Какими бывают аккумуляторы для автомобиля, их преимущества и недостатки

Автомобильный аккумулятор — ключевой элемент, обеспечивающий работу электрических систем автомобиля. Он запускает двигатель и питает электронику, освещение и другие устройства. В статье рассмотрим виды аккумуляторов, их преимущества и недостатки, что поможет владельцам автомобилей сделать осознанный выбор при покупке и обслуживании. Понимание особенностей каждого типа аккумулятора поможет избежать ошибок и продлить срок службы этого важного компонента.

Что такое аккумулятор и для чего он нужен в автомобиле

Без аккумулятора многие процессы в автомобиле затруднены или невозможны. Он упрощает жизнь водителю, обеспечивая подачу тока в тандеме с генератором и стабилизируя работу электрической системы. Основные функции аккумулятора:

• запуск двигателя через стартер;
• электропитание приборов при выключенном двигателе;
• дополнительное питание при работающем генераторе.

Чтобы аккумулятор служил долго, необходим правильный уход. Частые и глубокие разряды сокращают срок службы, поэтому его следует периодически полностью заряжать. Корпус батареи содержит отрицательные и положительные электроды, разделенные сепаратором для изоляции.

Современные аккумуляторы изготавливаются из свинцово-кальциевого сплава. Они не требуют обслуживания благодаря низкому уровню саморазряда и минимальному расходу воды. Для повышения устойчивости к коррозии в сплав добавляют олово или серебро.

Каждый электрод покрыт активным веществом: положительный — диоксидом свинца, отрицательный — губчатым свинцом. Они находятся в электролите — растворе серной кислоты. Чем больше заряд, тем выше плотность электролита, который может быть полностью жидким или пропитанным в специальном материале.

Для подключения аккумулятора к бортовой сети используются свинцовые токовыводы. Различают прямую и обратную полярность: при прямой положительный вывод слева, отрицательный — справа. Многие модели имеют индикатор, или «глазок», для определения уровня заряда и плотности электролита.

Во время зарядки электрическая энергия преобразуется в химическую. При работе батареи (особенно при запуске) химическая энергия возвращается в электрическую, обеспечивая питание автомобиля. При этом происходит разряд с образованием сульфата свинца и воды, что снижает плотность электролита.

Когда двигатель работает, генератор питает приборы и заряжает аккумулятор, восстанавливая его емкость и плотность электролита. При слишком глубоком разряде аккумулятор не выдает необходимый пусковой ток и требует зарядки от сети 220 В. Даже в состоянии покоя продолжаются процессы саморазряда, скорость которых зависит от температуры. Средний срок службы кислотных аккумуляторов составляет 4-5 лет, но может быть и больше.

Автомобильные аккумуляторы бывают нескольких типов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее распространены свинцово-кислотные аккумуляторы, которые отличаются доступной ценой и хорошей надежностью. Однако они требуют регулярного обслуживания и могут быть чувствительны к глубоким разрядам. Литий-ионные аккумуляторы становятся все более популярными благодаря своей легкости, высокой энергоемкости и долговечности. Тем не менее, их стоимость значительно выше, и они могут быть менее устойчивыми к экстремальным температурам. Также существуют гелевые и AGM-аккумуляторы, которые обеспечивают лучшую защиту от утечек и могут работать в различных условиях. Выбор аккумулятора зависит от потребностей автомобиля и предпочтений владельца, поэтому важно учитывать все аспекты перед покупкой.

LiFePO4 аккумулятор, характеристики, эксплуатация и сравнение с Li-Ion

Основные виды автомобильных аккумуляторных батарей

На сегодняшний день существует большое количество разновидностей аккумуляторов для автомобилей. Несмотря на то, что во всех из них используются свинцовые пластины, другие химические добавки могут быть разными. В этом и есть основное различие между разными типами автомобильных батарей:

1. Сурьмянистые АКБ. Одни из самых распространённых классических батарей. Содержание сурьмы в таких устройствах ранее превышало 5% состава. Добавление этого металла было обусловлено природной мягкостью и пластичностью свинца. Именно сурьма позволила его сделать более прочным. Однако присутствие этого металла ускоряет процесс электролиза, вследствие чего объём жидкости в банках постоянно сокращается. Для того чтобы возобновлять утраченный объём, часто приходится доливать дистиллированную воду. Несмотря на такие характеристики, сурьмянистые устройства довольно широко представлены, хотя и относятся к батареям обслуживаемого типа. Главным их достоинством считается неприхотливость и простота в обслуживании.
2. Малосурьмянистые АКБ. Главное отличие от приведённого выше типа заключается в низком содержании сурьмы. Благодаря этому потери воды становятся незначительными, снижаются процессы электролиза в банках. У водителя отпадает необходимость столь часто прибегать к их обслуживанию. При сравнительно небольшой стоимости они отличаются малым саморазрядом и не боятся перепадов в бортовой электрической сети автомобиля.
3. Кальциевые АКБ. Способность сурьмы усиливать процессы электролиза, приводящие к потере дистиллированной воды, вынудила производителей искать другую основу для батарей. Так в решётках электродов стали использовать кальций. Именно этот элемент успешно смог бороться с потерей воды в банках. Из кальция стали изготавливать как положительные, так и отрицательные пластины. Благодаря незначительным потерям дистиллята практически отпала потребность в обслуживании, поэтому эти устройства принято называть необслуживаемыми. Кроме того, по сравнению с сурьмянистыми у кальциевых значительно меньше вероятность саморазряда. Даже при долгом хранении они хорошо сохраняют свои качества. Главным недостатком таких АКБ является их плохая переносимость глубоких разрядов. Если несколько раз сильно разрядить батарею, то свои прежние качества она восстановить уже не сможет.
4. AGM и гелевые батареи. Основным отличием гелевых устройств является форма, в которой пребывает электролит. Вместо жидкой консистенции он находится в желеобразном. Благодаря этому с батареей стало безопаснее работать, поскольку снизилась текучесть материала. Желеобразная форма предотвращает пластины от осыпания содержащейся на них активной массы. Из-за этого они не теряют свою прочность, и это избавило производителей от необходимости использования дополнительных присадок. Батареи этого типа получают всё большее распространение, ведь они отличаются невысоким саморазрядом и длительными сроками хранения. Даже после множества циклов заряда и разряда они практически не теряют своих эксплуатационных характеристик. Есть у них и свои недостатки. Прежде всего, они чувствительны к короткому замыканию. Также они не переносят высокого напряжения — если его значение будет выше 14 В, то электролит начинает таять, и дальнейшее его использование станет невозможным. Разновидностью гелевых считаются AGM-батареи. Основное отличие состоит в добавлении между пластинами пористого материала, с которым меньше осыпается активная масса и лучше удерживается гель. Они не являются настолько чувствительными, но и не настолько долговечны, как гелевые, которые могут прослужить до 10-12 лет.
5. Гибридные АКБ. Характеризуются применением внутри корпуса пластин, изготовленных из разных материалов: положительных — малосурьмянистых, а отрицательных — из кальция. Вследствие этого процессы электролиза существенно замедляются, аккумуляторы не так чувствительны к глубоким зарядам и разрядам, как кальциевые. Гибридные устройства являются одними из самых оптимальных по соотношению стоимости и качества.
6. Щелочные АКБ. Немногие в курсе, что базовым раствором в батарее может выступать не только раствор кислоты, но и щёлочь. Тем не менее щелочные устройства не получили столь широкого распространения. В состав пластин могут входить различные металлы, в том числе, никель. Зато такие изделия устойчивы к вибрации и нагрузкам, а количество отрицательных и положительных пластин у них не совпадает. Щелочные аккумуляторы мало применяются в автомобиле строении, но их можно встретить чаще в космической или авиационной технике. У них есть одно неоспоримое преимущество — они хорошо переносят даже длительные и глубокие разряды. Однако они выше по стоимости по сравнению с кислотными аналогами.
7. Литий-ионные АКБ. Больше всего используются в бытовой технике, в том числе в смартфонах и других «умных» гаджетах. В перспективе возможно их усовершенствование для применения в качестве источника электричества в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания. В составе таких устройств присутствуют электроды, отделённые друг от друга при помощи пористых сепараторов. Их отличает повышенная чувствительность к перепадам тока и температуры, поэтому в конструкции предусмотрен клапан, сбрасывающий повышенное давление. Основными носителями электрического тока являются ионы лития, заряженные положительно. Они не нуждаются в периодическом обслуживании и наиболее широко представлены сегодня в сегменте электромобилей. Каждый год они утрачивают до 10% своей прежней ёмкости и не переносят глубоких разрядов при эксплуатации. Если когда-то удастся избавиться от этих важных недостатков, то литий-ионные батареи однозначно вытеснят небезопасные свинцово-кислотные.
8. Прочие АКБ. Среди них можно выделить группу EFB аккумуляторов, которые выступают промежуточной стадией между традиционными кислотными и тем, что произведены по AGM технологии. Специальные маты из стекловолокна пропитываются электролитом, что исключает его вытекание из корпуса устройства. Технология была разработана для применения в машинах, оснащённых системой «старт-стоп». Такие АКБ отлично выдерживают частые остановки и частые запуски. Конструктивно они заряжаются гораздо быстрее, поэтому генератор легко компенсирует затраченную энергию во время коротких поездок. Они безопасны по сравнению с кислотными и не требуют обслуживания.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о аккумуляторах для автомобилей, их преимуществах и недостатках:

1. Типы аккумуляторов: Существует несколько основных типов автомобильных аккумуляторов, включая свинцово-кислотные, литий-ионные и AGM (Absorbent Glass Mat). Свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее распространенными благодаря своей доступности и надежности, но литий-ионные аккумуляторы становятся все более популярными благодаря своей легкости и высокой энергоемкости.

2. Преимущества AGM аккумуляторов: AGM аккумуляторы имеют ряд преимуществ, включая более высокую устойчивость к вибрациям и более длительный срок службы по сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами. Они также менее подвержены утечкам и могут работать в более широком диапазоне температур, что делает их идеальными для использования в современных автомобилях с большим количеством электроники.

3. Недостатки литий-ионных аккумуляторов: Несмотря на свои преимущества, литий-ионные аккумуляторы имеют и недостатки. Они значительно дороже, чем свинцово-кислотные, и требуют специального управления для предотвращения перегрева и перезарядки. Кроме того, их использование в автомобилях с традиционными двигателями внутреннего сгорания пока ограничено, хотя они активно применяются в электромобилях.

Что выбрать: AGM или EFB? Какой аккумулятор на авто купить лучше!

Что в будущем

Эксперты предсказывают появление новых источников пускового тока и отказ от аккумуляторов на основе серной кислоты. Каждый год производители представляют инновации, а каждые несколько лет разрабатываются технологии для запуска двигателей внутреннего сгорания. Основные усилия по улучшению автомобильных аккумуляторов сосредоточены на следующих направлениях:

• увеличение ёмкости;
• уменьшение размеров и веса;
• снижение стоимости через оптимизацию производства и сборки;
• повышение безопасности и защита окружающей среды;
• улучшение устойчивости к нагрузкам, температурным колебаниям и условиям хранения;
• снижение чувствительности к циклам зарядки и разрядки.

Исследования и разработки в производстве автомобильных батарей дают надежду, что вскоре автолюбители смогут использовать новые высокотехнологичные и экономичные аккумуляторы с увеличенным сроком службы.

Сравнение аккумуляторов по характеристикам и ценовым категориям

AGM, GEL, WET, EFB. Виды аккумуляторов

Типы аккумуляторов

Существует несколько основных типов аккумуляторов, используемых в автомобилях, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики, преимущества и недостатки. Наиболее распространенными являются свинцово-кислотные, AGM (Absorbent Glass Mat), гелевые и литий-ионные аккумуляторы.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее распространенными и доступными. Они делятся на два типа: стартерные и глубокого разряда.

• Преимущества: Низкая стоимость, высокая надежность, простота в обслуживании.
• Недостатки: Ограниченный срок службы (обычно 3-5 лет), чувствительность к глубокому разряду, низкая производительность при низких температурах.

AGM аккумуляторы

AGM аккумуляторы представляют собой усовершенствованную версию свинцово-кислотных. Они используют стекловолокно для удержания электролита, что делает их более устойчивыми к вибрациям и утечкам.

• Преимущества: Долговечность, высокая производительность, возможность глубокого разряда, устойчивость к низким температурам.
• Недостатки: Более высокая стоимость по сравнению со свинцово-кислотными, необходимость в специальном зарядном устройстве.

Гелевые аккумуляторы

Гелевые аккумуляторы также являются разновидностью свинцово-кислотных, но вместо жидкого электролита используют гель. Это делает их более безопасными и устойчивыми к утечкам.

• Преимущества: Высокая безопасность, устойчивость к глубокому разряду, хорошая производительность при низких температурах.
• Недостатки: Более высокая цена, чувствительность к неправильной зарядке.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы становятся все более популярными благодаря своей легкости и высокой энергоемкости. Они используются в электромобилях и гибридных автомобилях.

• Преимущества: Долгий срок службы, высокая плотность энергии, легкость, быстрая зарядка.
• Недостатки: Высокая стоимость, необходимость в специальной системе управления для предотвращения перегрева и перезарядки.

Сравнение ценовых категорий

Цены на аккумуляторы могут значительно варьироваться в зависимости от типа, бренда и характеристик. Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно являются наиболее доступными, в то время как AGM и литий-ионные аккумуляторы могут стоить в несколько раз дороже. При выборе аккумулятора важно учитывать не только цену, но и его характеристики, срок службы и требования к обслуживанию.

Заключение

Выбор аккумулятора для автомобиля зависит от множества факторов, включая тип автомобиля, условия эксплуатации и бюджет. Понимание различных типов аккумуляторов и их характеристик поможет сделать осознанный выбор, который обеспечит надежную работу автомобиля на протяжении долгого времени.

Вопрос-ответ

Какой тип аккумулятора лучше для авто?

Наиболее эффективными в эксплуатации считаются аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM и GEL. Технология AGM (Absorbent Glass Mat) в переводе на русский означает «абсорбирующий стекломатериал».

Какие автомобильные аккумуляторы считаются лучшими?

Лучшие автомобильные аккумуляторы обычно характеризуются высокой надежностью, длительным сроком службы и отличной производительностью в различных климатических условиях. Среди популярных брендов выделяются Optima, Varta, Bosch и Exide, которые предлагают свинцово-кислотные и AGM аккумуляторы с хорошими отзывами пользователей. Выбор конкретной модели также зависит от типа автомобиля и его потребностей в энергии.

Что обозначает маркировка 55 А * Ч на АКБ?

Например, надпись на маркировке аккумулятора «55 А·ч» означает, что он способен выдавать ток 2,75 ампера на протяжении 20 часов, и при этом напряжение на клеммах не опустится ниже 10,5 В.

Какой тип аккумуляторов самый долговечный?

Наиболее долговечными считаются батареи с гелеобразным электролитом и усовершенствованными электродами, рассчитанными на тяжелые режимы работы. Они служат 20-25 лет.

Советы

СОВЕТ №1

Перед покупкой аккумулятора обязательно ознакомьтесь с его характеристиками, такими как емкость, пусковой ток и тип (свинцово-кислотный, AGM, гелевый). Это поможет выбрать подходящий аккумулятор, соответствующий требованиям вашего автомобиля.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на климатические условия, в которых вы будете эксплуатировать автомобиль. Для холодных регионов лучше выбирать аккумуляторы с высоким пусковым током, а для жарких — модели с хорошей устойчивостью к высоким температурам.

СОВЕТ №3

Регулярно проверяйте состояние аккумулятора, включая уровень электролита (для свинцово-кислотных моделей) и наличие коррозии на клеммах. Это поможет продлить срок службы аккумулятора и избежать неожиданных проблем на дороге.

СОВЕТ №4

Не забывайте о правильной утилизации старых аккумуляторов. Они содержат вредные вещества, и выбрасывать их в обычный мусор нельзя. Обратитесь в специализированные пункты приема или сервисные центры для безопасной утилизации.