Продовжуючи тему сучасних свинцево-кислотних батарей, розпочату в минулому номері, ми вирішили торкнутися практичної сторони справи. Сучасні технології - це, звичайно, чудово. Але що вони дають і чим хороші (або погані) з прикладної точки зору? Розібратися в цьому нам допоміг технічний фахівець JOHNSON CONTROLS в Росії Дмитро ТИЩЕНКО.
Боротьба з «зневодненням»
«Принципова схема свинцево-кислотної батареї особливо не змінювалася. Блок пластин збирається з окремих позитивних і негативних решіток з активною масою (для позитивних використовується діоксид свинцю, для негативних - звичайний пористий свинець). Для запобігання механічного замикання між пластинами застосовується сепаратор. Інша справа, що матеріали і технологія виробництва пластин і сепаратора постійно змінюються », - розповідає Дмитро.
Раніше для забезпечення більшої міцності пластин в свинцевий сплав додавали сурму (близько 5%). Однак ця легирующая добавка приводила до більш активного газовиділення в процесі заряду, що в свою чергу оберталося суттєвою втратою води. Звідси і необхідність в періодичній перевірці і поповненні рівня електроліту, тобто «обслуговуванні» батареї.
Що ж так звані «гібридні» батареї? Все просто: позитивна пластина все ще виконана з сурм'янистого сплаву (близько 2,5%), негативна - з кальцієвого. Міфи про те, що ці батареї мають переваги тих і інших видів, не відповідають дійсності. Це компромісне рішення, до якого зараз вдаються переважно вітчизняні виробники, тоді як зарубіжні переходять на акумулятори з свинцево-кальцієвими пластинами і батареї типу VLRA.
З «пов'язаним» електролітом
VLRA-батарея (Valve Regulated Lead Acid - клапанно-регульована свинцево-кислотна) є повністю герметичним, хоча і оснащена аварійними клапанами, що спрацьовують при досягненні критичного тиску всередині корпусу. В процесі зарядки електроліт не "википає», оскільки знаходиться в «пов'язаному» стані. До числа таких батарей відносяться гелеві (проте в автомобілях вони не застосовуються) і побудовані на AGM-технології, тобто з сепаратором з абсорбуючої скловолокна. Саме за такими акумуляторами фахівці VARTA і бачать майбутнє. Чому? Детально на цю тему ми міркували в попередньому номері, але тезисно повторимося. У порівнянні зі звичайною AGM-батарея має велику витривалість в «крайніх» режимах при більш глибокому циклировании. Завдяки меншому внутрішньому опору вона швидше заряджається, що важливо при використанні на автомобілях з системою Start-Stop, а також в тих випадках, коли батарея змушена часто й подовгу розряджатися.
«Батарея з рідким електролітом протипоказані глибокі розряди, які можуть бути як наслідком несправності електрообладнання автомобіля, так і наслідком специфічних умов експлуатації, в результаті яких акумулятор не встигає« відновлюватися »між режимами розряду. Такі режими типові для автомобілів з системою Start-Stop, характерні для любителів вибратися на природу: коли акумулятор використовується не тільки в якості стартера, а й, наприклад, в якості тягового (надає руху електродвигун човна або живить лебідку).
Для таких умов краще підходять батареї, виготовлені за AGM-технології, так як вони більш стійкі до коливань та вібрацій, переносять глибокі розряди і швидше відновлюються. Які ризики виникають використання в таких умовах звичайної батареї з рідким електролітом? Тим, що вона не буде витримувати таких режимів і прослужить не більше декількох років. Також сама система Start-Stop не працюватиме так, як повинна. Звичайно, якщо її відключити і не використовувати, тоді звичайна батарея повинна впоратися », - зазначає Дмитро Тищенко.
Інша сторона медалі - вартість AGM-батареї. Її ціна приблизно в 2,5 рази вище, ніж в акумуляторів з рідким електролітом, термін служби в цілому більше, але, перш за все, в екстремальних умовах. Якщо екстриму немає, великий пусковий струм не потрібен, а про систему Start-Stop ви чуєте вперше, то сенсу в переплати немає, досить і звичайного акумулятора.
Життя коротке…
- Зараз, як і раніше, батарея в середньому служить все ті ж п'ять років, - визнає Дмитро.
- Так що ж, незважаючи на сучасні технології нічого не змінилося?
- Насправді з кожним роком навантаження на батарею зростає: збільшується число електроспоживачів, стають жорсткішими умови роботи, хоча б за рахунок систем на кшталт Start-Stop. А ми утримуємо її ресурс, - відповідає Дмитро. - На сьогоднішній день перед виробниками не стоїть завдання створювати стартерні акумулятори з максимальним терміном служби. Те, що хоче від нас споживач, будь то конвеєрні поставки або вторинний ринок, щоб батарея максимально надійно прослужила близько п'яти років. Термін служби до 8-9 років сьогодні нікому не потрібен. Тому сучасні конструкції розраховані якраз на це.
Від чого зношується і від чого «вмирає» батарея? В першу чергу від руйнування позитивної решітки, яка з часом руйнується і обвалюється. Це відбувається в результаті природного старіння, але руйнування решітки можуть прискорити інтенсивна експлуатація, тряска і вібрації.
Крім того, великий вплив на термін служби батареї надають умови зберігання та експлуатації. Сучасні акумулятори втрачають заряд дуже довго і можуть лежати на складі продавця без підзарядки до півтора років, в той час як батареї з сурмою в пластинах вимагають до себе уваги набагато частіше (див. Діаграму 2). Але в будь-якому випадку перед установкою на автомобіль батарея повинна бути повністю заряджена.
«Що відбувається з батареєю, якщо вона довго зберігається? Відбувається корозія решіток (будь-металевий виріб з часом починає корродировать). Часом можна побачити батареї з опуклими стінками, і це означає, що рівень корозії досяг непристойних розмірів. Втім, це трапляється вкрай рідко », - каже Дмитро.
Ще один ворог акумулятора, про який ми вже згадували, - глибокий розряд, який, як правило, настає в результаті форс-мажорних обставин: залишеного у включеному стані електроспоживачів, «витоку» струму в бортовій мережі або в тому випадку, коли акумулятор за якими -то причин не заряджається, але продовжує віддавати енергію. Як би там не було, в більшості випадків мова йде про несправність електрообладнання автомобіля, тому перш, ніж міняти раптом «сів» акумулятор, варто перевірити, чи немає витоків струму в бортовій мережі і яку зарядку дає генератор.
До речі, він заряджає акумулятор при постійній напрузі. Це означає, що струм може змінюватися, але генератор в будь-якому випадку видає 14 В. Батарея, яка після пуску має трохи меншу напругу, прагне «відновитися», приймаючи той струм, який їй потрібен, тому такий варіант зарядки при постійній напрузі дозволяє зарядити акумулятор на всі 100%.
Ось заряд при постійному струмі в 10% від ємності АКБ, який забезпечує зарядний пристрій, повністю батарею не відновить. Максимум, чого можна досягти за хитрими ступінчастими алгоритмами, - це 90-95%: зарядка триває до моменту досягнення номінального певного значення напруги, після чого пристрій переходить в режим «дозрівання» батареї. Нічого страшного в цьому немає - зарядивши «з більшого» акумулятор, його можна ставити на автомобіль, і до повної зарядки його «відновить» генератор. Зрозуміло, за умови, що електрообладнання автомобіля справно.
Вердикт «Автобізнесу»
Сучасні технології дозволили позбавити автовласників від необхідності перевірки і поповнення рівня електроліту, але зовсім «не обслуговуються» батареї не стали - їх заряд слід перевіряти перед установкою на автомобіль, а потім - перед кожним літнім і зимовим сезонами. Щодо ресурсу спокушатися не треба: акумулятори стали витривалішими насамперед для того, щоб витримувати збільшені навантаження, але термін їх служби (якщо не торкатися екстремальних режимів) в цілому залишився тим же. Ось вартість «просунутих» VLRA-батарей в рази більше вартості звичайних. Якщо конструкція автомобіля і умови експлуатації дозволяють обійтися колишніми технологіями, ще можна заощадити. Однак чи буде така можливість через десять років.
В сучасних батареях можливість доливання електроліту не передбачена, відповідно, технологічні пробки запечатані. Однак називати таку батарею «не потребує постійного обслуговування» теж не зовсім вірно.
Дмитро Тищенко: «Витрата води в акумуляторі багато в чому залежить від типу решітки».
Часи «обслуговуються» батарей, які потребують перевірки і доливання електроліту, відходять у минуле ...
