Производство АКБ - современные технологии в действии

Многие потребители, в силу отсутствия интереса к такому «прозаичному» устройству, как автомобильные аккумуляторы, даже не догадываются, насколько высокотехнологичными изделиями являются АКБ. А ведь современные достижения ведущих производителей позволили в разы увеличить срок хранения и использования таких устройств

Можно отметить растущий интерес потребителей к гибридной технике и электромобилям. Но на данный момент батареи для тяговых электроприводов пока еще не получили массовое распространение. Общее соотношение между электромобилями и автомобилями с ДВС остается ничтожно малым. Поэтому традиционные АКБ для автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями будут оставаться актуальными еще на протяжении многих лет.

Аккумулятор «устал»

Аккумулятор или стартерная батарея выполняет в конструкции автомобиля функцию накопителя электрической энергии. Вопреки названию «стартерная батарея» электроэнергия в современном автомобиле расходуется не только на запуск двигателя. С каждым годом количество электронных систем в конструкции автомобиля увеличивается, следовательно, растет число потребителей энергии. Нередко возникает ситуация, в которой общее потребление одновременно включенных электронных систем превышает мощность генератора, работающего в определенном режиме. Чаще всего такая ситуация возникает при работе двигателя на холостом ходу. Применение микропроцессорных систем породило еще одно применение аккумулятора – теперь за счет накопленной энергии гасятся скачки напряжения, которые могут быть вредны для сложных электронных компонентов, таких как шаговые электромоторы или полупроводники.

Все это стало причиной повышения требований к аккумуляторам, в том числе со стороны потребителей. Если раньше севший аккумулятор становился для автолюбителя лишь причиной проблем с запуском двигателя, то сейчас круг негативных последствий такого происшествия заметно расширился. Достаточно вспомнить о том, что некоторые современные автомобили не рекомендуется «прикуривать», в то время как на некоторых других распространенных моделях даже банальная замена АКБ требует изменения настроек в электронных модулях с помощью специального сервисного оборудования. Дополнительные неудобства доставляет «поведение» современных электронных охранных систем при разрядке батареи. В то же время при современном ритме городской жизни слишком короткие поездки не позволяют зарядить аккумулятор до полного восстановления емкости.

К сожалению, многие автолюбители, даже лично столкнувшись с проблемами в работе АКБ, не делают надлежащих выводов и при замене часто выбирают продукт, который не отвечает в полной мере условиям эксплуатации. Основных причин здесь две: естественная тяга к экономии и лень, мешающая разобраться в проблеме выбора действительно подходящего для их автомобиля аккумулятора. Поэтому при выборе автолюбители часто руководствуются иррациональным желанием не выходить за рамки определенной суммы, критериями, которые устарели еще в двадцатом веке, и неквалифицированными советами, основанными на заблуждениях.

Подобные подходы к выбору АКБ совершенно неприемлемы при современном уровне развития автомобилей, буквально начиненных электронными устройствами. Соответственно, крупнейшие производители рекомендуют выбирать батарею исходя из условий применений. Для старых моделей автомобилей с малым количеством дополнительного электрического оборудования предназначены одни АКБ, а для современных автомобилей премиум-класса с большим количеством электроники – другие.

Например, линейка аккумуляторных батарей Bosch представлена тремя цветами этикетки: серым, синим и черным. Серая этикетка, линейка S3, подскажет, что данные аккумуляторы можно устанавливать на подержанные автомобили с небольшим уровнем энергопотребления. Аккумуляторы серии S4 с синей этикеткой подходят для автомобилей среднего ценового сегмента с повышенным потреблением электроэнергии, в том числе и для азиатских моделей. Для автомобилей с высоким уровнем энергопотребления Bosch предлагает линейку S5 с черной этикеткой. Дополнительные пиктограммы на этикетках этих АКБ помогут автолюбителям сделать правильный выбор нужной батареи.

А они у вас «свежие»?

Еще одним из распространенных заблуждений потребителей является зависимость срока службы аккумулятора от даты производства.

Как известно, заблуждения никогда не возникают на пустом месте. Хотя аккумулятор – не скоропортящийся продукт, как йогурт, например, еще пятнадцать – двадцать лет назад вопрос «свежести» при его покупке был актуален. Современные АКБ являются необслуживаемыми – это значит, что они не требуют контроля состояния электролита, в том числе при подзарядке. В прежние же времена наиболее распространенными были обслуживаемые свинцовые аккумуляторы, имевшие тенденцию к значительному саморазряду. Он является следствием гальванических процессов внутри аккумулятора. Процессы возникают из-за наличия посторонних примесей в свинце, из которого сделаны электроды, и в электролите. Нормальный саморазряд таких АКБ обычно не превышает 0,7 – 1% емкости в сутки, однако и этого достаточно, чтобы после хранения на складе производителя, транспортировки и нахождения в магазине аккумулятор нуждался в подзарядке сразу после покупки. 2-3 месяца на полке – и батарея оказывалась практически полностью разряженной. Естественно, что основной «недуг» аккумуляторов – сульфатация пластин – прогрессировал при длительном хранении и отсутствии подзарядки, что и побуждало наших родителей искать «свежие» аккумуляторы.

Сейчас автомобили практически не комплектуются обслуживаемыми свинцовыми батареями. Дело в том, что помимо регулярной подзарядки в случае, если автомобиль не используется, они требуют периодического технического обслуживания. Уровень электролита в процессе саморазряда падает, поэтому в обслуживаемый аккумулятор необходимо время от времени подливать дистиллированную воду. Затем необходимо проверить плотность электролита, при необходимости добавить серной кислоты…

Современного автолюбителя трудно представить себе в гараже, в окружении банок с серной кислотой и в защитных очках. По этой причине производители, чутко реагирующие на изменение конъюнктуры, постоянно работают над улучшением характеристик аккумуляторов, особенно, в отношении склонности к саморазряду. Приобретая современный аккумулятор от известного производителя, вы получаете почти необслуживаемое устройство, не требующее в процессе эксплуатации практически никаких манипуляций. Обратите внимание, что термин «необслуживаемый аккумулятор» подразумевает, что в него не надо доливать воду на протяжении всего периода эксплуатации. Однако это не исключает контроль состояния заряженности и подзарядки АКБ в случае необходимости.

 «Бывалые» автолюбители порой жалуются, что теперь не могут заглянуть внутрь АКБ, использовать ареометр для измерения плотности, следить за состоянием электролита. Но современные технологии как раз и призваны избежать любых проблем, связанных с обслуживанием АКБ.

Какими бывают современные аккумуляторы?

Одно из основных достижений последних двух десятилетий – применение в производстве аккумуляторов сплава свинца с каким-либо другим элементом, позволяющим значительно снизить деградацию решеток-электродов при контакте с электролитом. Используемые добавки придают различные свойства решеткам. В настоящее время при промышленном производстве используется несколько сплавов свинца с другими элементами, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. Деление аккумуляторов на необслуживаемые и частично обслуживаемые – результат применения различных сплавов с их специфическими свойствами.

В принципе, ограниченное количество элементов, используемых в сплаве со свинцом, известно уже давно. Это сурьма и кальций, которые применяются в сплавах в различных пропорциях. Существуют также «гибридные» сплавы, в которых присутствуют оба элемента. Состав и процентное содержание добавки в сплаве существенно влияет на его свойства. Можно сказать, что их применение и стало тем толчком, за которым последовало бурное технологическое развитие, приведшее к появлению аккумуляторов, не нуждающихся в обслуживании на протяжении всего срока эксплуатации.

Производство положительных и отрицательных решеток-электродов, основного элемента конструкции аккумулятора, из сплавов позволило изменить их прочность, что привело к упрощению и удешевлению производства. Появление решеток из сплавов позволило избавиться от некоторых недостатков, свойственных аккумуляторам старого образца. В первую очередь, от возникновения коротких замыканий между электродами в результате их деформации и последующего соприкосновения. Результатом стало существенное увеличение срока службы при почти полном отсутствии обслуживания.

Решетки из свинцово-сурьмяного сплава изготавливаются методом литья под давлением. Это позволяет добиться достаточно высокой точности производства, поэтому большинство аккумуляторов начала 2000-х годов обладали свинцово-сурьмяными решетками. К сожалению, протекание гальванических процессов приводит к тому, что сурьма постепенно выделяется из положительных электродов в результате коррозии, что постепенно приводит к деградации аккумулятора, выраженной в потере емкости.

Недостатки свинцово-сурьмяного сплава побудили производителей искать новые элементы, позволяющие улучшить эксплуатационные характеристики. Выяснилось, что повысить жесткость аккумуляторных решеток можно, если добавить в сплав полтора процента кадмия, а для уменьшения коррозии в сплав добавляют кальций и олово. Однако выяснилась и одна неприятная деталь – использование кальция сопряжено с технологическими трудностями из-за свойства кальция выгорать при изготовлении решеток методом литья. Выход из ситуации был найден – вместо литья при производстве решеток начали использовать технологию просечки-растяжки, а затем и технологию штамповки, при которой из сплава формируется сплошная лента, которую позже подвергают перфорированию. Помимо прочего, штамповка позволяет сохранить внешнюю рамку пластин и делать более сложную оптимизированную форму решетки. Это особенно актуально для пластин положительных электродов, на которые приходятся основные нагрузки. В частности, подобная технология используется на АКБ Bosch с технологией PowerFrame.

Однако в связи со сложностью в производстве решеток с добавлением кальция, свинцово-сурьмяной сплав не стал "технологией прошлого". В настоящий момент необслуживаемые аккумуляторы производятся как на основе решеток с пониженным содержанием сурьмы, так и на основе решеток из свинцово-кальциевого сплава. Многие аккумуляторы изготавливаются с применением обоих типов решеток: у гибридов для производства положительных решеток используется сплав свинец-кальций, тогда как отрицательные решетки делаются из сплава свинца с сурьмой.

Кроме того, для защиты пластин АКБ применяются специальные сепараторы-конверты, которые препятствуют осыпанию активной массы, приводящей к короткому замыканию.

Аккумуляторы класса «премиум»

Дальнейшее развитие технологии производства аккумуляторов связано с совершенствованием как сплава для производства решеток, так и конструкции всего изделия. Безусловно, «венцом творения» на данный момент можно считать полностью необслуживаемые аккумуляторы, к примеру, топовые батареи S5A с технологией AGM производства компании Bosch (раньше назывались S6).

В аккумуляторах класса «премиум» применяется технология Absorbent Glass Mat (AGM). Ее использование дало возможность существенно увеличить число циклов разряд/заряд. В соответствии с технологией AGM в конструкции аккумулятора используются специальные сепараторы из стекловолокна, которые полностью впитывают в себя электролит. Таким образом, он находится в нетекучем состоянии. Микропоры материала заполнены электролитом не полностью. Свободный объем используется для рекомбинации газов, что позволило сделать корпус аккумулятора полностью герметичным. Применение технологии AGM обеспечивает хорошую устойчивость аккумулятора к вибрации и наклону. Глубокий разряд не приводит к необратимым последствиям для батарей Bosch S5A.

Аккумуляторы с технологией AGM часто путают с гелевыми, в которых электролит находится в состоянии геля. Основными достоинствами этих аккумуляторов также являются возможность использования батареи при любом ее положении в пространстве, устойчивость к вибрациям, а также то, что даже при повреждении корпуса батареи электролит не вытекает наружу. Однако технология AGM является более совершенной, так как электролит в свободной форме обладает преимуществами в эксплуатации. У гелевых аккумуляторов скорость химических реакций ниже, кроме того, они не переносят сильных морозов. Таким образом, АКБ с технологией AGM обладают всеми достоинствами гелевых, при этом недостатки последних в них отсутствуют.

Как долго можно хранить современный аккумулятор?

Из-за низкого саморазряда все полностью необслуживаемые аккумуляторы заполняются электролитом в условиях производства и герметизируются. Это позволяет избежать опасных утечек кислоты и необходимости в обслуживании. Конструкция герметизированных аккумуляторов подразумевает длительное хранение батареи в заряженном состоянии. Если батарея долго не используется, достаточно изредка проверять уровень ее напряжения. Для напоминания об этом на обновленных этикетках всех АКБ Bosch нанесены соответствующие пиктограммы – напряжение разомкнутой цепи должно составлять не менее 12,4 В, в противном случае необходимо произвести зарядку АКБ. Это не потребуется выполнять чаще, чем раз в полгода. А при хранении аккумулятора в соответствующих условиях – сухих прохладных местах с температурой от 0 до +15°С – интервал может увеличиваться вплоть до 12 месяцев для АКБ с гибридными решетками и до 18 месяцев для батарей на основе решеток из свинцово-кальциевого сплава. Таким образом, аккумулятор, произведенный год назад, хранившийся в надлежащих условиях и прошедший хотя бы один цикл обслуживания, в силу своей конструкции и герметичности может спокойно храниться второй год до новой подзарядки и так далее. В этой связи поиски «свежего» аккумулятора теряют свою актуальность и всякий смысл.

В качестве итога хотелось бы отметить следующие моменты:

  1. Выбирать подходящий аккумулятор нужно исходя из модели и модификации автомобиля, а также условий его эксплуатации. При этом предпочтение стоит отдавать продукции крупных мировых производителей, таких как Bosch. Для облегчения поиска информации Bosch указывает на этикетках соответствующие обозначения и пиктограммы (например, АКБ для систем «Start-Stop», тип автомобиля, режим эксплуатации ТС, минимальное значение напряжения АКБ для зарядки и др.).
  2. Современные аккумуляторы в процессе хранения и эксплуатации не требуют практически никаких манипуляций. Достаточно лишь осуществлять контроль над показателем напряжения батареи и подзаряжать ее в случае необходимости.
  3. Дата производства для современных необслуживаемых аккумуляторов не является важным показателем.
  4. При любых сомнениях в выборе подходящей АКБ нужно обратиться к специалистам. Они поделятся информацией по применяемым технологиям и помогут сделать правильный выбор нужного аккумулятора.
16.03.2015 в 17:33 0
Подписаться на новостную рассылку
x
Вход на сайт
x
Регистрация
Информация об учетной записи
Существующий адрес электронной почты. Все почтовые сообщения с сайта будут отсылаться на этот адрес. Адрес электронной почты не будет публиковаться и будет использован только по вашему желанию: для восстановления пароля или для получения новостей и уведомлений по электронной почте.
Укажите пароль для новой учетной записи в обоих полях.
User Roles
Юридическая информация
x
Новостная рассылка

С нами уже 751 профессионалов

CAPTCHA
This question is for testing whether you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
Image CAPTCHA
Введите символы с картинки