Наш Renault Fluence стал с трудом заводиться. Слышно, как стартер с трудом крутит двигатель. Поработает автомобиль, глушим - заводится хорошо, а если постоит, то не заводится! Аккумулятору не хватает "мощи", нужно менять!
Перед выбором нового аккумулятора (АКБ) измерил мультиметром напряжение на заведённом автомобиле - выдаёт 13.6 вольт. Следовательно, дело или в аккумуляторе, или в неотключаемой электронике (надеюсь, не в ней).
Купили мы флюенс с отечественным тюменским аккумулятором 6CT-60LA с пусковым током 510 ампер и ёмкостью 60 А∙ч.
Решил взять более ёмкий аккумулятор, поскольку на drive2 люди во Fluencы устанавливают батареи ёмкостью 70-75 ампер-часов.
Осталось определиться с производителем АКБ - разные фирмы предлагают различные технологии, уверяя, что их продукция лучшая на рынке, кому верить?
Свинец и серная кислота: между ними случилась "химия"
Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из свинцовых решётчатых пластин двух типов, в ячейках решёток которых находится:
- свинец (Pb) - пластины, подключённые к клемме "+",
- диоксид свинца (PbO₂) - пластины, подключённые к клемме "-".
Пластины разделены на 6 групп ("банок") аккумулятора и погружены в электролит - раствор серной кислоты с водой: H₂SO₄ + H₂O. Пластины отделены друг от друга слоями диэлектрика.
Свинцовый аккумулятор может находиться в одном из состояний: заряжен/разряжен и разряжается/заряжается.
В заряженном состоянии пластины, подключённые к клемме "-", состоят из свинца, а пластины "+" содержат диоксид свинца (см. рисунок выше).
В процессе эксплуатации аккумулятор разряжается и в нём творится неразбериха происходят следующие процессы:
- на "-" пластинах свинец восстанавливается до диоксида свинца;
- на "+" пластинах диоксид свинца превращается в свинец;
- снижается концентрация серной кислоты, поэтому снижается и плотность электролита: при разрядке АКБ образуется вода, которая разбавляет серную кислоту; снижению концентрации серной кислоты способствуют и сульфаты (образующиеся при разложении серной кислоты), оседающие на электродах.
В разряженном аккумуляторе концентрация серной кислоты низка, поскольку она сильно разбавлена водой, а пластины АКБ "сульфатируются", то есть покрываются сульфатом свинца (PbSO₄), не проводящим электрический ток.
При зарядке происходят химические реакции, обратные процессам при разрядке: сульфат свинца на пластинах снижается, а вода в электролите распадается на водород и кислород.
Первый свинцовый аккумулятор был изобретён Гастоном Планте в 1859-1860 гг.
За свои 160 с небольшим лет существования свинцовые аккумуляторы, обросли современными решениями и стали более ёмкими, долговечными и эффективными. Посмотрим, что под крышкой у современных решений.
Технологии современных свинцовых АКБ
Всё бы было просто, если б не было так сложно 😊 Производители свинцовых АКБ (как и все продавцы в мире) стремятся захватить как можно бóльшую часть рынка, предлагая свою продукцию на любой вкус и кошелёк, от бюджетных решений (классических АКБ с жидким электролитом) до премиальных устройств, в которых используются самые передовые наработки.
Итак, как и зачем производители улучшают свинцовые аккумуляторы?
Состояние электролита в АКБ
В зависимости от принятой технологии, электролит в свинцовом аккумуляторе бывает жидким (обыкновенные свинцово-кислотные аккумуляторы SFB и EFB), или связывается специальным образом - загущается гелем (гелевые АКБ) или удерживается стекловолоконными пластинами (технология AGM).
Технология SFB (Superior Flooded Battery) - это самые обыкновенные свинцовые аккумуляторы с жидким электролитом.
Технология EFB (Enhanced flooded battery) - дальнейшее развитие аккумуляторов SFB. В технологии EFB положительные пластины упакованы в сетки из полиэстера. Сделано это для укрепления активных частей пластин и предотвращения из них вымывания наполнения. Сетки из полиэстера снижают вероятность рассыпания пластин на разбитой дороге. В отрицательные пластины аккумуляторов EFB может добавлен углерод для снижения их сульфатации. Аккумуляторы EFB поддерживают большее количество циклов разрядов/зарядов без потери ёмкости и заряжаются быстрее.
В гелевых (GEL) аккумуляторах электролит превращён в густой гель за счёт добавления силикатов натрия - Na₂Si₂O₄. Гелевые аккумуляторы имеют самый длительный ресурс среди свинцово-кислотных АКБ, поскольку электролит при любом угле наклона покрывает пластины, а из-за герметичности корпуса электролит практически не испаряется.
Технология AGM (Absorbent Glass Mat) привносит в кислотные аккумуляторы стекловолоконные маты между пластинами, которые как губки впитывают электролит, создавая постоянный контакт между пластинами и электролитом. Технология AGM позволяет эксплуатировать аккумулятор под любым углом. Главное преимуществом AGM перед другими аккумуляторами - повышенное количество циклов заряда/разряда без потери производительности. Недостаток - высокая стоимость.
Большинство современных аккумуляторов - необслуживаемые, в них не возможно долить дистиллированную воду.
Гелевые и AGM аккумуляторы также являются необслуживаемыми аккумуляторами, но имеют дополнительно предохранительные клапаны VRLA (кислотные аккумуляторы с предохранительным клапаном).
Суть VRLA состоит в том, что образовавшийся при длительном заряде на положительном электроде кислород проходит через газовые полости в сепарационную среду (AGM или гель) к отрицательному электроду, где он восстанавливается до воды
Сравнение SFB, EFB и AGM от турецкой Mutlu:
Какой аккумулятор выбрать?
В обыкновенные автомобили устанавливают SFB аккумуляторы. Гелевые аккумуляторы часто встречаются в источниках бесперебойного питания, в авто их используют реже. Аккумуляторы AGM и EFB нашли применение в автомобилях с системами Start-Stop.
Система Start-Stop для экономии топлива и снижение выбросов выключает ДВС при остановке или работе на холостом ходу и запускает его сразу при нажатии сцепления (на механике) или отпускании тормоза (на автомате).
Автомобилям с системами Start-Stop нужны самые лучшие АКБ. AGM и EFB здесь лучшие решения из-за увеличенного количества циклов заряда и ускоренной зарядки.
Для морской техники турецкая компания Mutlu предлагает использовать гелевые, SFB и EFB аккумуляторы. Немецкий Varta предлагает для яхт AGM. Поскольку гелевые и AGM аккумуляторы требуют меньшего обслуживания и практически не выделяют водород, они заняли прочное место в морской технике, и их используют даже на атомных подводных лодках США.
Дайте мне добавки!
Для улучшения вибростойкости пластин и чтобы сделать аккумулятор ещё более энергоёмким, свинец легируют (связывают с) небольшим количеством других элементов - сурьмы (Sb) или кальция (Ca). Сурьма использовалась в прошлом столетии, сейчас популярен кальций и гибридные АКБ.
Пластины сурьмяных аккумуляторов (легированных сурьмой) более вибростойки, чем нелегированные, но такие аккумуляторы подвержены электролизу воды из электролита (соответственно, его уменьшению) и деградации электродов.
Чтобы избежать электролиза воды в свинцовых АКБ, были разработаны кальциевые аккумуляторы. Кальциевые АКБ практически не подвержены электролизу и не нуждаются в доливке воды в процессе эксплуатации.
В аккумуляторах могут быть легированы или только отрицательные пластины, или и отрицательные, и положительные. Когда легированы обе пластины, производитель укажет это в описании через косую черту, например Ca/Ca, Sb/Sb, Sb/Ca.
Итак, существуют следующие разновидности АКБ:
- сурьмяно-сурьмяные (Sb/Sb) - первые АКБ, у которых происходит электролиз воды, но которые не боятся глубоких разрядов;
- сурьмяно-кальциевые (Sb/Ca), или гибридные (также продаются под торговым названием "Calcium Plus");
- кальций-кальциевые (Ca/Ca) АКБ.
Главный недостаток кальций-кальциевых АКБ - потеря до 50% ёмкости при глубоком разряде (ниже 10,8 В) из-за закупорки пластин солями кальция.
Гибридные сурьмяно-кальциевые АКБ частично решают проблемы сурьмяно-сурьмяных и кальций-кальциевых АКБ. Они меньше боятся глубокого разряда, и электролиз воды в них не такой интенсивный, как в сурьмяно-сурьмяных батареях. В гибридных АКБ пластины "+" легируют сурьмой, а пластины "-" - кальцием.
Легирование кальций-кальциевых аккумуляторов серебром (Ag) позволяет практически полностью решить проблему чувствительности АКБ Ca/Ca к глубокому разряду, такие АКБ способны выдержать до 10 циклов глубокого разряда без значительной потери ёмкости.
Чем ещё удивить искушённого потребителя
Когда производителю хочется добавить к цене товара пару лишних тысяч рублей (пару десяток евро), он начинает придумывать, чем бы ещё удивить потребителя и выдаёт целый перечень "уникальных" технологий, чтобы показать, что его товар - лучший! Некоторые технологии действительно полезны, а другие - не очень. Вот что ещё указывают производители АКБ:
- ExMET - означает особый вид (просечно-вытяжной) технологии изготовления пластин, при котором из свинца изготавливают свинцовую ленту, затем её прокатывают, нарезают и формируют ленточную сетку. Такие сетки получаются тоньше, чем традиционные решётки, поэтому в АКБ их помещается больше, тем самым увеличивают силу стартерного тока.
- DSP (Double Side Pasting) - нанесение специальной пасты с двух сторон пластин АКБ. Данная технология позволяет увеличить морозостойкость АКБ (сохранить высокую стартовую силу тока на морозе без потери ёмкости), снизить чувствительность АКБ к циклическим нагрузкам.
- TOP (Tetra Oxide Power) - технология изготовления порошкового свинца. Эта технология позволяет изготавливать оксид свинца с более правильной кристаллической решёткой зёрен, делая аккумулятор более энергоёмким.
Самые популярные производители АКБ (для России)
При покупке АКБ не последнюю (иногда - чуть ли не главную) роль играет производитель: тот, кто у всех на слуху, всегда вызывает больше доверия, чем фирма No name.
Итак, в России наиболее популярны АКБ следующих фирм:
- Другие хорошие (Bosch, Renault, Nissan...) и не очень хорошие фирмы.
Фирмы Varta, Exide, Topla, Mutlu выпускают аккумуляторы различных линеек, начиная от бюджетных решений и заканчивая наиболее требовательными АКБ для гибридных автомобилей и современных авто, чрезмерно оснащённых электрооборудованием.
Результат выбора
Итак, электрические потребности автомобиля Renault Fluence в базовой комплектации (в которой не много электроники), должны быть полностью обеспечены при использовании следующих серий аккумуляторов:
- Tumen Battery Standart;
- Varta Blue Dynamic;
- Exide Excell;
- Topla Energy;
- Mutlu SFB 2/3.
В итоге, в магазине я выбрал аккумулятор Mutlu с технологией SFB: MUTLU SFB 3 75Ач 720A [l3.75.072.a]
Процесс выбора и установка в авто показаны в этой галерее:
Аккумулятор стоил 6400, но за старый аккумулятор (который катался в багажнике) сделали скидку 700 рублей, итого цена Mutlu: 5700 рублей.
Заключение
Итак, если у Вас не автомобиль с технологией Start-Stop, то незачем переплачивать за аккумуляторы с технологией AGM или EFB. Выбирайте по потребностям, и то, что нужно именно Вам!
Ещё советую внимательно отнестись к дате изготовления покупаемой АКБ - некоторые производители отсчитывают гарантийный срок именно от даты изготовления АКБ, а не от даты покупки.
P.S. Спасибо Олегу Фролову за ценные замечания в комментариях👍!
Хэштеги: #авто #аккумулятор #выбор акб #свинцовые акб #sfb #efb #agm #гелевые аккумуляторы #кальциевые аккумуляторы #сурьмячные аккумуляторы
