Ólomsavas akkumulátor kisokos

Az indító akkumulátorok akkor hosszú életűek, ha eleve jó minőségűek, naponta használjuk az autót, lehetőleg hosszabb utakat teszünk meg vele, a töltőrendszer kifogástalan állapotban van és hűvös helyen tároljuk.

Ha ezek nem teljesülnek:

• A rossz minőségű akkumulátorral nem érdemes foglalkozni.
• Ha a töltő elégtelenül tölt, vagy csak naponta rövid utakat megyünk, araszolunk a dugóban, intenzíven fogyasztunk (fényszóró, ventilátor, szélvédő fűtés, ülésfűtés, rádió), akkor a töltöttség (SOC) hamar csökken és a töltő nem tud visszatölteni, ezért gyors degradációra számíthatunk.
• Ha a töltő rosszul működik, túltölti az akkumulátort, melegszik, a víz kipárolog, Hidrogén gáz keletkezik, lecsökken, besűrűsödik az elektrolit, szulfátosodik, zárlatos lesz a cella,
• Aki az autót csak nyáron használja, az arra számíthat, hogy télen az autóban hagyott akkumulátor önkisülése folytán mélykisülésbe kerül és tavaszig teljesen tönkremegy.
• A leállított autó rádiójának huzamosabb hallgatása sem tesz jót az áramforrásnak.

Az akkumulátor élettartama 90%-ban a felhasználó odafigyelésén múlik.

Milyen kihívásokkal szembesült az ólomsavas akkumulátoripar és milyen válaszok születtek?

• A fejlesztés egyik iránya a vízveszteség csökkentésére fókuszált, így megjelentek az ún. gondozásmentes akkuk. A cellák víztartalma kevésbé párolog ki, ugyanakkor cellák mivel zártabbak, nem nyithatók ki, nem lehet savsűrűsödés esetén a desztillált vizet pótolni. Valóban kevesebb gondozást igényelnek, cserébe rövidebb az élettartamuk.
• Kezdetben az autók akkuja csak az önindítás magas, de rövid idejű áramát szolgálta. Erre valók az indító akkumulátorok. Lakókocsikhoz alacsonyabb áramú ún. ciklikus akkukat fejlesztettek, melyek jobban bírják a mélyebb kisütést (DOD), sőt képesek túlélni a halálos többszöri mélykisülést is.
• Az AGM (Absorbed Glass Matt) akkukban felitatják az elektrolitot egy párnában, a cella nem tud zárlatos lenni, kevésbé szulfátososdik, a cellák zártak, nem lehetséges szivárgás, még az akkuház sérülésekor sem, ezért a legbiztonságosabb akkufajta. Alkalmas indító, ciklikus és napelemes akkunak is. Ha a kisütés mértéke DOD 100%, akkor 300, míg DOD 50% esetén 1.000 ciklust is kibír. Kicsi a belső ellenállása, ezért kevésbé melegszik és az önkisülése is alacsony.
• A mai autók villamos rendszere egyre bonyolultabb, egyre több fogyasztó van és a kifinomult elektronikáknak stabil áramforrásra van szüksége. Egyre nagyobb az energiaigény, nő a kisütési mélység, ezért a mai akkuk 30%-a alig éri meg a 3 éves kort, még akkor is, ha elvétve előfordul 6 éves akku is. A tönkremenetel nagyrészt az elszulfátosodás miatt következik be, de ha pl. az akkut 30 napon keresztül 38 oC felett tároljuk, oly mértékben degradálódik, hogy nem lesz képes az autót beindítani.
• Az autóipar fejlesztési iránya, hogy környezetvédelmi és üzemanyagfogyasztási okokból csökkentik a motor alapjárati fordulatszámát, ami a generátor teljesítményét is csökkenti. A forgalomban araszolva, a rádiót, ventilátort, ablaktörlőt, kormányfűtést, stb. használva, bizony nemhogy töltés nincsen, hanem még merül is az akkumulátor. Emiatt egy fullextrás autó akkuját igen gyakran kell cserélni. Az autóipari válaszok:
  1. Legyen két akku, nagyobb súllyal, drágábban, nagyobb generátorral.
  2. A generátor üzeme terheli leginkább a motort, ami pont hidegben a legrosszabb, ezért a korszerű elektronika a motor bemelegedéséig letiltja a generátor működését. Puff neki, a töltés ebben az esetben is ugrik!
  • Ezek tehát sajnos nem jó válaszok.

  ---

Az ólomsavas akkumulátor szervizes diagnosztikája

A cella töltöttségi szintje a savszint mérésével meghatározható. Ehhez egy optikai refraktométerre van szükség:

A savszintből kiszámolható a cella feszültsége úgy, hogy a 25 OC-on mért savsűrűséghez hozzáadunk 0,84-et. A fenti példában Ucella=1,28+0,84=2,12V, tehát ez a cella SOC 100%-on van. A mérést mind a hat cellára elvégezve, tudni fogjuk az egyes cellák töltöttségi szintjét. Ezeket összeadva megkapjuk az akku feszültségét. Persze ha eleve 12,7V-ot mérünk, akkor nincs értelme a cellákat vizsgálni, mert mindegyik 100%-os. Ha viszont ennél kevesebbet mérünk, akkor egy, vagy több cella szulfátosodására, degradációjára kell következtetnünk. Ilyenkor megnő a cella belső ellenállása, töltéskor melegszik, kevesebb töltő és kisütőáram tud az akkun átfolyni, ezért kevésbé veszi fel a töltést, ill. kevésbé terhelhető, vagyis a kapacitása csökken.

Ha cella alján képződő ólomiszap magassága eléri a katód és az anódlemez alját, akkor a cella zárlatos lesz. Ilyenkor az akku 5 cellássá válik, feszültsége 10,6V-ra esik, ami kevés a berendezések működtetéséhez, talán a világítás még megy, de az autó nem fog elindulni. Milyen jó lenne a hibás cellát kicserélni, de a konstrukció erre nem ad lehetőséget.

Ha a cellakapacitás azért csökken mert felhígult az elektrolit, akkor a vizet pótolhatjuk. Savat sohasem kell tölteni, mert az nem fogy, mindig a desztillált vizet kell beönteni. Sajnos a gondozásmentes, lezárt akkuk nem teszik lehetővé savszint mérését és a víz pótlását. Ebben pedig az a logika, hogy az ilyen akkuból kevésbé fogy a víz és ha igen addigra az akku úgyis tönkremegy.

Ha a cellákhoz nem férünk hozzá, akkor az akkut egy erre a célra fejlesztett műszerrel diagnosztizálhatjuk, ami az akku egészét 30 sec ideig megterheli és az eredményeket kiírja:

Megkapjuk a minősítést, a feszültséget, a CCA (Cold Cranking Amps) értéket, ami a 30 sec-ig tartó hidegindítási áram és a belső ellenállás értékét. Sajnos az akkut megjavítani nem tudjuk.

A napelemes analógia

A napelemes szaki pontosan tudja, hogy egy stringben csak azonos teljesítményű napelemek köthetők sorba. 

A kisebb teljesítményű, vagy árnyékolt napelem kevesebb ampert enged át magán, ezért a string teljesítménye lecsökken. Ha az árnyékolt napelem bypass diodája kinyit azzal az árnyékolt rész kiesik, legalább nem csökkenti a string áramát, de a string feszültsége csökken. 

Ugyanez történik az akkucellákkal is, melyek sorba vannak kötve. Ha egyformák, minden OK, ha az egyik degradálódik, megnő a belső ellenállása, csökken az akku árama és feszültsége, csökken a töltési és kisütési teljesítménye. Ha a cella zárlatos lesz, akkor legalább az áramot nem fékezi, de az eredő feszültség lecsökken. Az akkuk konstrukciója nem engedi az egyes cellák cseréjét, az egész akkut kell cserélni.

Abban az esetben, ha két akku van egy autóban, akkor egyszerre kell azokat cserélni. Ha párhuzamosan vannak bekötve, akkor töltés nélkül is, az erősebb feltölti a gyengébbet, kiegyenlítik egymást, mint a közlekedő edények. A földkerekség egyik legtartósabb autója a Toyota Hiace, melynek motorterében két akku lakik, párhuzamosan bekötve, mert ennek az autónak mindig el kell indulnia!

Jegyezzük meg csak azonos cellákat és azonos akkukat használjunk!