TEHNIKA: Sve što treba da znate o akumulatorima

Šta je to akumulator?

Bez akumulatora nema vožnje, to svaki vozač zna. Reč je zapravo „punjivoj bateriji“, koja zadovoljava potrebe vozila za električnom energijom. Glavna funkcija je da se napaja anlaser koji startuje motor. Kada je agregat u radu, za snabdevanje električnih sistema vozila je zadužen alternator, koji vraća električnu energiju u akumulator.

Obično, za startovanje motora je potrebno manje od tri odsto kapaciteta akumulatora, koji je dizajniran tako da je u stanju da oslobodi visoku količinu energije u kratkom vremenskom intervalu, a nakon toga se brzo napuni. Akumulatori nisu predviđeni za duboko pražnjenje (kao recimo baterije u mobilnim telefonima), a potpuno pražnjenje im značajno skraćuje vek.

Pored startovanja motora, akumulator obezbeđuje i dodatnu električnu energiju neophodnu za različite potrebe vozila, kada zahtevi prevaziđu mogućnosti količine električne energije koja dolazi iz alternatora. Akumulator takođe igra ulogu stabilizatora, jer neutrališe variranje napona koje može biti veoma štetno. Dok je motor u radu, većinu električne energije obezbeđuje alternator, što uključuje i regulator napona, da bi se izlaz držao između 13,5 i 14,5 V.

Moderni akumulatori su bazirani na olovu, najčešće koristeći šest povezanih ćelija, da bi se obezbedio nominalni sistem od 12 V (u većini putničkih i lakih komercijalnih vozila) ili 24 V u teškim kamionima ili građevinskim mašinama.

Istorija

Prvobitni automobili nisu imali akumulatore, a za tim nije bilo ni potrebe, s obzirom na primitivni električni sistem tadašnjih vozila. Umesto električne sirene je korišćeno zvonce, farovi su koristili plin, dok se motor startovao kurblom.

Masovna upotreba akumulatora je započela dvadesetih godina prošlog veka, kada su automobili počeli redovno da koriste anlasere. Zapečaćen akumulator, kakvog danas poznajemo, i koji ne zahteva dopunjavanje, konstruisan je 1971. godine.

Prvobitni električni sistemi u automobilima su bili od 6 V. sa sistemom pozitivne neuzemljene mase, tako što je šasija vozila bila direktno povezana sa terminalom akumulatora. Danas, kod svih vozila je negativan pol povezan s masom, odnosno šasijom vozila.

The Hudson Motor Car Company je prva kompanija koja je koristila standardizovan akumulator 1918., primenivši Battery Council International jedinice. Ujedno, BCI je organizacija koja je postavila standarde za akumulatore po pitanju dimenzija, a i dan danas ih određuje.

Akumulatori tipa od 6 V su se u automobilima koristili do sredine pedesetih godina. Do prelaska na sistem od 12 V je došlo kada su na scenu stupili veći motori sa višim kompresionim odnosima, kojima je bilo neophodno više električne energije da bi se pokrenuli. U manjim modelima, koji nisu zahtevali više energije, stari tip od 6 V se duže zadržao, tako da su ga VW „buba“ i Citroen 2CV (Spaček) koristili do sredine šezdesetih, odnosno sedamdesetih godina.

U toku poslednje dekade prošlog veka, predložen je standard od 42 V. Namera je bila da se obezbedi energija za sve obimniju i širu upotrebu različitih sistema u vozilima, za čije je funkcionisanje bilo neophodno više električne energije, uz implementaciju instalacija manje mase. Međutim, dostupnost efikasnijih motora, novih tehnika ožičenja, digitalnih kontrolnih uređaja, kao i fokus na hibridnim sistemima vozila, koji koriste visokonaponske starter/generatore, u velikoj meri su eliminisali potrebu za povećanjem voltaže u automobilima.

Dizajn

• Današnji akumulatori zahtevaju ili minimalno ili gotovo nikakvo održavanje. U prošlosti nije bilo tako, jer su se elektroliti dopunjavali. Današnje moderne jedinice zadržavaju tečnost u kućištu tokom čitavog svog veka. Mana ovog tipa se ogleda u tome što što je izuzetno netolerantan na duboko pražnjenje, primera radi, u slučaju da automobil ostane preko noći s upaljenim farovima. Ovo za posledicu ima formiranje sumpornih naslaga na olovnim pločama, što redukuje životni vek akumulatora za trećinu ili više.
• AGM akumulatori (Absorvent Glass Mat) koriste specijalan materijal između rešetaka, koji upija i u sebi zadržava elektrolit. Reč je o mikrostaklenim vlaknima, čije je uloga filtriranje sumporne kiseline u olovnim akumulatorima. Oni su mnogo otporniji na duboko pražnjenje, ali su u isto vreme i skuplji.
• Akumulatori s gelom se razlikuju od AGM tipa jer se kod njih u elektrolit dodaje aditiv na bazi silikona. Oni su skuplji i od konvencionalnih i od AGM akumulatora.

Bosch AGM akumulatori

Akumulatori se najčešće sastoje od šest galvanskih ćelija u povezanom kolu. Svaka ćelija obezbeđuje 2,1 V za total od 12,6 V kada je akumulator napunjen. Svaka od ćelija se sastoji od naizmeničnih olovnih ploča (katoda) i olova presvučenog olovo-dioksidom (anoda) uronjenim u elektrolit (rastvor sumporne kiseline), separatora i kućišta.

Akumulator služi za skladištenje i čuvanje električne energije, koju ćemo naknadno upotrebiti. Neophodan napon se stvara putem hemijske reakcije, a do nje dolazi kada se dva tela suprotnih vrednosti, u našem slučaju pozitivna i negativna ploča, urone u elektrolit. Kada je strujno kolo između pozitivnog i negativnog pola zatvoreno, električna struja prolazi kroz akumulator, a ono se ostvaruje onog momenta kada aktiviramo neku funkciju, poput recimo klima uređaja.

Konvencionalni akumulatori funkcionišu na osnovu principa konstantnog punjenja i pražnjenja. Najjednostavniji primer je startovanje vozila, kada se uzima električna energija iz akumulatora, i odmah se nakon paljenja vraća putem alternatora, što ponovo stvara razliku u hemijskom sastavu ploča.

U toku procesa pražnjenja akumulatora, olovne ploče postaju sve sličnije sa hemijskog aspekta, dok kiselina slabi a napon pada. Preciznije, kako se akumulator prazni, kiselina elektrolita reaguje sa materijalom ploča menjajući površinu u olovo-sulfat. Kada se puni, hemijska reakcija je suprotna, tako da se olovo-sulfat pretvara u olovo-dioksid. Kada se ploče vrate u prvobitno stanje, proces može da se ponovi. Ukoliko ne dolazi do punjenja, akumulator u jednom trenutku biva toliko prazan da ne može da obezbeđuje neophodan napon. Ovo naravno nije dobro, a vek uveliko zavisi od ciklične izdržljivosti jedinice, odnosno broja ciklusa i pražnjenja sve dok njegov kapacitet ne padne ispod prihvatljivog nivoa.

Dok mi „obični smrtnici“ za naše limene ljubimce koristimo akumulatore na bazi olova, oni koji koji mogu da priušte recimo Porsche 911 GT3 RS, imaju mogućnost da odaberi litijum-jonsku bateriju manje mase. Teška vozila mogu imati dva vezana akumulatora od 24 V ili paralelne grupe baterija od 24 V.

Klasifikacija

• Format: akumulatori se grupišu po dimenzijama, tipu, poziciji terminala i načinu postavljanja.
• Amper čas (Ah) je jedinica za merenje kapaciteta akumulatora, čije je navođenje obavezno po zakonu u Evropi.
• Startni amperi (CA): količina struje koju akumulator može da pruži pri 0 °C.
• Amperi pri hladnom startu (CCA): količina struje koju akumulator može da obezbedi pri -18 °C. Modernim automobilima sa kompjuterski kontrolisanim ubrizgavanjem goriva je potrebno samo par sekundi da startuju motor a CCA vrednosti su manje važne nego u slučaju da su opremljeni karburatorima.
• Amperi pri vrućem startu (HCA): količina struje koju akumulator obezbeđuje pri 26,7 °C. Ovaj parametar je definisan kao vrednost električne energije koju olovna baterija može da isporuči u periodu od 30 sekundi i održi najmanje 1,2 V po ćeliji (ukupno 7,2 za akumulator od 12 V).
• Rezervni kapacitivni minuti (RCM): sposobnost akumulatora da održi minimalno navedeno električno opterećenje; obično je definisano vremenom (u minutima) za koje olovna baterija pri 27 °C može u kontinuitetu da isporuči 25 A pre nego što napon padne ispod 10,5 V.

Korišćenje i održavanje

Za razliku od uvreženog mišljenja da hladnoća „uništava“ akumulatore, upravo je suprotno. Visoka temperatura je ta koja izaziva otkazivanje akumulatora i ubrzava stvaranje korozije unutar njega.

Vozilo koje koristi redovan akumulator, može biti startovano uz pomoć drugog vozila ili prenosivog punjača, nakon čega će motor u radu nastaviti da puni akumulator. U ovom slučaju je poželjno da se automobil provoza a ne da se ostavi da radi „u leru“.

Korozija koja se skuplja na terminalima može negativno da utiče na startovanje motora zbog električnog otpora. Ovaj problem se rešava lako, jednostavnim nanošenjem masti za zaštitu polova.

Sumporizacija nastaje kada se na elektrode nahvata čvrst sloj olovo-sulfata, koji slabi akumulator. Ovo se dešava kada on nije u potpunosti napunjen i kada ostane u tom stanju. Da bi se sprečilo oštećivanje, akumulatore s ovim problemom treba puniti polako.

Kao što smo naveli na početku, konvencionalni akumulatori nisu predviđeni za duboko pražnjenje, a ukoliko do njega dođe, na taj način se značajno skraćuje vek akumulatora.

Jedinice koje koriste olovo-antimonske ploče zahtevaju redovno punjenje destilovanom vodom, da bi se nadoknadila voda izgubljena tokom elektrolize i isparavanja. Prebacivanjem na kalcijum kao legirajući element, nova rešenja su redukovala stopu gubitka vode. Moderni automobilski akumulatori iz tog razloga imaju smanjenu potrebu za održavanjem, a i ne poseduju čepove za dodavanje vode u ćelije. Ovakav tip uključuje dodatni elektrolit iznad ploča, kako bi se neutralisali gubici tokom životnog ciklusa akumulatora.

Neki proizvođači u svoje proizvode uključuju i ugrađen areometar, da bi moglo da se prati stanje akumulatora.

Primarni faktor habanja je zapravo otpadanje aktivnog materijala sa ploča, koji se taloži na dnu ćelija i koji može izazvati i kratak spoj ploča. Ovo se značajno redukuje na taj način što se komplet ploča zatvara u plastične separatore napravljene od propusnog materijala, tako da elektroliti i joni mogu slobodno da cirkulišu, bez opasnosti od gomilanja taloga.

Osnovni saveti

Na prvom mestu, treba se pridržavati saveta proizvođača i koristiti akumulatore kapaciteta i snage koji su fabrički preporučeni.

Akumulator je poželjno testirati pri svakom redovnom servisu, a posebno pred odlazak na duži put, pred leto i pred zimu. Ukoliko je sve u redu, s vremena na vreme treba prebrisati poklopac i terminale, uz spomenuto nanošenje zaštitne masti na polove. Kleme treba da su dobro pričvršćene.

Takođe, u prtljažniku obavezno treba da imate odgovarajuće kablove za startovanje. Ukoliko i pored svih provera akumulator otkaže, a vi ste na moru ili planini, evo par saveta kako pravilno startovati motor uz pomoć kablova: crveni kraj kabela za startovanje spojiti na „plus“ klemu ispražnjenog akumulatora. Zatim, drugi kraj „crvenog“ kabela prikačiti na „plus“ klemu akumulatora zvanog „pomoć prijatelja“. Ono što je obavezno je da crnu (negativnu) klemu najpre prikačite na ispravan akumulator, a zatim drugi kraj na čist (nelakiran) deo šasije u prostoru oko motora vozila koje treba da se startuje. Pored toga što je klemu poželjno zakačiti za ogoljenu metalnu površinu, važno je da ona nije spojena sa bilo kakvim instalacijama ili električnim sistemom vozila, kao i da je daleko od ventilatora i kaiševa motora. Najpre treba startovati vozilo sa ispravnim akumulatorom, po mogućnosti ga ostaviti da radi minut-dva, a zatim povećati broj obrtaja na 1.500 do 2.000. Startovati vozilo sa ispražnjenim akumulatorom, a nakon toga kablove odvojiti obrnutim redosledom. Ovde je bitno napomenuti da se motor ne sme startovati sa vozila koje koristi električni sistem od 24 V, poput kamiona.

Potpuno je jasno šta je posle ovoga potrebno uraditi. Pravac servis na zamenu akumulatora!  Ukoliko imate dilemu šta da odaberete u zaista bogatoj i raznovrsnoj ponudi, posavetujte se sa svojim auto-eletktričarom ili s nama.

Pavle Barta

Vrele Gume