Гелевый тяговый аккумулятор

Гелевый тяговый аккумулятор
аккумуляторы на Вавилова 9А

Гелевые аккумуляторы иногда называют гелиевыми - это ошибочно, гелий это газ, который не может использоваться при изготовлении АКБ, а название гелевые происходит от состояния электролита в АКБ, который сгущается в гелевую субстанцию и в таком виде присутствует междку пластинами аккумулятора.

Почему для тягового режима применяют именно гелевые батареи?

  • GEL батареи меньше подвержены потери емкости при глубоких разрядах, чем их схожие по технологии AGM батареи. Это главное их преимущество.
  • Меньше теряется емкость - дольше служит! Производитель заявляют 400-700 циклов заряд-разряд может выдержать эта технология. AGM - всего 200-260 циклов!
  • GEL батареи можно эксплуатировать в любом положении (кроме как верх дном), из них не вытечет электролит, они безопаснее в работе,чем их аналоги технологии WET. Это второе их преимущество.
  • GEL батареи не выделяют при правильном заряде опасных газов и не требуют контроля и долива воды в течении всей эксплуатации.

Недостатки гелевых батарей:

  • Стоимость выше почти в 2-3 раза по сравнению с WET тяговыми батареями. Но есть сферы использования, где батареи с жидким электролитом применять категорически запрещено.
  • Энергоотдача проигрывает по сравнению с AGM батареями.
  • Время заряда больше, т.к. необходимо пониженное напряжение и ток, по сравнению с WET и AGM аккумуляторами.
Производство гель аккумуляторов более дорогое, чем AGM. В технологический процесс добавляется стадия подготовки электролита путем его сгущения. Однако заводы-гиганты, такие как Chilwee, Leoch, Sonnenschein, Kujo за счет высокого спроса на тяговые батареи в последние 3-4 года значительно снизили себестоимость изготовления батарей.
Эксперементально наладился выпуск гель-графеновых батарей, где на решетку наносится тонкий слой графена для улучшения проводимости и снижения внутреннего сопротивления аккумулятора. Сейчас такие батареи доступны в типо-размерах 6dzm12 и 6dzm20.

С 2019 года маркировка DZM заменена на DZF - согласно международной стандартизации.

  • Аккумуляторы для электроквадроцикла, трицикла, скутера или электросамоката поставляют три завода/бренда их габариты стандартны и взаимозаменяемы Chilwee (завод Chilwee), RDrive (завод Leoch), RuTrike (завод Hupai).
  • В инвалидных колясках как правило установлены батареи GF 12 025 или GF 12 033 их можно заменить аналогами Ventura VTG, Everest TNE, Challenger EVG.
  • Аккумуляторы для поломоечных машин профессионального использования поставляет концерн Sonnenschein. Они имеют стандарт маркировки GF 12 050 V, где GF - указатель принадлежности к тяговому назначению, 12 - напряжение, 50 - емкость, V - тип клеммы.
  • Аккумуляторы тяжелой тяги для складской и строительной техники (штабелеры, подъемники и самоходные ричтраки) выпускает Американская компания Trojan, Польская SIAP.

  • Срок службы гелевых батарей: 400,700,1000 циклов - реальность?

    Срок службы зависит от количества циклов "заряд-разряд", количество циклов зависит от степени разряда.
    В описаниях батарей принято указывать 400 циклов при 90% разряде или 700 циклов при 75% разряде или 1500 циклов если батареей вообще на пользоваться (((.
    Если сравнивать выдающиеся возможности (характеристики) батарей разных производителей, то нужно сравнивать количество циклов при одинаковом разряде. Иначе картина будет недостоверной. При этом разные бренды по разному считают степень разряда, в одном случае 75% это до напряжения 10.5 вольта на 12 вольтовой АКБ, в другом случае до напряжения 10 вольт. Отдавайте предпочтения реальным заводам и брендам, указанным выше.
    • Для бытового интенсивного применения 400 циклов это НЕ реально, и причина в графике использывания (заряд-разряд). Как правило электросамокат или трицикл зимой не используется, поэтому простой подсчет циклов выглядет так: сезон весна-осень 5 месяцев по 30 дней равно 150 циклов при ежедневном катании. Остальные 12-5=7 месяцев простой. В период простоя, аккумуляторы саморазряжаются 3-5% в месяц, это 7*5= 35% от емкости. Что бы этого не происходило, надо раз в два месяца их заряжать. А кто это делает?, если электросамокат оставлен на хранение на даче, где температура может быть и отрицательной или в гараже, где влажность и саморазряд больше чем 5%. Но самая губительная для любых батарей ситуация, когда их оставили на хранение в разряженном или частично разряженном состоянии. К весне эти батареи нужно будет менять. В этом случае срок службы равен 90-150 циклов, т.е. на сезон.
    • Для бытового применения по Сб и Вс и в отпуск, 400 циклов это НЕ реально, причина в графике заряда, покатавшись в выходные, электротранспорт оставляется на всю неделю с разряженными или полуразряженными АКБ. И в следующий приезд (через 5 дней) перед тем, как покататься, оно ставится на заряд. В таком режиме пластины быстро покрываются сульфатом свинца (он диэлектрик) и батарея уже не может отдать заявленные емкость. Звучит это обычно так: вот на новой АКБ я проезжал 50 км, а в конце сезона только 20 км. Плохая батарея. Нет, это плохой уход и не знание правил эксплуатации.
    • 400 циклов это РЕАЛЬНО. Только при соблюдении следующих правил:
      1. Заряжать сразу после разряда вне зависимости от степени разряда. покатались - на заряд!
      2. Во время хранения отсоединить клемму от транспорта.
      3. В период хранения при отрицательных температурах - заряжать каждый месяц, при положительных - раз в два месяца!
      4. Использовать правильное зарядное устройство. Для гелевой батареи оно немного отличается от других ЗУ. Заряжать автомобильными ЗУ нельзя.
    • Что будет на 401 цикл? Цифра 400 - условная, и говорит о том, к этому сроку батарея потеряет 40% своей емкости. Её можно дальше эксплуатировать. А вот когда емкость упадет до 10-20 % заряд такой батареи будет сопровождаться с сильным нагревом и станет опасным.
    • В профессиональной сфере, когда батареи используются каждый день, по несколько раз подключается ЗУ, 400 циклов это реальность, и если в году 365 дней, срок службы в таких условиях до 1.5 лет.

    Тяговые батареи малой емкости для скутеров, велосипедов трициклов 12-38 Ач

    Тяговые батареи средней емкости для лодочных моторов, поломоечных машин 50-80 Ач

    Аккумуляторы технологии dryfit с электролитом в желеобразном состоянии, предлагаемые GNB Industrial Power под торговой маркой Sonnenshein, так же являются гелевыми, модельный ряд тяговых батарей имеет маркировку GF. Габаритные размеры отличаются от серий DZM и EVF, поэтому прямой взаимозаменяемости нет, аналоги нужно искать у таких производителей как Ventura, Everest, Challenger.

    Устройство современных гелевых аккумуляторов.

    Для эффективного использования тяговых АКБ и предотвращения ошибок при работе с ними нужно знать устройство конструкции. Недостаточно просто знать, что красный вывод это плюс, а черный - минус. Gel AKB и WET AKB имеют принципиальные различия в конструкции, составе, методах заряда и обслуживания. Гелевые батареи - не обслуживаемые, но это не значит что их не надо правильно заряжать! Зарядное устройство - свое, с режимом заряда GEL. Любые вариации "автоматических, умных, интеллектуальных и продвинутых ЗУ" приближают новую АКБ к состоянию перезаряда и превращают "реальные 400 циклов" в 50-100, или к нарушению геометрии корпуса (батарея из прямоугольной превращается в круглую).

    устройство гелевого аккумулятора
    устройство клапана гелевого АКБ
    Фото 1: батарея 12Ah в разрезе. Традиционно аккумулятор состоит из чередования положительных и отрицательных пластин, между которыми находится электролит. На Фото 1 в разрезе показана одна секция (банка) где отогнутая отрицательная пластина, видны остатки высохшего электролита в виде белого покрытия, сепаратор (он нужен для разделения пластин) и сильно сульфатированной положительной пластины. Мы распилили уже не рабочий АКБ, в новом аккумуляторе положительная пластина имеет серый (свинец) цвет. На фото видно, как плотно пластины "набиты" в секции.
    Чем больше набивка пластин, их кол-во, тем лучше батарея по качеству! Чем больше количество - тем больше вес, поэтому при выборе батареи можно косвенно ориентироваться на вес. На фото очень хорошая батарея RDrive 6 DZF 12.

    Фото 2: Это не отверстие для долива воды или электролита! Верхняя крышка AGM/Gel батареи одинакова как для гелевых, так и для AGM АКБ. Но отличается от батарей с жидким электролитом (WET). Отличие связано с количеством газа, выделяемого батареей при заряде. В батареях с связанном электролитом при нормальном режиме заряда образование газа минимальное, и оно поглощается внутри корпуса, при повышенном токе заряда, высвобождаемый газ не может усвоиться обратно и его излишек стравливается в круглое отверстие через резиновую пробку, которая работает в одну сторону, выпуская под давлением газ, но не впуская обратно воздух. Отсюда второе название VRLA - клапанно регулируемая батарея. В WET технологии, газообразование на порядок выше, отверстия для его сброса не закрыты и газ выходит беспрепятственно, но и заходит из вне тоже безпрепятственно.
    Вывод: гелевые АКБ не обслуживаемые потому, что не теряют воду, ее не надо доливать, там НЕТ электролита в жидком виде, доливать воду в гель НЕ НАДО!

    Отверстия сброса газа
    Отверстия для сброса газа
    Фото 3: Клапаны сверху закрыты пластиковой крышкой, в которой есть два небольших (похожих на щель) отверстия. Величина этих отверстий говорит о совсем малом количестве выделяемого газа. Однако в аварийном случае, если через батарею пошел сильный ток, пластиковая крышка выбивается газом, пробки так же слетают с посадочных мест и батарея разгерметизируется, во внутрь попадает воздух, усиливая корозию пластин. Как правило такой процесс сопровождается сильным нагревом батареи. В случае, если не произошли "раздувание" корпуса и не разрушены пластины АКБ будет еще некоторое время пригодна к эксплуатации, но емкость потеряет.

    Важно не закрывать сверху отверстия для сброса газа, в противном случае гелевую батарею может разорвать или раздуть, что приведет к многочисленным коротким замыканием пластин внутри, сильному разогреву, искрению и т.к. выделяемый газ имеет в своем составе водород и кислород, возможны разные варианты развития реакции.
    При установке АКБ в отсек, проверьте не перекрывает ли прижимная планка отверстия! Очень часто фиксирующая батареи пластина проходит именно в местах, где конструкцией предусмотрен выход газов. Пример аккумулятор 6 DZF 20 при установке в генераторы почти всегда фиксатор попадает на место отверстий!

    Гелевые АКБ работают в любом положении корпуса - это правда!

    Как видно из конструкции, нет жидкого электролита, отверстия закрыты колпачками и пропустят только газ, поэтому отдавать электроэнергию батареи могут из любого положения. Т.к. в электротранспорте важно разместить батарейный отсек как можно компактнее, что бы освободить место для полезной нагрузки, батареи часто располагаются боком. Это нормально.
    Батареи могут быть расположены вплотную друг к другу, оставлять зазор не обязательно.

    Нельзя ЗАРЯЖАТЬ в перевернутом положении!
    Важно! Эксплуатация АКБ предполагает их заряд, и если это не переносная батарея, а установлена стационарно, на поверхность, в перевернутом положении при заряде, газу некуда будет выходить.


    Заряд гелевых аккумуляторов.

    Заряд гелевых АКБ
    Заряд гелевых АКБ

    Нет проблем, если вы используете штатное зарядное, которым комплектовалось само устройство.
    Проблемы и недопонимания начинаются там, где отдельно покупается АКБ и только после этого встает вопрос чем заряжать.
    Очень часто по незнанию, применяется первое доступное, и оно оказывается автомобильным. Аргументом является надпись "автоматическое зарядное устройство для 12 вольтовых батарей".
    Параметры этих автоматических зарядок абсолютно разные, и как правило настроены на заряд WET стартерных батарей. Большое напряжение (15 вольт) и большой ток 5-10 Ампер.
    Пожалуйста, НЕ используйте для заряда гелевых тяговых АКБ устройства, для стартерных жидко электролитных АКБ.
    К примеру, на фото ЗУ Вымпел-32, которое имеет переключатель типов заряжаемых АКБ.

    Общие правила заряда GEL:

    • На корпусе батареи написано напряжение заряда, если не написано, то считать равным 14.1 - 14.4 Вольта.
    • Нормальным током заряда считается 10% от емкости батареи. На корпусе чаще указан максимальный ток заряда. Установив его, вы максимально сократите время заряда и срок службы батарей. Гелевые батареи самые капризные к току заряда. Чем гуще электролит, тем тяжелее происходит рекомбинация газов внутри АКБ, Форсирование этого процесса, путем завышения тока приводит к разогреву, разогрев приводит к потери емкости (старению).
    • Холодную батарею заряжать током 0.5-0.7 от номинального. Но лучше перед зарядом отогреть при комнатной температуре. Батарея состоит из свинца, свинец негревается медленно. Справочно: батарея емкостью 12Ah прогревается с нуля до 20 градусов за 5-6 часов.
    • Верхний предел для заряжаемой батареи - 35 градусов. В процессе заряда батарея нагревается в среднем на 7-15 градусов, поэтому начальная температура батареи не должна быть более 35, в конце заряда она поднимется до 40-45 и это предел.
    • Контролируйте температуру в процессе заряда - это позволит вовремя выявить проблемы совместимости с ЗУ в случае первого использования.

    Зарядные устройства для тяговых гелевых батарей.

    Разница в цене зарядных устройств обусловлена областью применения, профессиональные ЗУ стоят дорого, т.к. работают каждый день по многу часов, для бытового применения отлично подходят ЗУ компании "Вымпел" или "Кулон", или RuTrike.


    Если менять батареи - то все!

    Электромоторы на 24, 36. 48 вольт требуют последовательного соединения аккумуляторов. Иногда одна или две батареи по причинам, описанным ниже, выходят из строя раньше остальных в цепи. Возникает необходимость заменить их на новые. Но процесс заряда в этом случае будет протекать некорректно. Новые будут недозаряжаться, а старые, перезаряжаться. Причина в логике работы любого зарядного устройства, заряд прекращается при достижении определенного напряжения, в цепи 48 вольт из четырех батарей это напряжение равно 56.4V. Но при этом две АКБ будут давать по 14,4 а две по 13,8 - этот дисбаланс приведет к необходимости замены двух других в скором времени. Экономической выгоды от частичной замены нет. Если менять - то всю группу полностью!

    Исключением из этого правила может являться ситуация механического повреждения или производственного брака в первые пол-года эксплуатации, тогда разумно менять неисправные батареи на новые. Разница в сроках службы оставшихся и новых не такая большая.

    Причины преждевременного старения одной или нескольких батарей в группе:

    • Крайние батареи быстрее потеряли емкость из-за их расположения близкого к источнику тепла. Например один бок электрокара постоянно обращен на солнечную сторону и температура кожуха в этом месте нагревается в летние месяце более 50 градусов.
    • Вторая распространенная причина в плохом контакте клеммы и провода. Плохой контакт вызывает локальный нагрев первой к клемме секции в батареи. Эта секция стареет быстрее и препятствует работе всей батареи в целом, кроме этого вызывает состояние постоянного недозаряда.
    • Вибрация. Постоянная вибрация, передаваемая от трансмиссии или мотора, так же приводит к разрушение активной массы на пластинах батареи, электропроводность теряется и батарея не вырабатывает заявленных 400-700 циклов.


    1:0 в пользу свинцово-кислотных аккумуляторов против литиевых

    Не торопитесь менять свинцово кислотные аккумуляторы для электро квадроциклов на супер современные литиевые аккумуляторы. Если для электро велосипедов это действительно актуально, там важно выиграть в весе батареи, то для тяжелых квадриков, грузовых и пассажирских трициклов вес не играет первой роли. К тому же, смена типа аккумулятора влечет за собой и смену зарядного устройства. По прежнему недорогие модели для сезонного использования в нашей полосе выпускаются в комплекте с именно свинцово кислотными гелевыми батареями. Ресурс Pb конечно не такой большой, всего 350-400 циклов, но если использовать только в летние месяцы - то получается 90 дней в году - 3-4 года. Литиевые батареи тоже не могут похвастаться длительными сроками при 1000 циклах заряд- разряда срок эксплуатации до 5-6 лет. И это при соблюдении всех правил эксплуатации.
    Для профессионального применения, когда электро трицикл или тележка работает круглосуточно и круглогодично, литиевый аккумулятор при всей своей высокой стоимости быстро окупит затраты.

    Адрес и телефон
    +7 (495) 772-44-32 +7 (495) 760-81-35
    г. Москва, Вавилова 9А стр 6
    Я зарегистрирован на Портале Поставщиков
    Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
    Наверх