Batterier

[Oscar P]

Nu när våren är här så kanske detta ämne är intressant. Efter att ha stört mig något ofantligt på tattar inkopplingen av bilbatteriet och mina försök att hitta en bra och billig lösning strandat så tänkte jag att man ska underhålla sitt batteri.

Jag är dock ingen expert på området.

Batterier och laddning:

Dagens moderna bilar fyllda med elektronik som är i stort behov av ett fungerade batteri för att funktionen ska vara normal. Cadillac är fyllda med elektronik av det mer avancerade slaget, och grundförutsättningen är att det finns en stabil källa att ta sin energi från.

Batteriet har självklart sin uppgift i att kunna driva startmotorn, samtidigt som det finns nog mer energi kvar för motorstyrningen som driver tändning, bränslepump och bränslespridare.

Men batteriet ska även vara backup för olika minnen när bilen står still, hålla igång larmet osv. Det är lite mer high-tech än ”klockan” idag. Sedan när man ger sig ut och kör ska generatorn ladda batteriet för att återföra den energi som plockats ut under bilens stillastående.

Blybatterier som används som startbatterier är både stryktåliga och känsliga på samma gång.

Inom telekom så använda just blybatterier för backup under strömavbrott, här i norden med ett bra elnät kan batterierna hålla 20år, medan samma batteri är dött inom 6-18månader i de delar av världen som har mindre väl utvecklat elnät. Där får batterierna nära nog djupurladdas dagligen, och sedan laddas mycket hårt för att hinna bli laddade innan nästa avbrott på elnätet.

Batterier är dyra, och därför är det en god ekonomi att skaffa sig lite kunskap om just blybatterier.

I princip kan man säga att blybatterier inte alls trivs att förvaras i halvladdat tillstånd, de har bäst livslängd om de är fullt laddade. Därför är det olyckligt att bilens förbrukare laddar ur batteriet när bilen står still. Dag till dag är inget problem, men efter en vecka kan inte batteriet betraktas som full-laddat länge. Under 50% laddning är batteriet mycket ömtåligt, det är lämpligt att befinna sig över 80% laddning.

Som vi förstår här så är laddningen av batteriet viktig.

Det finns två grundlägen, det ena är normal laddning och det andra är underhållsladdning. I början av laddningen så ska man återfylla batteriet snabbt, mot slutet ska man bara underhålla så att man motverkar självurladdningen och toppfyller batteriet.

Överladdas batteriet avger det knallgas, när trycket i batteriet blir stort nog släpper säkerhetsventilen ut trycket. Äldre batterier kunde återfyllas med batterivatten, medan nya batterier är helt slutna så att återfyllning inte kan ske.

Alla batterier har övertrycksventil och används en korrekt laddare behöver inte påfyllningsskruvarna lyftas vid laddning – du lyfter inte på den när generatorn laddar batteriet med generatorn i bilen!

Batteriets laddningstillstånd mäts exaktast med syravikten, tyvärr går det ej att avläsa syravikten på batterier som är slutna såvida de inte har ett ”öga”. Tänk dock på att batteriet måste få vila ett antal timmar innan avläsning.

Om batteriet är oladdat sulfaterar plattorna och får en porös beläggning som dels ökar resistansen (CCA talet minskar) men värre är att det spröda riskerar att ramla bort från plattorna och lägga sig mellan plattorna och kortsluta cellen, eller i vart fall skapa en läckström. Typiskt är att batteriet fungerar vid daglig användning men efter en vecka är det dött och orkar inte dra runt startmotorn.

Det är således så att det som är en korrekt laddspänning för normalladdning är för hög laddspänning för underhållsladdning. När batteriet är fullt så ska laddspänningen sänkas. Man kan säga så att en bil som körs mycket får bäst livslängd från batteriet med lite lägre laddspänning, medan bilen som körs kort mår bättre av högre laddspänning som laddar batteriet snabbare.

Det finns dock undantag, nyare Cadillac växlar mellan dessa två lägen, vid längre färd sänks laddspänningen (som dessutom bidrar till ökad livslängd på lampor).

Problemet för bilens laddelektronik är att den knappast kan mäta syravikten. Istället mäts laddströmmen och polspänningen och via algoritmer kan man lista ut vad som för stunden är en lämplig laddspänning.

Ett stort bekymmer är att batterier och dess laddning är beräknade för rumstemperatur, dvs runt 20grader C. Vid kyla tar batteriet emot laddning betydligt sämre och det är svårt att återföra energi som väl plockats ut från batteriet. Därför är det ett gott råd att vid minusgrader aldrig använda någon av bilens förbrukare mer än absolut nödvändigt när motorn är frånslagen.

Vad vi ser här är att behovet av ett bra batteri är större än någonsin, samtidigt som förbrukningen i vila inte är obetydligt. Det finns därför ofta ett behov av underhållsladdning ”på sida om” med en nätansluten batteriladdare.

Batteriladdare:

Batteriladdare har under de senaste åren haft en hälsosam utveckling. Från att ståta med höga Ah tal så pratar man idag om intelligenta laddare. Laddare som är duktiga på att hålla batteriet fullt utan att nöta på livslängden, och som laddar lite långsammare. Fördelen är att dessa laddare kan lämnas utan tillsyn, du behöver inte ens lyfta av batteripolerna från bilens elsystem. De fungerar utmärkt att ladda batteriet på plats i bilen med.

Körs bilen sällan, köp en modern liten underhållsladdare och använd den flitigt. Ska bilen stå i garaget mer än ett par dagar, koppla in laddaren.

Rent tekniskt så brukar laddaren först köra med konstant ström, t.ex. 4A tills det att polspänningen når 14.4V sedan så inväntar laddaren att laddströmmen ska börja sjunka till 0.3-0.5A. Därefter väljer vissa laddare att gå över till underhållsladdning med 13.8V och vissa andra går över till ”trickle” och slår från helt och väntar att polspänningen når 12.7V då startar laddningen igen efter samma princip.

Troligen ger trickle lite snabbare laddning från ”nästan fullt” till ”fullt”. Värt att tänka på är att trickle indikerar fullt men säger bara att den börjar sågtandfasen, och det tar ytterligare några timmar innan batteriet är helt fullt. Man behöver några extra cykler innan det är toppladdat. Men som sagt, laddaren kan sitta kvar tills det att du ska använda bilen.

Äldre laddare arbetar efter en helt annan princip, där transformeras elnätets spänning ned och sedan likriktars spänningen via en enkel diodbrygga. De laddar batterier med 100Hz pulser med hög strömstyrka. Tyvärr är 100Hz långt över vad som kan anses vara batterimotion. De värmer upp batterier onödigt, det gasar osv. En batterirostare mao.

En modern steg laddare ger om den är specificerad 4A faktiskt 4A under en stor del av laddcykeln, medan en gamal batterirostare max når 4A. Mellan tummen och pekfingret så är modern laddare 50% effektivare jämfört med en gamal batterirostare.

Svaret är att det är värt pengarna med en modern laddare, den vinner nästan jämt. Ett förslag är Ctek även om det finns gott om andra fabrikat.

Äldre laddare ska inte anslutas direkt mot ett anslutet batteri. Ge sjutton i ”starthjälpen” som finns på den del äldre garageladdare, i vart fall gäller detta om det finns något som är mer anvancerat än en brytarspets i bilen. Så bråttom har man inte, ge batteriet tid att laddas. Det är batteriet som ska starta bilen inte laddaren. I dessa fall finns små nätta hjälpbatterier att köpa för billiga pengar.

Faktum är att moderna laddare kan ladda ett tomt batteri mycket snabbt. Ett Optima kan man ladda från 20% till 80% på en timma bara laddaren har full kontroll på saker och ting. Förvisso krävs en mastodont laddare. En äldre laddare behöver 3timmar för samma operation, och sliter fortfarande mer på batteriet.

Startkablar:

Behöver man starkablar är det något som gått fel, det är en nödåtgård!

Mitt råd är detta, stäng av bägge bilarna. Anslut kablarna, på detta vis blir det minst spänning skillnad mellan de poler som ska anslutas. Starta bilen med den fräscha batteriet direkt efter att kablarna är anslutna. Stäng av alla förbrukare.

Nu kommer det viktiga, låt bilarna stå i detta tillstånd så länge du känner att du har tid att vänta. Låt det gärna ta 5minuter eller mer, nu laddas lite ström över till det tomma batteriet. Det är mycket bättre om det finns lite kräm så det kan hjälpa till i startögonblicket, och som sagt ett helt tomt batteri är mycket ömtåligt.

När du väntat klart så slår du på tändningen på bilen som ska startas och startar den. Koppla därefter loss kablarna.

Här kommer nästa viktiga sak, det tar minst 3timmar körning innan batteriet är i +80% statusen. Så antingen kör du en långresa, eller så kör du till en plats där du kan ladda batteriet med en nätansluten laddare. Undvik att starta bilen med batteriet i det status det befinner sig just nu. Undvik att ha onödiga förbrukare igång, generatorn får jobba hårt nog ändå med att återfylla batteriet.

Ingångsättande av vinterförvarad bil:

Ladda batteriet med nätansluten laddare INNAN du försöker starta bilen. Startförsök med nästan tomt batteri riskerar att skada både batteri och bilens elektronik. Görs detta kan man spara ett års livslängd på batteriet.

Batterier:

Det finns mängder med batterier, och alla är saliga på sin tro.

Ah talet anger hur många Ampere man kan ta ut från batteriet innan det är helt tomt (10.8V ?) om man laddar ur det under 20timmar. Laddar man ur det snabbare så innehåller det färre Ah. Ibland finns det något som kallas reservkapacitet, och då laddar men ur med konstant ström i snabbare takt. Generellt så premieras batterier med många Ah, ett 100Ah batteri ger mer än dubbla tiden mot ett 50Ah.

Startström, batteriets förmåga att ge dra runt motorn mäts med CCA (Cold Crank Ampere). 0grader Farenhet (-18grader) sedan belastar man batteriet med en viss ström (CCA) och efter 20sekunder ska det fortfarande klara att ge 8V polspänning. Självklart ger ett större batteri mer CCA, men främst beror det på batteriets konstruktion. Det kan mycket väl vara så att ett batteri med 50Ah kan ge lika många CCA som ett 100Ah batteri.

Batterier med höga CCA tal kallas startbatterier och är konstruerade för att ge mycket stora startströmmar, så motorn orkar starta även i sträng kyla.

Fritidsbatterier / traktionära batterier är av annan konstruktion, med lägre CCA. Här har man prioriterat att de ska tåla djupurladdning bättre, mindre risk att de slaggar igen av sulfatering. Denna typ av batteri kan faktiskt vara fördelaktigare i sommarbilen som körs sparsamt.

Utan att vara bitter, så har jag personligen gett upp hoppet lite. Körde med ett av min morbror utdömt ”Saab 60Ah”, som snällt drog runt en 3L V6:a utan knot på vintern. När det började storkna lite så köpte jag ett Biltema 70Ah som också gjorde sitt jobb utan knot.

Dödade två original batterier i en Golf där bilradion drog backström. Vi pratar om att det höll någon månad och bilen kördes dagligen.

Mitt första Optima fungerar efter 10år, det har använts i olika bruksbilar, sommarbilar osv. det har även misshandlats när bilen inte velat starta. Där jag emot alla principer gjort exakt vad man inte ska, kört det helt tomt. (Startförsöken resulterade i att startmotorn slets ut).

Mitt fina Exide batteri gjort för traktionär drift dog efter två år –och då skötte jag det inte så illa.

Daystarter batterier, det ena blev bytt på garanti två gånger. Det andra höll i evigheter.

Jag kan därför inte ge några direkta råd om batterier. Utom att sköta det batteri du har, vid extrema behov så köp ett värstingbatteri med många CCA. Ska man dra igång en 5L V8 mitt i vintern så kanske inte ett 55Ah Biltema batteri är bästa valet. Lång garantitid är dock bra, 5år som jag hade på Daystarter var ju extremt bra (var det därför GA gick i KK?).

Och vad föranledde denna text.

Valet av Batteri till en DeVille 1995. Efter en helt vinter i en lada, kopplar man på det nya och laddade Optima batteriet, vrider om nyckeln – låter bilens datorboxar prata lite med varandra i tio sekunder. Vrider om nyckeln, och bilen startar utan en sekund av tvekan. Precis som det ska.

/Oscar

[hjb981]

...

Jag är dock ingen expert på området.

...

Ok, men du har ju onekligen ett stort intresse för det

...

Ah talet anger hur många Ampere man kan ta ut från batteriet innan det är helt tomt (10.8V ?) om man laddar ur det under 20timmar. Laddar man ur det snabbare så innehåller det färre Ah. Ibland finns det något som kallas reservkapacitet, och då laddar men ur med konstant ström i snabbare takt. Generellt så premieras batterier med många Ah, ett 100Ah batteri ger mer än dubbla tiden mot ett 50Ah.

...

Ah (ampere*timmar) är ett mått på den laddning som batteriet kan lagra. Mycket riktigt beror den på laddningshastigheten (såväl i- som urladdningen). Hur den standardiserade märkningen går till vet du bättre än jag, men om det nu är så att den mäts vid urladdning under 20 h, så betyder det att man laddar ur med strömmen 1/20 av batteriets kapacitet (vilket benämns urladdningshastighet C/20 på batterispråk, där C = batteriets kapacitet i Ah). För ett batteri på 100 Ah blir strömmen 5 A om man laddar ur det med hastigheten C/20.

Batterier i allmänhet fungerar bättre desto lägre urladdningsström man tar ut, och för att kunna jämföra batterier med olika kapacitet är laddströmmen relaterat till C användbar. Om man ska starta bilen och det drar 200 A så måste ett batteri på 50 Ah laddas ur med 4C (4*50=200), medan ett batteri på 100 Ah bara behöver laddas ur med 2C (2*100=200). Om nu standardkapaciteten mäts vid C/20 så har man laddat ur det lilla batteriet 80 gånger så snabbt, medans det stora batteriet laddas ur 40 gånger så snabbt. Därför får man en mindre procentuell minskning av urladdningskapaciteten på det stora batteriet.

Hälsningar

Jonas

[Oscar P]

Hej alla miljöbilsvänner…

I veckan som var så tillbringade jag två dagar på en konferens som min snälla arbetsgivare tyckte jag skulle besöka. Det är en tuff värld vi lever i, så det är sällan man gläntar på locket över vad som föregår på utvecklingsavdelningarna världen över. Men när doktorsavhandlingar ska presenteras så kan man lätta lite på slipsknuten. De immateriella tillgångarna i olika upptäcker och uppfinningar är svårt – och ibland så söker man inte patent för att just skydda sin uppfinning!

Nåväl, batterier var det!

”Åke Ström var ute och åkte med sin elbil, när den plötsligt tappade kontakten med vägen, fick sladd och slog en volt ner i diket”

Blybatterierna som sitter i våra bilar kan lagra knappt 1kWh, och som vi lärt oss så minskar kapaciteten snabbt när man laddar ur den snabbt. Acceleration suger musten ur blybatterierna. Jag tror vi har något historiskt arv från Tjorven här i Kalmar med eldrift.

Blybatterier är billiga (cirka 150:- kostar materialet till ett bilbatteri sades det), men ska man kunna få ut bra prestanda så landar man idag på Litium-Jon. Det finns två grundtyper av dessa batterier som används för fordon.

Den snabbladdningsbara och den billigare högkapacitetsvarianten. Toyota Prius använder ett snabbladdningsbart batteri på ungefär 1kWh. Man kan tömma och ladda batteriet på runt 10sekunder. Tesla använder istället högkapacitet (ungefär som det i mobiltelefonen, bara lite större).

När man pratar högkapacitet så talade man om hur många kilometer man kunde komma (antagligen efter någon EU-kör cykel). Och vid 100km räckvidd ansåg man att den storleken på batteri kunde ge acceptabla prestanda, god acceleration och räckvidd. Ökar man batteriet till 200km kan man dessutom få riktig bra acceleration (Tesla). Batterier ner mot 50km räckvidd räcker inte för rask acceleration och har dessutom svårt att återvinna energi effektivt under inbromsning.

Problemet är att batterier kostar 50000:- för ett ”100km”, som komponent för biltillverkaren – ungefär som alla delar till en småbil kostar!

För tjugo år sedan så begränsades räckvidden av att batteriernas vikt, idag begränsas man av batteriernas pris.

Ett annat bekymmer är att batterierna håller 10-12år innan deras kemiska livslängd är slut. Runt 5000st cykler tål batterierna.

Nu inser man att problem är att för ett 100km batteri får man betala 6250:-/år (inkl moms) bara för slitage på batteriet. Endast den som kört 50000mil på tio år har gjort slut på sitt batteri gällande laddcykler.

Man frestas då att använda ett mindre batteri, men då blir bilens prestanda allt för klen. Att använda ett högkapacitetbatteri som komplement är heller ingen lösning då det kostar så mycket att totalsumman ändå blir nästan i nivå med ett ”100km” batteri.

Så man förutspådde att eldrift skulle kunna vara mycket intressant för t.ex. bussar och möjligen Taxi samt andra kommersiella fordon som kan laddas regelbundet. För även den klenare varianten skulle kunna snabbladdas relativt snabbt, man nämnde att bussar vid ändhållplatserna skulle ha tid nog att ladda batterierna. Bussar som far mellan olika städer står ju ofta vid busstationen en stund.

Kontentan var i vart fall att bortsett från de systemen som vi sett i Prius känns den rena elbilen fortfarande avlägsen. Inte p.g.a. av tekniken utan prislappen är allt för hög.

Min personliga känsla var att bilföretagen snarare jobbade med hybridsystemen ”just-in-case” att EU ska få för sig att man kräver detta, än att man verkligen tyckte att det var en miljömässig hjälteinsats. På alla slideshows satt den där fantastiska elmotorn bredvid en förbränningsmotor.

En sak jag själv tyckte var lite intressant var att kylningen var tänkt att ske från förbränningsmotorns kylsystem. Dvs kylvätska med upp mot 105grader ska kyla elektroniken.

En annan intressant sak man berättade om, var att Li-Jon inte riktigt gillar att bli fulladdat. 3ggr längre livslängd om man cyklar mellan 0-80% än 20-100%. Och det gäller även mobiltelefoner och bärbara datorer.

(Ska för säkerhets skull ha med en lite klausul om att Prius använde Ni-MH batteri. Vet inte om de fortfarande kör med det, eller om de litar på Litium-Jon nu).

/Oscar

[hjb981]

Lite nyfiken, vad var det för konferans?

Prius har fortfarande NiMH. Chevrolet Volt har Li-jon.

/Jonas

[Oscar P]

Lite nyfiken, vad var det för konferans?

Prius har fortfarande NiMH. Chevrolet Volt har Li-jon.

/Jonas

PCIM i Nürnberg, det finns utställningsdel och konferens. PCIM står för Power Conversion Intelligent Motion. Första gången jag var där.

/Oscar