AGM 배터리-기술, 장점 및 단점
내용
무정전 전원 공급 장치는 스타터를 활성화하고 엔진을 시동하는 것 이상을 위해 필요합니다. 배터리는 비상 조명, 엔진이 꺼진 상태의 온보드 시스템 작동, 발전기 고장시 짧은 드라이브에도 사용됩니다. 자동차에 사용되는 가장 일반적인 유형의 배터리는 납산입니다. 그러나 그들은 몇 가지 수정 사항이 있습니다. 그중 하나가 AGM입니다. 이 배터리의 몇 가지 수정 사항과 차이점에 대해 논의하겠습니다. AGM 배터리 유형의 특별한 점은 무엇입니까?
AGM 배터리 기술이란?
조건부로 배터리를 나누면 서비스와 무인으로 나뉩니다. 첫 번째 범주에는 시간이 지남에 따라 전해질이 증발하는 배터리가 포함됩니다. 시각적으로 각 캔의 상단에 뚜껑이 있다는 점에서 두 번째 유형과 다릅니다. 이 구멍을 통해 유체 부족이 보충됩니다. 두 번째 유형의 배터리는 용기 내부의 기포 형성을 최소화하는 디자인 기능과 재질로 인해 증류수를 추가 할 수 없습니다.
배터리의 또 다른 분류는 특성과 관련이 있습니다. 또한 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째는 스타터이고 두 번째는 트랙션입니다. 스타터 배터리는 큰 시동 력을 가지며 대형 내연 기관을 시동하는 데 사용됩니다. 견인 배터리는 장시간 전압을 방출하는 능력으로 구별됩니다. 이러한 배터리는 전기 자동차 (단, 본격적인 전기 자동차가 아니라 주로 어린 이용 전기 자동차 및 휠체어) 및 고전력 시동 전류를 사용하지 않는 전기 설비에 설치됩니다. Tesla와 같은 본격적인 전기 자동차의 경우 AGM 배터리도 사용되지만 온보드 시스템의 기반으로 사용됩니다. 전기 모터는 다른 유형의 배터리를 사용합니다. 차량에 적합한 배터리를 선택하는 방법에 대한 자세한 내용은 다른 리뷰에서.
AGM 배터리는 케이스를 어떤 식 으로든 열 수 없다는 점에서 기존 배터리와 다릅니다. 즉, 유지 보수가 필요없는 수정 범주에 속합니다. 유지 보수가 필요없는 유형의 AGM 배터리를 개발하는 동안 과학자들은 충전이 끝날 때 방출되는 가스의 양을 줄일 수있었습니다. 이 효과는 구조의 전해질이 적은 양으로 플레이트 표면과 더 잘 접촉하기 때문에 가능했습니다.
이 수정의 특징은 용기가 장치의 플레이트와 직접 접촉하는 액체 상태의 자유 전해질로 채워지지 않는다는 것입니다. 양극판과 음극판은 활성 산성 물질이 함침 된 초박형 절연 재료 (유리 섬유 및 다공성 종이)로 분리됩니다.
발생 이력
AGM이라는 이름은 흡수성 쿠션 소재 (유리 섬유로 만들어 짐)로 번역되는 영어 "흡수성 유리 매트"에서 유래되었습니다. 기술 자체는 지난 세기의 70 년대에 나타났습니다. 참신함에 대한 특허를 등록한 회사는 미국 제조업체 인 Gates Rubber Co.입니다.
아이디어 자체는 플레이트 근처의 공간에서 산소와 수소의 방출 속도를 줄이는 방법을 생각한 한 사진 작가에게서 나왔습니다. 그의 마음에 떠오른 한 가지 옵션은 전해질을 두껍게하는 것이었다. 이 재료 특성은 배터리를 뒤집었을 때 더 나은 전해질 보유력을 제공합니다.
최초의 AGM 배터리는 1985 년에 조립 라인에서 출시되었습니다. 이 수정은 주로 군용 항공기에 사용되었습니다. 또한 이러한 전원 공급 장치는 개별 전원 공급 장치가있는 통신 시스템 및 신호 설비에 사용되었습니다.
처음에는 배터리 용량이 적었습니다. 이 매개 변수는 1-30 a / h 범위에서 다양했습니다. 시간이 지남에 따라 장치의 용량이 증가하여 설치가 더 오래 작동 할 수있었습니다. 자동차 외에도 이러한 유형의 배터리는 자율 에너지 원에서 작동하는 무정전 전원 공급 장치 및 기타 시스템을 만드는 데 사용됩니다. 컴퓨터 UPS에는 더 작은 AGM 배터리를 사용할 수 있습니다.
운영 원칙
고전적인 납 축전지는 케이스처럼 보이며 여러 섹션 (뱅크)으로 나뉩니다. 그들 각각에는 판이 있습니다 (그들이 만들어지는 재료는 납입니다). 그들은 전해질에 잠겨 있습니다. 액체 레벨은 항상 플레이트를 덮어서 붕괴되지 않도록해야합니다. 전해질 자체는 증류수와 황산의 용액입니다 (배터리에 사용되는 산에 대한 자세한 내용은 여기에).
플레이트가 접촉하는 것을 방지하기 위해 그 사이에 미세 다공성 플라스틱으로 만들어진 칸막이가 있습니다. 전류는 양전하 판과 음전하 판 사이에서 생성됩니다. AMG 배터리는 전해질이 함침 된 다공성 물질이 플레이트 사이에 위치한다는 점에서이 수정과 다릅니다. 그러나 그 모공은 활성 물질로 완전히 채워지지 않습니다. 자유 공간은 생성되는 수증기가 응축되는 일종의 가스 구획입니다. 이로 인해 충전이 진행 중일 때 밀봉 된 요소가 파손되지 않습니다 (클래식 서비스 배터리를 충전 할 때 최종 단계에서 기포가 활발하게 진화 할 수 있고 용기의 압력을 낮출 수 있기 때문에 캔의 캡을 풀어야합니다.) ).
이 두 가지 유형의 배터리에서 발생하는 화학 공정은 동일합니다. AGM 기술을 사용하여 만든 배터리는 디자인과 작동 안정성으로 구별됩니다 (소유자가 전해질을 보충 할 필요가 없음). 실제로 이것은 동일한 납축 배터리이며 개선 된 디자인 덕분에 고전적인 액체 아날로그의 모든 단점이 제거되었습니다.
클래식 장치는 다음 원칙에 따라 작동합니다. 전기를 소비하는 순간 전해질의 밀도가 감소합니다. 판과 전해질 사이에서 화학 반응이 일어나 전류가 발생합니다. 소비자가 전체 전하를 선택하면 납판의 황화 과정이 시작됩니다. 전해질의 밀도가 증가하지 않는 한 반전 될 수 없습니다. 이러한 배터리를 충전하면 밀도가 낮기 때문에 용기의 물이 가열되어 단순히 끓여서 납판의 파괴가 가속화되므로 일부는 산을 추가합니다.
AGM 수정은 깊은 방전을 두려워하지 않습니다. 그 이유는 전원 공급 장치의 설계 때문입니다. 전해질로 함침 된 유리 섬유의 긴밀한 접촉으로 인해 플레이트는 황화를 겪지 않으며 캔의 액체가 끓지 않습니다. 장치 작동에서 가장 중요한 것은 과충전을 방지하여 가스 형성을 증가시키는 것입니다.
다음과 같은 전원을 충전해야합니다. 일반적으로 장치 레이블에는 최소 및 최대 충전 전압에 대한 제조업체의 지침이 포함되어 있습니다. 이러한 배터리는 충전 과정에 매우 민감하기 때문에 전압 변경 기능이 장착 된 특수 충전기를 사용해야합니다. 이러한 충전기는 소위 "부동 전하", 즉 분할 된 전기 공급을 제공합니다. 먼저 공칭 전압의 35 분의 XNUMX이 공급됩니다 (온도가 XNUMX도 이내 여야 함).
충전기의 전자 장치가 일정량의 충전 (셀당 약 2.45V)을 고정하면 전압 감소 알고리즘이 트리거됩니다. 이것은 공정의 원활한 종료를 보장하며 산소와 수소의 활발한 진화가 없습니다. 이 프로세스를 조금만 중단해도 배터리 성능이 크게 저하 될 수 있습니다.
다른 AGM 배터리는 특별한 사용이 필요합니다. 따라서 절대적으로 모든 위치에 장치를 저장할 수 있습니다. 이러한 유형의 배터리의 특징은 자체 방전 수준이 낮다는 것입니다. 20 년 보관시 용량은 용량의 5 % 이하로 손실 될 수 있습니다 (장치가 15 ~ XNUMX도 범위의 양의 온도에서 건조한 실내에 보관 된 경우).
그러나 동시에 충전 수준을 주기적으로 확인하고 단자 상태를 모니터링하고 습기와 먼지로부터 보호해야합니다 (이로 인해 장치가 자체 방전 될 수 있습니다). 전원 공급 장치의 안전을 위해 단락 및 갑작스러운 전압 서지 방지가 필요합니다.
AGM 배터리 장치
이미 알고 있듯이 AGM 케이스는 완전히 밀봉되어 있으므로 이러한 요소는 유지 보수가 필요없는 모델 범주에 속합니다. 플라스틱 다공성 파티션 대신 플레이트 사이의 몸체 내부에 다공성 유리 섬유가 있습니다. 이들은 분리기 또는 스페이서입니다. 이 물질은 전기 전도도가 중성이며 산과 상호 작용합니다. 모공은 활성 물질 (전해질)로 95 % 포화됩니다.
또한 유리 섬유에는 내부 저항을 줄이기 위해 소량의 알루미늄이 포함되어 있습니다. 덕분에 장치는 빠른 충전을 유지하고 필요할 때 에너지를 방출 할 수 있습니다.
기존 배터리와 마찬가지로 AGM 수정은 개별 플레이트 세트가있는 500 개의 캔 또는 탱크로 구성됩니다. 각 그룹은 해당 배터리 단자 (양극 또는 음극)에 연결됩니다. 각 뱅크는 900 볼트의 전압을 출력합니다. 배터리 유형에 따라 플레이트가 평행하지 않고 롤로 감길 수 있습니다. 이 디자인에서 배터리는 원통형 캔 모양을 갖습니다. 이 유형의 배터리는 내구성이 높고 진동에 강합니다. 이러한 수정의 또 다른 장점은 방전이 최소 200A에서 최대 XNUMXA를 생성 할 수 있다는 것입니다 (기존 배터리에서이 매개 변수는 XNUMXA 이내).
클래식 배터리를 고려하면 충전으로 인해 플레이트 표면에 기포가 형성됩니다. 이로 인해 전해질은 납과의 접촉이 적고 전원 공급 장치의 성능이 저하됩니다. 유리 섬유가 전해질과 플레이트의 지속적인 접촉을 보장하기 때문에 향상된 아날로그에는 그러한 문제가 없습니다. 과도한 가스로 인해 장치의 압력이 낮아지는 것을 방지하기 위해 (충전이 제대로 수행되지 않을 때 발생 함) 본체에 밸브를 해제하는 밸브가 있습니다. 배터리를 올바르게 충전하는 방법에 대한 자세한 내용은 따로 따로.
따라서 AGM 배터리의 주요 디자인 요소는 다음과 같습니다.
- 밀폐 된 케이스 (작은 충격에도 일정한 진동을 견딜 수있는 내산성 플라스틱으로 제작 됨)
- 출력 단자와 병렬로 연결된 양전하 및 음전하 용 플레이트 (순수 납으로 만들어졌으며 실리콘 첨가제가 포함될 수 있음)
- 미세 다공성 유리 섬유;
- 전해질 (다공질 재료의 95 % 충전);
- 과잉 가스 제거 용 밸브;
- 양극 및 음극 단자.
AGM 확산을 막는 요인
일부 추정에 따르면, 세계에서 매년 약 110 억 XNUMX 천만 개의 충전식 배터리가 생산됩니다. 기존의 납산 제품에 비해 효율성이 높지만 시장 판매에서 차지하는 비중은 적습니다. 이에 대한 몇 가지 이유가 있습니다.
- 모든 배터리 제조 회사가이 기술을 사용하여 전원 공급 장치를 제조하는 것은 아닙니다.
- 이러한 배터리의 비용은 일반적인 유형의 장치보다 훨씬 높습니다 (XNUMX 년에서 XNUMX 년 동안 작동하는 동안 운전자가 새로운 액체 배터리에 대해 수백 달러를 모으는 것은 어렵지 않을 것입니다). 일반적으로 두 배에서 두 배 반 정도 더 비쌉니다.
- 동일한 용량의 장치는 고전적인 아날로그에 비해 훨씬 무겁고 부피가 크며 모든 자동차 모델이 후드 아래에 확대 된 배터리를 놓을 수있는 것은 아닙니다.
- 이러한 장치는 충전기의 품질을 매우 요구하므로 많은 비용이 듭니다. 클래식 충전은 몇 시간 만에 이러한 배터리를 망칠 수 있습니다.
- 모든 테스터가 이러한 배터리의 상태를 확인할 수있는 것은 아니므로 전원을 공급하려면 전문 서비스 스테이션을 찾아야합니다.
- 발전기가 작동 중에 배터리를 적절하게 재충전하는 데 필요한 전압을 생성하려면이 메커니즘을 자동차에서도 변경해야합니다 (발전기 작동 방식에 대한 자세한 내용은 다른 기사에서);
- 심한 서리의 부정적인 영향 외에도이 장치는 고온을 잘 견디지 못합니다. 따라서 엔진 실은 여름 동안 잘 환기되어야합니다.
이러한 이유 때문에 운전자들은 다음과 같이 생각하게됩니다. 같은 돈으로 두 가지 간단한 수정 사항을 구입할 수 있다면 복잡한 배터리를 구입할 가치가 있습니까? 시장의 요구를 고려할 때 제조업체는 단순히 창고에 먼지를 모으는 많은 제품을 출시 할 위험을 감수하지 않습니다.
납축 배터리의 주요 유형
배터리의 주요 시장은 자동차 산업이므로 주로 차량에 적용됩니다. 전원을 선택하는 주요 기준은 전체 전기 시스템 및 차량 기기의 총 부하입니다 (동일한 매개 변수가 발전기 선택에 적용됨). 현대 자동차는 다량의 온보드 전자 장치를 사용하기 때문에 많은 모델에 더 이상 표준 배터리가 장착되어 있지 않습니다.
일부 상황에서 액체 모델은 더 이상 이러한 부하에 대처할 수 없으며 AGM 수정은 용량이 표준 아날로그 용량보다 XNUMX ~ XNUMX 배 더 클 수 있기 때문에 이에 잘 대처할 수 있습니다. 또한 일부 현대 자동차 소유자는 전원 공급 장치를 서비스하는 데 시간을 할애 할 준비가되어 있지 않습니다 (많은 유지 관리가 필요하지 않음).
현대 자동차는 두 가지 유형의 배터리 중 하나를 사용할 수 있습니다. 첫 번째는 유지 보수가 필요없는 액체 옵션입니다. 안티몬 플레이트 대신 칼슘 플레이트를 사용합니다. 두 번째는 AGM 기술을 사용하여 만든 이미 익숙한 아날로그입니다. 일부 운전자는 이러한 유형의 배터리를 젤 배터리와 혼동합니다. 모양이 비슷해 보일 수 있지만 실제로는 다른 유형의 장치입니다. 젤 배터리에 대해 자세히 알아보기 여기에.
기존 액체 배터리의 개선 된 아날로그로서 시장에서 EFB 기술을 사용하여 수정되었습니다. 이것은 동일한 액체 납산 전원 공급 장치로, 양극판의 황화를 방지하기 위해 추가로 다공성 재료와 폴리 에스터로 싸여 있습니다. 이것은 표준 배터리의 서비스 수명을 연장시킵니다.
AGM 배터리 적용
AGM 배터리는 기존의 액체 전원 공급 장치에 비해 용량이 인상적이기 때문에 시동 / 정지 시스템이 장착 된 차량에 자주 사용됩니다. 그러나 자동차 산업이 AGM 수정이 적용되는 유일한 영역은 아닙니다.
다양한 자체 전원 공급 시스템에는 종종 AGM 또는 GEL 배터리가 장착되어 있습니다. 앞서 언급했듯이 이러한 배터리는 자체 추진 휠체어 및 어린이 전기 자동차의 전기 공급원으로 사용됩니다. 어쨌든 12, 24 또는 XNUMXV의 개별 무정전 전원 공급 장치가있는 전기 설비는이 장치에서 에너지를 사용할 수 있습니다.
사용할 배터리를 결정할 수있는 주요 매개 변수는 트랙션 성능입니다. 액체 수정은 이러한 부하에 잘 대처하지 못합니다. 예를 들어 자동차의 오디오 시스템 작동이 있습니다. 액체 배터리는 엔진을 여러 번 안전하게 시동 할 수 있으며 라디오 테이프 레코더는 몇 시간 내에 방전됩니다 (라디오 테이프 레코더를 증폭기와 올바르게 연결하는 방법은 따로 따로), 이러한 노드의 전력 소비는 매우 다릅니다. 이러한 이유로 클래식 전원 공급 장치가 스타터로 사용됩니다.
AGM 배터리 이점 및 기술
이미 언급했듯이 AGM과 클래식 배터리의 차이점은 디자인에만 있습니다. 개선 된 수정의 장점이 무엇인지 고려해 봅시다.
- 깊은 방전을 두려워하지 않습니다. 모든 배터리는 강한 방전을 허용하지 않으며 일부 수정의 경우이 요소는 단순히 파괴적입니다. 표준 전원 공급 장치의 경우 50 % 미만의 빈번한 방전으로 인해 용량이 심각한 영향을받습니다. 이 상태에서는 배터리를 보관할 수 없습니다. AGM 유형에 관한 한, 일반 배터리에 비해 심각한 손상없이 약 20 % 더 많은 에너지 손실을 견딜 수 있습니다. 즉, 30 %까지 반복해서 방전해도 배터리 성능에 영향을주지 않습니다.
- 강한 슬로프를 두려워하지 않습니다. 배터리 케이스가 밀봉되어 있기 때문에 뒤집어도 전해액이 용기 밖으로 쏟아지지 않습니다. 흡수 된 재료는 작업 물질이 중력의 영향으로 자유롭게 움직이는 것을 방지합니다. 그러나 배터리를 거꾸로 보관하거나 작동해서는 안됩니다. 그 이유는이 위치에서는 밸브를 통해 과도한 가스를 자연적으로 제거 할 수 없기 때문입니다. 덤프 밸브는 바닥에 있고 공기 자체 (충전 프로세스를 위반하는 경우 형성 가능-과충전 또는 잘못된 정격 전압을 발행하는 장치 사용)가 위로 올라갑니다.
- 유지 보수가 필요 없습니다. 배터리를 자동차에서 사용하는 경우 전해질 양을 보충하는 과정은 힘들지 않고 해롭지 않습니다. 캔의 뚜껑을 풀면 황산 증기가 용기에서 소량 나옵니다. 이러한 이유로 기존 배터리 서비스 (현재 은행이 열려 있어야하므로 충전 포함)는 통풍이 잘되는 곳에 있어야합니다. 배터리가 주거 환경에서 작동하는 경우 유지 관리를 위해 이러한 장치를 구내에서 제거해야합니다. 많은 수의 배터리 번들을 사용하는 전기 설비가 있습니다. 이 경우 밀폐 된 공간에서의 작동 및 유지 보수는 인체 건강에 위험하므로 이러한 경우 AGM 기술을 사용하여 제조 된 배터리가 사용됩니다. 전해질은 충전 절차를 위반 한 경우에만 증발하며 전체 작업 수명 동안 서비스 할 필요가 없습니다.
- 황화 및 부식되지 않습니다. 작동 및 적절한 충전 중에 전해질이 끓거나 증발하지 않기 때문에 장치의 플레이트가 작업 물질과 지속적으로 접촉합니다. 이로 인해 이러한 전원에서는 파괴 과정이 발생하지 않습니다. 예외는 동일한 잘못된 충전으로, 방출 된 가스의 재결합과 전해질의 증발이 방해를받습니다.
- 진동을 두려워하지 않습니다. 배터리 케이스의 위치에 관계없이 전해질은 유리 섬유가 표면에 단단히 밀착되기 때문에 플레이트와 지속적으로 접촉합니다. 이로 인해 작은 진동이나 흔들림이 이러한 요소의 접촉을 위반하지 않습니다. 이러한 이유로 이러한 배터리는 거친 지형을 자주 주행하는 차량에 안전하게 사용할 수 있습니다.
- 높고 낮은 주변 온도에서 더 안정적입니다. AGM 배터리 장치에는 동결 (결정화 과정 중에 액체가 팽창하여 종종 하우징의 감압의 원인이 됨)하거나 작동 중에 증발 할 수있는 자유 수가 없습니다. 이러한 이유로 향상된 유형의 전원 공급 장치는 -70 도의 서리와 섭씨 +40 도의 열에서도 안정적으로 유지됩니다. 사실, 추운 날씨에는 일반 배터리의 경우처럼 빠르게 방전됩니다.
- 더 빨리 충전하고 더 짧은 시간에 더 높은 전류를 제공합니다. 두 번째 매개 변수는 내연 기관의 콜드 스타트에 매우 중요합니다. 작동 및 충전 중에 이러한 장치는 매우 뜨겁지 않습니다. 예를 들어, 기존 배터리를 충전하는 동안 에너지의 약 20 %가 열로 변환되는 반면 AGM 버전에서는이 매개 변수가 4 % 이내입니다.
AGM 기술이 적용된 배터리의 단점
이러한 많은 장점에도 불구하고 AGM 유형 배터리는 장치가 아직 널리 사용되지 않았기 때문에 상당한 단점이 있습니다. 이 목록에는 다음과 같은 요소가 포함됩니다.
- 일부 제조업체는 이러한 제품의 대량 생산을 설정했지만 비용은 여전히 클래식 아날로그보다 두 배 높습니다. 현재이 기술은 성능 저하없이 제품 비용을 절감 할 수있는 올바른 개선 사항을 아직받지 못했습니다.
- 플레이트 사이에 추가 재료가 있으면 동일한 용량의 액체 배터리에 비해 디자인이 더 커지고 동시에 더 무거워집니다.
- 장치를 올바르게 충전하려면 적절한 비용이 드는 특수 충전기가 필요합니다.
- 과충전 또는 잘못된 전압 공급을 방지하기 위해 충전 프로세스를 모니터링해야합니다. 또한이 장치는 단락을 매우 두려워합니다.
보시다시피 AGM 배터리에는 부정적인 측면이 많지 않지만 운전자가 차량에서 감히 사용하지 않는 중요한 이유입니다. 일부 지역에서는 단순히 대체 할 수 없습니다. 이에 대한 예로는 개별 무정전 전원 공급 장치가있는 대형 전기 장치, 태양 광 패널로 구동되는 저장 스테이션 등이 있습니다.
검토가 끝나면 세 가지 배터리 수정에 대한 짧은 비디오 비교를 제공합니다.
질의 응답 :
AGM과 일반 배터리의 차이점은 무엇입니까? AGM은 기존의 산성 배터리보다 훨씬 무겁습니다. 과충전에 민감하므로 별도 충전하여 충전해야 합니다. AGM 배터리는 유지 보수가 필요 없습니다.
AGM 배터리가 필요한 이유는 무엇입니까? 이 전원 공급 장치는 유지 보수가 필요하지 않으므로 외국 자동차에 사용하는 것이 더 편리합니다. 배터리 케이스는 수직으로 설치할 수 있도록 설계되었습니다(밀폐 케이스).
배터리의 AGM 라벨은 무엇을 의미합니까? 현대식 납산 전원 공급 기술(Absorber Glass Mat)의 약자입니다. 배터리는 젤과 동일한 클래스입니다.
