AGM baterija - tehnologija, prednosti i nedostaci

Besprekidno napajanje potrebno je za više od pukog aktiviranja startera i pokretanja motora. Baterija se takođe koristi za osvetljenje u slučaju nužde, rad ugrađenog sistema sa isključenim motorom, kao i kratki pogon kada generator ne radi. Najčešća vrsta baterija koja se koristi u automobilima je olovna kiselina. Ali oni imaju nekoliko modifikacija. Jedan od njih je AGM. Razmotrimo neke modifikacije ovih baterija, kao i njihove razlike. Šta je posebno kod tipa AGM baterije?

Šta je AGM tehnologija baterija?

Ako baterije uslovno podijelimo, one se dijele na servisirane i bez nadzora. Prva kategorija uključuje baterije u kojima elektrolit vremenom isparava. Vizualno se razlikuju od drugog tipa po tome što imaju poklopce na vrhu za svaku limenku. Kroz ove se rupe nadoknađuje nedostatak tečnosti. U drugu vrstu baterija nije moguće dodati destiliranu vodu zbog dizajnerskih karakteristika i materijala koji minimaliziraju stvaranje mjehurića zraka u spremniku.

Druga klasifikacija baterija odnosi se na njihove karakteristike. Postoje i dvije vrste. Prvo je starter, a drugo vuča. Starterske baterije imaju veliku startnu snagu i koriste se za pokretanje velikih motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Vučnu bateriju odlikuje sposobnost da dugo odaje napon. Takva se baterija ugrađuje u električna vozila (međutim, ovo nije punopravni električni automobil, već uglavnom dječji električni automobili i invalidska kolica) i električne instalacije koje ne koriste početnu struju velike snage. Što se tiče punopravnih električnih automobila poput Tesle, AGM baterija se takođe koristi u njima, ali kao osnova za ugrađeni sistem. Elektromotor koristi drugu vrstu baterije. Za više informacija o tome kako odabrati pravu bateriju za svoj automobil, pročitajte u drugoj recenziji.

AGM baterija razlikuje se od svog klasičnog kolege po tome što se kućište ne može otvoriti ni na koji način, što znači da spada u kategoriju modifikacija bez održavanja. Tokom razvoja tipova AGM baterija koje nisu potrebne, naučnici su uspjeli postići smanjenje količine plinova koji se oslobađaju na kraju punjenja. Ovaj je učinak postao moguć zahvaljujući činjenici da je elektrolit u strukturi u manjoj količini i u boljem je kontaktu s površinom ploča.

Posebnost ove modifikacije je da spremnik nije napunjen slobodnim elektrolitom u tečnom stanju, koji je u izravnom kontaktu s pločama uređaja. Pozitivna i negativna ploča odvojene su ultratankim izolacijskim materijalom (fiberglas i porozni papir) impregniranim aktivnom kiselinskom supstancom.

Istorija nastupanja

Naziv AGM potiče od engleskog "upijajuća staklena podloga", što se prevodi kao upijajući materijal za jastuke (izrađen od stakloplastike). Sama tehnologija pojavila se 70-ih godina prošlog vijeka. Kompanija koja je registrovala patent za novitet je američki proizvođač Gates Rubber Co.

Sama ideja potekla je od jednog fotografa koji je razmišljao o tome kako smanjiti brzinu oslobađanja kiseonika i vodonika iz prostora u blizini ploča. Jedna od opcija koja mu je pala na pamet bila je zgušnjavanje elektrolita. Ova karakteristika materijala omogućila bi bolje zadržavanje elektrolita kada se baterija preokrene.

Prve AGM baterije otpale su s proizvodne trake 1985. godine. Ova modifikacija se uglavnom koristila za vojne avione. Takođe, ova napajanja su korišćena u telekomunikacionim sistemima i signalnim instalacijama sa pojedinačnim napajanjem.

U početku je kapacitet baterije bio mali. Ovaj je parametar varirao u rasponu od 1-30 a / h. Vremenom je uređaj dobio povećani kapacitet, tako da je instalacija mogla dulje raditi. Pored automobila, ova vrsta baterija koristi se za stvaranje neprekidnih izvora napajanja i drugih sistema koji rade na autonomnom izvoru energije. Manja AGM baterija može se koristiti u računarskom UPS-u.

Kako to radi

Klasična olovna baterija izgleda poput kućišta, podijeljena u nekoliko odjeljaka (banaka). Svaka od njih ima ploče (materijal od kojeg su napravljeni je olovo). Oni su uronjeni u elektrolit. Razina tečnosti mora uvijek prekriti ploče kako se ne bi urušile. Sam elektrolit je otopina destilirane vode i sumporne kiseline (za više detalja o kiselinama koje se koriste u baterijama pročitajte ovdje).

Kako bi spriječili kontakt ploča, između njih su pregrade od mikroporozne plastike. Struja se stvara između ploča pozitivnog i negativnog naboja. AMG baterije se razlikuju od ove modifikacije po tome što se između ploča nalazi porozni materijal impregniran elektrolitom. Ali njegove pore nisu u potpunosti ispunjene aktivnom supstancom. Slobodni prostor je vrsta odjeljka za plin u kojem se kondenzira nastala vodena para. Zbog toga se zapečaćeni element ne pukne u toku punjenja (pri punjenju klasične servisirane baterije potrebno je odvrnuti poklopce limenki, jer se u završnoj fazi mjehurići zraka mogu aktivno razvijati, a spremnik može biti bez pritiska ).

S obzirom na hemijske procese koji se odvijaju u ove dvije vrste baterija, oni su identični. Samo se baterije izrađene AGM tehnologijom razlikuju po dizajnu i stabilnosti rada (ne treba im vlasnik da dolijeva elektrolit). Zapravo je riječ o istoj olovnoj bateriji, ali zahvaljujući poboljšanom dizajnu u njoj su uklonjeni svi nedostaci klasičnog tečnog analoga.

Klasični uređaj radi prema sljedećem principu. U trenutku potrošnje električne energije gustoća elektrolita se smanjuje. Između ploča i elektrolita odvija se kemijska reakcija, što rezultira električnom strujom. Kada potrošači odaberu čitav naboj, započinje proces sulfacije olovnih ploča. Ne može se preokrenuti ako se ne poveća gustina elektrolita. Ako se takva baterija napuni, tada će se, zbog male gustine, voda u spremniku zagrijati i jednostavno proključati, što će ubrzati uništavanje olovnih ploča, pa u naprednim slučajevima neki dodaju kiselinu.

Što se tiče modifikacije AGM, ona se ne boji dubokog pražnjenja. Razlog tome je dizajn napajanja. Zbog čvrstog kontakta staklenih vlakana impregniranih elektrolitom, ploče ne podvrgavaju sulfaciji, a tečnost u limenkama ne ključa. Glavna stvar u radu uređaja je spriječiti prekomjerno punjenje, što izaziva pojačano stvaranje plina.

Takav izvor napajanja morate napuniti na sljedeći način. Obično naljepnica uređaja sadrži upute proizvođača za minimalni i maksimalni napon punjenja. Budući da je takva baterija vrlo osjetljiva na postupak punjenja, za to biste trebali koristiti poseban punjač koji je opremljen funkcijom promjene napona. Takvi punjači pružaju takozvani "plutajući naboj", odnosno dijelnu opskrbu električnom energijom. Prvo se napaja četvrtina nominalnog napona (dok temperatura treba biti unutar 35 stepeni).

Nakon što elektronika punjača popravi određenu količinu punjenja (oko 2.45 V po ćeliji), aktivira se algoritam smanjenja napona. To osigurava nesmetan završetak procesa i nema aktivne evolucije kisika i vodika. Čak i najmanji prekid ovog procesa može značajno smanjiti performanse baterije.

Druga AGM baterija zahteva posebnu upotrebu. Dakle, uređaje možete čuvati na apsolutno bilo kojem položaju. Posebnost ovih vrsta baterija je u tome što imaju nizak nivo samopražnjenja. Za godinu dana skladištenja, kapacitet može izgubiti najviše 20 posto svog kapaciteta (pod uvjetom da je uređaj bio uskladišten u suhoj sobi na pozitivnoj temperaturi u rasponu od 5 do 15 stepeni).

Ali istodobno je potrebno povremeno provjeravati nivo punjenja, nadgledati stanje stezaljki i zaštititi ga od vlage i prašine (to može izazvati samopražnjenje uređaja). Radi sigurnosti napajanja potrebno je izbjegavati kratke spojeve i nagle skokove napona.

AGM baterijski uređaj

Kao što smo već primijetili, kućište AGM je potpuno zapečaćeno, stoga takvi elementi spadaju u kategoriju modela bez održavanja. Umjesto plastičnih poroznih pregrada, unutar tijela između ploča nalazi se porozna stakloplastika. To su separatori ili odstojnici. Ovaj materijal je neutralan u električnoj provodljivosti i komunicira s kiselinama. Pore ​​su joj 95 posto zasićene aktivnom supstancom (elektrolitom).

Stakloplastika takođe sadrži malu količinu aluminijuma radi smanjenja unutrašnjeg otpora. Zahvaljujući tome, uređaj može održavati brzo punjenje i oslobađati energiju po potrebi.

Baš kao i uobičajena baterija, AGM modifikacija se takođe sastoji od šest limenki ili rezervoara sa pojedinačnim setom ploča. Svaka grupa povezana je na odgovarajući terminal baterije (pozitivan ili negativan). Svaka banka daje napon od dva volta. Ovisno o vrsti baterije, ploče možda neće biti paralelne, već valjane u kolut. U ovom dizajnu, baterija će imati cilindrični oblik limenki. Ova vrsta baterija izuzetno je izdržljiva i otporna na vibracije. Još jedna prednost takvih modifikacija je ta što njihovo pražnjenje može proizvesti najmanje 500, a najviše 900A (u konvencionalnim baterijama ovaj je parametar unutar 200A).

1) čep sa sigurnosnim ventilima i poklopac sa jednim ventilacionim otvorom; 2) Deblje i jače tijelo i pokrivač; 3) blok ploča; 4) polublok negativnih ploča; 5) negativna ploča; 6) negativne rešetke; 7) fragment upijenog materijala; 8) pozitivna ploča sa separatorom od fiberglasa; 9) pozitivna rešetka; 10) pozitivna ploča; 11) Polublok pozitivnih ploča.

Ako uzmemo u obzir klasičnu bateriju, tada punjenje izaziva stvaranje mjehurića zraka na površini ploča. Zbog toga je elektrolit manje u kontaktu s olovom, što pogoršava performanse napajanja. U poboljšanom analognom ne postoji takav problem, jer staklena vlakna osiguravaju stalan kontakt elektrolita s pločama. Da bi se spriječilo da višak plina uzrokuje smanjenje tlaka u uređaju (to se događa kada punjenje nije pravilno izvedeno), u kućištu se nalazi ventil koji ih otpušta. Za više informacija o tome kako pravilno napuniti bateriju, pročitajte odvojeno.

Dakle, glavni elementi dizajna AGM baterija su:

• Hermetički zatvoreno kućište (od plastike otporne na kiseline koja podnosi stalne vibracije uz male udarce);
• Ploče za pozitivno i negativno naelektrisanje (izrađene su od čistog olova, koje mogu sadržavati silicijske aditive), koje su povezane paralelno s izlaznim stezaljkama;
• Mikroporozna stakloplastika;
• Elektrolit (puni 95% poroznog materijala);
• Ventili za uklanjanje suvišnih plinova;
• Pozitivni i negativni terminali.

Šta koči širenje AGM-a

Prema nekim procjenama, godišnje se u svijetu proizvede oko 110 miliona punjivih baterija. Uprkos njihovoj većoj efikasnosti u odnosu na klasične olovne kiseline, oni zauzimaju samo mali udio u prodaji na tržištu. Postoji nekoliko razloga za to.

1. Ne proizvodi svaka kompanija za proizvodnju baterija napajanja koristeći ovu tehnologiju;
2. Trošak takvih baterija mnogo je veći od uobičajenih tipova uređaja (za tri do pet godina rada vozaču neće biti teško prikupiti par stotina dolara za novu tečnu bateriju). Obično su dva do dva i po puta skuplja;
3. Uređaj identičnog kapaciteta bit će mnogo teži i obimniji u odnosu na klasični analogni, a ne omogućava vam svaki model automobila da stavite povećanu bateriju ispod haube;
4. Takvi su uređaji vrlo zahtjevni za kvalitetu punjača, koji također košta puno novca. Klasično punjenje može uništiti takvu bateriju za nekoliko sati;
5. Nije svaki ispitivač u stanju da utvrdi stanje takve baterije, stoga za servisiranje električnog izvora morate potražiti specijalizirani servis;
6. Da bi generator stvarao napon potreban za adekvatno punjenje akumulatora tokom rada, ovaj će mehanizam morati biti promijenjen i u automobilu (detalje o tome kako generator radi pročitajte u drugom članku);
7. Pored negativnog efekta jakih mrazeva, uređaj takođe dobro podnosi visoke temperature. Stoga se motorni prostor mora dobro provjetravati tokom ljeta.

Iz ovih razloga vozači razmišljaju: vrijedi li uopće kupiti tako složenu bateriju ako za isti novac možete kupiti dvije jednostavne preinake? Uzimajući u obzir potrebe tržišta, proizvođači ne rizikuju da proizvedu veliki broj proizvoda koji će jednostavno skupljati prašinu u skladištima.

Glavne vrste olovnih baterija

Budući da je glavno tržište baterija automobilska industrija, one su uglavnom prilagođene vozilima. Glavni kriterij po kojem se bira izvor napajanja je ukupno opterećenje cijelog električnog sustava i instrumenata vozila (isti parametar vrijedi i za odabir generatora). Budući da moderni automobili koriste veliku količinu elektronike na brodu, mnogi modeli više nisu opremljeni standardnim baterijama.

U nekim situacijama, tekući modeli više se ne mogu nositi s takvim opterećenjem, a AGM modifikacije to mogu podnijeti prilično dobro, jer njihov kapacitet može biti dva do tri puta veći od kapaciteta standardnih analoga. Osim toga, neki moderni vlasnici automobila nisu spremni trošiti vrijeme na servis napajanja (iako im nije potrebno puno održavanja).

Moderan automobil može koristiti jednu od dvije vrste baterija. Prva je opcija tečnosti bez održavanja. Umjesto pločica antimona koristi kalcijumove ploče. Drugi je analogni nama već poznat, napravljen pomoću AGM tehnologije. Neki vozači brkaju ovu vrstu baterija sa gel baterijama. Iako izgledom mogu izgledati slično, zapravo se radi o različitim vrstama uređaja. Pročitajte više o gel baterijama ovdje.

Kao poboljšani analog klasične tečne baterije, na tržištu postoje modifikacije načinjene pomoću EFB tehnologije. Ovo je isto tečno napajanje olovnim kiselinama, samo radi sprečavanja sulfacije plus ploča, oni su dodatno omotani poroznim materijalom i poliesterom. Ovo produžava radni vijek standardne baterije.

Primena AGM baterija

AGM baterije se često koriste u automobilima opremljenim sistemima start / stop, jer imaju impresivan kapacitet u odnosu na klasična tečna napajanja. Ali automobilska industrija nije jedino područje u kojem se primjenjuju AGM modifikacije.

Razni sistemi sa vlastitim napajanjem često su opremljeni AGM ili GEL baterijama. Kao što je ranije spomenuto, takve se baterije koriste kao izvor električne energije za samovozna invalidska kolica i dječja električna vozila. U svakom slučaju, električna instalacija sa pojedinačnim neprekidnim napajanjem od šest, 12 ili 24 volta može uzeti uređaj iz ovog uređaja.

Ključni parametar pomoću kojeg možete odrediti koju bateriju ćete koristiti je vučna snaga. Tekuće modifikacije ne podnose se dobro s takvim opterećenjem. Primjer za to je rad audio sistema u automobilu. Tečna baterija može sigurno pokrenuti motor nekoliko puta, a radio kaseta će ga isprazniti za nekoliko sati (kako pravilno povezati snimač s pojačalom, pročitajte odvojeno), iako se potrošnja energije ovih čvorova vrlo razlikuje. Iz tog razloga se za pokretanje koriste klasična napajanja.

Prednosti i tehnologija AGM baterije

Kao što je već spomenuto, razlika između AGM i klasičnih baterija je samo u dizajnu. Razmotrimo koje su prednosti poboljšane modifikacije.

1. Ne plaši se dubokih pražnjenja. Bilo koja baterija ne podnosi jako pražnjenje, a za neke modifikacije ovaj faktor je jednostavno destruktivan. U slučaju standardnih izvora napajanja, na njihov kapacitet kritično utječe često pražnjenje ispod 50 posto. Bateriju je nemoguće čuvati u ovom stanju. Što se tipova AGM tiče, oni toleriraju oko 20 posto više gubitaka energije bez ozbiljne štete u odnosu na klasične baterije. Odnosno, opetovano pražnjenje do 30 posto neće utjecati na performanse baterije.
2. Ne plaši se jakih padina. Zbog činjenice da je kućište baterije zapečaćeno, elektrolit se ne izlije iz posude kada se prevrne. Apsorbovani materijal sprečava slobodno kretanje radne supstance pod uticajem gravitacije. Međutim, bateriju ne smijete čuvati niti raditi naopako. Razlog tome je što u ovom položaju prirodno uklanjanje viška plina kroz ventil neće biti moguće. Ventili za odvod će se nalaziti na dnu, a sam zrak (njegovo stvaranje je moguće ako se krši postupak punjenja - prekomjerno punjenje ili upotreba uređaja koji daje netačan napon) će se pomicati prema gore.
3. Bez održavanja. Ako se baterija koristi u automobilu, postupak dopunjavanja elektrolita nije naporan i nije štetan. Kada se poklopci limenki odvrnu, pare sumporne kiseline izlaze iz posude u maloj količini. Iz tog razloga servisiranje klasičnih baterija (uključujući njihovo punjenje, jer u ovom trenutku banke moraju biti otvorene) treba biti u dobro prozračenom prostoru. Ako baterija radi u stambenom okruženju, takav se uređaj mora ukloniti iz prostorija radi održavanja. Postoje električne instalacije koje koriste snop velikog broja baterija. U tom je slučaju njihov rad i održavanje u zatvorenoj sobi opasno po zdravlje ljudi, pa se u takvim slučajevima koriste baterije proizvedene AGM tehnologijom. Elektrolit u njima isparava samo ako je prekršen postupak punjenja i ne treba ih servisirati tijekom cijelog radnog vijeka.
4. Ne podleže sulfaciji i koroziji. Budući da elektrolit ne vrije i ne isparava tijekom rada i pravilnog punjenja, ploče uređaja su u stalnom kontaktu s radnom supstancom. Zbog toga se proces uništavanja u takvim izvorima energije ne događa. Izuzetak je isto neispravno punjenje tokom kojeg dolazi do poremećaja rekombinacije nastalih plinova i isparavanja elektrolita.
5. Ne plaši se vibracija. Bez obzira na položaj kućišta baterije, elektrolit je u stalnom kontaktu s pločama, jer je stakloplastika čvrsto pritisnuta na njihovu površinu. Zbog toga ni male vibracije ni tresenje ne izazivaju kršenje kontakta ovih elemenata. Iz tog se razloga ove baterije mogu sigurno koristiti na vozilima koja često voze po neravnom terenu.
6. Stabilnije na visokim i niskim temperaturama okoline. U AGM baterijskom uređaju nema slobodne vode koja bi se mogla smrznuti (tokom procesa kristalizacije tečnost se širi, što je često razlog smanjenog pritiska kućišta) ili ispariti tijekom rada. Iz tog razloga, poboljšani tip napajanja ostaje stabilan pri mrazevima od -70 stepeni i vrućini od +40 stepeni Celzijusa. Istina, u hladnom vremenu pražnjenje se događa jednako brzo kao u slučaju klasičnih baterija.
7. Pune se brže i isporučuju veću struju u kraćem vremenskom periodu. Drugi parametar je vrlo važan za hladno pokretanje motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Tijekom rada i punjenja takvi se uređaji ne zagrijavaju jako. Ilustracije radi: tijekom punjenja konvencionalne baterije, oko 20 posto energije pretvara se u toplinu, dok je u AGM verzijama ovaj parametar unutar 4%.

Mane baterija sa AGM tehnologijom

Uprkos takvom nizu prednosti, baterije tipa AGM imaju i značajne nedostatke, zbog kojih uređaji još nisu dobili široku upotrebu. Ova lista uključuje sljedeće faktore:

1. Iako su neki proizvođači pokrenuli masovnu proizvodnju takvih proizvoda, njihovi su troškovi i dalje dvostruko veći od klasičnih analoga. Trenutno tehnologija još nije dobila ispravna poboljšanja koja bi smanjila troškove proizvoda bez ugrožavanja njihovih performansi.
2. Prisustvo dodatnih materijala između ploča čini dizajn većim i istovremeno težim u poređenju sa tečnim baterijama istog kapaciteta.
3. Za pravilno punjenje uređaja potreban vam je poseban punjač, ​​koji također košta pristojan novac.
4. Proces punjenja mora se nadgledati kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje ili neispravno napajanje naponom. Takođe, uređaj se jako plaši kratkih spojeva.

Kao što vidite, AGM baterije nemaju toliko negativnih aspekata, ali to su značajni razlozi zbog kojih se vozači ne usuđuju koristiti ih u svojim vozilima. Iako su u nekim područjima jednostavno nezamjenjivi. Primjer za to su velike električne jedinice s pojedinačnim neprekidnim napajanjem, skladišne ​​stanice napajane solarnim pločama itd.

Na kraju pregleda nudimo kratku video usporedbu tri modifikacije baterije:

ZA # 26: EFB, GEL, AGM prednosti i nedostaci akumulatora!

Pitanja i odgovori:

Koja je razlika između AGM i obične baterije? AGM je još teži od konvencionalne kiselinske baterije. Osjetljiv je na prekomjerno punjenje, potrebno ga je napuniti posebnim punjenjem. AGM baterije ne zahtevaju održavanje.

Zašto vam treba AGM baterija? Ovo napajanje ne zahtijeva održavanje, pa ga je pogodnije koristiti na stranim automobilima. Dizajn kućišta baterije omogućava da se montira vertikalno (zapečaćeno kućište).

Šta znači oznaka AGM na bateriji? To je skraćenica od moderne tehnologije napajanja olovnom kiselinom (Absorber Glass Mat). Baterija je u istoj klasi kao i gelasta baterija.