Аккумулятор гелевый устройство – Устройство и Принцип Работы АКБ, Как Правильно Заряжать Зарядным Устройством, Обслуживание и Восстановление на Авто и Мото

устройство, принцип работы, как заряжать

Автомобильный гелевый аккумулятор появился на рынке относительно недавно, поэтому еще не многие автолюбители знают, что такое гелевый аккумулятор. Большая часть автолюбители не знает даже о процессах, происходящих в обычных свинцово-кислотных АКБ. Они просто привыкли к тому, что аккумулятор во время зарядки каким-то образом запасают электроэнергию, а потом, когда наступает нужный момент, отдают ее. Начнем с того, что в нашей технической литературе анодом принято называть положительно заряженный электрод, а катодом – отрицательно заряженный. В американской литературе все наоборот: анод – заряжен отрицательно, катод – положительно.

Принцип работы кислотного аккумулятора

Как известно, АКБ состоит из корпуса, разделенного перегородками на несколько элементов (банок) внутри каждого из которых помещаются положительные и отрицательные пластины электродов. Они отделяются друг от друга пористыми прямоугольными листами диэлектрика (сепараторами), не вступающими в реакцию с кислотой электролита. Сепараторы необходимы для того чтобы избежать замыкания между электродами. Электроды АКБ выполняются в виде плоских свинцовых решеток, в которые запрессован порошок либо диоксида свинца для анодных пластин или металлического свинца для катодных. В современных свинцово-кислотных аккумуляторах решетки электродов делают из сплава свинца с сурьмой, это увеличивает их прочность и улучшает другие технические характеристики. Все катодные пластины электродов каждого элемента также как и анодные, соединяются между собой параллельно, это делается для увеличения электрической емкости и максимально возможного отдаваемого АКБ тока. Элементы же подключаются друг к другу последовательно, поэтому при ЭДС на выводах одной банки примерно равной 2,11 V напряжение АКБ в 6 раз (по числу банок) больше, то есть немногим более 12 V.

Работа свинцово-кислотных АКБ, к которым относятся и гелевые аккумуляторы основана на электрохимических реакциях свинца и его диоксида с водным раствором серной кислоты.

Разряд

С подключением нагрузки к клеммам АКБ начинается электрохимическая реакция взаимодействия электродов с серной кислотой. В результате чего материал катода и анода преобразуется в сульфат свинца. Вместе с этим на катоде возникает избыток электронов. На аноде же напротив – их недостаток, то есть избыток положительно заряженных ионов. Поэтому между анодом и катодом возникает разность потенциалов, под действием которой через внешнюю нагрузку идет ток. При этом на катоде образуется вода. Расходование кислоты, а также выделение воды приводит к сильному падению концентрации и плотности электролита. Когда большая часть кислоты электролита прореагировала, АКБ становится полностью разряженной и нуждается в зарядке.

Заряд

При подключении к клеммам разряженной аккумуляторной батареи внешнего источника электрического тока начинается процесс зарядки аккумулятора. Он заключается в том, что под действием электрического тока в аккумуляторе происходят обратные процессы. То есть из сульфата свинца и воды получается серная кислота, при этом материал анода преобразуется обратно в диоксид свинца, а катодный в металлический свинец. Если не отключить батарею от источника тока по окончании зарядки, то есть после израсходования сульфата свинца, начинается распад молекул воды на водород и кислород, называемый электролизом. Этого явления следует избегать, так как, во-первых, образуется взрывоопасная смесь водорода и кислорода, во-вторых, вода необратимо расходуется, а концентрация кислоты поднимается значительно выше расчетной – это значит, что батарея будет работать хуже.

Предельно допустимые характеристики и условия работы

• Диапазон рабочих температур – от -40 до +40 ^○C.
• Напряжение, ниже которого нельзя разряжать аккумулятор для авто – 10,5 V. Это ограничение существует, потому как при дальнейшем разряде кислотно-свинцовой аккумуляторной батареи начинается интенсивная сульфатация ее электродов. Сульфатацией называется образование на поверхности электродов нерастворимой пленки из сернокислого свинца, значительно уменьшающей поверхность электродов, соприкасающуюся с электролитом и как следствие электрической емкость батареи.
• Длительность работы до 500 циклов в режиме разряда на 70% и полного заряда.

Гелевые аккумуляторы и их виды

Гелевый аккумулятор для авто отличается от обычного свинцово-кислотного аккумулятора тем, что его электролит больше похож на желе. Плотность электролита в нем не представляется возможным не то что корректировать, а даже измерить, следовательно, он совершенно необслуживаемый. Другие же характеристики, вопреки ожиданиям автолюбителей, отличаются не так сильно, как текучесть электролита. Гелевые аккумуляторы для авто, относящиеся к классу WRLA, производят сегодня, используя две различные технологии:

1. GEL. Для сгущения электролита в него добавляю двуокись кремния.
2. AGM. Сгущения электролита добиваются путем добавления в него сильно измельченного стекловолокна, которое одновременно играет роль сепаратора.

Гелевые аккумуляторы AGM для авто делают, используя спиральную или плоскую компоновку. Спиральная чаще используется при их изготовлении в Северной Америки, а плоская в Европе. Та и другая архитектура имеет свои достоинства и недостатки, поэтому однозначно сказать, какая из них имеет лучшие характеристики, не представляется возможным.

Гелевые аккумуляторы – преимущества и недостатки

Гелевые аккумуляторы для авто, выполненные по любой из технологий, бесспорно, обладают, по крайней мере, шестью преимуществами перед обычными свинцово-кислотными батареями для авто:

1. Даже при нарушении целостности корпуса из них не вытекает электролит.
2. Повышенная устойчивость к вибрациям.
3. Отсутствие необходимости в обслуживании.
4. Более надежная герметизация корпуса, не допускающая попадания электролита на кузов авто и клеммы аккумулятора. Поэтому отсутствие негативного воздействия серной кислоты и на то, и на другое.
5. Возможность устанавливать аккумулятор в моторном отсеке авто в любом положении, кроме позиции «вверх дном».
6. Отсутствие выделения газов в процессе работы.

Гелевый аккумулятор AGM хорош еще и тем, что его стекловолокно пропитано электролитом и лучше удерживает в себе газы, образующиеся при его работе. Они используются для восстановления электролита и электродов в процессе зарядки.

Гелевый аккумулятор со спиральными элементами имеет большую площадь контакта электродов с электролитом. Это позволяет им давать в режиме разряда больший кратковременный ток для мощных потребителей, к примеру, стартера авто и быстрее набирать энергию при зарядке. Недостатком батарей с такой конструкцией элементов является более низкая, чем у аккумуляторов с плоскими элементами, удельная емкость.

Недостатками АКБ для авто класса WRLA являются:

• Большая масса (как и у всех свинцово-кислотных).
• Высокая чувствительность к превышению напряжения заряда (как и у остальных свинцово-кислотных).
• Плохая переносимость полного разряда, когда напряжение одного элемента опускается ниже 1,75 V.
• Значительное падение напряжения на морозе (как и у всех свинцово-кислотных) несмотря на распространенное заблуждение о том, что мороз не оказывает на них негативного влияния.
• Более высокая, чем у батарей с жидким электролитом цена.

autolirika.ru

устройство и принцип работы – Taxi Bolt

None Он отвечает за всё электрооборудование машины и без него она просто мертва. Далее рассмотрим, что же это такое и из чего он состоит.

Что такое АКБ для автомобиля, предназначение

То, что аккумулятор отвечает за всё электрооборудование в машине, было указано выше, но тут не всё так просто и однозначно. Главная задача батареи обеспечить запуск силового агрегата.

Когда двигатель запущен вся бортовая сеть запитывается от генератора. В середине 20-го века и даже ближе к его концу были двигатели внутреннего сгорания без аккумуляторов, например, моторы мотоциклов. В них запуск осуществлялся за счёт мускульной силы, а дальше все системы работали уже от генератора.

Однако в последнее время, с насыщением автомобилей различными электроприборами, мультимедийными центрами или климатическими системами, генераторы не всегда справляются с обеспечением их энергией. В этом случае подпитка идёт от АКБ. Но вернёмся к основному предназначению батареи. Как бы там не было главная задача по-прежнему остаётся это обеспечение электроэнергией стартера двигателя.

Читайте также: Что делать если при зарядке аккумулятор начинает кипеть?

При запуске, особенно в холодное время года, батарея серьёзно разряжается. Однако генератор кроме питания электроэнергией бортовой сети машины ещё и обеспечивает зарядку батареи. Поэтому если генератор вышел из строя, то АКБ очень быстро разряжается.

Новой заряженной батареи хватает не более чем на 100 км пробега. Во всех остальных случаях машина с неисправным генератором пройдёт ещё меньше.

Из чего сделан и что внутри аккумулятора

Не смотря, на весь технический прогресс, до сих пор, в автомобилях, используются аккумуляторные батареи, изобретённые в середине 19-го века. Изобретателем АКБ считается Гастон Планте, которые изобрёл его в 1860 году. Ну а современный вид батареи приобрели в 1878 году, после того как его усовершенствовал Камилл Фор.

С этого времени батареи принципиально не менялись, все изменения были только косметическими, касающиеся их внешнего вида и качества изготовления элементов конструкции. Данные аккумуляторы называются свинцово-кислотными, и в названии заключается описание принципа действия этих устройств.

Рисунок 19 века, на котором показан один из первых аккумуляторов в разрезе.

Итак, аккумулятор состоит из следующих основных частей:

• Корпуса;
• Крышки;
• Отрицательных электродов;
• Положительных электродов;
• Положительной клемы;
• Отрицательной клемы;
• Соединительных перемычек;
• Заливных пробок;
• Электролита

Далее рассмотрим каждый элемент конструкции.

Итак, корпус и крышка батареи состоит из нейтрального к кислоте пластика. Отрицательные пластины, впрочем, как и положительные состоят из металлического свинца и выполнены в виде решётки.

В отрицательной пластине, промежутки свинцовой решётки заполнены металлическим свинцом, в виде спрессованного порошка. В положительной – спрессованным порошком диоксида свинца (PbO2). В промежутке между пластинами располагаются сепараторы, которые представляют собой микропористые пластины, сделанные из эбонита или ревертекса. Оба материала можно считать неким вариантом резины, и делаются они из каучука.

Задача сепараторов заключается в том, чтобы разделять положительные и отрицательные электроды и препятствовать их короткому замыканию, которое может произойти в результате вибраций двигателя и всего автомобиля. Обе клеммы сделаны из металлического свинца и через них происходит подсоединение батареи к бортовой сети машины.

Читайте также: Что делать если разрядился аккумулятор в машине — проверенные способы как вернуть жизнь АКБ

Соединительные перемычки, так же выполнены из свинца и служат для объединения разных банок в единую батарею. Для чего нужна заливная пробка, легко догадаться из названия этой детали. Она служит для заливки электролита в банки АКБ.

Ну и последняя в списке, но при этом одна из самых главных деталей аккумулятора является электролит. Он состоит из 30 % раствора серной кислоты (h3SO4) и дистиллированной воды.

Принцип работы АКБ

Принцип работы аккумулятора основан на электрохимической реакции окисления свинца в растворе серной кислоты и воды.

При разрядке батареи на положительной пластине происходит окисление металлического свинца, при этом на отрицательной пластине восстанавливается уже диоксид свинца. При зарядке происходит обратный процесс, количество диоксида свинца на отрицательной пластине уменьшается, а на положительной пластине увеличивается количество металла.

Так же при разрядке АКБ уменьшается количество серной кислоты в электролите и увеличивается количество воды. При зарядке так же происходит обратный процесс.

Особенности конструкции современных АКБ

Не смотря на то что, принципиально, аккумуляторы, за более чем 150 лет, не изменились, современность внесла серьёзные изменения в технологию их изготовления и в материалы, из которых они делаются. Рассмотрим их по отдельности:

Сегодня на наиболее качественных батареях небольшие изменения претерпел материал пластин. Теперь пластины делают не из чистого свинца, а из его сплава с серебром. При этом появилась возможность снизить массу батареи на треть, а срок её службы увеличить на 20 %.

Кроме этого, изменилась сама технология их изготовления. Если первые пластины производились путём их литья, то сегодня их делают из тонкого свинцового листа, путём штамповки. Такой метод дешевле и при этом пластины получаются прочнее и тоньше. Одной из причин выхода АКБ из строя является короткое замыкание положительных и отрицательных пластин.

Замыкание происходит из-за того, что из пластин осыпается активная зона и внизу банок она замыкает. Во избежание этого сепараторы делают в виде конвертов, запаянных снизу, под пластинами. Таким образом, когда активная зона осыпается она остаётся внутри конверта и не замыкает.

В материал же самих сепараторов сегодня добавляется стекловолокно. Это так же позволяет делать их тоньше и прочнее. Как было указано выше, электролит представляет собой раствор серной кислоты и воды. Под действием низких температур, как известно вода замерзает, однако с электролитом этого не происходит.

Но он всё равно заметно загустевает и теряет свои свойства, из-за чего ёмкость батареи заметно снижается. Что бы избежать этого, сегодня, в электролит добавляют разнообразные присадки.

Аккумуляторы с гелиевыми электролитами можно считать вершиной эволюции кислотных батарей и именно поэтому для них, отведен отдельный раздел. Такие АКБ называются попросту, гелевыми. В этих устройствах электролит модифицирован настолько, что представляет собой нечто наподобие желе.

Такая модификация, в комплексе с другими вышеописанными инновациями дала поистине волшебные результаты. Батареи стали практически вечными, невосприимчивыми к переворачиванию, практически не теряющими свои свойства зимой и при этом на много легче по массе.

Читайте также: Как правильно менять Антифриз в машине

Правда цена по сравнению с аккумуляторами старого поколения возросла от 5 до 10 раз. Но это того стоит. И всё равно стоят они не запредельные деньги, где-то в пределах 100 – 200 условных единиц.

Параметры и характеристики аккумуляторной батареи

Параметры и характеристики аккумуляторов зашифрованы в их маркировке и сейчас мы разберём, что она обозначает. Этот вопрос мы рассмотрим на примере самой распространённой АКБ 6СТ-55.

Итак, в названии аккумулятора, цифра 6 обозначает, что АКБ состоит из 6-и банок.

• СТ – обозначает что батарея стартерная.
• 55 – обозначает ёмкость батареи, которая составляет 55 Ампер*час.

Для того что бы понимать какой аккумулятор вам нужен, необходимо знать два параметра:

• Тип ДВС;
• Объём двигателя вашей машины;

Далее рассмотрим для каких двигателей, какие аккумуляторы подходят. Это таблица для бензиновых моторов:

• Двигатели объёмом до 1,6 литра. Для них подходят АКБ 6СТ-45;
• Двигатели объёмом от 1,6 до 2,5 литров. Для них подходит 6СТ-55;
• Двигатели объёмом от 2,5 до 3 литров. Для них подходит 6СТ-60;
• Двигатели объёмом от 3 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-75;
• Двигатели объёмом более 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90.

Для дизельных силовых агрегатов эти параметры несколько иные:

• Двигатели объёмом до 1,5 литра. Для них подходит 6СТ-55;
• Двигатели объёмом от 1,5 до 2,0 литров. Для них подходит 6СТ-60;
• Двигатели объёмом от 2-х до 2,7 литров. Для них подходит 6СТ-75;
• Двигатели объёмом от 2,7 до 3,5 литров. Для них подходит 6СТ-90;
• Двигатели объёмом от 3,5 до 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-132;
• Двигатели объёмом более 6,5 литров. Для них подходит 6СТ-192 и больше.

Как можно увидеть, из-за разных принципов работы дизельных и бензиновых двигателей для них используются аккумуляторы разной ёмкости. Для дизельных силовых агрегатов вам потребуются более ёмкие батареи.

Аккумуляторы будущего

Как уже упоминалось выше современные батареи по принципу действия точно такие же, как те, что были разработаны в середине 19-го века. Однако технологии не стоят на месте и, судя по всему, в самое ближайшее время для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) появятся АКБ, созданные на новых принципах. Далее они будут бегло перечислены.

Об этих батареях достаточно подробно было рассказано выше. Эти батареи уже продаются, и их любой может купить. Гелевая АКБ

• Литий-ионные аккумуляторы

Эти батареи широко известны по мобильным телефонам и иным гаджетам. Однако, сегодня, существуют разработки и для автомобилей. Но, не смотря на все свои достоинства, в автотехнике данный вид АКБ не прижился из-за ряда принципиальных недостатков.

• Во-первых, они резко теряют свою мощность из-за низкой температуры.
• Во-вторых, для зарядки таких батарей требуется строгое соответствие зарядному току, что требует переделки электронной части генераторов.
• Ну и самое главное, данные АКБ имеют стоимость в 15 раз дороже обычного кислотного аккумулятора.

Литий-ионная АКБ, чешской компании Варта

• Графен-полимерные аккумуляторы

Это, пожалуй, самые перспективные батареи для использования, как в автомобилях, оснащённых ДВС, так и электрической силовой установкой. В производстве этих АКБ использованы нанотехнологии.

Эти аккумуляторы имеют поистине чудесные свойства. Они имеют ёмкость, практически в три раза больше литий-ионных и при этом на много меньшую стоимость, так как в их производстве не используется дорогостоящий литий. Кроме этого они не теряют своих свойств под действием низких температур.

Опытная графен-полимерная АКБРезюме: Выше перечислены только три самых раскрученных или правильней будет сказать, распиаренные технологии.

В мире ведутся работы над батареями, известно что в разработке более тридцати новых схем. Не исключено, что среди этих ещё испытывающихся аккумуляторов могут оказаться некоторые с ещё более интересными свойствами. Как говорится поживем — увидим.

Гелевый аккумулятор, предназначенный для пуска силового агрегата машины, отличается повышенными характеристиками энергоемкости и увеличенным сроком службы. Устройство приспособлено к длительной работе в условиях вибраций и переменных нагрузок. При этом батарея требует соблюдения режимов зарядки, что ограничивает распространение изделий.

Что такое гелевый АКБ

Гелевым аккумулятором называется свинцово-кислотный источник постоянного тока, предназначенный для установки на автомобилях и в стационарных агрегатах. Отличием является отказ от жидкого электролитического состава в пользу загущенного вещества, состоящего из серной кислоты и дистиллированной воды.

Вариант заливки для остальных видов аккумуляторов. В гелиевых АКБ был заменен на смесь с более густой консистенцией, что позволило не проводить некоторые сервисные мероприятия.

Применение геля позволило отказаться от периодического обслуживания устройства, связанного с измерением плотности и добавлением в электролит воды. Герметичный корпус позволяет перевозить источники питания в самолетах или заряжать в замкнутом помещении.

Конструкция

В конструкцию аккумуляторной ячейки входят следующие элементы:

• клеммы или полюсные штыри, которые используются для подключения нагрузки или зарядного устройства;
• отрицательный электрод плоской конфигурации;
• положительная пластина трубчатого типа;
• сепаратор из специального материала, пропитанный загущенным электролитом.

Основные конструктивные элементы АКБ гелиевого типа.

Пластиковый корпус источника тока выполняется из ударопрочного полипропилена, герметичная конструкция исключает вытекание электролитического вещества при длительной эксплуатации изделия под наклоном. Находящийся внутри корпуса электролит удерживает образующиеся при работе газы, предусмотрен предохранительный клапан для сброса избыточного давления.

Для снижения подвижности электролита используется двуокись кремния, которая не изменяет электрохимических характеристик раствора.

Характеристики Gel-аккумуляторов

При покупке гелевого аккумулятора требуется учитывать следующие характеристики:

Внешний вид аккумулятора Delta GX 12-55.

1. Номинальная емкость, измеренная в А*ч (ампер в час). Параметр указывает на интервал времени, в течение которого батарея способна отдавать ток силой 1 А. Например, аккумулятор Delta GX 12-55 обладает емкостью 55 А*ч. Существуют изделия емкостью 230 А*ч и более, предназначенные для установки на грузовой транспорт.
2. Ток холодной прокрутки, указывающий на максимальную силу напряжения в цепи на протяжении нескольких десятков секунд. От параметра зависит способность аккумулятора запустить силовой агрегат. Батарея Delta GX 12-100 обеспечивает ток 900 А при температуре воздуха 25°С.
3. Допустимый ток в цепи зарядки, определяющий время восстановления работоспособности. Для аккумулятора Delta GX 12-100 нормой считается ток силой до 20 А.
4. Показатель саморазряда при температуре +20…+25°С. Например, изделие Sonnenschein a512/40 A разряжается на 9% за каждые 3 месяца хранения на складе.
5. Рабочее напряжение батареи. Для автомобилей используются 12-вольтовые аккумуляторы, допускается соединение 2 источников по последовательной схеме для повышения напряжения (используется на грузовых автомашинах).
6. Масса и габариты изделия, позволяющие подобрать источник питания для автомашины или стационарной установки.
7. Полярность и тип крепления к аккумуляторной площадке.

Маркировка гелевых АКБ

На верхней крышке корпуса находится этикетка, на которой указаны характеристики источника питания и написана дата изготовления. Каждый производитель использует собственную систему кодировки даты. Например, изделия компании Optima имеют маркировку из 4 цифр вида ABCD, где A указывает на год выпуска, а BCD информирует покупателя о дне производства (отсчет идет с начала года). Надпись вида 7156 указывает на 2017 г. выпуска, батарея собрана в 156 день года.

Маркировка АКБ гелиевого типа от компании Optima.

Для изделий Delta используется код из 2 букв и 2 цифр. Буквы отображают год и месяц выпуска, а цифры позволяют определить день сборки. Например, код AA11 указывает на изделие, выпущенное 11 января 2011 г.

Для последующих месяцев и годов используются латинские буквы в алфавитной последовательности. Копания Varta использует для кодировки 4-6 цифр в обозначении, нанесенном на кожух аккумулятора. Цифры обозначают год и месяц сборки соответственно.

Срок службы

Разработчики гелевых аккумуляторов заявляют максимальный срок службы до 10 лет, но условия эксплуатации способны снизить показатель в 2-3 раза. При использовании изделия в условиях низких температур (-30°С и холоднее) наблюдается ускоренное разрушение электродов и электролита. Негативное влияние оказывает и повышенная температура (более 50°С), способствующая испарению воды из гелевого электролитического состава.

Зависимость срока службы гелиевого аккумулятора от температуры.

Для обеспечения срока службы, заявленного производителем, необходимо соблюдать условия эксплуатации гелевой батареи:

• использовать в диапазоне температур -30…+50°С;
• проводить зарядку специальным устройством;
• не допускать регулярных глубоких разрядов;
• устанавливать изделие в зоне с пониженной влажностью;
• избегать перезарядки и неполноценной зарядки аккумулятора.

Перегрев дополнительно ускоряет коррозионные процессы, разрушающие поверхность положительных и отрицательных пластин.

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

К числу достоинств аккумуляторов гелевого типа относят следующее:

Вещество используемое для заливки пластин.

1. Устройство не требует пополнения запаса электролита или воды при нормальных условиях работы. Открывать банки и заправлять дистиллированную воду требуется только при попытке восстановления батареи.
2. Залитый между пластинами гель является диэлектрической прокладкой между положительными и отрицательными электродами. Вещество дополнительно препятствует выкрашиванию активной массы, что позволяет использовать аккумулятор в условиях повышенных вибрационных нагрузок.
3. В моторный отсек не попадают агрессивные пары серной кислоты. Испарившиеся вещества и газообразные продукты реакции остаются замкнутыми в геле, а затем используются при работе батареи. Поскольку аккумулятор не выделяет водорода (который образует с кислородом воздуха взрывоопасные смеси в широком диапазоне концентрации), то допускается применять устройство в бытовых источниках бесперебойного или аварийного питания.
4. Допускается работа устройства в наклоненном состоянии, аккумулятор выдерживает кратковременный переворот на 180°.
5. Пластина выполняется из химически чистого свинца, который способствует снижению внутреннего сопротивления и ускоряет зарядку.
6. Высокий пусковой ток (зависящий от температуры окружающей среды).
7. Увеличенный срок эксплуатации. В отличие от аккумулятора с жидким электролитом, работающего 2-4 года, гелевое устройство функционирует до 10 лет (при соблюдении рекомендаций производителя).
8. Возможна глубокая разрядка батареи без риска повреждения конструкции.

Недостатки оборудования:

Схема контроллера для регулировки тока.

1. Увеличенная стоимость, в 2-3 раза превышающая цену стандартного источника питания с жидким электролитом.
2. Для зарядки требуется установить точные значения силы тока и напряжения. При повышении напряжения в цепи питания (например, при неисправности регулятора на автомобильном генераторе) происходит необратимое разрушение конструкции аккумулятора. Разница в 1-2 В по сравнению с требуемым значением напряжения приводит к падению емкости на 30-40%.
3. При уменьшении температуры до -30°С и ниже наблюдается замерзание геля, который превращается в хрупкий материал. Жидкий электролит начинает вытекать из затвердевших оболочек в нижнюю часть корпуса батареи.
4. Необходимо применение дополнительного контроллера, регулирующего параметры тока в цепи питания. Устройство ставится на клемму и регулируется в зависимости от емкости аккумулятора.

Отличие гелевых батарей от кислотных и AGM

В стандартных аккумуляторах используется жидкий электролит, состоящий из дистиллированной воды и серной кислоты. Для повышения эффективности работы и снижения расхода воды в материал пластин стала вводиться сурьма, впоследствии вытесненная кальцием. Для повышения устойчивости к глубоким разрядам в состав вещества электродов добавляется серебро.

Получившиеся батареи относятся к категории малообслуживаемых, доливка дистиллированной воды в процессе эксплуатации не требуется.

От устройств серии AGM (также являющихся свинцово-кислотными) напряжением 12 Вольт гелевое устройство отличается текучестью электролита. В изделиях AGM жидкость находится в порах сепараторов, выполненных из специального кислотоустойчивого стеклопластика. Структура элементов обеспечивает удержание жидкости за счет капиллярного эффекта.

Предусмотрены специальные полости увеличенного размера, предназначенные для сбора газообразных продуктов, формирующихся в ходе электрохимической реакции.

Система отвода газов и влаги в аккумуляторах AGM.

Преимуществом устройств AGM является устойчивость к деградации электродов и электролита при глубоких разрядах. Эффект достигается за счет уплотнения пакета, собранного из свинцовых пластин и стеклопластиковых сепараторов. Плотно контактирующие поверхности не допускают испарения воды и выпадения активной массы в осадок.

Зарядка гелевых аккумуляторов

Аккумулятор гелевого типа для автомобиля восприимчив к параметрам электрического тока, подведенного к клеммам. Запрещается использовать стандартные зарядные блоки для обычных свинцово-кислотных устройств. Необходимо приобрести специальное оборудование, позволяющее вручную корректировать характеристики электрического тока.

В конструкции устройства предусмотрен контроллер, автоматически регулирующий параметры зарядки в зависимости от температуры аккумуляторной батареи.

Дополнительное устройство, предназначенное для контроля уровня заряда АКБ. Оно не приобретается отдельно, а монтируется в специализированное зарядное оборудование.

Последовательность действий при обслуживании гелевого аккумулятора:

1. Снять источник тока с машины, а затем подсоединить кабели от зарядного блока с соблюдением полярности (для положительной клеммы используется зажим из красного пластика).
2. Установить вручную силу тока в цепи зарядки, которая должна составлять 10% от номинальной емкости (например, для изделия емкостью 54 А*ч требуется выставить значение 5,4 А). Для контроля параметра используется цифровой или аналоговый прибор, установленный на корпусе. Если требуется выполнить ускоренное восстановление емкости, то сила тока повышается до 30% от номинальной емкости. Часто использовать ускоренный алгоритм не рекомендуется (на корпусе указывается порог силы тока в цепи зарядки, параметр Max Initial Current).
3. Отрегулировать напряжение в цепи питания на уровне до 14,5 В (точное значение нанесено на заводской бирке в графе Cycle Use). При повышении параметра происходит размягчение геля, что приводит к утрате электрохимических характеристик.
4. Зарядка источника питания для авто занимает до 12 часов. Если батарея не используется или смонтирована в источнике аварийного питания, то требуется проводить подзарядку устройства. Допустимое напряжение в цепи указывается на заводской этикетке в графе Standby Use.

Зарядка для гелевых АКБ своими руками

Самодельное зарядное устройство для автомобильного АКБ гелевого типа строится на базе понижающего трансформатора, работающего совместно с полупроводниковым выпрямительным блоком. Вводится регулятор тока и напряжения, построенный на основе микросхемы (например, изделие L200CV от ST Microelectronics).

В конструкции предусматриваются дополнительные сопротивления, позволяющие регулировать силу тока в выходной цепи. Для контроля параметров устанавливается амперметр и вольтметр, все детали размещаются в закрытом корпусе.

Обслуживание аккумулятора

Устройство не требует периодического обслуживания в процессе эксплуатации. Если наблюдается падение емкости, сопровождаемое раздуванием корпуса, то необходимо снять пластиковые заглушки и осмотреть банки. При обнаружении осыпавшегося из-за недостатка воды электролита дальнейшая эксплуатация аккумулятора не рекомендуется.

Восстановить изделие путем добавления электролита не удается, специальных реагентов для повторной активации вещества не существует.

Можно ли в гелевый аккумулятор залить электролит или воду

Для восстановления рабочих параметров батареи допускается доливка в банки дистиллированной воды (электролит вводить не рекомендуется). Перед началом доливки необходимо отключить источник питания от внешней цепи. Затем потребуется снять пластиковую крышку и удалить резиновые заглушки, закрывающие банки.

Жидкость наносится носиком шприца или резиновой груши по 2-3 мл на поверхность сепараторов, а затем устройство выдерживается 8-10 часов (для пропитывания разделительных пластин раствором).

Шприц для добавления воды в АКБ.

Если вся жидкость впиталась, то необходимо добавить еще 2-3 мл воды.

Процедура повторяется до момента прекращения впитывания раствора, излишки жидкости удаляются шприцем. Провести замер напряжения на клеммах, а затем подсоединить внешний блок питания. После зарядки малым током параметры аккумулятора частично восстанавливаются, но емкость снижается на 30-50%. Длительная эксплуатация изделия не рекомендуется, поскольку батарея не обеспечит уверенного пуска мотора.

Чрезвычайно большое количество автовладельцев перестало считать аккумуляторную батарею надежным устройством, обладающим продолжительным сроком годности. Увы, современные АКБ стали больше походить на расходный материал, которому через пару-тройку лет требуется вынужденная замена.

Разумеется, такое положение вещей не могло устроить производителей. Начались активные поиски более серьезных технологических решений. В результате на свет появились гелевые аккумуляторы, способные устранить все существенные недостатки классических батарей.

Как устроены гелевые АКБ?

Вы наверняка знаете, каким образом устроен обычный среднестатистический аккумулятор. Он представляет собой пластины, состоящие из сплава свинца и сурьмы, которые помещены в жидкую электролитическую среду.

None Устройство гелевой батареи примерно такое же.

Главное отличие состоит в использовании не жидкого, а желеобразного электролита. Благодаря такому решению производители смогли решить множество важных задач:

1. Полностью исключился риск протекания жидкости, которая является, между прочим, кислотой. Гель вытечь не способен, даже если в корпусе АКБ будет внушительная трещина. Весь ремонт батареи в такой ситуации сведется к заклеиванию поврежденного места, чтобы исключить попадание внутрь корпуса посторонних веществ.
2. Отпал вопрос строго вертикальной установки аккумулятора. Теперь его можно ставить как угодно, кроме положения «вверх дном». Это особенно актуально в плане экономии места внутри моторного отсека.
3. Густой электролит стал являться определенной поддержкой пластин, сдерживающей осыпание их свинцового покрытия. Соответственно разрушение, которое является наиболее частой причиной выхода из строя кислотных АКБ, полностью исключилось.
4. Наличие удерживающей желеобразной массы позволило добавить внутрь АКБ дополнительных пластин, в том числе, скрученных в трубки для увеличения электроемкости.

Здесь же скажем, что необходимость включения в состав вредной сурьмы также отпала.

Именно она была призвана стабилизировать свинцовые пластины. Теперь её функции выполняет гелеобразный состав, заполняющий внутреннее пространство батареи.

Преимущества и недостатки применения гелевых аккумуляторов

Преимущества. Главная положительная сторона применения аккумуляторных батарей с гелем внутри – их увеличенный рабочий ресурс.

Такой электролит не выкипает, работа пластин в «оголенном» режиме полностью исключена, они не осыпаются, а благодаря желеобразной консистенции невозможны и внутренние замыкания. Разумеется, все перечисленные факты в два-три раза увеличивают срок работы гелевых АКБ.

Вторым «плюсом» является стабильно высокий уровень заряда, поддерживающийся независимо от уровня силовой нагрузки на блок. Допустим, в автомобиле установлена серьезная мультимедийная система с мощной аудиоподготовкой.

В то время, как обычный АКБ будет чрезвычайно быстро разряжаться, его гелевый «собрат» позволит музыке спокойно играть без особенных ограничений по продолжительности или громкости. Ни прерываний, ни перепадов во время работы не возникнет. Гелевый АКБ Trojan 24-GEL.

Характеристики.

Гелевый аккумулятор Challenger GEL 12-55Т.

Характеристики.

Третьим преимуществом назовем заметно меньшую подверженность низкотемпературным воздействиям. Просадка напряжения, конечно, возникнет, однако она будет совсем незначительной.

Недостатки. Без недостатков у гелевых аккумуляторов тоже не обошлось.

Во-первых, это высокая цена. Увеличенная продолжительность «жизни» оценивается почти в два раза дороже. Не каждый любитель готов заплатить высокую стоимость гелевых АКБ, предпочитая дважды купить дешевый кислотный аккумулятор. Порой такая комбинация в плане затрат оказывается более выгодной.

Во-вторых, отсутствие возможности обслуживания. Единственное, на что способен влиять автолюбитель, — это подзарядка. Все остальные компоненты возможность ротации полностью исключают. В-третьих, определенные трудности у водителей могут возникнуть и во время пополнения уровня заряда.

Да, гелевому АКБ не страшны ни разрядки в «ноль», ни перезаряженный уровень, однако для восстановления его энергии потребуется специальное зарядное устройство малого тока. К примеру, Master Watt 12В 0.3-0.8А (12V 0,3-0,8Ah).

Описание и характеристики.

Использование обычных «зарядников» в случае гелевых батарей – исключено.

Применяя подобные системы, автовладелец просто выведет аккумулятор из строя. Как заряжать гелевый аккумулятор — видео.

Подводя итоги вышесказанного, приходим к выводам, что будущее именно за гелевыми АКБ, разумеется, пока не изобретены новые способы накопления энергии. «Плюсы» применения данных аккумуляторов полностью устраняют все замечания, возникающие по отношению к кислотно-свинцовым батареям.

Отрицательные стороны у гелевых аккумуляторных блоков хоть и присутствуют, но, думаем, в недалеком будущем они будут устранены, да и слишком серьезными их не назовешь. Соответственно, в ближайшие годы можно ожидать массового распространения именно гелевых АКБ.

Источники:

bolt-taxi.com

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:

skat-ups.ru

Гелевый аккумулятор для автомобилей, устройство, работа

Для автомобилей самый распространенный вид аккумуляторных батарей — это кислотно-свинцовый, у которого не было конкурентов до недавнего времени. Сейчас производят гелевые аккумуляторы для авто. Разберем, как отличия, преимущества и недостатки нового вида АКБ для авто.

Содержание статьи:

1. Устройство гелевого аккумулятора для автомобилей.
2. Эксплуатация гелевых аккумуляторов.
3. Плюсы и минусы гелевых АКБ.
4. Видео.

 

Гелевые аккумуляторы: устройство

Основное устройство нового вида аккумуляторных батарей такое же, как у классических АКБ кислотно-свинцового типа, то есть, основное вещество — электролит состоит из серной кислоты и дистиллированной воды. Но, в электролит гелевых АКБ добавляют еще специальный силикон, который превращает электролит в гелеообразную густую массу.

На гелевых АКБ (ГАКБ) электроды изготавливают в виде спиралей или в виде плоских свинцовых пластин. Корпус батареи из прочного качественного пластика.

 

Классификация гелевых аккумуляторов для авто:

• GEL — означает, что электролит вязкий.
• AGM — в устройстве добавлено специальное впитывающее стекловолокно.

 

Как эксплуатировать гелевые аккумуляторы для авто

Грамотно сделанная конструкция из качественных материалов и содержимое таких аккумулятором обеспечивает высокую надежность эксплуатацию. Что касается классических автомобильных АКБ, то, иногда бывает, они взрываются при неправильной эксплуатации.

Отличие гелевого аккумулятора от обычных кислотных, например, аккумулятор ЗВЕРЬ, в том, что новая модель аккумулятора дольше держит зарядку и не так чувствительны, если батарея полностью разрядится.

Кислотные аккумуляторы, которые в холодное время года приходится часто заряжать и недозаряжать, теряют свою емкость. Гелевые более устойчивы к потере емкости.

Ресурс полная зарядка-полная разрядка гелиевых в 3 раза больше. То есть, после полной разрядки гелевый АКБ лучше восстановит первоначальную емкость. Главное в этом деле — заряжать хорошим зарядным устройством, в котором не скачет подающая энергия. Недостаток — почти в 2 раза дороже обычных АКБ.

 

Преимущества и недостатки гелиевых автомобильных аккумуляторов

Плюсы:

1. Не нуждаются в специальном уходе.
2. Дольше сохраняет зарядку и медленнее разряжается.
3. Менее чувствительны к мощной современной автоэлектронике (САБ, кондиционер, морозильник и другой доп. оборудование).
4. Ресурс высокий — до 400 циклов зарядка-разрядка.

Минус один — цена выше раза в два, чем обычные авто батареи.

 

Фирмы гелевых аккумуляторов для авто:

Optima. Оптима выпускают в двух видах: с желтой и красной крышками. Для суровых климатических зон, где температура бывает ниже -35 градусов, следует покупать с красной крышкой.

Дольше держат заряд гелевые АКБ фирмы Оптима с желтой крышки. Это подходит для автомобилей, напичканных кучей электроникой (мощный автозвук, сигнализация Ягуар или другая марка, кондей, сумка-морозильник и т.д.).

Из выше изложенного рассмотренного материала можно сделать вывод, что если автомобиль новый и не сидите от зарплаты от зарплаты впритык, то лучше будет взять гелиевый. А, если машина старая, тем более, если не инжекторная или мало денег, то зачем тратить больше, достаточно купить обычный аккумулятор. Ресурс обычных АКБ — 3 года, ресурс АКБ гелевого типа — 6-10 лет.

 

Видео

В этом видео подробно рассказывается о новых типа АКБ — гелевых или гелиевых. Конечно же, гелиевых, но набирают, в основном, гелевые:)

Один из видов гелевого АКБ

Второй вид гелиевого АКБ

autostuk.ru

No related posts.