Akumulatory samochodowe — prosty przewodnik

Potrzebujesz nowej baterii, ale nie wiesz, którą wybrać? Nie musisz mieć doktoratu z tego tematu, oto opis głównych typów akumulatorów samochodowych i kilka prostych zasad ich doboru.

Akumulatory w samochodach pojawiły się masowo w latach 20., kiedy to inżynierowie uznali, że do rozruchu silnika spalinowego najlepszy będzie rozrusznik elektryczny. Przy okazji pojawiło się źródło zasilania, które pozwala między innymi na zasilanie oświetlenia elektrycznego nawet wtedy, gdy silnik nie pracuje. Jednak jego podstawowym zadaniem nadal jest uruchamianie silnika, dlatego akumulatory samochodowe to tak zwane urządzenia rozruchowe, które umożliwiają przepływ dużych prądów.

Od wielu lat wybór odpowiedniego akumulatora sprowadza się do doboru odpowiednich parametrów określonych przez producenta. Dziś, gdy na półkach pojawiają się różnego rodzaju baterie z tajemniczymi oznaczeniami, sprawa nie wydaje się taka prosta. Ale tylko z wyglądu.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

Jest to najstarszy typ baterii, wynaleziony w 1859 roku. Od tego czasu zasada jego budowy nie uległa zmianie. Składa się z anody ołowianej, katody z tlenku ołowiu oraz ciekłego elektrolitu, który jest 37% wodnym roztworem kwasu siarkowego. Kiedy mówimy o ołowiu, mamy na myśli jego stop z antymonem, z wapniem i antymonem, z wapniem lub z wapniem i srebrem. W nowoczesnych bateriach przeważają dwa ostatnie stopy.

przywileje: Zaletami „standardowych” akumulatorów są relatywnie niska cena, duża trwałość i duża odporność na głębokie rozładowanie. Ponowne naładowanie „pustego” akumulatora całkowicie przywraca pierwotne ustawienia. Należy jednak pamiętać, że utrzymywanie stanu pełnego lub częściowego rozładowania przez dłuższy czas prowadzi do zakwaszenia, co nieodwracalnie obniża parametry i znacząco obniża trwałość.

defekty: Do powszechnych wad akumulatorów kwasowo-ołowiowych należy ryzyko utleniania i konieczność regularnego sprawdzania poziomu elektrolitu. Długotrwałe użytkowanie przy deficycie prowadzi do skrócenia żywotności baterii.

aplikacjaO: Akumulatory kwasowo-ołowiowe są najpopularniejszym rodzajem akumulatorów rozruchowych. W przemyśle motoryzacyjnym ma szerokie zastosowanie w niemal wszystkich typach pojazdów m.in. w samochodach osobowych, ciężarowych, motocyklach i traktorach.

Baterie żelowe

W akumulatorach tego typu ciekły elektrolit zastępuje się specjalnym żelem uzyskanym przez zmieszanie kwasu siarkowego z krzemionką. Wielu kierowców rozważa zastosowanie go w swoim pojeździe, jednak mimo wielu zalet nie jest to zalecane rozwiązanie.

przywilejeO: Akumulatory żelowe mają wiele zalet w porównaniu z mokrymi akumulatorami kwasowo-ołowiowymi. Po pierwsze można je montować w dowolnej pozycji, są odporne na głębokie przechyły, a nawet krótkotrwałą pracę w pozycji odwróconej, po drugie elektrolit w postaci żelu nie paruje, nie wymaga uzupełniania i co ważne ryzyko wycieku jest bardzo niskie nawet w przypadku uszkodzeń mechanicznych. Po trzecie, akumulatory żelowe są odporne na wibracje i wstrząsy. Odporność na zużycie cykliczne jest o około 25% wyższa niż w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

defekty: Główną wadą akumulatorów żelowych jest ich mała moc przy dostarczaniu dużych prądów, zwłaszcza w niskich temperaturach. Dzięki temu nie są stosowane w samochodach jako akumulatory rozruchowe.

aplikacja: Akumulatory żelowe jako jednostki rozruchowe stosowane są w motoryzacji, ale tylko w pojazdach jednośladowych, gdzie prądy rozruchowe są znacznie mniejsze, praca odbywa się latem, a pozycja pracy może znacznie odbiegać od pionu. Idealnie sprawdzają się również jako urządzenia stacjonarne, np. w przyczepach kempingowych, kamperach lub jako akumulatory pomocnicze w pojazdach terenowych.

Akumulatory EFB/AFB/ECM

Skróty EFB (Enhanced Flooded Battery), AFB (Advanced Flooded Battery) i ECM (Enhanced Cycling Mat) oznaczają akumulatory o długiej żywotności. Jeśli chodzi o konstrukcję, wykorzystują większy zbiornik elektrolitu, płytki ze stopu ołowiu, wapnia i cyny oraz dwustronne separatory z mikrowłókien z polietylenu i poliestru.

przywileje: W porównaniu z konwencjonalnymi akumulatorami kwasowymi mają dwukrotnie dłuższą żywotność cykliczną, tj. zaprojektowany na dwa razy więcej uruchomień silnika niż konwencjonalne akumulatory. Dobrze czują się w autach z dużą ilością pantografów.

defekty: Akumulatory o długiej żywotności nie są odporne na głębokie rozładowanie, co zmniejsza ich wydajność. Wadą jest też wysoka cena.

aplikacja: Akumulatory o długiej żywotności przeznaczone są do samochodów wyposażonych w system Start-Stop oraz samochodów z rozbudowanym wyposażeniem elektrycznym. Mogą być stosowane jako zamienniki akumulatorów kwasowo-ołowiowych.

akumulatory AGM

Skrót AGM (Absorbent Glass Mat) oznacza akumulator z przekładkami wykonanymi z mat z mikrofibry szklanej lub włókna polimerowego całkowicie pochłaniającego elektrolit.

przywileje: AGM to produkt, który jest trzykrotnie bardziej wydajny, biorąc pod uwagę liczbę rozruchów, niż standardowy akumulator. Inne zalety to wysoka odporność na wstrząsy, wibracje czy wycieki, niskie straty energii i niski opór wewnętrzny.

defektyOdp.: Największą wadą są zdecydowanie wysokie ceny zakupu. Inne obejmują wrażliwość na przeładowanie i wysokie temperatury. Z tego ostatniego powodu umieszcza się je w kabinie lub bagażniku, a nie w komorze silnika.

aplikacja: Akumulatory AGM są specjalnie zaprojektowane do pojazdów wyposażonych w systemy start-stop i odzyskiwania energii. Ze względu na swoją wrażliwość na wysokie temperatury pracy nie nadają się jako zamiennik konwencjonalnych akumulatorów montowanych w komorze silnika.

Dobry czy bezobsługowy akumulator?

Tradycyjna bateria wymaga okresowej konserwacji. Ze względu na parowanie konieczne jest uzupełnienie poziomu elektrolitu poprzez dodanie do ogniw wody destylowanej. Właściwy poziom jest oznaczony na obudowie. Do zalet tego typu konstrukcji należy długa żywotność, ale tylko pod warunkiem stałego monitorowania poziomu elektrolitu.

Coraz częściej mamy do czynienia z akumulatorami bezobsługowymi, gdzie nie trzeba martwić się o poziom elektrolitu. Niskie parowanie wody osiągnięto dzięki płytkom wykonanym ze stopu ołowiu z wapniem lub ołowiu z wapniem i srebrem. Korpus jest zaprojektowany w taki sposób, że większość wody powraca do stanu ciekłego. Aby zapobiec ryzyku wybuchu spowodowanego przeładowaniem, producenci stosują jednokierunkowy zawór bezpieczeństwa o nazwie VLRA (Valve Regulated Lead Acid).

Akumulator przyszłości

Obecnie ponad 70% nowych samochodów na rynku jest wyposażonych w system Start-Stop. Ich udział będzie nadal wzrastał, więc najbliższa przyszłość należy do akumulatorów o długiej żywotności. Coraz częściej inżynierowie stosują proste systemy odzyskiwania energii, co doprowadzi do wzrostu udziału w rynku akumulatorów AGM. Ale zanim nadejdzie era pojazdów hybrydowych czy elektrycznych, może nas czekać kolejna mała „rewolucja” za sprawą polskiej firmy.

Producent akumulatorów ZAP Sznajder z Piastowa ma patent na akumulator węglowy. Płytki wykonane są z gąbczastego węgla szklistego i pokryte cienką warstwą stopu ołowiu. Zaletą tego rozwiązania jest znacznie mniejsza waga baterii oraz niższe szacowane koszty wytworzenia. Wyzwaniem jest jednak opanowanie technologii produkcji, która pozwoli na masową produkcję takich akumulatorów.

Jak wybrać odpowiednią baterię?

Pierwszym z nich jest ilość miejsca, jaką dysponujemy. Akumulator musi być wystarczająco duży, aby zmieścił się na podstawie. Po drugie biegunowość, często układ jest taki, że przy zakupie musimy wiedzieć, która strona ma być dodatnia, a która ujemna. W przeciwnym razie nie będziemy mogli dosięgnąć kabli i nie będziemy mogli podłączyć akumulatora do urządzenia.

Dla każdego modelu samochodu producent określił odpowiedni typ akumulatora. Jego parametry - pojemność w amperogodzinach [Ah] oraz prąd rozruchowy w amperach [A] - są określone w taki sposób, że wystarczą do uruchomienia silnika nawet podczas silnych mrozów. Jeśli silnik i układ elektryczny działają wydajnie i płynnie się uruchamiają, nie ma powodu, aby rozważać użycie większego akumulatora lub wyższego prądu rozruchowego.

Duża może więcej?

Używanie akumulatora o wyższych parametrach ułatwia uruchomienie silnika, ale ma też wady. Wyższy prąd rozruchowy pomoże rozrusznikowi w szybszym uruchomieniu silnika, ale często oznacza krótszą żywotność akumulatora. Większa pojemność oznacza więcej rozruchów, co jest szczególnie ważne zimą w przypadku silników Diesla. Przy dużych pojemnościach bierzemy pod uwagę zjawisko samorozładowania (wyrażone w % w stosunku do pojemności), dlatego gdy rzadko korzystamy z samochodu i na krótkich dystansach, generator może nie mieć czasu na pełne naładowanie akumulatora, zwłaszcza jeśli nadwyżka energii jest niewielka. Jeśli więc mamy akumulator o znacznie wyższych parametrach niż zalecane, zasadne jest regularne sprawdzanie stanu jego naładowania. Zaleca się, aby mocniejszy akumulator miał pojemność nie większą niż 10-15% zalecane przez producenta. Pamiętaj jednak, że akumulator o lepszych parametrach będzie cięższy i droższy w zakupie, a także może mieć krótszą żywotność (duże prądy, niedoładowanie).