Каждому автовладельцу известно, насколько важен источник питания в машине. Когда приходит время менять АКБ, многие сталкиваются с разнообразным выбором и не знают, на какие параметры ориентироваться.
Аккумулятор – это химический источник тока, который способен многократно преобразовывать химическую энергию в электрическую, а также накапливать и хранить ее в течение длительного времени.
Работа АКБ
Работу АКБ можно представить так: два электрода в виде пластин помещают в раствор серной кислоты, при этом положительный электрод изготовлен из диоксида свинца, а отрицательный – из свинца. Когда между ними проходит ток, возникают окислительно-восстановительные реакции.
Во время разряда происходит химическая реакция, в результате которой активная масса обоих электродов начинает менять свой химический состав, превращаясь из губчатого свинца и его диоксида в сульфат свинца, а плотность электролита начинает падать. Таким образом, внутри батареи формируется направленное движение ионов и в цепи протекает электрический ток.
При зарядке АКБ происходит обратный процесс – направление тока меняется на противоположное, активные массы восстанавливают свой первоначальный химический состав, а плотность электролита увеличивается. Этот процесс называется циклом и может быть многократным. Количество запасенной электрической энергии зависит от площади активного взаимодействия электродов и электролита и его объема. Номинальное напряжение, создаваемое такой батареей, составляет 2 Вольта. Чтобы получить более высокое значение напряжения, отдельные батареи подключаются последовательно.
Использование GEL-технологии позволило создать гелевые аккумуляторные батареи, которые по многим параметрам превосходят обычные свинцово-кислотные АКБ с жидким электролитом внутри.
История гелевых батарей
Изначально гелевые аккумуляторы применялись исключительно в авиастроении – для питания бортовой системы самолета в условиях постоянных кренов, виражей и крутых поворотов во время полетов. В авиации требовались источники питания, способные выдерживать разные температурные перепады.
Когда технология производства этих аккумуляторов получила широкое распространение, сфера их применения значительно расширилась. Их начали использовать как источники энергии для водного транспорта различного назначения – от моторных лодок до более крупных судов. Особенно удобны гелевые АКБ в мотоциклах и скутерах благодаря повышенной безопасности, а для автомобиля такие батареи уже не вызывают удивления.
Устройство гелевого АКБ
Известно, что свинцово-кислотный аккумулятор требует контроля состояния элементов. В таком АКБ происходит сульфатация и короткое замыкание, возможны трещины на корпусе и утечка электролита.
В гелевых батареях пластины изготовлены из чистого свинца, что улучшает проводимость. Тот же электролит на основе серной кислоты не изменит своей плотности – он входит в состав силикогеля. Все неприятности, которые угрожали жидкой среде аккумуляторной батареи, отсутствуют.
Пластины, заполненные жидкой массой электролита, всегда остаются в затвердевшей пористой среде. Ионы кислорода являются носителями заряда, соединяясь с ионами водорода, они превращаются в воду, но остаются в шариках силикогеля.
Принцип работы гелевых АКБ ничем не отличается от обычных свинцово-кислотных аккумуляторов, но по многим параметрам они превосходят их. Хотя у них свои особые условия эксплуатации.
Гелевая батарея имеет большую емкость, долговечность и способна выдавать большой пусковой ток при запуске двигателя.
Гелевый аккумулятор имеет герметичный корпус, то есть не требует обслуживания. Корпус состоит из шести отсеков или банок. Для изготовления пластин используется только свинец высокой чистоты. Сам электролит в виде геля действует как разделитель или диэлектрик, разделяющий плюсовые и минусовые пластины. Положительная и отрицательная пластины параллельны. В процессе эксплуатации затвердевает, исключая осыпание свинцовых пластин. Это также объясняет сопротивление полной разрядке. Все шесть банок соединяются сверху перемычками.
Гелевые АКБ имеют технические преимущества перед свинцовыми батареями:
- высокий пусковой ток, в 2 раза больше, чем на классическом аккумуляторе;
- длительный срок службы, в 3 раза выше, чем у кислотных аккумуляторов;
- не требует обслуживания;
- не протекает;
- нет необходимости в экстренной зарядке источника питания в случае его глубокого разряда;
- долговечность и надежность данного типа блока питания за счет качественных комплектующих;
- отличаются безопасностью эксплуатации за счет герметичности корпуса.
Однако такие АКБ имеют и свои недостатки. Среди них можно выделить следующие:
- Чувствительность к низкотемпературному режиму из-за затвердевания электролита и ухудшения его свойств.
- Чувствительность аккумуляторов к коротким замыканиям.
Для автомобилей отечественного производства, находящихся «в возрасте», этот вариант вообще не рассматривается. Гель в банках сохраняет свою структуру при напряжении до 16 В. При превышении допустимого значения, начнется процесс разрушения комплектующих. Гелевый аккумулятор выйдет из строя, но вот свинцовый аккумулятор выдержит.
Гелевые АКБ достаточно дорогие, их цена в среднем достигает 15000-16000 рублей. Но и имеют достаточно долгий срок службы – до 10 лет.
Зарядка гелевых АКБ
Любые аккумуляторные батареи требуют регулярной подзарядки. Специфический электролит в гелевых батареях требует применения специальных методов восстановления емкости. Соблюдение некоторых правил поможет избежать выхода элемента из строя.
В связи с тем, что гелевые аккумуляторные батареи имеют чувствительность к силе тока и напряжению, их зарядка требует корректировки этих характеристик.
При восстановлении мощности аккумулятора с гелеобразным наполнителем нужно соблюдать некоторые правила.
Так, необходимо использовать силу тока равную 10% от емкости аккумулятора. Например, аккумулятор на 60 Ач необходимо заряжать током в 6 Ампер. Для срочной подзарядки можно использовать 30%, то есть максимум 18 Ампер для указанной емкости. На корпусе аккумулятора обычно указывается рекомендуемый максимальный ток зарядки для конкретной модели.
Значение напряжения тоже важно – оно не должно превышать 14,5 В. В противном случае внутри аккумулятора начнется процесс разрушения – гель станет более жидким и потеряет свои свойства. Рекомендуемое напряжение зарядки также указывается производителями на корпусе.
Обратите внимание! Для гелевых аккумуляторов предусмотрен режим зарядки для экономии энергии. Этот метод используется как часть обслуживания источника питания и рекомендуется для периодической подзарядки аккумулятора.
Зарядное устройство для гелевых АКБ
Стоит помнить, что гелевые аккумуляторные батареи нельзя заряжать от любого оборудования, как обычные АКБ.
Гелевые блоки питания требовательны к напряжению и силе тока, поэтому нерегулируемая зарядка может повредить аккумулятор.
Зарядное устройство должно обладать такими характеристиками:
- Отключение тока по окончании зарядки и защита от перегрева.
- Стабильность напряжения.
- Температурная компенсация – параметры зарядки следует регулировать в зависимости от температуры аккумулятора и температуры окружающей среды.
- Текущее регулирование.
Если напряжение внезапно изменится, а сила тока или температура превышены, блок питания геля выйдет из строя.
Производители рекомендуют заряжать АКБ поэтапно:
- с повышением напряжения;
- с уменьшением зарядного тока;
- с минимальными значениями тока и напряжения.
Таким образом, для зарядки гелевых аккумуляторов необходимы импульсные зарядные устройства, которые позволяют регулировать ток и напряжение, а также имеют функцию отсечки тока.
Срок службы гелевых аккумуляторных батарей
Заводская гарантия на гелевый аккумулятор составляет 5 лет. Причины – чистый свинец, упакованный в гель, не осыпается, не окисляется. Все процессы происходят внутри геля, испарения нет. Все это создает нерушимую конструкцию при соблюдении условий эксплуатации. Поэтому производители называют срок службы 15-20 лет.
Также срок службы можно определить по количеству циклов заряда и разряда.
| Циклы | Процент разряда |
|---|---|
| 350 раз | 100% |
| Примерно 550 раз | 50% |
| Около 1200 раз | 30% |
Строгое соблюдение условий эксплуатации позволит гелевой аккумуляторной батарее прослужить дольше.
