АКБ выполняет сразу три функции: запуск двигателя, питание электроники и балансировка напряжения. Существует множество типов автомобильных аккумуляторов, каждый из которых отличается своими особенностями эксплуатации и ресурсом. При таком многообразии сложно выбрать нужную модель, поэтому рассмотрим виды, достоинства и недостатки каждой батареи.
Особенности автомобильных аккумуляторов
Корпус батареи состоит из 2 частей: основной емкости для внутренних элементов и крышки. Последняя оснащена горлышками с пробками или стабилизирующей системой, которая снижает давление и отводит газ. Конструкция корпуса при этом зависит от вида АКБ. Он состоит из прочного и безопасного материала, устойчивого к агрессивным средам и резким перепадам температуры. Большая часть современных батарей сделана из полипропилена, который также хорошо выдерживает сильные вибрации.
Внутри автомобильного АКБ установлено шесть секций (банок), каждая из которых является отдельным элементом питания. Вырабатывают они около 2-2,1 В и рассчитаны на более чем 12 В. В каждой банке установлены пластины с чередующейся полярностью – плюсовой и минусовой. Выполнены они из свинца и отличаются решетчатой структурой в виде сот, что позволяет легко попадать на них рабочему раствору.
Какие бывают АКБ для автомобиля
Сурьмянистые
Сурьмянистые батареи имеют в составе свинцовых пластин около 5% сурьмы – ее добавляют для увеличения прочности внутренних элементов. Однако из-за содержания этого металла ускоряется процесс электролиза, активирующийся уже при 12 В. Поэтому при выделении газов из кислорода и водорода возникает эффект кипения – вода испаряется в большом объеме, меняется состав электролита и оголяется верхняя часть электродов. Чтобы восстановить раствор, внутрь банков доливают дистиллят.
АКБ с большим содержанием сурьмы производители делают легкообслуживаемыми. Это связано с тем, что проверять плотность раствора приходится довольно часто – не менее раза в месяц. Поэтому в современные автомобили сурьмянистые батареи устанавливают редко – на их смену пришли более надежные и неприхотливые модели.
Малосурьмянистые
Малосурьмянистые – подвид ранее рассмотренных батарей. Содержание сурьмы в них минимальное – от 2 до 3%, что частично решает проблему быстрого выкипания. Однако проверять уровень электролита все еще надо, но не так часто – раз в 2 месяца. Главное преимущество малосурьмянистых батарей заключается в невысокой стоимости и малом уровнем саморазряда при простое. Они также нетребовательны к электропараметрам автомобиля, поэтому применимы в любых моделях с разнообразным типом бортовых сетей – перепады напряжения не составят проблемы.
Кальциевые
В данных автомобильных АКБ свинцовые пластины внутри корпуса насыщены кальцием. Его содержание составляет всего 0,08-0,09% от общей массы. В отличие от сурьмянистых, кальциевые аккумуляторы реже используют в автомобилях из-за высокой стоимости и завышенных требований к параметрам бортовой сети. При этом батарея во многом схожа с любым свинцовым вариантом.
Процесс производства кальциевого АКБ немного отличается от классической схемы. Так, внутренние решетки делают штамповкой – при литье высокие температуры уничтожат мягкий металл.
Гибридные
Гибридные аккумуляторы – это сочетание достоинств предыдущих моделей. В них электроды разной полярности содержат энергоэффективные металлы: сурьмой обогащен «плюс», а кальцием – «минус». В некоторых моделях допускают добавление серебра – они маркируются как Ca+ или Sb/Ca.
Так как гибридные батареи – промежуточный вариант, то и параметры пускового тока и энергоемкости у них усредненные: ниже, чем у кальциевых, но выше сурьмянистых АКБ. Обслуживать их нужно раз в полгода посредством доливания дистиллята. Благодаря конструкции гибридные модели хорошо выдерживают глубокий разряд и перепады напряжения. Средний срок эксплуатации – 5 лет.
AGM и гелевые батареи
В гелевых и AGM аккумуляторах рабочий раствор находится в гелеобразном состоянии. Помимо этого, в AGM моделях между внутренними пластинами размещен пористый материал, удерживающий электролит. Он также защищает электроды от осыпания. Оба вида батарей схожи по техническим параметрам и подходят для большинства современных автомобилей.
За счет того, что гель зафиксирован внутри корпуса, аккумуляторы не боятся наклонов. Производители заявляют, что использовать оба вида батарей можно в любом положении. Несмотря на такие свойства, эксплуатировать АКБ в перевернутом состоянии не рекомендуется.
Щелочные
В таких аккумуляторах вместо серной кислоты используется раствор щелочи. Подразделяются они на два типа: никель-кадмиевые и никель-металлогидридные. Оба вида имеют тонкое гофрированное покрытие из герметичных конвертов, которые защищают АКБ от тряски и вибрации. В сравнении с АКБ на кислотной основе щелочные модели отличаются более высокой энергоемкостью – это имеет решающее значение при тяговом и стартерном использовании. Они устойчивы к разряду и медленно теряют емкость при простое, за счет чего легко хранятся в разряженном состоянии. При эксплуатации щелочных батарей выделяется малое количество вредных веществ, поэтому они считаются экологичными. В сравнении же с гелевыми они имеют повышенную стойкость к перезарядам и устойчивость к низким температурам.
Недостатком щелочных батарей является малый уровень мощности, даже в сравнении с кислотными моделями. Размеры также не самые компактные – в этом случае выигрывают кальциевые аналоги. Но главной проблемой щелочных АКБ является наличие «эффекта памяти», из-за которого при сильной разрядке батарея запоминает предел емкости – в следующий раз элемент питания выделит энергию только до этого уровня.
Литий-ионные
В корпусе литий-ионного автомобильного аккумулятора мощностью в 12 В установлены герметичные прямоугольные секции. Благодаря такой конструкции li-ion модели отличаются компактностью и легким весом. Рабочий ресурс рассчитан на 5000-7000 циклов перезаряда, что в несколько раз выше, чем у кислотных аналогов. Таким образом литий-ионные элементы питания можно эксплуатировать в течение 10-15 лет при нормальных условиях. В случае поломки банки, установленные внутри корпуса, легко можно заменить.
Новые разработки
Новые виды аккумуляторов для автомобилей появляются все реже – прогресс в этой сфере развивается довольно медленно. Последние инновации были представлены американской компанией QuantumScape в конце 2020 года – она представила новые ячейки для АКБ электрокаров. Особенностью разработки является быстрая зарядка элементов питания – до 80% емкости за 15 минут. Это вдвое быстрее, чем у литий-ионного аналога в Tesla 3. Секции батареи построены по технологии твердотельных АКБ – в них используется твердый электролит вместо жидкого. Это решает многие проблемы и открывает новые коммерческие перспективы.
Как выбрать аккумулятор
При покупке автомобильного аккумулятора стоит учесть множество факторов, в том числе и тип элемента питания. Щелочные, например, подходят преимущественно для спецтехники, да и в продаже найти их сложно. Размеры также не позволяют установить их в легковой автомобиль.
Основные критерии выбора – это цена аккумулятора и эксплуатационные параметры. Самым дешевым и слабым вариантом является сурьмянистый элемент питания. Он все еще продается в автомобильных магазинах по цене в 2000-3000 рублей. Из-за низких характеристик сурьмянистые АКБ следует использовать только в нетребовательной к электропитанию технике, например, в старых авто. Однако даже в этом случае лучше купить малосурьмянистую модель – она дороже, но жидкость выкипает медленнее, за счет чего увеличивается срок эксплуатации.
Кальциевые АКБ двое дороже сурьмянистых – от 4000 рублей. Средняя стоимость составляет 6000-8000 рублей, но за эти деньги можно забыть про постоянное обслуживание батареи. К тому же владелец получает улучшенные пусковые токи и высокую энергоемкость. Однако придется следить за зарядом – он не должен падать до нуля. Резкие перепады напряжения также навредят элементу питания. Тем не менее, кальциевые модели подходят современным автомобилям, за исключением транспортных средств с большим количеством электротехники.
Гибридные аккумуляторы для автомобилей по цене находятся между кальциевыми и сурьмянистыми – 5000-6000 рублей. Они не такие мощные, как первые, но во всем остальном превосходят вторых. При правильной эксплуатации их можно обслуживать раз в полгода. За счет этого гибридный АКБ подойдет для нетребовательного автомобиля.
AGM и гелевые модели разработаны специально для машин с функцией «Старт-Стоп» и другими возможностями. Главный их недостаток заключен в высокой стоимости – она растет при наличии дополнительных функций. За цену в 12 000-15 000 рублей водитель получает энергоемкий и мощный элемент питания.
Выбирая аккумуляторную батарею, важно понять ее назначение, поэтому не нужно гнаться за мощностями. Стартеру транспортного средства нужно 350-400 А, чтобы запустить движок даже на морозе, поэтому стандартного тока в 500 А будет вполне достаточно. А такой мощностью обладает большинство кальциевых и гибридных АКБ с емкостью до 80 Ач. Но для автомобилей с требовательной бортовой сетью придется подбирать дорогой источник питания – от него зависит работоспособность всех элементов транспортного средства.
