Типы аккумуляторных батарей для систем автономного электроснабжения

• 1
  Основные типы аккумуляторов
  • 1.1
    Свинцово-кислотные аккумуляторы

  • 1.2
    Щелочные аккумуляторы

  • 1.3
    Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы

• 2
  Как выбрать правильную батарею?
  • 2.1
    Для маленьких, маломощных электронных устройств

  • 2.2
    Для цифровых фотоаппаратов и камер, радиоприемников и фонариков

  • 2.3
    Для солнечных электростанций

  • 2.4
    Почему не применяются щелочные и метал-гидридные аккумуляторы в солнечных электросистемах, предлагаемых компанией «Ваш Солнечный Дом»?

• 3
  Выбор батарей: итоговые замечания
  • 3. 1
    Литиевые батареи

  • 3.2
    Никель-металгидридные батареи

  • 3.3
    Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

В этой заметке содержатся общие советы по выбору аккумуляторов для систем с возобновляемыми источниками энергии. В заметке затронуты 3 основные технологии: литий-ионные, никель-металл-гидридные и свинцово-кислотные (AGM, или Gel).

Мы постараемся избегать формул и научных обоснований, просто приведем причины, по которым нужно выбирать тот или иной тип аккумуляторов в зависимости от конкретного применения системы электроснабжения.

Основные типы аккумуляторов

Существует 3 лидирующих технологии аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные, щелочные и литий-ионные. Каждая из этих технологий имеет свои уникальные достоинства и недостатки, которые определяют их применение в различных случаях. Смотрите по ссылкам для более подробной информации о каждом из типов аккумуляторов:

• свинцово-кислотные
  • стартерные (автомобильные)
  • AGM (герметичные)
  • герметичные гелевые
  • герметичные гелевые с трубчатыми электродами (OPzV)
  • заливные с намазными пластинами (серия OPzS)
  • тяговые (обычно с жидким электролитом)
  • карбоновые
• щелочные
  • никель-железные
  • никель-кадмиевые
  • никель-металгидридные
• литий-ионные (в последнее время цена на них снизилась и появились аккумуляторы с большим сроком службы — литий-железо-фосфатные)

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Наиболее распространенным типом АБ являются свинцово-кислотные, как с жидким электролитом, так и герметизированные (в последнее время становятся все более популярными вследствие снижения цены).

Специальные батареи с намазными пластинами для использования в системах автономного электроснабжения часто собираются из отдельных аккумуляторов с напряжением 2 вольта, соединенных вместе. АБ меньшей емкости с напряжением 6 и 12 вольт также используются, но реже. Такие батареи выпускаются в основном в Европе и в США. Они сравнительно дорогие. В последнее время на российском рынке появились такие аккумуляторы китайского производства. При практически таких же характеристиках, китайские аккумуляторы значительно (в полтора-два раза) дешевле.

Тяговые аккумуляторы, как с жидким электролитом, так и герметизированные, предназначены для цикличных режимов работы. Аналогичными параметрами обладают и модификации deep cycle (глубокого разряда). Они более подходят для автономных систем энергоснабжения. Они дороже обычных герметизированных АБ, но и срок службы у них больше.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы имеют аналогичный принцип действия, как и обычные автомобильные стартерные аккумуляторы. Это наиболее зрелая технология, и по некоторым уникальным параметрам ей до сих пор не найдена замена. Эти аккумуляторы нельзя выбрасывать просто на свалку, так как они содержат высокотоксичные свинец и серную кислоту. Однако они очень легко утилизируются и свинец может быть использован повторно. Эти аккумуляторы заряжаются гораздо медленнее, чем другие аккумуляторы (примерна в 5 раз медленнее), но зато в состоянии обеспечивать гораздо больше мощности для питания мощных потребителей.

Самым большим недостатком свинцово-кислотных аккумуляторов является их вес. Из-за этого они имеют наихудшие показатели по удельной плотности энергии. Однако, широкое распространение элементов, используемых в этих аккумуляторах и простота их производства обуславливают не только их широкое применение, но и намного меньшую цену.

Подробно различные типы свинцово-кислотных АБ рассмотрены в статье «Типы свинцово-кислотных аккумуляторов«.

Щелочные аккумуляторы

Кислотный аккумулятор не переносит глубокой разрядки, но не прочь подзаряжаться порциями при каждом удобном случае. Щелочной наоборот, не любит отдавать больших токов, зато токи в количестве примерно 1/10 емкости готов отдавать долго и до изнеможения. То есть полный разряд он не только допускает, но и всячески приветствует (поскольку, если зарядить не разряженный полностью щелочной аккумулятор, он не наберет полной емкости — действует так называемый «эффект памяти», наиболее выраженный у никель-кадмиевых аккумуляторов). Короче, заряжать/разряжать щелочной аккумулятор порциями нельзя — только "от и до". Зато при правильной эксплуатации (помимо зарядки/разрядки она подразумевает промывку банок и замену электролита раз в сезон ) щелочники служат до 20 лет (точнее, 1000-1500 полных циклов). Также, щелочные аккумуляторы плохо заряжаются малыми токами. То есть, ток через них течет, а заряда нет.

Этим объясняется тот факт, что щелочные аккумуляторы не нашли широкого применения в системах автономного электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии. Никель-кадмиевые и никель-металгидридные герметичные батареи могут использоваться в некоторых случаях. Хотя они намного дороже кислотных, зато имеют очень большой срок службы и имеют более стабильное напряжение в процессе разряда. Применяются обычно в переносных или мобильных источниках питания, т.к. позволяют запасать большее количество энергии на кг веса.

NiMh аккумуляторы появились на массовом рынке в 1980-х годах как более экологически чистая альтернатива никель-кадмиевым аккумуляторам. NiCd батареи используют высокотоксичный элемент кадмий в своем составе, и так как массовый бытовой потребитель не особо задумывается об утилизации отработанных аккумуляторов, это представляло большую проблему для окружающей среды. К недостаткам NiMh батарей относится сравнительно высокий саморазряд, который приводит к потере примерно 30% энергии в течение 1 месяца. Они также заряжаются в 2 раза дольше, чем литиевые или никель-кадмиевые аккумуляторы.

Хотя электрические параметры NiMh батарей не такие хорошие, как у NiCd, никель-металлгидридные батареи более стабильны и не так страдают от «эффекта памяти» никель-кадмиевых батарей. Их не нужно полностью разряжать перед зарядом, так как это требуют NiCd аккумуляторы, для предотвращения роста внутренних кристаллов, которые приводят к трещинам корпуса NiCd батареи. NiMh аккумуляторы формата «АА» соответствуют обычным алкалиновым батарейкам, и поэтому наиболее популярны при использовании в цифровых фотоаппаратах и камерах, портативных плеерах, радиоприемниках и фонариках.

Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы с жидким электролитом дешевле герметичных, но содержат жидкий электролит, выделяют газы при заряде и требуют периодического обслуживания и специального вентилируемого помещения. По стоимости запасенной энергии в цикле заряд-разряд сопоставимы или даже дешевле герметичных свинцово-кислотных батарей.

Мы рекомендуем использовать никель-железные аккумуляторы (обычно их используют в качестве тяговых на электротранспорте, а также на железной дороге) только в одном случае — в составе автономной дизель-аккумуляторной системы, в которой топливный генератор является единственным источником энергии. Из нашего опыта знаем, что свинцово-кислотные АБ не долго держатся в таких системах — глубокие циклы и хронический недозаряд делают свое черное дело. В этих условиях работы можно смириться с такими недостатками щелочных АБ, как невозможность заряда малыми токами (можно от генератора выставить любой, и даже лучше если ток будет большой — быстрее зарядится), эффект памяти (циклы будут как раз глубокие) и низкий КПД заряда. Для генераторной системы эффект памяти не важен — АБ разряжаются как можно сильнее, чтобы запускать генератор как можно реже.

По поводу КПД — если щелочные АБ можно заряжать большим током, то его низкий КПД с лихвой окупится более эффективным режимом работы генератора. Ведь для дозаряда свинцовых АБ требуется долго заряжать их малыми токами, т.е. практически на холостом ходу генератора. А у щелочных ограничения при заряде — это температура аккумуляторов, а также газовыделение.

Еще раз подчеркнем, что не для всякой резервной или автономной системы подходят щелочные аккумуляторы. Если есть солнечные батареи или ветроустановки, т.е. источники, которые выдают разные токи, в т.ч. и малые, щелочные аккумуляторы ставить смысла нет — энергия малых токов будет просто теряться без пользы.

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы

Это одна из наиболее новых технологий, которая развивается быстрее других. Существуют несколько вариаций химических процессов литий-ионных технологий, но их обсуждение здесь не затрагивается. Литий-ионные аккумуляторы широко применяются в малых электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, гаджеты и аудиоплееры, электронные часы, карманные компьютеры и ноутбуки. Эти аккумуляторы очень хорошо снабжают малой мощностью в течение длительного времени. Они имеют очень высокую удельную плотность заряда, что значит они могут хранить значительное количество электрической энергии в малом объеме. Однако, такая концентрация энергии приводит в определенной уязвимости литий-ионных батарей.

Химия процесса литий-ионных аккумуляторов требует строгого соблюдения технологии изготовления, и загрязнения при производстве этих аккумуляторов часто приводят к ухудшению качества аккумуляторов. Многие возможно помнят отзыв тысяч ноутбуков Dell и Apple летом 2006 года, когда оказалось, что их аккумуляторы, произведенные Sony, содержат загрязнители, приводящие к их перегреву. Литиевые батареи не переносят перегрев, поэтому часто имеют встроенные электронные схемы, которые обеспечивают их безопасность за счет предотвращения перезаряда — заряд прекращается, если напряжение достигло предельного значения.

Литий-полимерные батареи, которые разработаны в последнее время, являются ‘сухой’ версией литий-ионных батарей. Они лучше себя ведут при высоких температурах (более 25C), а также позволяют изготавливать исключительно плоские батареи, вплоть до толщины кредитной карты. Вследствие особенностей технологии производства, эти батареи очень дороги, и редко их использование оправдано по сравнению с более обычными литий-ионными батареями.

Для систем электроснабжения лучше всего подходят литий-железо-фосфатные аккумуляторы. См. по ссылке подробную информацию по этому типу аккумуляторов. Купить такие аккумуляторы можно в нашем магазине.

В последнее время на российском рынке появились относительно недорогие литий-железо-фосфатные аккумуляторы производства завода Лиотех. Выпускаемые емкости — от 250 А*ч, поэтому их применение ограничено относительно мощными системами автономного или резервного электроснабжения.  Также, есть неоднозначные отзывы об этих батареях.

Одни из новейших разработок — литий-титанатные аккумуляторы. Они имеют срок службы до 25000 тысяч циклов.

Как выбрать правильную батарею?

Итак, главный вопрос — какая батарея наиболее подходит для моего случая? Ответ довольно прост, а предопределяется природой каждой из вышеперечисленных технологий аккумуляторов.

Для маленьких, маломощных электронных устройств

Литиевые аккумуляторы применяются в карманных компьютерах, мобильных телефонах, и т. п. Они обеспечивают быстрый заряд, малый вес и компактные размеры, и не требуют обслуживания. Обычно вы скорее замените свое электронное устройство, чем литиевая батарея выработает своей ресурс.

Автомобильные адаптеры существуют для большинства этих электронных устройств, и эти же адаптеры можно использовать с 12V солнечной батареей (обычно мощностью до 10 Вт).

Для цифровых фотоаппаратов и камер, радиоприемников и фонариков

Здесь применяются NiMh аккумуляторы как замена стандартных алкалиновых элементов типа ‘AA’ или ‘AAA’. Они питают достаточно хорошо вспышки фотоаппаратов, доступны повсеместно и есть очень много зарядных устройств хорошего качества в любом специализированном магазине.

основным недостатком NiMh аккумуляторов является их неспособность сохранять заряд в течение длительного времени. В 2008 году появились новые технологии NiMh батарей, которые преодолевают эти недостатки (например PowerEx Imedion).

Когда дело доходит до заряда АА батарей, появляются много возможностей. Но лучше купить хорошее зарядное устройство. Многие зарядные устройства, которые позволяют быстро заряжать аккумуляторы, приводят к их перегреву. Помните, что оптимальный ток заряда составляет 200-300 мА. Появившиеся в последнее время мощные зарядные устройства с током до 1 А не позволяют полностью заряжать ваши батареи и сокращают их срок службы.

Для солнечных электростанций

Когда нужно сохранить энергию, выработанную солнечными батареями, королями по прежнему являются свинцово-кислотные аккумуляторы. Домашние фотоэлектрические системы используют специальные аккумуляторы глубокого разряда (похожие на аккумуляторы для гольф-каров). Они имеют низкую цену, широко доступны и способны сохранять энергию месяцами при очень малом саморазряде. когда вы инвестируете в солнечные батареи, очень важно не терять так дорого достающуюся электроэнергию. Работа свинцово-кислотных батарей показала в течение многих лет эксплуатации их стабильность и предсказуемость.

Маленькие переносные устройства с солнечными батареями используют маломощные литиевые аккумуляторы для того, чтобы обеспечить их малый вес и не повлиять отрицательно на их дизайн.

Почему не применяются щелочные и метал-гидридные аккумуляторы в солнечных электросистемах, предлагаемых компанией «Ваш Солнечный Дом»?

Химические процессы в литиевых и метал-гидридных аккумуляторах становятся нестабильными при больших размерах батарей. Сложность регулирования и схемы управления сильно возрастает при увеличении емкости литиевых аккумуляторов. Было бы конечно заманчиво иметь батарею намного более легкую, чем свинцово-кислотная, но, к сожалению, сейчас литиевые и металгидридные аккумуляторы наиболее подходят только для маломощных потребителей постоянного тока. Исключение составляют современные литий-железо-фосфатные аккумуляторы. При правильном подборе системы управления зарядом они могут быть заменой свинцово-кислотным аккумуляторам в системах автономного и резервного электроснабжения.

NiMh батареи трудно сделать большими, и максимальная емкость одного аккумулятора из тех, которые есть на рынке, составляет 4 А*ч. При неправильном заряде, NiMh аккумуляторы могут выделять водород . Это не проблема для пальчиковых батарей, но если аккумуляторная батарея довольно большая, то это нужно учитывать при эксплуатации. Также, если NiMh батарея выходит из строя, это происходит практически сразу. т.е. один день она работает хорошо, но на следующий день она может выдать не более 50% емкости — это не очень хорошо, если вы находитесь далеко от электрической розетки.

Литиевые батареи содержать специальные электронные схемы для обеспечения безопасной работы, и которые не позволяют их заряжать слишком быстро или перезаряжать, а также ограничивают разрядные токи. Большинство литиевых батарей не смогут выдать больше, чем их двойная номинальная емкость. Это означает, что самые большие батареи для ноутбука не могут обеспечить более 100Вт мощности. Попробуйте подключить инвертор к 12В литиевой батареи, и он даже не сможет распознать, что к нему подключена батарея. Почти все аккумуляторные батареи на литиевых аккумуляторах не поддерживают даже самые маленькие инверторы, если к ним подключена нагрузка. Также, как и NiMh аккумуляторы, литиевые выходят из строя неожиданно, когда приближается окончание их срока службы. Многие замечали, что их сотовые телефоны неожиданно начинают работать намного меньше, чем совсем недавно. Это также не добавляет уверенности в работе аккумуляторов, если вы уезжаете далеко от электрической розетки, от которой можно в любое время подзарядить аккумулятор.

Поэтому, для использования в автономных системах электроснабжения остаются только «медленные» свинцово-кислотные аккумуляторы. Они имеют большой срок службы, просты в эксплуатации и предсказуемы в работе. Эти батареи работают как резервуары, которые хранят вашу солнечную энергию до тех пор, пока она не понадобится. Они также работают как буфер для тех моментов, когда ваша солнечная батарея не может полностью обеспечить нагрузку. Они могут быть подключены к оборудованию и заряжаться одновременно — в отличие от литиевых аккумуляторов. Даже 7 А*ч аккумулятор, такой как используется в комплекте для ноутбука, может питать ноутбуки, зарядные устройства для батарей, может заряжаться от солнечных батарей и весит не так уж много.

Почитайте разделы по солнечным батареям и по контроллерам заряда, чтобы иметь более ясное представление о том, как работает солнечная энергосистема, какие режимы заряда и разряда необходимы для обеспечения надежного обеспечения энергией вдали от сетей централизованного электроснабжения.

Выбор батарей: итоговые замечания

Литиевые батареи

• могут обеспечивать до 5000 зарядных циклов
• Наиболее длительный срок службы при разряде на 80%
• Могут заряжаться за 1-2 часа
• Могут работать при минусовых температурах, но заряжать нужно при плюсовых температурах
• Не могут заряжаться малыми токами
• Требуют обслуживания,  выравнивания и специальной системы управления зарядом и разрядом
• Саморазряд на уровне примерно 10% в месяц
• Можно хранить в холодном месте при заряженности не менее 40% от полной
• Низкая токсичность, но желательно утилизировать после окончания срока службы

Никель-металгидридные батареи

• Могут обеспечить до 3000 зарядных циклов
• Заряд происходит за 2-4 часа
• Могут работать при минусовых температурах
• Не могут заряжаться малыми токами, низкая устойчивость к перезаряду
• Могут обеспечивать большие токи при мощности до 200Вт (для самых больших NiMh батарей)
• Требуют периодического обслуживания и выравнивания (каждые 3 месяца)
• Саморазряд на уровне примерно 30% в месяц
• Можно хранить в холодном месте при заряженности не менее 40% от полной
• Низкая токсичность, но желательно утилизировать после окончания срока службы

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы

• Могут обеспечить до 3000 зарядных циклов
• Заряжаются за 8-16 часов
• Могут работать при минусовых температурах
• Могут заряжаться малыми токами
• Не требуют обслуживания, но желательно следить за уровнем заряженности и периодически проводить тренировочные циклы
• Могут обеспечить высокие разрядные токи при больших мощностях
• Желательно не разряжать более, чем на 50%
• Саморазряд — около 3% в месяц
• Хранить при комнатной температуре и полностью заряженными
• Содержат токсичные материалы и должны быть утилизированы после окончания срока службы

Подробно о видах и применении свинцово-кислотных аккумуляторов в статье Типы свинцово-кислотных аккумуляторов

Эта статья прочитана 45916 раз(а)!

Продолжить чтение

• Аккумуляторные батареи. Ликбез

  68

  Как продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов? Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования. Эти батареи очень часто работают по тому же принципу, что…

• Online калькулятор емкости АКБ

  64

  Какая емкость аккумуляторной батареи нужна в  системе электроснабжения? При расчете системы автономного или резервного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Калькулятор емкости АКБ в конце статьи. Специалисты компании «Ваш Солнечный Дом» помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ…

• Для чего нужны аккумуляторные батареи в энергосистеме?

  62

  Аккумуляторные батареи для резервного и автономного электроснабжения Для чего нужно использовать АКБ в системе автономного электроснабжения? В автономных системах электроснабжения для сохранения вырабатываемого первичным источником энергии электричества, а также для обеспечения стабильности выходного напряжения при разных режимах эксплуатации, применяются аккумуляторные…

• 12 вариантов уничтожения аккумулятора

  59

  Двенадцать вариантов уничтожения нового АКБ Приведем наиболее часто встречающиеся нарушения правил эксплуатации: Заряд током чрезмерно большой силы, превышающим нормальный в несколько раз. Перегрев электролита, коробление электродов, реже — разрушение сепараторов, осыпание активной массы и т.п. Это обычно происходит при форсированных…

• Аккумуляторы — FAQ

  55

  Как правильно заменять аккумуляторные батареи, какое напряжение выдают аккумуляторы, что такое гелевый аккумулятор, в чем преимущества литиевых аккумуляторов, как соединять аккумуляторы параллельно и последовательно для увеличения емкости и напряжения — ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы вы получите…

• Руководство покупателя АКБ для систем электроснабжения

  55

  Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая — связано это бывает или с недостаточными знаниями…

Виды аккумуляторов « МегаБат

Аккумуляторная батарея предназначена для накопления электроэнергии и последующего использования ее в качестве источника питания.

Среди аккумуляторных батарей в настоящее время занимают лидирующее положение свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, т.к. выгодно отличаются от батарей с применением других химических процессов. Свинцово-кислотные батареи в сравнении с другими батареями имеют достаточно хорошие технические параметры при относительно невысокой цене.

В зависимости от функционального назначения различают 3 основных вида свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Это стартерные, тяговые и стационарные. К каждому из этих видов аккумуляторных батарей существуют различные требования.

Стартерные аккумуляторные батареи используются в основном для запуска двигателя, кроме того, как аварийный источник питания при выходе из строя генератора. При этом основное требование к батарее — это способность при относительно большом значении тока нагрузки (при пуске двигателя, нагрузка на аккумуляторную батарею может превышать 300А.), сохранить минимальное падение напряжения.

Тяговые аккумуляторные батареи предназначены для комплектования батарей, используемых в качестве источников энергии для электрических средств транспорта, электрических средств тяги, подъемно-транспортного оборудования и электрических дорожных машин. Особенность эксплуатации тяговых аккумуляторных батарей — это постоянная нагрузка, и зачастую батарея при использовании ежедневно проходит цикл заряд-разряд.

Стационарные аккумуляторные батареи используются в качестве источника постоянного тока на электрических станциях и подстанциях, телеграфных и телефонных узлах связи, в режимах постоянного подзаряда и заряда-разряда, в качестве источников постоянного тока на объектах энергетики и связи.

По конструкции свинцово-кислотные аккумуляторные батареи можно разделить на батареи с жидким электролитом — обслуживаемые и необслуживаемые — и батареи с регулируемыми клапанами (VLRA — Valve Regulated Lead Acid batteries) — с увлажненными сепараторами и с гелевым электролитом.

В различной технической литературе можно встретить такие названия батарей, как SLA — Sealed Lead Acid batteries — герметичные свинцово-кислотные батареи, относящиеся к VRLA батареям. Хотя это не вполне соответствует истине: абсолютно герметичных батарей не существует по той причине, что во всех них используется клапаны для снижения внутрикорпусного давления. Очень часто, подчеркивая это, вместо термина «герметичные батареи» употребляют термин «герметизированные батареи». Встречается также название Gelcell — торговая марка гелевых батарей. Стартерные батареи иногда сокращенно называют SLI, что расшифровывается как Start, Light, Ignition — пуск, освещение, зажигание.

Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи до сих пор остаются самыми надежными, долговечными и не требующими высоких эксплуатационных затрат химическими источниками тока.

В настоящее время производятся и активно эксплуатируются аккумуляторные батареи трех поколений:

1. Батареи первого поколения — батареи с жидким электролитом открытого или закрытого типа, имеющие емкость от 36 до 5328 Ач и срок службы от 10 до 20 и более лет. Батареи открытого типа не имеют крышек, и электролит непосредственно соприкасается с открытым воздухом.

Основные затраты при их эксплуатации — это затраты на обслуживание, связанные с необходимостью частой доливки дистиллированной воды, и расходы на содержание хорошо вентилируемых помещений, в которых их устанавливают. Батареи закрытого типа имеют специальные пробки, обеспечивающие задержку аэрозоли серной кислоты. Пробки для заливки электролита и добавления воды при эксплуатации вывинчиваются. Батареи закрытого типа могут быть и необслуживаемыми: от производителя они поставляются залитыми и заряженными, и в течение срока службы нет необходимости доливки воды, т.к. конструкция пробок таких батарей обеспечивает удержание ее паров в виде конденсата. Кроме использования в качестве стационарных, батареи закрытого типа являются основным типом батарей, используемых в автотракторной технике в качестве стартерных и тяговых.

2. Батареи второго поколения, которыми являются герметизированные гелевые батареи. В них вместо жидкого электролита используется гелеобразный, представляющий собой желе, полученное в результате смешивания раствора серной кислоты с загустителем (обычно это двуокись кремния SiO2 — силикагель). Технология производства гелевых батарей получила название GEL. Гелевые батареи в течение всего срока эксплуатации не нуждаются в обслуживании, их нельзя вскрывать. Для их подзаряда необходимо использовать зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/- 1% для предотвращения обильного газовыделения. Такие аккумуляторные батареи критичны к температуре окружающей среды.

3. Батареи третьего поколения — это герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом. Часто их называют батареями, собранными по AGM-технологии. AGM — Abrsorbed in Glass Mat, т.е. технология, при которой электролит абсорбирован в сепараторах из стекловолокна, размещенных между электродами. Такой сепаратор представляет собой пористую систему, в которой капиллярные силы удерживают электролит. При этом количество электролита дозируется так, чтобы мелкие поры были заполнены, а крупные оставались свободными для свободной циркуляции выделяющихся газов.

По своим свойствам AGM батареи подобны гелевым, за исключением того, что газообразование в них существенно меньше, и меньшее влияние на работу оказывает температура окружающей среды. Как и для гелевых аккумуляторных батарей, для них требуются зарядные устройства, обеспечивающие нестабильность напряжения заряда не хуже +/-1%.

По типу электродов аккумуляторные батареи можно разделить на следующие основные виды:

1. Аккумуляторные батареи с намазными электродами. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как СН, ОР, ТБ, OGi и пр. Как положительные, так и отрицательные электроды состоят из свинцовых пластин, на поверхности которых электрохимическим способом формируется слой активной массы. Имеют небольшой срок службы. Наибольшее распространение технология получила в сфере производства автомобильных аккумуляторных батарей. Использование тяговых и стационарных аккумуляторных батарей с намазными платинами экономически нецелесообразно (за исключением отдельных случаев — батареи AGM, GEL и пр.).
2. Аккумуляторные батареи с панцирными (трубчатыми) электродами. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как PzS, OPzS, OPzV и пр. Особенностью исполнения батарей является изготовление положительного электрода по панцирной технологии, а отрицательного — по традиционной, намазной. Как известно, положительный электрод отвечает за отдаваемую емкость, и, как правило, при длительных режимах разрядов склонен к осыпанию активной массы, что в свою очередь приводит к уменьшению емкости, а также возникновению коротких замыканий, оголению решетки, нарушению электрического контакта и т.д. При использовании панцирной технологии (набивка активной массы в панцирь из стеклоткани, в который помещен токоотвод особой конструкции) исключается осыпание активной массы, увеличивается вибростойкость, результат этого — многократное увеличение ресурса батареи.
3. Аккумуляторные батареи с электродами типа Планте. К данному типу аккумуляторных батарей относятся такие аккумуляторные батареи как СК, БП, Groe и пр. Длительный срок службы и максимальная надежность в ключевых системах безопасности являются отличительной особенностью этого типа батарей. Аккумуляторы данного типа выпускаются емкостью от 75 до 2600 А/ч. Аккумуляторы обладают очень низким внутренним сопротивлением, что обуславливает исключительно стабильное напряжение, особенно, при больших токах разряда. При средней окружающей температуре +20С и в условиях постоянного подразряда с нечастыми разрядами срок службы достигает максимального. В аккумуляторах применяются положительные электроды поверхностного типа (электроды Планте) и отрицательные намазные электроды. Электроды Планте изготовлены из чистого рафинированного свинца, имеют ламельную структуру и обладают очень большой поверхностью. В отрицательны электродах намазного типа активная масса находится в ячейках токопроводящей решетки, изготовленной из коррозионно-стойкого сплава. Саморазряд составляет приблизительно 0,1% в день.

Существуют и другие типы электродов, основанные на инновационных разработках отдельных компаний. В целом же к основным и наиболее распространенным типам электродом следует отнести электроды, приведенные выше.

Описание 5 типов аккумуляторов — герметичные, AGM, гелевые

При всем разнообразии типов батарей, представленных на рынке, может быть сложно выбрать правильный тип для вашего приложения. Мы рекомендуем вам потратить несколько минут, чтобы узнать больше о 5 наиболее распространенных типах батарей.

1. Залитые аккумуляторы

Это традиционные аккумуляторы для запуска двигателя, трактора и глубокого цикла. Жидкий электролит может свободно перемещаться в отсеке элемента. Пользователь имеет доступ к отдельным ячейкам и может добавлять дистиллированную воду по мере разрядки батареи. Популярное использование — запуск двигателя и конструкции с глубоким циклом.

Для этого типа батареи типичный диапазон напряжения поглощения от 14,4 до 14,9 вольт; типичный диапазон напряжения поплавка от 13,1 до 13,4 вольт.

Залитые аккумуляторы широко распространены и используются во многих областях, таких как автомобильные стартовые аккумуляторы, аккумуляторы для мотоциклов, аккумуляторы для квадроциклов, аккумуляторы для гольф-мобилей и залитые аккумуляторы для солнечных и аварийных резервных систем.

2. Герметичные батареи

Этот термин может относиться к ряду различных конструкций, включая лишь небольшую модификацию затопленного типа. В этом случае, даже если пользователь не имеет доступа к отсекам элементов, внутренняя структура остается в основном такой же, как у залитой батареи. Единственное отличие состоит в том, что производитель позаботился о том, чтобы в аккумуляторе было достаточное количество кислоты для поддержания химической реакции при нормальном использовании в течение всего гарантийного срока аккумулятора. Другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также герметичны, как описано ниже. Очень популярными видами применения являются запуск двигателя и приложения с ограниченным запуском/глубоким циклом.

Для этого типа батареи типичный диапазон напряжения поглощения от 14,2 до 14,7 вольт; типичный диапазон напряжения поплавка от 13,1 до 13,4 вольт.

3. Аккумуляторы VRLA

Обозначает свинцово-кислотный аккумулятор с регулируемым клапаном. Это тоже герметичная батарея. Механизм регулировки клапана обеспечивает безопасный выход газообразного водорода и кислорода во время зарядки.

Для этого типа батареи типичный диапазон напряжения поглощения от 14,2 до 14,5 вольт; типичный диапазон напряжения поплавка от 13,2 до 13,5 вольт.

Аккумуляторы VRLA широко распространены и используются во многих областях, таких как аккумуляторы для медицинских самокатов, а также аккумуляторы для игрушек и сигнализаций.

4. Аккумуляторы AGM

Конструкция абсорбированного стекломата позволяет подвешивать электролит в непосредственной близости от активного материала пластин. Теоретически это повышает эффективность как разрядки, так и перезарядки. На самом деле аккумуляторы AGM — это вариант аккумуляторов Sealed VRLA, только более усовершенствованная конструкция. Популярное использование включает высокопроизводительный запуск двигателя, силовые виды спорта, глубокий цикл, солнечные и аккумуляторные батареи.

Для этого типа батареи типичный диапазон напряжения поглощения от 14,4 до 15,0 вольт; типичный диапазон напряжения поплавка от 13,2 до 13,8 вольт. Аккумуляторы AGM

широко распространены и используются во многих областях, таких как аккумуляторы для жилых автофургонов, аккумуляторы для лодок, аккумуляторы для мотоциклов, аккумуляторы для квадроциклов, а также аккумуляторы для ИБП и телекоммуникаций для генераторов.

5. Гелевые батареи

Гелевые батареи аналогичны батареям AGM, потому что электролит находится во взвешенном состоянии, но отличается тем, что технически батарея AGM по-прежнему считается жидкостной. Электролит в гелевых батареях содержит добавку кремнезема, которая заставляет его схватываться или затвердевать. Напряжение перезарядки этого типа элементов ниже, чем у других типов свинцово-кислотных аккумуляторов. Это, вероятно, самая чувствительная ячейка с точки зрения неблагоприятных реакций на зарядку перенапряжением. Гелевые батареи лучше всего использовать в режиме ОЧЕНЬ ГЛУБОКОГО цикла, и они могут прослужить немного дольше в условиях жаркой погоды. Если для гелевых аккумуляторов используется неправильное зарядное устройство, гарантирована низкая производительность и преждевременный выход из строя. Зарядные устройства с гелевым профилем содержат информацию о совместимости с гелем либо на устройстве, либо в руководстве.

Для этого типа батареи типичный диапазон напряжения поглощения от 14,0 до 14,2 вольт; типичный диапазон напряжения поплавка от 13,1 до 13,3 вольт.

Примечание о гелевых батареях: очень часто люди используют термин «гелевая ячейка», когда говорят о герметичных, необслуживаемых батареях, так же, как кто-то использует Kleenex, когда речь идет о салфетках для лица, или «ксерокс», когда речь идет о копировальной машине. Будьте очень внимательны при выборе зарядного устройства. Чаще всего то, что кто-то считает гелевым элементом, на самом деле является герметичной, не требующей обслуживания батареей типа VRLA или AGM. Узнайте больше о различиях между гелевыми батареями и батареями AGM.

Гелевые аккумуляторы не так распространены, как аккумуляторы AGM, но часто встречаются в условиях глубокого разряда, например, аккумуляторы для инвалидных колясок и медицинских мобильных устройств, аккумуляторы для троллинговых двигателей и аккумуляторы глубокого разряда для жилых автофургонов.

Нужен новый высокопроизводительный аккумулятор?
Выберите аккумулятор

Создано 25 октября 2017 г., последнее изменение 24 августа 2022 г.

Эта статья имеет рейтинг 5.0 из 5

вы ДОЛЖНЫ включить javascript, чтобы иметь возможность комментировать

Купить для…

Войти

• Аккумуляторы
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Силовые инверторы
• Солнечные зарядные устройства
• Восстановление батареи
• Аккумуляторные аксессуары
• Кабели и разъемы
• Обработка топлива
• СДЕЛАНО в США
• Аварийный
• Источники питания
• Все продукты по торговым маркам

Руководство по 8 наиболее распространенным типам автомобильных аккумуляторов

Связаться с нами

Получить предложение

Все мы знаем, что делает автомобильный аккумулятор.

Но знаете ли вы, что существует восемь различных типов батарей, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки?

В этой статье мы рассмотрим различные типы автомобильных аккумуляторов, а также рассмотрим некоторые часто задаваемые вопросы об автомобильных аккумуляторах, включая простое решение проблем с аккумуляторами.

Эта статья содержит

• Что такое автомобильный аккумулятор?
• Каковы 3 основные конструкции автомобильных аккумуляторов?
• 8 типов автомобильных аккумуляторов
• 8 часто задаваемых вопросов по автомобильным аккумуляторам
  • Существуют ли автомобильные аккумуляторы разных размеров?
  • Что означает автомобильный аккумулятор CCA?
  • Что означает резервная емкость автомобильного аккумулятора (RC)?
  • Что такое глубина разряда (DoD)?
  • Нужно ли тестировать автомобильный аккумулятор?
  • Могу ли я изменить тип автомобильного аккумулятора?
  • Что такое поплавковое зарядное устройство (или капельное зарядное устройство)?
  • Как лучше всего решать проблемы с автомобильным аккумулятором?

Заводим двигатель.

Что такое автомобильный аккумулятор?

Автомобильный аккумулятор — это аккумуляторная батарея, используемая для запуска автомобиля. Его основная цель — подать напряжение на стартер, который обеспечивает искру для двигателя внутреннего сгорания. Он также питает электрические компоненты автомобиля, такие как фары, дворники и радио.

По мере развития конструкции автомобилей менялась и конструкция автомобильного аккумулятора:

Конструкция автомобильного аккумулятора зависит от технологии аккумуляторов, используемой производителями аккумуляторов.

В большинстве автомобилей с двигателем внутреннего сгорания используется свинцово-кислотный аккумулятор.

Как правило, их можно разделить на:

• Залитая батарея: Также известная как батарея с жидким электролитом, требует регулярного долива дистиллированной воды.

• Свинцово-кислотный аккумулятор с регулируемым клапаном (VRLA): Аккумулятор VRLA представляет собой герметичный аккумулятор, не требующий особого обслуживания, поэтому его также называют герметичным свинцово-кислотным аккумулятором (SLA). Его не нужно доливать, и он не прольется, если его опрокинуть.

Гибридный или электрический автомобиль , с другой стороны, обычно использует ионно-литиевый аккумулятор. Однако они могут иметь вспомогательную свинцово-кислотную батарею в качестве вторичного накопителя.

Теперь, когда мы знаем основы проектирования автомобильных аккумуляторов, давайте рассмотрим 8 наиболее распространенных типов автомобильных аккумуляторов:

8 типов автомобильных аккумуляторов

Во многом это связано с питанием.

Помните, современные автомобили имеют разную потребность в мощности.

Таким образом, автомобильные аккумуляторы также различаются в зависимости от этих потребностей.

Теперь давайте рассмотрим 8 наиболее распространенных типов автомобильных аккумуляторов, доступных сегодня:

1. Залитый свинцово-кислотный аккумулятор (мокрый элемент)

Залитый свинцово-кислотный аккумулятор — это самый старый тип автомобильного аккумулятора, он очень распространен и доступен по цене. Его также называют аккумулятором SLI, что означает «Starting, Lighting, Ignition».

Залитая батарея представляет собой батарею с жидким электролитом. Обычно он состоит из элементов 6 с жидким электролитом, раствором серной кислоты и воды , и обеспечивает напряжение 12,6 В при полной зарядке .

Это надежная батарея для запуска двигателей, которая обеспечивает достаточное количество электроэнергии для питания стандартных автомобильных аксессуаров. Однако раствор электролита необходимо периодически доливать , и он должен быть установлен вертикально, чтобы предотвратить утечку.

Срок службы этой жидкостной батареи также значительно сокращается, если она разряжается ниже 50% глубины разряда (DoD).

2. Серебряно-кальциевая батарея

Этот тип батареи был разработан в качестве усовершенствования технологии залитых батарей. Это по-прежнему свинцово-кислотная батарея с раствором электролита, но в ней используются свинцово-кальциево-серебряные пластины вместо свинцово-сурьмяных пластин в обычной батарее.

Обычно герметичен и не требует обслуживания.

Серебряно-кальциевая батарея более устойчива к коррозии и более устойчива к высоким температурам , поэтому она имеет более длительный срок службы в более жарком климате.

Однако серебряно-кальциевый аккумулятор требует более высокого зарядного напряжения и может быстро выйти из строя из-за сульфатации (повреждения пластин аккумулятора).

3. Усовершенствованная заливная батарея (EFB)

Батарея EFB представляет собой оптимизированную, высокоэффективную батарею с жидкостными элементами. Он использует раствор жидкого электролита, , но это герметичная батарея , рассчитанная на удвоение срока службы при циклировании.

Аккумулятор EFB может обеспечить около 85 000 пусков двигателя по сравнению с 30 000 обычных аккумуляторов с жидким электролитом. Он был представлен как альтернатива аккумулятору AGM более низкого уровня из-за долговечности и производительности, часто используемого в автомобилях с простой технологией старт-стоп.

4. Гелевые батареи (сухие)

Гелевые батареи были разработаны как непроливаемый вариант залитой батареи . Это тип батареи VRLA, также известный как сухие батареи .

Гелевая батарея похожа на залитую батарею, но кальций заменяет сурьму в свинцовых пластинах, а кремнезем добавляется в раствор электролита , превращая его в гель. Он имеет увеличенный срок службы и более устойчив к вибрации и ударам.

Вы все еще можете найти гелевые аккумуляторы на рынке, но достижения в области аккумуляторов AGM ограничили их применение.

5. Аккумулятор с абсорбирующим стеклом (AGM)

Аккумулятор AGM представляет собой аккумулятор VRLA, предназначенный для удовлетворения более высоких потребностей в электроэнергии в современных автомобилях. Он похож на аккумулятор с жидкостными элементами, но сепаратор из стекловолокна («стеклянный мат») поглощает раствор электролита и удерживает его на месте.

Батареи этого типа работают лучше, чем их аналоги с залитыми и гелевыми элементами.

It может заряжаться в 5 раз быстрее и выдерживать в 3 раза больший срок службы, чем обычная батарея . Он также может циклически снижаться до 80% DoD.

Аккумулятор AGM идеально подходит для автомобилей с автоматическими системами старт-стоп и рекуперацией энергии торможения. Однако именно может стоить процентов на 40-100% дороже , чем обычные аккумуляторы.

6. Аккумулятор глубокого разряда

Аккумулятор глубокого разряда относится к типу свинцово-кислотных аккумуляторов и может быть залитым или герметизированным. Он использует более толстую пластину батареи в своих элементах и ​​имеет более плотный активный материал .

Батарея глубокого разряда рассчитана на устойчивую мощность с более низким потреблением тока в течение длительных периодов времени . Аккумулятор лучше подходит для автомобилей для отдыха, гольф-каров и морских транспортных средств. — поэтому его также называют морским аккумулятором.

7. Литий-ионная (Li-Ion) батарея

Ионно-литиевую батарею часто можно найти в гибридных автомобилях или электромобилях (EV) . Литий-ионный аккумулятор can s потребляет больше энергии и быстрее заряжается . Он также легче обычных аккумуляторов, что очень важно для электромобиля. Меньший вес означает большее расстояние на одной зарядке.

Несмотря на то, что литий-ионный аккумулятор стоит намного дороже, чем свинцово-кислотные аккумуляторы, они служат дольше. Большинство производителей предоставляют 5–8-летнюю гарантию на свои литиевые аккумуляторы для электромобилей, но можно ожидать, что они прослужат от 10 до 20 лет .

Детали литий-ионных аккумуляторов подлежат вторичной переработке , что является еще одним преимуществом, делающим их хорошим вариантом для тех, кто заботится об окружающей среде.

8. Никель-металлогидридная батарея

Никель-металлогидридная батарея часто используется в гибридных автомобилях, но успешно применяется и в некоторых электромобилях. Срок службы этой гибридной батареи на больше, чем у литий-ионной или свинцово-кислотной батареи.

Однако они имеют высокую скорость саморазряда, дороги и выделяют много тепла при высоких температурах . Вот почему NiMH аккумулятор менее эффективен для перезаряжаемых электромобилей и ориентирован на гибридные автомобили.

Теперь, когда мы рассмотрели некоторые распространенные типы автомобильных аккумуляторов, давайте рассмотрим некоторые часто задаваемые вопросы.

8 Часто задаваемые вопросы об автомобильном аккумуляторе

Ниже приведены ответы на некоторые вопросы, связанные с автомобильным аккумулятором.

1. Автомобильные аккумуляторы бывают разных размеров?

Да, есть.

Очень важно подобрать аккумулятор нужного размера, чтобы он надежно крепился в салоне автомобиля и обеспечивал достаточную мощность. Если вы используете неправильный размер или клеммы в неправильном положении, кабели вашего автомобиля могут не дотянуться или не подойти правильно.

2. Что означает CCA автомобильного аккумулятора?

Обычно существует два рейтинга AMP (AMPERE) на автомобильной батарее — усилители холодного тракта (CCA) и Cranking Amps (CA):

• CA: Cranking Amps — это мера того, сколько усилителей может быть доставлено в течение 30 секунд при 32 ° F (0 ° C).
• CCA: Cold Cranking Amps определяет, сколько ампер он может выдавать в течение 30 секунд при 0°F (-18°C), т. е. насколько хорошо батарея может запустить двигатель в холодных условиях.

Чем выше значение номинального тока, тем легче запустить двигатель.

Аккумулятору труднее обеспечивать питание в холодных условиях, поэтому рейтинг CCA является более точным показателем мощности аккумулятора.

3. Что означает резервная емкость автомобильного аккумулятора (RC)?

Резервная емкость (RC) показывает, как долго аккумулятор может работать в автомобиле в случае отказа системы зарядки. Это количество минут, в течение которых батарея может отдавать ток 25 А, прежде чем напряжение разрядится до 10,5 В (и батарея считается полностью разряженной).

4. Что такое глубина разряда (DoD)?

Глубина разряда (DoD) указывает процент разряженной батареи по отношению к общей емкости батареи. Максимальный DoD автомобильного аккумулятора — это процент аккумулятора, который можно безопасно разрядить, не повредив его.

5. Нужно ли тестировать автомобильный аккумулятор?

Хотя это и не является абсолютно необходимым, рекомендуется, чтобы ваш механик ежегодно проверял вашу батарею под нагрузкой через 2 года (если вы живете в теплом регионе) или через 4 года (если вы живете в холодном регионе).

Это связано с тем, что аккумуляторы быстрее выходят из строя в жарком климате.

Нагрузочный тест выявит способность батареи удерживать напряжение во время использования и сообщит вам, пора ли ее заменить. Также всегда полезно проверить аккумулятор перед длительной поездкой.

6. Могу ли я изменить тип автомобильного аккумулятора?

Можно заменить батарею на другую технологию, но всегда консультируйтесь с механиком.

Например, если у вас автомобиль с системой старт-стоп или с большим набором электрических компонентов, замена аккумулятора AGM на аккумулятор нового типа может быть нецелесообразной.

7. Что такое поплавковое зарядное устройство (или капельное зарядное устройство)?

Плавающее зарядное устройство (также известное как капельное зарядное устройство, зарядное устройство для хранения или техобслуживания) — это тип зарядного устройства для аккумуляторов, который предотвращает чрезмерный разряд, когда аккумулятор не используется в течение длительного времени. Это помогает поддерживать аккумуляторы автомобилей, которые редко ездят.

Большинство из них имеют схему контроля, предотвращающую перезарядку, хотя для уверенности необходимо проверить модель зарядного устройства.

8. Каков наилучший способ решения проблем с автомобильным аккумулятором?

Проблемы с батареями не обязательно всегда связаны с неисправными батареями. Проблемы могут быть связаны с различными другими проблемами, такими как неисправный генератор переменного тока или регулятор напряжения.

Чтобы убедиться, что вы решаете правильные проблемы, вам понадобится надежный механик, который поможет вам решить их.

К счастью, для этого и существует RepairSmith .

RepairSmith — это удобное решение для ремонта и технического обслуживания мобильных автомобилей, обладающее следующими преимуществами: 

• Замену и ремонт можно выполнить прямо на подъездной дорожке
• Профессиональные, сертифицированные ASE технические специалисты проводят осмотр и техническое обслуживание автомобиля
• Онлайн-запись удобна и проста
• Конкурентные и предварительные цены
• Ремонт проводится с использованием высококачественного оборудования, инструментов и запасных частей
• RepairSmith предоставляет 12-месячную | Гарантия на весь ремонт на 12 000 миль

Для точной оценки затрат на ремонт и техническое обслуживание аккумулятора заполните эту онлайн-форму.

Заключительные мысли 

Развитие автомобильных технологий привело к разработке аккумуляторов.

Важно отметить, что у каждого типа аккумуляторов есть свои преимущества и недостатки, поэтому для вашего автомобиля следует использовать только тот, номер которого означает .

И если вы столкнулись с какими-либо проблемами, связанными с аккумулятором, RepairSmith находится всего в нескольких щелчках мыши.

С RepairSmith вам даже не придется выходить из дома, чтобы заменить аккумулятор или решить любую другую проблему с автомобилем. Свяжитесь с ними, и специалисты, сертифицированные ASE, приедут, чтобы решить любые проблемы с аккумулятором!

# Аккумулятор

Поделитесь этой историей:

Мастер по ремонту

RepairSmith — это самый простой способ отремонтировать ваш автомобиль. Наши специалисты, сертифицированные ASE, доставят качественный ремонт и техническое обслуживание автомобиля прямо к вашему подъезду.