KATSO LEHTIKIRJAN ARTIKKELI TÄSTÄ
Pelkkä tekstiversio (aikakauslehtiversio yllä)-
Viime aikoina minulla oli ilo kutsua muutama kollega, jotka ovat TAT:n tilaajia, työpajalleni ”leikkipäivään”, ja akkujen rekisteröinti nousi esille.
Eurooppalaiset automerkit ovat jo yli 15 vuoden ajan tiukasti määränneet, että prosessi on suoritettava sopivan skannaustyökalun avulla jokaisen akun vaihdon yhteydessä. Koska menettely on yleistynyt jopa halvimmissa nykyaikaisissa ekoautoissa, ajattelin, että on korkea aika selvittää, mitä prosessi tekee, ja kiistelty kysymys – onko se tarpeellinen?
Lyijyakku
Kehittämällä vanhoja tavallisia tulvakennoakkuja, jotka vaativat säännöllistä vedentäydennystä, edistysaskeleet saavutettiin aluksi siten, että lyijylevyjen lujittamiseen käytetty keskimäärin 6 %:n suuruinen antimoni korvattiin tutuilta kuulostavilla materiaaleilla, kuten kalsiumilla tai hopealla. Näitä kutsuttiin aluksi ”huoltovapaiksi” akuiksi.
Edut, kuten vähäisempi kaasujen muodostuminen, korroosio ja itsepurkautuminen, vähentävät näiden akkujen täyttä kapasiteettia, mutta ne vaativat perinteisiä akkuja suuremman latausnopeuden, noin 14,4-14,8 voltin, jotta ne saavuttaisivat täyden kapasiteetin.
Kalsiumakkujen akilleenkantapää on niiden voimakas vastenmielisyys syväpurkautumista kohtaan, jopa perinteisiä tulvattuja akkujakin pahempaa.
(Kuva 1 – Fordin älykäs akkuanturi – Akun miinusnapaan asennettu Fordin älykäs akkuanturi mittaa täsmällisesti jännitteen, virran ja lämpötilan)
Jatkossakin lyijyakkujen tuoteperheeseen kuuluva yksikkö, joka nauttii nopeasta kasvusta Start-Stop-järjestelmällä varustettujen ajoneuvojen ankarien olosuhteiden vuoksi, on imukykyinen lasimattoakku (Absorbed Glass Mat, AGM-akku), josta käytetään myös nimitystä venttiilillä säännelty lyijyakku (Valve-Regulated Lead Acid (VRLA)), tai lyijyakku, jossa on paineenalennusventtiili.
Aikaisemmat tulvatyyppiset akut eivät yksinkertaisesti ole tarpeeksi kestäviä Start-Stop-järjestelmää varten, ja toistuvat syklit aiheuttavat kapasiteetin jyrkän heikkenemisen jo kahden vuoden käytön jälkeen.
AGM-teknologiassa rikkihappo imeytyy erittäin hienoon lasikuitumattoon, mikä tekee akusta läikkymissuojan. Tulvakennoakkuihin verrattuna AGM-akkujen sisäinen vastus on erittäin alhainen, ne latautuvat viisi kertaa nopeammin, pystyvät antamaan suuren virran tarvittaessa ja tarjoavat suhteellisen pitkän käyttöiän, vaikka niitä käytettäisiin syvässä syklissä.
Valitettavasti AGM-akut ovat herkkiä ylilataukselle. 14,4 V:n (ja sitä korkeampi) pikalataus on OK; kelluva lataus olisi kuitenkin vähennettävä noin 13,5 V:iin (pohjoisen valtion lämpötilat saattavat vaatia alhaisempaa latausta). Tavallisissa lyijyakkujen tavanomaisissa latausjärjestelmissä on usein kiinteä 14,40 V:n kelluntajänniteasetus; suora korvaaminen AGM-akulla voi ylikuormittaa akun pitkillä ajomatkoilla.
AGM-akut ja muut suljetut akut (kuten geeliakut) eivät pidä lämmöstä, ja ne on asennettava pois moottoritilasta. Valmistajat suosittelevat latauksen keskeyttämistä, jos akun ydin saavuttaa 49 °C:n lämpötilan. Suuret latausnopeudet ja korkea lämpö johtavat kaasunpoistoon (paineenrajoitusventtiilin ylilyönti), joka kuivattaa ja tappaa akun.
Rekisteröinti vs. ohjelmointi
Vaikka akkujen rekisteröintiä käyttävät nykyään monet merkit, puhun lähinnä BMW:stä, joka on käyttänyt sitä reilusti yli vuosikymmenen ajan. Palveluvaihtoehtoja on yleensä kaksi: akun rekisteröinti ja akun ohjelmointi/koodaus.
(Kuva 2 – G Scan Battery Register – Sekä tehdas- että monissa jälkimarkkinascannerityökaluissa on akun rekisteröintiominaisuudet)
Joka kerta, kun akku vaihdetaan sopivalla scan-työkalulla, huoltotoiminto ”Rekisteröi akun vaihtaminen” on suoritettava. Tämä suorittaa seuraavat toiminnot:
- Tallennetut akkutilastot (akun varaustaso, virta, jännite, lämpötila) poistetaan
- Akun kapasiteetti asetetaan 80 %:iin
- Tämänhetkinen matkamittarilukema tallennetaan yhdessä aiempien akunvaihtojen lukemien kanssa.
Tämä rekisteröintitoiminto on suositeltavaa, kun suoritetaan ammattimainen akkuasennus, ja varmasti monet ajoneuvot eivät poista klusterin varoitusviestejä ja matalan jännitteen/akun vikakoodeja ennen kuin se on suoritettu.
BMW Technical Training – ”Jos akun vaihtoa ei rekisteröidä, virranhallinta ei toimi kunnolla, minkä seurauksena Check Control -viestit saattavat näkyä ja toimintoja rajoittaa yksittäisten sähkönkuluttajien kytkeytyminen pois päältä tai niiden virrankulutuksen pienentäminen.”
Suosittelen aina suorittamaan ja veloittamaan asiakkaalta tämän prosessin – todellisuudessa tutkimusteni mukaan akkujen rekisteröinnin laiminlyönnistä johtuvien huhuttujen vaihtovirtageneraattori- ja sähkövaurioiden takana ei kuitenkaan ole mitään näyttöä. ”Älykkään latauksen” järjestelmien dynaamisen luonteen ansiosta järjestelmä pystyy täysin mukauttamaan strategiansa ”salaperäiseen” uuteen akkuun, kun asennetaan samanlainen uusi akku. Mahdolliset ikään perustuvat lataussäädöt olisivat millivolteissa, mikä vaikuttaa akun pitkäaikaiseen käyttöikään mitättömän vähän.
Kun heikko akku on havaittu, monet järjestelmät eivät vedä virheilmoituksia takaisin eivätkä käytä joitakin järjestelmiä, ennen kuin akun rekisteröinti on suoritettu loppuun.
Akkujen ohjelmointi
Toinen ja uskoakseni tärkein näkökohta tässä aiheessa on akkujen ohjelmointi tai koodaus.
Jos on asennettu eri akku, on ehdottoman tärkeää, että auto tietää tämän uuden akun tekniset tiedot, jotta se voi muuttaa koko latausalgoritminsa.
Esimerkki –
Vuoden 2006 BMW 330i E90 -mallissa on seuraavat vaihtoehdot, kun akku ohjelmoidaan sisään:
90Ah AGM, 90Ah, 80Ah AGM, 80Ah, 70Ah AGM, 70Ah, 55Ah, 46Ah.
Esitettäköön, että korkeatasoisen mallimme mukana tuli 90Ah AGM-akku ja se on ohjelmoitu 90Ah AGM-akulle, mutta asiakas haluaa säästää rahaa asentamalla 55Ah lyijy-/kalsiumakun. Todellisten kapasiteettiongelmien lisäksi tiedämme, että auto aikoo käyttää AGM-pohjaista latausstrategiaa, joka on kauhea lyijy/kalsiumakulle. Kääntöpuolena on se, että asiakas ehkä ajaa nyt vähemmän, ja päivitys AGM-akkuun, joka soveltuu paremmin seisonta-aikaan, on parempi vaihtoehto. Latausstrategian on tiedettävä tämä ylilatauksen välttämiseksi. Molemmat tilanteet johtavat akun käyttöiän huomattavaan lyhenemiseen, jos sitä ei ole ohjelmoitu oikein.
Jos VW:n kaltaiset merkit vaativat tietyn koodin syöttämistä – jos fyysisesti oikeassa jälkiasennettavassa akussa ei ole valmistajan tunnustamaa koodia, paras vaihtoehto on sovittaa ja syöttää koodi, jolla on sama kemia ja samat ominaisuudet kuin asentamallasi akulla – tämä ei tietenkään ole ihanteellista.
(Kuva 3 – Ross Tech -akun koodaus – Vaikka se on fyysisesti mahdollista, monet Australiassa myydyt akut eivät ole valittavissa, kun uutta akkua koodataan.)
(Kuva 4- VW-akun koodi – VW:n osalta 10-numeroisen sarjanumeron edessä on usein akun valmistajan koodi VA0, joten tämän akun 10-numeroinen sarjanumero on 360315F0B7.)
Jos akun kemia pysyy samana, mutta Ah-luokitus muuttuu, vaikka suosittelen aina oikean luokituksen uudelleenohjelmointia, Ah:n – ”kapasiteetin” – fyysisen nousun ei pitäisi olla ongelma. Jos järjestelmä haluaa pitää akun noin 80 %:n lataustilassa (SOC) ja laittaa sitten energiaa sisään, tuloksena on, että kun se laittaa energiaa sisään, kapasiteettia on enemmän, jotta sitä voidaan laittaa vielä enemmän sisään. Jos asennettaisiin pienempi akku, logiikan pitäisi silti katkaista SOC:n perusteella, mutta olosuhteet voivat olla sellaiset, että se aiheuttaa ylilataustiloja tai laittaa liian nopeasti liikaa energiaa sisään.
Australialaiset erityispiirteet
Monissa australialaisissa akuissa ei ilmoiteta Ah-luokitusta vaan varakapasiteetti (RC). Vaikka ne ovat erillisiä mittauksia, ne ovat luonteeltaan hyvin samankaltaisia, ja vaihto-akkuusi koodattavan Ah:n laskemiseen on monia käteviä kaavoja. Minusta helpoin on:
RC/2.4=Ah
Tietenkin oikea työkalu ja akku työhön on aina paras, mutta hätätilanteessa (jota voi usein tapahtua tässä laajassa ja ihmeellisessä maassamme) tärkeimmät muistettavat asiat ovat: –
- Asennettavan akun on oltava samaa kemiaa, joka on ohjelmoitu ajoneuvoon.
- Asenna akku mahdollisimman lähelle ohjelmoitua Ah-luokitusta – fyysisesti nostamalla kapasiteettia, jos se on pakko.
Viittaustaulukko –
- CCA (Cold Cranking Amps)
Kuvaaa ampeerikapasiteettia, jonka täyteen ladattu akku voi tuottaa -18 °C:n lämpötilan vallitessa 30
sekunnin ajan, ennen kuin akkujännite putoaa alle 7,2 voltin.
- Ah (ampeeritunti)
Saadaan purkaamalla täyteen ladattua akkua jatkuvalla ampeerivirtauksella ilman, että akun jännite laskee alle 10,5 voltin.
Vakioampeerivirtaus kerrotaan testin pituudella, jotta saadaan ampeeritunnin
arvo.
- RC (Reservikapasiteetti)
Reservikapasiteetti ilmaistaan minuutteina, ja se liittyy siihen, kuinka kauan täysin
ladattu akku voi ylläpitää 25 ampeerin vakiovirtaa 27 °C:n lämpötilassa, ennen kuin jännite
laskee alle 10 voltin.5 volttia.
- Lataustila (State of Charge, SOC)
Prosenttiarvio siitä, kuinka täynnä akku on.
- Sulfaatti
Akun levyille muodostuu laskeumia, kun elektrolyytti luovuttaa rikkihappoa
. Akun liiallinen syväkierrätys voi aiheuttaa tämän kerrostuman kovettumisen ja tehdä sulfaatin palauttamisen elektrolyyttiin mahdottomaksi. Sulfatoitunut akku on akku, jonka levyissä on näitä kovettuneita kerrostumia, eikä sitä voida ladata täyteen kapasiteettiin.