Az AGM Akkumulátorok Szerkezete és Működése

Az akkumulátorok ismételt töltésre és kisütésre alkalmas áramforrások. A gépjárműveken alkalmazott akkumulátorok feladata a gépjárművek működéséhez szükséges villamos energia szolgáltatása addig, ameddig erre a gépjármű villamos generátora nem képes. A gépkocsi egyes villamos berendezéseinek működésére olyankor is szükség van, ha a gépkocsi motorja áll, és az áramfejlesztő nem termel villamos áramot. Ezért a gépkocsin bizonyos mennyiségű villamos energiát tárolni kell. Ezt az energiatároló feladatot látja el az akkumulátor.

Minden akkumulátor alapegysége az ún. akkumulátorcella, amelyben két különböző anyagú elektróda meghatározott összetételű folyadékba (elektrolitba) merül. Az elektrolitba tehát két elektród merül, ebben az állapotban azonban még nem képes az akkumulátor feszültségforrásként működni. Ezért az elektródokra feszültségforrást kapcsolunk, melynek hatására áram folyik át az akkumulátoron. Egy üzemelő cella feszültsége névlegesen 2 volt. Ezekből a cellakötegekből, azok sorba kötésével épül fel az akkumulátor telep. A leggyakoribb a 3, illetve 6 db sorba kötött cellából álló 6 V és 12 V névleges feszültségű telep.

Az Ólomakkumulátorok Fejlődése és az AGM Technológia

A közlekedésben használatos akkumulátorok lehetnek savas (más néven) ólom akkumulátorok, vagy lúgos (nikkel-kadmium, nikkel-vas, cink-ezüst) akkumulátorok, illetve zselés akkumulátorok. Az akkumulátorok szerkezete jó száz éve változatlan. A kénsav vizes oldatába merülő ólom és ólom-oxid lemezek már az első autókban is helyet kaptak. Az 1990-es évek végének legnagyobb konstrukciós változása a savas ólomakkumulátorok területén az üzemelés szempontjából zárt konstrukció megjelenése és tömeges elterjedése. A valóságban az AGM akkumulátor a VRLA akkuk (Valve Regulated Lead Acid - zárt biztonsági szelepes ólomakkumulátor) egyik variánsa.

Mi is az AGM akkumulátor?

Az AGM az angol Absorbed Glass Mat szavak rövidítéséből keletkezett mozaikszó. Az AGM akkumulátor a zselés, valamint savas rendszerű akkumulátorok altípusai az ólom akkumulátornak. Ebben az akkutípusban egy felitatott üvegszálas konstrukció található, a lemezek között pedig egy-egy bór szilikát párna helyezkedik el. Valójában úgy néz ki, hogy az ólomlemezek közé üvegszálgyapotot tesznek, ami maradéktalanul felissza a savat. Így az akkumulátorban eltűnik a folyékony elektrolit, és a lemezek közt az üvegszálgyapot megakadályozza, hogy az ólommassza leváljon, illetve a lemezek egymáshoz érjenek. Ez a párna megakadályozza a lemezek közötti vagy alatti cellazárlatot.

Az AGM konstrukciók további előnye, hogy akkor sem szivárog ki belőlük elektrolit, ha az akkumulátor háza megsérül, széttörik. A megoldásnak hála még akkor sem tud szivárogni a folyadék az aksiból, ha véletlenül megsérülne a háza. Az akkumulátorsav ellenőrizetlen távozása ezért nagymértékben kizárható.

Radiál gumiabroncs szerkezeti elemei

A gázrekombinációs képesség

A legtöbb AGM akkumulátor rendelkezik az ún. gázrekombinációs képességgel. A gázrekombinációs képességről dióhéjban annyit érdemes tudni, hogy a lemezek felületén képződött gázok újra visszaalakulnak nedvességgé az üvegszövetben. Ez röviden azt jelenti, hogy a töltési/kisütési folyamat alatti elektrolízissel járó folyadékveszteség minimalizálódik. Ezért nincs szükség desztillált vízzel való feltöltésre, mint a nedves akkumulátorok esetében.

AGM és Zselés Akkumulátorok: Különbségek és Hasonlóságok

Bár a köznyelvben gyakran minden zárt rendszerű aksit zselés akkumulátorként emlegetnek, valójában ez így ebben a formában pontatlan megfogalmazás. Nagyon gyakori, hogy sokan a „zselés” kifejezést használják, amikor egy zárt rendszerű, karbantartásmentes akkumulátorról beszélnek. Az AGM (Absorbed Glass Mat) akkumulátorok körül ezen kívül is van egy kis fogalomzavar a köztudatban, mivel az akkumulátorgyártók és forgalmazók különböző nevekkel illetik őket.

Mindkét akkumulátortípus VRLA akkumulátor, és szellőzőszeleppel van felszerelve. A VRLA rövidítés a Valve Regulated Lead Acid Battery (szelepvezérlésű ólomsavas akkumulátor) rövidítése. Ennél a zárt akkumulátortípusnál az akkumulátorban keletkező hidrogén rekombinálódik, így nincs szükség desztillált vízzel való feltöltésre, mint a nedves akkumulátorok esetében. E közös jellemzőkön kívül jelentős különbségek vannak a gél akkumulátorok és az AGM akkumulátorok között.

Zselés akkumulátorok

A zselés akkumulátor a hagyományos nedves akkumulátorokhoz hasonló felépítésű. A pozitív és negatív elektródákat elektrolit veszi körül. Azonban, ahogy a neve is mutatja, az elektrolit nem folyékony, hanem a szilícium-dioxid hozzáadása miatt gél alakú. Ez nagyobb ellenállást biztosít a rezgésekkel és a jármű dőlésével szemben. A tokozott kialakítás megkönnyíti a kezelést és javítja a biztonságot. Ha az akkumulátor ép állapotban van, a felhasználónak nem kell tartania a folyadék szivárgásától. Ezért a szakmában a gél akkumulátorokat gyakran karbantartásmentes akkumulátoroknak nevezik. A gél akkumulátorok magas pontszámot érnek el az alacsony elektródkopással, ami a hagyományos ólom-sav akkumulátorokhoz képest hosszabb élettartamot eredményez. A megnövekedett belső ellenállásuk miatt azonban a zselés akkumulátorok rövid időközönként nem képesek nagy hidegindítási áramot produkálni. A másik hátrányuk a hőmérséklet-ingadozásra való érzékenységük.

AGM akkumulátorok

Az AGM akkumulátorban az elektrolitot teljesen üvegszálas szőnyeg köti meg. Az elemek szivárgásmentesek, és a ferde pozíciókat is gond nélkül bírják. Ez, valamint a rezgésállóságuk az oka annak, hogy az AGM akkumulátorokat különösen kedvelik terepen és motorkerékpárokban. A hagyományos indítóakkumulátorokhoz képest az AGM akkumulátorok háromszor annyi töltési ciklust bírnak ki. A szerkezeti jellemzőkkel elért nagyobb teljesítmény az egyik fő érv az AGM akkumulátor használata mellett. A hosszú élettartam, a kiváló teljesítmény és a nagyobb biztonság teszi az AGM akkumulátorokat a modern járművek prémium akkumulátorává.

Lacetti rögzítőfék beállítási útmutató

Jellemző	Zselés Akkumulátor	AGM Akkumulátor
Elektrolit típusa	Gél alakú (szilícium-dioxid hozzáadásával)	Üvegszálas szőnyegbe itatott
Rezgésállóság	Nagyobb ellenállás	Nagyon jó
Pozíciótűrés	Jó (tokozott kialakítás)	Kiváló (ferde pozíciókat is bírja)
Hidegindítási áram	Kisebb (megnövekedett belső ellenállás miatt)	Magas, állandó
Élettartam	Hosszabb (alacsony elektródkopás)	Hosszú (3x több töltési ciklus)
Hőmérséklet érzékenység	Érzékeny	Kisebb (tartósabb)
Alkalmazás	Ellátó akkumulátor, nem indító	Indító, start-stop, nagy energiaigényű rendszerek

Johnson Controls Power Solutions AGM Battery Animation

Az AGM Akkumulátorok Alkalmazása és Előnyei

Az oxigén rekombinációs akkumulátorok fordulnak elő Magyarországon is autókban, számítógépek szünetmentes áramforrásaiban, riasztókészülékek áramforrásaiban stb. Az AGM aksikat használják többek között szünetmentes áramellátás biztosítására, ezen felül egy sor más dologra.

AGM akkumulátorokat kifejezetten az automatikus start-stop rendszerrel és megnövekedett energiaigényű járművekre tervezték. Az AGM akkumulátorokat minden olyan járművezetőnek ajánljuk, aki nagyszámú elektromos eszközt és vezetőtámogató funkciót működtet, vagy egyszerűen csak nagyobb indítási és ellátási megbízhatóságot igényel egy rendkívül nagy teljesítményű akkumulátor révén. A magas, állandó hidegindítási áram miatt az AGM akkumulátor megfelelő választás a start-stop technológiával és fékenergia-visszanyeréssel rendelkező járművekhez. Még az egyszerű automatikus start-stop rendszerrel és megnövekedett energiaigényű járműveknek is előnyös az AGM akkumulátor. A nagyszámú töltési ciklus növeli az élettartamot és ezáltal a költséghatékonyságot.

AGM akkumulátorok a Start-Stop rendszerekben

Mivel ilyen üzemeltetés mellett az autó minimum ötször többet indít naponta, ezért a gyorsabb elhasználódás az indítómotort (önindítót) és az akkumulátort érinti. A start-stop rendszerű autó generátorát egy úgynevezett BMS Battery Management System számítógép vezérli, amely folyamatosan figyeli az akkumulátor állapotát és menet közben annak megfelelően tölti árammal. Többen észrevehették már, hogy ha az akkumulátor kapacitása alacsony, megállásnál az autó nem állítja le a motort vagy még jóval indulás előtt beindítja azt. A rendszer túl van biztosítva, mivel semmiképpen nem engedheti meg magának, hogy egy ilyen leállásnál az autó ne induljon el újra.

Normál használat mellett ez a többletteljesítmény nagyjából 3-4 év alatt fogy el, amikor az akkumulátor eléri egy hagyományos, olcsóbb, de új akkumulátor teljesítményét. Ilyenkor a BMS rendszer computere már figyelmezteti a vezetőt, hogy az akkumulátor teljesítménye nem megfelelő, a motort nem fogja leállítani. Ezt olyan „agresszív” módon jelzi, hogy adott esetben elektromos kényelmi funkciókat is letilt, (tolatóradar, ülésfűtés stb.) míg ki nem cseréljük az akkumulátort egy újra.

Mint már írtuk, a BMS rendszer nem egyenletesen tölti az akkumulátort. Egy hagyományos autó esetében a motor leállításával egyszerre a fogyasztók is lekapcsolásra kerülnek. A Start-Stop rendszer azonban a „piros lámpánál” is üzemelteti (álló motor mellett) a fényszórót, a fűtést, a klímát, a rádiót stb. A folyton felmerülő kérdés: az autó BMS computerét akkumulátor csere után kell-e kódolni? A válasz: lehet, de nem kötelező. Mindegyik Start-Stop akkumulátoron van egy BEM kód, amit fel lehet tölteni a BMS rendszerbe. Vagyis meg lehet mondani az autónak, hogy új akkumulátort kaptál, töröld a hibakódokat. De mi történik akkor, ha nem tesszük meg? A BMS azonnal felismeri, hogy új akkumulátor került beépítésre és annak megfelelően kezdi tölteni, használni azt.

Minden a kuplungról

AGM Akkumulátorok Kezelése és Karbantartása

Fontos még tudni, hogy csak a megfelelő töltővel szabad tölteni őket. Ha használaton kívül kerülnének valamilyen okból, akkor is jó, ha időnként merülnek és újra töltjük őket, mert így hosszabb ideig lesznek képesek ellátni a funkciójukat. A zselés és AGM akkumulátorok jóval drágábbak a savas akkuknál, azonban ahová ilyen akkumulátor ajánlott, oda célszerű ilyet tenni, mert hosszú távon megéri. Ezek az akkuk kevésbé szulfátosodnak és jobb a tároló képességük is a savas akkukénál. Érdemes odafigyelni arra is, hogy ezen típusok speciális töltést igényelnek, így ha külön töltőt használunk, akkor meg kell bizonyosodni róla, hogy az a töltő tudja-e az ilyen akkumulátorokat tölteni.

Célszerű elkerülni azt, hogy egy AGM akkumulátort a végletekig lemerítsen az ember. Ideális esetben az ilyen akkumulátoroknak nem volna szabad huzamosabb ideig 50%-os töltöttség alatt működnie. Amit még célszerű szem előtt tartani, hogy ezen akkuk nem szeretik a teljes kisütést, azaz a teljes lemerítést. A mai fejlett technológiáknak köszönhetően azonban a ritkán előforduló mélykisülést bizonyos gyakorisággal jelentősebb meghibásodás nélkül is elviselik.

Minden akkumulátorterhelés nélkül is veszít a töltésmennyiségből, ezt nevezzük önkisülésnek. Az akkumulátor önkisülése közvetlenül csökkenti az akkumulátor kapacitását. Az önkisülési sebesség közvetlenül befolyásolja az akkumulátor tárolási teljesítményét.