О чем речь? Виды аккумуляторов для автомобилей отличаются друг от друга не только габаритами, полярностью и емкостью, но и технологиями производства. В зависимости от начинки АКБ могут устанавливаться в машинах, предназначенных для разных условий эксплуатации.
Какие бывают? Сегодня самыми распространенными автомобильными аккумуляторами являются кислотные. К данной группе относят обслуживаемые, необслуживаемые, кальциевые и гибридные батареи. Гелевые АКБ – это уже более продвинутая технология.
В этой статье:
- Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора
- Сурьмянистые и малосурьмянистые аккумуляторы для автомобилей
- Виды кислотных аккумуляторов для автомобилей
- Гелевые аккумуляторы для автомобилей
- AGM аккумуляторы для автомобилей
- EFB аккумуляторы для автомобилей
- Часто задаваемые вопросы о видах аккумуляторов для автомобилей
Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора
Все виды современных аккумуляторных батарей для автомобилей представляют собой секции (аккумуляторы) в общем корпусе, которые последовательно подключены друг к другу. К примеру, 12-вольтовая АКБ в легковом автомобиле состоит из шести таких «банок».
Устройство и принцип работы автомобильного аккумулятора
Название «банки», которое в ходу у опытных водителей, хорошо отражает суть устройства батарей. Все секции АКБ являются емкостями для жидкости (или геля), включающих в свой состав молекулы, которые способны распадаться с образованием ионов. Последние имеют положительный или отрицательный электрический заряд. Погруженные в электролитный раствор пластины выполняют роль анода и катода. При пропускании через них тока в «банках» запускаются химические реакции, приводящие к образованию новых химических соединений. Таким образом заряжаются аккумуляторные батареи.
Если провода от катода и анода подключить к тому или иному потребителю электрической энергии, происходит обратный процесс с выделением электронов, которые необходимы для выполнения полезной работы.
Сурьмянистые и малосурьмянистые аккумуляторы для автомобилей
Сурьмянистые АКБ
Если разбирать виды аккумуляторов для легковых автомобилей, то начать следует с сурьмянистых АКБ, которые широко применялись на заре автомобильной промышленности. Названием они обязаны сурьме, которая входила в состав электролита (ее концентрация превышала 5 %). Добавление этого элемента в пластины позволяет сделать их более прочными, так как чистый свинец – очень мягкий металл.
Химические реакции, сопровождающие работу батареи, приводят к тому, что уровень электролитного раствора снижается и обнажаются пластины. В связи с этим при эксплуатации таких батарей требуется постоянный контроль уровня жидкости (при необходимости его восстанавливают, доливая дистиллированную воду). Все эти очевидные минусы привели к тому, что в качестве автомобильных такие аккумуляторные батареи сегодня практически вышли из применения.
Малосурьмянистые АКБ
Эти аккумуляторные батареи отличаются низкими потерями электролитного раствора и надежностью. Малосурьмянистыми называются аккумуляторы с содержанием сурьмы в материале пластин ниже 5 %. Нельзя сказать, что проблема постепенного снижения уровня жидкости в них решена на сто процентов и они вообще не нуждаются в обслуживании, однако в них практически не нужно доливать дистиллированную воду.
Кроме того, такие устройства в гораздо меньшей степени склонны самопроизвольно разряжаться при длительном хранении, а также хорошо переносят воздействие перепадов напряжения, которыми сопровождается эксплуатация многих старых автомобилей, особенно отечественных. По этому параметру эти батареи превосходят многие современные типы АКБ.
Виды кислотных аккумуляторов для автомобилей
Сегодня рынок предлагает несколько видов классических кислотных АКБ:
Обслуживаемые
Часто автовладельцы спорят о том, какой вид аккумуляторов для автомобилей лучше. Многие предпочитают пользоваться классическими аккумуляторными батареями, пробки на крышках которых предназначены для проверки уровня электролитного раствора и добавления дистиллированной воды. Как уже говорилось, быстрое выкипание жидкости – следствие высокой концентрации сурьмы в составе свинцового сплава, из которого изготовлены пластины.
Необслуживаемые/малообслуживаемые
Такие аккумуляторные батареи устанавливаются в подавляющее большинство современных транспортных средств с ДВС. Благодаря низкому содержанию сурьмы в пластинах выкипание воды происходит значительно медленнее, а значит, аккумулятор можно эксплуатировать, не обслуживая.
Технология «Са/Са»
В таких аккумуляторах сурьму в составе свинцовых пластин заменяют кальцием, что позволяет еще больше снизить скорость, с которой выкипает вода из электролитного раствора. Эти АКБ обладают большими энергоемкостью и коэффициентом полезного действия. Однако они не получили широкого распространения.
Причины: относительная дороговизна и крайняя чувствительность к переразряду. Чтобы полностью вывести батарею из строя, достаточно просто несколько раз оставить автомобиль с включенными габаритными огнями. Восстановление энергоемкости для этого вида аккумуляторов невозможно.
Гибридные
В таких АКБ перечисленные выше решения применяются комплексно: аноды изготавливаются с добавлением сурьмы, а катоды – кальция, что позволяет добиваться оптимальных эксплуатационных характеристик. Выкипание воды в подобных батареях происходит медленно, но они не так остро реагируют на переразряд, как накопители, изготовленные по технологии «Са/Са».
Гелевые аккумуляторы для автомобилей
Какие еще бывают виды аккумуляторов для автомобиля? Электролитный раствор может представлять собой не жидкость, а гель. Такие АКБ имеют маркировку GEL. Густая консистенция гелеобразного электролита позволяет полностью застраховать батарею от его вытекания.
Кроме того, гелеобразный электролит не подвержен выкипанию, вследствие чего секции не перегреваются, не осыпаются, хорошо переносят наклоны и вибрацию, долго держат зарядку, что делает возможным их длительное хранение. Ток, который отдают такие батареи, имеет одинаковую силу до полной разрядки. Они также выдерживают несколько циклов зарядки и разрядки, работая до 15 лет.
К числу недостатков следует в первую очередь отнести дороговизну таких АКБ – они в два раза дороже, чем кислотные аналоги. Кроме того, гель плохо переносит охлаждение, что затрудняет использование подобных батарей в северных регионах нашей страны (при -50 °C начинается кристаллизация электролита, сопровождающаяся потерей энергоемкости).
Для зарядки таких накопителей необходимо пользоваться специальными зарядными устройствами, которые выдают напряжение от 14,4 до 15 вольт (превышение этих значений может привести к непоправимым последствиям). Гелевые АКБ не рекомендуется устанавливать на автомобили с напряжением в бортовой сети больше 13 вольт или нестабильным (недопустимы скачки вольтажа и короткие замыкания). Решить эту проблему можно путем использования специальных клемм с регулирующими реле.
Гелевые аккумуляторы для автомобилей
Несмотря на преимущества гелевой технологии, в том числе высокие емкость и пусковой ток, такие относительно дорогие аккумуляторные батареи встречаются главным образом на дорогих автомобилях класса премиум или транспортных средствах, эксплуатация которых связана с постоянными тряской и вибрацией (мотоциклы, катера, самолеты и т. п.).
AGM аккумуляторы для автомобилей
Аккумуляторные батареи этого типа представляют собой улучшенную версию гелевых, созданную специально для автомобилей с функцией «старт-стоп». Свинцовые пластины в их секциях проложены стекловолокном, которое предотвращает осыпание. Отсюда и маркировка этого вида аккумуляторов для автомобилей – AGM (Absorbent Glass Mat). Данные АКБ не нуждаются в обслуживании и выгодно отличаются от кислотных по всем параметром, кроме цены, они стоят значительно дороже, чем кальциевые и гибридные.
AGM дешевле гелевых, у них не так сильно выражена зависимость от вольтажа зарядки, чувствительность к коротким замыканиям и воздействию низкой температуры, однако они в два раза хуже выдерживают циклы зарядки/разрядки, боятся переразряда и относительно быстро теряют заряд при хранении.
AGM аккумуляторы для автомобилей
АКБ такого типа оснащаются машины сегмента премиум, отличающиеся высокой требовательностью к электроотдаче. Важно учитывать, что на таких авто невозможно использовать аккумуляторы других видов (если машина в заводской комплектации была оснащена AGM-батареей, ее нельзя заменять кальциевой или гелевой). Этот минус частично компенсируется относительно долгим сроком службы – от 10 до 15 лет.
EFB аккумуляторы для автомобилей
АКБ, изготовленная по технологии EFB (Enhanced Flooded Battery), это нечто среднее между продвинутым AGM-аккумулятором и обычной кислотной батареей. В отличие от Absorbent Glass Mat у усиленных накопителей с жидким электролитом для последнего предусмотрены микроволоконные конверты, благодаря которым на поверхности не образуются сульфаты и не происходят короткие замыкания, вызванные осыпанием пластин. Такие аккумуляторные батареи отличаются быстрой зарядкой. Как и AGM-батареи, они используются в автомобилях с системой «старт-стоп», которая потребляет много энергии.
EFB аккумуляторы для автомобилей
Особенно хорошо эти АКБ зарекомендовали себя при эксплуатации в городском цикле, когда автомобиль часто стоит в пробках и останавливается на красный свет светофора. Для обычных кальциевых батарей такие режимы работы губительны. Кроме того, технология AGM обеспечивает превосходство по емкости и скорости зарядки. Большая сила пускового тока позволяет использовать подобные накопители как в морозы, так и в жаркое время года (причем клеммы таких АКБ не окисляются). Еще одно важное преимущество – отсутствие необходимости доливать воду.
Часто задаваемые вопросы о видах аккумуляторов для автомобилей
Что такое щелочная аккумуляторная батарея?
Такие АКБ бывают никель-кадмиевыми или никель-железными. Электролитом служит щелочной раствор. Помимо гофрированного покрытия, пластины защищены специальными герметичными конвертами.
Основные преимущества таких батарей состоят в том, что они:
- хорошо переносят тряску и вибрации (от протечек их защищают герметичные конверты);
- обладают высокой энергоемкостью;
- выдерживают глубокую разрядку и медленно разряжаются при хранении;
- устойчивы к перепадам температуры.
Главные минусы этих АКБ: громоздкость, относительно низкое напряжение и эффект памяти. Все это обусловило применение таких батарей главным образом в специальной технике, включая электрокары.
Каковы особенности литий-ионных аккумуляторных батарей?
Главными преимуществами современных литий-ионных аккумуляторов являются их практичность, малый вес и высокая плотность выдаваемой ими электроэнергии. Литий-ионные АКБ устойчивы к переразряду, большим токам, а также быстро принимают заряд. Еще одно важное преимущество – отсутствие эффекта памяти.
Такие батареи при хранении разряжаются незначительно (от 3 до 5 % за месяц). Срок службы может достигать одного десятка лет. Из минусов следует упомянуть о высокой чувствительности к воздействию жары и холода. Оптимальный температурный диапазон эксплуатации: +10…+35 °C.
Какими клеммами оснащаются автомобильные аккумуляторные батареи?
Плюсовая и минусовая клеммы на АКБ разного диаметра. Это дает водителю возможность не перепутать полюса при подключении.
Существуют разные виды клемм аккумуляторов для автомобилей – они бывают стандартными (плюс – 19,5 мм, минус – 17,9 мм) или азиатскими (плюс – 12,7 мм, а минус – 11,1 мм).
Итак, выше мы вкратце разобрались, какие виды аккумуляторов существуют для автомобиля. Приведенная информация призвана помочь при выборе АКБ для вашего автомобиля. Однако, если возникнут трудности, лучше всего доверить подбор батареи профессионалам.
