Tester akumulatorów do pomiaru spadku napięcia pod obciążeniem

Tester akumulatorów, czy potocznie zwana – „opornica”, to urządzenie bardzo proste w swojej budowie. Składa się przede wszystkim z drutu oporowego, dobranego w taki sposób aby wymusić przepływ dużego prądu – w tym przypadku rzędu 100A. Jest to jedna z tańszych opcji – ponieważ na rynku są dostępne bardziej profesjonalne opornice, które potrafią obciążyć akumulator prądem 200, 400 a nawet 600A – jednak ich cena jest kilkakrotnie wyższa niż prezentowanej tutaj.

Jest jednym z wielu urządzeń diagnostycznych które umożliwiają oszacowanie stanu akumulatora. Dzięki temu że akumulator jest obciążony dużym prądem, można zaobserwować spadek napięcia i wyciągnąć odpowiednie wnioski.

Często bywa tak, że akumulator utrzymuje napięcie spoczynkowe, jednak podczas obciążenia – napięcie drastycznie spada, co oznacza że z akumulatorem dzieje się coś niedobrego. W sprawnym akumulatorze, chwilę po obciążeniu, gdy nastąpi spadek napięcia, to powinno zacząć nieznacznie wzrastać. Niestety „wskaźnik” w który jest wyposażony tester – bo tak nazywa to producent – jest bardzo niedokładny – poniżej porównanie wskazań napięcia z miernikiem METEX M-4650CR

Czytaj dalej Tester akumulatorów do pomiaru spadku napięcia pod obciążeniem

Test akumulatora Kozak KO440

Nadszedł czas aby przetestować kolejny akumulator, który został przez mnie zakupiony 1,5 roku temu. Akumulator jest zamontowany w samochodzie żony – Renault Twingo z silnikiem benzynowym 1,2 16V. Testowany akumulator Kozak KO440 posiada pojemność 44Ah oraz prąd rozruchowy 480A według normy EN – oto on w całej okazałości.

Najważniejsze parametry:

  • pojemność: 44Ah
  • prąd rozruchowy: 480A (wg. normy EN)
  • wymiary: 207x175x175 (dł x szer x wys)
  • stan: używany (1,5 roku)
  • data zakupu: kwiecień 2018
  • gwarancja: 2 lata
  • cena: 160zł (w dniu zakupu)

Akumulator zostanie poddany szeregu testów:

  • pomiar gęstości elektrolitu
  • pomiar parametrów miernikiem BT-360
  • pomiar spadku napięcia podczas obciążenia
  • pomiar pojemności przez rozładowanie prądem 20-godzinnym
Czytaj dalej Test akumulatora Kozak KO440

Gęstość elektrolitu akumulatora – o co właściwie w tym wszystkim chodzi ?

Gęstość elektrolitu pozwala określić stan naładowania akumulatora, a właściwie jego pojemność – im akumulator bardziej rozładowany, tym gęstość jest mniejsza.  Charakterystykę spadku gęstości elektrolitu można zaobserwować w doświadczeniu dotyczącym wpływu stanu naładowania akumulatora, w którym dokonywałem pomiarów podczas rozładowania akumulatora. Już po kilku badaniach można zaobserwować, że gęstość spada liniowo w zestawieniu z pojemnością akumulatora.

Sytuacja jest z goła inna w procesie ładowania akumulatora, dlatego postanowiłem wykonać poprzednie doświadczenie, polegające na sprawdzeniu czy alternator naładuje akumulator. Jak można zauważyć w doświadczeniu tym, podczas ładowania akumulatora do napięcia 14,4V – jak to ma miejsce w samochodzie – pomimo że pojemność wzrasta, gęstość pozostaje na bardzo niskim poziomie.

Wróćmy jeszcze na chwilę do poprzedniego doświadczenia – zwróćcie uwagę, że podczas 10 godzin ładowania, do akumulatora została wprowadzona pojemność 22,85Ah – jak na akumulator który posiada realnie około 40Ah, to tylko trochę ponad połowa pojemności. Co zrobić więc, aby wprowadzić więcej energii elektrycznej ? Czy dłuższe ładowanie cokolwiek wniesie ? Niestety nie, jeszcze przy poprzednim doświadczeniu, po 12-tu godzinach od naładowania, podłączyłem przetwornicę i obserwowałem prąd ładowania – ten już po 10-ciu minutach spadł do poziomu 0,25A.

Czytaj dalej Gęstość elektrolitu akumulatora – o co właściwie w tym wszystkim chodzi ?

Czy alternator naładuje akumulator ?

Dużo się mówi o „robieniu” gęstości elektrolitu, o tym że tanie ładowarki nie są w stanie „zrobić” gęstości, o niepełnym naładowaniu akumulatora, z resztą ja sam wielokrotnie to podkreślałem. Jednak producenci akumulatorów jak i ładowarek zapewniają że takie ładowanie – do napięcia 14,4V wystarczy. Skoro tak, to może faktycznie alternator który „podaje” takie napięcie naładuje akumulator ?

Postanowiłem więc się przekonać, a może i przy okazji innych, czy faktycznie napięcie 14,4V „podane” na klemy akumulatora przez długi okres czasu naładują akumulator. Oczywiście nie będę jeździł samochodem przez ten czas, ale wykorzystam do tego celu moją przetwornicę DPS5020 która posiada funkcję utrzymywania stałego napięcia. Niestety, pomimo tego że dysponuje ona (jak na przetwornicę) sporym prądem 20A, to alternatory zazwyczaj mają dużo większą wydajność – rzędu 80A, więc podejrzewam że w pierwszej fazie napięcie „przysiądzie” i popłynie maksymalny prąd.

„Pacjentem” standardowo będzie mój akumulator Arktis TU5530 rozładowany do gęstości elektrolitu na poziomie 1,19 g/cm3 – celowo nie rozładowywałem go całkowicie, żeby nie męczyć zbytnio akumulatora jak i przetwornicy. Nie planowałem go rozładować aż do tego poziomu, jednak przytrzymałem go zbyt długo na sztucznym obciążeniu i postanowiłem że już nie będę kombinował. Jaka pojemność pozostała w akumulatorze ? Trudno jednoznacznie oszacować, ale ponieważ rozładowywałem go do napięcia 11,5V a wtedy napięcie już dość szybko spada – liczę że ok. 4-6Ah.

Czytaj dalej Czy alternator naładuje akumulator ?

Wpływ stanu naładowania akumulatora na jego parametry

Już sam się nie wiem ile razy próbowałem podejść do tego doświadczenia, były próby na kablach rozruchowych, na zamontowanym akumulatorze w samochodzie, w końcu myślałem że się uda, ale akumulator po pełnym cyklu rozładowania i ładowania poprawił swoją sprawność o 10% i trzeba by powtarzać pomiary, bo zdecydowanie zmieniły się warunki.

Po raz kolejny okazało się, że założenia trzeba zmienić, żeby badanie było przeprowadzone w sposób prawidłowy a wartości nie były przypadkowe. W związku z tym, postanowiłem wykonać wszystkie pomiary w jednym cyklu rozładowania, a nie jak poprzednio każdorazowo rozładowywać całkowicie i ładować do pewnego stopnia.

Ale do rzeczy – badanie ma na celu pokazać, w jaki sposób zmieniają się parametry akumulatora w różnym stopniu naładowania – różnej gęstości elektrolitu. Jaki będzie prąd rozruchowy, jaka będzie jego pojemność, jak się zachowa podczas obciążenia czy jakim prądem będzie go ładował alternator.

Założenia wyglądają następująco – akumulator zostanie w pełni naładowany, następnie zostaną wykonane następujące testy:

  • pomiar gęstości elektrolitu areometrem
  • pomiar temperatury elektrolitu
  • test miernikiem Autool BT-360 – pomiar prądu rozruchowego, napięcia spoczynkowego
  • test obciążenia (100A) opornicą – pomiar spadku napięcia
  • test ładowania – symulacja pracy alternatora – podłączenie do akumulatora przetwornicy DPS5020 z ustawioną stabilizacją napięcia na poziomie 14,4V

Poprzednio, na ostatnim etapie, dokonywałem pomiaru pojemności poprzez pełne rozładowanie akumulatora, tym razem jednak postanowiłem rozładowywać akumulator przez 2 godziny prądem 20 godzinnym – w przypadku badanego akumulatora 55Ah będzie to prąd 2,75A. Po tym czasie zostawię akumulator na 24 godziny aby jego parametry się ustabilizowały i ponownie wykonam serię testów, i tak aż do pełnego rozładowania – do napięcia 10,5V.

Czytaj dalej Wpływ stanu naładowania akumulatora na jego parametry

Sprawdzenie stanu akumulatora w domowych warunkach.

Pewnie każdy kto posiada prawo jazdy doświadczył choć raz sytuacji, kiedy wsiadamy do samochodu rano, przekręcamy kluczyk a silnik nie odpala, albo robi to z wielkim trudem. O ile posiadamy wysłużony, 5-7 letni akumulator to sprawa może nie dziwić specjalnie, to o tyle kiedy mamy do czynienia z rocznym lub dwuletnim akumulatorem sprawa jest co najmniej niepokojąca. Znając życie, dzieje się tak w najmniej oczekiwanym momencie i kiedy nam się bardzo śpieszy – taka złośliwość rzeczy martwych, ale czy na pewno ?

Część osób winą obarcza złą jakość obecnie produkowanych akumulatorów, poniekąd może i mają rację, ale ja uważam że nie do końca. Większość z nas w takiej sytuacji sięga po tanie ładowarki, które nie są w stanie naładować akumulatora przy takim rozładowaniu i przy kolejnym problemie z odpaleniem decyduje się na wymianę akumulatora – no chyba że ten jest jeszcze na gwarancji. Wtedy zaczynają się przepychanki między producentem a klientem. Producent najczęściej szuka dziury w całym. W zapisach karty gwarancyjnej mojego akumulatora znalazłem taki absurd, który mówi że po zerwaniu naklejek które uniemożliwiają dostęp do elektrolitu producent może nie uznać reklamacji – bo przecież akumulator jest bezobsługowy.

Ostatnio natknąłem się na jednym forum samochodowym, na ciekawy wątek na temat przygotowania samochodu na zimę. W szczególności wypowiedź jednego z forumowiczów przypadł mi do gustu, który opisał długą listę czynności od kosmetyki całego samochodu po konserwację, smarowanie uszczelek, zamków sprawdzenie i wymiana płynów na zimowe … niestety we wszystkich wypowiedziach użytkowników nie znalazłem najważniejszej moim zdaniem pozycji – sprawdzenie stanu akumulatora.

Wielu użytkowników niestety zapomina że w samochodzie jest akumulator i o ile dbają oni o bieżące wymiany olejów i płynów, części eksploatacyjnych, to o sprawdzeniu stanu akumulatora raczej nikt nie pamięta – do momentu. Powiecie pewnie że do tego trzeba mieć specjalistyczny sprzęt, wiedzę, a najlepiej jechać na badanie gdzie trzeba zapłacić najmniej 50 złotych za wydruk parametrów. Otóż nie – zaraz Wam pokażę w jaki sposób – przy pomocy drugiej osoby i zwykłego multimetru sprawdzić podstawowe parametry akumulatora.

Czytaj dalej Sprawdzenie stanu akumulatora w domowych warunkach.

Multimetr cęgowy UNI-T UT213C

Na powyższy miernik skusiłem się ze względu na możliwość pomiaru dużych prądów (do 400A), dzięki sensorowi Halla umieszczonemu w cęgach. Dotychczas używany multimetr METEX M-4650CR jest już mocno wysłużony a maksymalny prąd który można nim zmierzyć to 20A. Poza tym w przypadku miernika cęgowego pomiar prądów jest zdecydowanie ułatwiony ponieważ nie trzeba przerywać obwodu który chcemy mierzyć.

Multimetr cęgowy UNI-T UT213C

W zestawie otrzymujemy miernik, sondy pomiarowe – całkiem niezłej jakości, czujnik temperatury, instrukcję i wygodne etui.

Pomimo że firma UNI-T jest firmą chińską, ich mierniki charakteryzują się małym błędem pomiarowym i znaczną trwałością, są też coraz bardziej doceniani na rynku europejskim. Oczywiście przy pomiarze prądów za pomocą miernika cęgowego błąd pomiarowy jest większy (+/- 2,5%) niż w klasycznych multimetrach.

Dużym ułatwieniem jest automatyczna zmiana zakresów pomiarowych – przez co nie trzeba kręcić potencjometrem w przypadku zmiany wartości, a samym multimetrem można dokonać pomiaru:

Czytaj dalej Multimetr cęgowy UNI-T UT213C

Multimetr METEX M-4650CR

Postanowiłem przedstawić moją „rodzinę” mierników których zazwyczaj używam do pomiarów prądów czy napięć. Wspomniałem już na stronie „O mnie” że nie jestem profesjonalistą, więc i mój „sprzęt” nie należy do tych z górnej półki.

Zestawienie otwiera najstarszy miernik METEX – był on kupiony bodajże w latach 90-tych – więc swoje lata świetności ma już dawno za sobą i mam już z nim małe kłopoty. Niemniej jednak nadal charakteryzuje się bardzo małym błędem pomiarowym i co najważniejsze, jak na tamte czasy to był naprawdę „mercedes”.

Multimetr METEX M-4650CR
Czytaj dalej Multimetr METEX M-4650CR

Przetwornica napięcia DPS5020

Wprawdzie przetwornicę kupiłem już jakiś czas temu na popularnym chińskim portalu, ale dopiero niedawno udało mi się ją „poskładać”. Wykorzystałem do tego celu obudowę metalową T-45, która mi zalegała w warsztacie. Generalnie można dokupić dedykowaną obudowę do tych przetwornic, ale koszt takiej to ok. 90zł więc postanowiłem wykorzystać już posiadaną. Trudno to nazwać projektem, w związku z tym więcej będzie o samej przetwornicy niż o mojej konstrukcji.

Przetwornica DPS5020 z modułem USB oraz Bluetooth

Moduł DPS5020 to przetwornica obniżająca „step down” o napięciu wyjściowym do 50V i prądzie do 20A ! Jak na takie maleństwo, to ma naprawdę niezłe osiągi. Podstawową zaletą jest praca w trybie stabilizacji napięcia i prądu – coś co mi brakowało dotychczas – mój dotychczasowy zasilacz wprawdzie posiadał stabilizację prądową, ale niestety napięcie „przysiadało” wraz ze wzrostem obciążenia.

Czytaj dalej Przetwornica napięcia DPS5020

Sprawdzenie bilansu energetycznego w samochodzie (Citroen C5 X7 2.0 HDI)

Na wstępie śpieszę wytłumaczyć, co to ten cały bilans energetyczny – bo dla niektórych może brzmieć dość dziwnie. Otóż bilans energetyczny instalacji samochodowej, to nic innego, jak zestawienie poboru energii przez odbiorniki z ilością energii dostarczonej przez alternator. To właśnie podczas ujemnego bilansu, dochodzi do rozładowania akumulatora – gdy ilość energii pobieranej przez odbiorniki jest większa nić ta dostarczona przez alternator.

Generalnie, akumulator samochodowy ma za zadanie uruchomić silnik spalinowy, ewentualnie podczas chwilowego ujemnego bilansu, zapewnić dostateczną ilość energii dla odbiorników. Za dostarczenie energii podczas pracy silnika odpowiada alternator, dlatego tak ważne jest aby okresowo badać jego sprawność. Niestety, prawda jest taka, że o niewydolności układu ładowania, dowiadujemy się kiedy zaczynają się problemy z uruchomieniem samochodu. Oczywiście do tej sytuacji może również dojść ze względu na niesprawność samego akumulatora.

Czytaj dalej Sprawdzenie bilansu energetycznego w samochodzie (Citroen C5 X7 2.0 HDI)