Objaśnienia dotyczące specjalistycznych zagadnień z zakresu akumulatorów

Wyrażenia dotyczące akumulatorów od A do Z: objaśnienie najważniejszej terminologii. I wiesz, o czym mówisz!

 

Akumulator bezobsługowy z elektrolitem stałym

Akumulator kwasowo-ołowiowy, w którym elektrolit jest uwięziony w formie żelowej lub wchłonięty w macie z mikrowłókien szklanych (AGM). Taki akumulator jest szczelny i wyposażony w specjalne zawory. Wykazuje dużą stabilność i zdolność obsługi wielu cykli.

Akumulator ołowiowy

Akumulator, w którym elektrody składają się głównie z ołowiu, a elektrolit to rozcieńczony kwas siarkowy. Produkty: Katalog akumulatorów samochodowych.

Akumulator ołowiowo-kwasowy z zaworem (VRLA)

Szczelny i bezobsługowy akumulator.

Akumulator przemysłowy

Akumulator wykorzystywany do zasilania urządzeń przemysłowych (np. wózków widłowych).

Amper (A)

Jednostka pomiaru przepływu elektronów lub natężenia prądu wewnątrz obwodu.

Amperogodzina (Ah)

Jednostka pomiaru pojemności akumulatora, obliczana przez pomnożenie natężenia mierzonego w amperach przez czas rozładowywania wyrażonego w godzinach. (Przykład: akumulator, który dostarcza 5 amperów w ciągu 20 godzin dostarcza 5 A x 20 h = 100 Ah pojemności).

Awaria / niedomaganie

Stan, w którym akumulator nie działa w zadowalający sposób. Może przyjmować różne formy.

Awaria / niedomaganie – nieodwracalne

Stan, w którym ogniwo lub akumulator nie może zostać naładowany do zadowalającego poziomu.

Awaria / niedomaganie – odwracalne

Stan, którego skutki można cofnąć poprzez wykonanie określonych procedur elektrycznych lub regenerację.

Biegunowość

Termin elektryczny opisujący ładunek lub relację napięcia między dwoma elektrodami.

Biegun ujemny

Jedno z wyprowadzeń na obudowie akumulatora z ujemną polaryzacją.

Bieguny

Elektryczne złącza akumulatora umożliwiające podłączenie go do obwodu zewnętrznego. Każdy biegun jest podłączony do pierwszego (dodatniego) lub ostatniego (ujemnego) paska ołowianego łączącego szeregowo ogniwa akumulatora.

Całkowity koszt posiadania (TCO)

Definicja CAŁKOWITEGO KOSZTU POSIADANIA Metoda księgowania •Wykaz wszystkich pozycji/kosztów w okresie eksploatacji pojazdu: •zakup •energia (zużycie paliwa) •naprawy i obsługa serwisowa (opony, akumulatory) •Wykazuje koszty główne i koszty ukryte •Podobny do kosztu cyklu życia (LCC) Stosowany dla dóbr inwestycyjnych, takich jak nieruchomości lub maszyny produkcyjne.

Cykl

W przypadku akumulatora jedno rozładowane i naładowanie to jeden składają się na jeden cykl.

Doładowywanie

Osiąganie stanu pełnego naładowania z dowolnego stanu (np. spowodowanego procesem samorozładowania).

Dwutlenek ołowiu

Tlenek ołowiu(IV) (PbO2) powstający w ramach reakcji elektrochemicznej. Stanowi aktywną masę dodatniej elektrody ołowiowej. Kolor: czarnobrązowy.

Elektrolit

W akumulatorze kwasowo-ołowiowym elektrolitem jest wodny roztwór kwasu siarkowego. Jest on przewodnikiem, który dostarcza wodę oraz siarczan potrzebne do zajścia następującej reakcji chemicznej:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H20

Element pokryty ołowiem

Metalowa część z cienką warstwą ochronną ołowiu metalicznego, który osadzono na powierzchni metodą galwanizacji.

Forma odlewnicza

Element z żeliwa lub stali, w którym formowane są inne części (np. forma do wytwarzania kratek ołowianych).

Formowanie

Początkowe (pierwsze) ładowanie celem przekształcenia mas aktywnych w stan naładowania (np. PbSO4 -> Pb (-) i PbO2 (+) ).

Głębokie rozładowanie

Stan, w którym ogniwa całkowicie się rozładowują dostarczając prąd o niskim natężeniu, w ten sposób napięcie spada poniżej ostatecznego napięcia rozładowania.

Gwałtowny spadek napięcia

Chwilowy spadek napięcia po zastosowaniu wysokiego prądu rozładowania (zjawisko to występuje na przykład w akumulatorach ołowiowych).

Impedancja

Widoczny opór obwodu zmiennego wobec natężenia, czyli opór czynny oraz bierny.

Kod JIS

Akumulatory z serii Powersports są testowane według normy JIS, w tym przypadku jest to wersja normy JIS D 5302 : 2004. Ta japońska norma przemysłowa dotyczy standardowych „mokrych” akumulatorów kwasowo-ołowiowych do motocykli. Norma opisuje rodzaje, budowę i testy akumulatorów kwasowo-ołowiowych, w tym również, w ostatniej wersji, metodologię testów dla akumulatorów VRLA.

Końcowy prąd ładowania

To natężenie prądu pod koniec procesu ładowania (tzw. prąd gazowania).

Końcowy (bezpieczny) napięcie rozładowania

Wskazuje najniższy dozwolony poziom napięcia, do jakiego można rozładować akumulator lub ogniwo. Rozładowanie poniżej tej wartości (głębokie rozładowanie) może uszkodzić lub (poprzez odwrócenie polaryzacji) zniszczyć ogniwa elektrochemiczne w różnych rodzajach akumulatorów (np. ołowiowych, Ni/Cd, NiMH).

Korek

Element zamykający otwór w pokrywie akumulatora.

Korozja

Niszcząca reakcja chemiczna ciekłego elektrolitu z reaktywnym materiałem – np. reakcja rozcieńczonego kwasu siarkowego z żelazem, której efektem jest produkt korozyjny, taki jak rdza.

Kratka

Ramka ze stopu ołowiu, która podtrzymuje materiał aktywny w płycie akumulatora i przewodzi prąd.

Ładowanie niskim prądem

Ładowanie prądem o natężeniu nieco wyższym niż wymagane do zrekompensowania strat wynikających z procesu samorozładowania.

Ładowanie początkowe

Ładowanie początkowe to pierwszy proces ładowania po zalaniu suchego, wstępnie naładowanego akumulatora elektrolitem. Ma na celu osiągnięcie pełnej początkowej pojemności ogniwa lub akumulatora.

Ładowanie standardowe

Natężenie ładowania, które można utrzymywać stosunkowo długo, bez konieczności stosowania specjalnych ogniw lub prostowników z wyłącznikiem. W normalnych warunkach ogniwa ładują się w ciągu 12–14 godzin.

Ładowanie wysokim prądem

Ładowanie prądem o natężeniu przekraczającym 1 x pojemność akumulatora.

Lignina

Ogólna nazwa komponentu drzewnego (kwas lignosulfonowy). Stanowi główny dodatek do ujemnych mas ołowiowych (zawartość ≤ 1%). Sprzedawana pod nazwą handlową Vanisperse.

Masa aktywna

Materiał elektrod, który bierze udział w reakcjach w ramach ładowania i rozładowywania. W ogniwie niklowo-kadmowym masą aktywną jest wodorotlenek niklu i wodorotlenek kadmu odpowiednio jako elektroda dodatnia i ujemna. W ogniwie ołowiowym masą aktywną jest dwutlenek ołowiu i ołów gąbczasty odpowiednio jako elektroda dodatnia i ujemna. Kwas siarkowy w ogniwie ołowiowym, który pełni rolę elektrolitu, również może być uznawany za masę aktywną, ponieważ także bierze udział w reakcji zachodzącej w ogniwie.

Mata szklana, Absorbent Glass Mat (AGM)

Mata wykonana z włókna szklanego nasączona roztworem kwasu siarkowego, stosowana w akumulatorach kwasowo-ołowiowych. Cecha charakterystyczna akumulatorów w technologii AGM.

Materiał aktywny

Materiał aktywny w płytach dodatnich to dwutlenek ołowiu, z kolei w płytach ujemnych jest to ołów w formie gąbczastej. Gdy zostanie utworzony obwód elektryczny, substancje te reagują z kwasem siarkowym w procesie ładowania i rozładowywania według następującej reakcji:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O

Napięcie początkowe

Napięcie początkowe to napięcie robocze w chwili rozpoczęcia procesu rozładowywania. Pomiaru zwykle dokonuje się, gdy prąd płynie wystarczająco długo, aby napięcie utrzymywało się na stałym poziomie, przykładowo po zużyciu 10% energii w pełni naładowanego ogniwa.

Napięcie robocze

Napięcie robocze ogniwa lub akumulatora pojawia się na złączach elektrycznych z chwilą podłączenia odbiornika elektrycznego. Jest niższe od napięcia znamionowego.

Napięcie znamionowe

Patrz Znamionowe napięcie.

Natężenie

Wskaźnik przepływu prądu lub ruch elektronów wzdłuż przewodnika. Jednostką miary natężenia jest amper.

Obciążenie

Wyrażone w amperach natężenie prądu, którym można obciążyć akumulator w określonym czasie i przy określonej temperaturze bez spadku napięcia poniżej ustalonej wartości odcięcia.

Obudowa

Pojemnik wykonany z polipropylenu lub twardej gumy, w którym znajdują się płyty, połączenia płyt i elektrolit.

Obudowa akumulatora

Pojemnik/skrzynia, w którym umieszone są elementy składowe akumulatora tj. płyty, połączenia płyt i elektrolit.

Obwód

Droga, którą przepływają elektrony. Zamknięty obwód umożliwia przepływ prądu. Obwód otwarty ma przerwane lub rozłączone połączenie.

Odcięcie (VTCO)

Rozłączenie układu w zależności od napięcia oraz temperatury.

Odlew maszynowy

W pełni lub częściowo zautomatyzowany proces produkcji kratek i drobnych części.

Odporność na wstrząsy

Ochrona akumulatora przed wstrząsami osiągnięta poprzez zastosowanie specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych (np. przymocowanie bloku płyt za pomocą kleju na gorąco).

Ogniwo

Podstawowa część akumulatora generująca prąd w wyniku reakcji elektrochemicznych, składająca się z płyt dodatnich, ujemnych, elektrolitu, separatorów i obudowy. W 12-woltowym akumulatorze kwasowo-ołowiowym znajduje się sześć ogniw.

Okres użytkowania

Okres użytkowania akumulatora zanim jego pojemność spadnie do określonego procenta wartości pojemności znamionowej.

Ołów (Pb)

Pierwiastek chemiczny należący do metali ciężkich (gęstość 11,341 g/cm³). Wykorzystywany w formie związków dwu- i/lub czterowartościowych (PbSO4 lub PbO2), jako porowaty ołów gąbczasty w masie aktywnej oraz stop ołowiu i antymonu lub ołowiu i wapnia, z którego wykonane są kratki w akumulatorach ołowiowych.

Om

Jednostka miary oporu lub impedancji obwodu elektrycznego.

Opór izolacji

Opór izolacji to opór między ogniwem lub akumulatorem i masą/uziemieniem (karoserią pojazdu)

Opór wewnętrzny

Opór akumulatora wyrażony Ohmach [Ω]

Opór wewnętrzny (właściwy)

Mierzalny opór wobec przepływu prądu w akumulatorze, wyrażony jako spadek napięcia w akumulatorze proporcjonalny do prądu rozładowywania. Wartość ta zależy od budowy, stanu naładowania, temperatury oraz wieku akumulatora.

Pasta

Mieszanina różnych substancji (np. tlenku ołowiu i wody, kwasu siarkowego), pokrywająca dodatnie i ujemne kratki akumulatora ołowiowego. W zależności od formuły wyróżnia się pastę dodatnią i ujemną. Pasta następnie jest przekształcana w dodatnią lub ujemną utwardzoną masę.

Płyta dodatnia

Odlana z metalu ramka, zawiera materiał czynny w postaci dwutlenku ołowiu.

Płyta ujemna

Odlana z metalu ramka, zawierająca materiał aktywny w postaci ołowiu gąbczastego.

Pojemność

Zdolność w pełni naładowanego akumulatora do dostarczenia ładunku elektrycznego (Ah) o danym natężeniu (A) w ciągu danego okresu (h).

Pojemność rezerwowa

Liczba minut, w czasie których nowy, w pełni naładowany akumulator będzie w stanie dostarczać prąd o natężeniu 25 amperów w temperaturze 26,7°C / 80°F, utrzymując napięcie na zaciskach równe lub wyższe niż 1,75 V na ogniwo. Pojemność rezerwowa to parametr określający czas pracy akumulatora na potrzeby zasilania podstawowego wyposażenia w przypadku awarii alternatora lub prądnicy.

Pojemność robocza (energia)

Pojemność robocza ogniwa lub akumulatora to dostępna energia elektryczna wyrażona w watogodzinach [Wh] dla akumulatora o średnim napięciu rozładowania, skorygowana o wartość temperatury znamionowej Tnom.

Pokrywa

Pokrywa obudowy

Połączenie równoległe

Połączenie wszystkich biegunów dodatnich lub wszystkich biegunów ujemnych kilku akumulatorów, zwiększające pojemność sieci akumulatorów przy utrzymaniu stałego napięcia.

Połączenie szeregowe

Połączenie bieguna dodatniego jednego ogniwa / akumulatora z biegunem ujemnym kolejnego ogniwa / akumulatora, zwiększające napięcie sieci akumulatorów przy zachowaniu stałej pojemności.

Pojemność znamionowa

Pojemność wyrażona w Ah (według danych producenta) w określonych warunkach rozładowywania (natężenie, temperatura)

Pojemność rezerwowa (Reserve Capacity, RC)

Liczba minut, w czasie których nowy, w pełni naładowany akumulator będzie w stanie dostarczać prąd o natężeniu 25 amperów w temperaturze 26,7°C / 80°F, utrzymując napięcie na zaciskach równe lub wyższe niż 1,75 V na ogniwo. Pojemność rezerwowa to parametr określający czas pracy akumulatora na potrzeby zasilania podstawowego wyposażenia w przypadku awarii alternatora lub prądnicy.

Pozostała pojemność

Pojemność pozostała po rozładowaniu.

Prąd rozruchowy

Ilość prądu mierzona w amperach, jaką akumulator kwasowo-ołowiowy jest w stanie wygenerować w ciągu 30 sekund w temperaturze -17,8°C, utrzymując napięcie przynajmniej 1,2 V na ogniwo. Ma bardzo duże znaczenie dla akumulatorów stosowanych np. w skuterach śnieżnych bądź w innych pojazdach uruchamianych w ujemnych temperaturach.

Prostownik

Urządzenie dostarczające energię elektryczną do akumulatora podczas ładowania

Ramka

Wzmocniony zewnętrzny element kratki akumulatora.

Reakcja odwracalna

Reakcja chemiczna, która może zachodzić w każdym z kierunków (utlenianie lub redukcja). Reakcja zachodząca w ogniwie musi być reakcją odwracalną, aby można było korzystać z ogniw wtórnych (tzn. ładować i rozładowywać akumulator z ogniwami wtórnymi).

Rekondycjonowanie

Polega na przywracaniu rozładowanego, zaniedbanego akumulatora do możliwie najlepszego stanu za pomocą odpowiednich metod ładowania.

Rozładowywanie

Proces, w którym akumulator dostarcza prąd.

Rozwarstwienie kwasu

To sytuacja podczas której w wyniku ładowania ogniwa kwasowo-ołowiowego wytwarza się gęsty kwas. Gęsty kwas opada do niższej części ogniwa w wyniku działania grawitacji, natomiast ten mniejszej gęstości wypływa na górę ogniwa. Rozwarstwienie kwasu może powodować spadek pojemności akumulatora.

Rozładowywanie niskim prądem

Rozładowywanie prądem o wartości poniżej 0,1 x pojemności akumulatora.

Rozładowywanie wysokim prądem

Rozładowywanie prądem o natężeniu przekraczającym 5 x pojemność akumulatora.

Sadza techniczna

Drobny proszek węglowy wykorzystywany jako składnik ujemnych mas ołowiowych. Zawartość składnika ≤ 0,5%.

Samorozładowanie

Samorozładowanie to zależna od temperatury stała reakcja chemiczna zachodząca w elektrodach ogniwa lub akumulatora bez podłączania odbiorników.

Separator

Element oddzielający elektrody dodatnie od ujemnych, jednocześnie pozwalający na swobodny przepływ prądu.

Siarczan ołowiu (PbSO4)

Związek chemiczny wytwarzany na dodatnich i ujemnych płytach akumulatora ołowiowego w procesie jego rozładowywania. Jest produktem reakcji chemicznej kwasu siarkowego i dwutlenku ołowiu w elektrodzie dodatniej lub ołowiu metalicznego w elektrodzie ujemnej.

Spadek napięcia

Spadek napięcia występuje, gdy prąd przepływa przez opornik wewnątrz zamkniętego obwodu elektrycznego.

Stabilizacja napięcia

Powolny spadek napięcia w dłuższym okresie. Skutek wielu cykli rozładowywania w zamkniętych ogniwach kadmowych i zamkniętych ogniwach ołowiowych. Stabilizacja z reguły rozciąga się od pierwszego spadku napięcia z chwilą rozpoczęcia procesu rozładowywania do wygięcia krzywej, po czym na końcu napięcie gwałtownie spada.

Stan naładowania (SOC)/stan techniczny (SOH)

Ilość energii elektrycznej zmagazynowana w akumulatorze w danym czasie wyrażona jako procent całkowitej energii w całkowicie naładowanym akumulatorze.

Stop ołowiu i wapnia

Stop ołowiu wykorzystywany do produkcji kratek do bezobsługowych akumulatorów ołowiowych. Zawartość wapnia wynosi około 0,08%.

Straty termiczne

Ciągłe podgrzewanie elektrolitu do temperatury wrzenia z powodu wzrostu prądu ładowania, przy jednoczesnym spadku napięcia ładowania.

Temperatura początkowa

Temperatura elektrolitu w akumulatorze z chwilą rozpoczęcia procesu rozładowywania lub ładowania.

Temperatura znamionowa (Tnom)

Temperatura znamionowa elektrolitu to określona wartość przyjmowana jako wartość referencyjna w testach pojemności (np. według normy europejskiej EN 60095-1 wartość Tnom powinna wynosić 25 ± 2°C dla 20-godzinnej pojemności akumulatorów ołowiowych).

Test akumulatora

Czynności mające na celu ustalenie stanu w jakim znajduje się akumulatora. W tym celu przede wszystkim dokonuje się pomiaru napięcia, a w akumulatorach obsługowych – pomiar gęstości elektrolitu i jego poziomu.

Tlenek ołowiu (glejta)

Tlenek ołowiu (PbO) występujący w dwóch odmianach: rombowej o barwie żółtej, powstającej w wysokich temperaturach oraz tetragonalnej o barwie czerwonej. Służy do wytwarzania aktywnych mas ołowiowych.

Trójzasadowy siarczan ołowiu

Wzór chemiczny 3PbO

Ujemna elektroda

Patrz Płyta ujemna.

Uziemienie

W zastosowaniach motoryzacyjnych powstaje w wyniku połączenia przewodu łączącego akumulator z nadwoziem lub ramą pojazdu, który służy jako ścieżka do zamknięcia obwodu zamiast bezpośredniego podłączenia do danego podzespołu. Obecnie ponad 99% pojazdów jako uziemiania używa bieguna ujemnego.

Utrzymywanie pojemności

Utrzymywanie akumulatora w stanie pełnego naładowania za pomocą prostownika prądu stałego o niskim napięciu ładowania (równoważenie samorozładowania).

Wat

Jednostka mocy prądu elektrycznego, jest wprost proporcjonalna do pracy, jaką wykonują elektrony pokonując różnicę potencjałów. Wzór: 1 W = 1 A x 1 V

Woda oczyszczona

Woda destylowana lub zdemineralizowana do uzupełniania strat wody w akumulatorach wymagających obsługi.

Wolny ołów (ołów metaliczny)

Nieutleniony ołów w utwardzonych płytach ołowiowych. Utwardzanie.

Wolt

Jednostka miary napięcia elektrycznego. Skrót: V. Nazwa pochodzi od nazwiska włoskiego fizyka i lekarza, hrabiego Alessandro Volty (1745–1827)

Zawór

Element umożliwiający odgazowanie akumulatora, gdy ciśnienie nadmiernie wzrośnie, a jednocześnie uniemożliwiający przedostanie się powietrza do wnętrza akumulatora.

Zawór VRLA

Zawór bezpieczeństwa w ogniwie, który otwiera się w razie wystąpienia zbyt wysokiego ciśnienia i ulega automatycznemu zamknięciu po przywróceniu prawidłowego ciśnienia (np. w akumulatorach żelowych i AGM).

Zdolność przyjmowania ładunku

Ilość prądu wyrażonego w amperogodzinach, jaką akumulator może przyjąć w określonej jednostce czasu, uwzględniając temperaturę oraz napięcie.

Zgrzew

Połączenie dwóch lub większej liczby płyt w blok poprzez przyspawanie ich do ołowianego mostka.

Znamionowe napięcie

Średnie napięcie akumulatora podczas dostarczania prądu o średnim natężeniu. Producent podaje tę wartość na obudowie akumulatora (np. Ni/Cd = 1,2 V na ogniwo).

Zużycie

Utrata pojemności w dłuższym okresie użytkowania akumulatora.

Zwarcie

Niezamierzone zamknięcie obwodu prądu, w odbiorniku energii lub przewodzie, zazwyczaj o bardzo niskiej rezystancji, przez co umożliwia przepływ prądu o wysokim natężeniu. W akumulatorze obwód zwarciowy w danym ogniwie może spowodować jego rozładowanie, sprawiając, że akumulator stanie się bezużyteczny.

Żywotność

Okres eksploatacji akumulatora w zadowalającym stanie, wyrażony w latach lub liczbie cykli ładowania / rozładowywania.

Żywotność wyrażona liczbą cykli

Liczba cykli, którą akumulator może obsłużyć, zanim jego pojemność spadnie poniżej akceptowalnej wartości.