Любой двигатель автомобиля состоит из систем и механизмов, тесно взаимодействующих между собой. Но чтобы все системы и механизмы пришли в действие, и двигатель заработал, требуется принудительно привести в действие их. Это в любом авто выполняется электростартером, входящего в систему электрообеспечения. Также при помощи этой системы производится воспламенение рабочей смеси в цилиндрах бензинового силового агрегата. Дополнительно система электрообеспечения отвечает за работу всех электроприборов авто.
Популярный гелевый аккумулятор Varta Ultra Dynamic
Когда двигатель запущен, энергообеспечение производится от генератора авто, которые приводиться в действие от коленчатого вала. Но если двигатель остановлен, генератор электроэнергию не вырабатывает, и обеспечение электроэнергией авто ложиться на внешний источник электропитания – аккумуляторную батарею, сокращенно АКБ.
АКБ – источник питания электроэнергией бортовой сети, которая вырабатывается и накапливается в самом аккумуляторе за счет химических процессов. Является устройством многоразового пользования, аккумулятор при надобности отдает энергию на источники бортовой сети авто. Больше всего заряда батареи расходуется на запуск мотора, после запуска аккумулятор восстанавливает свой заряд от генератора.
Часто даже уже на запущенном двигателе, АКБ приходится частично отдавать свой заряд на поддержание напряжения в бортовой сети. Происходит это, когда помимо системы зажигания бензинового мотора, которая запитывается при работающем двигателе, подключено дополнительно большое количество электроприборов бортовой сети. Генератор в таком случае уже не способен полностью обеспечить энергией сеть и часть ее забирается из аккумуляторной батарей.
Самыми распространенными являются кислотные аккумуляторы. Химическая реакция в них происходит с использованием электролита – смеси кислоты с водой. Но эти АКБ обладают рядом недостатков, среди которых требуемое обслуживание, постоянный контроль за состоянием заряда, выделение опасных паров при подзарядке, соблюдение положения АКБ в авто для предотвращения вытекания электролита, и возможное вытекание его при пробое корпуса.
Гелевые аккумуляторы. Плюсы и минусы
Недавно появились на авторынках новые вид аккумуляторов – так называемый гелевый аккумулятор. Принцип действия гелевого аккумулятора идентичен кислотному, разница лишь в электролите. В гелевых аккумуляторах в электролит добавлены химические элементы, которые обеспечивают ему состояние геля. То есть данный электролит находится в желеобразном состоянии.
У гелевых аккумуляторов немало достоинств по сравнению с обычными кислотными АКБ
Конструктивно у гелевых АКБ имеется ряд преимуществ перед кислотными:
- Гелевые аккумуляторы не требуют обслуживания (корпус их запаян, какие-либо технологические отверстия отсутствуют);
- В случае пробоя корпуса электролит через трещину не вытечет;
- При их зарядке, благодаря запаянному корпусу, не происходит выделение ядовитых паров;
На данный момент производятся два типа гелевых аккумуляторов.
Конструкция автомобильного аккумулятора BOSCH с использованием технологии AGM
- Первый тип означается как GEL аккумуляторы. У этих АКБ желеобразное состояние электролита вызвано добавлением в него двуокиси кремния. Данные аккумуляторы обладают большим циклическим ресурсом. В некоторых случаях GEL аккумуляторы способны выдержать до 800 циклов заряда-разряда без потери энергоемкости.
- Второй тип гелевых аккумуляторов обозначается как AGM аккумуляторы. У этих батарей электролит тоже используется кислотный, но сам электролит находится в специальном сепараторе, сделанном из стекловолокна. Данный сепаратор удерживает в себе электролит, чтобы он не мог растекаться. Этот аккумулятор полностью безопасен от паров, поскольку он удерживается в порах сепаратора и дальнейшем снова используется в химических реакциях. Данные АКБ способны выдержать цикл заряда разряда свыше 400 раз.
Видео: Гелевые аккумуляторы Duracell и их устройство
Рабочие положительные качества гелевых аккумуляторов таковы:
- Большой цикл заряда-разряда этих батарей, следовательно, и большой срок службы – 10-12 лет;
- Не обязательная срочная подзарядка АКБ после глубоко разряда. У этих батарей не произойдет осыпание пластин электродов в случае глубокого разряда без быстрого восстановления заряда, как это бывает у обычных кислотных батарей;
- Если батарея простаивает без работы, потеря энергии у данных АКБ происходит значительно ниже, чем у кислотных. Потеря энергии бездействующего АКБ за год – примерно 20%.
Это все, конечно хорошо, но в гелевых аккумуляторов есть и недостатки, причем существенные.
- Первым недостатком является их чувствительность к напряжению заряда. Напряжение, подаваемое на гелевый аккумулятор должно быть не больше 14,4 вольта. При превышении этого значения происходит необратимое разрушения желеобразного электролита, если просто сказать – то электролит тает и восстановить его будет невозможно. А поскольку у многих авто диапазон напряжения в бортовой сети составляет 13-16 вольт, то применять гелевые батареи на них не рекомендовано.
- Вторым недостатком является чувствительность гелевого электролита к низким температурам. При значительном снижении температуры электролит еще больше застывает, что приводит к снижению его показателей в два и более раз. Так что при сильных морозах этот АКБ может силовую установку авто и не запустить.
- Также эти батареи очень «бояться» короткого замыкания. Даже незначительное и кратковременное кратковременное замыкание может полностью испортит батарею.
Гелевые аккумуляторы. Технические характеристики
Гелевый аккумулятор технические характеристики имеет такие же, как и обычный кислотный. При выборе такого АКБ важно учитывать некоторые показатели.
Рабочее напряжение – это напряжение электроэнергии на клеммах полностью заряженного АКБ. В гелевых батареях, предназначенных для использования на авто, обычно рабочее напряжение составляет 12 вольт.
Схематичное устройство гелевого аккумулятора
Емкость – характеристика батареи, указывающая на максимальное количество энергии, которая способна удерживать в себе батарея после полной зарядки. Данная характеристика измеряется в ампер-часах, и указывает на время, в течение которого батарея способна обдавать энергию с силой тока в 1 Ампер потребителям. Гелевые автомобильные аккумуляторы емкость обычно имеют, как и кислотные – от 55 до 150 ампер-часов.
Максимальный ток заряда – значение силы тока, которое можно устанавливать при подзаряде батареи. Превышение данного значения ведет к повреждению батареи. Данный показатель зависит от емкости батареи. К особенностям гелевых аккумуляторных батарей также относиться и возможность заряда при больших показателях силы тока, чем кислотные. У некоторых батарей максимальный ток заряда может достигать отметки в 30 ампер.
Максимальный ток разряда – показатель, который характеризует какую максимальную силу тока способен обеспечить аккумулятор в течение 30 секунд. Эту характеристику также называют пусковым током. Данный показатель тоже зависит от емкости АКБ. Пусковой ток у автомобильных гелевых АКБ варьируется от 550 до 950 ампер.
Это основные у гелевых аккумуляторов технические характеристики. Хотя часто в документации к АКБ указывается также и температурный диапазон, при котором эти батареи без проблем.
Выбор гелевого аккумулятора
Перед приобретением гелевого аккумулятора нужно поинтересоваться, сможет ли он без проблем работать на авто. Для этого нужно замерить напряжение, которое подается от генератора на батарею для ее подзарядки. Если данный показатель превышает допустимый, в 14,4 вольта, лучше от приобретения отказаться.
Ещё кое-что полезное для Вас:
Видео: Гелевые аккумуляторы Как выбрать гелевый аккумулятор
Далее в технической документации автомобиля следует узнать, батарея какой емкости и силы пускового тока оптимально подходит для авто. Аккумулятор с большими показателями использовать на авто можно, а вот с меньшими – не рекомендуется.
Важно у приобретаемой батареи проверить выходное напряжение на клеммах, оно должно соответствовать заявленному в документации.
И хоть обычно гелевые аккумуляторы по габаритным размерам меньше кислотных, все же лучше замерить, подойдет ли он в аккумуляторную нишу автомобиле.
Следует также учитывать расположение клемм на батарее, иначе придется впоследствии удлинять провода, идущие к батарее, чтобы ее подключить.
Зарядка гелевого аккумулятора
Зарядка гелевого аккумулятора должна выполняться с учетом определенных правил. Можно, конечно приобрести специальное ЗУ для таких АКБ. Такое ЗУ автоматически поддерживает входное напряжение на уровне в 14 вольт, так что у таких ЗУ перезаряд батареи не возможен.
Видео: Гелевый аккумулятор. Зарядка гелевого аккумулятора
Обычными зарядными устройствами для кислотных батарей тоже возможна зарядка гелевого аккумулятора. Важно только следить за напряжением. Зачастую сейчас зарядные устройства продаются с возможностью ручной регулировки напряжения, так что это не будет сложно.
Гелевые батареи позволяют производить быструю зарядку значительной силой тока, хотя это не рекомендуется. Лучше устанавливать силу тока на уровне 10% от энергоемкости АКБ и заряжать его при таком показателе силы тока на протяжении суток.
Важно обеспечить полную зарядку такой гелевой батареи. При неполной зарядке в дальнейшем гелевый аккумулятор уже не сможет взять полный заряд.
Гелевые аккумуляторы – хороший источник питания сети авто, но его некоторые недостатки не дают им широкое применение на автотранспорте. Помимо того они не являются дешевыми, а неправильная эксплуатация может быстро ее испортить.
На сегодняшний день гелиевые аккумуляторы являются одним из наиболее популярных и перспективных источников питания. Современные производители АКБ шагнули далеко вперёд и наделили новые устройства питания достойными преимуществами. Гелевые аккумуляторы отличаются большей ёмкостью, высокими показателями выходного заряда, а также отличными техническими характеристиками. В связи с тем, что гелиевые аккумуляторы во многом превосходят привычные аналоги, данный вид АКБ все чаще используется владельцами транспортных средств. Немалая часть автолюбителей интересуется устройством и принципов функционирования составляющих ТС и, в частности, современных АКБ. Поэтому поговорим о гелиевых АКБ подробнее.
Параметры гелиевых аккумуляторов.
Несмотря на то что характеристики гелиевых аккумуляторов продолжают поражать автомобилистов, устройство самого АКБ также остается схожим с привычным свинцового — кислотным аккумулятором. Все же, гелиевая батарея имеет несколько особенностей, которые и объясняют характерные преимущества. Так же как и кислотно свинцовая батарея, гелиевая АКБ имеет в составе пластины и электролит. Но, характерным отличие гелиевых аккумуляторов является состояние электролита. Как известно, в свинцовых аккумуляторах электролит имеет жидкий вид. Как становится ясно из названия в современных АКБ электролит находится в гелиевой консистенции. При этом данного состояния электролита можно добиться несколькими способами.
Различия гелиевых аккумуляторов.
Одной из наиболее популярных является методика производства гелиевых АКБ при которой необходимое состояние получают путем добавления в рабочий состав частиц кремния. Также нередко можно встретить электролита на основе стекловолокна. В данной конструкции используют специальный наполнитель, который состоит из стекловолокна. В таком случае оптимальная консистенция получается благодаря физическому воздействию, в то время как иные технологии подразумевают использование химических реакций.
Аналогичные методики появились много лет назад, но получили активное применение только с момента освоения космического пространства. Гелевые аккумуляторы, с принципиально новым видом электролита стали отвечать всем требованиям полёта. Явным недостатком обычных аккумуляторных батарей был электролит в жидком виде. Такие аккумуляторные батареи не соответствовали требованиям полёта, поскольку электролит в ходе использования менял свою плотность и нередко вытекал. Поэтому началось активное развитие гелиевых аккумуляторов, которые имели наиболее подходящие характеристики.
Преимущества и недостатки гелиевых АКБ.
Одним из явных преимуществ гелиевых АКБ, является одинаково продуктивность в любом положении. Благодаря гелиевому электролиту, батарею можно переворачивать в то время, как рабочий состав мне будет растекаться. Также гелиевая батареи является более безопасной и экологической. В случае нарушения герметичности батареи, электролит не будет вытекать из корпуса. В составе привычный аккумуляторной батареи находится свинец и серной кислоты, который постоянно взаимодействуют в ходе эксплуатации. В результате продолжительного использования кислота выветривается, а на её месте образуется вода.
В ходе эксплуатации привычной батареи, жидкий электролит выделяет большое количество газа, что делает данный вид АКБ менее практичным. В то время как, гелиевый, электролит не пропускает газ за поверхность корпуса АКБ. Газ задерживается в порах геля и не выходит наружу, сохраняя безопасность обладателя. Современные аккумуляторы, в большей степени является жидкостными. При этом тонкий слой стекловолокна позволяет добиться необходимой консистенции электролита. При такой конструкции аккумуляторной батареи, рабочий состав находится в оборудованных сепараторах, которые также выполняют функцию отделения пластин.
Оболочка такого аккумулятора полностью герметична и не требует отдельного ухода. Данный параметр делает батарею более безопасной и позволяет функционировать и в любом положении. Даже при повреждении корпуса АКБ, электролит сохранится в составе оболочки. При этом, данный вид АКБ невосприимчив к изменению температурных условий. Также можно отметить что данный вид батарей не боится масштабных разрядов. АКБ имеет большее количество резервов. Гелевые аккумуляторы при соблюдении условий использования обладают достаточно большим сроком эксплуатации. Как известно, для того чтобы вывести гелиевый аккумулятор из строя, необходимо в значительной мере нарушить условия использования или подвергнуть корпус батареи серьезным механическим повреждениям.
Но, несмотря на ряд достойных преимуществ, такой тип аккумуляторов имеет характерные недостатки.
Первое что необходимо отметить, гелиевый аккумулятор плохо переносит перезаряд. Это является одним из наиболее уязвимых мест данного аккумулятора. В случае перезаряда, срок эксплуатации гелиевого аккумулятора сокращается в несколько раз. В связи с этим возникают серьезные требования к состоянию бортовой электроники транспортного средства на котором будет использоваться данный вид аккумуляторной батареи. Для сохранения срока эксплуатации гелиевой батареи, генератор автомобиля должен находиться в хорошем состоянии, в то время как натяжка ремня привода генератора должна соответствовать норме.
Именно чувствительность к перезаряду не позволяла использовать гелиевый аккумулятор на транспортном средстве ранее. Но, современные производители во многом увеличили производительность и безопасность аккумуляторной батареи, что позволяет использовать её для питания бортовой сети автомобиля сегодня и получать максимальную продуктивность. Также в ходе развития автомобилестроения увеличились качество и безопасность бортовой сети транспортного средства, что делает использование современных батарей полностью безопасным.
Несмотря на чувствительность к перезаряду, рассматриваемый вид АКБ спокойно относится к масштабным разрядам. Даже в случае, если напряжение аккумулятора падает до 10 В, батарея сохраняет срок эксплуатации и не выходит из строя. Дело в том, что даже при критическом разряде электролит не испаряется и соответственно пластины не начинают окисляться. Поэтому даже при минимальном напряжение АКБ прослужит 1500 циклов заряда и разряда. Данный параметр гелиевой АКБ делает её практически уникальной, аналогов которой на сегодняшний день неизвестно.
Несмотря на технические характеристики, которые во многом превосходит привычное аналоги, гелиевые аккумуляторы имеют небольшие размеры – благодаря компактной компоновке. Относительно недавно стали применять спиральную компоновку аккумуляторной батареи. При такой конструкции АКБ пластина выполняется в виде спирали, в то время как, В её центре находится сепаратор с электролитом.
Характерные преимущества гелиевых аккумуляторов, делают их практически незаменимыми для транспортных средств участвующих в ралли, а также для автомобилей, эксплуатируемых в сложных погодных условиях. Благодаря постоянство тока и надёжности в эксплуатации, такая календарная батарея послужит отличным источником для качественной аудиосистемы. В связи с тем, что данный вид батареи не выделяет газ, АКБ можно спокойно размещать прямо в салоне транспортного средства. Таким образом, можно снизить количество проводки, повысив безопасность бортовой сети транспортного средства. Конечно, одним из наиболее распространённых недостатков современных аккумуляторной батареи является высокая цена. При выборе аккумулятора, стоит отдавать свое предпочтение проверенным производителям.
За всю историю автомобиля в его устройстве изменилось многое. Появлялись новые конструкторские решения, которые вытесняли морально устаревшие элементы. Однако долгие десятилетия эволюция обходила стороной источник бортового электропитания – свинцово-кислотный аккумулятор. В этом действительно не было острой необходимости, ведь традиционный АКБ всегда вполне соответствовал требованиям и его конструкция весьма проста.
Тем не менее на сегодняшний день автомобилистам стали доступны новые аккумуляторные батареи гелевого типа. В чём то они превосходят своего предшественника, а в чём то и уступают.
Изначально гелевые АКБ создавались для аэрокосмической отрасли. Связано это с тем, что привычные свинцовые батареи плохо приспособлены к работе при кренах и переворотах. Появилась необходимость в создании аккумулятора с не текучим электролитом.
Особенности гелевого АКБ
Основная особенность гелевой аккумуляторной батареи заключается в его электролите. В состав раствора серной кислоты введён диоксид кремния, способствующий тому, что жидкость обретает гелеобразное состояние. Такая особенность с одной стороны, позволяет оставаться электролиту в одном и том же положении независимо от наклона АКБ, а с другой, гель служит своего рода демпфером гасящим вибрацию и удары.
Гелевая аккумуляторная батарея отличается нулевым газовыделением. Это происходит благодаря легированию отрицательных пластин кальцием. Густой электролит не требует свободного пространства между пластинами для отведения водорода.
Благодаря этому стоит отметить сразу два достоинства гелевого АКБ:
- Поскольку пластины размещены между собой с небольшим зазором, у конструкторов есть возможность снизить размеры источника питания, или увеличить его ёмкость.
- Эта особенность даёт возможность сделать корпус аккумулятора полностью герметичным. Точнее говоря, практически герметичным: все банки АКБ оснащены клапанами, которые в нормальных условиях всегда закрыты, но при перезаряде через них выходит газ. Такой подход оберегает корпус от разрушения при повышенном газообразовании.
Достоинства
Конечно же, для простого водителя легкового автомобиля способность аккумулятора работать исправно с любым углом наклона является малозаметным плюсом. Однако у гелевого АКБ помимо этого есть и другие достоинства.
Основное требование большинства водителей к аккумулятору, это способность работать при глубоком разряде. В традиционных свинцово-кислотных аналогах при снижении напряжения в банке до минимального уровня, на пластинах образуется сульфат свинца. При этом снижается плотность электролита, а на пластинах появляется белый налёт. В этом случае батарея не может быть заряжена обычным автоматическим устройством: потребляемый ею ток незначителен для определения устройством подключенной нагрузки. В такой ситуации АКБ нуждается в «оживлении» мощными импульсами тока, которые разогревают электролит и запускают распад сульфата.
Тем не менее, если обычный аккумулятор был критически разряжен, полностью его восстановить практически нереально. В батарее ощутимо снижается ёмкость и токоотдача, крупные частицы сульфата, выпавшие в осадок, необратимо способствуют разрушению пластин.
Портал vodi.su обращает ваше внимание на то, что в гелевом АКБ сульфатация почти отсутствует. Такой источник питания можно разрядить до полного нуля, а он всё равно без проблем полноценно зарядится. Это очень ощутимый плюс для автомобилистов, когда машину приходится заводить на «последнем дыхании».
Ещё одно достоинство заключается в том, что на пластинах гелевой батареи отсутствуют пузырьки газа. Это значительно увеличивает контакт пластины с электролитом и повышает токоотдачу аккумулятора.
На просторах интернета можно увидеть видеоролики, где с помощью мотоциклетного гелевого АКБ запускают двигатель легковой машины. Это объясняется тем, что импульсный ток гелевого источника питания намного выше чем у обычного.
Ресурс гелевой батареи довольно велик. Среднестатистический аккумулятор способен выдержать 350 циклов полного разряда, около 550 разряда до половины, и свыше 1200 циклов разрядки до 30%.
Недостатки
В связи с особенностями конструкции гелевые аккумуляторы требуют определённые режимы заряда. Если в традиционном источнике питания нет критической разницы в превышении зарядного тока, например в тех случаях, когда неисправно реле-регулятор, то подобная ситуация станет губительной для гелевого аналога.
При этом в корпусе АКБ происходит значительное газообразование. Пузырьки задерживаются в геле, снижая площадь контакта с пластиной. В конце-концов открываются клапана, и избыточное давление выходит наружу, но прежнюю работоспособность батарея уже не восстановит.
По этой причине такие аккумуляторные батареи не рекомендуется ставить на старые автомобили. Кроме того, даже в некоторых современных машинах, где заряд регулируется бортовым компьютером, его ток может быть резко увеличен при запуске мотора.
Также ощутимый недостаток гелевого аккумулятора заключается в его значительно высокой стоимости по сравнению с обычными свинцово кислотными АКБ.
