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

Содержание

принцип работы, преимущества и недостатки, особенности эксплуатации автомобильных АКБ

Гелевый аккумулятор Автономный источник питания современного автомобиля является важной его частью. Несмотря на высокую длительность работы современных АКБ, приходит время для их замены. Условно все автомобильные аккумуляторы можно разделить на две основные группы: с жидким электролитом и гелем. У гелевых АКБ больше особенностей, которые следует учитывать при выборе подходящей модели.

Определение гелевых аккумуляторов

Гелевая аккумуляторная батарея изготавливается при применении технологии Gel. В качестве основы применяются свинцовые пластины, между которыми электролит находится в гелевом состоянии. Отличительной чертой подобной батареи можно назвать полную герметизацию корпуса. При добавлении специальных присадок электролит превращается в гель.

Классические гелевые батареи представлены сочетанием следующих элементов:

  1. Гелевые акбКоррозионно-стойкие клеммы, которые предназначены для подключения нагрузки. Они изготавливаются при применении различных стандартов.
  2. При изготовлении корпуса применяется ударопрочный полипропилен. Он обеспечивает длительную работу батареи в сложных условиях. Рассматриваемая конструкция не подлежит обслуживанию, поэтому нельзя допускать утечки электролита.
  3. Конструкция имеет самоуплотняющиеся герметичные клапаны, которые требуются для отвода газов. Во время эксплуатации аккумулятора электролит может нагреваться, что приводит к образованию газов. Если не будет происходит их удаление, давление внутри корпуса возрастает.
  4. Для повышения устойчивости конструкции к вибрации применяется конструкция из прочных скрученных в рулон элементов. При изготовлении применяется определенный сплав, который продолжает срок эксплуатации конструкции.
  5. Повысить степень герметизации смогли за счет установки сепаратора из стекловолокна. Для повышения защиты устанавливается решетка из чистого свинца.

Современная Gel -технология предусматривает создание кислотного раствора в виде геля. Достигается подобное состояние путем добавления специального наполнителя, который изготавливается из силикона.

Основные характеристики

Устроен гелевый аккумулятор так же, как и свинцово-кислотные источники питания, что определяет похожие эксплуатационные характеристики. Выбор более подходящей батареи проводится по следующим критериям:

  1. Гелевая аккумуляторная батарея Максимальный ток заряда. Каждая аккумуляторная батарея характеризуется максимально допустимым значением тока при зарядке.
  2. Емкость определяется в ампер/часах. Этот показатель применяется для определения времени, в течение которого источник питания может отдавать энергию с силой тока 1 ампер.
  3. Рабочее напряжение на клеммах учитывается при выборе источника энергии для конкретного потребителя. В случае выбора аккумулятора для автомобиля отдается предпочтение моделям с напряжением 12 В.
  4. Максимальный ток разряда или пусковой ток. Это значение применяется для определения максимальной силы тока, который вырабатывается в течение 30 секунд.
  5. Вес источника питания может варьировать в большом диапазоне: от 8 до 50 кг. При увеличении показателя емкости повышается и вес, так как устанавливается большее количество пластин.

Принцип работы рассматриваемого источника энергии определяет то, что наиболее важными параметрами считаются емкость и максимальный пусковой ток. Показатель емкости выбирается в зависимости от объема двигателя по специальным таблицам.

Достоинства и недостатки

Применение геля определяет особые эксплуатационные характеристики источника питания. Преимущества гелевых автомобильных аккумуляторов заключаются в следующих моментах:

  1. Гелевые батареи преимуществаКонструкция может выдерживать до 400 полных разрядов. Применение геля в виде электролита определяет то, что даже при сильном разрядке показатель плотности остается неизменным.
  2. Можно выполнять повторную зарядку батареи при ее частичном или полном разряде.
  3. Продолжительность срока эксплуатации составляет около 10 лет. Варианты исполнения с обычным электролитом служат около 5 лет.
  4. Нет необходимости срочно заряжать аккумулятор в случае его глубокой разрядки.
  5. Показатель саморазряда составляет примерно 20% в год.
  6. Малое внутреннее сопротивление определяет высокую эффективность батареи.
  7. Конструкция не требует вложений.
  8. Высокая безопасность, которая достигается за счет применения современных технологий производства.

Есть и некоторые недостатки применения гелевого состава. Технология GEL приводит к следующему:

  1. Как устроен гелевый аккумуляторКонструкция восприимчива к показателю подаваемого напряжения. Если подавать слишком высокий ток, то начнется процесс разрушения основных компонентов.
  2. Высокий показатель плотности приводит к тому, что в зимний период возникают трудности с эксплуатацией подобных аккумуляторов. Как правило, при минусовой температуре жидкость начинает кристаллизоваться и он застывает.
  3. Конструкция характеризуется высокой чувствительностью к коротким замыканиям. Именно поэтому нужно уделять много внимания правилам эксплуатации аккумуляторов с гелем.
  4. Свинцово-кислотные варианты исполнения с жидким электролитом обходятся намного дешевле.

Технология GEL характеризуется довольно большим количеством различных особенностей. При этом зарядка и эксплуатация должны проводится с учетом особенностей гелевых конструкций.

При сравнении АКБ Са-Са и Gel типа отметим, что первый вариант исполнения обходится намного дешевле и встречается практически на всех автомобилях. Однако существенное увеличение количества потребителей приводит к тому, что свинцово-кислотные варианты исполнения служат недолго при постоянной и высокой периодической нагрузке. Поэтому для автомобилей средней и высокой ценовой категории рекомендуется приобретать АКБ Gel -типа.

Рекомендации по зарядке

Гелевые аккумуляторы характеризуются высокой восприимчивостью к силе тока и напряжению. Именно поэтому на момент зарядки следует контролировать параметры подаваемого того с высокой точностью. Стоит учитывать, что зарядные устройства, которые применяются для работы с традиционными свинцово-кислотными АКБ, не подойдут для работы с Gel -батареями. К особенностям процесса зарядки можно отнести:

  1. Принцип работы гелевого аккумулятораВыбирается правильное зарядное устройство, которое рекомендуется производителем АКБ.
  2. Для того чтобы исключить вероятность повреждения источника энергии, рекомендуется использовать силу тока, которая не превышает 10% значения емкости. К примеру, если емкость составляет 60 Ач, то следует подавать ток 6 ампер.
  3. При срочной зарядке рекомендуется подавать силу тока, которая равна 30% значения полной емкости. На корпусе АКБ часто наносится наклейка с рекомендуемым максимальным током при зарядке.
  4. Важно учитывать тот момент, что подаваемое напряжение не должно превышать 14,5 В. Если подается подобный ток, то происходит разрушение внутренней конструкции. Высокое напряжение приводит к нагреву геля, после чего он становится жидкостью.
  5. Гелевые АКБ изготавливаются с возможностью использования режима зарядки для сохранения требуемого уровня энергии на момент обслуживания. Рекомендуется использовать подобный режим для периодической зарядки.

Особое внимание следует уделить выбору подходящего зарядного устройства. Обычный прибор может привести к уменьшению срока эксплуатации источника питания. Требуемое зарядное устройство должно обладать следующими свойствами:

  1. Состав гелевого аккумулятораПри сильном нагреве или по завершении зарядки устройство должно прекратить подачу тока. В противном случае гель может сильно нагреться и превратиться в жидкость.
  2. Напряжение должно быть постоянным. Даже небольшие перепады показателя приведут к уменьшению срока службы конструкции.
  3. Температурная компенсация определяет изменение режима зарядки в зависимости от температуры аккумулятора.
  4. Точный контроль показателя силы тока.

Приобретенное зарядное устройство для гелевых аккумуляторов может использоваться для восполнения заряда обычного АКБ с жидким электролитом. Поэтому можно приобрести его для обслуживания гелевого и обычного источника питания.

Восстановление гелевого электролита

Несмотря на то что рассматриваемые АКБ изготавливаются в не обслуживающем корпусе, в некоторых случаях есть возможность восстановить уровень электролита. Качественное изделие может прослужить отведенный срок даже без обслуживания.

При вздутии или разрушении пластин восстановить конструкцию не получится, источник питания нужно заменить полностью. Потеря емкости указывает на то, что используемый гель начал высыхать. При необходимости можно восстановить водный баланс путем добавления дистиллированной воды.

Рекомендации по проведению этой работы следующие:

  1. АКБ снимается с автомобиля.
  2. Демонтируется верхняя крышка и с отверстий удаляются заглушки.
  3. Внести воду внутрь конструкции можно при помощи обычного шприца. В большинстве случаев требуется около 1−2 кубика.
  4. Вода вливается в каждую банку.
  5. Аккумулятор нужно оставить на несколько часов. Они требуются для того, чтобы гель равномерно пропитался.
  6. Проводится сборка конструкции и проверяется уровень напряжения на клеммах.
  7. Если показатель напряжения правильный, заглушки устанавливаются на свои места.

После восполнения водного баланса АКБ ставят на зарядку. При соблюдении рекомендаций по проведению зарядки показатель емкости восполняется до рекомендуемого значения.

Слишком сильный износ конструкции становится причиной сильной сульфации пластин.

Провести десульфацию можно двумя методами:

  1. Добавление химического состава Трилона В. Подобное вещество можно приобрести в специализированном магазине и развести согласно рекомендациям. Перед добавлением созданного состава рекомендуется осушить аккумулятор, после чего провести его промывку дистиллированной водой. Провести подобную работу можно только при наличии определенных навыков, допущение незначительной ошибки приведет к быстрому износу пластин.
  2. Использование импульсных токов с различной амплитудой. Для разрушения сульфата свинца применяется метод подачи импульсных токов. Аккумуляторы гелевого типа крайне отрицательно воспринимают резкие перепады. Поэтому рассматриваемый метод не всегда позволяет достигнуть требуемого результата.

Восстановлением рассматриваемого типа АКБ занимаются в специальных сервисах. Однако, в большинстве случаев дешевле приобрести новый источник энергии, нежели восстановить поврежденный.

При соблюдении рекомендаций по эксплуатации гелевые источники энергии могут прослужить в течение длительного периода. Их эксплуатация достаточно проста, необходимость в обслуживании возникает крайне редко. Основным недостатком является высокая стоимость, которая и отпугивает многих автовладельцев.

Гелевые аккумуляторы — устройство, обслуживание, зарядка

Автоблог avtonam.ru Контакты Menu Menu
  • Главная
  • Авто
      • audiAudi
      • bmwBMW
      • cadillacCadillac
      • chevroletChevrolet
      • citroenCitroen
      • fordFord
      • geelyGeely
      • hondaHonda
      • hyundaiHyundai
      • infinitiInfiniti
      • jaguarJaguar
      • kiaKia
      • ladaLada
      • land-roverLand Rover
      • lexusLexus
      • mazdaMazda
      • mercedesMercedes
      • mitsubishiMitsubishi

Гелевый аккумулятор — конструкция, преимущества и недостатки

С момента изобретения автомобиля в его конструкции успело измениться практически все: вместо маломощных нижнеклапанных моторов под капотами стоят верхневальные двигатели с изменяемыми фазами газораспределения, карбюраторы давно уступили место впрыску топлива, но, как и сто лет назад, в качестве резервного источника энергии большинство машин использует свинцово-кислотные аккумуляторы. При всех их достоинствах (простота, солидная удельная емкость) эти батареи имеют и множество недостатков, с которыми приходится или мириться, или бороться.

Изобретение гелевых аккумуляторов – это прямое следование нуждам аэрокосмической индустрии: массивные свинцово-кислотные аккумуляторы, требующие регулярной доливки воды и неспособные работать при кренах и тем более переворотах, мало подходили в этих отраслях. Фактически гелевые аккумуляторы стали развитием технологии AGM, где электролит пропитывал инертный наполнитель между пластин: отказавшись от наполнителя, инженеры решили сделать нетекучим сам электролит.

Видео: Гелевый аккумулятор АКБ — плюсы и минусы. Просто о сложном

Устройство гелевого аккумулятора

Ключевая особенность гелевого аккумулятора – это именно его электролит: в отличие от других типов, здесь в раствор серной кислоты введен диоксид кремния, превращающий жидкость в гелеобразную субстанцию. В результате электролит может удерживаться между пластинами в любом положении АКБ и одновременно служит своеобразным демпфером вибраций: удары и тряска такой батарее практически не страшны, в то время как в традиционных АКБ приходится использовать упругие пластиковые сепараторы.

Важное отличие гелевых аккумуляторов – в их нулевом газовыделении, что достигается легированием отрицательных пластин кальцием (во время циклов заряда-разряда происходит рекомбинация водорода). Загущенный электролит не требует наличия между пластинами пространства для отвода водорода, выделяющегося при зарядке, и это определяет сразу два ценных момента:

  1. Во-первых, возможность разместить пластины с минимальным зазором позволяет либо снизить габариты аккумулятора, либо увеличить его емкость и токоотдачу.
  2. Во-вторых, это делает возможным полную герметизацию батареи – точнее говоря, каждая банка снабжается клапаном, настроенным на определенное давление, необходимое для запуска реакции рекомбинации водорода. В нормальных условиях эксплуатации клапана всегда закрыты, что позволяет считать гелевые аккумуляторы герметичными, но при резком росте газообразования (перезаряд) клапана открываются, предохраняя корпус от разрушения.

При плотной компоновке банки необязательно использовать классическую конструкцию с двумя параллельными пластинами в каждой банке. Многие производители гелевых батарей сворачивают пластины в спираль, что позволяет максимально эффективно использовать пространство – такие источники энергии можно сразу узнать по цилиндрическим обводам банок.

Читайте также: Как выбрать лучший аккумулятор
Видео: Гелевый или кислотный аккумулятор — какой лучше выбрать? Просто о сложном

Главные преимущества

Для среднестатистического автомобилиста наиболее важна не способность гелевого аккумулятора работать в любом положении, а его стойкость к глубокому разряду. Напомним, что произойдет в этом случае с классическим аккумулятором: как только напряжение на пластинах банки снижается до критического предела, на пластинах начинается реакция образования сульфата свинца, приводящая к значительному падению плотности электролита и «обрастанию» пластин характерным белым налетом.

Аккумулятор фактически «засыпает» — чем меньше плотность электролита, тем хуже его электропроводность. Именно поэтому долго простоявший разряженным АКБ нельзя зарядить автоматическим зарядным устройством: ток, принимаемый батареей, слишком мал, что воспринимается автоматикой как отсутствие нагрузки. Батарею приходится «оживлять» мощными импульсами, способными запустить распад сульфата свинца и разогреть электролит. Но полностью разложить его трудно, поэтому засульфатированная батарея ощутимо снижает емкость и токоотдачу, а крупные кристаллы сульфата свинца, отрываясь от пластин, выпадают в осадок, что вызывает необратимое разрушение пластин.

Читайте также: Как выбрать лучшее пуско-зарядное устройство

В гелевых же аккумуляторах сульфатация практически отсутствует – батарею такого типа можно «высадить в ноль», и она все равно будет исправно принимать заряд. Именно поэтому гелевые аккумуляторы используются в источниках резервного питания и ИБП: отдав весь запас энергии, они могут оставаться разряженными до подачи электропитания. Для автомобилиста же это означает возможность заводить машину «на последнем дыхании» зимой после длительных стоянок без отключения аккумулятора.

Читайте также: Зарядное устройство для гелевого аккумулятора
Видео:♣ AGM и Гелевый аккумулятор. Зарядка гелевого и AGM аккумулятора ♣

Отсутствие пузырьков газа на поверхности пластин, неизбежное при работе классического аккумулятора, определяет и заметный рост токоотдачи гелевых батарей в импульсном режиме, так как площадь контакта электролита с пластинами увеличивается. Можно встретить рекламные ролики, где с помощью гелевого мотоаккумулятора заводят автомобиль: действительно, по импульсному току гелевая батарея может превосходить аналогичного типоразмера классическую почти вдвое.

Недостатки гелевых батарей

Однако именно в конструкции гелевых аккумуляторов скрыт и их главный недостаток: строгие требования к режиму зарядки. Если классический АКБ может безболезненно пережить многократное превышение зарядного тока (например, при неисправности реле-регулятора), лишь бы хватило пропускного сечения вентиляции для удаления водорода из «кипящей» батареи, то для гелевого аккумулятора подобные условия смертельны: газообразование начинает превышать скорость рекомбинации, пузырьки водорода удерживаются в геле, резко снижая площадь его контакта с пластинами, затем открываются клапана, сбрасывая избыточное давление, и аккумулятор уже не восстановит изначальные характеристики.

Поэтому, как ни странно, гелевые аккумуляторы нецелесообразно применять не только на старых автомобилях, где отказ генератора может произойти непредсказуемо, но и на вполне новых. Дело в том, что современные автомобили все больше отходят от классической схемы заряда, когда реле-регулятор поддерживает в сети фиксированное напряжение: в них генератор управляется бортовым контроллером, который запрограммирован на быструю зарядку аккумулятора после запуска мотора и может в некоторых случаях значительно увеличивать напряжение в бортсети.

Второй недостаток гелевых аккумуляторов, критичный для многих автомобилистов – это их цена: более сложная технология изготовления делает их гораздо дороже, чем AGM и тем более классические аккумуляторы того же типоразмера.

Где стоит использовать гелевый аккумулятор?

Установка гелевых аккумуляторов — один из частых элементов тюнинга. На спортивной технике меньшая масса при той же токоотдаче важна не меньше, чем и сохранение работоспособности при кренах и тряске. Способность к отдаче больших токов в пике ценна для серьезной внедорожной техники: такие батареи устанавливают для питания мощных лебедок, к тому же после герметизации клемм они могут спокойно переживать погружение под воду.

Еще одна сфера, где внимание к гелевым аккумуляторам традиционно высоко, это автозвук, и в первую очередь – шоу-кары с мощными акустическими системами. В них, как правило, акустика запитывается от собственного гелевого аккумулятора: тут снова на руку отличная импульсная токоотдача (не проседает напряжение при резких скачках громкости) и возможность уходить в глубокий разряд без повреждений.

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.

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.

ЭлектролитВариант 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.

Конструкция гелиевого аккумулятораОсновные 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:

АКБ гелиевого типаВнешний 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 АКБМаркировка 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.

Температура и срок службыЗависимость 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:

Гелиевая заливкаВещество 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:

Регулировка токаСхема 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.

Лабиринтная системаСистема 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.

Контроллер зарядаДополнительное 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 и аккумуляторШприц 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.

Схема гелевого АКБЗдесь 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.

Гелевый АКБ Trojan 24-GELХарактеристики.

Гелевый АКБ Trojan 24-GEL - характеристикиГелевый аккумулятор Challenger GEL 12-55Т.

Гелевый аккумулятор Challenger GEL 12-55ТХарактеристики.

Гелевый аккумулятор Challenger GEL 12-55Т - характеристикиТретьим 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).

Master Watt 12В 0.3-0.8А (12V 0,3-0,8Ah)Описание и характеристики.

Master Watt 12В 0.3-0.8А (12V 0,3-0,8Ah), описание и характеристикиИспользование 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:

устройство, характеристики, плюся и минусы

Что лучше ni mh, ni cd или li ion аккумуляторы

Что лучше ni mh, ni cd или li ion аккумуляторыС развитием технологий возникла необходимость замены традиционных свинцово — кислотных накопителей на аналогичные по характеристикам, но не имеющие их недостатков, элементы питания. Выходом из положения стал гелевый аккумулятор. Обладая большей ценой, он тем не менее был лишён множества проблем, присущих типам, содержащим жидкие виды электролита, ведь в нем реагент содержится в виде геля.

Общие принципы

Что такое свинцово — кислотный аккумулятор? Он состоит из разно полюсные свинцовых пластин, разделённых непроводящей прослойкой и погруженных в 35% раствор кислоты с водой. Принцип действия прост — когда накопитель разряжается, происходит восстановление диоксида свинца на катодном электроде, а также образование его окисла на анодной пластине. Когда происходит зарядка элемента питания происходит обратная химическая реакция. А разница между диоксидом свинца и оксидом электропроводящих пластин даёт выработку электроэнергии, когда они окружены кислотной средой.

Чем отличается гелевый аккумулятор от кислотного? Тем, что жидкость плюс диэлектрик для этого АКБ заменены на электролитический гель или микропористую прокладку, пропитанную электролитом. Поэтому название, используемое для таких элементов, как гелИевые — не корректно. Они не содержат газ гелий, а используют гелевую основу.

Основная проблема традиционных аккумуляторных батарей – невозможность их работы при изменении положения элемента питания в пространстве. Их нельзя было нормально использовать в космической технике, в самолётах и вертолётах. То же самое касается малой мототехники — мопеды, скутеры, различные виды мотоциклов (включая водные), или же вездеходы — все они часто меняют свой вектор относительно земли. Гораздо чаще, чем обычные автомобили.

Гелевая АКБ лишена подобных недостатков. Там нет жидкости, как таковой, соответственно нечему проливаться или отходить от электродов при наклонах или поворотах источника питания. Ещё одним плюсом стало возможность сделать корпус накопителя герметичным. К примеру, полностью обычный, жидкостный аккумулятор герметичным сделать нельзя. При химических реакциях происходит выделение газа. В случае традиционного электролита он скапливается в верхней части устройства, повышая давление, вплоть до разрушения корпуса. Гелевые прослойки также выделяют газ, но он остаётся в виде микроскопических пузырьков внутри самих пластин.

Кроме всего уже сказанного пластины активного реагента в отличие от традиционного электролита дают возможность от трёх до семи раз продлить срок жизни накопителя. Они плотно прилегают к электродам, уменьшая возможность отслоения от них свинца.

Конструкция

Основное отличие по строению от обычных аккумуляторов – это то, что электролит связан кремнием в субстанцию, которая находится между положительным и отрицательным электродом. Есть два варианта изготовления, и хоть один из них не содержит геля как такового, но его также причисляют к такому типу:

  • AGM технология. Более новый вариант. Реагентом пропитан стекловолоконный сепаратор. Он располагается между электродами традиционного исполнения — параллельно корпусу.
  • GEL технология. Подразумевает, что электроды скручены в тугие цилиндры, вместе с гелевой прослойкой между ними.

Устройство гелевого аккумулятора разных видов выглядит так:

Сравнение типов АКБ

Сравнение типов АКБ

 

Характеристики

Гелевые аккумуляторные батареи имеют такие же характеристики, как классические. Это:

  1. Рабочее напряжение. Сколько вольт даёт АКБ.
  2. Максимальная сила тока при заряде. Сколько ампер максимально нужно выдавать ЗУ, для не нанесения вреда гелю аккумуляторной батареи. При использовании значений выше – электролитический гель закипает.
  3. Максимальный ток разряда. Этот показатель указывает на то, сколько потребитель энергии может максимум запросить тока за 30 секунд. Значения параметра также превышать нельзя – накопитель перегреется и закипит.
  4. Самый главный — ёмкость. Указана она ампер*часами или Ah. Максимальный объём энергии, который может накопить элемент питания, для последующей выдачи с отношением потребления по часам на запрашиваемую силу тока.
  5. Вес. Чем более ёмкий аккумулятор, тем больше будет значение. В среднем гелевые батареи весят от 8 до 60 кг.

Маркировка на корпусе АКБ

Кроме технических характеристик аккумуляторной батареи нужно знать и когда она изготовлена. Эта информация обязательно указывается на корпусе, правда каждая фирма делает это по-своему. К примеру:

  • Varta — Код обычно указан на наклейке. Интересующие цифры начинаются с четвёртой — это год, за ним две — месяц. Причём месяца указаны кодировкой.
  • Delta — дата производства зашифрована комбинацией букв и цифр на наклейке. Начальные две буквы год и месяц. Первая буква алфавита, если годы означает 2011 год, первая буква латинского алфавита на второй позиции — январь. Следующие буквы соответственно укажут на следующий год и следующий месяц.
  • Optima — на пластиковом корпусе выдавлены цифры, первая из которых год, следующие три – день этого года. То есть комбинация, к примеру 9256, будет означать 2019 год, 256 день.

Совет! Расшифровку даты выпуска для конкретного производителя лучше уточнить на его интернет сайте.

Срок службы

Срок службы гелевого аккумулятора при идеальных условиях использования намного дольше, чем у классических накопителей, составляя иногда до 18 лет. Вот только таких тепличных параметров эксплуатации не бывает. Гелевые источники питания чувствительны не только к правильной зарядке, но также к слишком низким или слишком высоким температурам окружающей среды. У них нарушается ход химических реакций, что приводит к уменьшению срока службы.

Плюсы и минусы

Преимущества гелевых аккумуляторов:

  • Большее, по сравнению с классикой количество циклов заряд — разряд. Бывает у брендовых GEL аккумуляторов характеристика доходит и до 1200 циклов.

Внимание! Параметр цикла зарядки — перезарядки указывается обычно для полного разряда с последующим полным зарядом. Если для частичного заряда — перезаряда — он намного выше.

  • Долгий срок эксплуатации. При правильной он начинается от 9 лет.
  • При глубоком разряде элемент питания способен дать нормальный вольтаж, что даёт возможность не бежать его заряжать сразу, а подзарядить, скажем от генератора автомобиля.
  • Если не используется АКБ, хранится без нагрузки, то его саморазряд не превышает 20% за год.
  • Малое внутренне сопротивление, что бывает критично для некоторых видов техники.
  • Обслуживание или вообще не обязательно, или очень редко за весь срок эксплуатации.
  • Высокая безопасность. Даже если повреждён корпус – батарея будет работать, из неё не произойдёт вытекания агрессивных жидкостей.

Конечно, есть и свои минусы:

  • Чувствительность к превышению силы тока при зарядке. Аккумулятор закипает, гель теряет свои свойства. Кроме того, выделяемый из закипевшего геля газ способен разрушить корпус устройства.
  • Требуется сохранять постоянное напряжение вольт при зарядке, чтобы не допустить увеличения текучести геля.
  • Цена. Гелевый АКБ стоит в 5 раз дороже обычного элемента накопления электроэнергии. Правда это компенсируется длительным сроком службы.
  • Чувствительность к температурным колебаниям при эксплуатации.
  • Хранить гелевый аккумулятор зимой требуется в тепле, при постоянной температуре.

Если сравнить классический и гелевый

Итак, какой аккумулятор лучше кислотный или гелевый? Самое простое, и для многих важное это цена. Кислотно — свинцовый будет стоить во много раз меньше. Кроме того, он не настолько чувствителен к перепадам температур и методам заряда. Обслуживать его хоть и приходится, но делать это достаточно просто. Ну а плюсом гелевого можно считать длительный срок жизни. Кроме того, практически не нужно заниматься восстановлением плотности электролита при правильной эксплуатации.

GEL или AGM?

Здесь нужно небольшое примечание – гелевые всё же надёжнее и технологичнее. AGM созданы позже, и предназначены скорее для уменьшения цены, при частичном сохранении возможностей GEL аккумуляторов. Разница представлена в таблице:

Параметр GEL AGM
Короткое замыкание Высокая чувствительность Слабая чувствительность
Перегрев Может привести к разрушению корпуса Менее опасно
Заряд Очень высокая чувствительность к характеристикам вольтажа и силы тока. Менее чувствительны
Цикл заряд — разряд От 600 до 1200 полных циклов До 300 полных циклов
Саморазряд До 20% в год До 30% в год
Глубокий разряд Слабо воздействует, сохраняется вольтаж батареи Эксплуатация возможна при разряде не более 30%
Пусковой ток Не способен дать слишком большой, у АКБ выше внутреннее сопротивление Позволяет давать высокий ток
Положение при применении Любое Любое

Вывод

Для старых машин с «бегающими» параметрами зарядки АКБ или для использования в переменчивых температурных условиях гелевые батареи подходят слабо. В то же время в современных автомобилях при нормальных параметрах эксплуатации они дают свой плюс длительностью службы. Хороши гелевые элементы питания и для мототехники. Сильно предпочтительны для источников бесперебойного питания микропроцессорных систем.

Как восстановить гелевый аккумулятор: правила и методы

Источники постоянного тока с загущенным электролитом используются в автомобилях и блоках бесперебойного питания. В процессе эксплуатации происходит износ устройств, негативно влияющий на емкость. Владельцам, желающим сэкономить на приобретении новых батарей, необходимо знать, как восстановить гелевый аккумулятор.

Принципиальные отличия гелевых аккумуляторов

Гелевые батареи, относящиеся к химическим свинцово-кислотным источникам постоянного тока, отличаются агрегатным состоянием электролита. Рабочая жидкость состоит из смеси серной кислоты и дистиллированной воды с добавлением силиконового загустителя.

Раствор, имеющий консистенцию густого желе, заполняет промежутки между отрицательными и положительными электродами, повышая энергоемкость и прочность конструкции. Густой раствор обеспечивает удержание образующихся при работе батареи газов, которые затем рекомбинируются в ходе химических реакций.

Гелевый аккумулятор можно восстановить.

Для удержания геля используется сепаратор, изготовленный из пористого пластика. Материал обеспечивает сохранение прочностных характеристик при нагреве или механических нагрузках. Сепаратор способствует сохранению стабильного зазора между пластинами и исключает вероятность короткого замыкания.

Для улучшения контакта густого электролита с положительной пластиной используется дополнительная прокладка из стекловолокна (толщиной 0,3-0,4 мм).

Для изготовления положительных и отрицательных пластин используется сплав из свинца и кальция с добавкой олова. Материал обеспечивает увеличение срока эксплуатации аккумулятора и поддерживает стабильный пусковой ток. Гелевая батарея допускает несколько сотен циклов разрядки и зарядки без утери начальных характеристик емкости.

Еще одним отличием гелевых источников питания является способность работать при наклоне корпуса. Густой электролит не вытекает из промежутка между пластинами даже при повороте корпуса на угол более 90°.

Батареи с гелевым наполнителем допускают глубокую разрядку при подключении энергоемкого внешнего оборудования. Конструкция устройства допускает выведение из состояния глубокого разряда. Не требуется подключения внешнего источника питания сразу после разрядки аккумулятора.

Глубокая разрядка частично заряженной батареи не оказывает негативного влияния на емкость устройства. Густой электролит обеспечивает низкий саморазряд аккумулятора, дополнительно увеличивающий срок службы изделия.

Как проверить гелевый аккумулятор

Обслуживание и проверка источника питания гелевого типа состоит из следующих этапов:

  1. Проведение визуального осмотра корпуса на предмет появления вздутий или трещин.
  2. Проверка полости банок, не допускается крошение пластин и электролита.
  3. Проведение замера напряжения на клеммах в состоянии покоя тестовым прибором. Затем производится подключение нагрузочной вилки, имитирующей работу стартера двигателя или внешней нагрузки. Сопротивление удерживается в подключенном состоянии на протяжении 4-5 секунд, затем владелец визуально оценивает быстроту восстановления исходного напряжения. Исправный аккумулятор показывает под нагрузкой напряжение в пределах от 11,5 до 12 В.

Подлежит ли гель восстановлению

Устройство гелевого аккумулятора.

Заводы-изготовители не рекомендуют проводить восстановительные работы, поскольку при выходе из строя гелевого аккумулятора происходит необратимое разрушение пластин и корпуса. После проведения проверки владелец может попытаться вернуть исходные параметры батареи, но манипуляции не гарантируют положительного результата. Для восстановления устройства применяется методика доливки дистиллированной воды с последующей зарядкой от внешнего источника питания.

Для восстановительных работ отбираются батареи гелевого типа, имеющие напряжение на контактных штырях в пределах от 50 до 60% номинального параметра. Если напряжение снижено на 25-30%, то источник питания удается восстановить до начальной емкости. Изделия с пониженными характеристиками восстанавливаются частично.

Основные правила безопасной зарядки

Правила безопасной зарядки гелевых батарей:

  1. Перед проведением зарядки изделие отключается от внешней цепи (от бортовой сети машины или электропроводки блока автономного питания). Батарея устанавливается в проветриваемом помещении, корпус и контактные штыри очищаются от налета пыли и окислов.
  2. Для обслуживания гелевых аккумуляторов используется специальное зарядное приспособление. Применять стандартные блоки, предназначенные для зарядки малосурьмянистых свинцово-кислотных устройств, запрещено.
  3. Для обеспечения сохранности рабочих характеристик сила тока в цепи заряди не превышает 10% от емкости батареи (параметр указывается на корпусе). Например, для восстановления аккумулятора емкостью 72 А*ч необходимо выставить параметр на уровне 7,2 А. Для проверки значения используется штатный прибор, установленный в зарядном блоке. Допускается применение дополнительного тестового прибора, который вводится в цепь питания.
  4. Если владелец хочет восстановить емкость в ускоренном режиме, то зарядный ток увеличивается на 30% от исходного значения. Допустимый параметр указывается на заводской бирке на корпусе (поле Max Initial Current). Ускоренная методика подзарядки оказывает негативное воздействие на элементы конструкции, злоупотреблять функцией не следует.
  5. При восстановлении емкости гелевой батареи требуется поддерживать напряжение в пределах 14,3-14,5 В. Точное значение параметра указывается на корпусе аккумулятора. Запрещается повышать напряжение в цепи зарядки более допустимого предела, поскольку начинается размягчение гелевого состава с потерей исходных характеристик.

Как проводится восстановление аккумуляторной батареи

Восстановление батареи с загущенным электролитом выполняется по методике, стандартной для свинцово-кислотных источников тока.

Поскольку причиной падения характеристик является снижение плотности и подвижности рабочего раствора, то необходимо ввести в банки дистиллированную воду. Из-за конструктивных особенностей процесс реанимации батареи требует от владельца знаний электротехники и внимательности.

Заливка дистиллята

Заливать дистиллят нужно правильно.

Процедура ремонта батареи путем заливки дистиллированной воды состоит из этапов:

  1. Снять верхнюю декоративную крышку, защищающую резиновые вентиляционные пробки.
  2. Протереть поверхность корпуса от пыли, а затем последовательно снять защитные колпачки. Существуют модификации батарей гелевого типа с пластиковыми индивидуальными крышками, установленными в каждой банке. Если крышки запаяны, то для доливки воды потребуется просверлить коротким сверлом отверстия диаметром 2-3 мм.
  3. Ввести в полость каждой банки по 1,5-3 см³ дистиллированной воды. Жидкость заливается при помощи медицинского шприца с удлинительной трубкой, рекомендуется равномерно распределить воду по видимой поверхности электролита. Заполнять банку водой запрещается, поскольку излишек влаги негативно влияет на электрохимические параметры батареи.
  4. Выдержать паузу 2-3 часа, необходимую для впитывания воды гелевым составом. Залить дополнительно 1,5-3 см³ и снова дождаться окончания впитывания жидкости. Одновременно тестовым прибором проверяется напряжение на клеммах. При восстановлении характеристик электролита происходит рост напряжения.
  5. Закрыть резиновые пробки и установить на место крышки. Если в заглушках сверлились дополнительные отверстия, то каналы заделываются герметиком.
  6. Подключить батарею к внешнему зарядному блоку для восстановления емкости.

Восстановление с помощью длительной зарядки АКБ

Длительная зарядка гелевого аккумулятора выполняется после заливки банок дистиллированной водой. Часть владельцев рекомендует установить на крышку дополнительный груз, опасаясь выдавливания пробок давлением газа. При длительной зарядке гелевых источников тока активного газообразования не происходит, в конструкции крышки предусмотрен клапан для стравливания излишков давления в атмосферу.

Параметры зарядки устанавливаются в пределах, указанных на заводской этикетке. Описанная в ряде источников методика восстановления напряжением 20-30 В категорически запрещена, поскольку приводит к ускоренной деградации электролита и разрушению пластин. При длительной зарядке производится снижение силы тока в цепи с пропорциональным увеличением времени восстановления. Последующие циклы разрядки и зарядки позволяют восстановить емкость батареи.

Циклическая зарядка

При утере емкости необходимо разрушить кристаллы сульфата свинца, образовавшиеся на поверхности электродов и активной массы. Вернуть исходные параметры возможно путем последовательных зарядок и разрядок. Батарея подключается к зарядному блоку и восстанавливается до максимально допустимого уровня.

Затем к клеммам подсоединяется устройство с небольшой мощностью (например, малогабаритный вентилятор или автомобильная лампа, рассчитанная на напряжение на 12В).

Разрядка прекращается при падении напряжения на клеммах до 10,5 В.

Зарядное устройство для зарядки гелевого аккумулятора.

Проведение 4-5 тренировочных циклов позволяет восстановить емкость батареи с исправными электродными пластинами. Если произошло разрушение сетки и выпадение активной массы, то циклическая зарядка не обеспечивает восстановления характеристик. Владелец может продолжить эксплуатацию источника питания с пониженной емкостью или приобрести новое изделие.

Как продлить устройству период работы

Основные способы продления срока работы аккумуляторов гелевого типа:

  1. Данные батареи рассчитаны на высокий разрядный ток, что обеспечивает устойчивость к коротким замыканиям. Но перегрев элементов внешней цепи приводит к возгоранию деталей и повреждению аккумулятора. Для продления срока службы источника питания следует предусмотреть плавкую вставку около положительной клеммы.
  2. Устройство следует хранить в заряженном состоянии при температуре 20°С (допускается кратковременное складирование при показателях -20…+50°С). В процессе хранения проверяется напряжение на клеммах, при падении параметра до 12,6 В производится подзарядка. При дальнейшем падении значения начинается сульфатация пластин, приводящая к уменьшению емкости.
  3. При установке батареи в блок бесперебойного питания рекомендуется использовать модуль подзарядки на основе солнечных батарей. Устройства обеспечивают поддержание заданного напряжения на клеммах, срок эксплуатации аккумуляторов достигает 12 лет.
  4. После расконсервации гелевого аккумулятора производится выравнивающая зарядка, позволяющая скорректировать параметры по банкам. Напряжение восстановления указывается на заводской этикетке или запрашивается у изготовителя батареи.

В каких случаях восстановление АКБ нецелесообразно

Владелец может попытаться реанимировать гелевую батарею с неповрежденными электродами и целым корпусом. Если отмечено раздувание кожуха, то дефект указывает на выпадение активной массы из электродных пластин. Деформация кожуха определяется при визуальном осмотре, подобные источники питания восстановлению не подлежат. Невозможно выполнить ремонт источников питания с разбитыми пластиковыми корпусами, заклеивать или запаивать трещины запрещается.

Дополнительным способом проверки изделия является определение состояния пластин. В домашних условиях тестирование проводится путем встряхивания батареи. Если произошло разрушение элементов, то из корпуса будет доноситься посторонний звук.

Владелец может визуально осмотреть полость через технологические отверстия. Если на электродах обнаружены повреждения, то оживить аккумулятор не получится. Восстанавливаются лишь устройства с пересохшим слоем электролита, что негативно влияет на емкость изделия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*