Ładowanie odsiarczające

Jakiś czas temu opisywałem prosty układ do impulsowego ładowania odsiarczającego. Korzystając z okazji że trafił mi się właśnie akumulator dość mocno zasiarczony, postanowiłem przetestować układ.

Jak się zachowuje zasiarczony akumulator – po podłączeniu do prostownika lub ładowarki – w pierwszej fazie płynie dość niewielki prąd i wzrasta z czasem. Jeżeli mamy dostęp do elektrolitu to czasami można nawet zauważyć to gołym okiem

Zasiarczone płyty akumulatora

Jak można zauważyć na zdjęciu powyżej – na płytach osadził się specyficzny biały nalot – to właśnie siarczan ołowiu który powoduje spadek wydajności akumulatora.

Czytaj dalej Ładowanie odsiarczające

Twierdzenie Peukerta w praktyce

Jakiś czas temu, we wpisie dotyczącym obliczania pojemności akumulatora, opisywałem twierdzenie Peukerta, dzięki któremu można oszacować pojemność przy konkretnym obciążeniu.

Postanowiłem sprawdzić jak teoria wygląda w praktyce i dokonałem kilkukrotnego rozładowania akumulatora różnym obciążeniem. Aby szybciej wykonać to doświadczenie, wykorzystałem jeden z moich akumulatorów żelowych o pojemności 7,2Ah.

Powiązane wpisy

Akumulator niestety swoje lata świetności ma już z sobą, ale do w/w celów na pewno się nada. Jest to kilkuletni akumulator firmy Kung Long, który był zamontowany w małym UPS’ie. Wszystkie pomiary zostały dokonane w temperaturze 9oC.

Czytaj dalej Twierdzenie Peukerta w praktyce

Efektywne ładowanie akumulatora

Wprawdzie o samym procesie ładowania oraz o oszacowaniu stanu naładowania akumulatora pisałem już w moich rozważaniach, ale ponieważ bardzo często ładuję i rozładowuję różne akumulatory – tym razem chciałbym się zająć kwestią przeprowadzenia efektywnego ładowania.

Trzeba sobie na początku odpowiedzieć na pytanie,  co to jest to efektywne ładowanie. W moim odczuciu, to takie ładowanie które:

  • nie powoduje nadmiernego wzrostu temperatury
  • zajmuje stosunkowo niewiele czasu
  • nie jest szkodliwe dla akumulatora
  • zapewni pełne naładowanie akumulatora – odbudowując zarówno parametry elektryczne jak i chemiczne

Dla przypomnienia, wymienię najpopularniejsze metody ładowania:

  • ładowanie jednostopniowe – stałym prądem 0,1C
  • ładowanie dwustopniowe – stałym prądem 0,1C do oznak gazowania, a następnie prądem 0,05C
  • ładowanie stałym napięciem
  • ładowanie odsiarczające – stałym prądem na poziomie 0,02-0,05C

W przypadku akumulatorów żelowych czy AGM w sumie nie ma większej filozofii – wystarczy zastosować ładowanie jednostopniowe – stałym prądem na poziomie 0,1C i takie ładowanie naprawdę się sprawdza. Mało tego – producenci akumulatorów zazwyczaj dopuszczają maksymalny prąd ładowania na poziomie 0,3C – i nawet w przypadku ładowania takich akumulatorów maksymalnym prądem, nie występuje nadmierny wzrost temperatury.

Czytaj dalej Efektywne ładowanie akumulatora

Odsiarczanie akumulatora – metodą wymiany elektrolitu

Od pewnego czasu obserwuję spadek pojemności swojego akumulatora podczas moich doświadczeń. Wprawdzie 40Ah udało mi się uzyskać podczas rozładowywania przerywanego, jednak podczas kolejnych testów pomiar pojemności wykazał 34Ah a w chwili obecnej nie przekracza progu 25Ah. Jak na akumulator o pojemności 55Ah to zdecydowanie za mało, nawet na testy.

Niestety akumulatory kwasowo-ołowiowe z płynnym elektrolitem, nie szczególnie nadają się do pracy cyklicznej – ciągłego rozładowania i ładowania. Poza tym często podczas poprzednich badań zostawiałem go całkowicie rozładowany przez kilka dni. Jeżeli dodać do tego jeszcze fakt, że akumulator zanim znalazł się w moich rękach, stał bardzo długo rozładowany, można podejrzewać że jest zasiarczony.

Czy mamy do czynienia z zasiarczonym akumulatorem można wywnioskować również podczas procesu ładowania – gdy prąd zamiast spadać – rośnie po pewnym czasie. Ponadto w moim przypadku zaobserwowałem jeszcze inną rzecz – gęstość elektrolitu podczas rozładowania prądem 20-godzinnym nie spada do poziomu 1,14-1,15g/cm3 jak to ma zazwyczaj miejsce, a spada jedynie do poziomu 1,18-1,20g/cm3.

Podobnie wygląda sytuacja podczas ładowania – osiągnięcie gęstość elektrolitu na poziomie 1,28g/cm3 jest bardzo czasochłonne a w niektórych przypadkach wręcz niemożliwe. Postanowiłem więc, że skoro i tak akumulator służy przede wszystkim do testów – spróbuję metody odsiarczania za pomocą wymiany elektrolitu.

Trzeba od razu zaznaczyć – że proces ten może przynieść korzyści, jedynie w przypadku gdy mamy do czynienia z czystym elektrolitem. Szare lub brązowe zabarwienie elektrolitu zazwyczaj świadczy o wypadzie masy czynnej i wymiana elektrolitu nie przyniesie żadnych korzyści.

Czytaj dalej Odsiarczanie akumulatora – metodą wymiany elektrolitu

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.

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)

Test akumulatora Arktis TU5530

Długo szukałem jakiegoś akumulatora, który byłby w miarę sprawny, aby umożliwić mi przeprowadzenie dalszych testów. Większość które trafiało w moje ręce, niestety do niczego się już nie nadawało – sprawność poniżej 30%. Aż pewnego dnia, całkiem przypadkiem trafiłem na taki oto egzemplarz.

Zdjęcie poglądowe pozyskanego akumulatora.

Akumulator o pojemności 55Ah i prądzie rozruchowym 420A. Pytając właściciela skąd ma ten akumulator i ile już tak sobie tutaj stoi, ten nie był w stanie odpowiedzieć. Prawdopodobnie przywiózł go jego teściu który pracuje w Niemczech i ma tendencję do tego, że przywozi mu od czasu do czasu różne ciekawe rzeczy. Szybko pobiegłem po miernik aby sprawdzić jego parametry i byłem mile zaskoczony.

Czytaj dalej Test akumulatora Arktis TU5530