Iets over tractie-accu's

[Anton]

Hoi,

Hier wat info over (traxtiebatt.):

Levensduur

Gedurende de levensduur neemt de capaciteit van de batterij geleidelijk af. Kies daarom een batterij die bij 80 procent van zijn capaciteit ook nog zijn werk kan doen. Dit voorkomt problemen op de langere termijn. De levensduur wordt bij een batterij uitgedrukt in laadcycli. Voor de meeste merken en typen is dit 1500 laadcycli, daarna is de batterij aan vervanging toe. Iedere lading - ook een tussentijdse - wordt als een volledige cyclus aangemerkt. Onnodig tussentijds bijladen doet dan ook afbreuk aan de levensduur.(Dat valt in de praktijk erg mee)

Voor tractiebatterijen wordt de capaciteit gedurende een ontladingstijd van vijf uur aangegeven (aanduiding 600 Ah/5h). Is de belasting groter, dan komt er totaal minder energie uit. Voor semi-tractiebatterijen geldt hetzelfde, maar wordt de capaciteit veelal in een 20 uurs ontlading uitgedrukt.

Voorrbeeld: voor een tractiebatterij van 600 Ah/5 h geldt dat er gemiddeld 120 ampère uit komt en dat vijf uur lang (5 uur x 120 A = 600 Ah). Daarna is de batterij helemaal ‘plat’ en zover willen we niet gaan. Een batterij van 600 Ah belasten we in de praktijk echter niet verder dan 80 procent; dit betekent dat we er maar 480 Ah uit gaan halen. Dat wordt dan vijf uur lang 96 ampère. Doen we langer over het ontladen van de batterij, dan kunnen we er iets meer energie uit halen.

Nat en droog

In de afgelopen jaren verschenen de zogenoemde onderhoudsarme gel-batterijen op de markt. Het verdunde zwavelzuur (elektrolyt) is bij dit type vervangen door een gel. De belangrijkste voordelen van gel-batterijen zijn: geringere zelfontlading, diepere ontlading van 60 tot 70 procent mogelijk, onderhoudsvrij en gesloten bouwwijze en geen ventilatie noodzakelijk bij juiste lading. Dit laatste maakt het kostentechnisch aantrekkelijke decentraal laden mogelijk.

Vaak wordt er gezegd dat gel-batterijen een langere levensduur hebben ten opzichte van loodzwavel batterijen, maar geen enkele leverancier van dit type staaft dat met het vermelden van het werkelijke aantal laadcycli (meer dan de 1500 cycli, zoals van toepassing op de natte batterij). Aan de vermeende langere levensduur mag dan ook terecht worden getwijfeld.

Wereldwijd gezien is er ook maar een handvol producenten van gel-batterijen en er is nog weinig vraag naar; dat maakt ze verhoudingsgewijs duur. Voor capaciteiten boven de 300 Ah zijn ze ook minder geschikt. De doorgaans langere laadtijden maken ze minder geschikt voor toepassing in wisseldiensten. De huidige verkoopaantallen laten dan ook geen echte doorbraak ten opzichte van conventionele batterijen zien; het aandeel natte lood/zuur batterijen bedraagt nog steeds een dikke 98 procent; het bescheiden restant is gel.

Laders

We onderscheiden twee soorten laders: conventionele Wo-Wa laders en de nieuwe generatie hoog frequent (HF) laders. Wo-Wa is een gecombineerde tweetraps laadmethode met constante spanning en stroom, waarbij de batterij gecontroleerd sneller wordt geladen. HF-laders nemen ten opzichte van conventioneel een grote vlucht. De huidige (geschatte) marktverdeling in de eerste montage is circa 70 procent HF en 30 procent conventioneel. In de vervangingsmarkt en gebruikt gaat het beduidend minder hard; circa 20 procent is daar HF en 80 procent nog conventioneel.

Hoewel conventionele laders hun werk al jaren voorbeeldig doen, zijn er technisch, maar ook economisch gesproken eigenlijk geen argumenten meer te bedenken om niet over te schakelen op de moderne computergestuurde HF-laders. Het rendement van een HF-lader ligt op circa 90 procent, gecombineerd met zuurcirculatie - of beter nog met pulstechniek - kan dit zelfs oplopen tot circa 94 procent. Conventionele laders hebben een maximaal rendement van 75 procent. Een kwart van alle erin gestopte energie, verdwijnt ten gevolge van omzettingsverliezen als nutteloze warmte. Computergestuurde HF laders geven een betere beheersing van het laadprogramma, wat weer leidt tot een lager stroomverbruik. Een lagere laadstroom geeft weer minder warmteontwikkeling in de batterij, wat de levensduur van de batterij en het verbruik van demi-water ten goede komt.

Door de lagere laadstroom kan de laadinstallatie veelal lichter afgezekerd worden (16 A in plaats van 32 A). Lichtere HF-laders tot circa 48 V/600 Ah kunnen uit de voeten met een gewoon huis-tuin-keuken-stopcontact van 230 V/16 A. Zwaardere uitvoeringen tot circa 80 V/750 Ah werken op de bekende rode krachtstroom aansluiting van 400 V/16 A; de zwaarste op 400 V/32 A. In aanschaf is HF duurder dan conventioneel, maar met overheidssubsidies in de vorm van fiscale aftrekmogelijkheden (EIEA) en de lagere stroomkosten is het prijsverschil op termijn klein. Geld voor de industrie ! ) Ten slotte hebben HF-laders vergeleken met conventionele geen hoge inschakelpiek. Deze bepaalt het progressieve vastrechttarief en daar valt dus met HF flink op te bezuinigen, als dit het zwaarste elektrische apparaat in huis is.


Nominale spanning


De nominale spanning van een loodzwavelzuurcel is 2 volt.
In de praktijk kan deze waarde afwijken afhankelijk van de ladingstoestand en de belasting van de cel.(inwendige weerstand van de cel).
Als de klemspanning van de cel 1.7 - 1.9 volt bedraagt is de cel ontladen.Tijdens de lading stijgt de spanning langzaam.
Als een spanning van ongeveer 2.40 volt bereikt is, ontstaat er een sterke stijging van de klemspanning. (6 x 2.4 = 14.4 volt)

Een conventionele loodzwavelzuurcel bereikt op dit punt de zogenaamde gasspanning. Water uit het elektrolyt wordt dan ontleed in zuurstof en waterstof. Dit is de reden dat conventionele cellen dienen te worden bijgevuld met gedestilleerd water.

Het 'gassen' van de conventionele cel is belangrijk; de beweging van het gas zorgt voor een goede homogeniteit van het elektrolyt.

Nadeel is, dat deze gassen explosief zijn.

Onderhoudsvrije batterijen


onderhoudsvrije loodzwavelzuurbatterijen

Nieuwe ontwikkelingen in de jaren 60 en 70 van de twintigste eeuw hebben geleid tot de onderhoudsvrije loodzwavelzuurbatterij.

Een onderhoudsvrije batterij heeft gedurende zijn levensduur geen enkel onderhoud nodig.

Het belangrijkste voordeel van onderhoudsvrije batterijen is, dat bijvullen met gedestilleerd water niet nodig is.

Het 'gassen' van conventionele batterijen is de hoofdoorzaak van het verlies
van water. Zonder het 'gassen' functioneert de batterij niet correct.

Door toepassing van geabsorbeerd elektrolyt, speciale legeringen en
recombinatietechnieken is men er in er in geslaagd compleet onderhoudsvrije
batterijen te ontwikkelen.

Het verschil tussen spanning, stroom en capaciteit

Dit kan eenvoudig worden vergeleken met een waterleiding:

* Spanning kan worden vergeleken met de druk op de leidingen.
* Stroom kan worden vergeleken met de hoeveelheid water die per tijdseenheid door de leidingen stroomt.
* Capaciteit kan worden vergeleken met de hoeveelheid water in de tank die het circuit voedt

Grootheden en eenheden

De belangrijkste grootheden
en eenheden voor
berekeningen aan batterijen zijn:
Grootheid: Eenheid:
Spanning U Volt V.
Stroom I Ampère A.
Capaciteit C Ampère-uur Ah.

Standaardisatie

De DIN*-standaard wordt het meest gebruikt bij vergelijkingen tussen batterijen.

Een ontlaadtijd van 5 uur wordt het meest gebruikt voor tractietoepassingen. Voor standby-toepassingen een ontlaadtijd van 10 uur en voor start- en onderhoudsvrije batterijen een ontlaadtijd van 20 uur.

Hoe kleiner de ontlaadtijd, hoe kleiner de effectieve capaciteit van de batterij zal zijn.
Het verschil tussen de effectieve capaciteit bij ontlaadtijden van 5 en van 20 uur is ongeveer een factor 1,25.

Volgende de DIN-Standaard wordt:
• Batterijspanning
opgegeven in V.
• Batterijcapaciteit
opgegeven in Ah.
• Ontlaadtijden van
5, 10 of 20 uur gebruikt.
Voorbeeld:

*

Nominale spanning: 12 V.
*

Capaciteit: 31.5 Ah. / 10 h.

Als de batterij wordt ontladen in 10 uur,
dan heeft deze batterij een
capaciteit van 31.5 Ah.
De ontlaadstroom is dan:
31.5Ah. / 10h = 3.15 A.

Als de ontlaadtijd wordt verkleind, danwel de ontlaadstroom wordt vergroot, dan wordt de effectieve capaciteit kleiner.

Als de ontlaadtijd wordt vergroot, danwel de ontlaadstroom wordt verkleind, dan wordt de effectieve capaciteit groter.

In de praktijk is het verschil tussen C5 en C20 ongeveer een factor 1.25

Nogmaals het gaat hier om natte traxiebatterijen!
Het onderhoud stelt in de camper niet veel voor, 2 x perjaar of iets vaker gedist.water bij vullen.
Voor het bijvullen en gasafvoer zijn setjes verkrijbaar en zijn meetsal al bij de prijs inbegrepen.

Een rondje bellen en vragen om korting geeft vaak goedkopere stroom dan verwacht.


Groet Anton