Baterai RUPST - teknologi, kelebihan dan kekurangan

Catu daya yang tidak pernah terputus diperlukan untuk lebih dari sekadar mengaktifkan starter dan menghidupkan mesin. Baterai juga digunakan untuk penerangan darurat, pengoperasian sistem on-board dengan mesin dimatikan, serta perjalanan singkat saat generator rusak. Jenis baterai yang paling umum digunakan di mobil adalah asam timbal. Tetapi mereka memiliki beberapa modifikasi. Salah satunya adalah RUPS. Mari kita bahas beberapa modifikasi baterai ini, serta perbedaannya. Apa yang istimewa dari jenis aki RUPS?

Apa itu Teknologi Baterai RUPS?

Jika kami membagi baterai secara kondisional, maka baterai dibagi menjadi servis dan tanpa pengawasan. Kategori pertama mencakup baterai yang elektrolitnya menguap seiring waktu. Secara visual, mereka berbeda dari tipe kedua karena memiliki tutup di atas untuk setiap kaleng. Melalui lubang-lubang ini, kekurangan cairan terisi kembali. Pada baterai tipe kedua, penambahan air suling tidak memungkinkan karena fitur desain dan bahan yang meminimalkan pembentukan gelembung udara di dalam wadah.

Klasifikasi baterai lainnya menyangkut karakteristiknya. Ada juga dua jenisnya. Yang pertama adalah starter, dan yang kedua adalah traksi. Baterai starter memiliki daya start yang tinggi dan digunakan untuk menghidupkan mesin pembakaran internal yang besar. Baterai traksi dibedakan dengan kemampuannya mengeluarkan tegangan untuk waktu yang lama. Baterai semacam itu dipasang di kendaraan listrik (namun, ini bukan mobil listrik lengkap, tetapi terutama mobil listrik dan kursi roda anak-anak) dan instalasi listrik yang tidak menggunakan arus awal daya tinggi. Sedangkan untuk mobil listrik full-fledged seperti Tesla, baterai RUPS juga digunakan di dalamnya, tetapi sebagai dasar untuk sistem on-board. Motor listrik menggunakan jenis baterai yang berbeda. Untuk informasi lebih lanjut tentang cara memilih aki yang tepat untuk mobil Anda, baca di review lain.

Baterai RUPS berbeda dengan baterai klasiknya karena casingnya tidak dapat dibuka dengan cara apa pun, yang berarti baterai tersebut termasuk dalam kategori modifikasi bebas perawatan. Dalam proses pengembangan jenis baterai RUPS bebas perawatan, para ilmuwan berhasil mengurangi jumlah gas yang dilepaskan pada akhir pengisian. Efek ini menjadi mungkin karena fakta bahwa elektrolit dalam struktur berada dalam jumlah yang lebih kecil dan kontak yang lebih baik dengan permukaan pelat.

Keunikan dari modifikasi ini adalah wadah tidak diisi dengan elektrolit bebas dalam keadaan cair, yang bersentuhan langsung dengan pelat perangkat. Pelat positif dan negatif dipisahkan oleh bahan isolasi ultra-tipis (fiberglass dan kertas berpori) diresapi dengan zat asam aktif.

Sejarah terjadinya

Nama RUPS berasal dari bahasa Inggris "keset kaca penyerap", yang diterjemahkan sebagai bahan bantalan penyerap (terbuat dari fiberglass). Teknologi itu sendiri muncul pada tahun 70-an abad lalu. Perusahaan yang mendaftarkan paten untuk kebaruan tersebut adalah pabrikan Amerika, Gates Rubber Co.

Idenya sendiri datang dari salah satu fotografer, yang memikirkan tentang bagaimana cara mengurangi laju pelepasan oksigen dan hidrogen dari ruang dekat lempeng. Salah satu pilihan yang muncul di benaknya adalah mengentalkan elektrolit. Karakteristik material ini akan memberikan retensi elektrolit yang lebih baik saat baterai dibalik.

Baterai RUPS pertama diluncurkan dari jalur perakitan pada tahun 1985. Modifikasi ini terutama digunakan untuk pesawat militer. Juga, catu daya ini digunakan dalam sistem telekomunikasi dan instalasi persinyalan dengan catu daya individu.

Awalnya, kapasitas baterainya kecil. Parameter ini bervariasi pada kisaran 1-30 a / jam. Seiring waktu, perangkat menerima peningkatan kapasitas, sehingga penginstalan dapat bekerja lebih lama. Selain mobil, jenis baterai ini digunakan untuk membuat catu daya yang tidak pernah terputus dan sistem lain yang beroperasi pada sumber energi otonom. Baterai AGM yang lebih kecil dapat digunakan di UPS komputer.

Prinsip operasi

Baterai timbal-asam klasik terlihat seperti casing, dibagi menjadi beberapa bagian (bank). Masing-masing memiliki pelat (bahan pembuatnya adalah timbal). Mereka direndam dalam elektrolit. Ketinggian cairan harus selalu menutupi pelat agar tidak pecah. Elektrolit sendiri merupakan larutan air suling dan asam sulfat (untuk lebih jelasnya mengenai asam yang digunakan pada baterai, baca di sini).

Untuk mencegah agar pelat tidak bersentuhan, terdapat partisi yang terbuat dari plastik mikro di antara keduanya. Arus dibangkitkan antara pelat muatan positif dan negatif. Baterai AMG berbeda dari modifikasi ini karena bahan berpori yang diresapi dengan elektrolit terletak di antara pelat. Namun pori-porinya tidak sepenuhnya terisi zat aktif tersebut. Ruang bebas adalah sejenis kompartemen gas tempat uap air yang dihasilkan terkondensasi. Berkat ini, sel yang disegel tidak pecah saat pengisian sedang berlangsung (saat mengisi daya baterai servis klasik, tutup kaleng perlu dibuka, karena pada tahap akhir gelembung udara dapat berkembang secara aktif, dan wadah dapat diturunkan tekanannya. ).

Sehubungan dengan proses kimiawi yang terjadi pada kedua jenis baterai ini, keduanya identik. Hanya saja baterai yang dibuat dengan teknologi AGM dibedakan dari desain dan kestabilan pengoperasiannya (tidak perlu pemiliknya mengisi ulang elektrolitnya). Faktanya, ini adalah baterai timbal-asam yang sama, hanya berkat disain yang ditingkatkan, semua kekurangan dari analog cair klasik dihilangkan di dalamnya.

Perangkat klasik bekerja sesuai dengan prinsip berikut. Pada saat konsumsi listrik, massa jenis elektrolit berkurang. Reaksi kimia terjadi antara pelat dan elektrolit, menghasilkan arus listrik. Ketika konsumen telah memilih seluruh muatan, proses sulfasi pelat timah dimulai. Itu tidak dapat dibalik kecuali kepadatan elektrolit meningkat. Jika baterai seperti itu diisi daya, maka, karena kepadatannya yang rendah, air dalam wadah akan memanas dan mendidih, yang akan mempercepat penghancuran pelat timah, oleh karena itu, dalam kasus-kasus lanjutan, beberapa menambahkan asam.

Sedangkan untuk modifikasi RUPST tidak takut pelepasannya yang dalam. Alasannya adalah desain catu daya. Karena kontak rapat serat kaca yang diresapi elektrolit, pelat tidak mengalami sulfasi, dan cairan di dalam kaleng tidak mendidih. Hal utama dalam pengoperasian perangkat adalah mencegah pengisian berlebih, yang memicu peningkatan pembentukan gas.

Anda perlu mengisi sumber daya seperti berikut. Biasanya, label perangkat berisi instruksi dari pabriknya untuk tegangan pengisian minimum dan maksimum. Karena baterai seperti itu sangat sensitif terhadap proses pengisian, untuk ini Anda harus menggunakan pengisi daya khusus, yang dilengkapi dengan fungsi pengubah tegangan. Pengisi daya tersebut memberikan apa yang disebut "muatan mengambang", yaitu pasokan listrik dalam porsi. Pertama, seperempat dari tegangan nominal disuplai (sedangkan suhu harus dalam 35 derajat).

Setelah elektronik pengisi daya memperbaiki sejumlah muatan (sekitar 2.45V per sel), algoritme pengurangan tegangan dipicu. Ini memastikan akhir proses yang mulus, dan tidak ada evolusi aktif dari oksigen dan hidrogen. Gangguan sekecil apa pun pada proses ini dapat secara signifikan mengurangi kinerja baterai.

Baterai RUPS lain membutuhkan penggunaan khusus. Jadi, Anda benar-benar dapat menyimpan perangkat di posisi apa pun. Keunikan dari jenis baterai ini adalah bahwa mereka memiliki tingkat self-discharge yang rendah. Untuk penyimpanan satu tahun, kapasitasnya bisa kehilangan tidak lebih dari 20 persen dari kapasitasnya (asalkan perangkat disimpan di ruang kering pada suhu positif dalam kisaran 5 hingga 15 derajat).

Tetapi pada saat yang sama, perlu untuk memeriksa level pengisian secara berkala, memantau kondisi terminal dan melindunginya dari kelembaban dan debu (ini dapat memicu pelepasan sendiri perangkat). Untuk keamanan catu daya, perlu untuk menghindari korsleting dan lonjakan tegangan yang tiba-tiba.

Perangkat baterai RUPS

Seperti yang telah kami ketahui, kasing RUPS tertutup sepenuhnya, oleh karena itu elemen tersebut termasuk dalam kategori model bebas perawatan. Alih-alih partisi berpori plastik, ada fiberglass berpori di dalam bodi di antara pelat. Ini adalah pemisah atau spacer. Bahan ini netral dalam konduktivitas listrik dan berinteraksi dengan asam. Pori-porinya 95 persen jenuh dengan zat aktif (elektrolit).

Fiberglass juga mengandung sedikit aluminium untuk mengurangi hambatan internal. Berkat ini, perangkat mampu mempertahankan pengisian cepat dan melepaskan energi saat dibutuhkan.

Sama seperti aki konvensional, modifikasi RUPS juga terdiri dari enam kaleng atau tangki dengan satu set pelat. Setiap grup terhubung ke terminal baterai yang sesuai (positif atau negatif). Setiap bank mengeluarkan tegangan dua volt. Bergantung pada jenis baterai, pelatnya mungkin tidak paralel, tetapi digulung. Pada desain ini, aki akan memiliki bentuk kaleng yang silindris. Baterai jenis ini sangat tahan lama dan tahan getaran. Keuntungan lain dalam modifikasi tersebut adalah bahwa pelepasannya dapat menghasilkan minimum 500, dan maksimum 900A (dalam baterai konvensional, parameter ini berada dalam 200A).

1) Pasang dengan katup pengaman dan tutup dengan ventilasi tunggal; 2) Tubuh dan penutup yang lebih tebal dan lebih kuat; 3) Blok pelat; 4) Semi-blok pelat negatif; 5) Piring negatif; 6) Kisi negatif; 7) Fragmen bahan yang diserap; 8) Pelat positif dengan pemisah fiberglass; 9) Kisi positif; 10) Piring positif; 11) Semi-blok pelat positif.

Jika kita menganggap baterai klasik, maka pengisian memicu pembentukan gelembung udara di permukaan pelat. Karena itu, kontak elektrolit dengan kabel lebih buruk, dan ini menurunkan kinerja catu daya. Tidak ada masalah seperti itu dalam analog yang ditingkatkan, karena serat gelas memastikan kontak konstan elektrolit dengan pelat. Untuk mencegah gas berlebih menyebabkan depresurisasi perangkat (ini terjadi ketika pengisian tidak dilakukan dengan benar), ada katup di tubuh untuk melepaskannya. Untuk informasi lebih lanjut tentang cara mengisi daya baterai dengan benar, baca terpisah.

Jadi, elemen desain utama baterai RUPS adalah:

• Kasing tertutup rapat (terbuat dari plastik tahan asam yang dapat menahan getaran konstan dengan guncangan kecil);
• Pelat untuk muatan positif dan negatif (terbuat dari timah murni, yang mungkin termasuk aditif silikon), yang dihubungkan secara paralel dengan terminal keluaran;
• Fiberglass mikro;
• Elektrolit (mengisi 95% bahan berpori);
• Katup untuk menghilangkan gas berlebih;
• Terminal positif dan negatif.

Apa yang menahan penyebaran RUPS

Menurut beberapa perkiraan, sekitar 110 juta baterai isi ulang diproduksi di dunia setiap tahunnya. Meskipun efisiensinya lebih besar dibandingkan dengan timbal-asam klasik, mereka hanya menempati sebagian kecil dari penjualan pasar. Ada beberapa alasan untuk ini.

1. Tidak semua perusahaan pembuat baterai membuat catu daya menggunakan teknologi ini;
2. Biaya baterai semacam itu jauh lebih tinggi daripada jenis perangkat biasa (selama tiga hingga lima tahun pengoperasian, tidak akan sulit bagi pengendara untuk mengumpulkan beberapa ratus dolar untuk baterai cair baru). Biasanya dua sampai dua setengah kali lebih mahal;
3. Perangkat dengan kapasitas yang sama akan jauh lebih berat dan lebih bervolume dibandingkan dengan analog klasik, dan tidak setiap model mobil memungkinkan Anda menempatkan baterai yang diperbesar di bawah kap;
4. Perangkat semacam itu sangat menuntut kualitas pengisi daya, yang juga membutuhkan banyak uang. Pengisian klasik dapat merusak baterai dalam hitungan jam;
5. Tidak setiap penguji dapat menentukan status baterai semacam itu, oleh karena itu, untuk memperbaiki sumber listrik, Anda harus mencari stasiun layanan khusus;
6. Agar generator dapat menghasilkan tegangan yang diperlukan untuk pengisian ulang baterai yang memadai selama pengoperasian, mekanisme ini juga harus diubah di dalam mobil (untuk detail tentang cara kerja generator, baca di artikel lain);
7. Selain efek negatif dari embun beku yang parah, perangkat ini juga tidak dapat mentolerir suhu tinggi dengan baik. Oleh karena itu, ruang mesin harus berventilasi baik selama musim panas.

Alasan ini membuat pengendara berpikir: apakah layak membeli baterai yang begitu rumit, jika Anda dapat membeli dua modifikasi sederhana dengan uang yang sama? Mempertimbangkan kebutuhan pasar, produsen tidak mengambil risiko melepaskan produk dalam jumlah besar yang hanya akan mengumpulkan debu di gudang.

Jenis utama baterai timbal-asam

Karena pasar utama baterai adalah industri otomotif, baterai tersebut terutama diadaptasi untuk kendaraan. Kriteria utama pemilihan sumber daya adalah beban total seluruh sistem kelistrikan dan instrumen kendaraan (parameter yang sama berlaku untuk pemilihan generator). Karena mobil modern menggunakan sejumlah besar elektronik on-board, banyak model tidak lagi dilengkapi dengan baterai standar.

Dalam beberapa situasi, model cairan tidak lagi dapat mengatasi beban seperti itu, dan modifikasi RUPS dapat mengatasi hal ini dengan cukup baik, karena kapasitasnya dapat dua hingga tiga kali lebih tinggi daripada kapasitas analog standar. Ditambah lagi, beberapa pemilik mobil modern tidak siap menghabiskan waktu untuk memperbaiki pasokan listrik (meskipun tidak membutuhkan banyak perawatan).

Mobil modern dapat menggunakan salah satu dari dua jenis baterai. Yang pertama adalah opsi cairan bebas perawatan. Ini menggunakan pelat kalsium, bukan pelat antimon. Yang kedua adalah analog yang sudah kita kenal, dibuat dengan menggunakan teknologi RUPS. Beberapa pengendara mengacaukan jenis baterai ini dengan baterai gel. Meskipun tampilannya mungkin mirip, sebenarnya keduanya adalah jenis perangkat yang berbeda. Baca lebih lanjut tentang baterai gel di sini.

Sebagai analog yang lebih baik dari baterai cair klasik, ada modifikasi yang dibuat menggunakan teknologi EFB di pasaran. Ini adalah catu daya asam timbal cair yang sama, hanya untuk mencegah sulfasi pelat positif, mereka juga dibungkus dengan bahan berpori dan poliester. Ini memperpanjang masa pakai baterai standar.

Penerapan baterai RUPS

Baterai AGM sering digunakan di mobil yang dilengkapi dengan sistem start / stop, karena memiliki kapasitas yang mengesankan dibandingkan dengan catu daya cair klasik. Namun industri otomotif bukanlah satu-satunya bidang yang menerapkan modifikasi RUPS.

Berbagai sistem bertenaga sendiri seringkali dilengkapi dengan baterai AGM atau GEL. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, baterai semacam itu digunakan sebagai sumber listrik untuk kursi roda penggerak sendiri dan kendaraan listrik anak-anak. Bagaimanapun, instalasi listrik dengan catu daya enam, 12 atau 24 volt yang tidak pernah terputus dapat mengambil energi dari perangkat ini.

Parameter kunci yang digunakan untuk menentukan baterai yang akan digunakan adalah kinerja traksi. Modifikasi cairan tidak dapat mengatasi beban seperti itu dengan baik. Contohnya adalah pengoperasian sistem audio di dalam mobil. Baterai cair dapat dengan aman menghidupkan mesin beberapa kali, dan perekam pita radio akan melepaskannya dalam beberapa jam (baca tentang cara menghubungkan perekam pita radio dengan amplifier dengan benar. terpisah), meskipun konsumsi daya dari node ini sangat berbeda. Untuk alasan ini, catu daya klasik digunakan sebagai starter.

Manfaat dan teknologi baterai RUPS

Seperti yang sudah disebutkan, perbedaan antara RUPS dengan aki klasik hanya pada desainnya. Mari kita pertimbangkan apa saja keuntungan dari modifikasi yang ditingkatkan.

1. Tidak takut pelepasan yang dalam. Baterai apa pun tidak mentolerir pelepasan yang kuat, dan untuk beberapa modifikasi, faktor ini merusak. Dalam kasus catu daya standar, kapasitasnya sangat dipengaruhi oleh pengosongan yang sering di bawah 50 persen. Tidak mungkin menyimpan baterai dalam kondisi ini. Sejauh menyangkut jenis AGM, mereka mentolerir kehilangan energi sekitar 20 persen lebih banyak tanpa bahaya serius dibandingkan dengan baterai klasik. Artinya, pemakaian berulang kali hingga 30 persen tidak akan memengaruhi kinerja baterai.
2. Tidak takut dengan lereng yang kuat. Karena casing baterai tertutup, elektrolit tidak keluar dari wadah saat dibalik. Bahan yang diserap mencegah zat yang bekerja bergerak bebas di bawah pengaruh gravitasi. Namun, baterai tidak boleh disimpan atau dioperasikan secara terbalik. Alasannya adalah karena pada posisi ini, pembuangan gas berlebih secara alami melalui katup tidak dapat dilakukan. Katup pembuangan akan berada di bagian bawah, dan udara itu sendiri (pembentukannya dimungkinkan jika proses pengisian terganggu - pengisian berlebihan atau menggunakan perangkat yang mengeluarkan peringkat tegangan yang salah) akan naik.
3. Bebas perawatan. Jika aki digunakan di dalam mobil, maka proses pengisian volume elektrolit tidak melelahkan dan tidak berbahaya. Saat tutup kaleng dibuka, uap asam sulfat keluar dari wadah dalam jumlah kecil. Untuk alasan ini, servis aki klasik (termasuk pengisiannya, karena saat ini bank harus terbuka) harus di tempat yang berventilasi baik. Jika baterai dioperasikan di lingkungan perumahan, perangkat semacam itu harus dikeluarkan dari tempat untuk pemeliharaan. Ada instalasi listrik yang menggunakan bundel baterai dalam jumlah besar. Dalam hal ini, pengoperasian dan pemeliharaannya di ruangan tertutup berbahaya bagi kesehatan manusia, oleh karena itu, dalam kasus seperti itu, baterai yang diproduksi menggunakan teknologi AGM digunakan. Elektrolit menguap di dalamnya hanya jika prosedur pengisian dilanggar, dan tidak perlu diservis selama masa kerja.
4. Tidak mengalami sulfasi dan korosi. Karena elektrolit tidak mendidih atau menguap selama operasi dan pengisian yang benar, pelat perangkat selalu bersentuhan dengan zat yang berfungsi. Oleh karena itu, proses perusakan pada sumber daya tersebut tidak terjadi. Pengecualian adalah pengisian yang salah yang sama, di mana rekombinasi gas yang berevolusi dan penguapan elektrolit terganggu.
5. Tidak takut dengan getaran. Terlepas dari posisi wadah baterai, elektrolit selalu bersentuhan dengan pelat, karena fiberglass ditekan dengan kuat ke permukaannya. Karena itu, baik getaran kecil maupun guncangan tidak memicu pelanggaran kontak elemen-elemen ini. Karenanya, baterai tersebut dapat digunakan dengan aman pada kendaraan yang sering melaju di medan yang berat.
6. Lebih stabil pada suhu ambien tinggi dan rendah. Tidak ada air bebas dalam perangkat baterai RUPS, yang dapat membeku (selama kristalisasi, cairan mengembang, yang sering menjadi alasan depresurisasi selubung) atau menguap selama operasi. Untuk alasan ini, jenis catu daya yang ditingkatkan tetap stabil di suhu beku -70 derajat dan panas +40 derajat Celcius. Benar, dalam cuaca dingin, pelepasan terjadi secepat dalam kasus baterai klasik.
7. Mereka mengisi daya lebih cepat dan memberikan arus yang lebih tinggi dalam periode waktu yang lebih singkat. Parameter kedua sangat penting untuk start dingin mesin pembakaran internal. Selama pengoperasian dan pengisian, perangkat tersebut tidak menjadi sangat panas. Sebagai ilustrasi: saat mengisi baterai konvensional, sekitar 20 persen energinya diubah menjadi panas, sedangkan pada versi AGM parameter ini berada dalam 4%.

Kekurangan baterai dengan teknologi AGM

Terlepas dari sejumlah keunggulan tersebut, baterai tipe AGM juga memiliki kerugian yang signifikan, karena perangkat tersebut belum digunakan secara luas. Daftar ini mencakup faktor-faktor seperti itu:

1. Meskipun beberapa produsen telah meluncurkan produksi massal produk semacam itu, biayanya masih dua kali lebih tinggi dari analog klasik. Saat ini, teknologi tersebut belum menerima perbaikan yang tepat yang akan mengurangi biaya produk tanpa mengorbankan kinerjanya.
2. Kehadiran bahan tambahan di antara pelat membuat desain lebih besar dan pada saat yang sama lebih berat dibandingkan dengan baterai cair dengan kapasitas yang sama.
3. Untuk mengisi daya perangkat dengan benar, Anda memerlukan pengisi daya khusus, yang juga membutuhkan biaya yang lumayan.
4. Proses pengisian harus dipantau untuk mencegah pengisian yang berlebihan atau suplai tegangan yang salah. Selain itu, perangkat sangat takut korsleting.

Seperti yang Anda lihat, aki RUPS tidak memiliki banyak aspek negatif, tetapi ini adalah alasan signifikan mengapa pengendara tidak berani menggunakannya di kendaraan mereka. Meskipun di beberapa daerah mereka tidak tergantikan. Contohnya adalah unit listrik besar dengan catu daya tak terputus individu, stasiun penyimpanan yang ditenagai oleh panel surya, dll.

Di akhir ulasan, kami menawarkan perbandingan video singkat dari tiga modifikasi baterai:

UNTUK # 26: EFB, GEL, RUPS pro dan kontra tentang aki mobil!

Pertanyaan dan Jawaban:

Apa perbedaan antara AGM dan baterai biasa? RUPS bahkan lebih berat dari baterai asam konvensional. Sensitif terhadap harga yang terlalu mahal, Anda perlu mengisinya dengan biaya khusus. Baterai AGM bebas perawatan.

Mengapa Anda membutuhkan baterai AGM? Catu daya ini tidak memerlukan perawatan, oleh karena itu lebih nyaman digunakan pada mobil asing. Desain casing baterai memungkinkan untuk dipasang secara vertikal (case tertutup).

Apa arti label RUPS pada baterai? Ini adalah singkatan dari teknologi catu daya asam timbal modern (Absorber Glass Mat). Baterai berada di kelas yang sama dengan rekan gel.