Agm-аккумуляторы

Привет, Хабр! Сегодня мы введём в эксплуатацию сухозаряженный мотоциклетный AGM аккумулятор. Данное руководство можно использовать и для обычных сухозаряженных кальциевых АКБ с жидким электролитом.

Заодно обсудим, чем отличаются разные типы свинцовых аккумуляторов, и как это сказывается на их применении. Как всегда, будут видео и показания приборов.

Такие маленькие аккумуляторы используются в мотоциклах, скутерах, квадроциклах, гидроциклах, снегоходах, мотокультиваторах, мини-тракторах и даже опрыскивателях.



Основным отличием мотоциклетного AGM аккумулятора от привычных резервных (для источников бесперебойного питания, ИБП) и тяговых является назначение, соответственно которому нормируются ключевые параметры. У аккумуляторов, предназначенных для разных целей и условий применения, эти параметры разные.

Напряжения в этой статье будут приводиться для наиболее распространённых 12-вольтовых аккумуляторных батарей, к которым относится и подопытная.

Для стартерного или маломощного резервного аккумулятора титульной является полезная ёмкость 20- часового, иногда 10-часового разряда до 10.5 или 10.8 вольт под нагрузкой. Пример GS-12-12 L: 12 вольт, 12 ампер*часов.



Для тягового (глубокого цикла) в качестве основного параметра нормируется ёмкость 2-часового разряда (6-DZM-12: 6 банок, то есть, 12В, 12 А*ч), для мощного резервного мощность 15-минутного разряда (HR-W 12-34: 12В, 34 ватта на банку). Вот и ответ на вопрос, почему тяговая или премиум ИБП батарея того же напряжения, той же титульной ёмкости имеет массу, цену и иногда размер заметно выше, чем у бюджетной линейки для ИБП.



При глубоких разрядах химического источника большими для него током и мощностью вступает в силу закон Пейкерта, согласно которому, полезная отдаваемая ёмкость окажется ниже, чем при более низких токах.
Причины такого феномена поляризация и загромождение пор активных масс продуктами реакции, в случае свинцового аккумулятора кристаллами сульфата свинца. Выход из положения заложить больше активных масс, что, наряду с более стойкой конструкцией тоководов, пластин и предотвращающими их разрушению сепараторами, пригодится и для повышения следующих характеристик.



Вторым и третьим важнейшими параметрами являются количество циклов заряд-разряд и срок службы при постоянном буферном подзаряде до снижения ёмкости на 20-40 процентов. Дополнительно в информационном листке (даташите) к аккумуляторной батарее производители обычно предоставляют таблицы и графики ёмкости при разных токах и мощности разряда до разных напряжений с учётом температуры.



В отличие от тяговых и резервных, стартерный аккумулятор после ёмкости имеет второй, самый ключевой параметр пусковой ток, нормируемый как ток холодной прокрутки по тому или иному стандарту измерений. Именно он определяет способность запустить двигатель стартером, что является наипервейшей задачей автомобильной или мотоциклетной АКБ.
Потому основное свойство стартерной аккумуляторной батареи кратковременно выдавать весьма значительный ток,а затем оперативно восполнять затраченный заряд от генератора.

Стартерный аккумулятор современного транспортного средства, в котором много потребителей электроэнергии, в том числе, таких мощных, как нагревательные приборы и лебёдки, которое часто эксплуатируется в городском режиме коротких поездок, кроме достойной ёмкости, должен обладать и третьим важным свойством способностью выдерживать циклирование и длительное пребывание в состоянии частичной заряженности PSoC, partial state of charge. Именно поэтому под капот всё чаще ставят AGM или EFB (SFB и др.) стартерные батареи, имеющие некоторые черты тяговых.

В AGM absorbent glass mat жидкий электролит не плещется свободно, а пропитывает сепараторы из стекловолокна стекломаты. Подобные стекломаты, наряду с конвертами, защищающими пластины, могут быть в конструкции EFB, где электролит свободно плещется. Также эти батареи премиум-сегмента снабжены усиленными решётками и утолщёнными активными массами по сравнению с обычными стартерными и дешёвыми резервными. Всё это повышает надёжность и стойкость, но чаще всего затрудняет диффузию ионов и перемешивание электролита, потому при эксплуатации продвинутых АКБ следует учитывать их особенности.



Итак, перед нами новый AGM аккумулятор Siltech DC MF 1205 12 В 5 А*ч. В комплекте паспорт с инструкцией на русском языке, сам аккумулятор, винты с гайками для клемм, удобная батарея капсул с дозированным электролитом и клапанные пробки на заливные горловины, конструктивно объединённые с верхней крышкой.



Вскрывать ёмкости с электролитом не следует, плёнки на горлышках капсул пробиваются иглами заливных горловин при установке ёмкости на аккумулятор. Но мы всё же проткнём одну из плёнок, чтобы измерить плотность рефрактометром. (Не повторяйте это!)



Плотность чуть выше 1.31. В очередной раз убеждаемся, что в AGM заливают электролит повышенной плотности.



Формовка сухозаряженных аккумуляторов производится на заводе, далее пластины сушат, и уже из сухих формованных пластин собирают аккумулятор. Срываем наклейку, предохраняющую от кислорода, влаги и пыли, видим заливные горловины с иглами.



Перед заливкой электролита подключим к клеммам АКБ вольтметр с регистратором, чтобы посмотреть, как произойдёт активация химического источника тока. Исходная температура аккумулятора 24.3 градуса Цельсия.



Аккуратно переворачиваем ёмкость-дозатор, устанавливаем её сверху батареи и утапливаем вниз, прокалывая плёнки на горлышках. Это пришлось делать двумя руками. потребовалось прилагать усилие равномерно с левой и правой стороны.



Ещё не весь электролит поступил в банки аккумулятора, а его температура уже поднялась почти на 2 градуса, до 26.2.



Убедились, что весь электролит вытек, снимаем ёмкость-дозатор. Температура 31 градус.



Активация идёт полным ходом, с выделением теплоты. Реакция экзотермическая.
Так как электролит поступал в банки неравномерно, рост напряжения при активации также неравномерный. За минуту напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) поднялось с 10.72 до 12.55 вольт, затем две минуты росло до 12.7 и продолжает расти.



Прошло полчаса, на клеммах 12.78 В. Температура снижается, активацию можно считать завершённой.



Мотоциклетные аккумуляторы маркируются в японском индустриальном стандарте JIS. Нашу АКБ производитель маркировал собственным кодом DC MF 1205, но в JIS такой типоразмер обозначается UT5L-BS. Именно этот пункт выбираем в меню тестера.



Внутреннее сопротивление 18.18 мОм, ток холодной прокрутки 165 А, НРЦ 12.72 В. Батарея исправна.



Тестер показывает, что АКБ полностью заряжена, но инструкция предписывает, что перед установкой аккумулятора на транспортное средство после активации его обязательно необходимо зарядить, в противном случае батарея теряет до 20% ёмкости.



Инструкция рекомендует заряжать током 1/10 ёмкости, (в нашем случае 500 мА), и остановить заряд при достижении напряжения 16 вольт. Рекомендуется полная зарядка на стационарном зарядном устройстве не реже, чем один раз в 3 месяца.



В лаборатории автоэлектрики Вектор мы предпочитаем при заряде постоянным током перед высоковольтным дозарядом произвести этап основного заряда током 10% ёмкости до напряжения от 14.1 до 14.8 вольт, в зависимости от типа аккумулятора, (обычно 14.4-14.7), дождаться снижения тока при этом напряжении, и заряжать далее при повышенном напряжении более низким током, обычно 2% от ёмкости.



Однако одноэтапный профиль из инструкции Siltech предписывает не держать АКБ при 16 вольтах, а сразу отключать заряд по достижении этого напряжения. Так как это стартерная AGM, этот профиль можно считать годным для безопасного заряда, но в таком случае важно не прозевать момент достижения 16 вольт и немедленно отключить ток.



Заряжать можно как стабилизированным источником тока и напряжения в виде зарядного устройства (ЗУ) или блока питания, так и ЗУ с автонастройкой параметров заряда с микропроцессорным управлением в реальном времени. Таких продвинутых автоматов сегодня существует много, например, зарубежные СТЕК, Optimate, NOCO и отечественные изделия от предприятий ЛБ-Электро, Автоэлектрика, Балсат. Мы воспользуемся прибором Бережок-V на базе ЗУ Вымпел-30 производства Орион СПБ.



При запуске заряда автомат подал на нашу 5 А*ч АКБ ток, выросший примерно за секунду от рекомендованных в инструкции 0.5 до 5 ампер, то есть, 1C, 100% ёмкости, казалось бы, десятикратное превышение. Что это, глюк, сбой, ошибка или недоработка алгоритма?



На самом деле, никакого превышения нет. По Вудбриджу, ток начала заряда постоянным напряжением как раз составляет 100% ёмкости. И такое начало первого этапа далеко не редкость из мира сверхбыстрых методов заряда и полезных моделей, их реализующих. Наоборот, это происходит повседневно под капотом авто. Генератор автомобиля часто выдаёт 60 ампер, а то и больше, 60 А*ч аккумуляторной батарее. Но это не значит, что так можно зарядить аккумулятор за час, или что этот ток можно держать вплоть до 16 вольт. Как только напряжение на клеммах достигает уставки регулятора напряжения, зарядный ток снижается.

Не всегда состояние аккумуляторной батареи позволяет принимать такой высокий ток после запуска двигателя стартером, часто мешает прогрессирующий разбаланс из-за недозаряда и сульфатации. И увы, никогда полный выравнивающий восстановительный заряд не может осуществиться при напряжениях бортовой сети автомобиля, (если не говорить о гипотетических сложных микропроцессорных системах, где в бортсети есть контроллер заряда, датчик батарейного тока, и так далее). Потому не реже,чем раз в 3 месяца, аккумулятору необходим стационарный заряд. Стационарный то есть, не от штатного генератора, а от специализированного зарядного устройства или источника питания, адекватно управляемого вручную или автоматом.



5 ампер было при 13.5 вольтах, а по прошествии 5 минут при 14.1 В всего 4 ампера. Далее напряжения будут расти, а максимальные токи снижаться, это общее правило почти всех методов и профилей заряда. Исключение составляют специальные режимы для эффективного перемешивания электролита, когда подаются значительные токи при перенапряжениях в течение нормированного времени, а также режимы буферного и периодического подзаряда в хранении. Параметры этапа зависят также от температуры аккумулятора, которая может меняться в ту или иную сторону по внутренним и внешним причинам несколько раз на протяжении заряда.



На утро следующего дня ЗУ в режиме хранения, заряд завершён. На клеммах 13 вольт.



Тестер показывает 16.38 мОм, 184 А, 12.88 В. Параметры батареи улучшились в сравнении с теми, что были до заряда: 18.18 мОм, 165 А, НРЦ 12.72 В.



Электронную нагрузку настроим на ток 20-часового разряда по ГОСТ до 10.5 вольт. Для 5 А*ч АКБ этот ток равен 250 мА.



Аккумулятор отдал 5.461 А*ч. Прекрасный результат.



На разряженной АКБ тестер показывает 129.87 мОм, ТХП 24 А, здоровье 16%, НРЦ 11.03 В, и предписывает зарядить и повторно проверить.



Степень заряженности 0%, потому и внутреннее сопротивление высоко, здоровье и токоотдача низкие. Будем заряжать.



Прошли 2 часа после заряда, можно закрыть крышку и использовать аккумулятор по назначению. Он введён в эксплуатацию.



Показания тестера после разряда 15.27 мОм, 196 А, 12.92 В. Благодаря контрольно-тренировочному циклу (КТЦ), они ещё более улучшились с предыдущих 16.38 мОм, 184 А, 12.88 В. Здоровье АКБ 100%.

По итогам измерений, и пусковой ток, и ёмкость данного аккумулятора соответствуют заявленным, производитель не обманывает, эту сухозаряженную АКБ можно рекомендовать к приобретению.

Итак, после заливки сухозаряженного свинцово-кислотного аккумулятора его действительно необходимо зарядить, чтобы не получить потерю ёмкости и токоотдачи, что мы увидели из показаний приборов в данном эксперименте.

Статья составлена в сотрудничестве с аккумуляторщиком Виктором VECTOR.

Уже почти половина новых автомобилей, выпускаемых в Евросоюзе, относится к микрогибридам.

На фоне кучи новостей о развёртывании инфраструктуры под новые электромобили и спорах о стандартах зарядки многие могли пропустить реинкарнацию старого подхода, который теперь называют технологией Start-Stop. Это отличный вариант не тратить энергию на повышение энтропии Вселенной, пока вы просто стоите в пробке. Если вы стоите дольше пары секунд, то двигатель автоматически отключается и не ест вхолостую топливо. Сейчас подробнее расскажу, как это работает и почему обычные батареи очень быстро умрут при таком режиме. Я как раз как бывший инженер сервис-центра видел много батарей, умерших из-за не подходящих для них нагрузок.

Хочу много лошадей из крохотного мотора

Фотохимический смог в Пекине.

Есть несколько тенденций в современном автопроме, пусть, возможно, и не все им рады.
Во-первых, это честные или почти честные старания автопроизводителей выполнять требования регуляторов по созданию всё более чистых автомобилей. К сожалению, нормы по экологичности плохо сочетаются с пожеланиями покупателей в плане динамики разгона и мощности двигателя. В итоге всплывают дизельгейты, но в целом прогресс в этой области очень заметен, что критично для крупных городов. Ситуация с фотохимическим смогом постепенно улучшается, если, конечно, город не использует угольные электростанции.

Во-вторых, есть тенденция к удешевлению. Потребитель хочет получить больше лошадей за те же деньги. Если раньше нормальными считались полуторалитровые моторы в 5070 л. с., то теперь тот же самый мотор часто выдаёт 120, а то и 150 лошадиных сил. Понятно, ничто не даётся просто так. В итоге моторы требуют установки турбин, более качественного топлива, точного управления впрыском и становятся практически неремонтопригодны.

С другой стороны, снижение цикла обновления автомобиля приводит к своеобразному переходу на CICD в автопроме. Если раньше новая технология была почти незаметна на фоне большого парка старых автомобилей, то сейчас ротация происходит быстрее. Системы ABS, ESP и VSC сейчас постепенно становятся стандартами для любых машин, включая бюджетные. Собственно, классический ДВС уже далеко не тот ДВС, что был раньше. Да, на кукурузном масле и непонятном топливе из грязной канистры он ехать отказывается. Но в среднем он стал существенно мощнее и экономичнее, пусть и ценой долговечности. Вот только старые элементы пришлось существенно дорабатывать.

Стоим на светофоре

Так выглядит типичный график заряда-разряда во время поездки на автомобиле с системой старт-стоп. Обычные аккумуляторы убиваются с пугающей скоростью.

Самая неприятная часть городского цикла непрерывное дёрганье в бесконечной очереди, когда стоишь в пробке. Для экономии топлива и была разработана система старт-стоп, чтобы отключать двигатель во время вынужденных пауз. Причём они ставятся не только на классические гибриды, где сочетаются электропривод и ДВС, но и на чисто бензиновые двигатели. Экономия довольно существенная: 310 % с потолком в районе 12 %.

Первая система такого рода была установлена на Toyota Crown ещё в 1974 году, но с тех пор очень многое изменилось в работе двигателя и других систем. Сильно поменялся паттерн езды. Раньше почти не возникала система, когда приходилось заводить ещё работающий двигатель. Сейчас с учётом коротких циклов продвижения в пробке такое происходит несколько раз в день. Это потребовало разработки более сложного стартёра с тандемным соленоидом, который обеспечивал повторный запуск двигателя при ещё вращающемся коленчатом вале. Но правильный синхронизированный запуск это только часть проблемы. Попробуем посмотреть на современную реализацию в многочисленных гибридах.

Гибриды, микрогибриды и все остальные

Текущий рынок привёл к тому, что между полностью электрическим автомобилем и привычным ДВС-вариантом сформировалось несколько промежуточных классов.

Традиционный ДВС это почти все бюджетные линейки машин: классическая трансмиссия, объём двигателя небольшой, чтобы соответствовать современным экологическим нормам. Запуск двигателя осуществляется с помощью обычной свинцово-кислотной батареи в 12 В.

Микрогибриды это всё те же ДВС, но уже с системой старт-стоп. Та самая первая Toyota Crown формально относится к этому классу. Ключевое отличие в стартёре, о котором мы говорили раньше. Для корректной работы он должен иметь мощность порядка 35 кВт. Обычный аккумулятор не сможет долго служить в рваном режиме работы постоянных зарядов-разрядов и многократных запусках двигателя высокими токами. Поэтому для этого типа автомобилей подходят только AGM- и EFB-аккумуляторы. Внутри AGM не традиционная серная кислота в жидком виде, а специальный абсорбированный электролит в виде пропитанных пористых стекловолоконных структур. Это позволяет ему выдерживать такие режимы работы. А у EFB пластины потольше, специальные приблуды в активную массу, да и сепаратор специальный, а на Эксайде поверх этой самой замороченной активной массы еще и сеточку из стеклоткани для устойчивости вмазывают.

Мини-гибриды: к традиционной схеме с линией в 12 В добавляются новая электрическая система на 48 вольт и небольшой электрический двигатель. Он маломощный, но его достаточно, чтобы прокатиться пару метров в глухой пробке и не дёргать основной ДВС постоянными запусками. Питается обычно от литиевой батареи на 48 вольт. Свинцово-кислотный аккумулятор всё равно используется в схеме для запуска двигателя в холодном состоянии и в случае, если вдруг электрический контур не справился с этим.

Полный гибрид: в этой схеме скорее уже возможна поездка чисто на электроприводе на короткие расстояния. Чаще всего есть возможность подзарядить тяговый литиевый аккумулятор от зарядного устройства напрямую. Активно используется система рекуперации при торможении. В целом автомобиль намного ближе по своей структуре к электромобилям. Например, тот же ДВС стоит часто упрощённой конструкции, часто работающий не в рамках классического цикла Отто, а на базе циклов Миллера, Аткинсона. На электрический этап приходится основная, самая неэффективная для ДВС часть ползание по пробкам со скоростью 510 км/ч, когда стоит первая передача, а педаль газа не нажата.


Если посмотреть на текущие пропорции, то 47 % автомобилей это классические ДВС, 48 % микрогибриды, оборудованные системой старт-стоп, и остальные занимают по 1 %. Реальных чистых электромобилей исчезающе мало.

Что такое AGM- и EFB-аккумуляторы

Выглядит страшно, но этот разобранный аккумулятор лучше классических свинцовых.

AGM (Absorbent Glass Mat) это технология изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов, при которой электролит не плещется свободно внутри, а зафиксирован на специальных губках из стекловолокна. Тонкие стеклянные волокна при этом абсолютно не входят в реакцию с серной кислотой, а за счёт волокнистой структуры они практически нечувствительны к вибрациям и механическим повреждениям. То есть даже если корпус будет повреждён, то кислота не будет литься во все стороны, как в классическом аккумуляторе, а останется питанным в стекловолокне, типа как памперс работает. Только стеклянный. Только не надо разбирать их самостоятельно и проверять. Это всё равно очень опасно. Часть микропор остаётся свободной от электролита. Это нужно для создания свободного пространства для рекомбинации газов.



Внутри всё сформировано в виде пакета пластин, которые могут иметь разные толщину и площадь активной поверхности этой самой активной массы. Если нам нужна батарея с большой ёмкостью и невысокими токами увеличиваем толщину, уменьшаем площадь. В автомобильном применении AGM актуальнее обратный вариант увеличение площади пластин со снижением их толщины. Такие аккумуляторы могут отдавать больший ток и быстрее заряжаться, но имеют меньшую ёмкость. Пластины в блоках прижаты намного плотнее друг к другу, что помогает лучше удерживать активную массу, чем у обычных батарей. Также может использоваться ещё более плотная упаковка не в пластины, а в туго свёрнутые свинцовые рулоны цилиндрической формы со стекловолоконной прокладкой-сепаратором.

Благодаря своей структуре такие батареи имеют несколько преимуществ:

• они не требуют обслуживания. Риски утечки кислоты или проблем из-за вибрации минимальны;
• значительно меньший саморазряд в сравнении с современными свинцово-кислотными батареями;
• скорость заряда в несколько раз больше классических аккумуляторов, за счёт чего они подходят для системы старт-стоп;
• они работают в цикле неполного заряда, который является проблемой в обычном городском цикле, где вы не успеваете нормально полностью зарядить аккумулятор;
• их сложнее убить кратковременным глубоким разрядом, но при длительном разряде они тоже умрут;
• а ещё их можно трясти, наклонять и вообще монтировать под углом. Только прям совсем переворачивать не стоит.

Ключевое отличие от AGM EFB-батарей в том, что EFB проще и дешевле в производстве. В них электролит не связан, как в AGM, а находится в свободном виде. Но в отличие от классических свинцово-кислотных аккумуляторов у них более толстые свинцовые пластины. Положительные пластины у них пакетируются в стекловолоконный флис, что предотвращает осыпание активного вещества. Поэтому они хоть и обладают меньшим по сравнению с AGM током заряда-разряда, но могут выдержать примерно вдвое больше циклов зарядки по сравнению с классическими аккумуляторами. Короче, это такой промежуточный по своим характеристикам продукт, который стоит дешевле, чем AGM.


Впрочем, и сложности у них у всех общие с классическими свинцовыми аккумуляторами. При высокой температуре у них увеличивается саморазряд, а в морозы их ёмкость падает. Поэтому, если у вас за бортом минус 30, то стоит задуматься об обогреваемой парковке. Ёмкость и так упала из-за переохлаждённого электролита, так ещё и ледяной двигатель с густым маслом требует больше оборотов для запуска.

Что есть интересного у нас

Немного расскажу про нашу компанию. В Exide мы производим много аккумуляторов как раз для микрогибридов сейчас это примерно 3040 % всего европейского автопарка. В новые автомобили чаще всего попадает именно аккумулятор нашего производства. Сейчас около 70 % европейских автомобильных брендов ставит именно наши линейки, но со своим брендингом.
У нас есть несколько видов батарей: AGM, EFB, Premium, Excell и Classic. Последние три классические. Excell базовый надёжный вариант с хорошей ценой.
Excell отличается более высоким стартовым током, что особенно чувствуется зимой. Ток примерно на 15 % выше, чем у Classic. А СLassic это для тех, у кого автомобиль попроще, совсем без прибамбасов, и цена имеет значение.

У Premium будут самые высокие токи холодной прокрутки примерно на 30 % выше Classic. Кроме того, выше скорость заряда из-за нашей технологии Carbon Boost 2.0. В активную массу отрицательных пластин вносится специальная углеродная добавка, которая также позволяет увеличить заряжаемость, особенно из состояния глубокого разряда, примерно вдвое. Изначально их разрабатывали именно под системы старт-стоп, но в дальнейшем включили и в классическую линейку.

На всех батареях классической серии стоит наклейка, предупреждающая, что они не подойдут для системы старт-стоп. Цикл работы, характерный для микрогибридов, быстро выведет их из строя, как и другие обычные аккумуляторы. Для таких систем мы предлагаем ставить AGM или EFB. Эти два типа почти одинаковы по своим параметрам, но в AGM электролит полностью иммобилизирован за счёт пропитывания специальных стекловолоконных структур, а в EFB он жидкий. Собственно, EFB это скорее промежуточный вариант между классическим свинцово-кислотным аккумулятором и более дорогим AGM.

Кстати, если уж что и использовать как источник резервного питания, так это аккумуляторы для старт-стоп, а не обычные, которые быстрее выходят из строя из-за меньшего числа возможных циклов заряда-разряда.

Похороны временно переносятся

К полной замене автомобилей с ДВС на электромобили мы будем двигаться ещё долго: лития на нашей планете более чем достаточно. Но только небольшая часть его месторождений является коммерчески рентабельной. При этом уже сейчас электроавтомобили составляют примерно 50 % всего спроса с тенденцией роста до 75 % в ближайшие 10 лет. А ещё весёлые проблемы с выделенными линиями от электростанций до заправок, где каждая зарядка может отъедать до 150 кВт.

Скорее всего, в ближайшее время мы увидим расцвет именно промежуточных гибридных решений, которые продлят жизнь как свинцовым аккумуляторам в новых эффективных формах, так и ДВС. А там, может, и вообще на водородные элементы перейдём вместо лития.

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 3050 %.

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.