Как устроены гелевые аккумуляторы для автомобилей и чем отличаются от обычных

Автомобильные

Сейчас гелевый аккумулятор многие специалисты считают самым популярным и перспективным источником питания. Мысль об их создании появилась в те времена, когда человечество начало осваивать космос. Тогда стало понятно, что пользоваться стандартными кислотными батареями в условиях невесомости не получится. Это подвигло учёных на создание гелевых аналогов, которые затем стали внедрять и в земные технологии.

История развития

Разработкой гелевых аккумуляторов для машин в 80-х озадачились американские концерны EnerSys и Exide, которыми для этой цели были собраны специалисты со всего мира. Перед разработчиками была поставлена цель — создать такую АКБ, которую можно будет долго эксплуатировать без дополнительного обслуживания. При этом она должна продолжительное время хранить заряд и иметь невысокую себестоимость производства.

Единственным решением оказалась замена жидкого электролита, в качестве которого использовались щелочные и кислотные растворы на нетекучую субстанцию. Тогда и был придуман гель, полученный в результате взаимодействия серной кислоты с загустителем. Субстанция имела вид плотного желе, которое начали включать вместо жидкого электролита. Так появилась гелевая батарея. Введение гелевого электролита позволило применять эти АКБ в самолётах — при резких манёврах теперь не было риска вытекания электролита.

Гелевая батарея

Устройство и принцип работы

Гелевая АКБ конструктивно почти ничем не отличается от кислотных аналогов. Типовой вариант таких аккумуляторов для автомобиля состоит из следующих элементов:

  • Изготовленный из резины или пластмассы запаянный корпус.
  • Электроды из свинца в виде сетки или решётки.
  • Сепараторы для гелевого электролита.
  • Желеобразная субстанция, заполняющая всё свободное место в корпусе.
  • Выводы подключения.
  • Нечасто, но встречаются конструкции с клапаном для отработанных газов.

Производимые сегодня герметичные батареи принято делить на две группы:

  1. АКБ технологии GEL.
    Их принцип работы идентичен действующему в кислотных аккумуляторах с той лишь разницей, что вместо жидкого электролита будет гель. Потеря энергоёмкости в них наблюдается только после тысячи циклов заряд/разряд.
Аккумулятор GEL
Аккумулятор технологии GEL
  1. Аккумуляторы технологии AGM.
    На первый взгляд, они имеют такую же конструкцию, что и кислотные модели, но их отличает «умный» сепаратор. Для его изготовления берут стекловолокно, удерживающее в себе электролит, и впитывающее газы, образующиеся в результате химической реакции. Такие модели на 100 % безопасны, но количество циклов заряд/разряд у них меньше, чем у предыдущих — не более пятисот циклов.

Работоспособность гелевого аккумулятора обеспечивается химической реакцией желеобразного электролита с электродами. В итоге АКБ выдаёт стабильное напряжение 12 вольт.

AGM
Аккумулятор технологии AGM

Отличие гелевых от AGM аккумуляторов

Основное отличие — способ связывания электролита. В AGM батареях электролит впитывается пористым стекловолокном, уложенным между пластинами. В автомобильных батареях GEL, как мы уже говорили, электролит приводится в гелеобразное состояние. То есть в обоих случаях свободной жидкости в полости аккумулятора нет.

GEL аккумуляторы предпочтительней, если автономное питание обеспечивается солнечными панелями или ветрогенераторами, так как им не страшен глубокий разряд, и у них высокий показатель циклов заряда/разряда. Если работа в системе требует быстрой зарядки аккумулятора (гибридные схемы), выбор останавливают на AGM аккумуляторах, ведь они способны выдержать значительный зарядный ток.

Когда схема работает в буферном режиме, то есть используется ИБП, лучше купить продукт AGM-технологий. Такое решение дешевле и прослужит дольше, ведь в этом случае продолжительность работы выражается не циклами, а годами.

Особенности зарядки и эксплуатации

Информация о том, как эксплуатировать и заряжать гелевые батарейки, содержится в сопроводительных документах от производителя. Кто имел дело с кислотно-щелочными аккумуляторами, здесь почти ничего нового не найдёт. Для правильной зарядки достаточно:

  • настраиваемого зарядного устройства, запитанного от стабильного источника питания;
  • знания правил зарядки гелевого аккумулятора.

На втором пункте остановимся несколько подробней. Порядок зарядки гелевой АКБ следующий:

  1. Отключается от бортовой сети и снимается с автомобиля.
  2. Для зарядки отводится специальное место, к которому ограничивается доступ третьих лиц.
  3. Зарядное устройство подключается к аккумулятору и только потом включается в сеть.
  4. Выполняются следующие настройки:
  • сила тока в начале заряда должна соответствовать указанной в пункте «initial current» на этикетке — это «начальный ток зарядки», максимальный ток зарядки зависит от ёмкости батареи;
  • напряжение в конце зарядки должно быть равным записанному в графе «CYCLE USE», его можно также найти в инструкции к аккумулятору или на его этикетке;
  • выполняется полная зарядка.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Вообще, читайте, что написано на аккумуляторе. На примере указаны напряжения зарядки 14,28–14,52 В и максимальный начальный ток зарядки 22,5 А. Можно меньше, больше нельзя. То есть по окончании зарядки на клеммах аккумулятора должно быть напряжение около 14,28–14,52 В, а ток в начале зарядки не должен превышать 22,5 А, то есть трети от ёмкости. 
Характеристики на аккумуляторе
Характеристики зарядного тока и напряжения, указанные на аккумуляторе

А на следующем указано ВРЕМЯ зарядки при токе 0,7 А — 5–10 часов, и время быстрой зарядки или, как иногда пишут, «подзарядки» при токе 7 А — 30 минут, при этом указано напряжение зарядки — charge voltage (т. е. то же самое, что и Cycle Use), только назвали по-другому.

Характеристики тока на аккумуляторе
Характеристики зарядного тока и напряжения, указанные на аккумуляторе

Соблюдение рекомендаций производителя и наших советов позволит без труда зарядить гелевый аккумулятор.

Рейтинг лучших моделей и производителей гелевых АКБ

Предлагаемый вашему вниманию рейтинг составлен после изучения мнения владельцев на многочисленных форумах. Для удобства мы разбили все модели на две таблицы в зависимости от типа. Начнём с AGM.

Внешний видНаименованиеВес (кг)Страна-изготовительЕмкость (Ah)Пусковой ток при -18 °C (А)ПолярностьГабариты (мм)Напряжение (В)ТипГде купить
Varta AGM Start-Stop plus D52Varta AGM Start-Stop plus D5218Германия60680обратная242х175х19012AGM
Aliexpress
Я.Маркет
 Bosch s5 AGM 60ah 680aBosch s5 AGM 60ah 680a п + старт/стоп18Германия60680обратная242x175x19012AGM
Я.Маркет
 TUDOR AGM Start-Stop TK600TUDOR AGM Start-Stop TK60014США60680обратная242x175x19012AGM
Я.Маркет
 BANNER Buffalo Bull 60 AGMBANNER Buffalo Bull 60 AGM17Австрия60640обратная241х175х19012AGM
Я.Маркет
Optima Red Top С 4.2LOptima Red Top С 4.2L18США50815обратная245х172х20012AGM
Я.Маркет

Теперь рейтинг моделей по технологии GEL.

Внешний видНаименованиеВес (кг)Страна-изготовительЕмкость (Ah)Пусковой ток при -18°C (А)ПолярностьГабариты (мм)Напряжение (В)ТипГде купить
Optima Yellow Top 55АчOptima Yellow Top 55Ач19.9США55765прямая254x175x20012GEL
Я.Маркет
 Delta GX 12-60Delta GX 12-6024Китай60600прямая258х166х20612GEL
Я.Маркет
 EXIDE EQUIPMENT GELEXIDE EQUIPMENT GEL26США80540обратная353х175х19012GEL
Я.Маркет
 Marine Deep Cycle GEL 75AhMarine Deep Cycle GEL 75Ah23,5Южная Корея75700обратная258х166х21512GEL
Я.Маркет
 DELTA GX 12-60DELTA GX 12-6024Китай60600обратная258х166х20612GEL
Я.Маркет

Подведём итоги — плюсы и минусы

Подводя итоги, чтобы не погрешить против истины, расскажем о плюсах и минусах гелевых аккумуляторов.

Аккумулятор прост в обслуживании, ведь его не требуется совсем заряжать. Его надо купить, установить на автомобиль — и пользоваться
Высокий уровень надёжности. Благодаря физическим характеристикам пластин и сепараторов, риски осыпания сводятся на нет.
Большой ресурс — до 100 циклов заряд/разряд.
Стопроцентная герметизация исключает испарение геля в процессе работы. Работа батарей основана на принципе повторного усвоения испарений, которые затем вновь участвуют в образовании электроэнергии.
Высокая скорость зарядки. Это стало возможным благодаря использованию для пластин только чистого свинца, обладающего меньшим сопротивлением.
Для полноценной работы аккумулятора не имеет значения, в каком положении он находится, так как исключён разлив его содержимого.
Показатель силы стартового тока очень высокий, а значит, автомобиль заводится, даже если уровень заряда батареи недостаточный.
Продолжительная эксплуатация (доходит до 10 лет).
Не боится глубокого разряда. Лабораторные испытания показали, что гелевым АКБ удаётся вынести около четырёхсот разрядов до нулевого уровня.
Незначительный саморазряд. На хранении гелевая батарея теряет не более 20 % заряда на протяжении одного года.
Большая цена. Автомобильный гелевый аккумулятор стоит, как 3 кислотных аналога.
Зарядка должна быть точной, так как у гель-электролита повышенная чувствительность к перезарядке.
Плохо держит низкую температуру (-30 °C уже критична).

И всё-таки мы считаем, что гелевые аккумуляторы стоит покупать и за ними будущее.

Плохо
0
Помогло
0
Спасибо
1
Акумы.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector