Dodatek do artykułu – czy alternator naładuje akumulator

image_pdf

Podczas powyższego doświadczenia doprowadziłem napięcie 14,4V na zaciski akumulatora i napięcie to było utrzymywane przez okres 12 godzin. Faktycznie w tym czasie zmiany gęstości elektrolitu praktycznie nie zaszły.

Powiązane wpisy

Co jednak gdyby wydłużyć ten czas – przecież teoria mówi, że już przy 12,9V akumulator zaczyna się ładować ? Na to pytanie chciałem odpowiedzieć właśnie w poniższym doświadczeniu:

Pomiar rezystancji kabli rozruchowych

image_pdf

Chciałem Wam przedstawić trochę inne podejście do kabli rozruchowych. Zapewne wielu z Was widziało na różnych filmach, co się dzieje z kablami rozruchowym przez które przepuszczono duże natężenie prądu. Owszem jest to dość efektowny pokaz jakości sprzedawanych kabli rozruchowych, jednak niewykluczone że zanim uświadomiliście sobie jak kiepskie są te kable, wiele takich zestawów posiadacie w swoim wyposażeniu i zastanawiacie się co one są warte.

Dlatego chciałbym Wam pokazać w jaki sposób, w domowych warunkach sprawdzić jakość posiadanych przez Was kabli rozruchowych, ale zanim do tego dojdzie należałoby wyjaśnić co to jest rezystancja kabli i od czego ona zależy.

Otóż każdy przewodnik cechuje pewien opór, który jest stawiany przepływającemu prądu. Opór ten zależy przede wszystkim od rodzaju przewodnika, a właściwie od rezystywności tego przewodnika zwanym też oporem właściwym. Wbrew pozorom, przewodnikiem nie są jedynie popularne materiały typu miedź, aluminium czy stal, ale również woda, szkło czy nawet powietrze – każdy ten element cechuje pewna rezystywność, zazwyczaj oznaczana jest jako (ρ) a jej jednostką jest  (Ω*m). Im rezystywność materiału mniejsza, tym opór stawiany przepływającemu prądowi mniejszy.

Rezystancja zależy również od długości przewodnika – im przewodnik dłuższy, tym opór przez niego stawiany będzie większy, ponieważ prąd będzie musiał pokonać dłuższy odcinek. Prócz tego rezystancja zależy również od przekroju przewodnika, płynący prąd z większą łatwością pokona ten sam odcinek w przewodniku o większym przekroju niż mniejszym.

Doskonale jest to wyjaśnione na stronie Teoria Elektryki – zainteresowanych zachęcam do przeczytania tego artykułu w którym są dokładnie wyjaśnione te zależności oraz podane wartości oporu właściwego wielu materiałów.

Czytaj dalej Pomiar rezystancji kabli rozruchowych

Prostownik jedno i dwupołówkowy

image_pdf

Na temat transformatora do prostownika miałem okazję opowiedzieć już w filmie dotyczącym budowy ładowarki automatycznej, jednak pojawiło się kilka pytań dotyczących  pozostałych elementów prostownika.

Postanowiłem więc uzupełnić ten materiał i potraktować go również jako wstęp do kolejnego doświadczenia, które od jakiegoś czasu chodzi mi po głowie – ale o tym później.

Gdyby zapytać wprost co to jest prostownik – pewnie większość osób odpowiedziała że służy do ładowania akumulatorów. Jednak z elektronicznego punktu widzenia – jest to układ obniżający napięcie sieciowe oraz zmieniające napięcie przemienne w stałe.

Tą pierwszą role odgrywa transformator – to dzięki niemu jesteśmy w stanie obniżyć napięcie sieciowe 230V, zmiana napięcie przemiennego w napięcie stałe odbywa się za pomocą diod prostowniczych. Jednak po “wyprostowaniu” napięcia w przypadku wykorzystaniu prostownika do zasilenia układów elektronicznych, należy to napięcie jeszcze “przefiltrować” za pomocą kondensatorów filtrujących.

Istnieje kilka rodzajów prostowników – prostownik jednopołówkowy wykorzystujący tylko jedną diodę, prostownik dwupołówkowy który posiada cztery diody prostownicze w układzie Graetza lub tylko dwie – w przypadku gdy transformator posiada dodatkowy odczep w połowie uzwojenia wtórnego.

Czytaj dalej Prostownik jedno i dwupołówkowy

Sprawność elektryczna akumulatorów

image_pdf

Sprawność elektryczna akumulatora to stosunek ładunku oddanego podczas pracy, do ładunku włożonego do akumulatora w procesie ładowania. W zależności od typu akumulatora sprawność ta wynosi:

  • 70-80% – akumulatory kwasowo-ołowiowe
  • ok 85% – akumulatory NiMH
  • ok. 95% – akumulatory Li-ion

Jak widać akumulatory kwasowo-ołowiowe w zestawieniu z wymienionymi wyżej, posiadają dość niską sprawność. Od wielu lat producenci próbują w tej kwestii coś zmienić – takim przykładem są akumulatory z dodatkami węglowymi jak mój akumulator Exide Premium.

Postanowiłem więc sprawdzić jaki wpływ mają wymienione wyżej dodatki na sprawność elektryczną – w związku z tym przeprowadziłem doświadczenie polegające pomiarze pojemności podczas procesu rozładowania oraz pomiarze pojemności wprowadzonej do akumulatora w procesie ładowania – poniżej film z tego doświadczenia:

Aby skorelować otrzymane wyniki, w najbliższym czasie wykonam dokładnie to samo doświadczenie, jednak z klasycznym akumulatorem z płynnym elektrolitem – Kozak KO440.

Miernik PZEM-017

image_pdf

Po długich poszukiwaniach odpowiedniego miernika napięcia oraz prądu stałego, który miałby możliwość zapisu bieżących odczytów do pliku – w końcu znalazłem. Miernik w sumie dość znanej firmy Peacefair, która specjalizuje się w produkcji różnych tego typów urządzeń.

Widziałem już wiele rozwiązań z wykorzystaniem ich produktów w połączeniu z systemem Arduino, postanowiłem więc osobiście przekonać się co będzie wart miernik za ok. 55 złotych. Moduł sam w sobie nie posiada funkcji wyświetlania, ale producent dostarcza oprogramowanie które umożliwia podgląd parametrów na komputerze.

Miernik PZEM-017 umożliwia pomiar z dokładnością pomiaru 1%

  • napięcia w zakresie od 0 do 300V z rozdzielczością pomiaru co 0,01V
  • natężenia prądu w zakresie od 0 do 300A (w zależności od zastosowanego bocznika 50A, 100A) z rozdzielczością co 0,01A
  • mocy w zakresie od 0,2 do 90kW z rozdzielczością co 0,1W
  • zużycia energii w zakresie od 0 do 9999kWh z rozdzielczością co 1Wh

Do komunikacji służy interfejs USB -> RS485 natomiast protokołem komunikacyjnym jest Modbus-RTU który daje spore możliwości.

Czytaj dalej Miernik PZEM-017

Regulator mocy do prostownika ?

image_pdf

Na temat regulatora mocy, czy regulatora fazowego wspomniałem już w materiale na temat sposobów regulowania prądu ładowania. Tak jak przypuszczałem – jego zastosowanie w układach prostowniczych wywoła wiele kontrowersji, w związku z tych postanowiłem jeszcze raz o nim wspomnieć.

Regulator znalazł szerokie zastosowanie podczas sterowania prędkością obrotową silników czy regulacji temperatury grzałek. W jaki sposób działa układ – pokazałem dokładnie na w/w filmie – generalnie zasada jest taka że modyfikacji ulega sinusoida – ponieważ układ działa przy napięciu sieciowym 230V.

Według opinii wielu użytkowników – ta zmodyfikowana sinusoida ma negatywny wpływ na pracę transformatora – a więc nie do końca nadanie się jako układ regulacji prądu ładowania. Co ciekawe, takie układy, niejednokrotnie widziałem już w prostownikach dość znanych producentów – a więc gdzie tu prawda ? Skoro producenci wykorzystują regulatory fazowe do regulacji prądu ładowania, to chyba układ nie ma tak niekorzystnego wpływu na pracę transformatora ?

Nie trzeba było mnie długo przekonywać, abym przeprowadził doświadczenie polegające na pomiarze temperatury rdzenia transformatora bez regulatora i z dołączonym regulatorem przy tym samym obciążeniu.

Czytaj dalej Regulator mocy do prostownika ?

Regulacja prądu ładowania

image_pdf

Trzecia część filmu z serii “Budowa ładowarki automatycznej”. W tym odcinku poruszam kwestie regulacji prądu ładowania – od czego zależy prąd ładowania, jakie są sposoby na regulację prądu – jakie są zalety i wady poszczególnych rozwiązań.

Test akumulatora Exide Premium

image_pdf

Ponieważ wpadł mi w ręce kolejny akumulator – postanowiłem go przetestować i przedstawić Wam wyniki. Producentem akumulatora jest Exide Technologies – grupa do której należy również Centra. Seria Premium charakteryzuje między innymi technologia Carbon Boost (płyty ujemne posiadają dodatki węglowe), przez co akumulator rzekomo ma się ładować dwa razy szybciej niż klasyczny akumulator.

Zastanawiałem się w jaki sposób ma być to zrealizowane i jedyne co mi przyszło do głowy, to być może sprawność elektryczna akumulatora jest na wyższym poziomie, albo że akumulator można ładować dwa razy większym prądem, ale takiej informacji w instrukcji obsługi nie znalazłem, niestety producent w odpowiedzi na mojego maila odesłał mnie do strony https://www.akumulator.pl/technologie/carbon-boost/ która nic więcej nie wyjaśniła.

Akumulator został kupiony 1,5 roku temu i cały ten czas współpracował z silnikiem benzynowym 1,2 w Fiacie Punto, należałoby się spodziewać że powinien być w bardzo dobrym stanie, tym bardziej biorąc pod uwagę wyższą serię produktu i 3 letnią gwarancję. Wyniki testu będę porównywał z bardzo podobnym egzemplarzem – Kozak KO440 – którego jestem posiadaczem i pomimo niskiej ceny w dniu zakupu jego parametry nadal pozostają na bardzo wysokim poziomie.

Czytaj dalej Test akumulatora Exide Premium

Odświeżanie akumulatora

image_pdf

Zapewne zastanawiacie się co właściwie oznacza odświeżanie akumulatora ? Nie mam na myśli żadnej kosmetyki akumulatora, ale odświeżanie parametrów elektrycznych a właściwie chemicznych. Na czym to całe odświeżanie polega – sprawa jest banalnie prosta – chodzi o pełen cykl rozładowania i ładowania akumulatora.

Poprawę parametrów – w szczególności pojemności – zauważyłem już wielokrotnie, podczas moich doświadczeń (między innymi podczas badania wpływu stanu naładowania na parametry akumulatora) – zwłaszcza w akumulatorach które pracują nieregularnie – w samochodach które poruszają się “od święta”. Zapewne zapytanie ile można zyskać – trudno jednoznacznie stwierdzić, ponieważ to sprawa indywidualna i zależy od wielu czynników. Kolejnym pytaniem może być, jak długo taki efekt się utrzyma – na to pytanie również ciężko odpowiedzieć, ale mam odpowiedź na inne pytanie – czy można coś stracić ? Otóż nie, na pewno taki cykl pełnego rozładowania i ponownego ładowania nie niesie za sobą żadnych negatywnych skutków.

Skoro nic nie można stracić a można zyskać i czasami nie mało – to czemu nie spróbować ?

Ponieważ pozyskałem niedawno akumulator, który został wymontowany z samochodu jakiś czas temu, postanowiłem sprawdzić na jego przykładzie ile i czy w ogóle można coś zyskać. Pacjentem w tej operacji będzie akumulator Exide Premium, model EA472 o pojemności 47Ah i prądzie rozruchowym 350A.

Czytaj dalej Odświeżanie akumulatora

Rezystancja wewnętrzna akumulatora

image_pdf

Pomiar rezystancji wewnętrznej akumulatora pozwala na ocenę sprawności akumulatora, natomiast nie jest jej wyznacznikiem. Jest to jeden ze sposobów – oprócz pomiaru pojemności, gęstości elektrolitu, pomiaru napięcia pod dużym obciążeniem – pozwalający w pewnym stopniu stwierdzić, w jakim stanie jest akumulator.

Większość testerów akumulatorów, opiera swoje obliczenia właśnie na podstawie pomiaru rezystancji wewnętrznej. Na wartość tej rezystancji, ma wpływ przede wszystkim powierzchnia czynna płyt, dlatego też akumulatory o większej pojemności posiadają mniejszą rezystancję wewnętrzną, a akumulatory o mniejszej pojemności – większą rezystancję.

Prócz tego, wpływ na rezystancję ma również stopień naładowania – czyli gęstość elektrolitu – w przypadku akumulatorów z płynnym elektrolitem – im mniejsza gęstość, tym rezystancja większa. Wzrost rezystancji wewnętrznej w stosunku do stopnia naładowania można zaobserwować w artykule “Wpływ stanu naładowania na parametry akumulatora”.

Żeby tego było mało – wpływ na rezystancję ma również temperatura elektrolitu – można to zaobserwować w doświadczeniu w którym porównywałem parametry tego samego akumulatora w temperaturze 0oC i 22oC.

Skoro wiemy że rezystancja wewnętrzna jest odwrotnie proporcjonalna do pojemności – można za pomocą jej pomiaru oszacować stan naładowania oraz powierzchnię czynną płyt – a wiadomo że ta z wiekiem maleje. Z dużą ostrożnością – można przyjąć następujące pojemności przy zmierzonej rezystancji wewnętrznej za pomocą testerów akumulatorów.

Czytaj dalej Rezystancja wewnętrzna akumulatora