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.

Na wstępie standardowo, przeprowadziłem szereg pomiarów rozładowanego akumulatora – miernik oszacował prąd rozruchowy na poziomie 215A oraz rezystancję wewnętrzną 14,78mOhm, natomiast napięcie spoczynkowe wynosiło 12,26V. Jeżeli czytaliście poprzedni test – wpływ stanu naładowania akumulatora na jego parametry – to wiecie że przy całkowicie rozładowanym akumulatorze, miernik podał wyniki 135A prądu rozruchowego i rezystancję wewnętrzną 25,96mOhm. A więc faktycznie akumulator jeszcze dysponuje pewną pojemnością.

Następnie sprawdziłem spadek napięcia na akumulatorze podczas obciążenia:

Napięcie przez kilka sekund utrzymywało się na poziomie 9V, jednak po 10 sekundach obciążenia spadło do 7,5V – a więc znowu potwierdza się teza że akumulator jeszcze dysponuje minimalnym potencjałem, ponieważ przy całkowitym rozładowaniu, napięcie spadło aż do 4,2V. Czy taki poziom naładowania wystarczyłby do uruchomienia samochodu – obawiam się że nawet gdyby silnik „odpalił” w co mocno wątpię, to akumulator na pewno dałby znać że to już jego „koniec”.

No i w końcu najważniejszy pomiar – gęstości elektrolitu. Jak już wiecie ze wstępu, ta wynosiła 1,19g/cm3.

Cały proces ładowania trwał 10 godzin – prąd ładowania pomimo że początkowo bardzo duży, już po godzinie spadł do akceptowalnego poziomu – co mnie trochę zaskoczyło – sądziłem że będzie się dłużej utrzymywał. Ponieważ logi z przetwornicy są zapisywane z częstotliwością co 1 sekundę, obróbka pliku w celu wykonania wykresu to nie lada wyzwanie, ale dzięki temu obliczyłem pojemność jaka została „władowana” do akumulatora i wyniosła 22,85Ah. Poniżej prezentuję wykres z procesu ładowania.

Wykres prądu i pojemności podczas 10 godzinnego ładowania.

Jak można zauważyć z wykresu powyżej, po ok. 3 godzinach ładowania, pojemność wynosiła prawie 20Ah, a w kolejnych 7 godzinach ta wzrosła jedynie o niecałe 3Ah – wynika to ze znacznego prądu ładowania na początku. Ponieważ już po 3 godzinach prąd spadł poniżej 1A, ładowanie było mało efektywne. Pod koniec procesu (po 10 godzinach) prąd oscylował na poziomie 0,26A – ładowanie takim prądem praktycznie nie ma większego wpływu w dalszy proces, więc uznałem że nie ma najmniejszego sensu go kontynuować.

Po 12 godzinach po zakończeniu procesu nadszedł czas na pomiary – na „pierwszy ogień” poszedł miernik – i tu pierwsze zaskoczenie:

Jak widać bardzo wysokie napięcie spoczynkowe – to jeszcze nie zdążyło się ustabilizować, no i nie spodziewałem się takiego prądu rozruchowego i rezystancji wewnętrznej. W pełni naładowanym akumulatorze, prąd rozruchowy w tym konkretnym egzemplarzu wynosił dokładnie tyle samo 390A.

No dobra, skoro miernik pokazał takie przyzwoite parametry, to ciekaw byłem jak się zachowa akumulator podczas obciążenia. Szybko podłączyłem opornicę i obciążyłem akumulator przez okres 10 sekund.

Napięcie obciążenia początkowo spadło do 11,5V ale po 10 sekundach spadło jeszcze niżej – do 10,9V – i ponownie, dokładnie tyle samo co w pełni naładowanym akumulatorze – znowu odsyłam do poprzedniego doświadczenia, gdzie dokładnie widać w pierwszym badaniu jakie parametry miał ten akumulator.

Wszystko wskazywało na to że mam do czynienia z naładowanym akumulatorem, bo póki co nie ma najmniejszych oznak jego rozładowania – do czasu pomiaru gęstości elektrolitu – ta niestety wzrosła jedynie o 0,02 g/cm3 i wyniosła dokładnie 1,21g/cm3.

O dziwo wszystkie parametry wydają się być w normie, akumulator ma wysokie napięcie spoczynkowe, prąd rozruchowy na bardzo wysokim poziomie jak na ten egzemplarz, no i nawet podczas obciążenia nie ma żadnych oznak jego niedoładowania.

A co z pojemnością ? No właśnie, przecież w akumulator zostało „wpompowane” jedynie 22,85Ah, a trzeba wziąć pod uwagę jeszcze stosunkową niską sprawność akumulatorów – na poziomie 70-80%. Znów wracając do poprzedniego doświadczenia – jego oszacowana pojemność wtedy wyniosła ok 40Ah – przy czym w międzyczasie był wielokrotnie obciążany prądem z opornicy prawie 100A. Postanowiłem więc ponownie rozładować akumulator aby zmierzyć jego obecną pojemność.

Jak to zwykle bywa podczas rozładowania, akumulator został obciążony prądem 20-godzinnym (2,75A) i ustawione zostało napięcie odcięcia na 10,5V. Rozładowywał się przez prawie 9 godzin i „pochwalił” się pojemnością 25,38Ah. Trochę to mało w porównaniu do 40Ah – tym bardziej że przecież akumulator całkowicie nie był rozładowany.

Jakie wnioski można wysunąć po tym doświadczeniu – okazuje się że podczas klasycznych badań akumulatora, czy to miernikiem, czy mierząc napięcie obciążenia, ten nawet gdy jest rozładowany może nie dać oznak jego zużycia. Dopiero pomiar gęstości elektrolitu – najstarsza i najprostsza metoda pomiaru – a zarazem najtańsza – obrazuje stopień naładowania akumulatora. No dobrze, a co z akumulatorami do których nie mamy dostępu do elektrolitu – niestety wtedy pozostaje pomiar jego pojemności poprzez całkowite rozładowanie.

Chciałbym jeszcze zwrócić uwagę na jedną rzecz – napięcie spoczynkowe. Powtarzałem wielokrotnie, że napięcie w spoczynku może pośrednio dać obraz stanu naładowania akumulatora, gdyż w sytuacji kiedy akumulator jest ciągle doładowywany przez alternator – napięcie to nie zdąży się ustabilizować. W powyższym przypadku, napięcie nawet po 12-tu godzinach było na bardzo wysokim poziomie, co może zostać błędnie zinterpretowane.

Podsumowując – czy ładowanie alternatora jest w stanie naładować akumulator – chyba wszyscy się ze mną zgodzą – może i podniesie parametry rozruchowe rozładowanego akumulatora, ale pojemności, a co za tym idzie gęstości elektrolitu nie odbuduje. Jeżeli więc w skutek samorozładowania akumulatora, czy ujemnego bilansu energetycznego, gęstość elektrolitu będzie spadać – alternator nie da rady jej podnieść i niezbędne jest ładowanie akumulatora zewnętrznym źródłem.

A o co dokładnie chodzi z tą gęstością elektrolitu i kiedy ona zacznie rosnąć, pokażę w następnym doświadczeniu.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *