Batterie AGM - technologie, avantages et inconvénients

Une alimentation sans coupure est nécessaire pour plus que simplement activer le démarreur et démarrer le moteur. La batterie est également utilisée pour l'éclairage de secours, le fonctionnement du système de bord avec le moteur éteint, ainsi que pour un court trajet lorsque le générateur est en panne. Le type de batterie le plus couramment utilisé dans les voitures est le plomb-acide. Mais ils ont plusieurs modifications. L'un d'eux est l'AGA. Discutons de quelques modifications de ces batteries, ainsi que de leurs différences. Quelle est la particularité du type de batterie AGM?

Qu'est-ce que la technologie de batterie AGM?

Si nous divisons conditionnellement les batteries, elles sont alors divisées en entretien et sans surveillance. La première catégorie comprend les batteries dans lesquelles l'électrolyte s'évapore avec le temps. Visuellement, ils diffèrent du deuxième type en ce qu'ils ont des couvercles sur le dessus pour chaque boîte. Grâce à ces trous, le manque de fluide est comblé. Dans le deuxième type de batteries, il n'est pas possible d'ajouter de l'eau distillée en raison des caractéristiques de conception et des matériaux qui minimisent la formation de bulles d'air dans le conteneur.

Une autre classification des batteries concerne leurs caractéristiques. Il existe également deux types d'entre eux. Le premier est le démarreur et le second est la traction. Les batteries de démarrage ont une grande puissance de démarrage et sont utilisées pour démarrer de gros moteurs à combustion interne. La batterie de traction se distingue par sa capacité à émettre de la tension pendant une longue période. Une telle batterie est installée dans des véhicules électriques (cependant, il ne s'agit pas d'une voiture électrique à part entière, mais principalement des voitures électriques et des fauteuils roulants pour enfants) et des installations électriques qui n'utilisent pas de courant de démarrage de forte puissance. Quant aux voitures électriques à part entière telles que Tesla, la batterie AGM y est également utilisée, mais comme base du système embarqué. Le moteur électrique utilise un type de batterie différent. Pour plus d'informations sur la manière de choisir la bonne batterie pour votre voiture, lisez dans un autre avis.

La batterie AGM diffère de son homologue classique en ce que son boîtier ne peut en aucun cas être ouvert, ce qui signifie qu'elle appartient à la catégorie des modifications sans entretien. Dans le processus de développement de types de batteries AGM sans entretien, les scientifiques ont pu réduire la quantité de gaz libérés à la fin de la charge. Cet effet est devenu possible du fait que l'électrolyte dans la structure est en plus petite quantité et en meilleur contact avec la surface des plaques.

La particularité de cette modification est que le récipient n'est pas rempli d'électrolyte libre à l'état liquide, qui est en contact direct avec les plaques du dispositif. La plaque positive et négative est séparée par un matériau isolant ultra-fin (fibre de verre et papier poreux) imprégné d'une substance acide active.

Histoire d'occurrence

Le nom AGM vient de l'anglais «absorbent glass mat», qui se traduit par un matériau de rembourrage absorbant (en fibre de verre). La technologie elle-même est apparue dans les années 70 du siècle dernier. La société qui a déposé le brevet pour la nouveauté est le fabricant américain Gates Rubber Co.

L'idée elle-même est venue d'un photographe qui a réfléchi à la manière de réduire le taux de libération d'oxygène et d'hydrogène de l'espace près des plaques. Une option qui lui vint à l'esprit était d'épaissir l'électrolyte. Cette caractéristique du matériau permettrait une meilleure rétention d'électrolyte lors du retournement de la batterie.

Les premières batteries AGM sont sorties de la chaîne de montage en 1985. Cette modification a été principalement utilisée pour les avions militaires. De plus, ces alimentations étaient utilisées dans les systèmes de télécommunication et les installations de signalisation avec une alimentation électrique individuelle.

Au départ, la capacité de la batterie était faible. Ce paramètre variait dans la plage de 1 à 30 a / h. Au fil du temps, l'appareil a reçu une capacité accrue, grâce à laquelle l'installation peut fonctionner plus longtemps. Outre les voitures, ce type de batterie est utilisé pour créer des alimentations sans coupure et d'autres systèmes fonctionnant sur une source d'énergie autonome. Une batterie AGM plus petite peut être utilisée dans l'onduleur informatique.

Comment ça marche?

Une batterie plomb-acide classique ressemble à un boîtier, divisé en plusieurs sections (banques). Chacun d'eux a des plaques (le matériau à partir duquel ils sont fabriqués est le plomb). Ils sont immergés dans l'électrolyte. Le niveau de liquide doit toujours couvrir les plaques pour qu'elles ne s'effondrent pas. L'électrolyte lui-même est une solution d'eau distillée et d'acide sulfurique (pour plus d'informations sur les acides utilisés dans les batteries, lisez ici).

Pour éviter que les plaques n'entrent en contact, il y a des cloisons en plastique microporeux entre elles. Le courant est généré entre les plaques de charge positive et négative. Les batteries AMG diffèrent de cette modification en ce qu'un matériau poreux imprégné d'électrolyte est situé entre les plaques. Mais ses pores ne sont pas complètement remplis de substance active. L'espace libre est une sorte de compartiment à gaz dans lequel la vapeur d'eau résultante est condensée. Pour cette raison, l'élément scellé ne se brise pas lorsque la charge est en cours (lors de la charge d'une batterie d'entretien classique, il est nécessaire de dévisser les bouchons des canettes, car au stade final, les bulles d'air peuvent évoluer activement et le conteneur peut être dépressurisé. ).

En ce qui concerne les processus chimiques qui se déroulent dans ces deux types de batteries, ils sont identiques. C'est juste que les batteries fabriquées à l'aide de la technologie AGM se distinguent par leur conception et leur stabilité de fonctionnement (elles n'ont pas besoin du propriétaire pour faire l'appoint d'électrolyte). En fait, il s'agit de la même batterie au plomb-acide, mais uniquement grâce à la conception améliorée, tous les inconvénients de l'analogue liquide classique y sont éliminés.

L'appareil classique fonctionne selon le principe suivant. Au moment de la consommation d'électricité, la densité de l'électrolyte diminue. Une réaction chimique a lieu entre les plaques et l'électrolyte, entraînant un courant électrique. Lorsque les consommateurs ont sélectionné la totalité de la charge, le processus de sulfatation des plaques de plomb commence. Il ne peut être inversé que si la densité de l'électrolyte est augmentée. Si une telle batterie est mise en charge, alors, en raison de la faible densité, l'eau dans le récipient se réchauffera et bouillira simplement, ce qui accélérera la destruction des plaques de plomb, par conséquent, dans les cas avancés, certains ajoutent de l'acide.

Quant à la modification de l'AGA, elle n'a pas peur d'une décharge profonde. La raison en est la conception de l'alimentation électrique. En raison du contact étroit de la fibre de verre imprégnée d'électrolyte, les plaques ne subissent pas de sulfatation et le liquide dans les boîtes ne bout pas. L'essentiel dans le fonctionnement de l'appareil est d'éviter la surcharge, ce qui provoque une formation accrue de gaz.

Vous devez charger une telle source d'alimentation comme suit. En règle générale, l'étiquette de l'appareil contient les instructions du fabricant concernant les tensions de charge minimales et maximales. Étant donné qu'une telle batterie est très sensible au processus de charge, pour cela, vous devez utiliser un chargeur spécial, équipé d'une fonction de changement de tension. De tels chargeurs fournissent ce que l'on appelle une "charge flottante", c'est-à-dire une alimentation en électricité proportionnée. Tout d'abord, un quart de la tension nominale est fourni (alors que la température doit être à moins de 35 degrés).

Une fois que l'électronique du chargeur a fixé une certaine quantité de charge (environ 2.45 V par cellule), l'algorithme de réduction de tension est déclenché. Cela garantit une fin en douceur du processus et il n'y a pas de dégagement actif d'oxygène et d'hydrogène. Même la moindre perturbation de ce processus peut réduire considérablement les performances de la batterie.

Une autre batterie AGM nécessite une utilisation particulière. Ainsi, vous pouvez stocker des appareils dans absolument n'importe quelle position. La particularité de ces types de batteries est qu'elles ont un faible niveau d'auto-décharge. Pendant un an de stockage, la capacité ne peut pas perdre plus de 20% de sa capacité (à condition que l'appareil ait été stocké dans une pièce sèche à une température positive comprise entre 5 et 15 degrés).

Mais en même temps, il est nécessaire de vérifier périodiquement le niveau de charge, de surveiller l'état des bornes et de le protéger de l'humidité et de la poussière (cela peut provoquer une auto-décharge de l'appareil). Pour la sécurité de l'alimentation électrique, il est nécessaire d'éviter les courts-circuits et les surtensions soudaines.

Dispositif de batterie AGM

Comme nous l'avons déjà remarqué, le boîtier AGM est complètement scellé, de sorte que ces éléments appartiennent à la catégorie des modèles sans entretien. Au lieu de cloisons poreuses en plastique, il y a de la fibre de verre poreuse à l'intérieur du corps entre les plaques. Ce sont des séparateurs ou des entretoises. Ce matériau est neutre en conductivité électrique et interagit avec les acides. Ses pores sont saturés à 95% en substance active (électrolyte).

La fibre de verre contient également une petite quantité d'aluminium pour réduire la résistance interne. Grâce à cela, l'appareil est capable de maintenir une charge rapide et de libérer de l'énergie en cas de besoin.

Tout comme une batterie conventionnelle, la modification AGM se compose également de six bidons ou réservoirs avec un ensemble individuel de plaques. Chaque groupe est connecté à la borne de batterie correspondante (positive ou négative). Chaque banque délivre une tension de deux volts. Selon le type de batterie, les plaques peuvent ne pas être parallèles, mais enroulées. Dans cette conception, la batterie aura une forme cylindrique de canettes. Ce type de batterie est très durable et résistant aux vibrations. Un autre avantage de telles modifications est que leur décharge peut produire un minimum de 500 et un maximum de 900 A (dans les batteries conventionnelles, ce paramètre est à moins de 200 A).

1) Bouchon avec soupapes de sécurité et couvercle avec un seul évent; 2) Corps et couverture plus épais et plus solides; 3) Bloc de plaques; 4) Semi-bloc de plaques négatives; 5) plaque négative; 6) réseau négatif; 7) Un fragment du matériau absorbé; 8) Plaque positive avec séparateur en fibre de verre; 9) réseau positif; 10) plaque positive; 11) Semi-bloc de plaques positives.

Si l'on considère une batterie classique, la charge provoque la formation de bulles d'air à la surface des plaques. De ce fait, l'électrolyte est moins en contact avec le plomb, ce qui dégrade les performances de l'alimentation. Il n'y a pas un tel problème dans l'analogue amélioré, car la fibre de verre assure un contact constant de l'électrolyte avec les plaques. Pour éviter que l'excès de gaz ne provoque une dépressurisation de l'appareil (cela se produit lorsque la charge n'est pas effectuée correctement), il y a une valve dans le corps pour les libérer. Pour plus d'informations sur la façon de charger correctement la batterie, lisez séparément.

Ainsi, les principaux éléments de conception des batteries AGM sont:

• Boîtier hermétique (en plastique résistant aux acides qui peut résister à des vibrations constantes avec de petits chocs);
• Plaques pour charge positive et négative (elles sont en plomb pur, pouvant contenir des additifs de silicium), qui sont connectées en parallèle avec les bornes de sortie;
• Fibre de verre microporeuse;
• Electrolyte (remplissant 95% du matériau poreux);
• Vannes pour éliminer l'excès de gaz;
• Bornes positives et négatives.

Qu'est-ce qui freine la propagation de l'AGA

Selon certaines estimations, environ 110 millions de batteries rechargeables sont produites chaque année dans le monde. Malgré leur plus grande efficacité par rapport aux homologues classiques au plomb-acide, ils n'occupent qu'une petite part des ventes sur le marché. Il y a plusieurs raisons à cela.

1. Toutes les entreprises de fabrication de batteries ne fabriquent pas de blocs d'alimentation utilisant cette technologie;
2. Le coût de ces batteries est beaucoup plus élevé que les types d'appareils habituels (pendant trois à cinq ans de fonctionnement, il ne sera pas difficile pour un automobiliste de collecter quelques centaines de dollars pour une nouvelle batterie liquide). Ils sont généralement deux à deux fois et demie plus chers;
3. Un appareil avec une capacité identique sera beaucoup plus lourd et plus volumineux qu'un analogue classique, et tous les modèles de voiture ne vous permettent pas de placer une batterie agrandie sous le capot;
4. De tels appareils sont très exigeants sur la qualité du chargeur, qui coûte également beaucoup d'argent. La charge classique peut ruiner une telle batterie en quelques heures;
5. Tous les testeurs ne sont pas en mesure de déterminer l'état d'une telle batterie, par conséquent, pour entretenir une source électrique, vous devez rechercher une station-service spécialisée;
6. Pour que le générateur produise la tension requise pour une recharge adéquate de la batterie pendant le fonctionnement, ce mécanisme devra également être changé dans la voiture (pour plus de détails sur le fonctionnement du générateur, lisez dans un autre article);
7. En plus de l'effet négatif des fortes gelées, l'appareil ne tolère pas non plus les températures élevées. Par conséquent, le compartiment moteur doit être bien ventilé pendant l'été.

Ces raisons font réfléchir les automobilistes: vaut-il vraiment la peine d'acheter une batterie aussi complexe, si vous pouvez acheter deux modifications simples pour le même prix? Compte tenu des besoins du marché, les industriels ne courent pas le risque de libérer un grand nombre de produits qui se contenteront de ramasser la poussière dans les entrepôts.

Les principaux types de batteries plomb-acide

Le principal marché des batteries étant l'industrie automobile, elles sont principalement adaptées aux véhicules. Le critère principal par lequel une source d'énergie est sélectionnée est la charge totale de l'ensemble du système électrique et des instruments du véhicule (le même paramètre s'applique à la sélection d'un générateur). Étant donné que les voitures modernes utilisent une grande quantité d'électronique embarquée, de nombreux modèles ne sont plus équipés de batteries standard.

Dans certaines situations, les modèles liquides ne sont plus capables de faire face à une telle charge, et les modifications AGM peuvent très bien y faire face, car leur capacité peut être deux à trois fois supérieure à la capacité des analogues standard. De plus, certains propriétaires de voitures modernes ne sont pas prêts à passer du temps à entretenir les blocs d'alimentation (bien qu'ils ne nécessitent pas beaucoup d'entretien).

Une voiture moderne peut utiliser l'un des deux types de batteries. La première est l'option liquide sans entretien. Il utilise des plaques de calcium au lieu de plaques d'antimoine. Le second est l'analogue qui nous est déjà familier, réalisé à l'aide de la technologie AGM. Certains automobilistes confondent ce type de batterie avec des batteries au gel. Bien qu'ils puissent sembler similaires en apparence, il s'agit en fait de types d'appareils différents. En savoir plus sur les batteries au gel ici.

En tant qu'analogue amélioré de la batterie liquide classique, il existe sur le marché des modifications apportées à l'aide de la technologie EFB. Il s'agit de la même alimentation au plomb-acide liquide, juste pour éviter la sulfatation des plaques positives, elles sont en outre enveloppées dans un matériau poreux et du polyester. Cela prolonge la durée de vie d'une batterie standard.

Application des batteries AGM

Les batteries AGM sont souvent utilisées dans les voitures équipées de systèmes de démarrage / arrêt, car elles ont une capacité impressionnante par rapport aux alimentations liquides classiques. Mais l'industrie automobile n'est pas le seul domaine dans lequel les modifications AGM sont appliquées.

Divers systèmes auto-alimentés sont souvent équipés de batteries AGM ou GEL. Comme mentionné précédemment, ces batteries sont utilisées comme source d'électricité pour les fauteuils roulants automoteurs et les véhicules électriques pour enfants. Dans tous les cas, une installation électrique avec une alimentation individuelle sans coupure de 12, 24 ou XNUMX volts peut prendre de l'énergie de cet appareil.

Le paramètre clé par lequel vous pouvez déterminer quelle batterie utiliser est la performance de traction. Les modifications liquides ne supportent pas bien une telle charge. Un exemple de ceci est le fonctionnement d'un système audio dans une voiture. La batterie liquide peut démarrer le moteur en toute sécurité plusieurs fois et le magnétophone radio la déchargera en quelques heures (pour savoir comment connecter correctement le magnétophone radio à un amplificateur, lisez séparément), bien que la consommation électrique de ces nœuds soit très différente. Pour cette raison, les alimentations classiques sont utilisées comme démarreurs.

Avantages et technologie de la batterie AGM

Comme déjà mentionné, la différence entre les batteries AGM et les batteries classiques n'est que dans la conception. Voyons quels sont les avantages de la modification améliorée.

1. Pas peur des décharges profondes. Toute batterie ne tolère pas une forte décharge, et pour certaines modifications, ce facteur est simplement destructeur. Dans le cas des blocs d'alimentation standard, leur capacité est gravement affectée par des décharges fréquentes inférieures à 50%. Il est impossible de stocker la batterie dans cet état. En ce qui concerne les types AGM, ils tolèrent environ 20% de perte d'énergie en plus sans dommage grave par rapport aux batteries classiques. Autrement dit, une décharge répétée à 30% n'affectera pas les performances de la batterie.
2. Pas peur des fortes pentes. En raison du fait que le boîtier de la batterie est scellé, l'électrolyte ne s'écoule pas du récipient lorsqu'il est retourné. Le matériau absorbé empêche la substance de travail de se déplacer librement sous l'influence de la gravité. Cependant, la batterie ne doit pas être stockée ou utilisée à l'envers. La raison en est que dans cette position, l'élimination naturelle de l'excès de gaz à travers la vanne ne sera pas possible. Les vannes de décharge seront en bas et l'air lui-même (sa formation est possible si le processus de charge est violé - surcharge ou utilisation d'un appareil qui émet une tension nominale incorrecte) augmentera.
3. Sans entretien. Si la batterie est utilisée dans une voiture, le processus de reconstitution du volume d'électrolyte n'est ni laborieux ni nocif. Lorsque les couvercles des bidons sont dévissés, des vapeurs d'acide sulfurique sortent du récipient en petite quantité. Pour cette raison, l'entretien des batteries classiques (y compris leur chargement, car à ce moment les batteries doivent être ouvertes) doit se faire dans un endroit bien ventilé. Si la batterie est utilisée dans un environnement résidentiel, un tel appareil doit être retiré des locaux pour maintenance. Il existe des installations électriques qui utilisent un faisceau d'un grand nombre de batteries. Dans ce cas, leur fonctionnement et leur entretien dans une pièce fermée sont dangereux pour la santé humaine.Par conséquent, dans de tels cas, des batteries fabriquées à l'aide de la technologie AGM sont utilisées. L'électrolyte ne s'évapore en eux que si la procédure de charge est violée, et ils n'ont pas besoin d'être entretenus pendant toute la durée de vie.
4. Non sujet à la sulfatation et à la corrosion. Etant donné que l'électrolyte ne bout pas ou ne s'évapore pas pendant le fonctionnement et le chargement correct, les plaques du dispositif sont en contact constant avec la substance de travail. Pour cette raison, le processus de destruction ne se produit pas dans de telles sources d'énergie. Une exception est la même charge incorrecte, au cours de laquelle la recombinaison des gaz dégagés et l'évaporation de l'électrolyte sont perturbées.
5. Pas peur des vibrations. Quelle que soit la position du boîtier de la batterie, l'électrolyte est constamment en contact avec les plaques, car la fibre de verre est étroitement pressée contre leur surface. De ce fait, ni les petites vibrations ni les secousses ne provoquent une violation du contact de ces éléments. Pour cette raison, ces batteries peuvent être utilisées en toute sécurité sur des véhicules qui roulent souvent sur des terrains accidentés.
6. Plus stable à des températures ambiantes élevées et basses. Il n'y a pas d'eau libre dans le dispositif de batterie AGM, qui pourrait geler (pendant le processus de cristallisation, le liquide se dilate, ce qui est souvent la raison de la dépressurisation des boîtiers) ou s'évaporer pendant le fonctionnement. Pour cette raison, le type amélioré d'alimentations reste stable dans des gelées de -70 degrés et une chaleur de +40 degrés Celsius. Certes, par temps froid, la décharge se produit aussi rapidement que dans le cas des batteries classiques.
7. Ils se chargent plus rapidement et fournissent un courant plus élevé dans un laps de temps plus court. Le deuxième paramètre est très important pour un démarrage à froid du moteur à combustion interne. Pendant le fonctionnement et la charge, ces appareils ne deviennent pas très chauds. Pour illustrer: lors du chargement d'une batterie conventionnelle, environ 20% de l'énergie est convertie en chaleur, tandis que dans les versions AGM, ce paramètre est à moins de 4%.

Inconvénients des batteries avec technologie AGM

Malgré un tel nombre d'avantages, les batteries de type AGM présentent également des inconvénients importants, en raison desquels les dispositifs n'ont pas encore été largement utilisés. Cette liste comprend ces facteurs:

1. Bien que certains fabricants aient mis en place une production de masse de ces produits, leur coût est toujours deux fois plus élevé que l'analogue classique. Pour le moment, la technologie n'a pas encore reçu les améliorations correctes qui permettraient de réduire le coût des produits sans sacrifier ses performances.
2. La présence de matériaux supplémentaires entre les plaques rend la conception plus grande et en même temps plus lourde par rapport aux batteries liquides de même capacité.
3. Pour charger correctement l'appareil, vous avez besoin d'un chargeur spécial, qui coûte également de l'argent décent.
4. Le processus de charge doit être surveillé pour éviter une surcharge ou une alimentation en tension incorrecte. En outre, l'appareil a très peur des courts-circuits.

Comme vous pouvez le constater, les batteries AGM n'ont pas autant d'aspects négatifs, mais ce sont des raisons importantes pour lesquelles les automobilistes n'osent pas les utiliser dans leurs véhicules. Bien que dans certains domaines, ils soient tout simplement irremplaçables. Un exemple de ceci est de grandes unités électriques avec une alimentation sans coupure individuelle, des stations de stockage alimentées par des panneaux solaires, etc.

À la fin de l'examen, nous proposons une courte comparaison vidéo de trois modifications de batterie:

POUR # 26: EFB, GEL, AGM avantages et inconvénients des batteries de voiture!

Questions et réponses

Quelle est la différence entre AGM et une batterie ordinaire ? L'AGM est encore plus lourd qu'une batterie acide conventionnelle. Il est sensible à la surcharge, vous devez le charger avec une charge spéciale. Les batteries AGM sont sans entretien.

Pourquoi avez-vous besoin d'une batterie AGM ? Cette alimentation ne nécessite pas d'entretien, elle est donc plus pratique à utiliser sur les voitures étrangères. La conception du boîtier de la batterie permet de l'installer verticalement (boîtier étanche).

Que signifie l'étiquette AGM sur la batterie ? C'est l'abréviation de la technologie moderne d'alimentation électrique au plomb (Absorber Glass Mat). La batterie est dans la même classe que la contrepartie au gel.