BATTERIJ ESSENTIEEL ONDERDEEL VAN AUTOMOTIVE ELEKTRONICA
Cyclische belasting stelt steeds hogere eisen aan autobatterij
De eerste voertuigen met start-stopsystemen betreden nu volop de aftermarket, terwijl OEM's momenteel al de vierde generatie van dergelijke systemen monteren. In de eerste montage zitten er in een voertuig met start-stopsysteem andere batterijen, aangezien conventionele exemplaren moeilijk het voortdurende heropstarten aankunnen. Voor welke automotive batterijen die cyclische belasting evenwel geen probleem vormt, kunt u lezen in dit artikel.
WEZENLIJK ELEKTRONICAONDERDEEL
70% van de wagens die vandaag de dag geproduceerd worden voor het Europese wagenpark, is voorzien van een start-stopsysteem, inclusief bijbehorende batterij. Bij stadsverkeer van een kruispunt naar rode lichten en filerijden steeds opnieuw starten en remmen
wordt er veel geëist van die start-stopbatterij. De batterij wordt ontladen, maar kan niet opgeladen worden. Zeker wanneer tijdens het stadsbumperen of filerijden de passagiersruimte gekoeld of verwarmd wordt, uw smartphone een oplaadbeurt krijgt, het gps/entertainmentsysteem in volle actie is ... Indien het voertuig voorzien is van een regeneratief remsysteem, moet de accu bovendien in staat zijn om snel de elektrische energie te kunnen opnemen. Zonder een degelijke batterij zouden deze mogelijkheden ondenkbaar zijn. Vandaar ook dat die batterij een wezenlijk onderdeel van de hedendaagse auto-elektronica is.
ENERGIEMANAGEMENTSYSTEEM
Het hart van het energiemanagementsysteem bestaat uit een EFB/ECM- of AGM-batterij en motorsturing met een geïntegreerde start-stopcontrole. De alternatoren die in dit systeem gebruikt worden, leveren bij lage toerentallen, en vlak na de start, extra veel energie. Een gelijkstroomconvertor stabiliseert tijdens het starten de spanning van het boordnet en vermijdt dat functies zoals de radio of de navigatie onderbroken worden. De performante batterijen die gebruikt worden, zorgen ervoor dat elektrische functies zoals airco, motorkoeling of elektrische ruiten, ook bij stilstand over voldoende stroom beschikken.WERKING BATTERIJ
De basiswerking van een batterij is een elektrochemisch proces. De batterij slaat chemische energie op die op aanvraag als elektrische energie kan worden vrijgegeven. Een batterij bestaat uit een aantal cellen die met elkaar verbonden zijn. Een cel bestaat uit een compartiment gemaakt van kunststof waarin de cel is geplaatst. De cel bevat twee soorten platen: een negatieve en een positieve plaat. De platen zijn van elkaar gescheiden door middel van een separator. Om de accu beter bestand te maken tegen een diepere ontlading, is de traditionele separator bij start-stopaccu's vervangen door ofwel een absorberende glasmat (AGM), ofwel door een separator, versterkt met een glasvlezelvlies (EFB). Het geheel is ondergedompeld in een elektrolytische oplossing van water en zwavelzuur. Dankzij het verschil (in spanning) tussen de twee platen (polen), wanneer een verbruiker wordt afgesloten, creëert de batterij een chemische reactie tussen de platen en de elektrolyt. Op en in de plaat verandert dan de sulfaationmigratie naar een elektronmigratie: 'stroom'. Wanneer alle zwavelzuur weggereageerd is, is de batterij volledig ontladen (gesulfateerd). Bij het aanleggen van deze batterij aan een stroom en een juiste spanning kan die opgeladen worden. Daarbij wordt de chemische reactie omgekeerd, zodat ze na de afkoppeling opnieuw van voren af aan kan plaatsvinden.
BATTERIJEN VOOR TRUCKS
Hoog stroomverbruik en veel vibratie
De overtreffende trap qua stroomverbruik, zowel voor het starten als voor boordelektronica en comfortuitrusting, vinden we terug in vrachtwagens. Naast het stroomverbruik dat een krachtigere batterij vereist, maakt ook de plaatsing van de batterij een meer stevige batterij noodzakelijk. Sinds de introductie van SCR-katalysatoren in het uitlaatsysteem en de plaatsing van een AdBlue-tank om de steeds strenger wordende Euro-emissienormen te halen, schuift de plaats van de batterij op een truck steeds meer naar achteren. Dit betekent ook dat de batterij steeds meer vibraties ondervindt.
Conventionele batterij heerst, maar EFB bouwt aan de weg
Het merendeel van de batterijen die in trucks worden gebruikt, zijn nog steeds conventionele versies. De fabrikanten brachten wel modificaties aan, zodat batterijen die op trucks gericht zijn, meer bestand zijn tegen trillingen. Ze doen dit door een verankering van de elementen in de bak, al dan niet met stevige glasvezelseparatoren, en een bijzonder gestampt rooster dat een hogere corrosiebestendigheid levert om langer en beter de hoge stromen te kunnen leiden. EFB-batterijen met een vrij losvloeiend zuur in de batterij en een speciale separator hebben ook hun intrede gemaakt in de truckwereld en worden steeds populairder.
Technologische ontwikkelingen
De technologie op het vlak van EFB-batterijen blijft zich doorontwikkelen. Zo is er een fabrikant die gebruikmaakt van een zuurcirculator die zuurstratificatie (ongelijkmatige concentratie van zuur: in de onderste laag sterker aanwezig) in de batterij voorkomt. Die gebruikt de natuurlijke bewegingen van het voertuig voor een continue zuurcirculatie. De zuurdichtheid blijft zo homogeen, wat de levensduur van de batterij verlengt.
SOORTEN AUTOMOTIVE BATTERIJEN
Conventionele natte batterijen
Deze batterijen zijn gevuld met een vloeibare elektrolyt. Het gebruikte zwavelzuur vloeit vrij rondom de platen en zorgt voor een chemische reactie, die wordt omgezet in elektriciteit. In het verleden zijn accufabrikanten gaan experimenteren met verschillende legeringen voor de roosters. Bij personenwagenaccu's heeft de traditionele lood-antimoonlegering plaatsgemaakt voor een lood-calciumlegering. Hierbij is het waterverbruik gedaald, zodat de accu's onderhoudsvrij geworden zijn. Bij serviceaccu's voor campers en in het trucksegment wordt er nog steeds lood-antimoon gebruikt vanwege de voordelen bij een diepe ontlading. Conventionele natte calciumaccu's zijn ideaal als gewone startaccu, maar kunnen de cyclische belasting bij start-stopsystemen niet aan.
AGM-batterijen
Het zuur van de AGM-batterij (Absorbed Glass Mat) zit vervat in een glasvezelmat die tussen de platen is aangebracht. De glasvezelmat fungeert als een spons die de elektrolyt absorbeert en contact houdt met het rooster. Zo wordt de actieve massa in de platen vastgehouden. Hierbij blijft de startspanning hoger, zelfs als de batterij in een zekere ontladingstoestand is. Dankzij de technologie van de glasvezelseparator wordt zuurstratificatie vermeden en wordt de cyclusbestendigheid verbeterd. Deze volledig gesloten batterijen zijn geschikt om verticaal te installeren. AGM-batterijen worden vaak in het voertuig ingebouwd en niet in het motorcompartiment, omdat ze minder bestand zijn tegen hoge temperaturen. Deze batterijen leveren niet alleen hoge stromen, ze kunnen ook hoge stromen aanvaarden, waardoor ze ook sneller opgeladen kunnen worden. Indien het voertuig met een start-stopsysteem is uitgerust, in combinatie met een regeneratief remsysteem, of wanneer er extreem veel elektrische verbruikers aan boord zijn, dan is een AGM-batterij aangewezen.
EFB/ECM-batterijen
'Enhanced Cycling Mat' (ECM) en 'Enhanced Flooded Batteries' (EFB) zijn twee benamingen die op dezelfde soort batterijen doelen. Die bevatten zuur dat niet wordt vastgehouden door de separator, maar nog vrij losvloeit in de batterij. In vergelijking met een gewone batterij wordt een speciale, versterkte separator (mat) gebruikt en is de dichtheid van de platen aangepast. Die zijn van een polyestervlies dat de cyclusbestendigheid verhoogt. Deze batterijen zijn goedkoper bij de productie en benaderen steeds meer de capaciteiten van een AGM-batterij.
GEEN MIX & MATCH!
Alhoewel een conventionele batterij in de praktijk wel door een AGM-batterij vervangen kan worden, geldt in het algemeen de vuistregel: 'Vervang een batterij door eenzelfde soort batterij'. De specifieke soort batterij die er door de OEM in werd geplaatst, maakt deel uit van een minutieus uitgekiend elektronicageheel. Een vervanging door een conventionele batterij om economische redenen kan een snellere slijtage bewerkstelligen of leiden tot een weigering door het energiemanagementsysteem. Daarmee bewijst u uw klant geen dienst.
