Почему аккумуляторы для систем start-stop втрое дороже обычных?
Илья Хлебушкин
Когда мы готовили материал о системах start-stop (АР №2, 2013), то подивились троекратной цене особых аккумуляторов для этих систем. И правда, почему так дорого? За ответом я отправился на специальный завод Varta в Цвиккау, где производят батареи по технологии AGM.
Свинцовые аккумуляторы со связанным электролитом, изготовленные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat, «поглощающее стекловолокно»), появились около 40 лет назад — их изобрели для работы в буферном режиме в стационарных системах бесперебойного электроснабжения. Такие батареи хороши с точки зрения безопасности, поскольку практически не выделяют в атмосферу образующиеся при зарядке газы — их пузырьки задерживаются в порах матов-сепараторов и, не улетучиваясь, постепенно возвращаются обратно в жидкий электролит (этот процесс называется рекомбинацией газов и достигает в AGM-аккумуляторах 96-99%). А в качестве бонуса — низкий саморазряд (всего на 15-20% за год простоя), полная необслуживаемость и долгий, до 12-15 лет, срок службы.
В 90-х годах прошлого века технология AGM прижилась в автоспорте. Во-первых, вновь из-за безопасности — теперь уже благодаря полностью герметичному корпусу аккумулятора, исключающему вытекание электролита при аварии. А во-вторых, из-за компактности — благодаря малому сопротивлению не изолирующих, а пропитанных электролитом сепараторов большой пусковой ток они выдают при меньшей емкости, то есть с меньшим количеством пластин в пакете.
А на обычных автомобилях AGM-аккумуляторы появились больше десяти лет назад, задолго до распространения систем start-stop — из-за возможности быстро и отдавать, и принимать большое количество энергии, способности безболезненно выдерживать глубокие разряды (при периодических разрядах больше 50% AGM-батарея прослужит вчетверо дольше обычной) и не деградировать при частых циклах разрядов-зарядов. Ведь стекловолоконные маты вдобавок ко всему механически удерживают активную массу на пластинах, не давая ей осыпаться. Именно поэтому на машинах с системой start-stop подобный аккумулятор способен проработать четыре-пять лет, а не два-три года, как обычный «жидкий».
Первым из «гражданских» автомобилей AGM-батарею в 2002 году примерил рестайлинговый Mercedes S-класса W220, а сделали ее в Цвиккау.
Сейчас завод ежегодно производит четыре миллиона батарей исключительно серий Start Stop как со своим брендом Varta, так и для «упаковщика» Bosch — почти монополист, закрывший 80% конвейерных поставок батарей европейским автопроизводителям для машин с системой start-stop (для сравнения: весь рынок продаж аккумуляторов в России — около 10-11 млн штук). И хоть сейчас тут готовы делать шесть с половиной миллионов батарей, но столько понадобится только к 2015 году, когда, по прогнозам, систему start-stop будут иметь 70% европейских машин.
В цехах — немецкая стерильность, автоматизация — высочайшая: со всем управляются всего сто человек в смену. Как на любом другом аккумуляторном заводе, тут плавят чушки свинцовых сплавов, смешивают активную массу в многотонных миксерах, делают решетки электродов… Не самым, кстати, современным способом делают — льют и положительные, и отрицательные решетки для 40% аккумуляторов, а современные панчинговые (штампованные) плюсовые решетки для остальных будут привозить с завода в Ганновере до тех пор, пока литьевое оборудование в Цвиккау не выработает свой ресурс. Любопытно, что по внешнему виду и маркировке на аккумуляторе нельзя определить, какая решетка внутри, а ведь от нее в конечном итоге зависит срок службы батареи.
Источник
Аккумулятор обычный вместо старт стоп
Моторы машин с функцией «Старт/Стоп» оснащены специальным контроллером, который следит за параметрами аккумулятора. Но как быть в ситуации, когда бортовой компьютер требует подзарядить «старт-стопную» батарею?
И это не праздный вопрос если учесть, что за последние годы доля автомобилей с системой «Старт/Стоп». на рынке значительно выросла. Напомним, что эта функция каждый раз глушит двигатель при торможении на светофорах или коротких остановках при движении в пробках, а затем запускает его — при отпускании педали тормоза.
Важный момент — вся электроника, включая климат-контроль и аудиосистему, при заглушенном моторе продолжает работать, питаясь от бортового источника питания (АКБ).
Очевидно, что для авто, работающих по алгоритму системы «Старт/Стоп», требуется не традиционный, а специальный аккумулятор. Такая АКБ должна не только выдерживать многократные циклы разрядки-зарядки, но и сочетать в себе свойства стартерной батареи, моментально отдающей большой ток при пуске, и тяговой, которая не боится длительного разряда. Всем этим требованиям как раз и отвечают автомобильные аккумуляторы, изготовленные по технологиям EFB, а также AGM.
Сегодня ведущим производителем «старт-стопных» батарей является известная словенская компания TAB, поставляющая в Россию аккумуляторы брендов TAB и Topla с обозначениями EFB Stop&Go и AGM Stop&Go. При этом, отмечают представители фирмы, каждый тип «старт-стопных» АКБ имеет свой алгоритм заряда, о чем следует знать владельцам машин, на которых установлены такие батареи. Это связано с их конструктивными особенностями, на которых стоит остановиться подробнее.
Так , EFB-батареи TAB и Topla отличаются от обычных кислотных АКБ объемом электролита и более массивными пластинами отрицательных электродов. А ихк онверты-сепараторы, в отличии от стандартных «собратьев», могут похвастать улучшенной микропористой структурой.
Все это позволяет обеспечить устойчивость к глубоким разрядам, после которых EFB-батареи восстанавливают емкость практически до 100%. Кроме того, у таких АКБ более чем на треть улучшены показатели пускового тока, а количество циклов заряда-разряда увеличено почти вдвое.
Для заряда EFB-батарей, как можно посмотреть на этом видео, вполне подходят те же самые зарядные устройства (ЗУ), что и для обычных свинцово-кислотных АКБ. При использовании автоматических приборов с настройками зарядного тока и напряжения, на них обязательно надо выставить требуемые значения этих параметров. Это необходимо для достижения оптимального алгоритма заряда. Для EFB-батарей Topla и TAB максимум зарядного напряжения составляет 14,8 В, рекомендуемое значение зарядного тока — одну десятую емкости АКБ, указанной на ее этикетке.
Заряд AGM-аккумуляторов — на контроль!
Отдельная тема — автомобильные AGM-аккумуляторы. Напомним, что электролит у этих батарей не жидкий, а «адсорбированный» — его роль выполняют пропитанные серной кислотой стекловолоконные маты, облегающие пластины. Кстати, отсюда и идет название технологии AGM — Absorbent Glass Mat. Блоки пластин в таких АКБ плотно прижаты друг к другу, что помогает надежно удерживать активную массу на решетках. Касаясь применимости AGM-батарей брендов TAB и Topla отметим, что их выпускают для «премиальных» автомобилей с функцией «старт-стоп».
По своим свойствам они совмещают в себе достоинства тяговых АКБ, не боящихся глубоких разрядов, и мощных стартерных батарей, выдающих высокие пусковые токи. Если говорить об эксплуатационных показателях AGM-батарей TAB или Topla, то они обеспечивают в три раза больше циклов разряда-заряда, а их пусковая мощность на 30% выше, чем у традиционных батарей. Более детально об этом можно узнать из нашего специального видеоролика.
Что же касается особенностей заряда AGM-аккумуляторов, то эта процедура почти такая же, как и для других типов стартерных АКБ. Отличия будут лишь в уровне максимального зарядного напряжения. Для AGM-батарей TAB или Topla максимальное значение напряжения составляет 14,2—14,4 Вольт, максимальное рекомендуемое значение зарядного тока — одну десятую емкости АКБ, указанной на ее этикетке.
Из числа автоматических зарядных устрорйств, не имеющих дополнительных настроек, предпочтительными будут те аппараты, у которых для заряда AGM-батарей предусмотрен отдельный режим.
Источник
EFB-аккумулятор, младший брат AGM
Я уже рассказывал про AGM-аккумуляторы, которые очень хороши в системах, где требуются большие токи и большое количество циклов заряда и разряда. Но при всех приятных бонусах этой технологии у неё есть один проблемный момент — AGM ощутимо дороже. А лучшее — враг хорошего. Из-за приятной цены, относительно лучших по показателям систем, кстати, свинцово-кислотные аккумуляторы и актуальны более 120 лет. Именно для того, чтобы занять более бюджетную нишу автомобильных аккумуляторов с системой старт-стоп, где требования по глубине разряда не столь велики, как у AGM, но где традиционный свинцово-кислотный аккумулятор умирает очень быстро, и были созданы EFB (Enhanced Flooded Battery).
Посмотрим, можно ли делать даунгрейд до обычных свинцово-кислотных, и в каких случаях, наоборот, есть смысл заменить старый EFB на AGM.
Спойлер: нет, более функциональный AGM не всегда имеет смысл ставить вместо обычного аккумулятора. Часто EFB или даже обычный новый аккумулятор будет оптимальным решением.
Принцип работы
С точки зрения химии ничего глобально отличного от традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов не происходит. Всё та же обратимая реакция на пластинах с превращением свинца и его оксидов в сульфат и обратно. В качестве электролита используется серная кислота. Ключевые отличия заключаются в компоновке и составе элементов.
Во-первых, для этого типа батарей мы используем специальные типы токоотводящей решётки и рецепты активной массы. Это нужно для того, чтобы снизить внутреннее сопротивление и потери энергии при заряде на нагрев самого аккумулятора в процессе работы. При этом сами пластины толще классических примерно на 30–50 %.
Во-вторых, положительные пластины заключены в специальные конверты-сепараторы из особо прочного пористого пластика на основе полипропилена. При этом на поверхности одной из пластин вмазана специальная армирующая сетка из стекловолокна. В отличие от AGM, где жидкий электролит почти полностью сорбирован, в EFB всё-таки есть свободная несвязанная кислота. Тем не менее плотность упаковки всё равно намного больше, чем в классических свинцово-кислотных аккумуляторах, а зазоры между пластинами меньше.
Плюсы EFB
У этих аккумуляторов есть те же проблемы, что и у классических: они боятся глубокого разряда и хранения в таком разряженном виде, но в гораздо меньшей степени. Если мы полностью разрядим обычную батарею и оставим её на неделю-две, то на поверхности пластин начнут образовываться крупные кристаллы сульфата свинца. В норме кристаллы должны быть микроскопического размера для обратимого превращения в оксид при заряде. В случае же глубокого длительного разряда кристаллы будут менять свои размеры, перекристаллизовываясь, и продолжат расти, разрывая активную массу, отваливаясь и осыпаясь на дно аккумулятора. Наиболее крупные кристаллы уже теряют возможность превратиться в оксид свинца полностью, ещё больше снижая ёмкость и увеличивая внутреннее сопротивление. Так происходит неизбежная деградация всех аккумуляторов этого типа.
Но у EFB, как и у AGM, свинцовые пластины прикрыты стекловолокном, которое не даёт активной массе осыпаться и помогает батарее пережить глубокий разряд дольше. Кроме стандартных особенностей этого типа батарей, мы добавили в активную массу отрицательных пластин специальную углеродную добавку. Технологию назвали Carbon Boost. Она позволяет ещё больше снизить деградацию батарей, препятствуя сульфатации пластин. Плюс за счёт высокой проводимости углерод создаёт что-то вроде дополнительных проводящих каналов внутри активной массы. В результате при зарядке кристаллы сульфата превращаются в оксид гораздо быстрее и в большем объёме.
Углеродная добавка — это не мифическая вещь типа персидского порошка от клопов у Остапа Бендера, а вполне себе тоже патентованное, но реальное соединение сложного состава. У Carbon Boost первого поколения это был специально химически активированный природный графит, а Carbon Boost 2.0 — это синтетически созданное высокомолекулярное соединение на основе углерода. Кому надо оценить красоту зубодробящего химического названия — поиск по патентам в открытом доступе.
В итоге за счёт более плотной упаковки пластин и дополнительного эффекта от внесения углеродной добавки мы получаем аккумулятор, который может быстрее заряжаться более высокими токами. При этом за счёт более низкого внутреннего сопротивления мы не приближаем тепловую смерть Вселенной бессмысленным разогревом аккумулятора, а максимально переводим электрическую энергию в энергию химических связей. Это очень важно для машин с системой старт-стоп. Обычный аккумулятор просто не успевает получить достаточный заряд в режиме непрерывного включения и выключения мотора, из-за чего быстро выходит из строя от недозаряда.
Что поставить вместо старой батареи
Тут всё относительно просто. Лучше всего ставить именно то, что рекомендует производитель, если вы ничего существенного не меняли в своем автомобиле. Например, не ставили электрообогреватели стёкол, сидений, мощную акустику и другие потребители энергии, которые не шли в исходной комплектации.
Самое главное правило — нельзя делать даунгрейд. Как правило, параметры аккумулятора рассчитываются с очень небольшим запасом, и при переходе на более низкую ступень вы получите нехватку стартового тока, устойчивости к циклам заряда-разряда и гарантированно, быструю деградацию аккумулятора. То есть штатный AGM нельзя заменить новым качественным EFB, так как пиковые токи и количество циклов заряда и его скорость у него всё равно лучше. Аналогично нельзя менять AGM и EFB на традиционные батареи. У них быстро наступят разрушение активной массы и коррозия токоотводящих решёток решеток, если поставить их на машины с системой старт-стоп.
У нас, например, есть топовая модель Exide Premium. Это классический аккумулятор с прекрасными показателями токов холодной прокрутки, сопоставимыми с AGM. Но у него нет стекловолоконной защиты от осыпания активной массы, и устойчивость к циклической заряде-разряде у него в разы ниже, чем у EFB. Он отлично подойдёт для замены штатного аккумулятора в обычных автомобилях, но никакие рекуперация и старт-стоп с ним работать нормально не будут.
Можно ли делать апгрейд? Тут всё немного сложнее. В рамках классической линейки EXIDE Classic -> EXIDE Excell -> EXIDE Premium можно. Разве только что более мощный аккумулятор будет стоить дороже. Более того, вы можете на обычный автомобиль поставить EFB, и оно будет отлично работать.
Если у вас стояла обычная батарея
Апгрейд на EXIDE EFB имеет смысл делать, если вы не любите лишний раз лезть под капот и хотите на несколько лет дольше туда не заглядывать для очередной замены батареи. EFB имеет больше циклов заряда-разряда при прочих равных.
Апгрейд на EXIDE AGM для обычного автомобиля смысла, скорее всего, не имеет. Больший по сравнению со стандартной батареей ток позволит вашей суровой акустике на полтора киловатта не хрипеть, когда при превышении максимального тока обычный аккумулятор начинает просаживать напряжение на пару вольт. В других ситуациях это будет пустой переплатой. Обычный автомобиль редко нуждается в настолько большой мощности, сверхвысокие токи могут помочь при запуске на сильном морозе, но цена будет существенно выше.
Во всех остальных случаях лучше взять EXIDE Premium с углеродной модификацией — такой же, как у EFB. Он самый мощный и ёмкий в линейке классических, медленнее деградирует. Если хотите сэкономить — берите EXIDE Classic или EXIDE Excell, чтобы соответствовать классу вашего старого аккумулятора. Разумеется, не надо ставить Classic на полноприводный кроссовер с подогревом сидений и кастомной акустикой.
Если у вас стояла EFB
Меняйте на такую же EXIDE EFB равного класса. EXIDE Classic, EXIDE Excell, EXIDE Premium использовать нельзя! Мы специально даже наклейки добавляем на AGM и EFB о том, что замена на традиционную батарею недопустима.
EXIDE AGM имеет смысл ставить опять-таки в случае мощной дополнительной аппаратуры. В остальных случаях вы вряд ли сможете почувствовать какие-то преимущества от намного более мощной батареи даже в автомобилях с системой старт-стоп. Если вы всё-таки решите установить AGM, то обязательно учтите, что автомобили с системой старт-стоп имеют BMS — контроллер заряда батареи. Лучше уточнить у производителя, сможет ли штатный контроллер нормально с ней работать.
Не только автомобили
EFB-аккумуляторы работают почти так же круто, как AGM, но стоят дешевле. Если цена вас устраивает, то можно смело заменять устаревшие традиционные аккумуляторы в обычных автомобилях. Только помните, что, хотя они и необслуживаемые, но в отличие от AGM у них всё-таки есть свободный электролит. Сильно трясти, хранить в перевёрнутом виде их не стоит.
Кстати, по своим характеристикам, как и AGM, они должны лучше подходить для тех же ветряков и солнечных панелей с нестабильным профилем зарядки и разряда: больше токи, больше полных рабочих циклов. Хотя и тут лучше использовать специализированные аккумуляторы. А ещё никакого взрывоопасного водорода и долива электролита при правильном использовании.
Источник
Целесообразна ли замена обычной батареи на AGM-аккумулятор Start-Stop?
Целесообразна ли замена обычной батареи на AGM-аккумулятор Start-Stop?
Если для вас важно, чтобы под капотом вашего автомобиля стояла современная аккумуляторная батарея, не боящаяся глубоких разрядов, спокойно выдающая большие токи, отлично принимающая заряд? Тогда советуем купить аккумулятор AGM Start-Stop марки YUASA.
Что такое AGM
Батарея AGМ — это усовершенствованная версия свинцово кислотного аккумулятора, привычного для многих поколений автолюбителей и профессионалов. Аббревиатура AGM означает Absorbent Glass Mat. Речь идет о технологии с абсорбированным электролитом. Он пропитывает микропоры сепаратора аккумулятора, а свободные микропоры участвуют в замкнутой рекомбинации выделяемых газов. Иначе говоря, водород и кислород, покидающие свои разнозаряженные пластины, поступают в связанную среду, соединяются снова, образуя воду, и остаются внутри корпуса батареи.
- его внутреннее сопротивление меньше, чем у «жидких» батарей, так как проводимость стекловолоконного сепаратора лучше, чем у аналога с полиэтиленовыми «конвертами». Вот почему AGM-батарея способна отдавать более высокие токи,
- осыпанию активной массы препятствует плотно сжатый пакет пластин. Это – причина, по которой аккумулятор выдерживает глубокие циклические разряды,
- имеющиеся в продаже аккумуляторы AGM Start-Stop YUASА могут работать в любом положении,
- даже если батарея разобьется вдребезги, то связанный электролит, не образует ядовитой лужицы, а останется в сепараторах.
Что такое система Start-Stop
Преимущества технологии AGМ в АКБ в максимальной мере раскрываются на автомобилях, оснащенных системой «cтарт-стоп» и с повышенным потреблением энергии (специальные ТС, машины МЧС и «Скорой помощи» и проч.). Система Start-Stop специально разработана для автоматического выключения и запуска мотора с целью снизить время работы двигателя на холостом ходу, чтобы сократить расход бензина и уменьшить выбросы СО.
Естественно, на аккумулятор ложится дополнительная нагрузка. При запуске двигателя аккумулятор отдает много энергии. Если, к примеру, автомобиль застрял в пробке, то мотор приходится запускать по несколько раз в час. При этом, приборы автомобиля тоже нуждаются в энергии. По этой причине обычные АКБ просто не могут работать с системой Start-Stop и быстро разряжаются, так как не выдерживают подобной цикличности запуска двигателя. После разработки системы Start-Stop возникла потребность в мощной передовой аккумуляторной батарее. Аккумуляторы AGM Start-Stop YUASА – одни из таких. Цена их выше, но возможности намного шире.
Обычная АКБ или с технологией AGM: мнение профессионала
Аккумуляторы AGM Start-Stop YUASА в Москве признаны профессионалами и любителями. Однако не торопитесь покупать нужную модель в интернет-магазине аккумуляторов для своего автомобиля вместо обычной батареи. Почему? Потому что, вероятнее всего, ее возможности останутся невостребованными. А раз так, зачем переплачивать? Иное дело, ваш автомобиль оборудован дополнительной парой фар, лебедкой и другими энергопотребляющими устройствами, разряжающими батарею. В этом случае аккумулятор AGM Start-Stop будет уместен.
Источник
Чем отличаются аккумуляторы старт-стоп от обычных
СистемыStart-Stop созданы для автоматического выключения мотора и его запуска, чтобы снизить время работы на холостом ходу, это позволяет сократить расход горючего и выбросов во внешнюю среду.
Функционал батареи
Благодаря аккумулятору происходит питание всех систем машины. Им поддерживается питание разных блоков, которые задействованы в работе Start-Stop. Эти аккумуляторы не только участвуют в запуске двигателя, поэтому они и являются сердцем машины.
АКБ, используемые для Start-Stop должны иметь определенные свойства:
- обеспечивать высокую производительность;
- быстро заряжаться между циклами;
- бесперебойно подавать энергию ко всей системе, независимо от того, какова его мощность;
- даже если двигатель будет часто запускаться, это не должно влиять на нормальное функционирование;
- должна присутствовать высокая выдача тока холодной прокрутки;
- АКБ обязана быть устойчивой к разрядам критического типа.
Необходимо поговорить о том, какой должна быть крышка аккумулятора. В ней обязательно присутствие системы «лабиринта», чтобы был отвод газов к вкладышу противовзрывного характера и обратный их вывод из АКБ. Идеальным вариантом станет двойная крышка, не требующая обслуживания. В данной конструкции не имеются пробки, но существует накладка, имеющая двойные вкладыши, что предотвращает взрыв.
Аккумуляторы для Start-Stop
У системы имеется своя особенность. Это связано с дополнительной нагрузкой на аккумулятор. Из-за чего это наблюдается? При запуске двигателя каждой АКБ отдается довольно много энергии. В стандартных машинах мотор в течение суток запускается не слишком часто. Для системы «старт-стоп» данного количества недостаточно. Если движение не плотное, запуск происходит по нескольку раз в час, если машина стоит в пробке, то срабатывание случается через несколько минут.
Поэтому аккумулятор подвергается огромной нагрузке. Еще бы, ведь необходимо не только запустить мотор, но и сделать так, чтобы энергия поступила во все нужные приборы. Поэтому многие простые аккумуляторы не выдерживают работы с системой Start-Stop. Они довольно быстро разряжаются, поскольку не рассчитаны на подобную цикличность запуска мотора. Когда появилась система Start-Stop, стало необходимым создание мощных инновационных батарей, чтобы они могли полностью соответствовать большим нагрузкам.
Сейчас имеется два вида аккумуляторов. Сначала была проведена разработка батареи, в основе которой была AGM. Отличительной особенностью является то, что внутри аккумулятора имеется гель. В конструкции используются определенные пропитанные пакеты, выполненные из стекловолокна. Внутри пакетов находятся пластины АКБ. Из преимуществ данного типа можно выделить высокий уровень пусковых токов и то, что даже если батарея будет полностью заряжена, скачков не образуется. Другими словами, подобные аккумуляторы могут равномерно поставлять пусковой ток до той поры, пока полностью не разрядятся.
Источник