“铅酸电池”一词通常会让人联想到在汽车和80%的生产船只中常见的标准浸液电池。在船舶行业中,有三种基本类型的铅酸储能电池:浸液电池、AGM(吸收玻璃纤维隔板)电池和胶体(凝胶电解质)电池。铅酸电池进一步分为三个基于应用的类别:起动型、深循环型和双用途型。我们将在这里重点介绍深循环型AGM和胶体电池,以找到最好的深循环船舶电池。
在新的、入门级的生产船上,安装最广泛的电池仍然是充满液的电池。这主要是因为与同样大小的AGM和胶体电池相比,它的初始成本低。尽管大多数充满液的电池需要维护电解液,包含易溢出的腐蚀性酸,并且在严重过充电时会释放易燃气体,它们仍然提供了一个能够容忍广泛充电电压的能源储备,并且是普遍可获得的。
然而,船艇技术和航行习惯正在发生变化。以前只用于最大超级游艇的船首推进器现在在40英尺以下的船只上也变得很常见,直流电源逆变器几乎和锚机一样普遍。这些所有配件的共同之处是对直流电源有着惊人的需求。随着船厂建造更大容量的家用电池组以满足负载需求,他们面临两个选择:使用传统的浸没式电池,或者接受新技术,选择与他们的船设计一样进步的电池组。
我们测试的电池:
Deka SeaMate/Deka Dominator | Energy 1 Marine Battery | Lifeline AGM | Mastervolt AGM/Gel | Optima Spiral Cell | Trojan AGM | SeaVolt SeaGel
阀控式铅酸(VRLA)电池,由于其密封防漏设计,可以以任何位置安装,除了倒置。如果你计划将胶体电池侧放,预计会失去10%的安时(Ah)容量。当遇到船底进水的情况时,VRLA电池将在30英尺的深度下继续工作。在第一英寻的水深之后,这可能已经无关紧要。
VRLA电池的低自放电率远优于铅酸蓄电池,使停机时间无需维护。
与大多数汽车级浸没式铅酸电池不同,AGM电池在波涛汹涌的海面或船体振动过大的情况下不会掉落极板或散架。这是因为AGM电池内部的极板在每块铅板之间夹有的压缩纤维网上获得了额外的物理支撑。
深循环VRLA电池的成本大约是普通等级深循环铅酸电池的两倍,或者比高级别的铅酸电池高出约20%。如果你决定升级,记住要考虑到改装船舶电池充电系统以满足VRLA苛刻充电需求的额外费用,除非你打算安装与大多数交流发电机兼容的螺旋电池AGM。
不建议将深循环电池放电到低于50%的深度,这相当于电池的储备容量评级的一半。每次深循环电池完全放电100%时,电池将失去其生命周期评级中至少一个循环。
我们选择了10款最受欢迎的VRLA深循环电池,这些电池的尺寸为27-31组(约100Ah)。测试组包括三款凝胶电解液电池、六款传统的平板AGM电池和一款螺旋电极AGM电池。我们的目的是评估每款电池的深循环备用容量。
由于AGM和胶体电池采用密封箱设计且缺乏液体电解质,使用密度计测试电池电解质的充电状态不是一个选项。我们知道我们无法打开电池的密封箱,从内到外评估每个产品,出于 obvious 的原因,我们必须自己想出一种非破坏性的测试方法。
在与Rolls/Surrette电池公司(一家受人尊敬的电池制造商,他们目前不制造VRLA电池,对我们的测试持中立态度)协商后,我们决定采用国际游艇委员会认可的SAE J537标准储能电池测试程序。尽管是为充满液的电池编写,但我们认为这公平且能返回一些实际数据。
首先,我们将每块电池在室温下放电至50%的深度放电(DOD),然后等待六小时让电池冷却,再用Xantrex新的XC5012系列三路/50安培数字电池充电器为电池充电。每个电池经历了四个放电/充电循环。大多数电池制造商表示,他们的产品需要循环10-25次才能达到最佳性能。我们选择减少预 conditioning循环的次数,以便在合理的时间内完成测试。鉴于我们有很多电池要测试,并且每个送到我们手中的电池都是盒装的新电池,我们相信所有产品都以平等的起点开始。
在对电池进行预处理、完全充电并在室温下静置一整夜后,我们开始了首次储备容量放电测试。SAE J537 储能电池储备容量测试在第3.5节中规定,以25A(+/- 0.1A)放电。在放电过程中,使用任何方便的方法,保持电解液温度在75 F -90 F范围内。当电池端电压降至相当于10.5V时结束放电,并记录放电时间(以分钟为单位)。当VRLA电池的电压降至每格1.75V(一个12V电池有六个格 x 每格1.75V = 10.5V)时,其深度放电(DOD)被认为达到100%。
对于我们的放电设备,我们建造了几排100W 12VDC白炽灯灯座,并将其连接到大型线绕电压电位器上。电位器允许我们调整放电速率,并在测试周期结束时由于电压下降,白炽灯负载电流减少时进行补偿。当每个电池的电压降至10.5V时,测试人员将电池从测试架上移除,并允许其冷却一整夜,然后我们对电池进行充电。充电后,让电池冷却六小时,再次进行25A负载测试。测试人员取两次测试结果的平均值,并将其记录为观察到的放电时间。
对27组或31组电池施加连续25A的负载有点重,由于并非所有电池的尺寸和安时容量都相同,我们选择使用所谓的20小时率的放电。这样可以为储存较少安培的小尺寸27组电池提供公平的竞争环境。
这个测试程序的数学计算很简单。如果电池的额定备用容量为100Ah,你将100除以20小时,得出5安培的电流消耗。因此,我们重复了充电、冷却、放电的步骤,并记录了每个电池按20小时备用率计算的结果。这个特定的测试程序花费了很长时间,但所获得的数据是值得的。
宾夕法尼亚州的东宾制造公司生产并销售这些电池。东宾还生产西海洋的SeaVolt(AGM)和SeaGel(胶体)。据说东宾是世界上最大的单一制造工厂。他们自己炼铅,自己注塑成型,并通过其最先进的回收设施对处理过的旧电池进行98%的原材料(铅板、塑料外壳和酸)的回收利用。
我们喜欢自给自足并且对整个制造过程有直接质量控制的公司。积极的回收计划也值得赞扬。
结论: 两块Deka VRLA电池的性能数据都达到了要求,但并非出色。West Marine电池比Deka电池更容易获得,而且West SeaVolts的保修期比Deka SeaMate长24个月。然而,两块Deka电池的价格都比West Marine版本便宜。
由北星电池公司(Springfield, Mo.)制造的Energy 1 被列为 Group 27 尺寸的电池,重量为 63 磅,这一点我们已经核实。然而,这款电池的工厂额定储备容量仅为 72.6 Ah,这可以解释我们在 25 安培负载测试中它表现不佳。当受到我们 25 安培负载的测试时,Energy 1 电池的电压在不到两小时内下降到了 10.5V。这比 Trojan 早了 1.5 小时,而 Trojan 也是 Group 27 电池,但有 100 安时的额定值。
艾伦·哈里斯(Energy 1s)的NSB-G-2700具有深循环特性,但大多数情况下用作启动电池。Energy 1 210FT在我们的测试中会更合适。我们查看了210FT的规格,显示该型号电池重128磅,长度为22英寸。这几乎不能使其被纳入我们对27组和31组电池的测试中。此外,提供的Energy 1 NSB-G-2700电池规格表描述该电池具有长寿命,50%放电深度下超过800次循环,80%放电深度下超过500次循环。——这些特性我们用来描述深循环电池,而不是启动电池。

在能源1号电池的初始循环过程中,我们发生了一件几乎让我们能够看到电池外壳内部的事件。北星的提手没有看起来那么坚固。与我们测试中其他大多数电池提供的提带不同,北星使用的是两个可伸缩的塑料提升手柄,分别位于外壳的两侧。
当我们把这些65磅以上的电池搬上搬下我们的工作台时,其中一个把手从能量1的盒子里断开连接,几乎摔到了地板上。我们很容易重复导致把手松动的动作,这类似于试图从电池盒中拉出电池时的动作。一旦你把电池扭到位,把手会弯曲并从盒子里脱开。
结论: 这款电池在27组测试中表现不佳,而且它的提手设计不理想。
协和电池公司生产Lifeline电池,这是在海洋市场中一个知名且受信赖的品牌名称。协和公司有着为定制豪华巴士(陆地游艇)市场提供电池的悠久历史。Lifeline还与全国许多顶级船只制造商保持着良好的关系,这使Lifeline在新船市场中获得了良好的份额。
当我们将Lifeline Group 27 AGM电池从运输集装箱中卸下时,它给我们留下了良好的第一印象。电池几乎充满电,并附带一本用户手册和一张保修卡。这个电池的电池柱质量很好,电池上的规格贴纸清楚地说明了应对电池施加什么充电电压。Lifeline电池的颜色——灰色的外壳、黑色的顶部——黑色的携带带和银色的规格板——都是很好的额外功能。
结论: Lifeline 电池是优质产品,全国各地均有现货,并且附带良好的 5 年比例保修。Lifeline 的表现优于 Deka / West Marine 电池以及 Optima 和 Energy 1 电池,但未能达到 Mastervolt 和 Trojan AGMs 的水平。
Mastervolt 铅酸免维护电池安装在世界上一些最优质的定制游艇上。从我们最初使用其入门级产品的经验来看,我们可以理解原因。Mastervolt 生产正常范围内的 VRLA 电池尺寸,与 Lifeline 和 Trojan 一样,但该公司还生产一系列高安时数、船用级、两伏的电池单元。其中一些两伏的电池单元单个容量超过 2000 Ah,可以形成超过 12,000 Ah 的 12V 储能电池组。这是一笔相当大的储存能量。
每个电池极柱下都有彩色极性环。这些环消除了哪个端子是正极的不确定性。当你在处理一个安装在垂直净空受限的区域内的电池时,这一点特别有用,因为你无法清楚地看到电池壳上冲压的极性符号。
结论: AGM和凝胶电池都表现出了出色的数据。对于大多数应用来说,Mastervolts的价格偏高,但如果我们要建造一个高容量的、多电池组的系统,并且希望选择一个最有可能提供最长循环寿命的产品,Mastervolt将是我们的首选。
Optima制造了三种不同基础型号的螺旋AGM电池。红色顶螺旋用于启动应用,黄色顶螺旋作为汽车深电池,蓝色顶螺旋作为船用深电池。
我们测试了一款黄色顶Optima,但产品规格与蓝色顶Optima相同,唯一的区别是蓝色顶Optima配备了SAE柱和螺柱连接,而黄色顶只有SAE螺柱。
Optima 是一种物理尺寸很大的电池(Group 31),但其额定的备用容量仅为75Ah。尽管螺旋设计在纸上看起来不错,但这个电池的备用容量不足,无法成为家庭电池的有力竞争者。
结论: 由于螺旋设计对广泛的充电电压具有宽容性,这种电池对于需要更换浸没式电池的日常航行者来说是一个不错的选择。传统平板AGM电池的严格充电曲线可以被忽略,而且船只将受益于Optima的低自放电率。当船只被系在浮标上很长时间时,这将是非常有益的。
创建于1925年的Trojan Battery Co.是一家第三代家族企业,专门设计和制造深循环电池。Trojan制造了一系列深循环电池,包括充满液电池和VRLA(AGM和凝胶)化学电池,尺寸从较小的Group 24到重型8D电池不等。尽管Trojan电池以其标志性的栗色外壳而广为人知,但最新一代的AGM电池(于2004年投入生产)采用的是标准黑色外壳。
我们测试的Group 27 AGM Trojan电池没有任何标准可言。这个电池在我们测试组中击败了所有Group 27的电池,甚至与更大的Group 31的Mastervolt AGM电池不相上下。
结论: 这款电池非常强大且价格合理。看起来,Trojan 的新款 AGM 电池设计精良,并且由一家了解电池设计和技术的公司支持。我们对仅有一年的保修有些失望,但根据我们的测试数据,保修不应该成为这款电池的问题。
东宾制造公司(East Penn Manufacturing Co.)为西海洋(West Marine)独家定制的西海洋电池是东宾Deka系列阀控式铅酸电池(VRLA cells)的仿制品。尽管SeaVolt和SeaGel各自都附带5年的比例保修(No-Hassle warranty),但与东宾Deka系列相比,额外的保修费用将使每块电池大约增加60美元。

结论: 当将Group 27 SeaVolt电池与Group 27 Lifeline电池进行比较时,SeaVolt的容量稍小。考虑到这两个电池的价格都接近200美元,并且Lifeline的保修也是5年比例保修,我们会选择Lifeline。我们感觉Lifeline的制造标准比East Penn稍高,因此应该提供稍长的使用寿命。
当我们评估了性能测试的结果时,很明显,Mastervolt电池和Trojan电池的预留容量都远远超过了制造商的标称值。虽然电池的预留容量是衡量一个优质深循环电池的主要因素,但我们还计算了每个测试电池的每磅安培数,并考虑了电池的成本和保修期限。
最终,我们认为Trojans 100Ah Group 27 AGM获得了最佳选择的荣誉,尽管在测试中,它表现略低于我们的Group 31最佳电池Mastervolt AGM。我们的预算选择,Deka电池,将满足那些想要升级但不需要最好的船长。
Optima 会是小帆船(配有舷外发动机或只有基本充电系统)家庭电池的不错选择。对于某些应用(例如大型充气橡皮艇)来说,Optima 是传统电池的良好替代品,因为它们防溢且在高速行驶时能更好地承受冲击。与发动机不同,电池无法打开进行检查、检修或维修。
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