаться. Именно поэтому на машинах с системой «Старт-Стоп» подобный аккумулятор способен проработать четыре-пять лет, а не два-три года, как обычный «жидкий».
Аккумуляторы марки AGM VRLA как кислотные аккумуляторы, оснащенные необходимым клапаном регулировки
Новейшие данные в сфере изготовления аккумуляторов сразу же после надлежащей проверки запускаются в производство и эксплуатацию. Это объясняется тем, что АКБ представляет собой расходную деталь ТС.
Части батареи, что расположены внутри нее, функционируют при неблагоприятных условиях. При всем том на тончайшие пластины и сепараторы осуществляют пагубное влияние вибрация и значительная разница в температурных режимах.
Так что же лежит в основе VRLA
Некогда регулярное испарение жидкости служило причиной обнажения металлических частиц электродов, а также активного разрушения свинцовых частиц.
Чтобы минимизировать столь убийственное воздействие агрессивных факторов нынешние устройства изготовляют необслуживаемыми.
Это значит, что в таких механизмах невозможно будет просто открыть крышку и налить жидкость.
Лучший экземпляр – технология под названием AGM VRLA. В переводе на русский язык здесь имеется в виду кислотный аккумулятор, оснащенный необходимым клапаном регулировки.
Производятся эти батареи в совершенно непроницаемом корпусе, однако с помощью особого предохранителя устраняется риск порчи аккумулятора при внезапном появлении чрезмерного давления.
Невзирая на взаимосвязь с атмосферой посредством специфического клапанного отверстия, спецобслуживание такому устройству не нужно, поскольку испарение воды имеет место крайне редко.
К примеру, в случае регулярного использования этот запорный механизм продолжает быть закрытым.
Однако если забыть об активированном зарядном устройстве на долгое время, то небольшое количество жидкости из электролита способно просочиться через открытое отверстие.
Специфические характеристики вышеописанного устройства могут быть внедрены посредством применения разных технологических подходов. AGM VRLA Battery VRLA AGM – это прежде всего закрытые батареи.
В процессе изготовлениях их пластин были задействованы так называемые AGM-технологии.
Эти устройства имеют значительный срок годности, что объясняется наличием особой стекловолоконной прослойки, способной хорошо впитывать электролит, при этом защищая пластины от осыпания. Что же касается VRLA GEL, то речь идет о гелевом аккумуляторе.
Его примечательная особенность заключается в том, что внутри банки мы обнаруживаем желеобразное вещество, берущее на себя функции электролита.
Его батареи, произведенные с применением аналогичной технологии, в обязательном порядке оснащены клапанами.
В связи с тем что гель минимизирует агрессивное воздействие на пластины, а при появлении чрезмерного давления в такого рода аккумуляторе имеет место открытие предохранителя, период эксплуатации техники может достигать десятилетия.
С учетом наличия таких важных характеристик как надежность, стойкость, а также длительный срок годности данного рода такие приборы сейчас широко применяются в различных сферах деятельности, нуждающихся в стабильных источниках электрической энергии.
Область применения VRLA АКБ
Наиболее популярно сейчас использование этой технологии в автомобилестроении.
Имеющийся клапан, способный открываться исключительно в момент появления большого давления, позволил оставить далеко в прошлом устаревшую модель корпуса, оснащенную встроенными пробками.
Отказ от предоставления водителю доступа к банкам существенно увеличил срок эксплуатации механизма.
VRLA-аккумуляторные батареи хорошо переносят сильные разряды, так что их можно применять и для оснащения механизмов бесперебойного питания.
В связи с этим указанные батареи могут использоваться и в качестве главного прибора питания для лодок, в которых есть электрический двигатель, а также машин для гольфа и инвалидных кресел.
Каким образом заряжаются данные батареи
Прежде всего необходимо учесть технологию, которая легла в основу изготовления батареи.
В случае если устройство оснащено электролитом в форме геля, то, невзирая на предохранительный механизм, нужно смотреть, чтобы образование газов не стало чересчур быстрым.
Если возобновление емкости означенного типа аккумулятора происходит с обеспечением напряжения больше пятнадцати Вольт, имеет место как снижение объема электролита, так и отсоединение желеобразного сгустка от пластин (что станет причиной уменьшения емкости батареи).
С целью минимизировать вероятность поломки данного изобретения во время зарядки необходимо применять специфические ЗУ, проводящие ток автоматическим образом, регулируя объем напряжения с учетом состояния заряженности АКБ и ее температурного режима.
Описанные аккумуляторы, созданные по технологическому образцу AGM, лучше адаптируются к неполадкам во время зарядки. Тем не менее, чтобы батарея прослужила как можно дольше, не стоит превышать эти показатели:
При возобновлении работы батареи период подключения к зарядке не должен превышать десять часов.
Как и в случае зарядки гелевых механизмов аккумуляторы AGM, допустимо восстанавливать при условии использования автоматических ЗУ. Такого рода изобретение требует минимальной вовлеченности и контроля со стороны владельца.