2018. május 11., péntek

Villamos rendszerek - Akkumulátorok

A gépjárműben számos olyan berendezés található melynek a működéséhez villamos energia szükséges. Különösen igaz ez a mai modern autókra, melyeknél szinte mindent a számítógép vezérel. Az akkumulátornak ezért nagyon fontos szerepe van abban, hogy gépjárművünk megfelelően működjön. Mint minden, úgy az akkumulátor is elromolhat, és előbb utóbb cserélni kell. Sajnos sok esetben, csak akkor gondolnak erre az autók tulajdonosaik, mikor nem akar indulni, viszont az igazság az, hogy már jóval előbb ki kell cserélni, hogy ez a meglehetősen frusztráló hiba ne jöjjön elő.
Az ólom savas akkumulátorok felépítése a következő:
  • fém ólom (Pb) a negatív rész
  • ólom-dioxid (PbO2) a pozitív rész
  • hígított kénsav  (H2SO4) amely a lemezeket körbeveszi, és össszeköti
Töltött állapotban a pozití lemezek barna ólom-dioxid (PbO2), a negatív lemezek szürkeólomból (Pb) áll. Kisütési folymat közben a pozitív ésnegatív lemezek anyaga fehér ólom-szulfáttá alakúl. Reakcióban kénsav is részt vesz, és víz keletkezik (H2O). A sav sűrűsége csökken. A töltési folyamatnál a fehér ólom-szulfátja (PbSO4) barna ólom-dioxiddá (PbO2), a negatív lemezeké szürkeólommá (Pb) alakúl. A rekacióban víz is részt vesz, és kénsav keletkezi. A sav sűrűsége növekszik.

Képtalálat a következőre: „ólom akkumulátor felépítése”
Ólom-sav akkumulátor


A gépjárművek többségében hagyományos ólom-savas akkumulátor található, ezen kívül azonban létezik még zselés, AGM (felitatott üvegszálas), EFB, lítium-ionos, stb. Az AGM tipusúakat a start-stop rendszerrel szerelt autókban, az EFB-t haszongépjárműveknél, a lítium-ionosat pedig az elektromos vagy hibrid autóknál alkalmazzák. Felhasználásuk szerint lehetnek indítóakkumulátorok, és járműhajtó akkumulátorok.
Röviden előbb a kevésbé népszerű típusokról. Az AGM-re jellemző, hogy alacsony a belső ellenállása,  az élettartama mint az ólom-savas akkumulátoroké, vibrációnak jól ellenáll, alacsony hőmérsékletet jól bírja, kevésbé hajlamos a szulfátosodásra, kevesebb elektrolitot és ólmot tartalmaz mint a hagyományos ólom-savas akku. Hátránya, hogy a gyártása költségesebb mint az ólom-savasé, túltöltésre érzékeny. Az EFB kínál alternatív megoldást. Ez az akkumulátor nagyobb teljesítményre képesebb mint a hagyományos ólom-svas akkumulátorok, de kisebbre mint az AGM, viszont olcsóbb. A zselés-re jellemző, hogy gondozást nem igényel, oldalra szerelhető, alacsony a belső ellenállás, hosszú élettartamú, teljesítménye nem csökken az élettartama alatt (viszont élettartama vége felé gyorsan csökken), magas ciklus szám. Hátránya, hogy drága, túltöltésre érzékeny, kiszáradhat. A lítium-ionos akkumlátoroknak számos változata létezik. A többi tipushoz képest ez a legkönyebb, hosszú az élettartama, gondozásmentesek, rövid töltési idő, alacsony belső ellenállás, magas cellafeszültség. Hátránya, hogy fagypont alatt gyortöltésre nincs lehetőség, károsodik a magas hőmérséklet miatt és ha túltöltve tároljuk, nagyon drága.
A hibrid autóknál kezdetben nikkel-metálhibrid akkumlátorokat kezdtek alkalmazni. Előnye ezeknek az akkumulátoroknak hogy a külső hőmérsékletekre a legkevésbbé érzékeny, környezetbarát. Hátránya, hogy rövid az élettartama, bonyolult töltési algoritmus szükséges, a belső ellenállása nagy, alacsony cellafeszültség.
A savas akkukból kétféle változat létezik, a gondozásmentes és a gondozást igénylő, és ezekben elektrolit folyadék található. A gondozást igénylőeknél a folyadék szintjét időnként ellenőrizni kell, és csak desztillált vízzel szabad utánatölteni. A gondozásmenteseknél nincs lehetőség a folyadék pótlására, de mivel a levegőztető szelepje kisebb, ezért lassabban fog elpárologni. Tartós alacsony töltési szintnél szulfát réteg fog keletkezni az ólom lemezek felületén, mely csökkenteni fogja az akkumulátor kapacitását. Hagyományos (sima) töltéssel nem lehet lebontani a szulfátosodást! Bár a többi mind korszerűbb, mégis a hagyományos fajta akkut használják a legtöbb gépjárműben. Ennek elsősorban az az oka, hogy olcsó. Ezen kívül ennek van a legkisebb belső ellenállása, vagyis álló helyzetben ez fog a leglassabban lemerülni. Alacsony és a magas hőmérsékletet viszonylag jól tűri. Hátránya, hogy nehéz, lassan tölthető (akár 14 óra is lehet), lemerűlt állapotban szulfátosodik, és viszonylag rövid élettartamú.
A akkumulátoroknak két fontos paramétere van. Ezek a kapacitás, és az indítóáram. A kapacitás mértékegysége Ah (amperóra), az indítáramé pedig A (amper). Ha 1 amperóra a kapacitás, akkor az jelenti, hogy 1 amper áramerősséget képes leadni 1 óra alatt. Vagyis, amperóra = amper * óra. Ha 10 ampert 20 percen keresztül üzemeltetjük, akkor 10*0.333= 3.33 Ah. Az indítóáram, pedig hogy mekkora áramot tud leadni -18℃-on 30 másodperc után ne csökkenjen a cellafeszültség 1,4 V alá. 

Kapacitás, indítóáram minden akkumulátoron fel van tüntetve. Ezen felül még azt, hogy jobb vagy bal pluszos.









Az akkumulátor állapotának meghatározását speciális készülékkel lehet lemérni pontosan. Meghatározza, hogy mekkora jelenleg az akkumulátor töltöttségi állapota, indítóárama és belső ellenállását. Tesztelés előtt kiválasszuk, hogy a gépjárműben vagy kívül van, majd az indítóáramát megadjuk mely fel van tüntetve az akkumulátoron. Ezt hasonlítja össze a kapott eredménnyel, és határozza meg, hogy szügséges-e a csere, vagy nem. Bizonyos eseteknél, még azt is kiírja hogy kell-e tölteni. Az SOH (state of health) az cellák egészségi állapotát , az SOC (state of charge) pedig a töltöttségi szintjét jelenti. Ezek a készülékek a töltést is le tudják ellenőrizni.

Jó akkumulátor
Egy multiméter segítségével is meg tudjuk határozni, hogy mekkora a töltöttségi szint. Az indítóáramot, úgy tudjuk letesztelni, hogy amikor indítjuk be a motort, akkor az közben akkumulátor feszültsége nem eshet 10 V alá. Ha 10 V alá csökken, akkor nagy való színűséggel az akkumulátor cserés. A töltöttségi állapot a feszültség szerint a hagyományos ólom-sav akkumulátoroknál: 
  • 100% - 12,65 V*
  • 75% - 12,45 V*
  • 50% - 12,24 V*
  • 25%  - 12,06 V*
  • 0% - 11.89 V*
*forrás: http://batteryuniversity.com
Ha a feszültség 12,4 V alá esik, akkor a szulfátosodás megkezdődik. Érdemes ezért időnként tölteni akár külsőleg is, hogy a szulfátosodás ne kezdődjön meg, és az akkumulátor élettartama hosszabb lesz.
Ami a karbantartás illeti nincs sok dolgunk, mégis ajánlott időnként elvégezni. Elsősorban ellenőrizzük le az akku csatlakozásait, és ha úgy látjuk, hogy korrodálódva vannak, akkor tisztítsuk meg csiszolópapírral, vagy speciálisan erre készített tisztítókefével. A második fontos dolog, hogy ha gondozást igénylő akku van az autóban akkor ellenőrizzük a folyadék szintjét. A cellákat 1 vagy 1.5 cm-el kell hogy a cellákat elfedje. A harmadik dolog, pedig az akkumulátor állapotának ellenőrzése készülék segítségével. Ha alacsony a töltöttsége, akkor töltsük fel! 
Tipp: Nem ajánlott, hogy az autó alternátorja (generátorja) töltse fel az akkumulátort, mert akkor túl sokáig lesz nagy terhelés alatt, és meghibásodhat. 
Az akkumulátorok állapotának ellenőrzését tél előtt, illetve a nyár elején érdemes ellenőrizni. Tél előtt azért, mert a nagy mínuszokban a kémia folyamatok lassabban játszódnak le, és ezért az akku nehezebben fogja tudni leadni az indítóáramot. Nyár előtt meg ezért, mert a folyamatok gyorsabban játszódnak le, és ezért ha sokáig áll az autó, akkor az akkumulátor hamarabb lemeríti önmagát, illetve a folyadék szint is gyorsabban csökken.

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése