Устройство гелиевого аккумулятора автомобиля презентация

Как устроен гелевый аккумулятор, его преимущества и недостатки

Автономный источник питания современного автомобиля является важной его частью. Несмотря на высокую длительность работы современных АКБ, приходит время для их замены. Условно все автомобильные аккумуляторы можно разделить на две основные группы: с жидким электролитом и гелем. У гелевых АКБ больше особенностей, которые следует учитывать при выборе подходящей модели.

Определение гелевых аккумуляторов

Гелевая аккумуляторная батарея изготавливается при применении технологии Gel. В качестве основы применяются свинцовые пластины, между которыми электролит находится в гелевом состоянии. Отличительной чертой подобной батареи можно назвать полную герметизацию корпуса. При добавлении специальных присадок электролит превращается в гель.

Классические гелевые батареи представлены сочетанием следующих элементов:

1. Коррозионно-стойкие клеммы, которые предназначены для подключения нагрузки. Они изготавливаются при применении различных стандартов.
2. При изготовлении корпуса применяется ударопрочный полипропилен. Он обеспечивает длительную работу батареи в сложных условиях. Рассматриваемая конструкция не подлежит обслуживанию, поэтому нельзя допускать утечки электролита.
3. Конструкция имеет самоуплотняющиеся герметичные клапаны, которые требуются для отвода газов. Во время эксплуатации аккумулятора электролит может нагреваться, что приводит к образованию газов. Если не будет происходит их удаление, давление внутри корпуса возрастает.
4. Для повышения устойчивости конструкции к вибрации применяется конструкция из прочных скрученных в рулон элементов. При изготовлении применяется определенный сплав, который продолжает срок эксплуатации конструкции.
5. Повысить степень герметизации смогли за счет установки сепаратора из стекловолокна. Для повышения защиты устанавливается решетка из чистого свинца.

Современная Gel -технология предусматривает создание кислотного раствора в виде геля. Достигается подобное состояние путем добавления специального наполнителя, который изготавливается из силикона.

Основные характеристики

Устроен гелевый аккумулятор так же, как и свинцово-кислотные источники питания, что определяет похожие эксплуатационные характеристики. Выбор более подходящей батареи проводится по следующим критериям:

1. Максимальный ток заряда. Каждая аккумуляторная батарея характеризуется максимально допустимым значением тока при зарядке.
2. Емкость определяется в ампер/часах. Этот показатель применяется для определения времени, в течение которого источник питания может отдавать энергию с силой тока 1 ампер.
3. Рабочее напряжение на клеммах учитывается при выборе источника энергии для конкретного потребителя. В случае выбора аккумулятора для автомобиля отдается предпочтение моделям с напряжением 12 В.
4. Максимальный ток разряда или пусковой ток. Это значение применяется для определения максимальной силы тока, который вырабатывается в течение 30 секунд.
5. Вес источника питания может варьировать в большом диапазоне: от 8 до 50 кг. При увеличении показателя емкости повышается и вес, так как устанавливается большее количество пластин.

Принцип работы рассматриваемого источника энергии определяет то, что наиболее важными параметрами считаются емкость и максимальный пусковой ток. Показатель емкости выбирается в зависимости от объема двигателя по специальным таблицам.

Достоинства и недостатки

Применение геля определяет особые эксплуатационные характеристики источника питания. Преимущества гелевых автомобильных аккумуляторов заключаются в следующих моментах:

1. Конструкция может выдерживать до 400 полных разрядов. Применение геля в виде электролита определяет то, что даже при сильном разрядке показатель плотности остается неизменным.
2. Можно выполнять повторную зарядку батареи при ее частичном или полном разряде.
3. Продолжительность срока эксплуатации составляет около 10 лет. Варианты исполнения с обычным электролитом служат около 5 лет.
4. Нет необходимости срочно заряжать аккумулятор в случае его глубокой разрядки.
5. Показатель саморазряда составляет примерно 20% в год.
6. Малое внутреннее сопротивление определяет высокую эффективность батареи.
7. Конструкция не требует вложений.
8. Высокая безопасность, которая достигается за счет применения современных технологий производства.

Есть и некоторые недостатки применения гелевого состава. Технология GEL приводит к следующему:

1. Конструкция восприимчива к показателю подаваемого напряжения. Если подавать слишком высокий ток, то начнется процесс разрушения основных компонентов.
2. Высокий показатель плотности приводит к тому, что в зимний период возникают трудности с эксплуатацией подобных аккумуляторов. Как правило, при минусовой температуре жидкость начинает кристаллизоваться и он застывает.
3. Конструкция характеризуется высокой чувствительностью к коротким замыканиям. Именно поэтому нужно уделять много внимания правилам эксплуатации аккумуляторов с гелем.
4. Свинцово-кислотные варианты исполнения с жидким электролитом обходятся намного дешевле.

Технология GEL характеризуется довольно большим количеством различных особенностей. При этом зарядка и эксплуатация должны проводится с учетом особенностей гелевых конструкций.

При сравнении АКБ Са-Са и Gel типа отметим, что первый вариант исполнения обходится намного дешевле и встречается практически на всех автомобилях. Однако существенное увеличение количества потребителей приводит к тому, что свинцово-кислотные варианты исполнения служат недолго при постоянной и высокой периодической нагрузке. Поэтому для автомобилей средней и высокой ценовой категории рекомендуется приобретать АКБ Gel -типа.

Рекомендации по зарядке

Гелевые аккумуляторы характеризуются высокой восприимчивостью к силе тока и напряжению. Именно поэтому на момент зарядки следует контролировать параметры подаваемого того с высокой точностью. Стоит учитывать, что зарядные устройства, которые применяются для работы с традиционными свинцово-кислотными АКБ, не подойдут для работы с Gel -батареями. К особенностям процесса зарядки можно отнести:

1. Выбирается правильное зарядное устройство, которое рекомендуется производителем АКБ.
2. Для того чтобы исключить вероятность повреждения источника энергии, рекомендуется использовать силу тока, которая не превышает 10% значения емкости. К примеру, если емкость составляет 60 Ач, то следует подавать ток 6 ампер.
3. При срочной зарядке рекомендуется подавать силу тока, которая равна 30% значения полной емкости. На корпусе АКБ часто наносится наклейка с рекомендуемым максимальным током при зарядке.
4. Важно учитывать тот момент, что подаваемое напряжение не должно превышать 14,5 В. Если подается подобный ток, то происходит разрушение внутренней конструкции. Высокое напряжение приводит к нагреву геля, после чего он становится жидкостью.
5. Гелевые АКБ изготавливаются с возможностью использования режима зарядки для сохранения требуемого уровня энергии на момент обслуживания. Рекомендуется использовать подобный режим для периодической зарядки.

Особое внимание следует уделить выбору подходящего зарядного устройства. Обычный прибор может привести к уменьшению срока эксплуатации источника питания. Требуемое зарядное устройство должно обладать следующими свойствами:

1. При сильном нагреве или по завершении зарядки устройство должно прекратить подачу тока. В противном случае гель может сильно нагреться и превратиться в жидкость.
2. Напряжение должно быть постоянным. Даже небольшие перепады показателя приведут к уменьшению срока службы конструкции.
3. Температурная компенсация определяет изменение режима зарядки в зависимости от температуры аккумулятора.
4. Точный контроль показателя силы тока.

Приобретенное зарядное устройство для гелевых аккумуляторов может использоваться для восполнения заряда обычного АКБ с жидким электролитом. Поэтому можно приобрести его для обслуживания гелевого и обычного источника питания.

Восстановление гелевого электролита

Несмотря на то что рассматриваемые АКБ изготавливаются в не обслуживающем корпусе, в некоторых случаях есть возможность восстановить уровень электролита. Качественное изделие может прослужить отведенный срок даже без обслуживания.

При вздутии или разрушении пластин восстановить конструкцию не получится, источник питания нужно заменить полностью. Потеря емкости указывает на то, что используемый гель начал высыхать. При необходимости можно восстановить водный баланс путем добавления дистиллированной воды. Рекомендации по проведению этой работы следующие:

1. АКБ снимается с автомобиля.
2. Демонтируется верхняя крышка и с отверстий удаляются заглушки.
3. Внести воду внутрь конструкции можно при помощи обычного шприца. В большинстве случаев требуется около 1−2 кубика.
4. Вода вливается в каждую банку.
5. Аккумулятор нужно оставить на несколько часов. Они требуются для того, чтобы гель равномерно пропитался.
6. Проводится сборка конструкции и проверяется уровень напряжения на клеммах.
7. Если показатель напряжения правильный, заглушки устанавливаются на свои места.

После восполнения водного баланса АКБ ставят на зарядку. При соблюдении рекомендаций по проведению зарядки показатель емкости восполняется до рекомендуемого значения.

Слишком сильный износ конструкции становится причиной сильной сульфации пластин. Провести десульфацию можно двумя методами:

1. Добавление химического состава Трилона В. Подобное вещество можно приобрести в специализированном магазине и развести согласно рекомендациям. Перед добавлением созданного состава рекомендуется осушить аккумулятор, после чего провести его промывку дистиллированной водой. Провести подобную работу можно только при наличии определенных навыков, допущение незначительной ошибки приведет к быстрому износу пластин.
2. Использование импульсных токов с различной амплитудой. Для разрушения сульфата свинца применяется метод подачи импульсных токов. Аккумуляторы гелевого типа крайне отрицательно воспринимают резкие перепады. Поэтому рассматриваемый метод не всегда позволяет достигнуть требуемого результата.

Восстановлением рассматриваемого типа АКБ занимаются в специальных сервисах. Однако, в большинстве случаев дешевле приобрести новый источник энергии, нежели восстановить поврежденный.

При соблюдении рекомендаций по эксплуатации гелевые источники энергии могут прослужить в течение длительного периода. Их эксплуатация достаточно проста, необходимость в обслуживании возникает крайне редко. Основным недостатком является высокая стоимость, которая и отпугивает многих автовладельцев.

Источник

Гелевый аккумулятор: преимущества и недостатки

Аккумуляторы в сфере автомобилестроения используются уже более сотни лет. Основное предназначение таких узлов – обеспечение электроэнергией электроники в обход генератора и синхронизаторов его токов. На данный момент аккумуляторные технологии настолько продвинулись вперёд, что помимо знакомых всем щелочных и кислотных батарей, также имеются отчасти таинственные гелевые аккумуляторы. Узлы подобного вида всё чаще и чаще встречаются на полках магазинов автозапчастей и нахваливаются бывалыми автомобилистами. Однако обосновано ли это? Реально ли гелевые автомобильные аккумуляторы настолько хороши? Давайте разберёмся, детально рассмотрев этот вид батарей электроэнергии.

История появления

Начинается история появления гелевых аккумуляторных батарей (АКБ) в момент появления свинцово-кислотных аккумуляторов. Впервые данный тип хранителей электроэнергии был спроектирован Гастоном Планте, однако идеальным или близким в идеальному он точно не получился. Во многом это было связано с тем, что первые свинцово-кислотные АКБ были маленькими по ёмкости и проблемными в плане зарядки.

Достойные умы автомобильной инженерии и электрики трудились в сфере улучшения аккумуляторов подобного рода в течение 100 лет. В основном модернизации поддавались два элемента аккумулятора:

• сетка электродов;
• непосредственно электролит.

И лишь вначале 1970-х годов миру предстали наиболее удачные конфигурации подобных устройств. Именно одной из таких стал рассматриваемый сегодня гелевый аккумулятор.

Суть конструкции данного узла заключалась и заключается в использовании сметанообразного электролита, иначе говоря – геля, который заметно улучшает основные свойства АКБ. Поначалу идея гелевых батарей была воспринята не столь хорошо, как хотелось бы её создателям, однако с течением времени ситуация изменилась. В итоге, с 00-х годов нынешнего века гелевые АКБ для автомобиля и мото-аккумуляторы подобного вида потихоньку «захватывают» сферу своей специализации и становится все более и более популярны.

Принцип работы и устройство гелевой АКБ

Устройство гелевого аккумулятора мало чем отличает от того, что представлено в кислотных батареях. В типовом варианте подобный узел представляет собой совокупность из следующих составляющих:

• полностью запаянный корпус – преимущественно из резины или пластмассы;
• сетка или решётка свинцовых (реже – иных) электродов;
• области для наполнения гелем, называемые сепараторы или пластинки;
• мастика, заполняющая пустоты в конструкции АКБ и придающая ей крепости;
• клеммы подключения;
• в редких случаях – клапан отработанных газов и крышка.

На данный момент производят два основных типа гелевых батарей, а именно:

• Аккумуляторы технологии «GEL». Работают по принципу кислотных батарей, за исключение того, что в их конструкции используется не жидкий электролит, а гель. Плюс подобных АКБ заключается в том, что они способны выдержать до 1 000 циклов «заряд-разряд» до того момента, как начнут терять энергоёмкость;
• Аккумуляторы технологии «AGM». Конструкция также схожа с кислотными батареями, однако в ней используется «умный» сепаратор. Последний из стекловолокна и удерживает в себе гелевый электролит так, что он никогда не растекается и газы, образующиеся при работе АКБ, впитываются самой субстанцией, а затем повторно участвуют в выдаче электроэнергии. Преимущество данных аккумуляторов заключается в полной безопасности их использования и качественной организации. Однако при этом они имеют один минус – невозможность выдержать более 400-500 циклов «заряд-разряд» без потери в заявленной ёмкости.

Что касается конкретных принципов организации работы гелевого аккумулятора, то они заключаются в проведении химических реакций геля-электролита, сделанного на основе двуокиси кремния, с используемыми в АКБ электродами. В итоге, это позволяет иметь стабильное напряжение на клеммах батареи в размере 12 Вольт. Впрочем, как и у кислотного аккумулятора.

Плюсы и минусы гелевых аккумуляторов

Пожалуй, основное, на что обращают внимание автомобилисты при выборе АКБ, это плюсы и минусы его работы. В этом плане гелевые аккумуляторы смотрятся очень интересно, так как имеют и существенные преимущества, и некоторые недостатки. Для того, чтобы увидеть всю картину использования подобных батарей, давайте обратим внимание как на их плюсы, так и минусы. Начнём, наверное, с положительных аспектов функционирования гелевых батарей. В общем виде их перечень следующий:

• Простое обслуживание гелевого аккумулятора. Если быть точнее, оно вовсе не требуется. Достаточно купить батарею, установить на автомобиль или мотоцикл и активно использовать, периодически заряжая;
• Надёжность конструкции. Это связано с тем, что физические характеристики сепараторов и пластин гелевых батарей нейтрализуют риски их осыпания. Подобное, к слову, часто встречается у кислотных АКБ;
• Высокий ресурс. Как было отмечено ранее, гелевая АКБ способна без проблем выдержать порядка 500-1 000 циклов «заряд-разряд»;
• Отсутствие испарений геля при работе, то есть – полная герметизация работы батареи. Согласно заявлениям производителей гелевых аккумуляторов, работают они по принципу повторного усвоения испарений и участия таковых в следующих моментах выдачи электроэнергии;
• Быстрая зарядка. И вправду, гелевые АКБ заряжаются заметно быстрее иных видов батарей. Во многом добиться такого результата удалось за счёт использования в их конструкции чистого свинца, имеющего меньшее сопротивление;
• Возможность работы аккумулятора в любом положении, так как гель ни капли не растекается по сепаратору. Особенно существенно данное преимущество для мотоаккумуляторов. Также гелевые батареи нередко используют для подпитки электромотора, опять же, из-за его неприхотливости в работе;
• Высокая сила стартового тока АКБ, что позволяет завести автомобиль или мотоцикл при низком уровне заряда батареи без особых проблем;
• Большой срок службы – от 6 до 10 лет;
• Отменная устойчивость к глубокому разряду. Согласно проведённым экспериментам, гелевые АКБ способны выдержать порядка 400 нулевых разрядов. Кислотный, к слову, редко выдерживает даже 20-30 штук;
• Долгий саморазряд. Гелевый аккумулятор теряет порядка 15-20 % заряда в год при обычном простое, что очень мало для батареи подобного типа.

Казалось бы, гелевый аккумулятор – это эталон надёжности и простоты использования, но и здесь есть некоторые подводные камни, а точнее, это минусы использования подобных АКБ, которые таковы:

• Высокая стоимость. От 4000 рублей для небольших мотоаккумуляторов и от 14000 рублей для автомобильных батарей. Для сравнения, за эти деньги можно купить 3-4 неплохих «кислотника»;
• Необходимость точной зарядки батареи. Да, гель-электролит очень чувствителен к чрезмерной зарядке. Так, к примеру, неисправность генератора или подача на аккумулятор более 16 Вольт при зарядке способна «убить» АКБ, а не придать ему необходимую для владельца заряженность;
• Плохая работа в сильный мороз. Удивительно, но современный гель не способен выдержать даже отметку в минус 30 градусов по Цельсию, что ставит вопрос о мобильности гелевых батарей.

Безусловно, рассматриваемый сегодня тип аккумулятора лучше кислотного, но и он имеет некоторые недостатки. Существенны ли они? Какие минусы стоит терпеть? Нужно ли это? Решайте сами в зависимости от своих желаний и потребностей.

Зарядка гелевого аккумулятора

Правила эксплуатации и порядок зарядки гелевого аккумулятора определяются его производителем. В любом случае, особых отличий в этом плане АКБ на геле от кислотных батарей не имеют. Для того чтобы правильно зарядить такой узел достаточно:

• Иметь настраиваемое зарядное устройство АКБ и бесперебойный источник тока;
• Знать, как правильно заряжать гелевый аккумулятор.

С первым моментом, пожалуй, каждый разберётся сам, а вот относительно порядка зарядки батареи стоит поговорить более подробно. На самом деле особых сложностей она не имеет и проводится так:

1. Демонтируйте аккумулятор с вашего транспортного средства, соблюдая базовую технику безопасности;
2. Организуйте место для зарядки узла и убедитесь, что доступ к нему со стороны третьих лиц или неблагоприятных факторов ограничен;
3. Подготовьте зарядное устройство для гелевых аккумуляторов и соедините его с самой батареей, при этом подключив девайс к электросети;
4. Посредством функций настройки задайте следующие параметры зарядки:
   • напряжение в процессе таковой растёт от 11-12 В до 13-14В;
   • сила тока равняется 1/10 от заявленной энергоёмкости заряжаемой АКБ.
5. После этого остаётся лишь дождаться полного заряда батареи и вернуть её на своё «законное» место.

В целом, особых сложностей в зарядке гелевых аккумуляторов не имеется. Главное в этом процессе – соблюдение рекомендаций производителя и представленных выше положений. Уверяем, при таком подходе к зарядке АКБ она прослужит вам максимально долгий срок без каких-либо проблем.

Восстановление гелевого аккумулятора

Ранее уже было упомянуто, что гелевые аккумуляторы не особо чувствительны к глубокому разряду. Однако, даже взяв в расчёт это преимущество подобных АКБ, об их грамотном восстановлении забывать не стоит. Однако как восстановить гелевый аккумулятор и насколько это сложно? Давайте разбираться.

На самом деле сложностей в восстановлении гелевой батареи нет, ибо используемый электролит в этом плане крайне неприхотлив. Для того, чтоб восстановить аккумулятор данного типа без потери энергоёмкости, достаточно:

1. Провести демонтаж аккумулятора с автомобиля или мотоцикла, соблюдая базовую технику безопасности;
2. Организовать место для зарядки узла и убедиться в том, что доступ к нему со стороны третьих лиц или неблагоприятных факторов ограничен;
3. Подготовить зарядное устройство и соединить его с восстанавливаемой батареей, при этом подключив первый девайс к электросети;
4. После этого придётся поэкспериментировать и выбрать одну из методик восстановления, при которой АКБ начнёт «кушать» ток и, соответственно, заряжаться. На сегодня выделяют следующие способы восстановления гелевой батареи:
   • Долить дистиллированную воду в аккумулятор, что возможно не всегда, и провести штатную зарядку узла;
   • Провести длительное заряжание АКБ посредством подачи на него тока под напряжением 15-16 Вольт на протяжении периода времени, большего в 2, а то и 3 раза, чем имеется при стандартной зарядке батареи;
   • Организовать циклическое восстановление аккумулятора. Смысл этой методики заключается в том, что сначала АКБ слегка подзаряжают, а потом разряжают, проделывая данную операцию от 5 до 10 раз. После чего проводится обычная зарядка узла.
5. Если ни один из подходов восстановления результатов не дал, то стоит констатировать – АКБ «умер» и восстановлению не подлежит. В такой ситуации, к сожалению, выход лишь один – покупка нового аккумулятора.

На этом, пожалуй, по гелевым батареям наиболее интересная и важная информация подошла к концу. Надеемся, представленный сегодня материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи на дорогах и в использовании АКБ!

Источник