Przez lata mówiliśmy to samo.

Czego nauczyły mnie lata testowania akumulatorów i jak bardzo pokrywa się to z normami laboratoryjnymi

Przez wiele lat badałem akumulatory w warunkach warsztatowych. Początkowo były to zwykłe pomiary napięcia, później testy pojemności, pomiary rezystancji wewnętrznej, próby głębokiego rozładowania, obserwacje procesu ładowania oraz zachowania akumulatorów w różnych stanach zużycia.

Przez ten czas wypracowałem wiele własnych wniosków. Część z nich była sprzeczna z popularnymi opiniami krążącymi w internecie. Niedawno miałem okazję przeanalizować normy EN 50342 oraz IEC 60095 wraz z rzeczywistymi raportami laboratoryjnymi. Ku mojemu zaskoczeniu okazało się, że wiele rzeczy, do których doszedłem obserwując akumulatory przez lata, znajduje bezpośrednie potwierdzenie w procedurach normowych.

Mit pierwszego pomiaru

W internecie bardzo często spotyka się ocenę akumulatora na podstawie jednego wyniku.

Przykładowo:

• napięcie spoczynkowe,
• wynik testera CCA,
• pojedynczy pomiar pojemności.

Normy laboratoryjne pokazują zupełnie inne podejście.

Akumulator nie jest oceniany na podstawie pojedynczego wyniku. Producent dostarcza kilka egzemplarzy, a badania wykonywane są według ściśle określonej sekwencji. Poszczególne próbki przechodzą różne testy, a ocenie podlega cały typ akumulatora, a nie jedna sztuka wybrana z partii produkcyjnej.

To bardzo dobrze tłumaczy, dlaczego pojedynczy pomiar wykonany w warsztacie nie zawsze mówi całą prawdę o jakości produktu.

Prąd rozruchowy z testera

Tester elektroniczny stał się podstawowym wyposażeniem każdego szanującego się warsztatu. Umożliwia bardzo szybką, nieinwazyjną ocenę stanu akumulatora, wyświetlając po kilku sekundach zmierzoną rezystancję wewnętrzną oraz oszacowany prąd rozruchowy.

Problem polega na tym, że wartość wyświetlana przez tester ma niewiele wspólnego z rzeczywistym badaniem prądu rozruchowego opisanym w normach EN 50342 czy IEC 60095. W praktyce tester nie mierzy zdolności rozruchowej bezpośrednio, lecz szacuje ją na podstawie własnych algorytmów wykorzystujących pomiar przewodności lub rezystancji wewnętrznej akumulatora.

Tymczasem normowy test prądu rozruchowego wygląda zupełnie inaczej.

• akumulator zostaje wcześniej całkowicie naładowany i schłodzony do temperatury -18°C przez okres od 24 do 72 godzin. Następnie, w czasie nieprzekraczającym 2 minut od wyjęcia z komory klimatycznej, wykonywane jest właściwe badanie.
• w pierwszym etapie akumulator obciążany jest deklarowanym przez producenta prądem rozruchowym przez 10 sekund. W tym czasie napięcie nie może spaść poniżej 7,5 V.
• po 10-sekundowej przerwie następuje drugi etap badania. Akumulator obciążany jest prądem równym 60% deklarowanego prądu rozruchowego aż do chwili, gdy napięcie spadnie poniżej 6 V. Dopiero spełnienie wszystkich warunków pozwala uznać deklarowaną wartość prądu rozruchowego za zgodną z normą.

Łatwo zauważyć, że wykonanie takiego badania w warunkach warsztatowych jest praktycznie niemożliwe. Wymaga ono komory klimatycznej, stabilizowanego źródła obciążenia zdolnego do pracy przy setkach amperów oraz bardzo dokładnej kontroli temperatury, czasu i prądu.

Nie oznacza to jednak, że testery elektroniczne są bezużyteczne. Wręcz przeciwnie — są one doskonałym narzędziem do szybkiej diagnostyki i porównywania akumulatorów. Warto jednak pamiętać, że wyświetlana wartość CCA nie jest wynikiem rzeczywistego testu rozruchowego według normy, lecz jego oszacowaniem.

Z tego powodu wielu doświadczonych diagnostów za bardziej wiarygodne uzupełnienie pomiaru elektronicznego uważa klasyczny test pod obciążeniem, wykonany na przykład za pomocą opornicy. Taki test nie zastąpi badania normowego, ale pozwala zaobserwować rzeczywiste zachowanie akumulatora pod dużym obciążeniem, co często dostarcza znacznie więcej informacji niż sam odczyt z testera.

Dobre akumulatory wracają po głębokim rozładowaniu

Przez lata zauważyłem, że niektóre akumulatory po całkowitym rozładowaniu wracają niemal do pełnej sprawności, podczas gdy inne tracą znaczną część pojemności bezpowrotnie.

Wielu praktyków z branży mówi podobnie:

„dobry akumulator potrafi wstać po głębokim rozładowaniu”.

Przez długi czas traktowałem to jako doświadczenie warsztatowe. Tymczasem norma EN 50342-1 zawiera osobny test głębokiego rozładowania.

Procedura jest bardzo wymagająca:

• rozładowanie do napięcia poniżej 10,5 V,
• dalsze rozładowanie żarówką przez 168 godzin,
• ponowne ładowanie,
• kontrola odzyskanej pojemności,
• ponowny test rozruchowy.

Norma wymaga, aby akumulator po takim traktowaniu nadal zachował odpowiednią pojemność oraz zdolność rozruchową.

To pokazuje, że odporność na głębokie rozładowanie nie jest wymysłem użytkowników, lecz realnym parametrem jakościowym badanym przez laboratoria.

Nie tylko pojemność i prąd rozruchowy

Wielokrotnie obserwowałem, że dwa akumulatory o podobnej pojemności i podobnym prądzie rozruchowym mogą zachowywać się zupełnie inaczej podczas ładowania.

Jeden bardzo chętnie przyjmuje prąd, drugi sprawia wrażenie „pełnego”, mimo że odzyskuje niewielką ilość energii.

Dopiero analiza norm pokazała mi, że laboratoria od dawna badają parametr Charge Acceptance.

Norma nie pyta wyłącznie:

„ile energii jest w akumulatorze?”

Ale również:

„jak szybko potrafi on tę energię przyjąć?”

To szczególnie ważne we współczesnych pojazdach wyposażonych w systemy Start-Stop oraz inteligentne sterowanie alternatorem.

Definicja pełnego naładowania

Jednym z największych zaskoczeń była dla mnie definicja pełnego naładowania.

W internecie można znaleźć setki dyskusji:

• czy 12,7 V oznacza 100%,
• czy należy czekać na spadek prądu,
• czy mierzyć gęstość elektrolitu.

Norma podchodzi do problemu inaczej.

Akumulator uznawany jest za w pełni naładowany wtedy, gdy przeszedł określoną procedurę ładowania.

Dla klasycznych akumulatorów z płynnym elektrolitem przewidziano ładowanie przy napięciu 16,0 V, natomiast dla VRLA 14,8 V.

Nie jest to zalecenie eksploatacyjne dla użytkownika, ale procedura laboratoryjna mająca zapewnić powtarzalność wyników.

Temperatura ma znaczenie większe niż większość osób sądzi

Przez lata zauważałem, że ten sam akumulator potrafi zachowywać się zupełnie inaczej w zależności od temperatury.

Normy laboratoryjne traktują temperaturę jako jeden z najważniejszych parametrów.

Akumulatory podczas ładowania umieszczane są w kąpielach wodnych o kontrolowanej temperaturze. Przed badaniami muszą przejść wielogodzinną stabilizację termiczną.

Nie kontroluje się temperatury pomieszczenia.

Kontroluje się temperaturę samego akumulatora.

To pokazuje, jak duży wpływ na wyniki mają warunki termiczne.

Rezystancja wewnętrzna to nie jedna liczba

Przez wiele lat obserwowałem, że wyniki różnych testerów rezystancji wewnętrznej potrafią znacząco się różnić.

Normy potwierdzają, że problem jest bardziej złożony.

Istnieją metody:

• AC,
• DC,
• impulsowe,
• wyznaczane pod obciążeniem.

Oznacza to, że dwa urządzenia mogą podawać różne wartości rezystancji, a oba wyniki mogą być poprawne dla zastosowanej metody pomiarowej.

Stąd też pojawił się zamysł powstania urządzenia AKU-DOK

Stare testery były bliżej laboratoriów niż sądziłem

Przeglądając normy dotyczące akumulatorów VRLA natrafiłem na procedury wyznaczania rezystancji DC oraz przewidywanego prądu zwarciowego.

Było to dla mnie szczególnie interesujące, ponieważ przypomniało mi działanie dawnych profesjonalnych testerów takich jak Lewanda B200.

Przez lata wydawało się, że są to autorskie rozwiązania producenta.

Tymczasem wiele wskazuje na to, że ich filozofia działania była znacznie bliższa metodom laboratoryjnym niż współczesnym testerom przewodnościowym.

Normy nie wymyślają nowych praw fizyki

Najciekawszy wniosek po lekturze norm jest jednak inny.

Normy nie tworzą nowych zjawisk.

One formalizują zjawiska, które wcześniej przez lata obserwowali:

• producenci,
• laboratoria,
• konstruktorzy,
• praktycy.

Dlatego często okazuje się, że doświadczony warsztatowiec i laboratorium dochodzą do bardzo podobnych wniosków, mimo że używają zupełnie innego języka.

Jeden mówi:

„ten akumulator dobrze wraca po rozładowaniu”.

Drugi zapisuje:

„akumulator spełnił wymagania punktu 6.8 normy EN 50342-1”.

Obaj opisują dokładnie to samo zjawisko.

Podsumowanie

Największym zaskoczeniem podczas analizy norm nie było odkrycie nowych praw dotyczących akumulatorów.

Największym zaskoczeniem było odkrycie, jak wiele obserwacji wypracowanych przez praktyków znajduje bezpośrednie potwierdzenie w procedurach laboratoryjnych.

Po latach testów coraz bardziej dochodzę do wniosku, że dobre normy nie stoją w opozycji do praktyki.

Dobre normy są po prostu uporządkowanym zapisem wieloletnich doświadczeń całej branży.

Przez lata wydawało mi się, że praktyka warsztatowa i normy laboratoryjne to dwa różne światy. Po lekturze EN 50342 i IEC 60095 doszedłem do odwrotnego wniosku — bardzo często opisują one dokładnie te same zjawiska, różniąc się jedynie sposobem ich nazwania i zmierzenia.