Akumulator nie zawsze taki oczywisty

obsługa akumulatora Raven Media – Maciej Blum
Maciej Blum
21.2.2022

Lepiej zapobiegać, niż leczyć – tę maksymę można stosować praktycznie w każdej dziedzinie życia. Podobnie jest w przypadku akumulatorów samochodowych, których usterka może unieruchomić samochód w najmniej oczekiwanym momencie.

 

  • ​Akumulator samochodowy jest chemicznym źródłem energii elektrycznej
  • Jednym z częstych uszkodzeń akumulatora jest jego zasiarczenie
  • Jeśli akumulator jest niedoładowany, ilość siarczanu ołowiu powstająca przy rozładowywaniu narasta, powodując dalsze rozładowywanie się akumulatora
  • Regularne sprawdzanie akumulatora, najlepiej przy pomocy nowoczesnego testera, może uchronić przed kłopotami
  • Wymianę akumulatora w nowoczesnych samochodach wspierają aplikache wspierające i portale producentów akumulatorów

Co jednak zrobić, jeśli już mamy do czynienia z samochodem, który po prostu nie chce odpalić? Najlepiej znaleźć przyczynę tego stanu rzeczy. Jeśli w samochodzie nie ma zainstalowanych dodatkowych odbiorników energii, takich jak na przykład sporej mocy system audio, rozładowany akumulator oznacza, że przyszedł czas na jego wymianę. Jeśli nawet uda się go naładować i uruchomić samochód, wymiana akumulatora może być konieczna w najbliższym czasie.

Akumulator samochodowy jest chemicznym źródłem energii elektrycznej. Oznacza to, że energia elektryczna jest pozyskiwana z reakcji chemicznych, które zachodzą we wnętrzu akumulatora. Ilość energii elektrycznej możliwej do wytworzenia jest więc ograniczona ilością energii chemicznej zawartej w elektrolicie i substancjach czynnych na płytach ogniw.

Z tej ogólnej zasady produkcji prądu w ogniwie łatwo wywnioskować, że każdy ubytek elektrolitu czy każda degradacja ogniwa wiąże się ze zmniejszeniem możliwości produkcji energii elektrycznej.

Jaka degradacja następuje wewnątrz akumulatora?

Jednym z częstych uszkodzeń akumulatora jest jego zasiarczenie. Występuje ono w akumulatorach kwasowo-ołowiowych nieużywanych od dłuższego czasu lub po rozładowaniu odstawionych bez naładowania. Podczas normalnego użytkowania na płytach akumulatora tworzy się siarczan ołowiu (PbSO4), który jest redukowany elektrolitycznie wraz z ładowaniem. Siarczan ołowiu jest izolatorem i, odkładając się na ogniwach, uniemożliwia swobodny przepływ jonów, przez co gwałtownie maleją możliwości rozruchowe akumulatora.

W ogniwie w trakcie poboru prądu zachodzą następujące reakcje chemiczne na elektrodach:

Anoda – utlenianie:
Pb + SO42− ---> PbSO4 + 2e−
Katoda – redukcja:
PbO2 + SO42− + 4H+ + 2e− ---> PbSO4 + 2H2O

Na obu elektrodach w trakcie poboru prądu wydziela się siarczan ołowiu (II): PbSO4. W trakcie ładowania zachodzą reakcje odwrotne.

Niestety, jeśli akumulator jest niedoładowany, ilość siarczanu ołowiu powstająca przy rozładowywaniu narasta, powodując dalsze rozładowywanie się akumulatora. Podobnie jest w przypadku pozostawienia rozładowanego akumulatora bez jego doładowania. Zasiarczenie akumulatora obniża jego pojemność, co przyczynia się do jego szybszego rozładowania. W większości przypadków ta degradacja następuje dość wolno w trakcie użytkowania samochodu i jest niezauważalna. Akumulator jest regularnie doładowywany w trakcie jazdy, a pierwsze oznaki zmniejszenia jego pojemności uwidaczniają się przy nadmiernym obciążeniu elektrycznym, czyli podczas próby uruchomienia samochodu na mrozie, kiedy rozrusznik jest obciążony zgęstniałym olejem.

Reklama

Krzysztof Najder, fitment & cataloguing manager EMEA w firmie Exide, objaśnia, że niestety większość kierowców dowiaduje się o problemach z akumulatorem dopiero, kiedy w zimowy ranek mają kłopoty z rozruchem silnika. Oczywiście istnieje kilka symptomów, które świadczą o słabszej wydajności akumulatora i mogą zwiastować poważniejsze kłopoty. Lepiej zapobiegać, niż leczyć, więc regularne sprawdzanie akumulatora, najlepiej przy pomocy nowoczesnego testera, może uchronić przed kłopotami.

Takie urządzenie musi być w stanie sprawdzić przewodność, prąd rozruchowy oraz dostępność energii, czyli najważniejsze dla użytkownika parametry akumulatora. Exide EBT965P to tester, który jest prosty w obsłudze i w jednoznaczny sposób pozwala określić stan akumulatora dzięki wykorzystaniu najnowszych technologii.
Bardzo często mówi się, że akumulator po prostu przestał działać. Jednak przeważnie pojazd lub samo urządzenie dają wcześniej sygnały o problemach. W starszych pojazdach pierwszymi symptomami zużycia akumulatora są problemy z rozruchem i na przykład przygasanie świateł, kiedy uruchomiony pojazd stoi na biegu jałowym. W nowszych samochodach takich czynników jest znacznie więcej.

Dezaktywacja dodatkowych funkcji elektrycznych to najbardziej charakterystyczny objaw. Mamy tu zaprzestanie funkcjonowania systemu start-stop, wyciszenie głośników lub całkowite wyłączenie systemu audio na postoju. Do tego trzeba dodać komunikaty wyświetlane przez komputer pokładowy, np. o przejściu w tryb oszczędzania energii lub o spadku napięcia w całym układzie.

Krzysztof Najder Exide
Nowa aplikacja internetowa EBTP firmy Exide znacznie ułatwia procesy diagnostyczno-sprzedażowe i współpracuje z zaawansowanym testerem akumulatorów Exide EBT965P. Dzięki tej aplikacji Exide ułatwia warsztatom pełną kontrolę nad wyborem produktów i ich cenami, a także udostępniamy najlepsze rekomendacje dotyczące doboru akumulatora do modelu pojazdu. Aby z niej korzystać, warsztaty powinny bezpłatnie zarejestrować się na stronie https://ebtp.exidegroup.com. Proces rejestracji jest prosty – wystarczy stosować się do poleceń wyświetlanych na ekranie.

Krzysztof Najder,
fitment & cataloguing manager EMEA
w firmie Exide

Dlaczego warto kontrolować akumulator?

Ogólnie panujący trend na rynku to wzrost ważności oferty miękkiej (wartości dodanych) w stosunku do oferty kluczowej (w tym przypadku samej usługi naprawy, sprzedaży i wymiany części itp.). Dodatkowa usługa, jaką jest kontrola akumulatora podczas standardowego serwisu auta, podnosi prestiż samego warsztatu (postrzeganie przez klienta) oraz wartości dodanej i przewidywane zadowolenie klienta. Akumulatory, które wymagają wymiany, stanowią 20% testowanych produktów. – Szybka diagnoza to szansa dla warsztatów na lepszą obsługę klienta i związane z tym zyski, a kierowcom umożliwia uniknięcie niespodziewanej awarii – objaśnia Krzysztof Najder.

Powiązane firmy

Reklama

Adam Potępa, menadżer ds. kluczowych klientów w Clarios Poland, wyjaśnia, że na krótszą żywotność akumulatora wpływa wiele czynników. Do najistotniejszych należą:

  • Użytkowanie pojazdu jedynie na krótkich odcinkach, na których podczas jazdy alternator często nie jest w stanie uzupełnić energii, jaka została pobrana na rozruch silnika. W połączeniu z dodatkowymi odbiornikami w okresie zimowym (np. podgrzewanymi siedzeniami, lusterkami, szybami czy kierownicą) powoduje to większe ryzyko awarii.
  • Sporadyczne użytkowanie pojazdu, które oznacza rozładowywanie akumulatora przez działające odbiorniki, kiedy pojazd jest zaparkowany.
  • Wysoka temperatura, która przyspiesza reakcje elektrochemiczne, korozję akumulatora, jego samorozładowanie i tym samym zużycie. Optymalna temperatura dla akumulatora zamontowanego w pojeździe to około 20°C, a każdorazowy wzrost temperatury o 10°C przekłada się na dwukrotnie szybszy proces korozji i jeszcze wyższe ryzyko awarii.
  • Niska temperatura ogranicza reakcje elektrochemiczne i powoduje, że akumulatory w złej kondycji technicznej nie są w stanie dostarczyć odpowiedniej ilości energii do rozruchu silnika.
  • Stan instalacji elektrycznej, a dokładniej stan rozrusznika, ładowanie ze strony alternatora, poprawność połączenia klem z biegunami akumulatora.
  • Niewłaściwe przechowywanie akumulatorów użytkowanych sezonowo (np. motocyklowych czy rolniczych).
  • Niepoprawny dobór akumulatora.
  • Testowanie akumulatorów nie jest skomplikowaną czynnością, ale wymaga odpowiednich urządzeń diagnostycznych. Na początek wystarczy zainwestować w zakup testera elektronicznego, najlepiej z wydrukiem.
  • Większość testerów dostępnych na rynku umożliwia szybką diagnostykę stanu technicznego akumulatora. Dodatkowo pozwalają one na przeprowadzenie testu rozruchu i ładowania, dzięki czemu można uzyskać więcej informacji o warunkach, w jakich pracuje akumulator.
  • Po zdobyciu doświadczenia w tym zakresie warto pomyśleć o zakupie bardziej zaawansowanego testera przystosowanego do współpracy z systemami start-stop. Przy sprawdzaniu akumulatora w samochodzie wyposażonym w system start-stop kontroli podlega nie tylko stan naładowania (SOC), ale również stan techniczny (SOH) akumulatora. Parametr SOC można z łatwością ustalić przez pomiar napięcia, natomiast do sprawdzenia parametru SOH wymagane jest przeprowadzenie złożonej procedury testowej, co pozwala na wydanie rzetelnej opinii na temat stanu akumulatora. W ramach ustalania stanu technicznego akumulatora sprawdza się prąd rozruchu (CCA), pozostałą pojemność (RC) oraz zdolność przyjmowania ładunku (CA).
  • Na przestrzeni ostatnich lat rozwinęły się nowe technologie akumulatorów, takie jak AGM czy EFB. Aby uzyskać wiarygodne wyniki testów, w szczególności dotyczące parametru SOH, niezwykle ważne jest korzystanie z nowoczesnych urządzeń dostosowanych do nowych technologii akumulatorów. Należy pamiętać także o zakupie ładowarki mikroprocesorowej celem naładowania akumulatorów, które zostaną zakwalifikowane do tej kategorii przez tester diagnostyczny.

Adam Potępa Clarios
Niestety narzędzia to nie wszystko, potrzebna jest także wiedza. W tym zakresie idealnym rozwiązaniem jest VARTA Partner Portal. Każdy mechanik znajdzie tam informacje o doborze odpowiedniego akumulatora podstawowego oraz wspomagającego (jeżeli w pojeździe znajdują się dwa), ich lokalizacji, niezbędnym czasie, jaki należy poświęcić na wymianę, oraz szczegółowe instrukcje prowadzące krok po kroku przez cały proces. Są także informacje dotyczące adaptacji w pojeździe i innych niezbędnych czynnościach serwisowych (np. regulacji kąta skrętu kierownicy, poziomu opuszczania szyb czy pracy szyberdachu).

Adam Potępa,
menadżer ds. kluczowych klientów w Clarios Poland

Elektrolit w żelu

Coraz nowsze rozwiązania stosowane w samochodowych bateriach wymuszają używanie również nowocześniejszych technologii ładowania. Jest to związane ze zmieniającą się konstrukcją akumulatora samochodowego i z idącą z tym w parze zmianą wewnątrz niego dynamiki przepływu ładunków. Najnowsze konstrukcje akumulatorów, czyli baterie typu AGM, mają w sobie elektrolit związany za pomocą mat z włókna szklanego. Tymi matami są poprzekładane płyty z masą czynną akumulatora.

Żeby ten typ akumulatora działał bezproblemowo, konieczne jest użycie elektrolitu nie w formie płynnej, która by z tych mat zwyczajnie wyciekła, ale w formie żelowej, która pozostaje w matach niezależnie od sposobu i pozycji montażu akumulatora. W momencie ładowania akumulatora zachodzi proces rekrystalizacji kryształów, które zmieniają się w materiał czynny płyt. To normalny proces zachodzący w każdym akumulatorze. Problemem zaczyna być jednak pozostawienie rozładowanego akumulatora na dłuższy czas lub jego powolne rozładowywanie bez ładowania. Podczas takich procesów kryształy, które tworzą się na płytach akumulatora, mają tendencję do łączenia się w większe jednostki, a te stanowią doskonałą warstwę izolacyjną i skutecznie uniemożliwiają przepływ elektronów z elektrolitu do płyt i na odwrót.

– Najlepiej ładować akumulator poza pojazdem w dobrze wentylowanym miejscu. Należy stosować tylko automatycznie regulowane ładowarki prądu stałego (DC). Napięcie ładowania powinno wynosić maksimum 14,4 V. Niezwykle ważne jest, aby przestrzegać instrukcji ładowarki. Ładowanie jest wystarczające dla ponownego zamontowania akumulatora, jeżeli napięcie jest stałe (14,4 V) przez 2 godziny lub dłużej. Zaleca się, aby akumulator pozostawić na co najmniej 12 godzin po odłączeniu prądu ładowania – dodaje Krzysztof Najder.

Jeśli konieczna będzie wymiana

Jeśli jednak akumulator nie daje się naładować, a zachodzi konieczność jego wymiany, należy przede wszystkim zweryfikować typ akumulatora, jaki ma być zainstalowany w samochodzie.

Henryk Przybyło, dyrektor R&D w AUTOPART, objaśnia, że na ogół zaleca się stosowanie akumulatora wykonanego w tej samej technologii co produkt zamontowany fabrycznie. To rozwiązanie, które gwarantuje prawidłową pracę wszystkich systemów w samochodzie, na pewno mniej ryzykowne niż przeprowadzanie eksperymentów we własnym zakresie.

– Większość samochodów schodzących aktualnie z taśm produkcyjnych jest wyposażona w system start-stop, a więc ma także akumulator dedykowany samochodom, w których dochodzi do większej liczby rozruchów niż w przypadku aut bez tego systemu. Akumulatory przeznaczone do samochodów z systemem start-stop są wykonane w technologii EFB lub AGM. Zamiana tych akumulatorów nie jest zalecana, my także jesteśmy w tej kwestii ostrożni, choć przyglądamy się temu problemowi w warunkach laboratoryjnych – mówi Henryk Przybyło.

W samochodach starszych, zwłaszcza tych często użytkowanych, w których zamontowano akumulator standardowy, można z powodzeniem zastosować produkt bardziej zaawansowany technologicznie, np. EFB lub AGM. System zarządzania energią (EMS) w niektórych modelach i markach działa z kodowaniem akumulatora. Oznacza to, że po wymianie baterii kod zastosowany do akumulatora musi zostać przesłany do jednostki sterującej za pomocą odpowiedniego skanera. Korzystając z kodu, EMS wie, jaki typ baterii (i z jakimi parametrami wydajności) został zainstalowany. Jeśli akumulator zostanie wymieniony bez wprowadzenia kodu, system potrzebuje czasu na rozpoznanie baterii jako nowej. Taki proces nazywa się „samouczeniem”.

Henryk Przybyło Autopart
Niektórzy producenci stosują szczególne zasady serwisowania pogwarancyjnego samochodów. System zarządzania pozwala na zastosowanie akumulatora EFB zamiast znacznie droższego AGM. Jest to jednak związane ze zmianą (przeprogramowaniem) układu ładowania w samochodzie. Z tego względu wskazane jest, aby proces wymiany akumulatora AGM na EFB przeprowadzano w autoryzowanych stacjach obsługi. Jeżeli proces przeprogramowania zostanie pominięty, żywotność akumulatora EFB może być znacznie ograniczona.

Henryk Przybyło,
dyrektor R&D w AUTOPART

Ważne jest poinformowanie klientów, którzy chcą ponownie korzystać ze swojego pojazdu natychmiast po wymianie akumulatora, że ​​niezrealizowany proces uczenia się (do końca) może doprowadzić do czasowej dezaktywacji systemu start-stop. Dotyczy to również niektórych funkcji związanych z komfortem np. podgrzewania foteli.
Adam zwraca uwagę, że montaż zwykłego akumulatora rozruchowego w pojeździe wyposażonym w technologię start-stop zwiększa ryzyko przedwczesnej awarii. Start-stop to zaawansowana technologia, która ma bez wątpienia wiele zalet, ale jednocześnie stanowi większe obciążenie dla akumulatora. Funkcja start-stop może wyłączać silnik po każdym zatrzymaniu pojazdu i ponownie uruchamiać go po wciśnięciu sprzęgła, pedału gazu lub zwolnieniu hamulca.

Przy aktywnej funkcji start-stop, np. gdy pojazd stoi na czerwonym świetle, spora liczba odbiorników elektrycznych nadal wymaga zasilania. Radio gra, smartfon się ładuje a klimatyzacja zapewnia przyjemny chłód. Ponadto, kiedy tylko światło zmieni się na zielone, akumulator musi umożliwić ponowne uruchomienie silnika. Aby spełnić te wymagania, opracowano specjalne akumulatory przeznaczone do samochodów z systemem start-stop.

Montaż nieodpowiedniego akumulatora może mieć przykre konsekwencje. Konwencjonalny akumulator rozruchowy SLI nie spełnia wymagań systemów start-stop, dlatego do podstawowych systemów start-stop mają zastosowanie akumulatory EFB. W przypadku zaawansowanych systemów start-stop, w których dodatkowo następuje magazynowanie energii wygenerowanej w procesie hamowania, mają zastosowanie akumulatory AGM.

A co się stanie w przypadku zastosowania niewłaściwego akumulatora? Grozi nam:

  • Utrata gwarancji, a za wszelkie szkody i utratę funkcjonalności na skutek montażu nieodpowiedniego akumulatora odpowiada serwis, który dokonał montażu, lub kierowca, który zrobił to na własną rękę.
  • Pogorszenie komfortu jazdy – jeśli system zarządzania akumulatorem (BMS) nie wykryje montażu nieodpowiedniego akumulatora i nie dostosuje odpowiednio ustawień, może to skutkować znaczącym skróceniem żywotności akumulatora i doprowadzić do jego szybkiej awarii.
  • Ograniczona funkcjonalność systemu start-stop, ponieważ nieodpowiedni akumulator dostarcza zbyt małą ilość energii elektrycznej, a to prowadzi do jego szybkiego zużycia oraz sprawia, że system start-stop wyłącza silnik rzadko lub nawet wcale.
  • Wczesna awaria – z uwagi na brak zgodności z systemem zarządzania akumulatorem (BMS) oraz systemem start-stop akumulator jest chronicznie niedoładowany. Ten stan rzeczy znacząco przyspiesza korozję i zasiarczenie akumulatora oraz prowadzi do jego wczesnej awarii.
  • Wyciek kwasu z akumulatora, który może nastąpić w wyniku nadmiernego obciążenia oraz zbyt intensywnych procesów elektrochemicznych zachodzących w akumulatorze. 

O Autorze

Maciej Blum

Redaktor naczelny miesięcznika „autoEXPERT”

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę