Как выбрать аккумулятор часть 1
В настоящей статье мы обобщим существующие рекомендации, как правильно выбрать аккумулятор, который нужен именно Вам.
При выборе руководствуемся следующими основными критериями - бренд и цена, стандарт (геометрические характеристики), емкость и пусковой ток, полярность, состояние батареи и, самое главное - её технология изготовления.
Часть 1
Перед освоением материала призываем Вас различать аккумуляторы по уровню и качеству. Под уровнем мы понимаем совокупность технических и весовых характеристик, под качеством - качество сборки и применяемых материалов, технологичность, безотказность. Т.е., батарея может быть тяжелой, мощной, но при этом расходовать много воды, иметь дефекты сборки, и большой процент брака, а может быть довольно слабой и легкой, но при этом высококачественной и безотказной.
1. Технология изготовления.
Самый важный критерий выбора АКБ и самый недооцененный большинством потребителей.
В настоящее время ВСЕ стартерные аккумуляторные батареи являются кислотно-свинцовыми, независимо от того, по какой технологии они изготовлены.
Основные технологии производства АКБ условно подразделим на следующие: сурьмянистая (малосурьмянистая) Sb/Sb, кальциевая Са/Са (в т.ч. EFB и AGM), гибридная Sb/Ca.
Независимо от технологии изготовления, все аккумуляторы подразделяются на два основных типа - стартерные и тяговые (буферные, ИБП). Есть также промежуточный тип - полутяговые. Стартерные предназначены для единовременной отдачи большого пускового тока, который обеспечивается большей площадью поверхности пластин, которые намного тоньше чем у тяговых батарей. Т.е., в стартерных батареях пластин намного больше, но они тонкие и более подвержены механическому износу, их главное назначение - пуск двигателя внутреннего сгорания путем единовременной отдачи большого стартерного тока. Тяговые же аккумуляторы предназначены для питания электродвигателей и других электрических приборов, они отличаются малым стартерным (пусковым) током, для них он не важен. У них очень толстые и тяжелые пластины, и только эти батареи конструктивно могут переносить глубокий разряд, хотя тоже его естественно не любят, так как функционируют по одним и тем же физическим законам, как и стартерные. Они идеальны для питания автономных энергетических систем, котлов, применяются в электро- и гибридных автомобилях в качестве основной батареи, в разного рода источниках бесперебойного питания, и т.д.
Стартерные же батареи, на этом делаем особенный акцент, не предназначены для работы в условиях глубокого разряда, при этом неважно, по какой технологии они изготовлены и, если мы говорим об устойчивости стартерных батарей к глубокому разряду, то подразумеваем всего-навсего некоторое преимущество одной технологии перед другой, и любую стартерную батарею, для сохранения ее ресурса, после глубокого разряда нужно незамедлительно заряжать.
Теперь о том, почему важен выбор технологии для конкретного автомобиля.
Сурьмянистые Sb/Sb.
Поскольку свинец в чистом виде металл мягкий и отлитые из чистого свинца пластины АКБ не обладают достаточной механической прочностью, используются сплавы свинца с другими металлами. На протяжении большей части исторического периода производства АКБ таким металлом являлась сурьма. Соответственно, такие аккумуляторы называются сурьмянистыми (малосурьмянистыми).
Наиболее устойчивы к глубоким разрядам из всех традиционных технологий. При условии своевременной и правильной зарядки могут быть восстановлены практически без последствий.
Если пластины не имеют сильного механического износа, в случае даже глубокой сульфатации аккумулятор можно восстановить до приемлемого рабочего состояния.
Основные недостатки - самые низкие технические параметры из всех традиционных технологий. Высокий уровень саморазряда в состоянии покоя, особенно с подключенными клеммами. Высокий расход воды, соответственно необходимо периодически контролировать уровень электролита и доливать дистиллированную воду.
Особенности.
Порог напряжения, при котором на исправной батарее начинается интенсивное газовыделение, или так называемое «кипение», что на самом деле никакое не кипение, а электролиз (разложение воды на кислород и водород), самый низкий из всех технологий, находится примерно на 14,2-14,6 Вольт, соответственно диапазон постоянного зарядного напряжения бортовой сети, на которое рассчитаны сурьмянистые аккумуляторы, располагается в пределах 13,3 - 13,6 Вольт, как, собственно, и есть на старых автомобилях.
В настоящее время достойных по качеству сурьмянистых батарей на рынке практически не осталось, даже самые дешевые аккумуляторы уже почти все кальциевые или гибридные.
Резюме: Применимость – автомобили с напряжением постоянного заряда в бортовой сети 13,3 – 13,6 Вольт. Но ввиду высокой требовательности к частоте обслуживания и квалификации пользователя, лучше предпочесть гибридную батарею, о них далее. Где их не нужно применять: в бортовых сетях с напряжением более 13,7 - 13,8 вольта – расход воды будет катастрофически быстрым.
Кальциевые Ca/Ca.
Начиная с 80-х – 90-х годов прошлого века, подстраиваясь под требования автопроизводителей, в свинец вместо сурьмы стали добавлять кальций.
Применение кальциевого сплава позволило поднять зарядное напряжение в бортовых сетях, что обеспечило более быструю заряжаемость аккумуляторов и при этом уменьшить расход воды, так как интенсивный электролиз в исправных кальциевых батареях начинается на напряжении 15,5 - 16 вольт. Соответственно, диапазон постоянного зарядного напряжения в бортовой сети, при котором обеспечивается адекватное восполнение утраченного заряда, располагается в пределах 13,9 – 14,5 Вольт. Как и есть в большинстве современных автомобилей, в том числе и отечественного производства.
Достоинства:
Из традиционных технологий кальциевая обеспечивает наилучшие технические параметры АКБ.
Очень малый расход воды. Исправные батареи данного типа лучше переносят летнюю жару.
Низкий саморазряд в состоянии покоя.
Недостатки.
Хуже всех технологий переносят глубокие разряды. Но этот недостаток больше был выражен у ранних кальциевых батарей. Сейчас производители в батареях премиум класса снижают этот недостаток применением различных специальных дорогостоящих добавок, в том числе серебра. В интернете много страшилок про недопустимость полного разряда кальциевых батарей. Если после полного разряда кальциевую батарею СВОЕВРЕМЕННО и ПРАВИЛЬНО зарядить, потеря емкости будет минимальной.
ИТОГ: Если у вас современный автомобиль со стандартным электрооборудованием (без лебедок, Вебасто, старт-стопа и т.п.), со стабильным напряжением заряда от 14 вольт и выше – только кальциевая батарея. Противопоказания к применению – классические Жигули, Волги и любые другие авто, где напряжение заряда не превышает примерно 13,9 вольт. Не рекомендуется для автомобилей с продвинутыми автозвуковыми системами, но тут тоже есть нюансы – если установлен более мощный генератор и прослушивание только на заведенном автомобиле, почему бы и нет.
Са/Са AGM (Absorbent Glass Mat).
Потребители часто по ошибке называют их гелевыми (об этом позже). В основе в любом случае лежит традиционная технология Са/Са, хотя скоро должны появиться (или уже появились) AGM аккумуляторы с пластинами из чистого свинца без сплава с другими металлами. Особенностью технологии AGM является отсутствие жидкого электролита в нашем привычном понимании, т.е. в жидком состоянии. Электролитом пропитаны специальные стекловолоконные сеператоры-прокладки (маты) между положительными и отрицательными пластинами, которые все вместе плотно прижимаются друг к другу. Данная конструкция препятствует оплыванию (осыпанию) активной массы, и отличается низким внутренним сопротивлением, так как классические сепараторы, которые это самое внутреннее сопротивление в традиционных АКБ повышают, отсутствуют. Также отсутствует другой главный недостаток классических стартерных АКБ – расслоение электролита (кислотная стратификация), благодаря чему AGM аккумуляторы очень устойчивы к циклическим нагрузкам (частичный разряд - заряд). Из-за возможности более плотного расположения пластин их количество может быть большим, чем в традиционном аккумуляторе. Поэтому AGM аккумуляторы как правило отличаются более высокими значениями пускового тока, а также имеют больший вес. Низкое внутреннее сопротивление позволяет сохранять высокий пусковой ток даже при низкой степени заряда, а также принимать заряд быстрее традиционных аккумуляторов. Пластины могут укладываться как традиционно в прямоугольном корпусе, так и спиральным способом, тогда форма банок будет цилиндрической.
Пониженное внутреннее сопротивление, способность быстро принимать заряд и выдавать высокие технические характеристики даже в условиях частичного разряда определяют применимость данного типа батарей – для автомобилей с системой старт-стоп, лебедками, мощными сабвуферами, Вебасто, и другими источниками повышенного энергопотребления. Также батареи AGM штатно устанавливаются в автомобили с обилием разного рода электронных систем, как в премиальных немцах, где крайне важно обеспечить стабильное напряжение в работе бортовой сети, так как просадки напряжения будут приводить к различным сбоям в работе этих самых электронных систем.
Хотя AGM батареи и являются своеобразной вершиной эволюции стартерных аккумуляторов, они тоже имеют недостатки, которые делают их применение в обычных автомобилях со стандартными электрооборудованием и потребителями, в большинстве случаев нецелесообразным.
В первую очередь это очень высокая цена.
Несмотря на принципиально иной конструктив этих батарей, они работают по тем же физическим принципам, что и обычные батареи с жидким электролитом, поскольку такие же свинцово-кислотные. И в них также образуется сульфат, и они так же теряют воду, особенно если сульфата в пластинах много. И особенно этот процесс будет усугубляться жарким летом, когда в пик температур, в пробках, температура в моторном отсеке доходит до 100 градусов. Не зря в премиальных немцах, в которых используют эти батареи, производители их устанавливают в багажнике или даже в салоне авто – для обеспечения комфортного температурного режима.
Резюме: если в авто нет источников повышенного энергопотребления, и тем более батарея располагается в моторном отсеке, то особенно в жарком летнем климате потраченные на AGM деньги будут просто «испаряться» с водой из электролита, и те самые достоинства этих батарей, за которые, собственно, и будут уплачены эти самые средства, в большинстве случаев останутся невостребованными. Если применение источников повышенного энергопотребления носит ярко выраженный сезонный характер, как например Вебасто, экономически выгоднее применить концепцию двух батарей – на зиму ставить AGM, на летний сезон применять обычную, а ту батарею, которая «отдыхает», ставить на хранение в прохладное место, предварительно проведя обслуживание (зарядку).
Кальциевые Ca/Ca EFB.
Это продвинутые кальциевые аккумуляторы, изначально разработанные для автомобилей с базовой системой старт-стоп. В отличие от технологии AGM, наименование которой техническое и прямо указывает на особенности этой самой технологии, то EFB (Enhanced Flooded Battery) – наименование скорее торговое, и каждый производитель вполне себе вправе понимать его по-своему. Но суть его примерно в следующем. Пластины изготавливаются более толстыми и прочными, и во (на) внешний слой пластин (либо всех, либо только положительных, как наиболее подверженных износу) добавляется дополнительный защитный слой армирующего стекловолокна, что делает их более устойчивыми к циклическим нагрузкам (частичный разряд-заряд). Для более быстрого приема заряда присутствуют специальные добавки к активной массе.
В целом все так же, как у кальциевых батарей. Батареей EFB вполне можно заменять классическую батарею, при прочих равных условиях она обеспечит больший ресурс, так как нагрузки на нее в автомобиле без старт-стоп безусловно меньше. У EFB батареи присутствует один недостаток, который пользователь должен понимать и быть готовым к этому. Поскольку пластины у нее толще, то расстояние между ними, и без того в любой стартерной батарее малое, еще меньше. Поэтому электролит в такой батарее перемешивается несколько хуже, кислотная стратификация в условиях частичного разряда и хронического недозаряда будет более выражена и после глубокого разряда, либо после нахождения в длительном недозаряде, плотность в такой батарее в верхних слоях поднимается тяжелее. И поэтому не стоит верить некоторым продавцам или блогерам с пониженной социальной ответственностью, что эта батарея – «глубокого разряда». Цикличность – да, глубокий разряд – нет. Поэтому при покупке такой батареи наличие правильного зарядного устройства будет крайне нелишним.
Гибридные Sb/Ca (Calcium+, Са+)
В данной технологии производители пытаются объединить достоинства сурьмянистых и кальциевых батарей и исключить либо свести к минимуму их недостатки. По сути, призвана заменить сурьмянистые батареи для автомобилей с пониженным напряжением в бортовой сети. Также данная технология используется для производства грузовых батарей для тяжелых условий эксплуатации, где предполагается достаточно квалифицированное их обслуживание. В том числе и элитными зарубежными производителями, которые для производства легковых батарей гибридную технологию уже не применяют. Положительные пластины изготавливаются из свинцово-сурьмянистого сплава, отрицательные - из свинцово-кальциевого.
Интенсивный электролиз в исправных гибридных батареях начинается на напряжении примерно 14,9 – 15,4 вольт, диапазон же постоянного зарядного напряжения в бортовой сети, при котором обеспечивается оптимальный заряд, находится в пределах примерно 13,6 – 14,1 вольт.
Достоинства:
Хорошее соотношение "цена-качество". Благодаря положительным пластинам из свинцово-сурьмянистого сплава лучше кальциевых переносят глубокий разряд. Расход воды ниже, чем в сурьмянистом, гибридный аккумулятор требует внимания меньше, чем традиционный сурьмянистый. Саморазряд ниже, чем в сурьмянистых батареях. Но гибриды тоже бывают разные – низкотехнологичные гибриды мало чем отличаются от сурьмянистых, а топовые, высокотехнологичные гибриды по потребительским качествам очень приближены к хорошим кальциевым батареям.
Недостатки:
Большинство гибридных АКБ при прочих равных условиях (количество пластин, вес) уступают кальциевым по техническим параметрам. Выше, чем у кальциевых, расход воды и саморазряд.
Резюме: Применимость – автомобили с напряжением постоянного заряда в бортовой сети до 14-14,1 вольт. Поскольку качественных сурьмянистых батарей на рынке почти уже нет, и времени на обслуживание их потребуется больше, то, например, в классический бюджетник, гибридную батарею однозначно устанавливать имеет смысл, в любом случае есть смысл предпочесть ее кальциевой.
Гелевые
Потребители часто неправильно называют гелевыми батареи AGM, хотя между ними есть принципиальная разница. В гелевых батареях электролит загущается соединениями на основе кремния до гелеобразного состояния. В автомобилях почти не применяются, предположительно из-за нелюбви к высоким температурам. Основная сфера их эффективного применения – в виде тяговых в различного рода энергетических системах и в качестве источников бесперебойного питания.
Продолжение, часть вторая по ссылке.