logo Conrad Electronic Česká republika, s.r.o.

Péče o autobaterie v zimním období

Autobaterie, která v mrazu rychle ztrácí svou kapacitu, Vám může připravit horké chvilky přesně v okamžiku, kdy svůj automobil budete opravdu potřebovat. Proto přinášíme pár dobrých rad, jak těmto problémům předejít.

Autobaterie (akumulátor), je zdrojem elektrické energie. Tradiční (údržbová) baterie se skládá z plastové nádoby, deskových elektrod (kladná - PbO2, záporná - houbovité olovo), separátoru (deska z elektricky nevodivého materiálu, která je vložena mezi dvě elektrody) a elektrolytu (obvykle H2SO4 + H2O, při hustotě 1,285 kg/dm³).

Autobaterie je sestavena z článků, každý z nich má přibližně 2,1 V. Olovo se používá kvůli schopnosti dodat najednou velký proud (při startování vozidla) bez poškození. Dnes je dávána přednost bezúdržbovým bateriím, které mají baterie větší stabilitu, menší samovybíjení a uživatelé již nemusí kontrolovat stav hladiny elektrolytu a pravidelně doplňovat odpařenou vodu tak, jak je tomu u údržbových typů.

Elektrolyt, jakožto základní chemická sloučenina vyvolávající elektrochemickou reakci v akumulátoru, obsahuje v případě bezúdržbového provedení také speciální příměsi dalších chemických prvků, např. kalcia, jenž účinně zabraňuje či zásadně zpomaluje odpařování vody z roztoku. Baterie jsou pak téměř vždy uzavřené, tedy nedisponují zátkami pro doplňování destilované vody.

Bezúdržbové akumulátory nejsou vhodné pro starší typy vozidel. Hranice termínu "starší vozidla" se pohybuje v rozmezí poloviny devadesátých let 20. století. Důvodem nepoužitelnosti bezúdržbových baterií ve starších vozech jsou konstrukční vlastnosti alternátoru (dobíjecí prvek), který není zpravidla dostatečně silný pro opětovné dobití akumulátoru s inovovaným elektrolytem.

Tyto baterie mají v podstatě stejný chemický základ jako mokré či elektrolytické baterie. Elektrolyt těchto baterií je na základě gelu a je absorbován elektrodami. Baterie je uzavřená epoxidem. Tyto baterie mohou být použity prakticky všude. Jsou výlučně nepropustné. Hodí se do aplikací jako UPS, úniková osvětlení, či invalidní vozíky. Tyto baterie mají články s napětím 2, 4, 6 a 12 V.

Životnost baterie

Životnost baterie je závislá na mnoha aspektech. Prvotní je samozřejmě konstrukce a pravidelné dobíjení baterie. To, co baterie nemůže ovlivnit, je kvalita dobíjecí soustavy vozidla, umístění baterie ve vozidle (vliv nadměrné teploty v motorovém prostoru), dostatečné dimenzování kapacity baterie pro daný vůz a jeho elektrickou výbavu a v neposlední řadě provozní aspekty, jako je četnost startů, charakter jízd, doplňkové elektrické výbavy (nezávislé topení, naviják, výkonná hudební aparatura) a samozřejmě údržba baterie během provozu.

Zvláštní péči potřebuje baterie, když uhodí mrazy. Pokud je stále v provozu, nic se neděje, dobře nabitá baterie by měla snést i teploty kolem minus 20 stupňů Celsia. Jakmile však auto delší dobu stojí, nastává potenciální problém. V silných mrazech, když automobil stojí týden nebo dva, se kyselina stáhne do desek a v článcích tím pádem zůstane jen voda. Ta může zamrznout a nenávratně baterii poškodit.

Zazimování baterií

Dlouhodobé skladování nepředstavuje pro olověné akumulátory žádný problém.

Pro správné skladování platí následující zásady:

  1. Při použití přístroje pro udržovací nabíjení se možná doba skladování prodlužuje. Baterie je stále udržována plně nabitá, což je optimální způsob uskladnění na delší dobu.
  2. Baterii je dobré skladovat jen v plně nabitém stavu, v nenabitém stavu sulfatuje. Baterii je potřeba dobíjet, pokud klidové napětí klesne pod 12,5 V.
  3. Baterie skladujete podle možností na chladném a suchém místě, nízké teploty zpomalují samovolné vybíjení. Teplota by neměla překročit 20° C.

Nabíjení autobaterie

Akumulátor nabíjíme proudem 0,1 celkové kapacity (I = 0,1xC) nebo nižším do plně nabitého stavu. K nabíjení lze použít nabíjecí zařízení s konstantním napětím 14,4 V (resp. 7,2 pro 6 V baterie) po dobu max. 30 hodin, podle stupně vybití. Plně vybitý akumulátor je třeba dobít co nejdříve, neboť ponecháním akumulátoru ve vybitém stavu dochází k sulfataci elektrod a tím k jeho znehodnoceni. Po skončení nabíjení je třeba nechat akumulátor nejlépe dvě hodiny v klidu, aby se rozptýlil přebytečný vodík a při montáži nedošlo k výbuchu.

Gelové akumulátory je třeba nabíjet speciálními nabíječi. Maximální napětí (tzv. plynovací) zde totiž nesmí přestoupit hodnotu 14,4V, jinak dojde k poškození akumulátoru.

Baterie by se měly nabíjet jen schválenými nabíjecími zdroji a dle pokynů výrobce nabíječe i autobaterie. Na trhu se objevují nové nabíječe a zažité postupy pro nabíjení u nich nemusí vždy platit. Také některé nové typy baterií mají odlišné nároky na nabíjecí charakteristiky, viz uzavřené VRLA akumulátory, např. motocykly.

Nesprávný typ nabíječe může způsobit nevratné poškození baterie. Pro bezchybné nabíjení jsou nejvhodnější a nejbezpečnější automatické nabíječky. Ty nejlepší mají i přepínání charakteristik pro nabíjení s volným elektrolytem, baterie VRLA či gelové baterie.

Jak pracovat s charakteristikami baterií

Ampér hodinová charakteristika baterie, což je běžná charakteristika, znázorňuje proud (v ampérech) a čas vybíjení (v hodinách). Ampér hodinová charakteristika se udává pro VRLA baterie pro systémy UPS, úniková osvětlení, či invalidní vozíky.

Např. baterie, která dodá 2 A po dobu 20 hodin by měla mít 40 Ah (2 * 20 = 40). Křivka studeného startovacího proudu (křivka CCA): CCA křivka je vybíjecí proud v ampérech, který může baterie dodat po donu 30 vteřin a teplotě 0°F, přičemž se nesmí dostat pod 1,2 V na článek (7,2 V pro 12V baterii).

Tato charakteristika znázorňuje množství energie, které potřebuje auto pro nastartování motoru v mrazivých ránech.Tato charakteristika se používá zejména pro automobilové startovací baterie a nepoužívá se pro NiCd, NiMH, či alkalické baterie.

Křivka záložní kapacity baterie (RC křivka): doba v minutách, za kterou se nová, plně nabitá baterie při teplotě 80°F vybije na závěrné napětí 1,75 V na článek (10,5 V pro 12V baterii) proudem 25A.

Poškození baterie

Životnost olověné baterie se snižuje např. jejím přebíjením.

Jsou dva případy přebíjení:

  1. Přebíjení nabité baterie
    Při přebití plně nabité baterie dochází ke korozi kladných mřížkových desek. I tento typ opotřebení vede k předčasnému výpadku baterie. K popsanému problému dochází v případě nesprávně nastaveného nebo vadného regulátoru napětí na alternátoru nebo nevhodného nabíječe s nastavením vysokého proudu bez omezení maximálního napětí. Mezi nejčastější způsoby poškození baterie za provozu nebo při údržbě patří sulfatace. Při vybíjení baterie se kyselina sírová z elektrolytu váže s olovem a tvoří síran olova ve formě krystalů. Při následném nabíjení se tyto krystaly rozpouští a kyselina sírová se uvolňuje zpět do elektrolytu. Pokud však k následnému nabití nedojde, krystaly síranu po nějaké době ztvrdnou a nedají se již nabitím rozpustit. Následně navíc začnou nabývat na objemu a způsobují vypadávání aktivní hmoty z mřížky.
  2. Přebíjení příliš vysokým napětím
    V závislosti na nabíjecím napětí začne baterie plynovat při napětí 14,4 V pro hybridní, nebo 14,8 V pro vápníkové baterie. Následkem pravidelného přebíjení (zejména v kombinaci s častým hlubokým vybitím) je uvolňování aktivní hmoty z desek baterie. To nastává hlavně při poruše regulátoru na alternátoru vozidla nebo použitím nevhodného typu baterie. Přebíjení má za následek vysokou spotřebu vody a rychlejší opotřebení. V horším případě může dojít i k výbuchu baterie vlivem vodíku a kyslíku, které se při nabíjení uvolňují.

Projevy sulfatace

Hustota elektrolytu ve všech článcích je nízká (1,22 kg/l a nižší) klidové napětí baterie je nižší než 12,5 V a baterie se v provozu ani nabíječkou nenabije do plných hodnot.

Důvody sulfatace

Krátké cesty, převážně městský provoz. Při krátkých cestách 20 - 30 km se baterie nestačí nabíjet do plných hodnot dlouhé odstávky vozidla bez údržby baterie (tři týdny a více). To závisí na elektrické výbavě vozidla a odběru el. energie odstaveného vozidla (centrál, alarm, rádio) a nastavení hodnoty nabíjecího napětí regulátoru ve vozidle.

Příkladem jsou alternátory starších typů vozidel Škoda. Tyto regulátory dobíjejí často napětím 13,6 - 13,8 V a při volnoběžných otáčkách není baterie dobíjena vůbec.

Článek Conrad Electronic Česká republika, s.r.o. ze dne 21. listopadu 2011 - pondělí

Další články Conrad Electronic Česká republika, s.r.o.

Cool letní akce datového centra Coolhousing