Informacje praktyczne

Poniżej przedstawiam zbiór informacji praktycznych które nawet mnie często się przydają:

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

W akumulatorach kwasowo-ołowiowych elektrolitem jest wodny roztwór kwasu siarkowego (H2SO4) o stężeniu ok. 37%. Do wykonania elektrod ujemnych stosowana jest pasta ze zmielonego ołowiu wprasowana w ołowianą kratownicę, natomiast do elektrod dodatnich – dwutlenek ołowiu (PbO2).

Różnica potencjałów pomiędzy tymi elektrodami zanurzonymi w elektrolicie wynosi 2V, dlatego w celu uzyskania akumulatora o napięciu 12V stosuje się szeregowe połączenie 6-ciu ogniw – dla akumulatorów 6V będą to odpowiednio 3 ogniwa.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe produkowane są w kilku technologiach:

  • akumulatory z płynnym elektrolitem
  • akumulatory żelowe – w których rolę elektrolitu pełni roztwór kwasu siarkowego wymieszanego z krzemionką – powstaje wtedy masa o konsystencji żelu
  • akumulatory AGM -w których elektrolit jest zaabsorbowany w macie z włókien szklanych

Dodatkowo akumulatory ze względu na funkcjonalność, produkowane są jako bezobsługowe, oznaczane jako SLA (Sealed Lead Acid – szczelne ołowiowo-kwasowe) bądź VRLA (Valve Regulated Lead-Acid – kwasowo- ołowiowe z zaworami regulacyjnymi). Zdarza się również że akumulatory oznaczone jako bezobsługowe, posiadają dostęp do elektrolitu.

Pojemność akumulatora

Pojemność to jeden z najważniejszych parametrów określający ilość ładunku elektrycznego wyrażonego w Ah. Deklarowana pojemność, określona jest podczas rozładowywania akumulatora prądem znamionowym – dwudziestogodzinnym – w temperaturze 25°C do napięcia końcowego o wartości 1,75V na ogniwo (czyli w przypadku akumulatora zbudowanego z 6-ciu ogniw – 10,5V)

Na pojemność zdecydowany wpływ ma temperatura elektrolitu – im niższa, tym pojemność maleje – dobrze obrazuje to poniższy wykres:

Zmiana pojemności w zależności od temperatury

Napięcie

Napięcie znamionowe akumulatora – powinno oscylować w okolicy 12,6-12,8V, dlatego że napięcie pojedynczego ogniwa w przypadku naładowanego akumulatora wynosi 2,1V. Pośrednio, mierząc napięcie na klemach akumulatora można oszacować stan naładowania akumulatora, ponieważ im niższe napięcie, tym akumulator bardziej rozładowany. Nie należy jednak przyjmować napięcia jako jedyny wyznacznik, ponieważ wiele innych czynników ma wpływ na ten parametr – między innymi temperatura, czas od zgaszenia samochodu.

Napięcie ładowania alternatora – jest to napięcie które „pojawia” się na klemach akumulatora po uruchomieniu pojazdu. Napięcie to powinno oscylować w okolicy 13,8 – 14,4 V. Należy zaznaczyć że w instalacji samochodowej zachodzi zjawisko ładowania stałym napięciem – to znaczy że napięcie powinno być utrzymywane na stałym poziomie w powyższym zakresie. Oczywiście ono będzie się zmieniało w zależności od ilości włączonych odbiorników, ale nie powinno odbiegać od powyższego zakresu.

Najniższe napięcie akumulatora – dolna granica napięcia akumulatora została ogólnie przyjęta na poziomie 10,5V. Takie napięcie nie powoduje jeszcze trwałych uszkodzeń ale z pewnością przyśpieszy proces zasiarczenia akumulatora. Jeszcze niższym napięciem przyjętym jest napięcie podczas rozruchu – czyli chwilowego dużego obciążenia – to nie powinno spaść poniżej 9V w sprawnym akumulatorze.

Górna granica napięcia ładowania – ten parametr budzi wiele kontrowersji. Producenci zarówno akumulatorów jak i ładowarek przyjęli za górną wartość napięcia ładowania 14,5-14,7 V. Niestety praktyka pokazuje że takie napięcie nie jest wystarczające w przypadku ładowania akumulatorów z płynnym elektrolitem. W przypadku akumulatorów żelowych czy AGM jak najbardziej, ale aby przywrócić parametry chemiczne akumulatora z płynnym elektrolitem potrzebne jest napięcie co najmniej 15,8V. Osobiście podczas ładowania akumulatorów staram się nie przekraczać napięcia 16,2-16,3V.

Prąd

Prąd rozruchowy – w zależności od normy, jest to maksymalny prąd który można pobrać z akumulatora w określonym czasie i w określonych warunkach temperaturowych. Jest to podstawowy parametr określający zdolność rozruchową akumulatora.

Prąd ładowania – ogólnie przyjęte zostało stwierdzenie iż bezpieczny prąd ładowania akumulatora to 1/10 jego pojemności. Jeżeli mamy do czynienia z akumulatorem o pojemności 55Ah to prąd ładowania tego akumulatora nie powinien przekroczyć 5,5A. Maksymalny dopuszczalny prąd ładowania to zazwyczaj 3/10 pojemności – czyli dla powyższego przykładu będzie to ok. 18,3A – przy czym należy zwrócić szczególną uwagę na wzrost temperatury podczas procesu ładowania. Ładowanie akumulatora prądem większym niż zalecany znacznie skraca jego żywotność.

Temperatura znamionowa

Temperatura znamionowa akumulatorów wynosi 25oC, natomiast zalecany zakres pracy akumulatorów wynosi 15-25 stopni. Praca w wyższych temperaturach skraca trwałość ze względu na degradację płyt elektrodowych i analogicznie na zmniejszenie jego pojemności. Praca w niższych temperaturach z kolei wpływa na zmniejszenie pojemności – o czym już pisałem wcześniej.

Ładowanie akumulatora

Akumulator po jego rozładowaniu należy jak najszybciej naładować – już oczekiwanie dłuższe niż 24 godziny może spowodować trwałą utratę pojemności ze względu na zjawisko zasiarczenia płyt.

Najczęściej rozróżnia się kilka rodzajów ładowania:

  • ładowanie jednostopniowe – ładowanie stałym prądem 1/10 pojemności aż do uzyskania gęstości elektrolitu 1,28 g/cm3
  • ładowanie dwustopniowe – najbardziej zalecane, polega na ładowaniu akumulatora prądem 0,1C aż do wystąpienia oznak gazowania – jest zazwyczaj napięcie w okolicy 14,4V, a następnie ładowanie prądem 0,05C aż do uzyskania gęstości 1,28
  • ładowanie stałym napięciem – zachodzi w pracującym pojeździe
  • ładowanie odsiarczające – stosowanie w przypadku zasiarczenia płyt – polegające na długim ładowaniu prądem 0,02-0,05C.

Sam proces ładowania można również podzielić na fazy:

  • ładowanie stałym prądem – ta faza jest najbardziej efektywna, ponieważ prąd jest największy, co za tym idzie ładowanie przebiega najszybciej, prąd ładowania nie powinien przekraczać 0,1 C czyli w przypadku akumulatora o pojemność 74Ah prąd należałoby ograniczyć do 7,4 A. Osiągnięta pojemność podczas tego procesu, sięga 60-80% całkowitej pojemności
  • ładowanie stałym napięciem – tak naprawdę to napięcie nigdy nie będzie stałe – zawsze będzie nieznacznie rosnąć, dążąc do osiągnięcia zadanego poziomu. To faza w której następuje gazowanie elektrolitu, napięcie już powinno być zbliżone do najwyższego a prąd zmaleć do poziomu 1,5 – 2A. Teoria mówi również, że w momencie jak prąd spadnie do 2% pojemności, ładowanie można uznać za zakończone. W powyższym przypadku będzie to (74*2%=1,48A)
  • ładowanie konserwujące, podtrzymujące bądź buforowe – to napięcie rzędu 13,6-13,8 V – to końcowa faza ładowania. Po osiągnięciu odpowiedniej gęstości elektrolitu lub prądu mniejszego niż 2% pojemności, można przejść na tą fazę aby „uspokoić” reakcje które zachodzą w akumulatorze oraz aby podtrzymać „władowaną” pojemność. Na początku prąd nie będzie płynął w ogóle, ale po jakimś czasie powinno się pojawić kilkaset mA

Jeżeli akumulator nie jest użytkowany przez dłuższy czas. należy jest doładowywać co sześć miesięcy do poziomu ok 90%.

Dodaj komentarz

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