Auto

Sfaturi pentru SOFERI: Cum se utilizeaza CORECT bateria auto?

Sfaturi pentru SOFERI Cum se utilizeaza CORECT bateria auto

Pentru a evita eventualele confuzii trebuie să menţionez că prin denumirea de „baterie auto” se înţelege o componentă care poate înmagazina energia electrică produsă de generatorul electric (alternatorul) unui automobil. Conform acestei definiţii pe post de baterie auto am putea folosi acumulatori cu plumb, cu litiu, cu nichel-cadmiu ba chiar şi condensatori electrici de foarte mare capacitate. Cu toate acestea, pentru aplicaţia de „baterie auto” doar acumulatorul cu plumb s-a dovedit a fi suficient de ieftin. De aceea, pentru marea majoritate a lumii, termenul de „baterie auto” este sinonim cu termenul de „acumulator cu plumb”.

Acum aş putea trece direct la recomandări privind utilizarea corectă a bateriilor auto, însă fără să ştii nimic despre cum funcţionează acestea vei fi tentat să ignori aceste sfaturi. Aşa că, întâi te invit să aruncăm întâi o privire peste principalele lucruri util de ştiut despre bateriile auto, apoi îţi fac nişte recomandări şi în cele din urmă vei putea decide singur şi obiectiv care din acele recomandări merită urmate.

Cum se utilizeaza CORECT bateria auto

Cum funcţionează bateriile auto ?

Principiul care stă la baza funcţionării bateriei auto a fost descoperit într-o zi a anului 1801 când un chimist francez făcea nişte experimente de electroliză. După deconectarea electrozilor de la sursa de alimentare, chimistul a constatat că între acei electrozi rămâne o anumită tensiune electrică. 50 de ani mai târziu acel fenomen a fost folosit pentru lansarea pe piaţă a primului acumululator cu plumb.

În zilele noastre, principial, o celulă de acumulator cu plumb este formată din:

  • o placă din plumb poros presat într-un grătar din plumb (neporos). Aceasta este legată la borna negativă a acumulatorului şi de aceea este numită placă negativă;
  • o placă din bioxid de plumb, poros, presat într-un grătar din plumb (neporos). Aceasta este legată la borna pozitivă a acumulatorului şi este numită placă pozitivă;
  • o placă realizată dintr-un material izolator din punct de vedere electric. Este numită separator şi are rolul de a evita contactul electric între cele două plăci;
  • o soluţie de electrolit, formată din 33% acid surfuric şi 67% apă (ambele exprimate în unităţi de masă). Cu această compoziţie, electrolitul are o densitate de 1,24 (adică 1 litru de electrolit cântăreşte 1,24Kg);
  • o carcasă din material plastic în care sunt conţinute toate elementele enumerate mai sus.

În figura 1 este prezentată poziţionarea spaţială a elementelor unei celule de acumulator cu plumb. Bioxidul de plumb (PbO2) poros este reprezentat de pătrăţelele roşii iar plumbul poros (Pb) de pătrăţelele albastre. Eficienţa unui acumulator cu plumb este dată de suprafaţa de contact dintre substanţele active de pe plăci (adică plumbul şi bioxidul de plumb) şi de aceea se impune ca acestea să aibă o structură poroasă. Trebuie să menţionez că în general, pentru mărirea capacităţii, o celulă de acumulator conţine mai multe perechi pereche de plăci pozitive/negative legate în paralel.

Structura unei celule de acumulator cu plumb - baterie auto

Figura 1. Structura unei celule de acumulator cu plumb (baterie auto). În dreapta este prezentată o secţiune a corpului din stânga.

În funcţie de regimul de lucru al acumulatorului (încărcare sau descărcare) în acesta au loc reacţiile prezentate în figura 2 [1]:

Reacţiile chimice baterie masina

Figura 2. Reacţiile chimice care apar într-un acumulator cu plumb.

Cu alte cuvinte:

  • la descărcare, acidul surfuric din electrolit intră în (ambele) plăci;
  • la încărcare, acidul surfuric este expulzat din plăci înapoi în electrolit.

Pe lângă aceste reacţii, în cazul supraîncărcării bateriei (când aceasta „fierbe”) sau atunci când este descărcată foarte rapid (când dai exagerat de mult la cheie) apare reacţia de hidroliză a apei, adică descompunerea ei în hidrogen şi oxigen.

Tensiunea furnizată de un acumulator cu plumb este undeva în jurul valorii de 2,1 volţi (în funcţie de starea de încărcare a acestuia). Această valoare este prea mică pentru aplicaţiile practice şi de aceea în practică celulele de acumulator sunt legate în serie pentru a se putea obţine o tensiunea mai mare. În ceea ce priveşte bateriile auto, aşa cum se poate vedea şi în figura 3, au în componenţă câte 6 celule de acumulator cu plumb legate în serie.

Structura Baterie Auto

Figura 3. Structura unei baterii auto (acumulator cu plumb) de 12[V].

Caracteristicile unei baterii auto

Tensiunea de lucru [V]. Chiar dacă bateriile auto sunt „cotate” la 12V, în stare complet încărcată acestea pot avea la borne chiar şi peste 12,5 V. De altfel, tensiunea de la borne (fără consumatori) este un indicator destul de precis al stării de încărcare a bateriei şi anume:

  • 12,65 V bateria este încărcată 100%;
  • 12,45 V bateria este încărcată 75%;
  • 12,24 V bateria este încărcată 50%;
  • 12,06 V bateria este încărcată 25%;
  • 11,9 V este valoarea sub care bateria este practic descărcată.

Pentru ca aceste măsurători să fie corecte, citirea lor trebuie să se facă după cel puţin 1-2 ore de la ultima încărcare a bateriei.

Randamentul [%] Este un parametru care ne arată cât din energia folosită la încărcare se înmagazinează în baterie şi respectiv, cât din energia din baterie poate fi extrasă din acesta. Acest parametru are valori cuprinse între 50 şi 90% şi este influenţat de viteza de încărcare/descărcare a bateriei. Pe scurt, dacă nu vrei ca 10-50% din energia bateriei sau a redresorului să se piardă aiurea prin căldură, se recomandă ca valoarea curentului de încărcare sau a celui de descărcare să nu depăşească 10-15% din valoare capacităţii [Ah] înscrisă pe eticheta bateriei.

Capacitatea [Ah]. Teoretic, este curentul pe care bateria îl poate debita timp de o oră fără ca tensiunea de la bornele sale să scadă sub 10,5 V [2]. Am spus teoretic pentru că dacă forţăm bateria să se descarce de tot în doar o oră riscăm să ne alegem cu o explozie sau cel puţin cu o baterie bună doar de aruncat.

Măsurarea capacităţii se face cu un curent de maxim 10-15% (sau pentru precizie maximă > 5%) din capacitatea bateriei. Testarea încetează în momentul în care tensiunea pe baterie scade la 10,5 V. Apoi se înmulţeşte valorea curentului de descărcare folosit cu numărul de ore trecute până la terminarea testării şi se obţine valoarea capacităţii în [Ah].

Curentul de pornire (CCA – Cold Cranking Amp) [3]. Reprezintă curentul maxim pe care bateria respectivă îl poate da la o temperatură de -18°C fără ca tensiunea la borne să scadă sub 7,2 [V]. După cum se observă din definiţie, valoarea acestuia este destul de greu de măsurat aşa că în mod obişnuit se face apel la tester-e digitale care estimează valoarea curentului de pornire pe baza rezistenţei electrice interne a bateriei.

Menţionez că de multe ori chiar şi cei care lucrează în domeniu confundă valoarea curentului de pornire (CCA) cu capacitatea bateriei [Ah]. Le-am explicat pe ambele mai sus şi deci sper să nu le confunzi şi tu.

Viteza de autodescărcare. Autodescărcarea este fenomentul reducerii cantităţii de energie electrică acumulată într-o baterie auto atunci când bornele acesteia nu sunt conectate la nici un fel de consumator. Viteza de descărcare este puternic dependentă de temperatură. Astfel, considerând că avem de-a face cu o baterie complet încărcată, aceasta se va autodescărca [4]:

  • ~ 6% pe lună la o temperatură de 0°C;
  • ~ 20% pe lună la o temperatură de 25°C;
  • ~ 35% pe lună la o temperatură de 60°C.

Cu sau fără întreţinere ? La bateriile auto de generaţie mai veche era necesar ca periodic (anual) să se completeze nivelul de electrolit cu apă distilată. Această operaţiune era necesară deoarece în anumite situaţii (la supraîncărcare accidentală sau pur şi simplu când era prea cald afară) apa din electrolit se evapora parţial.

Spre deosebire de acestea, în ultimii ani au apărut aşa zisele baterii auto fără întreţinere (maintenance free, VRLA – Valve Regulated Acid Battery etc.). Acestea au adoptat soluţii de reducere a emanărilor de gaze sau vapori şi astfel, nemaiexistând pierderi de substanţă dispare necesitatea completării vreunui deficit de electrolit. Cu toate acestea pot apare situaţii accidentale în care componentele bateriei auto degajă cantităţi considerabile de gaze care pot duce la explozia bateriei. Pentru a evita aceste situaţii, bateriile auto fără întreţinere sunt dotate cu o supapă de suprapresiune. Există două categorii de baterii auto fără întreţinere:

  • AGM – Absorbed Glass Mat. Acestea au separatorul format dintr-o ţesătură din fibră de sticlă care prin suprafaţa mărită de contact cu electrolitul reduce practic total tendinţa de evaporare a apei. Bateriile auto de tip AGM costă de circa două ori mai mult decât bateriile auto clasice;
  • cu gel. În această situaţie electrolitul este amestecat cu pulbere de siliciu, amestec care astfel se transformă într-o materie gelatinoasă. Principala consecinţă este aceeaşi ca şi la AGM: se reduce foarte mult tendinţa de evaporare şi/sau hidroliză a apei. Bateriile auto cu gel costă de circa 5 ori mai mult decât cele clasice.

Chiar dacă sunt atât de scumpe, bateriile auto fără întreţinere elimină necesitatea completării electrolitului, pot fi montate în orice poziţie, în utilizare normală au 0 emisii gazoase, pot fi încărcate de 2-3 ori mai repede şi rezistă mai bine la şocuri şi vibraţii în comparaţie cu bateriile auto clasice. În ceea ce priveşte dezavantajele, le menţionez doar pe cele mai neplăcute: sunt mai puţin tolerante la supraîncărcare şi în general au o durată de viaţa mai redusă decât bateriile auto clasice

Uzarea bateriilor auto

Pentru a înţelege recomandările cu privire la prelungirea duratei de exploatare a unei baterii auto trebuie să înţelegi în prealabil şirurile de evenimente care pot duce la degradarea performanţelor acesteia. Aşadar, cele mai frecvente scenarii de uzare a bateriilor auto sunt:

  • Sulfatarea lentă [5]. Aşa cum se observă din figura 2, la fiecare descărcare a unei baterii auto, acidul din electrolit se refugiază pe plăcile acumulatorului sub formă de sulfat de plumb (PbSO4). Aceasta este o substanţă păstoasă care în timpul încărcării acumulatorului se dizolvă în electrolit. Problema este că nu toată cantitatea de sulfat de plumb se dizolvă înapoi în electrolit – o mică parte rămâne şi se întăreşte. Cu timpul, suprafaţa acoperită de acest sulfat de plumb întărit creşte ceea ce determină scăderea suprafeţei de contact dintre plăci şi electrolit şi implicit se reduce capacitatea bateriei. Acest fenomen este determinat de numărul ciclurilor de încărcare/descărcare.
  • Menţinerea bateriei parţial încărcată. Apare atunci când bateria este folosită pe maşini în care motorul este pornit foarte des, cum ar fi cazul taxiurilor sau al maşinilor şcoală. Pornirile dese solicită mult bateria şi în acelaţi timp nu-i oferă suficient timp să se încarce corespunzător.
  • Suflatarea rapidă. Apare atunci când uiţi bateria descărcată (cu o tensiune de sub 12-12,5V la borne) zile sau săptămâni la rând. În această situaţie sulfatarea lentă este puternic accelerată.
  • Descărcarea rapidă. Poate apare atunci când dai la cheie exagerat de mult (mai mult de 5 secunde). În această situaţie electrolitul elimină o cantitate de gaze a căror presiune poate deschide supapa de suprapresiune a bateriilor fără întreţinere. Ţinând cont că în acest caz nivelul de electrolit nu poate fi completat, bateria va rămâne cu un electrolit de proastă calitate şi implicit va avea o capacitate mai redusă. Chiar dacă în cazuri mai rare, descărcarea rapidă poate provoca explozia bateriei.
  • Şocuri şi vibraţii mecanice. Mersul cu viteză pe teren accidentat sau cu gropi sau lovirea bornelor poate duce la desprinderea de substanţă activă de pe plăcile bateriei, fapt care produce reducerea capacităţii bateriei. Mai mult, nivelul de substanţă activă depusă pe fundul bateriei poate creşte până la limita la care poate produce scurtcircuitarea plăcilor acestuia.
  • Ciclurile de încărcare/descărcare. Încărcarea produce umflarea plăcilor iar descărcarea produce dezumflarea acestora. Acest regim de lucru favorizează măcinarea lentă a substanţei active creând aceleaşi probleme ca şi în cazul punctului discutat anterior.
  • Îngheţarea electrolitului. La descărcarea exagerată a unei baterii auto, electrolitul ajunge să fie format practic doar din apă. Din acest motiv, iarna există riscul ca electrolitul să îngheţe, să se umfle şi să provoace fisurarea carcasei şi a plăcilor bateriei.

Sfaturi pentru prelungirea duratei de utilizare

Elementul comun a recomandărilor de jos este următorul: cu cât o baterie auto este menţinută mai mult timp complet încărcată, cu atât va avea o viaţă mai lungă. Bineînţeles, acest lucru este valabil doar în cazul unei utilizări normale, fără şocuri sau vibraţii excesive, fără supraîncărcări accidentale etc. Toate recomandările de mai jos sunt utile şi realiste însă este posibil să crezi că ar fi prea incomod să ţii cont de toate. Nu te condamn, însă în acest caz este bine să ştii că durata de viaţă a bateriei tale depinde de câte din recomandările de mai jos vor fi respectate. Şi acum să începem:

  • nu opri motorul la semafor sau ori de câte ori ştii că nu vei staţiona mai mult de 2-3 minute;
  • înainte de a porni motorul opreşte toţi consumatorii posibili (faruri, sistem audio, AC etc.);
  • o dată sau de două ori pe lună (sau mai des dacă vrei) verifică dacă tensiunea bateriei este de cel puţin 12,5 volţi. În caz contrar bagă redresorul pe ea pentru minim 2-3 ore. Lucrul acesta este foarte important de făcut dacă circuli aproape exclusiv în oraş (adică dacă faci porniri dese ale motorului). Lucrul acesta este şi mai important de făcut IARNA, pentru că vei evita îngheţarea bateriei. Te rog să ţii minte că măsurarea tensiunii pe baterie trebuie să se facă după minim o oră de la oprirea motorului (sau a redresorului), pentru că abia atunci tensiunea de pe baterie se stabilizează;
  • evită să foloseşti consumatorii de curent de pe maşină atunci când motorul este oprit.

Reactivarea bateriilor auto uzate

Dacă ne-am ales cu o baterie auto uzată (care nu se încarcă sau care se descarcă rapid) putem încerca să o reactivăm şi s-o repunem pe picioare. Mă rog, o baterie uzată nu va mai fi niciodată ca nouă, dar totuşi poate fi readusă într-o stare în care poate fi folosită încă mult timp. Din câte ştiu, există doar două metode eficiente de reactivare a unei baterii auto:

Spălarea bateriei, este procedeul cel mai eficient de reactivare. Presupune eliminarea electrolitului vechi, înlocuirea acestuia cu apă distilată, agitarea bateriei (pentru ca apa să desprindă depunerile de pe fundul bateriei) şi apoi eliminarea apei îmbibate cu sedimentele de pe fundul bateriei. Dacă stratul de sedimente nu s-a eliminat complet, se mai face încă o clătire cu apă distilată. În cele mai multe cazuri, spălarea cu apă distilată este suficientă pentru a recupera tot ce se mai poate din performanţele bateriei. Dacă doreşti ca reactivarea să fie şi mai completă, poţi încerca să realizezi un ciclu de încărcare/descărcare complet în care o parte din acidul înţepenit în plăci se poate dizolva în apa distilată. La sfârşit, apa distilată din baterie se înlocuieşte cu electrolit corespunzător şi cu puţin noroc, te alegi cu o baterie reparată.

Se subînţelege că acest procedeu nu poate fi aplicat bateriilor fără întreţinere.

Aplicarea de impulsuri electrice. Această metodă se bazează pe faptul că dacă între bornele bateriei se aplică impulsuri mari de tensiune, sulfatul de plumb întărit pe plăci se poate sparge şi sedimenta pe fundul bateriei, eliberând astfel zone importante din suprafaţa activă a plăcilor. Este o metodă comodă (în comerţ sunt multe aparate care funcţionează pe acest principiu) însă nu are mereu rezultate la fel de bune ca şi spălarea bateriei. Oricât de bine ar funcţiona metoda impulsurilor electrice, mizeria bateriei tot în cutia acesteia rămâne.

prelungire baterie auto

Mie îmi place să văd componentele unui sistem ca pe nişte persoane: dacă le înţeleg şi satisfac nevoile, acele componente nu se „îmbolnăvesc” decât foarte rar. Aşadar, sper că am reuşit să îţi prezint ce nevoi au bateriile auto şi implicit cum trebuie să te „comporţi” cu ele astfel încât să te poţi folosi de ele cât mai mult timp.

Dacă ţi-a plăcut acest articol, distribuie-l mai departe în grupul tău de prieteni !

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *