Неплохая статья об аккумуляторах с DROM.RU

Автор: Максим Маркин
Источник: Drom.ru

Аккумулятор из тех автомобильных составляющих, которые порой обновляются реже самих машин. Но когда приходит время его покупать… Как, говорите, емкость? С ней обычно все понятно. Ах, есть еще стартовый ток, разные клеммы, кое-какие другие характеристики. А ведь существуют и различия в типах самих батарей и, наконец, разнообразие производителей. Чтобы покупка не происходила по принципу «взял то, что впарили», попробуем систематизировать все, что предлагается на нашем рынке.

 

Медленная эволюция

История создания источника тока — это ряд, безусловно, талантливых людей, куча теоретических выкладок и цепь постоянных экспериментов, начавшихся еще в XVII веке. Прямо тема для историко-технической диссертации, которой тут не место и не время. Отметим лишь несколько моментов. Так, первый рабочий аккумулятор был создан в 1859 году Гастоном Плантэ. Французский изобретатель брал две свинцовые пластины с проложенным между ними сукном и оборачивал все это вокруг круглого деревянного бруска. Поместив конструкцию в электролит — 10-процентный раствор серной кислоты — он подключал ее к электричеству. Через какое-то время такой зарядки оказывалось, что это примитивное устройство способно само отдавать ток. А многократные циклы зарядов и разрядов наращивали на пластинах слой окиси свинца, чем увеличивали емкость первого рабочего аккумулятора.

В 80-х годах XIX века пластины для АКБ научились готовить не прогонкой через них тока — заранее. Нанесением сурика на свинец электродов с последующим обертыванием тканью, чтобы этот активный слой не осыпался.

Батарея Камилла Фора уже имела признаки того аккумулятора, каким мы его знаем теперь. Например, пластины были не свиты в рулон — располагались параллельно. При этом соединены они были через одну, а слой окислов был пористым и способствовал скоплению газов выделяющихся с электродов. Характеристики той батареи неизвестны, однако считается, что в сравнении с предыдущей конструкцией эта могла давать больший ток, обладала большей емкостью и заряжалась быстрее

Дальнейшим развитием стало использование не гладких — решетчатых пластин, в которых активная масса прочно держалась за счет ячеистой структуры. Это уже была непосредственная ориентированность на использование АКБ на транспорте. Любопытно, как физики-химики, создававшие аккумуляторы, были в курсе того, что делали их коллеги из зарождавшейся автомобильной отрасли. А именно знали (предвидели?) о замещении примитивных систем зажигания (скажем, открытым пламенем) искровыми. Для чего, как не для автомобилей, создавал свою батарею Томас Эдисон, экспериментировавший с пластинами из железа и никеля и с электролитом в виде щелочи. Опыты увенчались успехом — АКБ, выпуск которой начался в 1903-м, получилась компактной, легкой и не боялась глубоких разрядов. Правда, обладала невысоким напряжением и большим внутренним сопротивлением. По этой причине производители продолжали использовать и свинцовые батареи.

У аккумулятора Эдисона активной массой на положительных пластинах была окись меди, на отрицательных — окись железа. В качестве электролита использовался раствор едкого калия и едкого лития. Сумма качеств этих батарей позволила им занять свое место на автомобильном рынке. Известно, что одним из первых заказчиков Эдисона стала компания Baker Electric. Считается, что модель Runabout (на фото) 1901–02 гг. уже имела щелочные АКБ, хотя массово их стали выпускать только годом-двумя позже. Такую машину имел и сам изобретатель аккумулятора. Электромоторчик в 1 л.с., расположенный снизу (батарея находилась под сиденьями), разгонял ее до 25 км/ч

В начале прошлого столетия аккумулятор уже стал неотъемлемой частью автомобиля — ни о каком факельном зажигании у ДВС не могло быть и речи. Но и функции выполнял урезанные, так как давал энергию только для искрообразования. Пускались моторы исключительно с кривого стартера, а лампы с угольным стержнем в виде элемента накаливания на автомобилях если и использовались, то ограниченно — были слишком энергоемки. При этом батареи нужно было периодически заряжать. Переломным стало начало второго десятилетия XX века, когда в освещении распространение получила вольфрамовая нить и появились привычные для нас составляющие автомобильной «электрики».

Cadillac Model 30 стал первым автомобилем, оснащенным привычным электростартером, кстати, выполнявшим еще и функции генератора. Случилось это в 1912-м, хотя к тому моменту машина выпускалась уже три года. Сейчас сложно сказать, с какой из двух «четверок» (объемом 3,7 либо 6,0 л) он агрегатировался. Зато в ходу легенда, объясняющая его появление. Якобы от пусковой рукояти смертельно пострадал друг Генри Лиланда — тогдашнего руководителя Cadillac. И тот попросил инженера Чарльза Кеттеринга, совсем недавно изобретшего электростартер, ускорить работы над устройством. Кстати, уже в 1916 году Винсент Бендикс усовершенствовал узел обгонной муфтой, разъединявшей его с венцом маховика, когда тот начинал вращаться быстрее. А поскольку стартер перестал быть еще и генератором, для питания машины током и зарядки батареи внедрили отдельный агрегат

Почти до настоящего времени аккумулятор прогрессировал незначительно. Так, сменился материал корпуса — с деревянно-эбонитового на пластиковый. Менялись материалы сепараторов — пластин, разделяющих положительные и отрицательные электроды. Безусловно, это вносило некую корректировку в качество, однако базовые характеристики оставались прежними. С самого рождения и вплоть до 70-х годов АКБ должны были обслуживаться. Связывалось это с тем, что ради увеличения механической прочности к свинцу решеток электродов добавлялась сурьма. И в то же время она способствует гидролизу воду — расщеплению ее на кислород и водород. По сути, выкипанию и снижению уровня электролита. В СССР и в России 90-х, кто помнит, когда в производстве еще оставались советские эбонитовые «ящики» ужасного качества, это было целой проблемой — следить, доливать, заряжать.

За океаном от такой крепкой привязки водителя к АКБ решили уйти без малого полвека назад. Вообще янки в этом плане (как и в превращении транспортного средство в более комфортное) оказались впереди планеты всей. И электрооборудование в привычном смысле серийно они внедрили первыми. И к электрификации автопарка, считается, что массово пришли раньше Европы. И вот в 70-х годах в США сделали еще один шаг, упрощающий жизнь автовладельцам. Сурьму заменили кальцием, при котором гидролиз воды протекает значительно менее интенсивно. Настолько, что его можно не принимать во внимание. Но зачем примерно в это же время появились аккумуляторы, где пластины отрицательных электродов выполнялись из свинцово-кальциевого сплава, а положительных — из сурьмянистого? Вернемся к этому чуть позже.

В Старом Свете сначала пошли по своему пути. Кальций не использовали — снизили до 2,5–3% против обычных 10% содержание сурьмы. Но быстро обратились к той так называемой «гибридной» технологии, что освоили в Америке — положительный электрод стали выполнять из малосурьмянистого сплава, отрицательный с использованием кальция.

В тех же 70-х в США появились аккумуляторы, созданные по технологии AGM — Absorbent Glass Mat. Как следует из названия, в таких батареях используется поглощающий материал на основе стекловолокна. Он заполняет пространство между пластинами и содержит в себе электролит в связанном виде. Первое же упоминание гелевых АКБ, где электролит находится не в жидком состоянии, а в виде желе, относится к 30-м годам. Однако запатентовали такую конструкцию и начали массовый выпуск батарей с ней только в 1957-м.

AGM-аккумуляторы могут иметь как традиционную конструкцию, так и спиральную. При последней пластины свернуты в рулоны, что обеспечивает большую площадь контакта, более высокие стартовые токи и быструю зарядку. Применяется таковая в основном на батареях бренда Optima. Привычная плоская упаковка электродов с применением технологии AGM шире распространена в Европе

А теперь, когда мы определились с конструкциями аккумуляторов, перейдем к их принципиальным качествам.

Тип первичен, производитель вторичен

Начнем с малосурьмянистых аккумуляторов. И сразу оговоримся — подобные остались только в линейках отечественных производителей либо компаний из бывших республик СССР. Что-то еще можно встретить от корейских фирм, но лишь в качестве редко попадающейся в продаже экзотики. На фоне значительно увеличившихся межсервисных интервалов у автомобилей вполне логично, что европейские, американские, японские и те же корейские предприятия отказались от выпуска батарей, которые нужно периодически обслуживать. Все-таки добавка сурьмы, хотя и в ограниченном количестве, заставляет следить за уровнем электролита. Из положительных качеств у малосурьмянистых АКБ — цена. Покупая аккумулятор емкостью 55 Ач, можно уложиться в 3000 рублей. Подойдет для ненапряженной эксплуатации. Правда, не стоит забывать о том, что такие батареи склонны к саморазряду, даже будучи отключенными от потребителей тока. Впрочем, и восстанавливаются они легко.

Нельзя к малосурьмянистым изделиям предъявлять повышенные требования. Пожалуй, их качества адекватны цене. Но не всегда — иные батареи ходят всего год-два

Полностью кальциевые АКБ, которые узнаются по обозначению Ca/Ca, дороже. По минимуму ту же 55-ку удастся приобрести за 4000 рублей, однако цена иных моделей способна переваливать и за 6500 рублей, и даже более. Что за эти деньги получает покупатель? Отсутствие обслуживания или, правильнее будет сказать, расхода воды. Кроме того, низкий саморазряд. Из минусов — чувствительность к глубоким разрядам и состоянию бортовой электрики.

Помимо обозначения Ca/Ca на таких аккумуляторах можно найти и просто — calcium

«Гибридные» батареи с отрицательными электродами из кальциевого сплава и положительными из малосурьмянистого (зачастую имеют обозначение Ca+) — симбиоз и нечто среднее между приведенными типами АКБ. То же самое справедливо и в отношении их стоимости. Кстати, европейские производители Ca+ не выпускают, но из Японии и Кореи они еще приходят.

Многие отечественные компании не вчера приступили к выпуску «гибридной» продукции, но к производству кальциевых аккумуляторов, видимо, только подступаются. Зато занимают свою нишу, которую покинули почти все европейские «коллеги» и азиатские фирмы

Что же касается AGM и гелевых аккумуляторов (у них есть и общее название — VRLA, valve-regulated lead-acid battery, свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием)… Для начала нужно взглянуть на цену — от 10 000 до 20 000 рублей за ту же емкость. Если такая стоимость не отпугивает, то обладатели этих АКБ получат возможность разряжать их едва ли не бесконечно без потери характеристик — до полутысячи раз в случае с AGM и в полтора раза больше, если речь идет о гелевых. Не зря те и другие показаны к применению на автомобилях с системами «старт-стоп», в которых батареи часто работают в условиях периодических и почти полных разрядов. Еще их нередко покупают джиперы, на чьих машинах много мощных токопотребителей — допсвет, лебедки. За экстремальную эксплуатацию здесь отвечает и возможность функционировать под разными углами, а не только «в горизонтали», и виброустойчивость, и даже работа с частичными повреждениями корпуса. Вместе с тем они боятся перезаряда. К тому же электролит неважно ведет себя в условиях сильных морозов.

Основной минус AGM-батарей — их стоимость: очень дорогие! Но в некоторых случаях по качествам им трудно найти альтернативу. Предсказуемо выглядит их использование и на двухколесной технике (фото справа)

Но это общие «положения». При ближайшем рассмотрении у каждого типа батарей есть и другие нюансы, помноженные на разнообразие предложения на российском рынке. Разумеется, мы не способны охватить все то, что попадается на наших прилавках. И все же кое-какими наблюдениями можем поделиться.

Александр Хоботов, продавец-консультант компании «АкТрейд», стаж работы более 15 лет

— С малосурьмянистыми аккумуляторами, думаю, всем все ясно. Недорогие, выкипают, нужно обслуживать, работоспособность сохраняют в пределах пары лет. Покупают их только исходя из экономии, причем далеко не всегда на машины отечественные и немолодые. Дело хозяйское.

Чаще выбор стоит между Ca+ и Ca/Ca. Исключительно как потребитель я бы выбрал полностью кальциевую батарею. При определенных условиях эксплуатации с ней нет хлопот, а срок службы способен дотягивать до семи лет. Но как специалист не могу не сказать о нескольких моментах, которые нужно учитывать. Известно, что Ca/Ca-батареи боятся разрядов. Скольких? Тут не выведешь единой формулы. Например, корейские изделия можно приговорить четырьмя-пятью просадками. Европейские аккумуляторы сдадутся позже — через 5–6 разрядов. А что вообще подразумевается под глубокой разрядкой? Приведу следующую ситуацию: автомобиль неделю стоял на стоянке на сигнализации, после чего удачно завелся. Однако еще спустя неделю, может быть, больше, батарея уже не способна будет прокрутить стартер. Дело в том, что за время простоя она подсела, скажем, на 50%, но генератор автомобиля не в состоянии ее зарядить — такова особенность кальциевых аккумуляторов. После таких условий «хранения» аккумулятор нужно как минимум диагностировать. И потом зачастую использовать зарядное устройство — делать это самому либо обращаться к специалистам. Полностью избежать последствий можно лишь в том случае, если отключать АКБ от источника питания, то есть скидывать клемму — для многих невыполнимое условие. Это стоит делать и в случае с аккумуляторами других типов, но, повторюсь, именно для кальциевых разряд наиболее критичен. И, кстати, здесь не стоит полагаться на добавки серебра — есть заблуждение о том, что они спасают от глубоких разрядов. На самом деле всего лишь улучшают токопроводность и увеличивают пусковой ток.

Использовать серебро стали относительно недавно — в 90-х. Пионерами в этом, скорее всего, были компании Bosch и Varta. По крайней мере, мы узнали о такой «присадке» именно по этим брендам. Сейчас же многие фирмы обещают 30-процентную прибавку в пусковом токе

Еще одно наблюдение относительно кальциевых аккумуляторов, конкретных — курских Docker. Производителем они заявлены именно как Ca/Ca, тем не менее расход воды у них наблюдается. А батареи Westa, выпускающиеся на том же предприятии, реально необслуживаемые.

«Гибридные» кипят вне зависимости от производителя — присутствие сурьмы дает о себе знать. Правда, если на крышках малосурьмянистых после полугода–года работы уже наблюдается конкретная «шуга», то у Ca+ всего лишь отпотевания. Зато глубоких разрядов они боятся не так, как кальциевые (хотя живут чуть меньше — до пяти лет). И опять же тут есть исключения. К примеру, в батареи АкТех после выкипания достаточно долить воды. АКБ «Зверь» от того же производителя, но с добавками кремния, нужно отдельно заряжать, иначе сядет. Благо «гибриды» позволяют проверять плотность электролита, корректировать ее, добавлять воду. В отношении Ca/Ca это возможно далеко не всегда. Так, европейские аккумуляторы обычно имеют пробки, в крайнем случае, кое-где можно выкрутить сигнализирующий о степени зарядки «глазок». Но Varta, Bosch, корейские производители выпускают емкости без каких-либо технологических отверстий, через которые можно проверить плотность кислоты или пополнить ее объем.

У иных АКБ можно проверить состояние, используя ареометр — вскрыв индикатор заряженности и замерив плотность в одной из банок. А, к примеру, Varta — «совсем необслуживаемая». В этом самые передовые аккумуляторы похожи на современные автомобили

Работоспособность AGM-аккумуляторов, которые, кстати, могут протянуть целое десятилетие, тоже надо восстанавливать на зарядном устройстве, причем не обычном — специальном. Его наличие у продавцов — редкое явление. Если найти такой прибор не вышло, тогда хотя бы стоит воспользоваться зарядником-«автоматом», выключающимся при достижении 14 В — AGM, впрочем, как и гелевые, не любят перезаряда. Вообще же советуем своим клиентам проверять батарею раз в три месяца или делать это хотя бы перед зимой и летом, когда она работает в наиболее сложных условиях.

Относительно качества или брака АКБ могу сказать одно: он минимален. Помню, в 2010–11 гг. на рынке были аккумуляторы Solite, отличавшиеся невысоким ресурсом. Это было вызвано меньшим количеством свинца в пластинах, что объяснялось перебоями в его поставках. Сейчас к Solite никаких претензий, как и к другим производителям. Из европейских, будь то западные страны или из бывшего соцлагеря, даже Турция, к батареям претензий всего пара в год. Отечественные тоже подтянулись. Повторюсь, больше нужно отталкиваться от потребителей тока на автомобиле, от его режима эксплуатации. И не бояться устанавливать аккумулятор емкостью несколько побольше. Вместо 45 Ач — 50 Ач, вместо 55 Ач — 60 Ач и т.д. Не зря же на современных автомобилях, официально продающихся в России, с моторами объемом 1,5–1,6 л можно видеть батареи емкостью 55–65 Ач, в то время как в тепличных условиях хватило бы 40–45 Ач.

В заключение скажу о том, что при покупке стоит поинтересоваться датой изготовления. Да, кальциевые аккумуляторы могут сохранять заряд до года и даже более, а малосурьмянистые батареи способны подсесть процентов на 10 месяцев за восемь. И все-таки это полезная информация. Честные продавцы при возрасте АКБ, приближающемся к году, дают скидку.

У разных производителей и в разное время можно наблюдать различную маркировку даты изготовления. Где-то цветом, где-то внутризаводским кодом, у ряда компаний конкретными числами. Чтобы не купить «просроченный» товар, по выбранным аккумуляторам лучше заранее уточнить эту информацию

Полностью кальциевые батареи, как обслуживаемые, так и без возможности регулирования уровня электролита, идеально подходят для работы на разъездных машинах — такси, маршрутках и т. д. Двигатели у таких глушатся редко, простои невелики, глубоких разрядов нет — Ca/Ca-аккумуляторы в подобных условиях отхаживают по максимуму

Сравнительные качества АКБ различных типов

Тип батареи Плюсы Минусы
Малосурьмянистые Невысокая стоимость; возможность восстановления после глубоких разрядов Необходимость периодического обслуживания; относительно высокий саморазряд; низкий ресурс
Кальциевые (Ca/Ca) Хороший пусковой ток, особенно при применении серебра; необслуживаемость; высокий ресурс; низкий саморазряд Дорогие; невозможность восстановления после нескольких глубоких разрядов; отсутствие возможности полной проверки состояния АКБ
Гибридные (Ca+) Средние показатели между малосурьмянистыми и кальциевыми Средние показатели между малосурьмянистыми и кальциевыми
AGM и гелевые В известной степени не боятся повреждений корпуса; допускают несколько сотен циклов разряда/заряда; низкий саморазряд Очень высокая стоимость; заряжаются на специальном устройстве; боятся перезаряда; неважно ведут себя в сильные морозы из-за ухудшения свойств связанного электролита и геля

Примерная стоимость АКБ различных типов, руб.

Малосурьмянистые: Spark 55 Ач — 2900; Spark 60 Ач — 3300; Spark 75 Ач — 3800; «Импульс» 55 Ач — 2300; «Импульс» 60 Ач — 2500; «Импульс» 75 Ач — 3600.

Гибридные: «Зверь» 55 Ач — 4400; «Зверь» 60 Ач — 4700; «Зверь» 77 АЧ — 5400; АкТех 55 Ач — 3200; АкТех 60 Ач — 3500; АкТех 75 Ач — 4100.

Кальциевые: Solite 50 Ач — 3400; Solite 65 Ач — 3800; Solite 70 Ач — 5900;
Bosch Silver 54 Ач — 5400; Bosch Silver 63 Ач — 6500; Bosch Silver 74 Ач — 7800; TAB 55 Ач — 4000; TAB 60 Ач — 4200; TAB 75 Ач — 6800.

AGM: SPL 55 Ач — 14800; Varta 60 Ач — 12000; Varta 70 Ач — 14500.

Аккумуляторы и морозы

С осторожностью для эксплуатации при сильно отрицательных температурах нужно покупать AGM и гелевые АКБ — из-за ухудшающихся свойств электролита. Правда, речь идет о морозах за 30. Остальные аккумуляторы не столь подвержены температурным воздействиям. Однако и их пусковые характеристики неизменно снижаются. При этом надо понимать, что лучшие стартовые качества обеспечат кальциевые батареи, у которых саморазряд значительно меньше. А потом уже гибридные и малосурьмянистые. Важно здесь правильно подобрать и емкость АКБ, поскольку чем она больше, тем выше пусковой ток. Но делать это нужно с учетом условий использования. Емкий аккумулятор при частых пусках и коротких поездках может постоянно находиться в состоянии недозаряда.

 

spacer