Vanliga batterifrågor och förklaringar

Transkript

1 Vanliga batterifrågor och förklaringar Vad är ett batteri? I princip så är ett batteri (ackumulator) en anordning som kan lagra energi för senare användning. Det förtjänar att genast sägas att förhållandevis ganska lite energi kan lagras. Ett vanligt bilbatteri på 75 amperetimmar kan inte lagra mer energi än man kan köpa i hushållet för en enda krona (vid 1 kr/kwh)! Batteriet är uppbyggt av galvaniska celler som är en mycket enkel anordning bestående av två elektroder (en anod och en katod) och flytande elektrolyt i en behållare. Batteriet tillverkar inte energi, det lagrar energi. Precis som man lagrar t.ex. bensin i en tank för senare användning. Vid inlagring eller frigörande av energin förändras kemikalierna i batteriet. Detta repeteras många gånger i ett laddningsbart batteri (ackumulator). Batteriets verkningsgrad, dvs. effektivitet är inte hundraprocentig eftersom energi förloras i form av värme och kemikaliska reaktioner då batteriet laddas resp. urladdas. Om man använder t.ex W ur ett batteri så kan det krävas 2400 W eller t.o.m. mera att åter ladda det fullt. Ett batteri klassat som 200 Ah vid 5 timmars urladdning kan klassas som: 260 Ah vid 20 timmars urladdning. 310 Ah vid 48 timmars urladdning. Ett normalt effektivitetsvärde för s.k. fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA) är % och för alkaliska och NiCad (Nickel/Kadmium) batterier 65 %. Det är viktigt att notera att SAMTLIGA batterier som normalt sett används i traktionära sammanhang är s.k. fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA). Detta inkluderar 1) vätskebatterier, 2) s.k. Traktionär drift: (traktion=dragning) Framdrift av lokomotiv, spårvagnar, automobiler och motorbåtar (truckar). (Nordisk Familjebok) gelbatterier med syra i gelé/fast form (dryfit) och 3) AGM (Absorbed Glass Mat = moderna batterier med elektrolyten bunden i en glasfibermatta mellan plattorna). Samtliga använder sig av samma kemiska process. Dock kan själva plattornas konstruktion variera signifikativt. NiCad, NI Iron (NiFe) och andra typer kan finnas i vissa system men dessa är inte vanliga pga. det höga priset och låga effektivitet. Hur länge håller ett batteri? Batteriets livslängd varierar kraftigt beroende på hur det används, underhålls, laddas, temperatur och andra faktorer. I extrema fall kan stora variationer förekomma. Vi har sett batterier förstöras på mindre än ett år pga. upprepade överladdningar och vi har hört om stationära telefonbatterier som endast belastats 5 10 ggr/år som hållit 25 år. Vi har sett batterier med elektrolyten i gelé/fast form förstörda redan första dagen då dessa överladdas med laddare av biltyp. Vi har också sett golfbilsbatterier förstörda utan att dessa någonsin använts pga. att dom lämnats oanvända och oladdade i ett varmt garage ett helt år. Även s.k. torrladdade (där man fyller på batterisyra då man tar dom i drift) överlever max. ca 18 månader eftersom dessa inte är helt torra (några är helt torra men dessa är svåra att finna, dom flesta skeppas med fuktiga plattor). Olika batteri typer? Batterierna indelas i två typer. 1. Applikation (vad dom används till) 2. Konstruktion (hur dom är byggda).

2 2 Huvudsakliga applikationer är för fordon, marin och traktionära (deep cycle). De traktionära inkluderar solenergi (PV) reservkraft och RV husbils/båt batterier. De huvudsakliga konstruktionstyperna är vätskefyllda, s.k. gelé med elektrolyten i gelé/fast form och AGM (Absorbed Glass Mat på engelska). AGM batterierna kallas ibland för undernärd elektrolyt eller torra pga. att glasfibermaterialet endast till 95 % är genomdränkt med svavelhaltig syra och att det inte finns någon överflödig vätska. Vätskebatterier är måhända standard, med fråntagbara korkar eller s.k. underhållsfria (dvs. dessa har designats för att tvärdö en vecka efter att garantin gått ut). Alla gelé batterier är slutna medan ett fåtal är ventilreglerade, vilket betyder att en liten ventil håller ett litet övertryck. Nästan alla AGM batterierna är slutna med ventilreglering, vanligtvis kallade VRLA som betyder Valve Regulated Lead Acid. (På svenska Ventil Reglerade Bly Syra). De flesta ventilreglerade batterierna har ett visst tryck, 1 4 PSI på havsnivå. Vad är det för skillnad på start traktionära (deep cycle) och marinbatterier? Startbatteri Startbatterier används för att start och körning av fordon. Principen är att ge så mycket startström som möjligt under en mycket kort tidsintervall. Startbatterierna har därför ett stort antal tunna blyplattor för att ge största möjliga yta för syran att jobba mot. Plattorna har komponerats av ett bly svamp, liknande en skumsvamp till konstruktionen. Detta ger en mycket stor yta men om batteriet djupurladdas så förbrukas denna svamp och faller till botten av kärlet. Startbatterierna förstörs efter djupurladdningar men kan hålla för tusentalts cykler vid användning under normala startförhållanden (2 5 %) urladdning. Traktionära batterier Traktionära batterier har konstruerats för urladdningar ned till 80 % gång på gång och har därför MYCKET TJOCKARE PLATTOR. Den största skillnaden mellan ett riktigt traktionärt batteri och andra är att plattorna är SOLIDA blyplattor (ej svamp som på startbatterier) eller av rörcellstyp dvs. där rören i dom positiva plattorna omsluter det aktiva materialet som omger blyledarna. Tyvärr är det ofta omöjligt att veta vad det är du egentligen köper på lågprisställen som specialiserat sig på startbatterier. Det populära golfbilsbatteriet är generellt sett ett semi traktionärt batteri bättre än ett startbatteri, bättre än ett marinbatteri men inte alls lika bra som ett riktigt traktionärt batteri med solida blyplattor eller plattor av rörcellstyp. Å andra sidan så är golfbilsbatteriet mycket vanliga och därför rätt så ekonomiska för små till mellanstora system. Traktionära industribatterier Ibland kallade truckbatterier, traktionära eller stationära batterier används när energi behövs under en lång tid. Dessa är därför konstruerade för djupurladdningar ned till 80 % eller till 20 % av full laddning. Dessa kallas för det mesta traktionära batterier för deras användning i truckar, golfbilar, sop och skurmaskiner. Traktionära batterier har mycket tjockare plattor än bilbatterier. Marinbatteri Många (de flesta?) marinbatterierna är vanligtvis hybrider och faller mellan start och traktionära batterier, medan några enstaka är av riktig traktionär typ. I hybridbatterierna kan plattorna komponerats av blysvamp men är grovkornigare och tyngre än det som används i startbatterier. Det är ofta svårt att veta vad man får då man köper ett marinbatteri men dom flesta

3 3 är hybrider. Det enda säkra sättet att ta reda på vad man får är att köpa ett och såga itu det knappast ett alternativ. Termerna marin deep cycle, marin traktionär överanvänds ibland i reklamen. Batterier av hybridtyp bör inte urladdas till mera än 50 %. Plattornas tjocklek. Tjockleken på den positiva plattan har stor betydelse p.g.a. faktorn nätgallerkorrosion. Denna rankas bland de tre främsta orsakerna till ett batterihaveri. Den positiva (+) plattan är den som gradvis blir uppäten med tiden och slutligen finns det inget kvar av den. Allt har fallit till botten som slam. Tjockare plattor ger längre livslängd dvs. om de andra faktorerna är lika så har batteriet med dom tjockaste plattorna den längsta livslängden. Bilbatterier har ofta en platttjocklek på ca 1 mm medan truckbatterier kan ha plattor som är tjockare än 7,0 mm, dvs. nästan 7 gånger tjockare än på bilbatterier! Typiska tjocklekar på golfbilsbatterier är 1,8 till 2,7 mm. De flesta traktionära industribatterierna använder Bly Antimon plattor hellre än de Bly Kalcium som används i AGM eller s.k. gelbatterier med elektrolyten i gelé/fast form av traktionär typ. Antimon ökar plattornas livslängd och styrka men ökar gasningen och vattenförlusten. Pga. detta måste de flesta industribatterier kontrolleras ofta avseende vätskenivån om man inte använder s.k. hydrokorkar. Självurladdningen av batterier med Bly Antimon plattor kan vara hög upp till 1 % per dag på ett äldre batteri. Ett nytt AGM batteri har en urladdning på 1 2 % per månad medan ett gammalt har det dubbla. Vilka är de vanligaste batterikonstruktionsmaterialen? Nästan samtliga större laddningsbara batterier i allmän användning är av typ s.k. fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA). Typisk elektrolyt är till 30 % svavelhaltig och till 70 % vatten vid full laddning. Det finns också några NiCad (Nickel/Kadmium) som används men den höga initialkostnaden och den höga användningskostnaden, rättfärdigar inte dem. NiCad batterierna är dessutom mycket dyra och ineffektiva, ett typiskt mått är 65 %. De flesta AGM batterierna motstår också frysning utan problem även om batteriet kan leverera lite eller ingen ström alls då det är fruset. Vilka ämnen finns i en blyackumulator och hur det fungerar? Den aktiva massan i den positiva plattan är en svartbrun blydioxid (PbO2) d.v.s. en blandning av bly och syre. I den negativa plattan finns en grå porös s.k. blysvamp (Pb) som fungerar som den aktiva massan. Som elektrolyt används en blandning av svavelsyra och destillerat vatten. Då batteriet urladdas förenas den positiva plattans syre (O) och batterisyrans väte (H) och blir till vatten H2O. Den positiva plattans bly och syrarester SO4 förenas samtidigt till blysulfat PbSO4. Den negativa plattans bly och syrarest SO4 förenas och blir till blysulfat. Reaktionerna fortgår så länge som någon strömförbrukare är tillkopplad eller tills batteriet är urladdat. Det urladdade batteriets syrarester är mycket svag. Nästan alla syrarester har förflyttat sig till plattorna och den positiva plattans syre har samtidigt förenat sig med batterisyrans väte och bildat vatten. Batterivätskans specifika vikt har fallit till 1,10 och närmar sig vattnets 1,0. Då batteriet laddas sker processen i omvänd ordning. Batterivätskans syre förenar sig med den positivaplattans bly. Plattornas syrarester förenar sig med batterivätskans väte. Batterivätskans syradensitet ökar upp till 1,285 då batteriet är fulladdat.

4 4 Vad menas med elektrolyt? Elektrolyten, även kallad syran som finns i ett blybatteri är en blandning av i huvudsak destillerat vatten och svavelsyra. Det finns även s.k. gelad elektrolyt i de s.k. dryfit underhållsfria eller rekombinerade systemet som det också kallas. Där har elektrolyten en gelé/fast form. Vad är slutna batterier? S.k. slutna batterier görs med korkar d.v.s. ventiler som inte kan avlägsnas. De s.k. underhållsfria batterierna är också slutna men är inte läckagefria. Slutna batterier är inte helt slutna eftersom dom måste ventilera gasen vid laddning. Om dessa överladdas för många gånger så kan vissa av dessa batterier förlora så mycket vätska att dom dör i förtid. I de flesta mindre traktionära batterierna användes Bly Kalcium plattor för ökad livslängd medan de flesta industri och truckbatteritillverkarna använder Bly Antimon för en högre hållfasthet. Vad är s.k. gelad elektrolyt? S.k. gelbatterier innehåller syra som blivit till en gelé liknade solid massa genom att tillsätta Silika Gel (kiselhaltig gel). Fördelen med dessa batterier är att det är omöjligt att spilla syra även om batteriet skulle spricka. Denna batterityp har några nackdelar, en är dom måste laddas långsammare (C/20) för att förhindra gasen att förstöra cellerna. För det andra så kan dessa inte bli snabbladdade med laddare av biltyp utan att bli permanent förstörda. Detta är normalt sett inget problem när det gäller solcellssystem men om en reservgenerator eller högkapacitetsladdare används så måste strömstyrkan anpassas till tillverkarens specifikationer. Några andra nackdelar med celler av gelé typ är att dessa måste laddas med en lägre spänning (0,2 volt lägre) än vid laddning av vätske eller AGM batterier. Om batteriet överladdas så kan ihåligheter uppstå i gelén vilket inte går att reparera utan påföljden är en sämre kapacitet. I varma klimat så kan vätskeförlusten bli så stor på 2 4 år att vanliga batterier förstörs i förtid. Batterier som bl.a. kallas underhållsfria dryfit, ventilreglerade, slutna och rekombinerade med gelad elektrolyt har dock många fördelar också, bl.a. behövs ingen vattenpåfyllning då den lilla gasmängd som bildas återgår till batteriet i form av vatten tack vare en kemisk process. Ingen vattenpåfyllning behövs. Elektrolyten i gelé/fast form gör att batteriet inte läcker även om det skulle spricka. Inget stänk uppstår heller vid laddning. Gelén gör batteriet mycket tåligt mot skakningar och kyssar, oftast behövs ingen extra dyrbar ventilationsutrustning pga. den obefintliga gasningen vid laddning. Lägg därtill att dom tål djupurladdningar bra och att kringutrustning som ögonduschar och skyddskläder inte behövs så har man en bra totalekonomi. Vad är AGM (Absorbed Glass Mat) batterier? En nyare typ av slutna batterier använder sig utav ABSORBERANDE GLASFIBER eller AGM mellan plattorna. Detta är en mycket fin fibermatta av Boron Silikat. Denna typ utav batterier har alla de fördelar som gelé batterierna, men kan emotta mycket mera våld och misskötsel. AGM batterierna kallas ibland för batterier med undernärd

5 5 elektrolyt eller torra pga. av att glasfibermaterialet endast är till 95 % genomdränkt med svavelhaltig syra och att det inte finns någon överflödig vätska. AGM batterierna har flera fördelar gentemot både s.k. gelé batterier med syran i gelé/fast form och vätskebatterier, i det stora hela till samma kostnad som för s.k. gelbatterier: Eftersom all elektrolyt (syran) är innesluten i glasfibermaterialet så kan dom inte läcka, inte ens om dom skulle spricka. Detta innebär att eftersom dessa batterier inte klassas som farligt gods så blir transportkostnaderna lägre. Ytterligare fördel är att då det inte finns någon vätska som kan frysa eller expandera så kan dom inte frysa sönder. Nästan alla AGM batterier är rekombinerade vilket innebär att syret och vätet återbildas inuti batteriet. Detta system utnyttjar gasfasövergången av syre till den negativa plattan för att återbilda den tillbaka till vatten medan man laddar, vilket förhindrar vattenförlust pga. elektrolys. Återvinningen är +99 % vilket betyder nästan ingen vätskeförlust. De laddningsspänningar som behövs är desamma som vilket annat standardbatteri som helst och därmed har man inte problem med inkompatibla laddare, speciella justeringar eller laddarkontroller. Dessutom är det inre motståndet extremt lågt vilket innebär att det knappt sker någon upphettning trots att man laddar med en stor laddningsström eller har ett stort strömuttag. De flesta AGM batterierna har ingen gräns för strömstyrka vid laddning eller urladdning. Självurladdningen är mycket liten, från 1 3 % per månad är vanligt. Dessa kan m.a.o. lagras längre än standard batterier utan att man behöver ladda dem. AGM batterierna läcker ej vätska. Även under kraftig överladdning så är förlusten långt under 4 % som gäller som max. inom t.ex. för flyg och slutna utrymmen. Plattorna i AGM är tätt packade och stabilt fästa och håller därför bättre för stötar och vibrationer än sedvanliga batterier. Trots alla nämnda fördelar med AGM batterierna så finns det fortfarande utrymme för traktionära s.k. fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA). AGM batterierna kostar 2 3 gånger mera än traktionära vätskebatterier av samma kapacitet. Många installationer där man inte behöver bry sig speciellt om gasning eller syraspill så är standard eller traktionära vätskebatterier ett mera ekonomiskt alternativ. AGM batteriernas fördelar är: Inget underhåll, helt slutna gentemot gaser, väte eller läckagefria även om skalet spricker. AGM fryser dessutom inte. Trots allt så behöver inte alla dessa fördelar! Vad är temperatureffekten på batterier? Batteriets kapacitet, dvs. hur många amperetimmar det kan lagra, reduceras då temperaturen sjunker och ökar då temperaturen stiger. Av denna anledning är startbatteriet på din bil ibland dött en kall vintermorgon trots att det fungerade fint när du kom hem. Om ditt batteri under en del av året står kallt så måste hänsyn tas till denna reducerade kapacitet då systemet dimensioneras. Standardangivelsen för batteri är en rumstemperatur på +20 grader Celsius. Vid 20 grader Celsius är den strömstyrka man får ut ur batteriet endast 30 %. Vid +50 garder Celsius är kapaciteten 12 % högre. Batteriladdningsspänningen skall också ändras också med temperaturen. Den varierar från ca. 2,74 volt per cell vid 40 grader Celsius till 2,3 volt per cell vid +50 grader Celsius. Pga. detta bör man ha temperaturkompensation på laddaren eller laddregulatorn om

6 6 batterierna står inomhus och/eller utsatta för stora temperaturvariationer. Vissa regulatorer har inbyggd temperaturkompensation vilket fungerar utmärkt om regulatorn har samma temperatur som batterierna. Om batterierna däremot står ute och regulatorn/laddaren inomhus så fungerar det inget vidare. Ett annat problem blir den stora termiska massa som ett batteripaket bygger upp. I och urladdningscykler kontra livslängd? En cykel för ett batteri är en komplett urladdning och en återladdning. Normalt sett kan man säga att batteriet urladdas från 100 % till 20 % och sedan tillbaka till 100 %. Observera dock att det ofta finns andra mått för djupet av urladdningscykeln. De vanligaste är 10 %, 20 % och 50 %. Man måste vara noggrann när man bedömer för hur många cykler batteriet är uppgivet att klara om det inte också framgår hur djupt det blivit urladdat. T.ex. uppges många golfbilsbatterier klara 550 cykler vid 50 % urladdning, vilket ger en livslängd på ca 2 år. Batteriets livslängd är direkt relaterat till hur djupt det urladdas varje gång. Om batteriet urladdas till endast 50 % varje dag så håller det dubbelt så länge som om det hade urladdats till 80 %. Om det urladdas till endast 10 % så håller det ungefär 5 gånger längre än det gjort vid en urladdning till 50 %. Det finns dock en praktisk sida också man vill knappast ha 2 ton batterier staplade i en hög bara för att reducera djupurladdningen. Det mest praktiska är att sikta på 50 % reguljär djupurladdning. Detta innebär inte att man inte ibland kan gå ned till 80 %. Det betyder bara att när man räknar ut hur stora batterier man skall ha och belastningen är känd så skall man sikta på 50 % djupurladdning. Detta ger den bästa lagrings kontra kostnadsfaktorn. Å andra sidan så finns det en gräns även här. Ett batteri som kontinuerligt urladdas 5 % eller mindre håller normalt sett inte lika länge som ett som urladdas till 10 %. Detta beror på att blyoxiden vid väldigt låga urladdningscykler tenderar att klumpa sig på den positiva plattan i stället för att bilda en jämn film. Vad menas med amperetimmar kapacitet? Samtliga djupurladdningsbatterier klassas i Amperetimmar (Ah). En amperetimme är en ampere på en timme, eller 10 ampere för 1/10 timme osv. Det räknas alltså ampere x timmar. Om du t.ex. har något som drar 40 ampere och du använder det i 40 minuter så har du använt 40 (ampere) x =0,667 timmar eller uträknat 26,7 Amperetimmar (Ah). En standard urladdningstid som används för solcellsbatterier, backupsystem och de flesta batterier som djupurladdas är 20 timmar (kallad C20) men även 10 (kallad C10) och speciellt 5 (kallad C5) timmar förekommer. Då 20 timmarsuppgiften anges, så avser man att en urladdning av batteriet till 10,5 volt över en 20 timmars period medan man samtidigt mäter hur många amperetimmar det levererar. C5 används speciellt för industribatterier eftersom detta är en typisk daglig cykel för t.ex. en truck. C100 förekommer speciellt i backup system för där är man intresserad av långtidskapaciteten. Varför uppges amperetimmar vid en viss urladdningstid? Detta beror på den s.k. Peukert effekten. Peukert värdet är direkt relaterad till batteriets inre motstånd. Dess högre inre motstånd, dess högre förluster vid laddning och urladdning, speciellt vid högre strömuttag. Detta innebär att ju snabbare batteriet urladdas dessto lägre kapacitet i amperetimmar (Ah). Följaktligen, om det töms långsammare så är kapaciteten (Ah) högre. Detta är viktigt då vissa tillverkare valt att uppge kapaciteten t.o.m. vid 100 timmar. Detta gör att

7 7 batteriet ser mycket bättre ut än vad det är i verkligheten. Här kan du se några typiska kapaciteter från ledande tillverkares datablad: Batterityp 100 timmars kapacitet 20 timmars kapacitet 8 timmars kapacitet Trojan T Ah 225 Ah Ej uppgivet US Battery 2200 Ej uppgivet 225 Ah 181 Ah Concorde PVX Ah 221 Ah 183 Ah Surette S460 (L 16) 429 Ah 344 Ah 282 Ah Tudor PgB34 5 timmars urladdning, kapacitet 102 Ah 6 timmars urladdning, kapacitet 106 Ah 8 timmars urladdning, kapacitet 111 Ah 10 timmars urladdning, kapacitet 114 Ah Sonnenschein dryfit traction block 6 Volt 5 timmars urladdning, kapacitet 160 Ah 10 timmars urladdning, kapacitet 195 Ah 20 timmars urladdning, kapacitet 220 Ah Ju längre användningstid desto mera Ah får man ur det. Se därför till att jämföra samma urladdningstider vid prisjämförelser mellan olika batterier. Kom även ihåg att jämföra livslängden dvs. s.k. cykler (om det ena har en livslängd på t.ex. 500 cykler och det andra på 1200 cykler vid jämförbar standarduppgivelse och priset är detsamma blir det ett lätt val). Dessutom måste man tyvärr också jämföra standarden för cykler. T.ex. så kan ett batteri uppges ha 1700 cykler enl. IEC 896 2, medan samma batteri enl. IEC har 1000 cykler! Hur mäter man batteriets laddningstillstånd? Laddningstillståndet eller snarare djupet av urladdningen kan mätas genom att mäta spänningen på en voltmeter (helst digital) och/eller batterisyrans specifika vikt med en s.k. hydrometer. Detta ger dock inte något svar på hur bra batteriet är i kapacitet dvs.(amperetimmar=ah). Endast ett belastningsprov kan visa detta. Hur gör man en belastningsprovning? När det är lösa sammankopplade celler med synliga poler/förbindningar (ovanligt numera) så kan man belasta varje cell med en stor strömstyrka (olika beroende på batteriets storlek). Samtidigt mäter man cellens spänning. Vid belastningsprovning av batterier där man inte kommer åt förbindningarna mellan cellerna pga. att dessa är ingjutna så testar man hela batteriet med en speciell mätare. Då man testar ett riktigt dåligt batteri så störtdyker spänningen snabbt nästan till noll. Det enklaste sättet att få en god uppfattning om kvarvarande kapacitet i ett batteri är att utsätta det för en kontrollerad urladdning över natten. Ett batteri på 75 Ah skall lätt klara 5 ampere (60 watt) över natten. När polspänningen har nått ned till 10,5 volt är batteriet tomt och med hjälp av åtgången tid kan man räkna ut kapaciteten. OBS ladda genast batteriet igen, då de kemiska processerna förstör ett urladdat batteri. Falsk kapacitet vad är det?

8 8 Ett batteri kan uppfylla alla krav för ett fulladdat batteri men ändå ha en mycket lägre kapacitet än det hade från början. Varför? Om plattorna är skadade, sulfaterade eller delvis gått länge så kan dessa ge en falsk bild av att vara fulladdade men i realiteten agera som om dessa vore betydligt mindre. Det samma kan ske med gelbatterier med elektrolyten i gelé/fast form om dessa överladdats och springor eller bubblor bildats i gelén. Det som finns kvar av plattorna kan vara fullt funktionsdugliga men med enbart 20 % av plattorna kvar. Batterierna blir oftast dåliga av andra orsaker innan de når denna förslitningsgrad, men det är något man bör veta då testen visar OK, men om kapaciteten sjunker fort eller batteriet dör mycket snabbt under belastning. Vid mätning skall man vara observant på att inte mäta ytladdningen. För att mäta spänningen korrekt så skall batteriet vila några timmar eller så kan man belasta det lite med t.ex. en bilglödlampa under några minuter. Nämnda spänningar stämmer för alla s.k. fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA) förutom gelbatterier. För dessa skall man minska med avläsningen med 0,2 volt. Observera att spänningarna under laddningsprocessen är helt olika och skall inte användas. Mät alltså INTE under själva laddningsprocessen! Batterispänning i förhållande till laddningsgrad? Laddningstillstånd 12 volts batteri Volt per cell 100 % 12,7 2,12 90 % 12,5 2,08 80 % 12,42 2,07 70 % 12,32 2,05 60 % 12,20 2,03 50 % 12,05 2,01 40 % 11,90 1,98 30 % 11,75 1,96 20 % 11,58 1,93 10 % 11,31 1,89 0 % 10,5 1,75 Tabellen visar typiska spänningar i förhållande till laddningsgraden Utgående från 10,5 volt = helt urladdat och +25 grader Celsius. Spänningen är från ett 12 volts batterisystem. VPC är volt per individuell cell. Om skillnaden mellan respektive cell är mera än 0,2 volt så måste du utjämningsladda. Annars blir batteriet dåligt eller så kan det sulfatera. Angivna spänningar är för batterier som vilat i minst 3 timmar. Notera det stora spänningsfallet för de sista 10%. Kan man blanda nya och gamla batterier? Då flera batterier kopplats i serie, parallellt eller serie/parallellt så skall ersättningsbatterierna vara av samma storlek, typ och av samma tillverkare. Ålder och användningsgrad bör vara det samma som för resterande batterier:

9 9 1) Montera inte ett nytt batteri i ett batteripaket som är mera än 3 månader gammalt eller som använts mera än 75 cykler. 2) Byt antingen samtliga batterier till nya eller använd ett bra begagnat batteri. 3) För batterier med lång livslängd kan man ha batterier med upp till ett års åldersskillnad. Skall korkarna tas bort vid laddning? Nej. Korkarna skall alltid sitta kvar vid laddning. På t.ex. vätskebatterier så förhindras vätskeförlust och stänk som kan uppstå vid laddning. När når nya batterier full kapacitet? Praktiskt taget samtliga batterier når inte full kapacitet förrän dessa urladdats/laddats gånger. Ett splitternytt batteri har en kapacitet som är 5 10 % mindre än dess uppgivna kapacitet. Hur märker man att batteriet åldrats? Då batteriet åldras så förändras dess underhållsbehov. Detta innebär längre laddningstid och/eller högre slutladdningsvärde (högre amperetal på laddaren i slutet av laddningscykeln). Vanligtvis så behöver gamla batterier också mera vattenpåfyllning och slutligen så minskar batteriets kapacitet. Har blybatterier minne? Fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA) batterier har INTE minne och ryktet att dessa skall urladdas helt för att radera minnet är fullkomligt felaktigt. En sådan urladdning skadar endast batteriet och förminskar dess livslängd. Vad är rätt elektrolytnivå? Efter fullbordad laddning skall elektrolytnivån vara jämnhög i samtliga celler. Normal nivå är 6 13 mm under påfyllningshålets underkant. När skall man fylla på batterivatten, före eller efter laddning? Om blyplattorna syns och är torra skall man fylla destillerat, avjoniserat vatten endast så mycket att dessa täcker plattorna. Batterivatten skall fyllas EFTER laddning. Urladdas batterierna då dessa inte används? Alla batterier självurladdas då dom står. Graden av självurladdning beror på typ av batteri, ålder och av lagringstemperaturen. Det kan variera mellan 1 15 % per månad. Generellt så har AGM batterierna den lägsta urladdningsgraden. Fulladdade fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA) som lagras i rumstemperatur urladdas till 50 % på tre månader, men om temperaturen skulle varit +40 grader Celsius så skulle batteriet varit helt tomt på samma tid! Å andra sidan, hade det lagrats vid 15 garder Celsius, så skulle urladdningen varit endast ca.10 %. Ett ventilreglerat s.k. dryfit batteri med elektrolyten i gelé/fast form har 65 % av kapaciteten kvar efter 12 månader vid lagring i +20 grader Celsius. Batterier som har kontinuerligt tillkopplade laddare av någon typ t.ex. solcell, 230 Volts laddare eller dylikt så utgör självurladdningen normalt sett inga problem. En av de största batteridödarna är delvis urladdade batterier som lämnas oladdade några månader. En underhållsladdare skall kopplas även om batterierna inte används, eller rättare sagt, speciellt när dessa inte används. Även de flesta torrladdade

10 10 batterier (som säljs utan elektrolyt för att kunna skeppas lättare och där man fyller på elektrolyt senare) förstörs med tiden. Maximal lagringstid för dessa är 1,5 3 år. Batterierna urladdas snabbare vid högre temperaturer. Livslängden kan också minska radikalt vid högre temperaturer. Dom flesta tillverkare verifierar detta som en 50% minskning i livslängd för varje +9 grader Celsius som överstiger 25 grader Celsius cell temperatur. Livslängden ökar med samma mått om temperaturen understiger + 25 grader Celsius, men kapaciteten reduceras dock. Vad menas med att batteriet sulfaterar? Med sulfatering avses formatering eller rester av blysulfat på botten av batteribehållaren och i porerna på det aktiva materialet i batteriets blyplattor. Om sulfateringen blir kraftig och bildar stora kristaller på plattorna, så kommer batteriet inte att fungera effektivt eller kanske inte fungera alls. Vanliga orsaker till batteriets sulfatering är att det står länge oladdat, används i onormala temperaturer och utsätts för långa under eller överladdningar. Spänningar och strömstyrkor vid laddning? De flesta vätskebatterierna skall laddas med max. C/8 normen under en längre period. C/8 är batterikapaciteten vid 20 timmars urladdning (C20) delat med 8. T.ex. skall ett batteri på 220 Ah laddas med en strömstyrka på 220/8=26 Ampere. Gelbatterier skall laddas med max. C/20 normen eller 5 % av amperetimmarkapaciteten. Dock anger t.ex. Batteriunion nedanstående riktmärken för laddning av Sonnenschein (EXIDE) ventilreglerade blybatterier, dryfit traktion block resp. Tudor för sina motsvarande DryPower: Batterikapacitet (C5) Rekommenderad laddningsströmstyrka Av Batteriunion Av Tudor 50 Ah 8 Amp 8 Amp 70 Ah 12 Amp 8 Amp 90, 105, 110 Ah 16 Amp 15 Amp 160, 180 Ah 25 Amp 20 Amp 240 Ah 40 Amp Amp AGM batterierna är ett fall för sig. Dessa kan laddas upp till C4 normen eller 400 % av kapaciteten för laddningscykelns kapacitet. Väldigt få laddare eller laddningskablar tål dock så höga laddningsströmstyrkor och vi rekommenderar varmt att inte pröva detta i hemmamiljö. För att undvika kablarnas överhettning skall du hålla dig till C/4 eller mindre. Om du laddar med 15,5 Volt så erhåller du en 100 %:ig laddning av s.k. fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA), gäller ej s.k. gelébatterier med elektrolyten i gelé/fast form. Då laddningsspänningen nått 2,583 Volt per cell så skall laddningen avbrytas eller reduceras till en droppande kurva. Observera att vätskebatterier MÅSTE bubbla något för att batteriet skall bli fulladdat och för att blanda elektrolyten. Den flytande spänningen hos fritt ventilerade blybatterier och ventilreglerade blybatterier (VRLA), gäller ej s.k. gelébatterier med elektrolyten i gelé/fast form bör vara ca 2,15 till 2,23 volt per cell eller ca 12,9 13,4 för ett 12 Volts batteri. Vid högre temperaturer (över 30 grader Celsius) skall detta reduceras till ca 2,10 volt per cell.

11 11 Laddningsspänningen för gelbatterier skall vara 0,2 volt lägre än för vätskebatterier. Vätskebatteriernas livslängd kan ökas genom att utföra en utjämnande laddning var 10:de till var 40:de dag. Denna laddning sker till ca.10 % högre spänning än vid normal full laddningsspänning varvid gasbubblorna blandar elektrolyten. Om vätskan i standard vätskebatterier inte blandas så skiktas elektrolyten. Man kan ha en mycket stark blandning av vätska upptill men en mycket svag blandning nedtill. Med en hydrometer kan man testa detta. Om inte utjämningen lyckas skall du låta batteriet stå ett dygn och sedan göra en ny mätning. AGM och gelbatterier skall utjämningsladdas som mest 2 4 gånger per år. Kontrollera dock med tillverkarens anvisningar, speciellt när det gäller gelbatterier. Hur sker batteriladdning? I en modern 230 voltsladdare (och i vissa avancerade marinmotorer) sker laddningen i tre steg; nämligen huvudladdning, efterladdning och underhållsladdning. Huvudladdning Ström matas till batteriet i den maximalt säkra nivå som batteriet accepterar före det att spänningen stiger till nära (80 90) % av nivån för full laddning. Spänningen i detta första steg varierar normalt mellan 10,5 15 volt. Det finns inget korrekt spänningsvärde för denna första laddningsfas men det kan finnas en maximal strömstyrka som batteriet och/eller kablarna klarar. 14,4 14,5 volt brukar de flesta laddare hamna på. Efterladdning Fas två. Spänningen förblir konstant och strömstyrkan minskas gradvis vartefter som det inre motståndet växer under laddning. Det är i detta läge som laddaren levererar den högsta spänningen. Spänningen ligger i detta skede mellan 14,2 till 15,5 volt (ej gelbatterier). Underhållsladdning Efter att batteriet nått full laddning så minskas laddningsspänningen till en lägre nivå (ofta 12,8 13,2 volt). Allt för att reducera gasbildning och förlänga batteriets livslängd. Detta kallas ofta underhålls eller droppande laddning eftersom dess huvudsakliga uppgift är att hindra ett fulladdat batteri från att urladdas. Impuls med modulation hos avancerade laddare avser samma sak. Vid impuls med modulation känner en regulator eller laddaren av små spänningsminskningar i batteriet varvid mycket små laddningsimpulser sändes till batteriet. Detta kan ske hundratals gånger per minut. Detta kallas pulsamplitud eftersom amplituden kan variera från några mikrosekunder till flera sekunder. Laddning av Ventilreglerade Dryfit Traktion block batterier. Detta skall ske med konstantspänningsladdare (IU laddare). Konstantström till 2,4 Volt skall uppnås (dock max. 8 timmars laddningstid), konstant spänning 2,4 V/cell (dock max. 8 timmars laddningstid). Slutligen skall en automatisk avstängning ske efter 8 timmar av konstantspänning. Vad är det för specifikt med fordonsladdare? De flesta garageladdare och konsument (fordons) laddare för batterier har endast huvudladdning och har en liten, om någon spänningsreglering överhuvudtaget. Dessa är lagom för en snabb uppladdning men ingen laddare man lämnar på laddning för en längre period. Det finns naturligtvis också laddare med spänningsreglering som håller batteriet i en konstant och reglerad spänning. Om dessa är ställda för korrekt spänning för just ditt batteri så laddar dom batterierna utan att skada dom. Kallas ibland för Power Charge, taper charge som om

12 12 det skulle vara ett säljargument. Vad dessa laddare egentligen gör är att när batteriet laddas så går spänningen upp och laddarens utgående strömstyrka går ner. Dom laddar helt OK men en laddare som klassas med t.ex. 20Amp. kanske endast ger 5 ampere då batteriet laddats till 80 %. För att komma runt detta problem så finns det smarta eller s.k. flerstegsladdare. Dessa använder sig av en variabel spänning för att hålla laddningsströmmen mera konstant för en snabbare laddning. 230 voltsladdare Många båtägare monterar laddare fast i båten och ansluter den till servicebatterierna. För att laddning skall ske även i hamnar där spänningen kanske ligger på 210 volt i stället för 230, måste man välja en intelligent laddare som kompenserar för detta spänningsfall. Vidare bör den ladda i flera faser som beskrivits ovan under Hur sker batteriladdning? 38. Kan man fylla på vätskebatterier med kranvatten? Nej. Absolut inte! Kranvatten är smutsigt och har en dålig ledningsförmåga. Vattenkvalitetens ledningsförmåga anges i mikro (Siemens us/cm). 1 us=100mohm. Som jämförelse kan nämnas att kommunalt dricksvatten har en ledningsförmåga på us och destillerat vatten 8 20 us. Man skall alltså fylla på med destillerat avjoniserat vatten som kan köpas på bensinmacken. Vid speciellt höga krav så finns det ännu renare batterivatten, t.ex. kvartsglasdestillerade (fråga din batterileverantör). Källa Batteriexpressen