Emner:
- Algemeen
- drift
- Konstruksjon av batteriet
- Pluss og minus plater
- Battericeller
- Laster losser
- Kapasitans
- Kaldstartstrøm
- Koble fra batteripolene
- Start opp med startkabler
generelle:
Batteriets oppgave er å levere energi til forbrukere på tidspunkter når dynamoen leverer lite eller ingen energi, for eksempel ved start av motoren. Batteriet er en buffer som lagrer energi. Energien som leveres av dynamoen lagres i batteriet og må frigjøres igjen når det trengs. Fordi elektrisk energi er vanskelig å lagre, blir den elektriske energien som leveres av dynamoen omdannet til kjemisk energi. Hvis batteriet da skal levere elektrisk energi til forbrukerne, omdannes den kjemiske energien tilbake til elektrisk energi.
Hvis bilbatteriet er i god stand, men er tomt igjen etter noen timers stillestående, kan det være et problem. hemmelig forbruker.
Operasjon:
Batteriet inneholder flere tynne blyplater i en beholder med svovelsyre. Blyet kombineres med svovel. Det skjer da en kjemisk reaksjon. Blyet omdannes til blysulfat (PbSO4).
Fortynnet svovelsyre er en blanding av svovelsyre og demineralisert (renset) vann. Fortynnet svovelsyre kalles ofte en elektrolytt. Når blyplatene er koblet til en lasteanordning, vil blyplatene gjennomgå en endring. Platen koblet til minus frigjør svovel til elektrolytten. Blysulfatet omdannes til porøst bly. Platen koblet til pluss absorberer oksygen fra elektrolytten og frigjør svovel til elektrolytten. Denne platen inneholder blydiocid (PbO2) etter lading. Prosessen ovenfor skaper en spenningsforskjell mellom pluss- og minusplatene.
Hvis en forbruker kobles til blyplatene som er ladet på nevnte måte, vil det gå en strøm. Blydioksidet fra plussplaten omdannes tilbake til blysulfat. Det porøse blyet til den negative platen omdannes også til blysulfat. Ved lading og utlading av batteriene skjer det en endring i de positive og negative platene (kjemisk effekt). Elektrolytten gjennomgår også en forandring under lading og utlading. Når batteriet er utladet, består de positive og negative platene av blysulfat. Svovelet som brukes til å danne blysulfat er ekstrahert fra elektrolytten. Elektrolytten til et batteri som er utladet har derfor et lavt svovelinnhold. Med et ladet batteri har blysulfatet fra platene blitt overført til elektrolytten. Elektrolytten har da et høyt svovelinnhold. Fordi svovelpartiklene er de tyngre partiklene i elektrolytten, øker den spesifikke massen til elektrolytten ettersom batteriets ladetilstand øker. Elektrolytten til et fulladet batteri har en tilsvarende masse på 1280 kg/m3. når batteriet er helt utladet, har elektrolytten en spesifikk masse på 1140 kg/m3. Til sammenligning: vann har en spesifikk masse på 1000 kg/m3.
Konstruksjon av batteriet:
Batterier består av et antall celler, hver celle inneholder et antall positive og negative plater. Hver celle har en spenning på omtrent 2V. Et 12 V batteri har 6 celler koblet i serie. Pluss- og minusplatene er atskilt fra hverandre med separatorer.
Pluss og minus plater:
De positive platene er koblet til den positive polen, de negative platene til den negative polen. For å unngå tilkoblingsfeil er begge polene merket og den positive polen har alltid større diameter enn den negative polen. Pluss- og minusplatene er forbundet med hverandre med et brostykke. Platene består av et rutenett av blystrukturer. Ristene er fylt med pasta (en blanding av blypulver, svovelsyre og ulike bruksområder). Separatorene er laget av plast og cellulose. Ved energikonvertering i batteriet utvikles det mer varme på den positive platen enn på den negative platen. For å hindre vridning av plussplaten, plasseres alltid plussplaten mellom to minusplater.
Battericeller:
Alle celler i batteriet er fylt med den såkalte elektrolytten, en blanding av destillert vann og svovelsyre. Destillert (også kalt demineralisert) vann er vann som forurensninger som kalk og klorforbindelser er fjernet fra. I eldre batterier har cellene påfyllingsåpninger. Demineralisert vann kan etterfylles gjennom disse åpningene. Påfyllingsåpningen kan lukkes med påfyllingslokk. Med nyere batterier er det ikke lenger mulig å fylle. De er vedlikeholdsfrie batterier hvor vannforbruket er så lavt at etterfylling ikke er nødvendig.
Laster losser:
Ladetilstanden til et batteri kan måles med en syremåler. En god batterilader reduserer automatisk strømmen hvis ladespenningen overstiger 2,35 V per celle (dvs. ca. 14 V for et 12 V-batteri). Hvis denne verdien overskrides, spaltes vannmolekylene til oksygen og hydrogen, og danner hydrogengass. Hvis det produseres mye av denne gassen, danner den en eksplosiv blanding (oksygen).
- Normal lading:
Ved normal lading gjenopprettes batterikapasiteten til 100 %. Størrelsen på ladestrømmen er 5 til 10 % av kapasiteten. Et batteri med en kapasitet på 40 Ah lades med en ladestrøm på 2 til 4 A under normal lading. - Hurtiglading: Batterier som raskt blir helt utladet kan delvis lades igjen ved hjelp av hurtiglading. Ladestrømmen er 30 til 50 % av batterikapasiteten. For et batteri med en kapasitet på 40Ah er ladestrømmen 12 til 20 A. Hurtiglading brukes ikke så ofte. Mange hurtigladere kan også brukes som startstarter og vanlig lader.
- Vedlikeholdslading: Hvis et batteri ikke brukes over lengre tid, oppstår spenningstap på grunn av selvutlading. Ved å hele tiden koble en vedlikeholdslader til batteriet, holdes batteriet alltid fullt. Ladestrømmen er omtrent 0,1 % av batterikapasiteten. Et batteri med en kapasitet på 40 Ah lades da med en strøm på 0,04 A. Det finnes batteriladere som automatisk går over til vedlikeholdslading ved slutten av normal lading.
- Bufferlading: Ved bufferlading er både forbrukerne og ladeenheten koblet til batteriet. Laderen leverer en slik strøm at batteriet forblir praktisk talt fullt. Batteriet leverer toppstrømmen til brukerne. Bufferlading skjer når dynamoen lader batteriet og samtidig leverer strøm til brukerne. Generatoren har en spenningsregulator som er satt til 14,4 V for en 12 Volt installasjon. Etter oppstart hurtiglader dynamoen en stund. Ladestrømmen synker kraftig under kjøring. Når batteriet er fulladet, blir ladestrømmen så liten at laderen bare holder batteriet ladet.
Står bilen i garasje er det greit å ha batteriet på vedlikeholdsladeren. Batteriet har da lavere levetid enn et batteri som ofte er utladet over lang tid og raskt lades opp av dynamoen. Et batteri blir utladet hvis en forbruker forblir på når motoren er slått av (for eksempel belysningen). Hvis et batteri er dypt utladet (batteriet er helt tomt), vil batteriet bli skadet internt. Dette forkorter levetiden drastisk.
kapasitet:
Kapasiteten til batteriet er den maksimale mengden elektrisk energi som batteriet kan inneholde. Kapasiteten uttrykkes i Ah (ampere-time) Kapasiteten bestemmes ut fra testresultatene. Eksempel: Et batteri har en kapasitet på 60 Ah. Dette batteriet kan levere en strøm på 20A i 3 timer. (60Ah : 20t = 3A). Terminalspenningen vil ikke falle under 1,75V per celle.
Kaldstartstrøm:
Generelt kan det antas at størrelsen på kaldstartstrømmen er 4 til 5 ganger kapasiteten til batteriet. Kaldstartstrømmen gir informasjon om hastigheten batteriet kan levere elektrisk energi med. For startbatterier som brukes i biler er kaldstartstrømmen enda viktigere enn kapasiteten. Kaldstartstrømmen avtar kraftig når temperaturen synker. Dette er fordi de kjemiske reaksjonene går mye langsommere ved lavere temperatur. Forholdene som kaldstartstrømmen måles under, er bestemt på forhånd.
I henhold til DIN-standardene: kaldstartstrømmen er den maksimale strømmen som batteriet kan levere ved en temperatur på 255 K (-18 grader) i en viss tid, med tilstrekkelig spenning:
- Etter 30 sek. Utladet med kaldstartstrømmen skal terminalspenningen fortsatt være minst 1,5 V per celle.
- Etter 150 sek. Ved utlading med kaldstartstrømmen må klemmespenningen fortsatt være minst 1V per celle.
Koble fra batteripolene:
Batteriet må kobles fra under visse arbeider (f.eks. kollisjonsputer, startmotor, dynamo). Ellers kan det oppstå en kortslutning eller en kollisjonspute kan utløses utilsiktet. I disse tilfellene er det tilstrekkelig å demontere den negative polen. Den positive polen kan da forbli på batteriet. Fjern aldri bare den positive polen! Hvis den berører karosseriet (som fungerer som jord og derfor er koblet til minuspolen), vil det oppstå en kortslutning. Når batteriet fjernes, skal alltid den negative polen fjernes først og deretter den positive polen.
Et batteri bør aldri kobles fra mens motoren går. Dagens motorer er fullstendig elektronisk styrt. Elektronikken kan bli alvorlig skadet av toppstrømmene som kommer fra dynamoen.
Tidligere kunne en (ikke-elektronisk styrt) dieselmotor kobles fra på denne måten, fordi drivstoffpumpen var mekanisk drevet og injektorene åpnet ved et visst innsprøytningstrykk. Den mekaniske operasjonen gjorde at motoren kunne fortsette å gå uten batteri etter start.
Oppstart med startkabler:
Hvis batteriet er tomt, må batteriet lades før motoren kan startes igjen. Dette er mulig å installere batteriet på en annen bil ved hjelp av startkabler. Det er viktig at det brukes gode (tykke) startkabler. Tynne kabler genererer mye motstand ved høye strømmer og blir derfor veldig varme. Det er en sjanse for at en tyngre/større motor ikke kan startes med kabler som er for lette.
Rekkefølgen på forbindelsen er viktig; Koble aldri pluss (rød) og minus (svart) kabel til 1 batteri samtidig, for da kan du fort få kortslutning på grunn av at kontaktene på den andre siden av kabelen berører hverandre. Følg derfor denne rekkefølgen:
- Koble den negative kabelen til den ene bilen og den andre siden av den negative kabelen til den andre bilen.
- Koble deretter den positive kabelen til den ene bilen og deretter til den andre. Det spiller ingen rolle om plusskabelen kobles til først og deretter minuskabelen, eller omvendt.
Nå er begge batteriene parallelle med hverandre. Hvis batteriene er parallelle, forblir spenningen 12v. Så det er ikke slik at den totale batterispenningen nå er 24 volt. Det ville vært tilfelle hvis batteriene var seriekoblet, noe som skjer med for eksempel elektriske/hybridbiler. For mer informasjon om serie- og parallellkretser (med motstander som eksempel), se siden strøm, spenningsmotstand.
Nå som batterikablene er koblet til, lader dynamoen til den "ladede" bilen det tomme batteriet. Det er best å la dette stå i et minutt, ellers kan det hende at motoren ikke kan startes. Spesielt hvis dette er en tung dieselmotor. Etter et minutt (eller lenger) kan bilen startes med tomt batteri.
Handlingene som tas ved demontering av startkablene er også viktige; Fordi bilen som gir starthjelp til den andre bilen likevel overfører mye ladestrøm via startkablene til det tomme batteriet, er det ikke greit å ta ut startkablene i ett strekk. Ladestrømmen/spenningen er veldig høy ved lading, men når du kobler fra en kabel kan ikke strømmen gå noen steder, bortsett fra inn i din egen bilelektronikk. Det er da en strømtopp, som også kan havne i kontrollenhetene. Dette problemet kan forebygges ved å slå på alle storforbrukere i ladebilen (dvs. bilen som lader det tomme batteriet). Tenk på bakruteoppvarming, belysning om nødvendig. setevarme osv. Ved demontering av startkabel kan toppstrømmen fordeles i disse komponentene som allerede krever mye strøm. Kontrollenhetene blir da skånet. Demontering av startkablene gjøres også i samme rekkefølge som å koble dem til; først pluss- eller minuskabelen til begge bilene, og deretter den andre. Fjern aldri begge fra ett batteri samtidig.
Det er best å lade et tomt batteri med en batterilader, fordi en dynamo lader det med maksimal ladestrøm. En batterilader justerer ladestrømmen til batteriets tilstand. Når et batteri er dypt utladet (dvs. når batterispenningen har sunket under 6 volt), blir det internt skadet. Dette forkorter levetiden drastisk.
Relatert side:
