Baterie AGM - technologie, výhody a nevýhody

Pro více než pouhou aktivaci startéru a nastartování motoru je zapotřebí nepřerušitelný zdroj energie. Baterie se také používá pro nouzové osvětlení, provoz palubního systému s vypnutým motorem a pro krátkou jízdu, když je generátor mimo provoz. Nejběžnějším typem baterií používaných v automobilech je kyselina olovnatá. Ale mají několik modifikací. Jedním z nich je AGM. Pojďme diskutovat o některých modifikacích těchto baterií, stejně jako o jejich rozdílech. Co je zvláštního na typu baterie AGM?

Co je technologie baterií AGM?

Pokud podmíněně rozdělíme baterie, pak se rozdělí na servisní a bezobslužné. První kategorie zahrnuje baterie, ve kterých se elektrolyt časem odpařuje. Vizuálně se liší od druhého typu tím, že mají víčka nahoře pro každou plechovku. Těmito otvory se doplňuje nedostatek tekutiny. U druhého typu baterií není možné přidávat destilovanou vodu kvůli konstrukčním vlastnostem a materiálům, které minimalizují tvorbu vzduchových bublin v nádobě.

Další klasifikace baterií se týká jejich vlastností. Existují také dva typy z nich. První je startér a druhý je trakce. Startovací baterie mají velký startovací výkon a používají se ke spouštění velkých spalovacích motorů. Trakční baterie se vyznačuje schopností dlouhodobě vydávat napětí. Taková baterie je instalována v elektrických vozidlech (nejedná se však o plnohodnotný elektromobil, ale hlavně o dětské elektromobily a invalidní vozíky) a elektrických instalacích, které nepoužívají spouštěcí proud s vysokým výkonem. Pokud jde o plnohodnotné elektromobily, jako je Tesla, používá se v nich také baterie AGM, ale jako základ pro palubní systém. Elektromotor používá jiný typ baterie. Další informace o tom, jak vybrat správnou baterii pro vaše auto, si přečtěte v jiné recenzi.

Baterie AGM se od svého klasického protějšku liší tím, že její obal nelze nijak otevřít, což znamená, že patří do kategorie bezúdržbových úprav. V procesu vývoje bezúdržbových typů baterií AGM se vědcům podařilo dosáhnout snížení množství uvolněných plynů na konci nabíjení. Tento účinek byl možný díky skutečnosti, že elektrolyt ve struktuře je v menším množství a v lepším kontaktu s povrchem desek.

Zvláštností této úpravy je to, že nádoba není naplněna volným elektrolytem v kapalném stavu, který je v přímém kontaktu s deskami zařízení. Pozitivní a negativní destička je oddělena ultratenkým izolačním materiálem (sklolaminát a porézní papír) impregnovaným aktivní kyselinou.

Historie výskytu

Název AGM pochází z anglického výrazu „absorpční skleněná rohož“, což se překládá jako absorpční polštářový materiál (vyrobený ze skleněných vláken). Samotná technologie se objevila v 70. letech minulého století. Společnost, která zaregistrovala patent na novinku, je americký výrobce Gates Rubber Co.

Samotný nápad přišel od jednoho fotografa, který přemýšlel o tom, jak snížit rychlost uvolňování kyslíku a vodíku z prostoru poblíž desek. Jednou z možností, která ho napadla, bylo zahuštění elektrolytu. Tato materiálová charakteristika by poskytovala lepší zadržování elektrolytu při převrácení baterie.

První baterie AGM sjely z montážní linky v roce 1985. Tato úprava se používala hlavně pro vojenská letadla. Tyto napájecí zdroje se také používaly v telekomunikačních systémech a zabezpečovacích zařízeních s individuálním napájením.

Zpočátku byla kapacita baterie malá. Tento parametr se pohyboval v rozmezí 1-30 a / h. Postupem času zařízení dostalo zvýšenou kapacitu, takže instalace mohla fungovat déle. Kromě automobilů se tento typ baterie používá k vytváření nepřerušitelných zdrojů energie a dalších systémů pracujících na autonomním zdroji energie. Menší baterii AGM lze použít v počítači UPS.

Princip činnosti

Klasická olověná baterie vypadá jako pouzdro, rozdělené do několika sekcí (bank). Každý z nich má desky (materiál, ze kterého jsou vyrobeny, je olovo). Jsou ponořeny do elektrolytu. Hladina kapaliny musí vždy zakrýt destičky, aby se nespadly. Samotný elektrolyt je roztok destilované vody a kyseliny sírové (další informace o kyselinách používaných v bateriích naleznete v části zde).

Aby se zabránilo kontaktu desek, jsou mezi nimi přepážky z mikroporézního plastu. Proud se generuje mezi deskami kladného a záporného náboje. Baterie AMG se od této úpravy liší tím, že mezi deskami je umístěn porézní materiál impregnovaný elektrolytem. Jeho póry však nejsou plněny účinnou látkou. Volný prostor je druh plynové komory, ve které kondenzuje výsledná vodní pára. Díky tomu se utěsněný prvek během nabíjení nerozbije (při nabíjení klasické baterie s opravou je nutné odšroubovat víčka plechovek, protože v konečné fázi se mohou aktivně vyvíjet vzduchové bubliny a nádoba může být odtlakovaná ).

Pokud jde o chemické procesy probíhající v těchto dvou typech baterií, jsou identické. Je to jen tím, že baterie vyrobené pomocí technologie AGM se vyznačují svým designem a stabilitou provozu (nepotřebují, aby majitel doplňoval elektrolyt). Ve skutečnosti se jedná o stejnou olověnou baterii, pouze díky vylepšené konstrukci jsou v ní odstraněny všechny nevýhody klasického kapalného analogu.

Klasické zařízení funguje podle následujícího principu. V okamžiku spotřeby elektřiny klesá hustota elektrolytu. Mezi deskami a elektrolytem probíhá chemická reakce, která vede k elektrickému proudu. Když spotřebitelé vyberou celou náplň, začne proces sulfatace olověných desek. Nelze jej zvrátit, pokud není zvýšena hustota elektrolytu. Pokud je taková baterie nabitá, pak se v důsledku nízké hustoty voda v nádobě zahřeje a jednoduše se vaří, což urychlí destrukci olověných desek, proto v pokročilých případech některé přidávají kyselinu.

Pokud jde o úpravu AGM, nebojí se hlubokého vybití. Důvodem je konstrukce napájecího zdroje. Kvůli těsnému kontaktu skleněného vlákna impregnovaného elektrolytem nedochází k sulfataci desek a kapalina v plechovkách nevarí. Hlavní věcí při provozu zařízení je zabránit přebíjení, které vyvolává zvýšenou tvorbu plynu.

Takový zdroj energie musíte nabít následujícím způsobem. Typicky štítek zařízení obsahuje pokyny výrobce pro minimální a maximální nabíjecí napětí. Protože taková baterie je velmi citlivá na proces nabíjení, měli byste k tomu použít speciální nabíječku, která je vybavena funkcí změny napětí. Takové nabíječky zajišťují takzvaný „plovoucí náboj“, tj. Porcovanou dodávku elektřiny. Nejprve je dodána čtvrtina jmenovitého napětí (přičemž teplota by měla být do 35 stupňů).

Poté, co elektronika nabíječky zafixuje určité množství náboje (přibližně 2.45 V na článek), spustí se algoritmus snižování napětí. Tím je zajištěn hladký konec procesu a nedochází k aktivnímu vývoji kyslíku a vodíku. I sebemenší narušení tohoto procesu může výrazně snížit výkon baterie.

Další baterie AGM vyžaduje zvláštní použití. Zařízení tedy můžete ukládat v absolutně jakékoli poloze. Zvláštností těchto typů baterií je, že mají nízkou úroveň samovybíjení. Po dobu jednoho roku skladování může kapacita ztratit maximálně 20 procent své kapacity (za předpokladu, že bylo zařízení skladováno v suché místnosti při kladné teplotě v rozmezí 5 až 15 stupňů).

Současně je však nutné pravidelně kontrolovat úroveň nabití, sledovat stav svorek a chránit je před vlhkostí a prachem (může to způsobit samovybíjení zařízení). Z důvodu bezpečnosti napájení je nutné zabránit zkratům a náhlým rázům.

Bateriové zařízení AGM

Jak jsme si již všimli, pouzdro AGM je zcela zapečetěné, proto takové prvky patří do kategorie bezúdržbových modelů. Místo plastových porézních přepážek je uvnitř desek mezi deskami porézní sklolaminát. Jedná se o oddělovače nebo rozpěrky. Tento materiál má neutrální elektrickou vodivost a interaguje s kyselinami. Jeho póry jsou z 95 procent nasyceny účinnou látkou (elektrolytem).

Sklolaminát také obsahuje malé množství hliníku, aby se snížil vnitřní odpor. Díky tomu je zařízení schopno udržovat rychlé nabíjení a v případě potřeby uvolňovat energii.

Stejně jako konvenční baterie se modifikace AGM skládá také ze šesti plechovek nebo nádrží s individuální sadou desek. Každá skupina je připojena k odpovídající svorce baterie (kladná nebo záporná). Každá banka vydává napětí dva volty. V závislosti na typu baterie nemusí být desky rovnoběžné, ale srolované. V tomto provedení bude mít baterie válcový tvar plechovek. Tento typ baterie je vysoce odolný a odolný proti vibracím. Další výhodou těchto úprav je, že jejich vybití může vyprodukovat minimálně 500 a maximálně 900 A (u běžných baterií je tento parametr v rozmezí 200 A).

1) Uzávěr s pojistnými ventily a kryt s jediným odvětráním; 2) Silnější a silnější tělo a obal; 3) Blok desek; 4) Poloblok negativních desek; 5) Negativní destička; 6) Negativní mřížka; 7) Fragment absorbovaného materiálu; 8) Pozitivní deska s oddělovačem ze skleněných vláken; 9) Pozitivní mřížka; 10) Pozitivní deska; 11) Poloblok pozitivních desek.

Pokud vezmeme v úvahu klasickou baterii, pak nabíjení vyvolává tvorbu vzduchových bublin na povrchu desek. Z tohoto důvodu je elektrolyt méně v kontaktu s olovem, což zhoršuje výkon napájecího zdroje. Ve vylepšeném analogu není takový problém, protože skleněné vlákno zajišťuje stálý kontakt elektrolytu s deskami. Aby přebytečný plyn nezpůsobil odtlakování zařízení (k tomu dochází, když nabíjení neprobíhá správně), je v těle ventil, který je uvolňuje. Další informace o tom, jak správně nabít baterii, naleznete v části odděleně.

Hlavní konstrukční prvky baterií AGM jsou tedy:

• Hermeticky uzavřené pouzdro (vyrobené z plastu odolného vůči kyselinám, který vydrží neustálé vibrace s malými otřesy);
• Desky pro kladný a záporný náboj (jsou vyrobeny z čistého olova, které může obsahovat silikonové přísady), které jsou zapojeny paralelně s výstupními svorkami;
• Mikroporézní skleněná vlákna;
• Elektrolyt (plnění 95% porézního materiálu);
• Ventily pro odstraňování přebytečného plynu;
• Kladné a záporné svorky.

Co brzdí šíření AGM

Podle některých odhadů se na světě ročně vyrobí přibližně 110 milionů dobíjecích baterií. Navzdory vyšší efektivitě ve srovnání s klasickými protějšky olověnými kyselinami zaujímají jen malý podíl na tržním prodeji. Existuje pro to několik důvodů.

1. Ne každá společnost vyrábějící baterie vyrábí napájecí zdroje pomocí této technologie;
2. Cena těchto baterií je mnohem vyšší než u běžných typů zařízení (po dobu tří až pěti let provozu nebude pro motoristu obtížné vyzvednout pár stovek dolarů za novou kapalnou baterii). Obvykle jsou dva až dva a půlkrát dražší;
3. Zařízení se stejnou kapacitou bude mnohem těžší a objemnější ve srovnání s klasickým analogem a ne každý model automobilu vám umožní umístit pod kapotu zvětšenou baterii;
4. Taková zařízení jsou velmi náročná na kvalitu nabíječky, která také stojí spoustu peněz. Klasické nabíjení může takovou baterii zničit během několika hodin;
5. Ne každý tester je schopen určit stav takové baterie, proto pro údržbu elektrického zdroje musíte vyhledat specializovanou servisní stanici;
6. Aby generátor během provozu produkoval napětí potřebné pro adekvátní dobíjení baterie, bude nutné tento mechanismus také změnit ve vozidle (podrobnosti o tom, jak generátor pracuje, si přečtěte v jiném článku);
7. Kromě negativních účinků silných mrazů zařízení také netoleruje dobře vysoké teploty. Proto musí být motorový prostor během léta dobře odvětráván.

Tyto důvody nutí motoristy přemýšlet: stojí za to si vůbec koupit tak složitou baterii, pokud si můžete za dvě peníze koupit dvě jednoduché úpravy? Vzhledem k potřebám trhu nehrozí výrobcům riziko uvolnění velkého množství produktů, které jednoduše usadí prach ve skladech.

Hlavní typy olověných baterií

Jelikož hlavním trhem s bateriemi je automobilový průmysl, jsou přizpůsobeny hlavně pro vozidla. Hlavním kritériem, podle kterého je vybrán zdroj energie, je celkové zatížení celého elektrického systému a přístrojů vozidla (stejný parametr platí pro výběr generátoru). Vzhledem k tomu, že moderní automobily využívají velké množství palubní elektroniky, mnoho modelů již není vybaveno standardními bateriemi.

V některých situacích již tekuté modely nejsou schopny se s takovou zátěží vyrovnat a úpravy AGM si s tím poradí docela dobře, protože jejich kapacita může být dvakrát až třikrát vyšší než kapacita standardních analogů. Někteří majitelé moderních automobilů navíc nejsou připraveni trávit čas údržbou napájecích zdrojů (i když nevyžadují přílišnou údržbu).

Moderní auto může používat jeden ze dvou typů baterií. Prvním z nich je bezúdržbová kapalina. Používá vápníkové destičky místo antimonových. Druhým je pro nás již známý analog, vyrobený pomocí technologie AGM. Někteří motoristé zaměňují tento typ baterií za gelové. I když mohou vypadat podobně, ve skutečnosti jde o různé typy zařízení. Přečtěte si více o gelových bateriích zde.

Jako vylepšený analog klasické kapalinové baterie jsou na trhu úpravy provedené pomocí technologie EFB. Jedná se o stejný kapalný napájecí zdroj olovo-kyselina, jen aby se zabránilo sulfataci pozitivních desek, jsou navíc zabaleny do porézního materiálu a polyesteru. Tím se prodlužuje životnost standardní baterie.

Použití baterií AGM

Baterie AGM se často používají v automobilech vybavených systémy start / stop, protože mají působivou kapacitu ve srovnání s klasickými kapalnými napájecími zdroji. Automobilový průmysl však není jedinou oblastí, ve které se používají úpravy AGM.

Různé systémy s vlastním napájením jsou často vybaveny bateriemi AGM nebo GEL. Jak již bylo zmíněno dříve, tyto baterie se používají jako zdroj elektřiny pro invalidní vozíky s vlastním pohonem a dětská elektrická vozidla. V každém případě může elektrická instalace s individuálním nepřerušitelným napájením o napětí 12, 24 nebo XNUMX voltů odebírat energii z tohoto zařízení.

Klíčovým parametrem, pomocí kterého můžete určit, kterou baterii použít, je trakční výkon. Kapalné úpravy se s takovým zatížením nevyrovnají dobře. Příkladem toho je provoz audiosystému v automobilu. Kapalná baterie může bezpečně nastartovat motor několikrát a rádiový magnetofon jej za několik hodin vybije (jak správně připojit rádiový magnetofon se zesilovačem, přečtěte si odděleně), i když spotřeba energie těchto uzlů je velmi odlišná. Z tohoto důvodu se jako startéry používají klasické napájecí zdroje.

Výhody a technologie baterií AGM

Jak již bylo zmíněno, rozdíl mezi AGM a klasickými bateriemi je pouze v designu. Zvažme, jaké jsou výhody vylepšené úpravy.

1. Nebojí se hlubokých výbojů. Žádná baterie netoleruje silné vybití a pro některé úpravy je tento faktor jednoduše destruktivní. V případě standardních napájecích zdrojů je jejich kapacita kriticky ovlivněna častým vybíjením pod 50 procent. V tomto stavu není možné akumulátor skladovat. Pokud jde o typy AGM, snášejí přibližně o 20 procent více ztrát energie bez vážného poškození ve srovnání s klasickými bateriemi. To znamená, že opakované vybíjení na 30 procent nebude mít vliv na výkon baterie.
2. Nebojí se silných svahů. Vzhledem k tomu, že pouzdro na baterie je zapečetěno, elektrolyt se při převrácení nevylévá z nádoby. Absorbovaný materiál brání pracovní látce ve volném pohybu pod vlivem gravitace. Baterie však nesmí být skladována nebo provozována obráceně. Důvodem je to, že v této poloze nebude možné přirozené odstranění přebytečného plynu ventilem. Vypouštěcí ventily budou dole a samotný vzduch (jeho tvorba je možná, pokud dojde k narušení procesu nabíjení - přebíjení nebo používání zařízení, které vydává nesprávné jmenovité napětí), se posune nahoru.
3. Bezúdržbový. Pokud se baterie používá v automobilu, není proces doplňování objemu elektrolytu pracný a není škodlivý. Když jsou víčka plechovek odšroubována, z nádoby v malém množství vystupují páry kyseliny sírové. Z tohoto důvodu by servis klasických baterií (včetně jejich nabíjení, protože v tuto chvíli musí být banky otevřené) měl být v dobře větraném prostoru. Pokud je baterie provozována v obytném prostředí, musí být takové zařízení z důvodu údržby vyjmuto z provozovny. Existují elektrické instalace, které používají svazek velkého počtu baterií. V tomto případě je jejich provoz a údržba v uzavřené místnosti nebezpečná pro lidské zdraví, proto se v takových případech používají baterie vyrobené pomocí technologie AGM. Elektrolyt se v nich odpařuje, pouze pokud je porušen postup nabíjení, a není třeba je po celou dobu životnosti udržovat.
4. Nepodléhá sulfataci a korozi. Jelikož elektrolyt během provozu a správného nabíjení nevarí ani se neodpařuje, jsou desky zařízení v neustálém kontaktu s pracovní látkou. Z tohoto důvodu v takových zdrojích energie nedochází k procesu ničení. Výjimkou je stejné nesprávné nabíjení, při kterém je narušena rekombinace vyvíjených plynů a odpařování elektrolytu.
5. Nebojí se vibrací. Bez ohledu na polohu pouzdra baterie je elektrolyt neustále v kontaktu s deskami, protože skleněná vlákna jsou pevně přitlačována k jejich povrchu. Z tohoto důvodu nevyvolávají ani malé vibrace, ani otřesy narušení kontaktu těchto prvků. Z tohoto důvodu lze tyto baterie bezpečně použít ve vozidlech, která často jezdí po nerovném terénu.
6. Stabilnější při vysokých a nízkých teplotách okolí. V bateriovém zařízení AGM není žádná volná voda, která by mohla zamrznout (během procesu krystalizace tekutina expanduje, což je často důvodem odtlakování pouzder) nebo se během provozu odpařit. Z tohoto důvodu zůstává vylepšený typ napájecích zdrojů stabilní při mrazech -70 stupňů a teplu +40 stupňů Celsia. Je pravda, že v chladném počasí dochází k vybití stejně rychle jako v případě klasických baterií.
7. Nabíjejí se rychleji a dodávají vyšší proud za kratší dobu. Druhý parametr je velmi důležitý pro studený start spalovacího motoru. Během provozu a nabíjení se taková zařízení příliš neohřívají. Pro ilustraci: při nabíjení konvenční baterie se asi 20 procent energie přemění na teplo, zatímco u verzí AGM je tento parametr v rozmezí 4%.

Nevýhody baterií s technologií AGM

Přes takovou řadu výhod mají baterie typu AGM také značné nevýhody, kvůli nimž zařízení dosud nebyla rozšířena. Tento seznam zahrnuje tyto faktory:

1. Ačkoli někteří výrobci zahájili masovou výrobu těchto produktů, jejich cena je stále dvakrát vyšší než u klasického analogu. V tuto chvíli tato technologie dosud neobdržela správná vylepšení, která by snížila náklady na produkty bez obětování jejich výkonu.
2. Přítomnost dalších materiálů mezi destičkami činí design větší a zároveň těžší ve srovnání s kapalnými bateriemi stejné kapacity.
3. Pro správné nabití zařízení potřebujete speciální nabíječku, která také stojí slušné peníze.
4. Proces nabíjení musí být monitorován, aby se zabránilo přebíjení nebo nesprávnému napájení. Zařízení se také velmi bojí zkratů.

Jak vidíte, baterie AGM nemají tolik negativních aspektů, ale to jsou významné důvody, proč se motoristé neodvažují je používat ve svých vozidlech. I když v některých oblastech jsou prostě nenahraditelné. Příkladem toho jsou velké elektrické jednotky s individuálním nepřerušitelným napájením, skladovací stanice napájené solárními panely atd.

Na konci recenze nabízíme krátké video srovnání tří úprav baterií:

ZA # 26: EFB, GEL, AGM klady a zápory autobaterií!

Otázky a odpovědi:

Jaký je rozdíl mezi AGM a běžnou baterií? AGM je ještě těžší než běžná kyselinová baterie. Je citlivý na přebití, je potřeba ho nabíjet speciálním nábojem. Baterie AGM jsou bezúdržbové.

Proč potřebujete baterii AGM? Tento napájecí zdroj nevyžaduje údržbu, proto je vhodnější jej používat na zahraničních automobilech. Konstrukce pouzdra na baterie umožňuje jeho svislou instalaci (utěsněné pouzdro).

Co znamená štítek AGM na baterii? Je to zkratka moderní technologie olověných napájecích zdrojů (Absorber Glass Mat). Baterie je ve stejné třídě jako gelový protějšek.