Стартерные и тяговые аккумуляторы похожи, но их задачи и устройство сильно различаются. Стартерные АКБ служат для запуска двигателя: при пуске выдают мощный ток (250–1000 А) на короткое время, а после этого быстро заряжаются от генератора автомобиля. Тяговые аккумуляторы рассчитаны на длительное, непрерывное питание электродвигателей и оборудования: они выдают умеренный ток на часы и даже дни работы, способны выдерживать глубокие разряды и многократные циклы заряда-разряда. Попытка заменить тяговый аккумулятор стартерным (и наоборот) завершается выходом из строя устройства из-за несоответствия габаритов и электрических параметров.
Особенности стартерных АКБ
Предназначены для кратковременной отдачи максимального тока стартеру ДВС. В корпусе последовательно соединены шесть ячеек на 2 В (итого 12 В). Емкость невелика (50–70 А·ч), ее хватает на выдачу пускового импульса, после чего батарея быстро восполняет заряд от генератора.
Для эксплуатации важно, чтобы стартерная батарея всегда оставалась заряженной. Длительное хранение без подзарядки снижает ее емкость из-за саморазряда.
Большинство современных автомобильных АКБ необслуживаемые: в пластинах используют кальциевые сплавы (Ca/Ca или Ca/Sb), что минимизирует газообразование и испарения электролита. Доступ к электролиту закрыт — доливать воду не требуется.
Для автомобилей с системой «старт-стоп» выпускают EFB (Enhanced Flooded Battery) и AGM (Absorbent Glass Mat) аккумуляторы. EFB — это улучшенная жидкостная батарея с более толстыми пластинами и армированным волокном, которая переносит больше циклов заряд-разряд по сравнению с обычными АКБ. AGM-аккумуляторы содержат электролит, впитанный стекловолокном между пластинами. AGM в 2–3 раза долговечнее обычных и способны выдавать на 30% больший пусковой ток.
Особенности тяговых АКБ
Служат «источником тока» для ровного поддержания работы двигателя или механизма в течение длительных периодов, а не резкого запуска. Их используют в электротранспорте (электрокары, электровелосипеды, моторные лодки), складской и строительной технике (погрузчики, штабелеры, электрокары, автономные генераторы), а также в медоборудовании, солнечных системах.
Конструкция тяговых батарей заточена под работу в режиме «долгого заряда–долгого разряда». Такие аккумуляторы выдерживают глубокие циклы (разряд до низкого остаточного напряжения), а при зарядке обычно ограничиваются 80% емкости для продления ресурса. После подключения к зарядному устройству или генератору они восполняют большую часть энергии и готовы к следующему циклу. В результате свинцово-кислотные тяговые батареи демонстрируют большой ресурс по числу циклов: гелевый тяговый АКБ — 700 циклов, AGM — около 400. Также аккумуляторы имеют низкий саморазряд, что позволяет долго хранить их без подзарядки.
Тяговые аккумуляторы выпускают в нескольких исполнениях. Наиболее распространены свинцово-кислотные (с жидким электролитом, AGM или гелеобразным). Залитые свинцово-кислотные тяговые батареи (с жидким электролитом) могут обслуживаться доливкой дистиллята и имеют самые толстые пластины. AGM- и гелевые версии герметичны и необслуживаемы — в AGM-аккумуляторах серная кислота впитана в стекловолокно, в гелевых она загущена.
Кроме того, существуют щелочные тяговые батареи (никель-кадмиевые NiCd, никель-железные NiFe). АКБ переносят полные разряды, практически не теряют заряд при хранении, но требуют периодического обслуживания.
Конструкционные отличия и сходство
Несмотря на разное предназначение, стартовые и тяговые свинцово-кислотные аккумуляторы во многом схожи по принципу действия. Оба типа состоят из чередующихся положительных и отрицательных свинцовых пластин, погруженных в электролит. Химическая реакция заряд/разряд для них одинакова: на положительных пластинах накапливается диоксид свинца, на отрицательных — свинец, а электролит — водный раствор серной кислоты. Также оба вида батарей собираются из 2‑вольтовых элементов, включенных последовательно: стартер имеет 6 элементов, а у тяговой батареи их может быть больше.
Среди отличий можно отметить:
- состав и тип электролита. Стартерные АКБ обычно заполнены жидким сернокислотным электролитом стандартной плотности (1,27–1,29 г/см³). Тяговые батареи могут использовать не только жидкий электролит, но и гелевые или абсорбированные формы кислоты (AGM). Кроме того, есть тяговые модели щелочного типа (никель-железные);
- корпус и механическая прочность. У стартерных аккумуляторов корпус тоньше, так как нагрузка внутри меньше, а батарея должна помещаться под капотом автомобиля. Корпус тяговой более толстый и усиленный. Он предназначен выдерживать вес тяжелых пластин и вибрации промышленной техники;
- габариты и масса. Стартерные АКБ компактнее — моноблок на 12 В весит 10–20 кг;
- система соединений. Стартерные модели имеют одну пару клемм для подключения 12 В, а тяговые могут иметь несколько выводов (или отдельные сборные блоки) для различных напряжений. Внутренняя компоновка ячеек тоже различается: в стартере все банки настроены на выдачу кратковременного тока, а в тяговой — на равномерную работу при длительных разрядах.