Срок службы гелевый аккумулятор – Устройство и Принцип Работы АКБ, Как Правильно Заряжать Зарядным Устройством, Обслуживание и Восстановление на Авто и Мото

Содержание

Правильная эксплуатация гелевых аккумуляторов, химические реакции в аккумуляторных батареях

Свинцово-кислотные аккумуляторы изготовлены по технологии с внутренней рекомбинацией воды, поэтому не требуют обслуживания в течение всего срока службы. В качестве электролита используется загущенная серная кислота в виде геля, что обеспечивает устойчивость аккумуляторов к глубоким разрядам и высокую температурную стабильность.

Расчетный срок службы составляет 12 лет.

Гелевые аккумуляторы предназначены для работы, как в буферном, так и в циклическом режимах.

Конструкция:

  • Полностью герметичная конструкция, утечка электролита невозможна.
  • Система внутренней рекомбинации газа, нет необходимости в доливе воды.
  • Моноблоки снабжены регулирующими клапанами для обеспечения выпуска газа, при превышении внутреннего давления выше допустимого уровня.
  • Нет ограничений на перевозку  воздушным, железнодорожным или автотранспортом.

Конструкция гелевого аккумулятора

Химическая реакция и механизм рекомбинации:

  • Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе при заряде/разряде, описывается формулой:

PbO2 + 2H2SO4 + Pb      Разряд/Заряд        PbSO4 + 2H2O

  • При заряде кислород, проходя через сепаратор от положительной пластины, вступает в реакцию с активным веществом отрицательной пластины с образованием оксида свинца:

2Pb + O2 —> 2PbO

  • Оксид свинца, в свою очередь, вступает в реакцию с серной кислотой:

2Pb + 2H2SO4 —> 2PbSO4 + 2H2O

2PbSO4 + 2H2 —> 2Pb + 2H2SO4

2H2 + O2 
—>
 2H2O

Разрядные характеристики

На рисунке ниже приведены кривые разряда гелевых аккумуляторов постоянным током до определенного конечного напряжения. Разряд до напряжения ниже указанного снижает емкость и срок службы свинцово-кислотных батарей.

 

Разрядные кривые постоянным током при 25°С

 

Заряд

Правильный заряд является одним из важнейших условий успешной работы свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления. Правильный выбор зарядного устройства влияет самым непосредственным образом на производительность и срок службы батарей.

Заряд постоянным напряжением

Заряд постоянным напряжением – наиболее часто применяемый метод. На рисунке ниже показаны зарядные характеристики гелевого аккумулятора при заряде их постоянным напряжением 2,40 В/ячейку при начальных значениях тока 0,3 СА.

 

График заряда постоянным напряжением при 25°С

  • Для гелевых аккумуляторов диапазон зарядного напряжения буферного режима установлен в диапазоне 2,23–2,28 В/эл-т (при 25°С).
  • Для циклического режима диапазон зарядного напряжения установлен в диапазоне 2,38–2,42 В/эл-т (при 25°С).
  • Аккумуляторы гелевые не требуют уравнительного заряда. Буферного напряжения достаточно, чтобы поддержи-вать моноблоки в полностью заряженном состоянии.

Гелевые аккумуляторные батареи можно купить в интернет-магазине Реалсолар:

Аккумулятор Delta
GEL 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Купить в интернет-магазине

Аккумулятор Delta
GEL 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Аккумулятор Delta
GX 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Delta
GX 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В


Двухстадийный заряд при постоянном напряжении

Этот метод является одним из наиболее эффективных и рекомендуется для быстрого заряда свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления и поддержания их в полностью заряженном состоянии (буферный режим). Характеристики зарядного устройства для двухстадийного заряда постоянным напряжением приведены на рисунке ниже:

Купить в интернет-магазине

Зарядные характеристики двухстадийного зарядного устройства

На стадии «А» ток ограничен величиной 0,3 СА, а напряжение на клеммах батареи растет. На стадии «В» зарядный ток начинает падать, а напряжение стабилизируется на уровне 2,40 В/эл-т. На этой стадии уровень заряда аккумулятора достигает 80%. При достижении зарядным током уровня «точки переключения Y» зарядная цепь переключается на стадию «С», где зарядное напряжение падает с 2,40 до 2,25 В/эл-т, а ток плавно снижается практически до нуля. Зарядное устройство переходит в буферный режим.

Напряжение заряда зависит от температуры окружающей среды и должно регулироваться в соответствии с графиком показанном на рисунке ниже:

Зависимость зарядного напряжения от температуры окружающей среды

Напряжение заряда (на элемент) в буферном режиме вычисляется по формуле:
Uзаряда = 2,25 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,0033
Напряжение заряда (на элемент) в циклическом режиме вычисляется по формуле:
Uзаряда = 2,40 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,005

где t – температура окружающей среды, °С
grad t – температурный градиент аккумуляторного шкафа, °С. При установке на открытые стеллажи grad t = 0.

Хранение и срок службы

Гелевые аккумуляторы могут храниться без подзаряда в течение 1 года в сухом помещении при температуре окружающей среды от –35° до +60°С.

Гелевые аккумуляторы рассчитаны на работу в буферном режиме работы в течение пяти лет (при 25°С). На рисунке ниже показана зависимость доступной емкости гелевого аккумулятора от времени. Газы, генерируемые внутри аккумулятора, непрерывно рекомбинируют и возвращаются в водную составляющую электролита. Потеря емкости и конец службы аккумуляторов наступают в результате постепенной коррозии электродов.

Купить в интернет-магазине

Срок службы в буферном режиме работы

 

Срок службы аккумуляторов в циклическом режиме работы зависит от целого ряда факторов.

Наиболее существенными из них являются рабочая температура окружающей среды, скорость разряда, глубина разряда и способ заряда. На рисунке ниже показано влияние глубины разряда на количество циклов работы гелевых аккумуляторов при циклическом режиме.

Купить в интернет-магазине

Срок службы в циклическом режиме работы

По мере повышения температуры электрохимическая активность аккумулятора возрастает, а при понижении – падает. Поэтому при увеличении температуры окружающей среды емкость аккумулятора увеличивается, а при понижении температуры – уменьшается. Рисунок ниже демонстрирует влияние температуры на доступную емкость гелевых аккумуляторов.

Купить в интернет-магазине

Зависимость емкости от температуры окружающей среды при различных токах разряда

Температура окружающей среды является важным фактором, влияющим на срок службы аккумуляторов. При повышении температуры увеличивается скорость коррозии пластин, вследствие чего уменьшается срок службы. На рисунке ниже показана зависимость срока службы гелевых аккумуляторов от температуры окружающей среды.

Зависимость срока службы в буферном режиме от температуры окружающей среды

 

Свинцово-кислотные аккумуляторы обладают саморазрядом, вследствие чего при хранении их доступная емкость со временем уменьшается.

Этот процесс описан графиком на рисунке:

Купить в интернет-магазине

Зависимость емкости от времени хранения

Если аккумуляторы хранились в течение длительного периода времени, необходимо перед пуском в эксплуатацию провести их подзарядку.
При сроке хранения до 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 4-6 часов постоянным током 0,1 СА, либо 15-20 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.
При сроке хранения свыше 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 8-10 часов постоянным током 0,1 СА, либо 20-24 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.

Рекомендации по монтажу:

  • Аккумуляторы предназначены для установки на изолированных стеллажах или в специальных батарейных шкафах в вертикальном положении. Допускается установка аккумуляторов в горизонтальном положении при вертикальном расположении пластин. Помещения не требуют принудительной вентиляции.
  • Если отнивелированность элементов не обеспечивается непосредственно самим способом установки, то необходимо с помощью чалика (нивелировочного шнура) отнивелировать элементы. Расстояние между соседними боковыми стенками двух моноблоков (монтажная длина) задается длиной перемычек. При относительно длинных рядах монтируемых моноблоков рекомендуется начинать нивелировку монтажной длины с середины монтируемого ряда моноблоков, для того чтобы можно было в оба конца сглаживать набегающие допуски. Рекомендуемая минимальная величина воздушного зазора между аккумуляторами составляет от 5 до 10 мм.
  • Взаимоподключение единичных аккумуляторов осуществляется с помощью жестких изолированных перемычек, которые привинчиваются к полюсам или гибких кабельных перемычек. Перемычки привинчиваются с помощью динамометрического ключа. Осуществлять следующий крутящий момент 20 Нм ± 1 Нм.
  • Если используются две или более групп батарей, соединенных параллельно, то провода, кабели и шины, посредством которых эти батареи подключаются на нагрузку, должны быть одинаковой длины и обладать одним и тем же сопротивлением.


Последовательность монтажа аккумуляторов в батарею:

  • Соедините положительную клемму первого аккумулятора с отрицательной клеммой второго аккумулятора. Таким образом, соедините все аккумуляторы в группе (под группой понимается набор аккумуляторов на одном ярусе или в одном ряду стеллажа).
  • Соедините аналогично п.1 аккумуляторы в остальных группах (если таковые имеются).
  • Подключите «земляной» вывод зарядного устройства или нагрузки к отрицательной клемме (если «земля» – отрицательная) последнего аккумулятора или последней группы.
  • Если имеются группы, соедините их между собой, начиная с последней (подключенной к «земляному» выводу).
  • В заключение, подключите положительную клемму первого аккумулятора или первой группы к положительному выводу зарядного устройства или нагрузки.
  • После окончания монтажных работ аккумуляторы необходимо пронумеровать, а наружные поверхности клемм, перемычек и узлов соединения смазать тонким слоем технического вазелина или синтетического солидола.

Рекомендации по эксплуатации:

  • Свинцово-кислотные гелевые аккумуляторы предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, в том числе в помещении с технологическим оборудованием и обслуживающим персоналом, при температуре от -20°С до +60°С. Диапазон температуры хранения аккумуляторов от –35°С до +60°С.

  • Аккумуляторы поставляются предприятием-изготовителем в заряженном состоянии, заполненные электролитом и готовыми к эксплуатации.
  • Не рекомендуется установка аккумуляторов вблизи источников тепла. Поскольку аккумуляторы могут генерировать воспламеняющиеся газы, запрещается их установка вблизи оборудования, которое может давать электрический разряд в виде искр.
  • Запрещается установка и эксплуатация аккумуляторов в атмосфере, содержащей пары органических растворителей или адгезивов или контакт с ними.
  • Чтобы максимально повысить срок службы аккумуляторов, среднее значение тока пульсаций любого происхождения, протекающего через аккумулятор, не должно превышать 0,1 СА, а стабилизация зарядного напряжения должна быть в пределах 1%.
  • Очистку корпуса аккумуляторов всегда рекомендуется производить с помощью кусочка ткани, смоченного водой. Никогда не используйте для этих целей масла, органические растворители, такие как бензин, разбавители для краски и др.
  • Запрещается разбирать аккумулятор. В случае попадания электролита в глаза или на кожу, необходимо сразу промыть пораженный участок сильной струей чистой проточной воды и немедленно обратиться к врачу.
  • Прикосновение к токопроводящим частям аккумулятора может повлечь за собой электрический удар. Работу по проверке или обслуживанию аккумуляторов необходимо проводить в резиновых перчатках.
  • Использование разнородных аккумуляторов (различных емкостей, с различной историей применения, различной давностью изготовления и происходящих от разных изготовителей), может нанести ущерб, как самой батарее, так и связанному с ней оборудованию.

Как и чем заряжать гелевые аккумуляторы: пошаговая инструкция

Любые элементы питания аккумуляторного типа требуют регулярного восстановления заряда. Не каждый знает, как зарядить гелевый аккумулятор. Специфический электролит требует применения особых способов восстановления емкости. Соблюдение некоторых правил поможет избежать выхода элемента из строя.

Схема устройства двух типов гелевого аккумулятораСхема устройства двух типов гелевого аккумулятораСлева — гелевый аккумулятор по технологии AGM, справа — гелевый аккумулятор по технологии GEL.

Что представляют собой гелевые аккумуляторы?

Гелевая АКБ представляет собой продукт преобразования классической батареи. Жидкий наполнитель был заменен гелеобразным. Принцип действия не отличается от такового у привычных кислотно-свинцовых аккумуляторов.

Существует 2 варианта изготовления таких элементов питания:

  1. Технология GEL. В таком случае используется микропористый сепаратор, наполненный силикагелем.
  2. Технология AGM. Корпус содержит стекловолокно, пропитанное кислотным составом. Этот же материал выполняет функции сепаратора.

Произведенные по этим технологиям изделия используются в автомобиле- и судостроении. От них питаются приборы, требующие бесперебойного энергоснабжения. АКБ с гелеобразным наполнителем в автомобили устанавливаются редко.

Однако они пользуются спросом среди владельцев мотоциклов и мопедов. Аккумулятор служит не менее 10 лет. Он исправно работает в любом положении. Герметичность корпуса препятствует подтеканию электролита.

Преимущества

К преимуществам гелевых источников питания относятся такие качества:

Гелевый аккумулятор фирмы VenturaГелевый аккумулятор фирмы Ventura

Гелевый аккумуляторы отличаются безопасностью и длительным сроком службы.

  1. Высокая сила пускового тока. Гелевый наполнитель плотно прилегает к свинцовым электродам. Это выручает пользователя в зимнее время.
  2. Невозможность утечки кислотного состава. При незначительном повреждении корпуса электролит не выводится наружу.
  3. Разнообразие вариантов установки. Батарею можно размещать на горизонтальной, наклонной или вертикальной поверхности. Подобное объясняется отсутствием жидкого наполнителя.
  4. Безопасность. Аккумулятор не выделяет ядовитых или взрывоопасных паров.
  5. Подача тока стабильной силы и напряжения. Параметры не изменяются даже при падении уровня заряда до 30%.
  6. Длительный срок службы. АКБ выдерживает до 700 циклов разряда и заряда. Некоторые модели не утрачивают емкость даже после 1000 зарядок.
  7. Нечувствительность к перепадам температур. При нагревании или охлаждении гелеообразный электролит сохраняет свойства.

Недостатки

К отрицательным качествам GEL-аккумуляторов относятся такие моменты:

  1. Необходимость соблюдения правил эксплуатации. Только так можно продлить срок службы батареи. Элемент питания нужно правильно заряжать и подготавливать к хранению.
  2. Необходимость использования автоматических зарядных устройств, регулирующих напряжение и силу тока.
  3. Увеличенная, по сравнению с классическими АКБ, стоимость.
Зарядное устройство для гелевого аккумулятораЗарядное устройство для гелевого аккумулятора

Пример специализированных зарядных устройств для свинцово-кислотных и гелевых батарей от фирмы Optima и Universal.

Можно ли заряжать гелевый аккумулятор обычным зарядным устройством?

Использовать обычное ЗУ нежелательно. Подключение такого прибора напрямую способно вывести аккумулятор из строя без возможности ремонта. При подаче тока высокой силы гель начинает плавиться. Сжиженный наполнитель не может вернуться в изначальное состояние. Он продолжает расплавлять оставшийся гель.

При зарядке гелиевой АКБ классическим ЗУ могут возникать и такие проблемы:

  1. Прекращение набора заряда при достижении показателя в 90%.
  2. Невозможность тонкой настройки параметров. Заставить батарею принимать ток неподходящей мощности не получится.
  3. Перегрев АКБ. В таком случае нужно сразу отключать ЗУ. При использовании неавтоматического прибора пользователю придется отслеживать процесс зарядки.

Каким зарядным устройством пользоваться?

Зарядное устройство для гелевого аккумулятора должно иметь такие характеристики:

  1. Возможность настройки тока и напряжения заряда. Это позволит избежать повреждения гелевого наполнителя и пластин.
  2. Наличие функции температурной компенсации.
  3. Диапазон рабочих температур в пределах +5…+40°С.
  4. Автоматический контроль процесса. Зарядка протекает в 3-4 этапа, контролируемых блоком управления.

Основные правила безопасной зарядки

При восстановлении мощности аккумулятора с гелеобразным наполнителем нужно соблюдать такие правила:

  1. Степень заряженности требуется проверять каждые 2-4 недели. Сделать это самостоятельно можно, используя мультиметр. Нужно завести двигатель и подсоединить щупы прибора к клеммам АКБ.
  2. Необходимо соблюдать лимит напряжения. Этот показатель не должен превышать 14,5 В. В процессе зарядки параметр изменяется. Чем глубже разряд, тем выше сила тока. По мере восстановления заряда показатели снижаются. Превышение допустимых уровней приводит к расплавлению и закипанию электролита.
  3. Не стоит пытаться вскрыть корпус в случае закипания наполнителя. Это может привести к взрыву батареи и травмированию пользователя.
Уровень заряда по вольтажу у гелевого аккумулятораУровень заряда по вольтажу у гелевого аккумулятора

При полном заряде вольтаж на клеммах гелевого аккумулятора не должен превышать 14.5 В.

Как заряжать гелевый аккумулятор?

Зарядку нужно выполнять с помощью специальных устройств. При этом нужно правильно устанавливать основные параметры.

Важные параметры и особенности

Интервалы между процедурами должны составлять не менее 6 месяцев. Необходимо восстанавливать энергетический потенциал АКБ полностью. В противном случае емкость батареи со временем снизится. Восстановить этот показатель достаточно сложно.

Длительность цикла зарядки зависит от емкости элемента питания и тока заряда. Первый параметр делят на второй. При емкости 60 А/ч и силе тока 0,6 А длительность цикла составляет 10 часов. Специальные зарядные устройства подают сигнал о завершении процедуры.

Порядок зарядки по шагам

Зарядку гелевой аккумуляторной батареи выполняют так:

  1. Включают зарядное устройство и замеряют силу тока. Это поможет выбрать оптимальный режим работы.
  2. АКБ заряжают током той силы, которая была вычислена устройством автоматически.
  3. Через 2-3 часа зарядку прерывают. Это помогает избежать перегрева корпуса.
  4. Дождавшись остывания аккумулятора, процедуру возобновляют, снижая силу тока. Нельзя забывать о необходимости замера параметра в период охлаждения аккумулятора. Если упустить этот момент, ЗУ отключается автоматически, цикл не возобновляется.
  5. При достижении необходимой силы тока устройство отключают. Неавтоматические приборы продолжают функционировать. Специальные ЗУ оснащены регуляторами, предотвращающими расплавление геля при нагреве батареи.

Инструкция по зарядке АКБ для мотоцикла

Гелевый аккумулятор для мотоцикла от фирмы Red EnergyГелевый аккумулятор для мотоцикла от фирмы Red Energy

12,7 В — нормальное напряжение гелевого аккумулятора для мотоцикла.

Аккумулятор снегохода или мотоцикла от источника питания автомобиля отличается меньшей емкостью. Универсальное автомобильное ЗУ не выдает малые токи.

Для зарядки АКБ мотоцикла используют интеллектуальные устройства, например Benton BX. Аккумулятор обследуют с помощью мультиметра.

Прибором замеряют напряжение на клеммах. Нормальным считается показатель в 12,7 В. При более низком значении гелевый аккумулятор требует подзарядки.

Для продления срока службы элемента питания зарядку проводят раз в 2 месяца. После длительного хранения заряд восстанавливают в течение 12-14 часов, подавая ток, равный 10% емкости. Нельзя отключать зарядное устройство до полного восстановления мощности. Нужно следить за температурой корпуса аккумулятора.

Какой уход требуется гелевому аккумулятору?

Нельзя пользоваться транспортным средством до полного разряда батареи. При снижении заряда элемент питания функционировать не прекращает. Однако емкость снижается, из-за чего АКБ не сможет принимать нужное количество энергии. Необходимо приобрести мультиметр и всегда держать его при себе. Это поможет вовремя обнаружить разряд аккумулятора, подключить ЗУ и произвести подзарядку.

Дополнительно рекомендуется выполнять такие действия:

  • регулярно очищать корпус батареи от пыли и грязи;
  • раз в 3 месяца полностью разряжать и заряжать АКБ;
  • контролировать правильность подключения клемм.

Как продлить период работы устройства?

Несмотря на то что гелевая АКБ 12 Вольт является необслуживаемой, продлить срок ее службы можно. Реанимировать вздутый аккумулятор нельзя, его утилизируют. Гель в таком случае отделяется от пластин, выработка энергии становится невозможной. Обнаружить внутренние повреждения сложно. К ним относят износ стекловолокна, электродов или электролита.

При подсыхании наполнителя восстановление возможно. Для этого удаляют пластиковую крышку, снимают резиновые клапаны. С помощью шприца в каждую банку вливают по 2 мл очищенной воды. Жидкость должна незначительно закрывать пластины. После увлажнения геля излишки воды выкачивают шприцем. Колпачки и крышку возвращают на место.

Правила эксплуатации гелевых аккумуляторов

Несколько лет назад отечественные автолюбители познакомились с новым видом АКБ — гелевыми аккумуляторами, которые обладают целым рядом преимуществ по сравнению с обычными электролитными. Особенностью гелевого аккумулятора является то, что он необслуживаемый, потому что вместо электролита в нем используется гель, который не вытечет, даже если аккумулятор перевернуть «с ног на голову». Эксплуатация аккумулятора, содержащего гель вместо электролита, оказалась настолько удобной, что даже более высокая цена аккумуляторной батареи не повлияла на его популярность. В этой статье мы рассмотрим устройство гелевого аккумулятора и расскажем, как его правильно использовать.

Устройство гелевого аккумулятора

По сути, гелевый аккумулятор – это та же самая свинцово-кислотная АКБ, его конструкция принципиально не отличается от стандартных аккумуляторов. Разница только в состоянии электролита.

В настоящий момент выпускают два типа гелевых аккумуляторов: GEL и AGM. В аккумуляторах типа GEL в электролит добавляют двуокись кремния, чтобы добиться желеобразного состояния. В аккумуляторах типа AGM кислотный электролит находится в специальном сепараторе из стекловолокна.

Гелеобразное состояние электролита дает гелевому аккумулятору ряд преимуществ:

  • цикл заряда/разряда у него очень большой, и количество циклов в новых моделях доходит до 1000, что позволяет аккумулятору работать 10-12 лет;

  • независимо от степени заряда гелевая АКБ может отдавать ток высокой величины, что незаменимо в зимних условиях;

  • низкий ток саморазряда — заряженный полностью гелевый аккумулятор может храниться год и потерять только 15-20 % заряда;

  • после глубокого разряда гелевой АКБ нет необходимости делать срочную зарядку аккумулятора – осыпания пластин электродов не произойдет.

Особенности зарядки аккумулятора

Если у вас гелевая АКБ, то зарядка аккумулятора возможна двумя способами:

1) при помощи специального зарядного устройства, которое автоматически поддерживает входное напряжение в 14 вольт и не дает батарее перезарядиться;

2) при помощи зарядного устройства для обычного аккумулятора и нескольких правил:

  • возможна быстрая зарядка гелевой АКБ значительной силой тока, но это не рекомендуется производителями

  • лучшим вариантом является зарядка на протяжении суток силой тока, составляющей примерно 10 % от емкости АКБ

  • зарядку следует производить до 100%-го уровня, иначе в дальнейшем гелевой батарее будет трудно взять полный заряд.

Эксплуатация и обслуживание аккумулятора

Купив гелевый аккумулятор, вы забудете, что такое обслуживание аккумулятора, но несколько правил хранения и эксплуатации позволят вам продлить срок службы вашего аккумулятора.

Гелевая АКБ спокойно хранится год без подзарядки, но для этого помещение должно быть сухим, а температура — находиться в пределах от -35 оС до +60 оС. Устанавливать аккумулятор рядом с источником тепла крайне нежелательно. То же самое относится и к источникам разряда в виде искр, потому что гелевая АКБ может давать легковоспламеняющиеся газы.

Обслуживание аккумулятора во многом сводится к поддержанию его в чистом виде – для этого достаточно чистой воды и кусочка ткани. Использование химикатов или растворителей при очистке гелевых аккумуляторов запрещено.

Любая гелевая АКБ прослужит дольше, если среднее значение тока пульсаций, протекающего через аккумулятор, не будет превышать 0,1 СА.

В одной АКБ крайне нежелательно использовать разные аккумуляторы (разного производства, с разной историей и сроком эксплуатации), потому что это может вывести из строя саму АКБ и повредить связанное с ней оборудование.

При работе с аккумулятором следует соблюдать осторожность: контакт с токопроводящими частями может вызвать удар током, поэтому прикасаться к ним стоит только в резиновых перчатках. Нельзя разбирать аккумулятор – электролит может попасть на кожу и вызвать химический ожог.

АЦ «Медведь» — широкий выбор гелевых аккумуляторов.

Тел. 8 (383) 280-41-90,
8 (383) 319-10-40

 

Источник фото: © depositphotos.com/ Wavebreakmedia


плюсы и минусы для автомобиля, устройство, характеристики и срок службы, как выбрать правильно

Автомобильный аккумулятор – это одна из составляющих электронной начинки, в отсутствии которой, авто превращается в бесполезную груду металла. От его работы зависит комфортабельность, безопасность, функционирование электронной системы авто. Если АКБ отсутствует, то машину попросту будет невозможно завести.

Поэтому, автовладельцы должны выбирать качественный аккумулятор, который не подведет в экстренной ситуации и будет исправно работать не один год.

Важным моментом при выборе АКБ, является совместимость его характеристик с потребностями транспортного средства, если не обращать на данный факт внимания, то эксплуатация АКБ, не подходящего по техническим характеристикам, может привести к неполадкам или поломке автомобиля, что чревато дорогостоящим ремонтом.

Что представляет собой Gel — батареи?

На протяжении десятков лет, все автомобили оснащались кислотными аккумуляторами, не по тому, что это лучший вид источника питания, а из-за отсутствия альтернативы. Такая альтернатива была создана ни так давно, с изобретением нового вида автомобильных батарей – гелевых аккумуляторов.фото1

В данной статье мы расскажем вам, что представляет собой эта техническая новинка, раскроем все «за» и «против», а также сравним гелевый и кислотный аккумулятор по техническим характеристикам.Прежде, чем рассматривать данное устройство, необходимо понять, что оно представляет собой.

Гелевый аккумулятор – это элемент питания, в котором раствор кислоты представлен в виде геля. Такая кислотная консистенция лучше заряжает активные элементы и проводит ток, чем аналогичные АКБ, наполненные кислотным раствором.

Гелевая батарея на порядок лучше принимает на себя заряд от генератора или зарядки, и также эффективно отдает его электронным приборам автомобиля. Такая характеристика в разы повышает срок службы данного устройства.

По номинальному рабочему напряжению выпускаются следующие модели:

  • 24 V – для тяжелых грузовых авто и спецтехники.
  • 12 V – для легковых авто, мотоциклов, квадрациклов, снегоходов, катеров и т.д.
  • 6 V – для мопедов, скутеров, багги и другой легкой техники.

Емкость таких элементов питания варьируется от 12 до 200 Ач (ампер-часов). Стоит отметить, что при полной разрядки такого устройства, восстановление (полная зарядка) проходит без потери емкости АКБ.

Зачастую гелевыми называют две основные технологии:

  • GEL – в его основе используется технология, в основе которой лежит заполнение межпластинчатого пространства специальным силикагелем, который становится твердым и пористым. Именно в порах такого вещества содержится гелевый электролит, способный выдерживать более 800 зарядок (подзарядок) без потери номинальной емкости батареи. В таких АКБ не существует проблемы осыпания, что значительно увеличивает срок их эксплуатации.
  • AGM – при изготовлении подобных батарей используется технология, которая позволяет заполнить межпластиночное пространство частицами стекловолокна, между которыми находится электролит. Такая технология позволяет удержать электролит, не допуская его растекания, поэтому батарею можно эксплуатировать в любом положении: на боку или вверх дном. AMG аккумулятор способен выдержать до 200 циклов зарядки (подзарядки) при полной разрядке, без потери мощности.фото2

На самом деле называть AGM аккумуляторы гелевыми некорректно, электролит в них не находится в виде геля. поэтому в данной статье мы рассмотрим только GEL технологию.

Устройство и характеристики

Все, выполненные по технологии GEL, батареи имеют одни и те же конструктивные элементы:

  • Свинцовая решетка, изготовленная по технологии высокой очистки.
  • Уникальная внутренняя конструкция свинцовых пластин.
  • Цельнолитые элементы соединительного типа.
  • Защищенные от коррозии клеммы.
  • Герметичные клапаны, с функцией самоуплотнения.
  • Полная герметичность АКБ.
  • Ударопрочный корпус АКБ, изготовленный из полипропилена.

Внимание! Для аккумуляторов гелевого типа не нужна проверка на предмет плотности электролита, а также долив дистиллированной воды, так как их консистенция не теряется со временем, даже если корпус имеет механические повреждения (трещины, сколы и т.д.).

Плюсы и минусы

Гелевые аккумуляторные батареи можно эксплуатировать только в системах, которые имеют высокоточный цикл зарядки (подзарядки). В автомобилях, генератор выдает тактовую частоту подзарядки от 12 до 16 вольт, поэтому прежде, чем приобретать такую батарею, узнайте – какое напряжение исходит от генератора вашего транспорта.

На гелевый аккумулятор нельзя подавать напряжение более 14,4 вольт – это приведет к разрушению геля, и восстановить его будет уже невозможно.

Сильный мороз – это еще один «враг» желеобразного электролита, который может загустеть, а после оттаивания потеряет свою номинальную мощность. Восстановление, также как и в случае с высоким напряжением заряда, практически невозможно.фото3

Установка такой АКБ на транспортные средства, имеющие дополнительное электронное оборудование (мощные акустические системы, телевизоры, холодильники и т.д.), просто идеальна, так как она способна питать их, не снижая мощности, подаваемой на основную электронику авто.

Важно! внимательно изучите документацию своей машины, если у гелевого аккумулятора показатели (один из показателей) ниже тех, что заявлены в документации – устанавливать такую батарею не рекомендуется. В случае, если показатели больше – эксплуатация разрешается. Не нарушьте данное правило, его несоблюдение может привести к поломке авто.

Преимущества

  1. Длительный срок эксплуатации (в пределах 10-12 лет).
  2. Механическое повреждение корпуса не влияет на его работоспособность.
  3. Гелеобразная консистенция электролита позволяет эксплуатировать батарею в любом положении.
  4. Отсутствует выделение паров электролита.
  5. Не требует технического обслуживания.
  6. Малая потеря емкости при простое батареи (в пределах 20% за 12 месяцев).
  7. Очень большое количество циклов «разряд-заряд».
  8. Нет необходимости заряжать АКБ при глубоком разряде.

Недостатки

  • Подходит не всем авто, а только тем, которые имеют высокоточное номинальное напряжение генератора, варьирующееся в диапазоне от 12 до 14,4 вольт.
  • Гелевый аккумулятор дороже  стоит (по сравнению с обычными кислотными аккумуляторами, цена выше более чем в 4 раза).
  • Невозможно эксплуатировать в суровых климатических условиях при очень низкой температуре.
  • Он очень чувствителен к коротким замыканиям, которые могут сильно повлиять на его работоспособность.

Какой выбор будет лучшим для автомобиля?

И всё — таки, гелевый или кислотный? Выше мы рассмотрели положительные характеристики гелевых АКБ, а что насчет кислотных, какие у них плюсы?фото4

Преимущества кислотных АКБ в следующем:

  • Очень просты в обслуживании.
  • Не требуют высокоточной зарядки.
  • Устойчивы к перезарядам и неполным зарядам.
  • Срок службы около 5-7 лет, что вполне устраивает большинство автовладельцев.
  • Низкая стоимость (по сравнению с гелевым АКБ).

Исходя из этого, становится понятно, как отличить гелевый аккумулятор от кислотного. Из преимуществ технологии GEL можно отметить – устойчивость к глубоким разрядам, меньшую потерю емкости во время простоя, а также немного больший срок эксплуатации.

Важно! Перед покупкой и установкой такого аккумулятора, обязательно проконсультируйтесь с мастером технического сервиса вашего авто, который определит: подходит данный тип АКБ к вашему авто или нет (учитывая дополнительную электронику).

Если вы имеете автомобиль отечественного производства, тем более старый, то не стоит приобретать гелевый АКБ, так как данное решение будет нецелесообразным. В отечественных авто, производства 90х годов и ранее, генератор выдает напряжение от 12 до 20 вольт, что в короткий срок погубит гелевую батарею, которая стоит немалых денег.

Владельцам иномарок, у которых нет проблем с номинальным напряжением генератора, можно обратить свое внимание на данный тип батарей, но при условии, что в регионе, где будет эксплуатироваться авто, нет экстремально низких температур (ниже -30 градусов Цельсия).

Срок службы

Производители таких устройств обещают срок эксплуатации в пределах 10-12 лет, однако на деле он может быть выше или, наоборот – ниже, все зависит от условий его эксплуатации.

Эксплуатировать такой АКБ можно 10 и более лет , если соблюдать ряд следующих правил:

  1. Хранить его в сухом помещении, при температуре от -35 до +50 градусов по Цельсию, при этом срок хранения не должен превышать полугода.
  2. Не допускать глубоких разрядов АКБ в процессе эксплуатации. Хотя производитель и уверяет потребителей, что при полной разрядке не теряется номинальная емкость батареи, лучше не допускать таких ситуаций.

Сокращают срок службы утройств следующие факторы:

  1. Превышение времени заряда, которое установлено производителем.
  2. Недостаточный заряд аккумулятора (меньше той мощности, которую указал производитель).
  3. Эксплуатация АКБ при температурном режиме выше или ниже установленной нормы (от -35 до +50 градусов). Это ведет к тому, что электромагнитная активность электролита может возрасти или упасть, что негативно сказывается на внутренних пластинах батареи.фото5

Стоит обратить свое внимание и на процесс зарядки. Существует несколько правил, которые нужно выполнять, а именно:

  1. Напряжение не должно превышать 14,4 вольт.
  2. Сила тока при заряде не должна превышать 10% от номинальной емкости АКБ (например, если аккумулятор имеет емкость 80 ампер, то на зарядном устройстве необходимо выставить цикл заряда в 8 ампер).
  3. Время полной зарядки АКБ не должно превышать 12 часов.
  4. Гелевые аккумуляторы имеют возможность подзарядки с целью сохранения энергии. Такой способ рекомендуется для периодической подзарядки батареи (как его производить читайте в инструкции к АКБ).

Полезное видео

Просмотрите подробный видеоролик об особенностях GEL аккумуляторов.

 

Заключение

Таким образом, гелевый аккумулятор будет элементом электропитания вашего авто, обеспечив корректную работу не только основных систем, но и дополнительной электроники, не предусмотренной заводом-изготовителем. Такая батарея сэкономит вам время на ее техническом обслуживании и позволит забыть о ее замене, как минимум на 10 лет. Перед покупкой, внимательно изучите данную статью и определитесь – нужен вам такой АКБ или стоит отдать предпочтение проверенному щелочному варианту.

Особенности гелевых аккумуляторов

Популярность гелевых аккумуляторов растёт

В настоящее время популярность использования гелевых аккумуляторов существенно выросла. Значительное количество преимуществ этого типа батарей привело к использованию гелевых АКБ в устройствах различного типа. Гелевые аккумуляторы применяются на автомобильном и железнодорожном транспорте, в системах питания охранных и пожарных систем, для питания оборудования наблюдения и компьютерного оборудования. Эффективность использования гелевых АКБ для обеспечения бесперебойного питания систем отопления и водоснабжения также высока.

Особенности конструкции гелевого аккумулятора

В отличии от привычных нам свинцово-кислотных аккумуляторов, в конструкции гелевого аккумулятора используется не жидкий электролит, а специальный гель. Гель образуется путем введения специального стабилизатора в жидкий электролит.

Особенности конструкции и технологических решений гелевого аккумулятора определяет отдельный список особенностей эксплуатации таких АКБ.

Гелевые аккумуляторы. Особенности эксплуатации

Многие пользователи считают, что гелевый аккумулятор не может кипеть. Это — миф. Гелевый аккумулятор может кипеть, но визуально это происходит несколько иначе. По причине того, что в гелевых АКБ электролит находится в состоянии геля, то сильного выделения газа на поверхности электролита наблюдать сложно. Однако, если нагрузка на гелевый АКБ выше номинальной, то процесс кипения аккумулятора начинается. На первом этапе пузырьки газа образуются в местах контакта с металлическими пластинами. В отличии от АКБ с жидким электролитом, в этих аккумуляторах пузырьки сразу не могут подняться к верху, они начинают собираться в группы и разрастаться. При этом растёт давление внутри гелевого аккумулятора. При превышении критического давления срабатывает защитный клапан, лишний газ вырывается наружу с характерным громким звуком. Для моделей гелевых АКБ без защитного газового клапана такая ситуация может закончиться взрывом. По этой причине необходимо следить за уровнем заряда АКБ и режимами заряда батареи.

Вторая отличительная особенность эксплуатации гелевых аккумуляторов — это высокая чувствительность АКБ к нарушениям режимов заряда. Превышение силы тока заряда или превышение значения напряжения заряда приводит к быстрому выходу гелевых АКБ из строя. По этой причине для заряда гелевых аккумулятор требуются специальные зарядные устройства, учитывающие особенности строения и режимов работы таких батарей. Как правило, такие зарядные устройства используют многоступенчатый режим заряда аккумулятора. Мы рекомендуем для эффективного заряда, восстановления и тренировки гелевых аккумуляторов использовать специальный прибор SKAT-UTTV.

Третья отличительная особенность гелевых аккумуляторов — это возможность работы при низких температурах. При низких температурах гелевые аккумуляторы достаточно долго могут держать заряд. Однако возможность выдать сразу большой ток в условиях низких температур резко падает. Поэтому при работе с большими пусковыми токами следует использовать специальные устройства для подогрева аккумуляторных батарей.

Четвертая отличительная особенность гелевых аккумуляторов — это возможность работы длительное время, большой срок эксплуатации, возможность осуществлять большое число циклов заряда и разряда. Чтобы ваш гелевый аккумулятор прослужил много лет, необходимо содержать его в полной чистоте и своевременно осуществлять тренировку аккумулятора. Для тренировки можно использовать принудительный разряд АКБ путём принудительного включения нагрузки или применять специальное оборудование за тренировки АКБ.

Пятая отличительная особенность гелевых аккумуляторов — это высокая чувствительность к короткому замыканию. Даже очень небольшое короткое замыкание может полностью вывести гелевый аккумулятор из строя. Поэтому при использовании таких АКБ необходимо осуществлять надёжную защиту аккумулятора от короткого замыкания. В случае использования гелевых аккумуляторов в источниках бесперебойного питания, такие ИБП должны иметь эффективную электронную защиту от короткого замыкания в цепи.


Читайте также:

Какой аккумулятор выбрать гелевый или AGM? Преимущества и недостатки

Системы бесперебойного электроснабжения разрешают в экстренных случаях без сбоев в работе обеспечивать электропитание до возобновления внешнего электроснабжения или подключения автономных источников электропитания.

Эти системы собраны с применением особого оборудования — источников бесперебойного питания (ИБП) предназначенных для питания от аккумуляторов .

Аккумулятор — это химический источник тока, способный многократно преобразовывать химическую энергию в электрическую и аккумулировать, запасать ее на длительное время. Упрощенно аккумулятор можно представить следующим образом: два электрода, в виде пластин, помещены в раствор серной кислоты с плотностью 1,27-1,29 г/см3. При этом положительный электрод выполнен из двуокиси свинца (PbO2), а отрицательный из свинца (Pb). При прохождении тока между ними протекают окислительно-восстановительные реакции.

При разряде происходит химическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начнет изменять свой химический состав, преобразуясь из губчатого свинца и его двуокиси в сернокислый свинец (сульфат свинца — PbSO4), а плотность электролита начнет падать. В результате внутри батареи образуется направленное движение ионов и в цепи потечет электрический ток. При заряде аккумулятора происходит обратный процесс — направление тока меняется на противоположное, активные массы восстанавливают свой первоначальный химический состав, а плотность электролита растет. Процесс этот, называемый циклом, может быть многократным. Количество запасаемой при этом электрической энергии зависит от площади активного взаимодействия электродов и электролита и его объема. Номинальное напряжение, вырабатываемое таким аккумулятором, составляет 2 вольта. Для получения большего значения напряжения одиночные аккумуляторы соединяют последовательно. Например: 12-ти вольтовый аккумулятор состоит из, последовательно соединенных в общем корпусе, шести аккумуляторов.

В системах бесперебойного питания могут использоваться четыре основных разновидности аккумуляторов (АКБ):

  1.   Стартерные автомобильные малообслуживаемые (проверка уровня электролита раз в год и доливка дистиллированной воды при необходимости). Их необходимо устанавливать в нежилое проветриваемое помещение. Срок службы, при оптимальных условиях эксплуатации 3 — 5 лет.
  2.  Стартерные автомобильные необслуживаемые герметичные. Их можно устанавливать в жилое помещение. Срок службы, при оптимальных условиях эксплуатации 3 — 6 лет
  3.  Стационарные типа AGM. Их можно устанавливать в жилое помещение. Срок службы, при оптимальных условиях эксплуатации до 12 лет.
  4.  Стационарные типа GEL (гелиевые). Их можно устанавливать в жилое помещение. Срок службы, при оптимальных условиях эксплуатации 12 лет.

На данный момент среди аккумуляторов наиболее широкое распространение получили герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы (VRLA), которые изготавливаются по двум технологиям. 

Первая, наиболее распространенная технология — Absorptive Glass Mat (AGM). . В данном случае путем применения пористого заполнителя-сепаратора из стекловолокна, пропитанного электролитом, добиваются его безжидкостного состояния. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой каппилярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции газов. Таким образом, AGM батареи не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.

Вторая- Gelled Electrolite (GEL), так называемые гелевые аккумуляторы, электролит в которых имеет гелеобразное состояние благодаря добавлению в него соединений кремния. Гелевый электролит позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри сильно развитой системы пор в массе геля. Это решает проблему необслуживаемости АКБ.

 

Преимущества  аккумуляторов AGM технология

 

Преимущества аккумуляторов GEL технология

 

1.         Конструкция полностью герметична и имеет клапанную регулировку, предотвращает утечку кислоты и коррозию клемм.

2.         Более безопасная работа: при правильной зарядке батарей исключается возможность выделения газов и опасность взрыва.

3.         Герметичная конструкция позволяет устанавливать батарею почти в любом положении (однако установка вверх дном не рекомендуется).

4.         Меньшее электрическое сопротивление дает более высокие нормы разряда.

5.         Уверенная работа при низких температурах ( ниже -30*С ).

6.         Время зарядки аккумулятора сокращается в 7 раз по сравнению с обычной свинцово-кислотной батареей.

7.         Повышенная виброустойчивость увеличивает срок службы.

 

1.         Гелевый электролит гарантирует отсутствие вытекания. Батареи становятся более безопасными и устойчивыми к сильной вибрации. При этом возможна установка аккумулятора на боковую поверхность и даже «вверх тормашками».

 2.        Нано-гелевый электролит лишен недостатков  кислотных. У него не происходит разложения кислоты, поэтому не происходит сульфатации (кристаллизации солями серной кислоты) катодных пластин и коррозии анодных пластин (в нижней части пластины из-за высокого удельного веса кислоты).

 3.        Аккумулятор максимально эффективен даже в нештатных режимах работы, что позволяет эксплуатировать его в жарких погодных условиях, при температуре до +50°C, или в низкотемпературных режимах, например до -35°C и ниже.

 4.        Не так боится глубокого разряда (но кратковременного). Гелевый электролит находится в «связанном» состоянии, поэтому разряд аккумулятора не сопровождается его выпариванием, коррозией решетки и оползанием активной массы положительного электрода.

 5.        В гелевом аккумуляторе используется активный материал, увеличивающий ёмкость аккумулятора. В то время, как потенциал обычных батарей значительно снижается в процессе эксплуатации, ёмкость гелевого аккумулятора сохраняется на более стабильном уровне, обеспечивая при этом более длительный срок службы. Этот эффект появляется после длительной эксплуатации. В сравнении с обычными аккумуляторами, срок службы гелевых аккумуляторов как минимум, в два раза больше.

 6.        Возможность использовать рядом с чувствительным электронным оборудованием.

 7.        Отсутствует газовыделение. Это уменьшает потерю массы электролита (сохраняется его плотность), увеличивает производительность аккумулятора. Аккумулятор лучше переносит длительное хранение, что увеличивает срок его хранения.

 8.        Стабильно работает во влажной окружающей среде.

 9.        Самая низка удельная стоимость в соотношении «цена/количество месяцев эксплуатации», а также в соотношении «цена/количество циклов».

 10.      Идеален как стартерная и «крутящая» батарея.

 

 

 

Недостатки аккумуляторов AGM технология

 

Недостатки аккумуляторов GEL технология

 

 

AGM батареи чувствительны к превышению зарядного напряжения, причиной здесь является существенно меньшее количество электролита в них.

 

Аккумуляторы с загущенным электролитом имеют несколько худшие нагрузочные характеристики по сравнению с классическими АКБ: большие токи с них снять сложнее из-за более высокого внутреннего сопротивления. Кроме того, гелевые батареи критичны к температуре окружающей среды и стабильности зарядного напряжения. Для их подзаряда нужно использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/- 1% для предотвращения обильного газовыделения

 

 

Применение аккумуляторов AGM технология

 

Применение аккумуляторов GEL технология

 

Буферные системы энергоснабжения;

Источники бесперебойного питания;

Медицина;

Телекоммуникации;

Распределительные устройства;

Фотоэлектрическое оборудование;

Солнечные элементы;

Ветровые элементы;

Системы управления;

Станции сотовой радиосвязи;

Установки катодной защиты;

Навигационное оборудование;

Судовое оборудование;

Электроэнергетика.

 

Системы энергоснабжения в циклических/буферных режимах;

Бытовое потребление электроэнергии;

Телекоммуникации;

Системы искусственного охлаждения;

Фотоэлектрическое оборудование;

Солнечные элементы;

Ветровые элементы;

Запуск стационарных двигателей;

Инвалидные коляски;

Электромобили;

Поломоечные машины;

Водяные насосы;

Портативное медицинское оборудование;

Системы катодной защиты;

Лодки;

Морские системы общего назначения;

Навигационные системы.

Гелевый аккумулятор за счет новых технологий имеет большую ёмкость, срок службы, и в 5-7 раз заряжается быстрее обычного, к тому же у него большой стартовый ток, что особенно важно в морозы и трудных климатических условия. Также как тут уже подметили — его используют меломаны, которые не могут без токопожирателей – кондиционеров, сабвуферов, дополнительно установленного оборудования. 
Почему называются гелевые? потому что в его среде-жидкое вещество на основе электролита, с добавлением хим элементов в виде желе, пластичной массы. 

Распространения у автомобилистов гелевые аккумуляторы не получили по причине очень высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде. 

Аккумуляторы с гелем внутри можно применять лишь там, где бортовая электрика позволяет очень точно поддерживать режим заряда. На отечественных же автомобилях даже с исправным реле-регулятором напряжение варьируется с 13 до 16 вольт, и на многих иномарках похожая ситуация. А в случае выхода из строя реле-регулятора гелиевый аккумулятор можно сразу выбрасывать, поскольку напряжение заряда не должно быть более 14,4 В. Если оно больше, то гель просто тает и обратно уже не восстанавливается. К тому же работа гелевых батарей на полную мощность возможна в наших условиях только летом. Гель вязкий, а на морозе он совсем застывает, в результате чего характеристики падают более чем вполовину. 

Плюсы гелевых аккумуляторов: 
— абсолютно необслуживаемые; 
— работают в любом положении; 
— при повреждении корпуса электролит не вытекает; 
— большой срок службы при исправном электрооборудовании; 
— дают высокий пусковой ток; 
— допускают очень глубокий разряд. 

Минусы: 
— высокая цена; 
— на холоде очень быстро выходят из строя; 
— требуют хорошего электрооборудования в машине, при перезаряде быстро выкипают.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Подписаться

Срок службы аккумуляторных батарей свинцово-кислотных AGM и гелевых GEL для ИБП

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареям
Опубликовано 01.07.2015 15:34
Автор: Abramova Olesya

Как продлить срок службы свинцово-кислотного аккумулятораСуществует множество производителей, которые осуществляют выпуск аккумуляторов разных типов. Самыми распространенными и востребованными являются свинцово-кислотные аккумуляторы. В зависимости от поставленной задачи, рекомендуется применять один из следующих видов:

  • обслуживаемые – предназначены для кратковременных разрядов с выделение высокого разрядного тока. Применяются в автомобилях для запуска двигателя. Срок службы: 2 – 5 лет.

  • необслуживаемые VRLA – свинцово-кислотные аккумуляторы, которые предназначены для буферного использования, когда требуется время от времени осуществить резервное питание. Срок службы: 3 – 7 лет.

  • необслуживаемые VRLA AGM – свинцово-кислотные аккумуляторы в герметизированном корпусе, которые оптимизированы для циклического и буферного режима работы. Срок службы: 5 – 15 лет.

  • необслуживаемые VRLA GEL – свинцово-кислотные аккумуляторы в герметизированном корпусе на основе гелеобразного электролита. Предназначены для глубоких циклических разрядов и буферного режима. Срок службы: 10 – 15 лет.

  • необслуживаемые OPzV – свинцово-кислотные аккумуляторы в герметизированном корпусе с усовершенствованной структурой электродов и гелеобразным электролитом. Предназначены для тяжелого режима работы (глубокие циклические разряды). Могут работать с высокими пусковыми токами. Срок службы: 15 – 20 лет.

  • малообслуживаемые OPzS – свинцово-кислотные аккумуляторы, оптимизированные для тяжелых циклических режимов. Срок службы аккумуляторов OpzS – до 25 лет.

Технические характеристики батарей – важная составляющая правильного выбора, но также нужно иметь точное представление о том, как именно будет эксплуатироваться аккумулятор. Ведь если режим будет циклический, а аккумулятор предназначен для буферного применения, срок службы может быть минимален, т.к. заявленное эксплуатационное время предусматривает работу в другом режиме.

Виды свинцово-кислотных аккумуляторов VRLA, AGM, GEL, OPzV, OPzS

Рисунок 1. Слева направо: обслуживаемые, VRLA, AGM, GEL, OPzV, OPzS.

Характеристики влияющие на срок эксплуатации

Параметр \ Тип Авто VRLA AGM GEL OPzV OPzS
Срок службы, лет 2 – 5 3 – 7 5 – 15 10 – 15 >20 >25
Циклический ресурс при D.O.D. 80% 100 – 200 250 – 600 500 – 1000 800 – 1200 1200 – 1500
Макс. глубина разряда, % 50 80 80 90 100 100
Оптим. глубина разряда, % 75 50 50 50 40 40
Температура окруж. среды. °С -50 … +70 -35 … +60 -40 … +70 -40 … +70 -40 … +70 -40 … +70

Таблица 1. Характеристики, влияющие не продолжительность службы АКБ.

В таблице №1 приведены данные, влияющие на срок эксплуатации аккумулятора. Теоретически, при покупке AGM аккумулятора с заявленным сроком эксплуатации 10 лет, можно ожидать такого результата, однако на практике все иначе. Срок службы свинцово-кислотного аккумулятора напрямую зависит от режима эксплуатации, температуры, при которой он работает и заряжается, количества разрядов и их глубины, а также от силы тока, которым он заряжается. Чтобы понять, как точно рассчитать показатель ожидаемого срока службы, смоделируем ситуацию выбора батареи.

Определение срока службы

Исходные данные:

  • Мощность нагрузки – 150 Вт;

  • Срок резервного питания – 5 часов;

  • Напряжение аккумулятора – 12В;

  • КПД инвертора – 0,82.

  • Аккумулятор обеспечивает срок эксплуатации – 10 лет или 500 циклов.

Произведем расчет по упрощенной формуле:

t = Uакб. * C * K * H * Kг. * Kс / P

  • t – время работы – 5ч.;

  • Uакб. – напряжение аккумулятора – 12В;

  • C – емкость аккумулятора, Ач;

  • K – кол-во аккумуляторов в системе – 1 шт;

  • H – КПД инвертора (ИБП) – 0,82;

  • Kг. – коэффициент глубины разряда – 80%;

  • P – мощность нагрузки – 150Вт.

Найдем емкость требуемую аккумулятора по формуле:

C = P / Uакб. * t / K / H / Kг.

Подставим значения:

150 / 12 x 5 / 1 / 0,82 / 0,8 = 95,3

Емкость аккумулятора, С = 95,3 Ач.

Правильный подбор батареи обеспечивает уверенность, что разряд АКБ не будет больше, чем на 80%. Основываясь на этом утверждении, можно рассчитать частоту разрядов:

10 лет х 365 дней / 500 циклов = 7,3

Срок службы: 10 лет при частоте 80% разрядов не чаще, чем раз в 7,3 дня.

Ресурс батареи позволяет производить один разряд до 80% каждые 7,3 дня. При условии поддержания температуры окружающей среды в пределах 18 – 25°С, можно рассчитывать на срок службы 10 лет, если циклический ресурс не будет исчерпан ранее.

Эксплуатация аккумулятора в циклическом режиме

Когда предполагаются частые разряды аккумулятора, недостаточно подобрать подходящий тип. Для максимально долгой службы нужно рассчитывать запас емкости. Для свинцово-кислотных батарей типов AGM и GEL, которые будут работать в циклическом режиме, необходим запас 40 – 50%. Другими словами, рассчитывая емкость, коэффициент глубины разряда должен быть от 0,6 до 0,4. Чем меньше глубина разряда, тем большее количество циклов способен обеспечить аккумулятор и, соответственно, гораздо дольше отслужить.

Ресурс современных моделей GEL VRLA аккумуляторов при 50% разряде составит от 1700 до 2300 циклов. Этого будет достаточно на более, чем 6 лет при ежедневном использовании. В случаях с AGM VRLA батареями показатели составят от 900 до 1200 циклов.

зависимость количества циклов (ресурса) батареи от глубины разрядов

Рисунок 2. График зависимости количества циклов от глубины разряда.

Эксплуатация аккумулятора в буферном режиме

В ситуациях, когда емкость аккумулятора будет использоваться редко, нужно придерживаться правил эксплуатации и не допускать глубоких разрядов, т.к. один разряд до 9 Вольт (100% емкости) моментально сократит срок службы в два раза.

падение емкости аккумулятора при буферном типе эксплуатации

Рисунок 3. График снижения емкости при буферном использовании батареи.

Рекомендации

Получить максимальный срок службы свинцово-кислотной батареи возможно соблюдая несколько основных правил:

  • Не допускайте глубокий разряд – даже самый качественный аккумулятор можно полностью вывести из строя, если разрядить его 2 – 3 раза до остаточного напряжения .

  • Всегда заряженная батарея – следите за тем, чтобы аккумулятор всегда оставался полностью заряженным, это очень важно для свинцово-кислотного типа.

  • Ток заряда – не более 25%, некоторые серии допускают ток заряда на уровне 30% от емкости аккумулятора. Помните, что свинцово-кислотные аккумуляторы это не тот тип, который будет заряжаться за 2 часа, нормальное время заряда – от 6 до 12 часов.

  • Температура эксплуатации – 18 – 25°С, можно меньше, но произойдет потеря емкости, если температура будет выше, чем 30°С – срок службы заметно сократится.

Как увеличить срок службы?

Жизнь свинцово-кислотной аккумуляторной батареи можно разделить на три этапа: формирование, пик и спад. На этапе формирования пластины, окруженные жидким электролитом, находятся в губчатом состоянии. “Тренировочная зарядка” приводит к процессу поглощения этими пластинами электролита, чем-то этот процесс похож на впитывание кухонной губкой воды. По мере формирования электродов емкость аккумулятора постепенно увеличивается.

Как продлить срок службы свинцово-кислотного аккумулятора

Рисунок 4: Жизненный цикл свинцово-кислотного аккумулятора делится на три этапа: формирование, пик и спад.

Этап формирования является крайне важным для аккумуляторов глубокого цикла. Требуется 20-50 полных циклов для достижения пиковой емкости и это происходит уже в процессе эксплуатации, а не подготовки. Но производители советует на этом этапе не подвергать аккумулятор сильным разрядным нагрузкам. Стартерные же аккумуляторы менее критичны в этом плане и могут сразу полноценно использоваться. Значение пускового тока нового стартерного аккумулятора уже соответствует номинальному, но по мере формирования оно даже немного возрастает. (Смотрите BU-701: Нюансы использования обслуживающего заряда для аккумуляторных батарей).

Аккумуляторы глубокого цикла могут обеспечить порядка 100-200 циклов до начала постепенного снижения емкости. Когда емкость такого аккумулятора упадет до 70-80%, его необходимо заменить. В некоторых случаях бывает допустимо использование экземпляров с меньшим уровнем емкости, но никогда не доводите этот показатель до 50%, так как после достижения такого уровня дальнейшее поведение аккумулятора непрогнозируемое.

Чтобы держать свинцово-кислотный аккумулятор в хорошем состоянии, к нему необходимо применять полную зарядку насыщения продолжительностью 14-16 часов. Если же нет возможности обеспечить такую зарядку на регулярной основе, проводите ее хотя бы раз в несколько недель. По возможности, обеспечьте умеренную температуру эксплуатации и избегайте глубоких разрядов; заряжайте аккумулятор так часто, как только сможете. (Смотрите BU-403: Зарядка аккумуляторов свинцово-кислотной электрохимической системы).

Основной причиной относительно короткого срока службы свинцово-кислотного аккумулятора является истощение активного вещества. Согласно исследованиям 2010 BCI Failure Mode Study, за последние 5 лет процент выхода из строя аккумуляторов из-за износа электродных решеток и/или пластин возрос с 30 до 39%. Хотя причины такого возросшего износа в докладе и не указаны, можно предположить, что это связано со все более высокими требованиями к стартерному аккумулятору в современных автомобилях. Подобные исследования проводятся каждые пять лет, анализируя причины выхода из строя аккумуляторов.

В принципе, истощение активного вещества – это довольно понятный и прогнозируемый процесс, но свинцово-кислотные аккумуляторы подвержены и другим негативным воздействиям, которые могут вывести их из строя задолго до естественной деградации электродных решеток и пластин. К этим воздействиям относятся: коррозия, оползание активного вещества, внутреннее короткое замыкание, сульфатация, высыхание, кислотная стратификация и поверхностный заряд. Далее мы рассмотрим эти явления и то, как им можно противостоять корректной эксплуатацией.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о