AGMバッテリー-テクノロジー、長所と短所
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スターターを作動させてエンジンを始動するだけではなく、無停電電源装置が必要です。 バッテリーは、非常灯、エンジンがオフになっているときのオンボードシステムの操作、および発電機が故障しているときの短いドライブにも使用されます。 車で使用される最も一般的なタイプのバッテリーは鉛蓄電池です。 しかし、いくつかの変更があります。 それらのXNUMXつはAGMです。 これらのバッテリーのいくつかの変更とそれらの違いについて説明しましょう。 AGMバッテリータイプの何が特別なのですか？
AGMバッテリーテクノロジーとは何ですか？
条件付きでバッテリーを分割すると、サービス付きと無人に分けられます。 最初のカテゴリには、電解質が時間の経過とともに蒸発するバッテリーが含まれます。 視覚的には、各缶の上部に蓋があるという点でXNUMX番目のタイプとは異なります。 これらの穴を通して、水分の不足が補充されます。 XNUMX番目のタイプのバッテリーでは、容器内の気泡の形成を最小限に抑える設計上の特徴と材料のため、蒸留水を追加することはできません。
バッテリーの別の分類は、それらの特性に関するものです。 それらのXNUMXつのタイプもあります。 XNUMXつ目はスターターで、XNUMXつ目はトラクションです。 スターターバッテリーは大きな始動力を持ち、大型の内燃機関を始動するために使用されます。 トラクションバッテリーは、長時間電圧を放出する能力が特徴です。 このようなバッテリーは、電気自動車（ただし、本格的な電気自動車ではなく、主に子供用の電気自動車や車椅子）や、高出力の始動電流を使用しない電気設備に搭載されています。 テスラなどの本格的な電気自動車は、AGMバッテリーも搭載されていますが、搭載システムのベースとなっています。 電気モーターは別の種類のバッテリーを使用します。 車に適したバッテリーを選択する方法の詳細については、以下をお読みください。 別のレビューで.
AGMバッテリーは、ケースを開けることができないという点で従来のバッテリーとは異なります。つまり、メンテナンスフリーの変更のカテゴリに属します。 メンテナンスフリータイプのAGMバッテリーを開発する過程で、科学者は充電終了時に放出されるガスの量を削減することができました。 この効果は、構造内の電解質の量が少なく、プレートの表面との接触が良好であるために可能になりました。
この変更の特徴は、デバイスのプレートと直接接触している液体状態の遊離電解質が容器に充填されていないことです。 正極板と負極板は、活性酸性物質を含浸させた極薄の絶縁材料（グラスファイバーと多孔質紙）で分離されています。
発生の履歴
AGMという名前は、英語の「吸収性ガラスマット」に由来します。これは、吸収性緩衝材（グラスファイバー製）を意味します。 テクノロジー自体は前世紀の70年代に登場しました。 ノベルティの特許を登録した会社は、アメリカのメーカーであるゲイツラバー社です。
アイデア自体は、プレートの近くのスペースからの酸素と水素の放出速度を減らす方法を考えたある写真家から来ました。 彼の頭に浮かんだ選択肢のXNUMXつは、電解質を濃くすることでした。 この材料特性により、バッテリーを裏返したときの電解液の保持が向上します。
最初のAGMバッテリーは、1985年に組立ラインから出荷されました。 この変更は主に軍用機に使用されました。 また、これらの電源は、個別の電源を備えた通信システムや信号設備で使用されていました。
当初、バッテリー容量は小さかった。 このパラメータは、1〜30 a / hの範囲で変化しました。 時間の経過とともに、デバイスの容量が増加したため、インストールをより長く実行できました。 このタイプのバッテリーは、自動車に加えて、無停電電源装置や自律型エネルギー源で動作するその他のシステムを作成するために使用されます。 小型のAGMバッテリーをコンピューターUPSで使用できます。
どのように動作します
古典的な鉛蓄電池はケースのように見え、いくつかのセクション（バンク）に分かれています。 それぞれにプレートがあります（それらを作る材料は鉛です）。 それらは電解液に浸されています。 プレートがつぶれないように、液面は常にプレートを覆う必要があります。 電解質自体は蒸留水と硫酸の溶液です（電池に使用される酸の詳細については、以下をお読みください）。 ここで).
プレートが接触するのを防ぐために、それらの間にミクロポーラスプラスチックで作られたパーティションがあります。 電流は正と負の電荷プレートの間に生成されます。 AMGバッテリーは、電解質を含浸させた多孔質材料がプレートの間に配置されているという点で、この変更とは異なります。 しかし、その細孔は完全に活性物質で満たされていません。 自由空間は、結果として生じる水蒸気が凝縮される一種のガスコンパートメントです。 このため、充電中に密閉された要素が壊れることはありません（従来のサービスバッテリーを充電する場合、最終段階で気泡が活発に発生し、容器が減圧される可能性があるため、缶のキャップを緩める必要があります）。
これらXNUMX種類の電池で行われる化学プロセスに関しては、それらは同一です。 AGM技術を使用して製造されたバッテリーは、その設計と動作の安定性によって区別されます（電解液を補充するために所有者を必要としません）。 実際、これは同じ鉛蓄電池ですが、設計が改善されたおかげで、従来の液体アナログのすべての欠点が解消されています。
従来のデバイスは、次の原則に従って動作します。 電力を消費する瞬間、電解質の密度が低下します。 プレートと電解液の間で化学反応が起こり、電流が発生します。 消費者が料金全体を選択すると、鉛板の硫酸化のプロセスが始まります。 電解質の密度を上げない限り、元に戻すことはできません。 このようなバッテリーを充電すると、密度が低いため、容器内の水が熱くなり、単に沸騰して鉛板の破壊が加速するため、高度な場合には酸を加えるものもあります。
AGMの変更に関しては、深い放電を恐れていません。 その理由は、電源の設計にあります。 電解液を含浸させたガラス繊維が密着しているため、プレートが硫酸化することはなく、缶の中の液体が沸騰することもありません。 デバイスの操作における主なことは、ガス生成の増加を引き起こす過充電を防ぐことです。
このような電源は次のように充電する必要があります。 通常、デバイスラベルには、最小および最大充電電圧に関する製造元の指示が含まれています。 このようなバッテリーは充電プロセスに非常に敏感であるため、このためには、電圧変更機能を備えた特別な充電器を使用する必要があります。 このような充電器は、いわゆる「フローティングチャージ」、つまり部分的な電力供給を提供します。 まず、公称電圧の35分のXNUMXが供給されます（温度はXNUMX度以内である必要があります）。
充電器の電子機器が一定量の電荷（セルあたり約2.45V）を固定した後、電圧低下アルゴリズムがトリガーされます。 これにより、プロセスがスムーズに終了し、酸素と水素が活発に発生することはありません。 このプロセスを少しでも中断すると、バッテリーのパフォーマンスが大幅に低下する可能性があります。
別のAGMバッテリーは特別な使用が必要です。 したがって、デバイスは絶対に任意の位置に保管できます。 これらのタイプのバッテリーの特徴は、自己放電率が低いことです。 20年間の保管では、容量はその容量の5％を超えて失われることはありません（デバイスが15〜XNUMX度の範囲の正の温度で乾燥室に保管された場合）。
ただし、同時に、定期的に充電レベルをチェックし、端子の状態を監視し、湿気やほこりから保護する必要があります（これにより、デバイスの自己放電が引き起こされる可能性があります）。 電源の安全のために、短絡や突然の電圧サージを回避する必要があります。
AGMバッテリーデバイス
すでにお気づきのように、AGMケースは完全に密閉されているため、このような要素はメンテナンスフリーモデルに分類されます。 プラスチック製の多孔質パーティションの代わりに、プレート間の本体内部に多孔質グラスファイバーがあります。 これらはセパレーターまたはスペーサーです。 この材料は電気伝導性が中性であり、酸と相互作用します。 その細孔は、活性物質（電解質）で95パーセント飽和しています。
内部抵抗を減らすために、グラスファイバーには少量のアルミニウムも含まれています。 このおかげで、デバイスは急速充電を維持し、必要に応じてエネルギーを放出することができます。
従来のバッテリーと同様に、AGMの変更も、個別のプレートセットを備えた500つの缶またはタンクで構成されています。 各グループは、対応するバッテリー端子（プラスまたはマイナス）に接続されています。 各バンクは900ボルトの電圧を出力します。 バッテリーの種類によっては、プレートが平行ではなく、巻き上げられている場合があります。 この設計では、バッテリーは円筒形の缶になります。 このタイプのバッテリーは、耐久性と耐振動性に優れています。 このような変更のもう200つの利点は、放電によって最小XNUMXAから最大XNUMXAが生成されることです（従来のバッテリーでは、このパラメーターはXNUMXA以内です）。
従来のバッテリーを考えると、充電するとプレートの表面に気泡が発生します。 このため、電解液が鉛と接触しにくくなり、電源の性能が低下します。 ガラス繊維が電解質とプレートとの一定の接触を保証するので、改良された類似体にはそのような問題はありません。 過剰なガスがデバイスの減圧を引き起こすのを防ぐために（これは充電が正しく行われていない場合に発生します）、本体にそれらを解放するためのバルブがあります。 バッテリーを適切に充電する方法の詳細については、以下をお読みください。 別々に.
したがって、AGMバッテリーの主な設計要素は次のとおりです。
- 密閉されたケース（小さな衝撃で一定の振動に耐えることができる耐酸性プラスチック製）。
- 正および負の電荷用のプレート（シリコン添加剤を含む可能性のある純粋な鉛でできています）は、出力端子と並列に接続されています。
- ミクロポーラスグラスファイバー;
- 電解質（多孔質材料の95％を充填）;
- 余分なガスを除去するためのバルブ;
- プラス端子とマイナス端子。
AGMの普及を妨げているのは何ですか
いくつかの推定によれば、世界で年間約110億XNUMX万個の充電式電池が生産されています。 従来の鉛蓄電池に比べて効率が高いにもかかわらず、市場売上のわずかなシェアしか占めていません。 これにはいくつかの理由があります。
- すべての電池製造会社がこの技術を使用して電源を製造しているわけではありません。
- このようなバッテリーのコストは、通常のタイプのデバイスよりもはるかに高くなります（XNUMX〜XNUMX年間の運用では、ドライバーが新しい液体バッテリーのために数百ドルを集めることは難しくありません）。 それらは通常XNUMX倍からXNUMX倍高価です。
- 同じ容量のデバイスは、従来のアナログと比較してはるかに重く、ボリュームがあります。すべての車種で、大型のバッテリーをボンネットの下に配置できるわけではありません。
- このようなデバイスは、充電器の品質に非常に厳しいものであり、これにも多額の費用がかかります。 従来の充電では、このようなバッテリーが数時間で台無しになる可能性があります。
- すべてのテスターがそのようなバッテリーの状態を判断できるわけではないため、電源を保守するには、専用のサービスステーションを探す必要があります。
- 発電機が動作中にバッテリーを適切に再充電するために必要な電圧を生成するためには、このメカニズムも車内で変更する必要があります（発電機の動作の詳細については、以下を参照してください）。 別の記事で);
- ひどい霜の悪影響に加えて、デバイスはまた、高温に十分に耐えることができません。 したがって、夏の間はエンジンルームの換気を十分に行う必要があります。
これらの理由により、運転手は考えます。同じお金でXNUMXつの簡単な改造を購入できるのであれば、このような複雑なバッテリーを購入する価値はありますか。 市場のニーズを考慮に入れると、製造業者は、倉庫にほこりを集めるだけの製品を大量に生産するリスクを冒すことはありません。
鉛蓄電池の主な種類
バッテリーの主な市場は自動車産業であるため、主に自動車に適合しています。 電源を選択する主な基準は、電気システム全体と車両機器の総負荷です（同じパラメーターが発電機の選択に適用されます）。 現代の自動車は大量の車載電子機器を使用しているため、多くのモデルには標準バッテリーが装備されていません。
状況によっては、液体モデルはそのような負荷に対処できなくなり、AGMの変更は、標準のアナログの容量のXNUMX〜XNUMX倍になる可能性があるため、これに非常にうまく対処できます。 さらに、一部の現代の自動車所有者は、電源の保守に時間を費やす準備ができていません（ただし、多くのメンテナンスは必要ありません）。
現代の車はXNUMX種類のバッテリーのうちのXNUMXつを使用できます。 XNUMXつ目は、メンテナンスフリーの液体オプションです。 アンチモンプレートの代わりにカルシウムプレートを使用しています。 XNUMXつ目は、AGMテクノロジーを使用して作成された、すでにおなじみのアナログです。 一部の運転手は、このタイプのバッテリーをゲルバッテリーと混同しています。 外観は似ているかもしれませんが、実際には異なるタイプのデバイスです。 ゲル電池についてもっと読む ここで.
古典的な液体電池の改良された類似物として、市場でEFB技術を使用して行われた変更があります。 これは同じ液体鉛蓄電池ですが、正極板の硫酸化を防ぐために、多孔質材料とポリエステルでさらに包まれています。 これにより、標準バッテリーの寿命が延びます。
AGMバッテリーの用途
AGMバッテリーは、従来の液体電源と比較して優れた容量を備えているため、スタート/ストップシステムを搭載した車でよく使用されます。 しかし、AGMの変更が適用される分野は自動車業界だけではありません。
多くの場合、さまざまなセルフパワーシステムにAGMまたはGELバッテリーが装備されています。 前述のように、このようなバッテリーは、自走式車椅子や子供用電気自動車の電源として使用されています。 いずれの場合も、12、24、またはXNUMXボルトの個別の無停電電源装置を備えた電気設備は、このデバイスからエネルギーを奪う可能性があります。
使用するバッテリーを決定するための重要なパラメーターは、トラクション性能です。 液体の変更は、そのような負荷にうまく対処できません。 この例は、車内のオーディオシステムの操作です。 液体バッテリーはエンジンを数回安全に始動でき、ラジオテープレコーダーは数時間でそれを放電します（ラジオテープレコーダーをアンプに正しく接続する方法については、以下をお読みください） 別々に）、ただし、これらのノードの消費電力は大きく異なります。 このため、従来の電源がスターターとして使用されます。
AGMバッテリーの利点とテクノロジー
すでに述べたように、AGMとクラシックバッテリーの違いはデザインだけです。 改善された変更の利点は何であるかを考えてみましょう。
- 深い放電を恐れていません。 どのバッテリーも強い放電を許容せず、一部の変更では、この要因は単に破壊的です。 標準の電源装置の場合、それらの容量は、50％未満の頻繁な放電によって重大な影響を受けます。 この状態で電池を保管することはできません。 AGMタイプに関する限り、従来のバッテリーと比較して、深刻な害を及ぼすことなく、約20％多くのエネルギー損失を許容します。 つまり、30％まで繰り返し放電しても、バッテリーのパフォーマンスには影響しません。
- 強い斜面を恐れていません。 バッテリーケースは密閉されているため、裏返したときに電解液が容器から流れ出ることはありません。 吸収された材料は、重力の影響下で作動物質が自由に動くのを防ぎます。 ただし、バッテリーを逆さまに保管または操作しないでください。 この理由は、この位置では、バルブを介して余分なガスを自然に除去することができないためです。 ダンプバルブは下部にあり、空気自体（充電プロセスに違反した場合に形成される可能性があります-過充電または誤った定格電圧を発行するデバイスを使用）が上昇します。
- メンテナンスフリー。 バッテリーが車で使用されている場合、電解液の量を補充するプロセスは面倒ではなく、有害でもありません。 缶の蓋を外すと、少量の硫酸蒸気が容器から出てきます。 このため、従来のバッテリーの保守（現時点ではバンクが開いている必要があるため、バッテリーの充電を含む）は、換気の良い場所で行う必要があります。 バッテリーが住宅環境で操作される場合、そのようなデバイスはメンテナンスのために敷地から取り外す必要があります。 多数のバッテリーのバンドルを使用する電気設備があります。 この場合、密閉された部屋での操作やメンテナンスは人の健康に危険を及ぼすため、AGM技術を使用して製造されたバッテリーが使用されます。 電解液は、充電手順に違反した場合にのみ蒸発し、作業寿命全体を通して保守する必要はありません。
- 硫酸化や腐食の影響を受けません。 電解液は、操作中および適切な充電中に沸騰または蒸発しないため、デバイスのプレートは常に作動物質と接触しています。 このため、このような電源では破壊のプロセスは発生しません。 例外は、発生したガスの再結合と電解質の蒸発が妨げられる、同じ誤った充電です。
- 振動を恐れません。 バッテリーケースの位置に関係なく、グラスファイバーがプレートの表面にしっかりと押し付けられているため、電解液は常にプレートと接触しています。 このため、小さな振動や揺れがこれらの要素の接触違反を引き起こすことはありません。 このため、これらのバッテリーは、起伏の多い地形を走行することが多い車両で安全に使用できます。
- 高い周囲温度と低い周囲温度でより安定します。 AGMバッテリーデバイスには、凍結（結晶化中に液体が膨張し、これがハウジングの減圧の原因となることが多い）または動作中に蒸発する可能性のある自由水がありません。 このため、改良されたタイプの電源は、-70度の霜と+ 40℃の熱で安定しています。 確かに、寒い天候では、放電は従来のバッテリーの場合と同じくらい速く発生します。
- それらはより速く充電し、より短い時間でより高い電流を供給します。 20番目のパラメータは、内燃機関のコールドスタートにとって非常に重要です。 動作中および充電中、このようなデバイスはそれほど熱くなりません。 説明のために：従来のバッテリーを充電している間、エネルギーの約4％が熱に変換されますが、AGMバージョンではこのパラメーターはXNUMX％以内です。
AGMバッテリーのデメリット
このような多くの利点にもかかわらず、AGMタイプのバッテリーには重大な欠点もあります。そのため、デバイスはまだ広く使用されていません。 このリストには、次のような要素が含まれています。
- 一部のメーカーはそのような製品の大量生産を設定していますが、それらのコストは依然として従来のアナログのXNUMX倍です。 現時点では、このテクノロジーは、パフォーマンスを犠牲にすることなく製品のコストを削減するための適切な改善をまだ受けていません。
- プレート間に追加の材料が存在すると、同じ容量の液体電池と比較して、設計が大きくなり、同時に重くなります。
- デバイスを適切に充電するには、特別な充電器が必要ですが、これもかなりの費用がかかります。
- 過充電や誤った電圧供給を防ぐために、充電プロセスを監視する必要があります。 また、デバイスは短絡を非常に恐れています。
ご覧のとおり、AGMバッテリーにはそれほど多くのマイナス面はありませんが、これらは、ドライバーが自分の車でそれらを使用することを敢えてしない重要な理由です。 一部の地域では、それらは単にかけがえのないものですが。 この例としては、個別の無停電電源装置を備えた大型の電気ユニット、ソーラーパネルから電力を供給される貯蔵ステーションなどがあります。
レビューの最後に、XNUMXつのバッテリー変更の短いビデオ比較を提供します。
質問と回答：
AGMと通常のバッテリーの違いは何ですか？ AGMは、従来の酸バッテリーよりもさらに重くなります。 過充電に敏感ですので、特別な充電が必要です。 AGMバッテリーはメンテナンスフリーです。
なぜAGMバッテリーが必要なのですか？ この電源はメンテナンスが不要なため、外国車での使用に便利です。 バッテリーケースのデザインにより、垂直に取り付けることができます（密閉ケース）。
バッテリーのAGMラベルはどういう意味ですか？ これは、最新の鉛蓄電池電源技術（Absorber Glass Mat）の略語です。 バッテリーは、対応するゲルと同じクラスです。
