image_pdf

Odświeżanie akumulatora

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

Jak długo ładować akumulator

Poszukując informacji na temat czasu trwania ładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych, natknąłem się na wiele sposobów określenia – czy właściwie sposobów oszacowania – kiedy możemy zakończyć ładowanie.

Oczywiście posiadając dostęp do elektrolitu sprawa jest banalnie prosta – ładujemy tak długo, aż elektrolit osiągnie gęstość rzędu 1,28g/cm3 – uwzględniając jego temperaturę. Problem pojawia się gdy chcemy naładować akumulator bez dostępu do elektrolitu, jak najbardziej można sobie umożliwić ten dostęp różnymi sposobami – czy to poprzez wykonanie otworu, czy usunięciu “magicznego oczka” o ile w ogóle jest. Jednak gdy akumulator jest na gwarancji, takie czynności mogą się wiązać z jej utratą, poza tym może ktoś po prostu nie chce sobie “dziurawić” akumulatora.

Wracając więc do meritum, oto kilka najpopularniejszych teorii które znalazłem, dotyczących określenia momentu zakończenia procesu ładowania:

  • akumulator należy ładować prądem 0,1C przez czas 10 godzin
  • akumulator należy uznać za naładowany, jeżeli prąd ładowania spadnie poniżej 0,02C pojemności
  • ze względu na sprawność akumulatora, należy do niego wprowadzić 110-120% pojemności

Nie posiadając dostępu do elektrolitu, mamy wcale nie takie łatwe zadanie, ponieważ nie wiemy w jakim stopniu jest rozładowany akumulator który chcemy naładować, ani jak długo mamy go ładować, a założenia są takie, że niezależnie od stopnia rozładowania naładujemy akumulator w pełni.

Czytaj dalej Jak długo ładować akumulator

Kompensacja napięcia względem temperatury

Wprawdzie już kiedyś wspominałem na temat kompensacji napięcia względem temperatury w artykule dotyczącym ładowania akumulatorów, ale postanowiłem temat trochę rozwinąć i poprzeć krótkim doświadczeniem.

O co chodzi z kompensacją napięcia – otóż teoria głosi, że w przypadku ładowania akumulatorów, napięcie należy dostosować do temperatury elektrolitu. Punktem odniesienia jest temperatura 25oC – w związku z tym, jeżeli temperatura jest niższa niż 25oC – należy podnieść napięcie, natomiast jeżeli temperatura jest wyższa niż 25oC powinniśmy obniżyć napięcie.

Pytanie zasadnicze oczywiście jest takie, o ile należy podnieść bądź obniżyć napięcie – jedne źródła podają wartość 3mV, inne 3,3mV na celę, przy różnicy 1oC. Wartość ta byłaby pomijalna, jednak w przypadku akumulatora 12V mamy do czynienia z 6 celami. Jeżeli więc pomnożymy wartość 0,003V * 6 to wyjdzie nam już 0,018V. Ale ciągle mówimy o wartości napięcia dla 1oC.

Jeżeli jednak ładujemy akumulator w temperaturze 0oC – a to przecież nie tak rzadko się zdarza – to różnica temperatur względem temperatury odniesienia wynosi 25oC. Jeżeli więc znowu pomnożymy wartość 0,018V * 25 to nam wyjdzie wartość 0,45V o które należałoby podnieść napięcie ładowania.

Czytaj dalej Kompensacja napięcia względem temperatury

Impulsowe ładowanie akumulatora

Mam świadomość że o ładowaniu akumulatora było już wiele, ale jak się okazuje diabeł tkwi w szczegółach.

Wielokrotnie ładując akumulatory zauważyłem, że w szczególności te starsze – kilkuletnie, mają problem z uzyskaniem odpowiedniej gęstości elektrolitu. Można by uznać, że taki akumulator jest albo zasiarczony, albo po prostu wyeksploatowany, jednak okazuje się że źródło z którego dostarczamy ładunek – również ma znaczenie.

Niejednokrotnie próba uzyskania gęstości na poziomie 1,28g/cm3 kończyła się porażką i nawet długie ładowanie nie powodowało dalszego wzrostu gęstości, w związku z czym przerywałem proces, ponieważ efekt może być odwrotny do zamierzonego.

Co ciekawe – często uznawane za prymitywne – prostowniki, były w stanie lepiej naładować akumulator niż rozbudowane układy stabilizacji prądu czy napięcia. Już jakiś czas temu, poszukując informacji na temat odsiarczania akumulatora i różnych układów ładowania, natknąłem się na artykuły opisujące ładowanie impulsowe.

Czytaj dalej Impulsowe ładowanie akumulatora

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

Ładowanie akumulatora – to nie takie proste

Wydawać by się mogło że ładowanie akumulatora – tym bardziej kwasowo-ołowiowego – to żadna filozofia – wystarczy podłączyć ładowarkę lub prostownik i gotowe – akumulator naładowany. Z punktu widzenia zwykłego użytkownika tak, ale jak się dokładnie przyjrzeć całemu procesowi, to może się okazać że wcale tak nie jest.

Na temat ładowania, naprawdę można by napisać książkę. Problem polega na tym, że w różnych publikacjach, instrukcjach, można odnaleźć rozbieżne informacje. O ile w przypadku akumulatorów żelowych czy AGM temat nie budzi kontrowersji, to w przypadku akumulatorów z płynnym elektrolitem – ile publikacji, tyle opinii na temat sposobu jego ładowania.

Mam wrażenie, że całe te zamieszanie związane z ładowaniem, rozpoczęło się w momencie kiedy pojawiły się akumulatory bez dostępu do elektrolitu i zaczęto posługiwać się napięciem końcowym ładowania. I tak znajdziemy informacje że napięcie końcowe, w przypadku akumulatora z płynnym elektrolitem nie powinno przekroczyć 14,4V, 14,8V, 15V, 15,8V, 16,2V, 16,5V czy nawet 16,8V. Do tego dochodzi kompensacja, względem temperatury elektrolitu na poziomie 3,3mV na celę – można się w tym wszystkim pogubić.

Zwróćcie uwagę że w przypadku prądu ładowania – tutaj jest jasno określona zależność – prąd ładowania zależy od pojemności akumulatora – koniec. Proste i jasne nawet dla przeciętnego użytkownika. W przypadku podawanych wyżej napięć – nigdzie nie jest brana pod uwagę jego pojemność. A jest przecież jeszcze coś takiego jak rezystancja wewnętrzna akumulatora, która również jest zależna od pojemności – im akumulator ma większą pojemność, tym jego rezystancja wewnętrzna jest mniejsza. To samo dotyczy rozładowanego akumulatora – im akumulator jest bardziej rozładowany – tym jego rezystancja większa.

Czytaj dalej Ładowanie akumulatora – to nie takie proste

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 ?