Привет, Хабр! Стоит ли переплачивать за AGM в случае стартерного аккумулятора для легковой автомашины? Сравним реальные характеристики обычной и AGM аккумуляторной батареи (АКБ) одного производителя, в одном и том же корпусе L2. Воспользуемся разными приборами, проверим в деле пару зарядных устройств и АКБ-тестеров, и даже заглянем внутрь AGM аккумулятора с помощью эндоскопа. Проделаем 7 зарядно-разрядных циклов, а дальше решим, что ещё можно сделать.
AGM — точно такие же свинцовые аккумуляторы с жидким электролитом в виде раствора серной кислоты в дистиллированной воде, как и привычные всем нам традиционные, но электролит находится во впитанном состоянии в сепараторах из стекломатов, отсюда и название — absorbent glass mat.
А пробки банок, как принято называть аккумуляторные ячейки, снабжены клапанами для удержания давления и его сброса в случае превышения, ведь AGM является подвидом VRLA — valve regulated lead acid, или SLA — sealed lead acid batteries — регулируемых клапанами, или герметичных, свинцово-кислотных батарей.
Другой подвид VRLA — гелевые (GEL), в которых электролит загущён гелем кремниевой кислоты, он же силикагель. Причём гелевые АКБ могут не иметь сепараторов из стекловолокна, а могут иметь, тогда это AGM-GEL. Стекломаты встречаются и в аккумуляторах со свободно плещущимся электролитом, обычно премиальных серий EFB — улучшенных наливных батареях, enhanced flooded batteries. Разнообразие технологий и названий порождает путаницу и споры.
А для принятия решений о том, какую АКБ приобрести в источник бесперебойного питания, солнечную систему или под капот автомобиля, нужны реальные данные испытаний и понимание того, как химический источник тока данной конструкции с этими показателями проявит себя там, где будет применяться. Потому что экспресс-тест нагрузочной вилкой или цифровым прибором после полного стационарного заряда это одно, а поведение аккумулятора под капотом — другое.
Непонимание специфики современных АКБ приводит некоторых к неверию в экспресс-тестеры и различным аккумуляторным мифам, например, «кипячении» и образовании гипса при разряде кальциевых аккумуляторов. Это ведь так логично: при кипячении чайника образуется нерастворимая накипь, а кальциевая соль серной кислоты — как раз нерастворимый гипс. Если не учитывать, где именно в конструкции АКБ находится кальций, и зачем он там нужен, можно и не такое придумать.
Белый налёт, образующийся на поверхности любых, (а не только кальциевых), свинцовых аккумуляторов, — это не безобидный гипс, а высокотоксичный сульфат свинца,, обладающий, кроме всего прочего, свойствами накапливаться в организме и поражать нервную систему, вплоть до параличей и нарушения зрения. Его следует тщательно смывать и избегать попадания на кожу и слизистые оболочки людей и животных.
Подробнее об особенностях cтартерных AGM аккумуляторов можно прочитать в отчёте об испытании первого российского автомобильного AGM. А мы начинаем рассказ о тесте Topla, тем более, что в упомянутой статье о нём говорилось.
Испытания этих двух аккумуляторных батарей в воронежской лаборатории автоэлектрики «Вектор» стартовали в мае 2019 года.
❒ Topla Energy E60X 60 А*ч EN 680 A, производство 1 неделя 2019.
❒ Topla AGM Stop&Go AG60 60 А*ч EN 680 A, выпуск ноябрь 2018.
Оба аккумулятора свежие. Начнём с входного контроля параметров прибором DHC BT-280.
Смущают низкие показатели здоровья (SoH, state of health) и ТХП (тока холодной прокрутки) у AGM АКБ. Но нагрузочная вилка 200 А солидарна с тестером, так что это не ошибка его алгоритма. При различии внутренних сопротивлений на четверть, пусковой ток почти одинаковый.
При проверке Topla Stop&Go тестером в режиме не AGM, а для обычных SLI (starter, light, ignition, — стартер, свет, зажигание) АКБ, тестер показал здоровье 100%, пусковой ток 778 А, внутреннее сопротивление 3.99 мОм. Алгоритмы для разных типов АКБ разные неспроста. В нашей лаборатории испытаны более десятка различных моделей аккумуляторных тестеров, о чём на ближайшее будущее запланирована публикация.
Заливные отверстия Topla Energy E60X снабжены ножками для контроля уровня электролита. Плотность 1.27 грамм на кубический сантиметр. На перемычках и пластинах небольшой белый налёт. Это остатки технологической бумаги, применяемой при производстве.
Они совершенно нормальны, и не являются дефектом или свидетельством неаккуратности, как и свойственная некоторым АКБ жирная плёнка на поверхности электролита: её образует технический вазелин, применяемый для смазки пробок. Линия на фото — не нитка или волос, а отблеск от выпуклой поверхности жидкости, образованной силами поверхностного натяжения.
У Topla Stop&Go также имеется доступ к пробкам, что очень пригодится для долива дистиллированной воды при дальнейшей эксплуатации. AGM аккумуляторы тоже теряют воду при работе, хоть и гораздо меньше, чем их WET («мокрые», или flooded — наливные) собратья со свободно плещущимся электролитом.
Плотность 1.27 за 4 месяца хранения — очень хороший результат. Но можно ли ставить АКБ в таком состоянии под капот? — В крайнем случае, можно. Но правильный ввод в эксплуатацию свинцово-кислотного аккумулятора подразумевает полный 100% заряд. То есть, преобразование всех разряженных активных масс (АМ), — сульфатов свинца, — в заряженные, — губчатый свинец отрицательных пластин и оксид свинца положительных, и выравнивание концентрации (плотности) электролита по всему объёму банок. Потому поставим на заряд обе АКБ.
Свинец не литий, и не никель, для которых во всём многообразии разновидностей свои особые правила. Свинцовые аккумуляторы (СА) нужно держать всегда (по возможности) полностью заряженными, а разряжать перед зарядом, (если не стоит цель сделать КТЦ — контрольно-тренировочный цикл), не нужно: у СА нет эффекта памяти.
Масса АКБ Topla Energy E60X — 14 кг, Topla AGM Stop&Go AG60 — 17 кг.
Основной заряд Topla Energy E60X занял 15 минут, дозаряд 2 с половиной часа, плотность электролита стала 1.29. Topla AGM Stop&Go AG60 потребовала совсем небольшого дозаряда.
Для следующего теста АКБ воспользуемся прибором TooL it DBT300.
Здесь показания тестера на фоне вилки уже кажутся заниженными, потому к разным тестерам мы ещё вернёмся. Посмотрим на внутренности AGM аккумулятора в эндоскоп. На видео таймкод 18:55.
Ставим на разряд электронной нагрузкой по ГОСТ током 5% ёмкости до касания 10.5 вольт.
Разрядные нагрузки показали ёмкость Topla Energy E60X 57.92 А*ч, Topla AGM Stop&Go AG60 62.03 А*ч. Это хорошие результаты. Проверим разряженные АКБ тестером DBT300.
Внутреннее сопротивление разряженной AGM Stop&Go AG60 выше пределов измерения прибора, ТХП не показывает, вердикт — плохая АКБ, заменить. Ту же самую ошибку совершил прибор Konnwei KW600 в адрес АКБ АКОМ ULTIMATUM 6СТ-60VRLA, но хотя бы измерил и выдал значения миллиом и пускового тока. Как уже отмечалось, в умных автоматизированных системах с микропроцессорным контролем, строго следующих референсным значениям, это может оказаться проблемой: новая, (и далеко не дешёвая), исправная АКБ, нуждающаяся просто в заряде, будет забракована.
Плотность электролита в разряженной АКБ Topla Energy E60X 1.115. После заряда 1.29. При использовании в тёплом климате Воронежской области её можно, (но необязательно), скорректировать дистиллированной водой до 1.28, что мы и сделаем.
Через 20 часов после коррекции плотности осуществим замеры аккумуляторным тестером DHC BT-280.
Показания DHC BT-280 выглядят более достоверными, чем DBT300. В целом параметры обеих АКБ улучшились, как и должно быть при первых контрольно-тренировочных циклах, когда происходит завершение формовки активных масс. Ставим на второй разряд.
По Topla Energy E60X наблюдаем снижение отданной ёмкости на 1 ампер*час в сравнении с предыдущим разрядом. Причиной является произведённая коррекция плотности электролита: термодинамическая ЭДС свинцово-кислотной электрохимической ячейки при той же температуре и более низкой концентрации кислоты будет ниже, чем при более высокой. Таким образом, ЭДС под нагрузкой 3 ампера упала до 10.5 вольт раньше, и автоматика электронной нагрузки завершила разряд.
Плотность электролита в разряженной Topla Energy E60X 1.125, что на одно деление выше, чем после первого разряда до коррекции плотности.Парадокс объясняется тем, что при разряде с отдачей меньшей ёмкости использовано меньше кислоты.
История с показаниями тестера на новой стартерной AGM повторилась: после первого разряда прибор посчитал АКБ негодной, после второго — разряженной. Ставим на заряд.
В заряженной Topla Energy E60X плотность электролита снова почти 1.29! Это значит, что в прошлый раз мы её недозарядили, либо кислота вышла из сульфатов в бывших недоформованными пластинах, (но это тоже недозаряд). Снова скорректируем плотность до 1.28 и произведём перемешивание электролита зарядным устройством Кулон-405.
Теперь плотность 1.28.
В очередной раз измерим параметры изучаемых аккумуляторов.
Приступаем к разряду.
Плотность электролита в разряженной Topla Energy E60X 1.12. Отданная ёмкость немного выросла, несмотря на вторую коррекцию плотности, но учтём, температура в помещении поднялась до 30.3 градусов Цельсия. Заряжаем.
Плотность 1.28. Ставим на четвёртый разряд. Плотность после разряда 1.125.
Результаты пятого КТЦ печальны. Ёмкость Topla Energy E60X упала до 46.81 А*ч. Либо аккумулятор настолько успел постареть, либо мы что-то не так делали: разряжали, заряжали, или то и другое. Обо всём по порядку.
Во-первых, электролит попал на клемму одной из электронных нагрузок, как раз той, что разряжала наливную АКБ, вызвал окисление и нарушил контакт. Потому результат 46.81 А*ч признаем недействительным, в отличие от 57.94 А*ч у Topla AGM Stop&Go AG60.
Во-вторых, параллельно с тестом аккумуляторов проходило испытание зарядных устройств, как раз на этих АКБ. Это не совсем правильно, но в мире обслуживания автомобилистами аккумуляторов редко что-то бывает правильным, скорее наоборот.
Одна из целей наших видео и статей — как раз заострить внимание на спорных моментах, ведущих к возникновению мифов и неразберихе с эксплуатацией автомобильных свинцовых аккумуляторных батарей.Заряжаем аккумуляторы для шестого КТЦ. Плотность Topla Energy чуть выше 1.28.
Процентами в таблице обозначена прибавка или потеря ёмкости по сравнению с предыдущим разрядом. При использовании зарядного устройства BL1215 видим потерю ёмкости AGM Stop&Go. Посмотрим, сможет ли программируемое ЗУ Кулон-912 профилем из инструкции производителя АКБ исправить положение.
Если да, констатируем прогрессирующий недозаряд прибором BL1215. Если нет, тогда мы наблюдаем деградацию ёмкости обеих АКБ Topla с первыми зарядно-разрядными циклами, что будет очень прискорбно. Особенно с учётом того, что одна из них AGM, специально предназначенная для глубокого циклирования.
Плотность после шестого разряда в АКБ Topla Energy чуть выше 1.12. Наблюдаем у неё замедление потери ёмкости, а у AGM Stop&Go AG60 рост почти на 2 процента. Ставим на заряд и разрядим AGM Stop&Go AG60 ещё раз.
Выводы
- После семи глубоких разрядов до напряжения под нагрузкой 10.5 вольт, АКБ Topla AGM Stop&Go AG60 отдала ёмкость, всего лишь на 1% меньшую паспортной, что находится в пределах погрешности измерений, причём при заряде программируемым зарядным устройством на основе источника стабилизированного тока и напряжения с цифровым управлением (Кулон-912) с соблюдением профиля заряда из инструкции от производителя АКБ, динамика отдаваемой ёмкости осталась положительной. Это прекрасный результат.
- Измеренные приборами пусковые характеристики тока холодной прокрутки обеих АКБ уже после первого контрольно-тренировочного цикла вышли на номинальный уровень, и на нём оставались на протяжении всех тестов. В этом аспекте оба аккумулятора также проявили себя весьма достойно.
- Однако следует отметить, что внутреннее сопротивление новой Topla AGM Stop&Go AG60 после первого разряда оказалось настолько высоким, что цифровые тестеры посчитали её непригодной для эксплуатации и обслуживания. Это может стать проблемой в системах с автоматизированным контролем заряда. Но после первого КТЦ внутреннее сопротивление Topla AG60 в разряженном состоянии пришло в норму, и оставалось в ней на протяжении всех тестов.
- АКБ Topla Energy E60X в данных тестах сохраняла пусковые характеристики, но теряла от 1 до 5,34% ёмкости с каждым разрядом во всех случаях, кроме как в КТЦ 3 после дозаряда с повышенным напряжением для перемешивания электролита ЗУ Кулон-415. В ходе КТЦ 2 произведена коррекция плотности электролита в сторону снижения без принудительного перемешивания, в КТЦ 4 могло начаться окисление контактов, замеченное в дисквалифицированном КТЦ 5, а КТЦ 6 происходил при более низкой температуре окружающего воздуха.
- Каждая из вышеприведённых причин могла сказаться на снижении отдаваемой ёмкости при разряде. Остаётся шанс, что восстановительный дозаряд с повышенным (в том числе, сверх инструкции производителя) перенапряжением мог, и даже ещё может повысить ёмкость этой АКБ. Возможно, мы увидим это в следующих видео.
- Паспортное значение ёмкости 20-часового разряда до 10.5 вольт под нагрузкой приводится для заводской плотности электролита. Коррекция плотности в сторону уменьшения ведёт к снижению этой ёмкости, при этом может снизить и внутреннее сопротивление аккумулятора.
- Карманные цифровые экспресс-тестеры аккумуляторных батарей DHC BT-280 и TooL it DBT300, (обе модели на момент написания статьи в июле 2021 года устаревшие), не лишены недостатков, но имеют алгоритмы, позволяющие адекватно оценивать пусковые характеристики, и учитывающие различия разных по конструкции АКБ.
В одной из следующих публикаций будет хардтест: в продолжение испытаний, мы подключим к каждому из аккумуляторов по паре галогеновых лампочек из автомобильных фар, оставим так на неделю, и посмотрим, что будет. Если верить расхожим мифам, от такого обращения кальциевый аккумулятор обрастёт вековым слоем гипса, и никакое «кипячение» не поможет. Также, по просьбам уважаемых читателей, подробно опишем полный 100% восстановительный заряд автомобильных AGM АКБ.
Статья написана в сотрудничестве с автором экспериментов и видео — Аккумуляторщиком Виктором VECTOR.
