AGM-batteri - teknik, fördelar och nackdelar

En avbrottsfri strömförsörjning behövs för mer än bara att aktivera startmotorn och starta motorn. Batteriet används också för nödbelysning, drift av det inbyggda systemet när motorn stängs av, samt en kort körning när generatorn är ur funktion. Den vanligaste typen av batteri som används i bilar är blysyra. Men de har flera ändringar. En av dem är AGM. Låt oss diskutera några modifieringar av dessa batterier, liksom deras skillnader. Vad är speciellt med AGM-batteritypen?

Vad är AGM-batteriteknik?

Om vi ​​villkorligt delar upp batterierna är de uppdelade i underhållna och obevakade. Den första kategorin inkluderar batterier där elektrolyten avdunstar över tiden. Visuellt skiljer de sig från den andra typen genom att de har lock på toppen för varje burk. Genom dessa hål fylls bristen på vätska. I den andra typen av batterier är det inte möjligt att tillsätta destillerat vatten på grund av designfunktioner och material som minimerar bildandet av luftbubblor i behållaren.

En annan klassificering av batterier gäller deras egenskaper. Det finns också två typer av dem. Den första är starter, och den andra är dragkraft. Startbatterier har en stor startkraft och används för att starta stora förbränningsmotorer. Drivbatteriet kännetecknas av dess förmåga att avge spänning under lång tid. Ett sådant batteri är installerat i elfordon (detta är dock inte en fullfjädrad elbil, men främst elbilar och rullstolar för barn) och elektriska installationer som inte använder högeffektsström. När det gäller fullfjädrade elbilar som Tesla används även AGM-batteriet i dem, men som grund för det inbyggda systemet. Elmotorn använder en annan typ av batteri. Läs mer om hur du väljer rätt batteri för din bil i en annan recension.

AGM-batteriet skiljer sig från sin klassiska motsvarighet genom att dess fodral inte kan öppnas på något sätt, vilket innebär att det tillhör kategorin underhållsfria ändringar. Under processen att utveckla underhållsfria typer av AGM-batterier kunde forskare uppnå en minskning av mängden gaser som släpptes ut i slutet av laddningen. Denna effekt blev möjlig på grund av det faktum att elektrolyten i strukturen är i mindre mängd och i bättre kontakt med plattans yta.

Det modifierade med denna modifiering är att behållaren inte är fylld med fri elektrolyt i flytande tillstånd, som är i direkt kontakt med plattorna i enheten. De positiva och negativa plattorna separeras av ett ultratunt isoleringsmaterial (glasfiber och poröst papper) impregnerat med en aktiv sur substans.

Förekomsthistoria

Namnet AGM kommer från engelska "absorberande glasmatta", som översätts som ett absorberande dämpningsmaterial (tillverkat av glasfiber). Tekniken själv uppträdde på 70-talet under förra seklet. Företaget som registrerade patentet för nyheten är den amerikanska tillverkaren Gates Rubber Co.

Själva idén kom från en fotograf som funderade på hur man minskar utsläppshastigheten för syre och väte från utrymmet nära plattorna. Ett alternativ som kom upp i hans sinne var att förtjocka elektrolyten. Denna materiella egenskap skulle ge bättre elektrolytretention när batteriet vändes.

De första AGM-batterierna rullade av monteringsbandet 1985. Denna modifiering användes främst för militära flygplan. Dessa strömförsörjningar användes också i telekommunikationssystem och signalinstallationer med en individuell strömförsörjning.

Ursprungligen var batterikapaciteten liten. Denna parameter varierade inom intervallet 1-30 a / h. Med tiden fick enheten en ökad kapacitet så att installationen kunde arbeta längre. Förutom bilar används denna typ av batteri för att skapa avbrottsfri strömförsörjning och andra system som arbetar på en autonom energikälla. Ett mindre AGM-batteri kan användas i datorns UPS.

Funktionsprincip

Ett klassiskt blybatteri ser ut som ett fodral, uppdelat i flera sektioner (banker). Var och en av dem har plattor (materialet som de är gjorda av är bly). De är nedsänkta i elektrolyt. Vätskenivån måste alltid täcka plattorna så att de inte kollapsar. Själva elektrolyten är en lösning av destillerat vatten och svavelsyra (för mer information om syror som används i batterier, läs här).

För att förhindra att plattorna kommer i kontakt finns det skiljeväggar av mikroporös plast mellan dem. Strömmen genereras mellan de positiva och negativa laddningsplattorna. AMG-batterier skiljer sig från denna modifiering genom att ett poröst material impregnerat med elektrolyt är placerat mellan plattorna. Men dess porer är inte helt fyllda med den aktiva substansen. Fritt utrymme är ett slags gaskammare där den resulterande vattenångan kondenseras. Tack vare detta går den förseglade cellen inte sönder när laddningen pågår (när du laddar ett klassiskt servicebatteri är det nödvändigt att skruva loss burklocken, eftersom luftbubblor i slutskedet kan utvecklas aktivt och behållaren kan vara trycklös ).

När det gäller de kemiska processerna som äger rum i dessa två typer av batterier är de identiska. Det är bara att batterierna tillverkade med AGM-teknik kännetecknas av sin design och driftsstabilitet (de behöver inte ägaren för att lägga till elektrolyt). I själva verket är detta samma blysyrabatteri, bara tack vare den förbättrade designen elimineras alla nackdelarna med den klassiska flytande analogen i den.

Den klassiska enheten fungerar enligt följande princip. Vid tidpunkten för elförbrukning minskar densiteten hos elektrolyten. En kemisk reaktion äger rum mellan plattorna och elektrolyten, vilket resulterar i en elektrisk ström. När konsumenterna har valt hela laddningen börjar sulfateringsprocessen av blyplattorna. Den kan inte vändas om inte densiteten hos elektrolyten ökas. Om ett sådant batteri laddas, kommer vattnet i behållaren på grund av den låga densiteten att värmas upp och helt enkelt koka bort, vilket kommer att påskynda förstörelsen av blyplattorna, därför tillför vissa i avancerade fall syra.

När det gäller årsstämmans ändring är den inte rädd för en djup ansvarsfrihet. Anledningen till detta är designen av strömförsörjningen. På grund av den täta kontakten mellan glasfibrerna impregnerade med elektrolyt genomgår inte sulfatering och vätskan i burkarna kokar inte. Det viktigaste vid användning av enheten är att förhindra överladdning, vilket framkallar ökad gasbildning.

Du måste ladda en sådan strömkälla enligt följande. Enhetsetiketten innehåller vanligtvis tillverkarens instruktioner för lägsta och högsta laddningsspänning. Eftersom ett sådant batteri är mycket känsligt för laddningsprocessen, bör en speciell laddare användas för detta, som är utrustad med en spänningsförändringsfunktion. Sådana laddare ger en så kallad "flytande laddning", det vill säga en delad elförsörjning. Först matas en fjärdedel av den nominella spänningen (medan temperaturen ska vara inom 35 grader).

När laddarens elektronik har fixerat en viss laddning (cirka 2.45 V per cell) utlöses spänningsminskningsalgoritmen. Detta säkerställer en smidig avslutning av processen, och det finns ingen aktiv utveckling av syre och väte. Även den minsta störningen av denna process kan minska batteriets prestanda avsevärt.

Ett annat AGM-batteri kräver speciell användning. Så du kan lagra enheter i absolut vilken position som helst. Det speciella med dessa typer av batterier är att de har låg självurladdningshastighet. Under ett års lagring kan kapaciteten inte tappa mer än 20 procent av sin kapacitet (förutsatt att enheten förvarades i ett torrt rum vid en positiv temperatur i området 5 till 15 grader).

Men samtidigt är det nödvändigt att regelbundet kontrollera laddningsnivån, övervaka terminalernas tillstånd och skydda den från fukt och damm (detta kan prova en självurladdning av enheten). För att säkerställa strömförsörjningen är det nödvändigt att undvika kortslutning och plötsliga spänningssvängningar.

AGM-batterienhet

Som vi redan har märkt är AGM-fodralet helt förseglat, därför tillhör sådana element kategorin underhållsfria modeller. Istället för plastiska porösa partitioner finns det poröst glasfiber inuti kroppen mellan plattorna. Dessa är separatorer eller distanser. Detta material har neutral elektrisk ledningsförmåga och interagerar med syror. Dess porer är 95 procent mättade med en aktiv substans (elektrolyt).

Glasfibern innehåller också en liten mängd aluminium för att minska det inre motståndet. Tack vare detta kan enheten behålla snabb laddning och frigöra energi vid behov.

Precis som ett konventionellt batteri, består AGM-modifieringen också av sex burkar eller tankar med en enskild uppsättning plattor. Varje grupp är ansluten till motsvarande batteripol (positiv eller negativ). Varje bank matar ut en spänning på två volt. Beroende på batterityp kanske plattorna inte är parallella utan rullade upp. I denna design kommer batteriet att ha en cylindrisk burk. Denna typ av batteri är mycket hållbart och vibrationsbeständigt. En annan fördel i sådana modifieringar är att deras urladdning kan producera minst 500 och högst 900A (i konventionella batterier ligger denna parameter inom 200A).

1) Stickkontakt med säkerhetsventiler och lock med en enda ventil; 2) Tjockare och starkare kropp och lock; 3) Block av plattor; 4) Halvblock av negativa plattor; 5) Negativ platta; 6) Negativt galler; 7) Ett fragment av det absorberade materialet; 8) Positiv platta med fiberglasavskiljare; 9) Positivt gitter; 10) Positiv platta; 11) Halvblock av positiva plattor.

Om vi ​​betraktar ett klassiskt batteri, provar laddning bildandet av luftbubblor på plattans yta. På grund av detta är elektrolyten mindre i kontakt med bly och detta försämrar strömförsörjningens prestanda. Det finns inget sådant problem i den förbättrade analogen, eftersom glasfibern säkerställer konstant kontakt mellan elektrolyten och plattorna. För att förhindra att överflödig gas orsakar tryckavlastning av enheten (detta händer när laddningen inte utförs korrekt) finns det en ventil i kroppen för att frigöra dem. Läs mer om hur du laddar batteriet ordentligt separat.

Så de viktigaste designelementen för AGM-batterier är:

• Hermetiskt tillslutet fodral (tillverkat av syrafast plast som tål konstanta vibrationer med små stötar);
• Plattor för positiv och negativ laddning (de är gjorda av rent bly, som kan innehålla kiseltillsatser), som är anslutna parallellt med utgångarna.
• Mikroporöst glasfiber;
• Elektrolyt (fyllning 95% av det porösa materialet);
• Ventiler för avlägsnande av överflödig gas;
• Positiva och negativa terminaler.

Vad hindrar spridningen av årsstämman

Enligt vissa uppskattningar produceras årligen cirka 110 miljoner uppladdningsbara batterier i världen. Trots sin större effektivitet jämfört med klassiska blysyra motsvarigheter upptar de bara en liten del av marknadsförsäljningen. Det finns flera orsaker till detta.

1. Inte alla tillverkare av batterier tillverkar strömförsörjning med denna teknik;
2. Kostnaden för sådana batterier är mycket högre än de vanliga typerna av enheter (för tre till fem års drift kommer det inte vara svårt för en bilist att samla in ett par hundra dollar för ett nytt flytande batteri). De är vanligtvis två till två och en halv gånger dyrare;
3. En enhet med identisk kapacitet kommer att vara mycket tyngre och mer omfattande jämfört med en klassisk analog, och inte alla bilmodeller låter dig placera ett förstorat batteri under huven;
4. Sådana enheter kräver mycket av kvaliteten på laddaren, vilket också kostar mycket pengar. Klassisk laddning kan förstöra ett sådant batteri på några timmar;
5. Inte varje testare kan bestämma tillståndet för ett sådant batteri, därför måste du leta efter en specialiserad servicestation för att kunna serva en elektrisk källa;
6. För att generatorn ska producera den spänning som krävs för adekvat laddning av batteriet under drift, måste denna mekanism också ändras i bilen (för detaljer om hur generatorn fungerar, läs i en annan artikel);
7. Förutom den negativa effekten av svår frost tål enheten inte höga temperaturer bra. Därför måste motorrummet vara väl ventilerat under sommaren.

Dessa orsaker får bilister att tänka: är det värt att köpa ett så komplicerat batteri alls om du kan köpa två enkla modifieringar för samma pengar? Med hänsyn till marknadens behov riskerar tillverkarna inte att producera ett stort antal produkter som helt enkelt samlar damm i lager.

De viktigaste typerna av blybatterier

Eftersom den huvudsakliga marknaden för batterier är bilindustrin är de främst anpassade för fordon. Huvudkriteriet enligt vilket en strömkälla väljs är den totala belastningen för hela elsystemet och fordonsinstrumenten (samma parameter gäller för valet av en generator). Eftersom moderna bilar använder en stor mängd elektronik ombord är många modeller inte längre utrustade med standardbatterier.

I vissa situationer klarar inte flytande modeller längre av en sådan belastning och AGM-modifieringar klarar detta ganska bra, eftersom deras kapacitet kan vara två till tre gånger högre än kapaciteten hos standardanaloger. Dessutom är vissa moderna bilägare inte redo att spendera tid på att underhålla strömförsörjningen (även om de inte behöver mycket underhåll).

En modern bil kan använda en av två typer av batterier. Den första är det underhållsfria vätskealternativet. Det använder kalciumplattor istället för antimonplattor. Den andra är den analog vi redan känner till, tillverkad med AGM-tekniken. Vissa bilister förväxlar denna typ av batteri med gelbatterier. Även om de kan se lika ut, är de faktiskt olika typer av enheter. Läs mer om gelbatterier här.

Som en förbättrad analog till det klassiska flytande batteriet finns det modifieringar med EFB-teknik på marknaden. Detta är samma flytande bly-syra-strömförsörjning, bara för att förhindra sulfatering av plusplattorna, de är dessutom inslagna i ett poröst material och polyester. Detta förlänger livslängden för ett standardbatteri.

Användning av AGM-batterier

AGM-batterier används ofta i bilar utrustade med start / stopp-system, eftersom de har en imponerande kapacitet jämfört med klassiska flytande strömförsörjningar. Men fordonsindustrin är inte det enda området där årsstämmans ändringar tillämpas.

Olika självdrivna system är ofta utrustade med AGM- eller GEL-batterier. Som tidigare nämnts används sådana batterier som en källa till el för självgående rullstolar och barns elbilar. I vilket fall som helst kan en elektrisk installation med en individuell avbrottsfri strömförsörjning på sex, 12 eller 24 volt ta energi från denna enhet.

Nyckelparametern med vilken du kan bestämma vilket batteri du ska använda är dragprestanda. Vätskeförändringar klarar inte bra av en sådan belastning. Ett exempel på detta är driften av ett ljudsystem i en bil. Det flytande batteriet kan säkert starta motorn flera gånger, och radiobandspelaren laddar ur den på ett par timmar (läs om hur du ansluter radiobandspelaren ordentligt till en förstärkare. separat), även om energiförbrukningen för dessa noder är mycket annorlunda. Av denna anledning används klassiska strömförsörjningar som förrätter.

AGM-batterifördelar och teknik

Som redan nämnts är skillnaden mellan AGM och klassiska batterier endast i design. Låt oss överväga vilka fördelar är med den förbättrade modifieringen.

1. Inte rädd för djupa urladdningar. Alla batterier tolererar inte stark urladdning, och för vissa ändringar är denna faktor helt enkelt destruktiv. När det gäller vanliga strömförsörjningar påverkas deras kapacitet kritiskt av frekvent urladdning under 50 procent. Det är omöjligt att förvara batteriet i detta tillstånd. När det gäller årsstämmetyper tolererar de cirka 20 procent mer energiförlust utan allvarliga skador jämfört med klassiska batterier. Att ladda upp till 30 procent upprepade gånger påverkar inte batteriets prestanda.
2. Inte rädd för starka backar. På grund av det faktum att batterifodralet är förseglat, häller inte elektrolyten ut ur behållaren när den vänds. Det absorberade materialet förhindrar att arbetsämnet rör sig fritt under påverkan av tyngdkraften. Batteriet får dock inte förvaras eller drivas upp och ner. Anledningen till detta är att det i detta läge inte är möjligt att ta bort överflödig gas genom ventilen. Tömningsventilerna kommer att vara i botten och själva luften (dess bildning är möjlig om laddningsprocessen störs - överladdning eller användning av en enhet som ger felaktig spänningsgrad) kommer att röra sig uppåt.
3. Underhållsfri. Om batteriet används i en bil är processen att fylla på elektrolytvolymen inte mödosam och inte skadlig. När locken på burkarna skruvas loss kommer svavelsyraångor ut ur behållaren i en liten mängd. Av denna anledning bör service på klassiska batterier (inklusive laddning, eftersom bankerna just nu måste vara öppna) vara i ett väl ventilerat område. Om batteriet används i en bostadsmiljö måste en sådan enhet tas bort från lokalen för underhåll. Det finns elektriska installationer som använder en bunt med ett stort antal batterier. I detta fall är deras drift och underhåll i ett stängt rum farligt för människors hälsa, därför används i sådana fall batterier tillverkade med AGM-teknik. Elektrolyten avdunstar i dem endast om laddningsförfarandet bryts och de inte behöver servas under hela arbetslivet.
4. Inte utsatt för sulfatering och korrosion. Eftersom elektrolyten inte kokar eller avdunstar under drift och korrekt laddning, är enhetens plattor i konstant kontakt med arbetsämnet. På grund av detta sker inte förstörelseprocessen i sådana kraftkällor. Ett undantag är samma felaktiga laddning, under vilken rekombinationen av de utvecklade gaserna och avdunstningen av elektrolyten störs.
5. Inte rädd för vibrationer. Oavsett batterilådans läge är elektrolyten ständigt i kontakt med plattorna, eftersom glasfibern pressas hårt mot deras yta. På grund av detta orsakar varken små vibrationer eller skakningar en kränkning av kontakten mellan dessa element. Av denna anledning kan dessa batterier säkert användas på fordon som ofta kör över tuff terräng.
6. Mer stabil vid höga och låga omgivningstemperaturer. Det finns inget fritt vatten i AGM-batterianordningen som kan frysa (under kristalliseringsprocessen expanderar vätskan, vilket ofta är anledningen till tryckavlastning av höljena) eller avdunstar under drift. Av den anledningen förblir den förbättrade typen av strömförsörjning stabil i frost på -70 grader och värme på +40 grader Celsius. Det är sant att i kallt väder, urladdningen sker lika snabbt som vid klassiska batterier.
7. De laddar snabbare och levererar en högre ström på kortare tid. Den andra parametern är mycket viktig för en kallstart av förbränningsmotorn. Under drift och laddning blir sådana enheter inte särskilt heta. För att illustrera: vid laddning av ett konventionellt batteri omvandlas cirka 20 procent av energin till värme, medan i AGM-versioner ligger denna parameter inom 4%.

Nackdelar med batterier med AGM-teknik

Trots ett sådant antal fördelar har AGM-batterier också betydande nackdelar, på grund av vilka enheterna ännu inte har fått omfattande användning. Denna lista innehåller sådana faktorer:

1. Även om vissa tillverkare har lanserat massproduktion av sådana produkter är deras kostnad fortfarande dubbelt så hög som den klassiska analogen. För närvarande har tekniken ännu inte fått de rätta förbättringarna som skulle minska produktkostnaden utan att kompromissa med dess prestanda.
2. Närvaron av ytterligare material mellan plattorna gör designen större och samtidigt tyngre jämfört med flytande batterier med samma kapacitet.
3. För att ladda enheten ordentligt behöver du en speciell laddare som också kostar anständiga pengar.
4. Laddningsprocessen måste övervakas för att förhindra överladdning eller felaktig spänningsförsörjning. Enheten är också väldigt rädd för kortslutning.

Som ni ser har AGM-batterier inte så många negativa aspekter, men det här är viktiga skäl till varför bilister inte vågar använda dem i sina fordon. Även om de i vissa områden helt enkelt är oersättliga. Ett exempel på detta är stora elektriska enheter med en individuell avbrottsfri strömförsörjning, lagringsstationer som drivs av solpaneler etc.

I slutet av granskningen erbjuder vi en kort videojämförelse av tre batterimodifieringar:

FÖR 26: EFB, GEL, AGM-fördelar och nackdelar med bilbatterier!

Frågor och svar:

Vad är skillnaden mellan AGM och vanligt batteri? Årsstämman är ännu tyngre från ett konventionellt syrabatteri. Den är känslig för överladdning, du måste ladda den med en speciell laddning. AGM-batterier är underhållsfria.

Varför behöver du ett AGM-batteri? Denna strömförsörjning kräver inget underhåll, därför är det bekvämare att använda på utländska bilar. Utformningen av batterihöljet gör att det kan installeras vertikalt (förseglat hölje).

Vad betyder AGM-etiketten på batteriet? Det är en förkortning av den moderna blysyraströmförsörjningstekniken (Absorber Glass Mat). Batteriet är i samma klass som gel motsvarigheten.