Ładowanie akumulatora

Tekst i zdjęcia: Adam Kulik

Akumulator jest niezbędnym elementem dzisiejszych pojazdów mechanicznych, począwszy od małego skutera przez quady, aż po samochody ciężarowe. O ile jeszcze 50 lat temu budowane pojazdy po odpaleniu z tak zwanego „pychu” nie potrzebowały akumulatora dopóki nie zgasły, tak dziś jest on niezbędny.

…chociażby do rozruchu czy podtrzymania parametrów pojazdu, nie wspominając o tym że w pojazdach posiadających alternator zabronione jest odpalanie silnika bez akumulatora.

Jako, że zima głośno puka to naszych garażowych drzwi, zdajemy sobie sprawę, że dawno nie przepalaliśmy maszynki, garaż jest w ogóle nie ogrzewany, a i bateria chyba nam niedomaga. Szybko wertujemy szafki w poszukiwaniu prostownika. …za raz, jaki on miał kolor, czy ja go komuś nie pożyczałem, w zeszłym roku ładowałem akumulatory z trzydziestki, cholera, znowu będę miał problem z uruchomieniem „misia”…

Typy
Jest wiele typów akumulatorów, jednakże te najczęściej stosowane w samochodach to kwasowo-ołowiowe (jako że mają większy prąd rozruchowy) i żelowe w quadach i niektórych motocyklach, ich duża zaleta to szczelność a co za tym idzie brak wycieków w razie nieuniknionej czasami wywrotki.

Charakterystyka
Akumulator charakteryzują trzy podstawowe parametry czyli: napięcie znamionowe w [V] volt, pojemność w [Ah] ampero-godzina, i prąd [A] amper (ważny parametr rozruchowy).

Ładowanie
Przejdźmy jednak do sedna sprawy, czyli do ładowania tego niezbędnego organu. Proces ten jest ściśle powiązany z pojemnością, a patrząc dalej, również z typem pojazdu któremu ma służyć, w proporcji im większy pojazd tym większa pojemność. Parametr ten określa, jak sama nazwa wskazuje ile prądu można zgromadzić w baterii. Dla przykładu standardowy 50Ah akumulator umożliwia pobór prądu o wartości 1 A przez 50 godzin.

Obowiązuje zasada ładowania akumulatora prądem będącym 10% jego pojemności. Czyli dla naszego przykładu będzie to 5 A przez 10 godzin. Wynika z tego, że prostownikiem o wydajności 3,8A można w 10 godzin naładować akumulator 38Ah, nie znaczy to jednak, że większy się nie naładuje porostu będzie ładował się dłużej, za to zostanie naładowany dokładniej.

Prostowniki tradycyjne
Dotychczas spotykaliśmy na naszym rynku tradycyjne prostowniki, w których to do zmniejszenia napięcia sieci i przetransformowania na wyższy prąd wykorzystuje się ciężki ale niezawodny transformator. Zwiększa to gabaryty urządzenia jednakże posiada wiele cech których nie posiadają, będące nowością na naszym rynku prostowniki elektroniczne.

Budowa tradycyjnego prostownika jest tak prosta że praktycznie nie ma możliwości popełnienia błędów, lub niebezpieczeństwa przebicia, ponieważ elementem głównym jest transformator, którego trudno uszkodzić. Być może dlatego do dziś są popularne prostowniki zza wschodniej granicy, mające niekiedy po 20 lat. Są jednak i wady: o ile niektóre posiadały miernik prądu (amperomierz), pokrętło wyboru uzwojenia pozwalające ograniczyć prąd do wymaganej wartości, czy nawet układ automatycznej regulacji ładowania, o tyle wiele z pozostałych tego nie posiadało. Prostowniki takie podłączone do akumulatora ładowały go (w przypadku rozładowanej baterii) maksymalnym prądem znamionowym, co pozwalało tak samo szybko naładować co uszkodzić akumulator. Wynika to z faktu że prąd jest bardzo „leniwy” i płynie tam gdzie jest mu łatwiej a ponadto im łatwiej – tym więcej. Dlatego też należy go ograniczać do 10% pojemności. Koszt porządnego prostownika to ok 200zł.

Prostowniki elektroniczne
Prostowniki elektroniczne do uzyskania tych samych parametrów wykorzystują układ przetwornicy zbudowanej na bazie elementów elektronicznych. Jest to coś w rodzaju zasilacza impulsowego. Znacznie zmniejsza to gabaryty samego urządzenia, jednak trudno zagwarantować w nich jakość, ponieważ wiele firm produkuje je pod swoim szyldem, a co za tym idzie opracowuje swój własny projekt przetwornicy i wykorzystuje dowolnej jakości elementy elektroniczne. Często powoduje to mnogie problemy. Zakładając jednak, ze jakość jest dobra, ma on nawet więcej zalet niż prostownik tradycyjny, począwszy od ceny, przez gabaryty, po funkcjonalność. Koszt gotowego prostownika w podstawowej wersji to okolice 50zł.

Na polskim rynku dostępnych jest wiele firm i typów prostowników elektronicznych. Różnią się one nie tyle zasadą działania, bo jest ona zwykle taka sama, a dostępnymi opcjami ładowania i pomiarów. Dla przykładu nie wszystkie posiadają funkcję dla akumulatorów 6V występujących w starszych typach motocykli, czy wskaźniki komunikujące się z użytkownikiem.

Scharakteryzuję poniżej posiadany przeze mnie, a co za tym idzie praktycznie przetestowany, sterowany mikroprocesorem prostownik firmy TRONIC Typ: T4X SE. Mam także drugi, który nazywa się inaczej – ale jest to praktycznie ten sam produkt.

Rys. 1 Prostownik TRONIC T4X SE *(źródło manual)

Rys. 2

1 – Dioda kontrolna STANDBY (gotowość)
2 – Dioda kontrolna „Tryb 1” (ładowanie akumulatora 6V)
3 – Dioda kontrolna „Tryb 2” (ładowanie mniejszym prądem 0,8A)
4 – Dioda kontrolna „Tryb 3” (ładowanie prądem 3,8A)
5 – Dioda kontrolna „Tryb 4” (ładowanie w niskich temperaturach)
6 – Dioda kontrolna „błąd” (np. odwrotne podłączenie)
7 – Dioda kontrolna „akumulator naładowany”
8 – Dioda kontrolna „ładuję”
9 – Przycisk MODE – wybór trybu pracy

Dane techniczne:
Napięcie wejściowe: 220 – 240 V ~ 50 / 60 Hz
Pobór mocy: 60 W
Napięcie nominalne: 6 / 12 V DC
Prąd ładowania: 0,8 / 3,8 A
Napięcie ładowania: 7,3 / 14,4 / 14,7 V
Typ baterii: 6 V 1,2 Ah – 14 Ah,  12 V 1,2 Ah – 120 Ah

Moje uwagi
Prostownik ten posiada kilka trybów pracy, wybieranych w zależności od typu ładowanego akumulatora, lub warunków temperaturowych otoczenia. Producent wprowadza jednak użytkowników w błąd, twierdząc że pozwala również naładować całkowicie rozładowany akumulator, ponieważ wtedy w akumulatorze kwasowo-ołowiowym dochodzi do nieodwracalnego zasiarczenia płyt. Jeśli napięcie spadnie poniżej 7,5 V dla prostownika będzie to jednoznaczne z obwodem otwartym i nie pozwoli on na wybranie trybu ładowania. Pomocny jest wtedy tradycyjny prostownik pozwalający pobudzić akumulator do momentu osiągnięcia wymaganego progu, nie rozwiązuje to jednak problemu zasiarczenia.

Funkcja ładowania „całkowicie” wyładowanych akumulatorów dotyczy sytuacji w której napięcie waha się w granicach 7,5 V do 10,5 V wtedy, urządzenie automatycznie przełącza się na tryb ładowania impulsowego. Proces trwa do momentu osiągnięcia w akumulatorze napięcia wynoszącego 10,5 V, po czym automatycznie zostanie uruchomiony uprzednio wybrany tryb ładowania.

Sytuacja odwrotna dotyczy akumulatora żelowego w którym to niedopuszczalne jest przeładowanie. Na szczęście jest to prostownik automatyczny, który sam odłączy w pełni naładowany akumulator. Układy elektroniczne wymuszają również rozpoczęcie ładowania dopiero po wybraniu odpowiedniego trybu, zapobiega to powstawaniu iskier przy podłączaniu do zacisków.

Urządzenie zabezpieczone jest też przed omyłkowym podłączeniem zacisku „+” do „–„ akumulatora i odwrotnie, lub też zwarciem. W sytuacji takiej zapali się dioda ostrzegawcza „błąd”. Prostownik chroni również sam siebie, w momencie wzrostu temperatury automatycznie redukuje on moc wyjściową, nie dopuszczając w ten sposób do przegrzania.

Po pełnym naładowaniu akumulatora prostownik samoistnie przechodzi w tryb ładowania konserwacyjnego, funkcja nie pozwala na uszkodzenie naładowanego akumulatora. Podobną funkcjonalność można uzyskać również z wysokiej klasy prostownikami tradycyjnymi, jednak będzie to sprzęt drogi i dużo większych rozmiarów i mas.

OPIS TRYBÓW PRACY:

Tryb 1 „6V” (7,3 V / 0.8 A)
Pozwala naładować akumulator 6V o pojemności poniżej 14Ah. Funkcja bardzo przydatna dla posiadaczy i miłośników starych motocykli najlepiej rodzimej produkcji (czytaj WFM).

Tryb 2 „12V” (14.4 V / 0.8 A)
Pozwala naładować akumulator 12V o pojemności poniżej 14Ah. Zgodnie z rysunkiem nad diodą dotycz to akumulatorów bardzo popularnych w motocyklach i quadach.

Tryb 3 „12V” (14.4 V / 3.6 A)
Pozwala naładować akumulator 12V o pojemności powyżej 14Ah. Dotyczy to oczywiście akumulatorów w samochodach.

Tryb 4 „12V” (14.7 V / 3.8 A)
Pozwala naładować akumulator 12V o pojemności powyżej 14Ah przy niskich temperaturach lub szczelnych akumulatorów AGM o pojemności powyżej 14 Ah.

Podsumowanie
Prezentowany prostownik jest to wersja podstawowa, prostszy jest tylko model bez opcji 6V. Spotkałem się z produktami innych firm, dostępnych z rynku angielskiego, wyposażonych nawet w mierniki – oczywiście idzie za tym jednak wzrost ceny urządzenia.

Porównując stosunek tej samej funkcjonalności do ceny, parametry i gabaryty, wydaje mi się że warto wkroczyć w nowoczesność, zakupując nowy prostownik elektroniczny. Jako praktyk i tradycjonalista polecam równocześnie nie pozbywać się starego poczciwego, prawdopodobnie jeszcze radzieckiego sprzętu. Takie urządzenie przeżyje zapewne nas wszystkich, a i nie straszne mu zakłócenia w sieci zasilającej, kataklizmy i wszelkie wyładowania elektromagnetyczne. Na pewno przyda się jeszcze w nietypowych okolicznościach oraz zastąpi elektronikę – gdy ta nas zawiedzie.