Do podstawowych funkcji akumulatora rozruchowego ołowiowo-kwasowego należą uruchomienie silnika spalinowego oraz zapewnienie odpowiedniej dawki energii elektrycznej dla komponentów elektrycznych i odbiorników w różnych trybach pracy samochodu. Jednak nowoczesna motoryzacja stawia przed akumulatorem coraz więcej wyzwań, wśród których największym jest ogromne zapotrzebowanie na energię.

Coraz większe wymagania energetyczne

Rosnące obciążenie sieci pokładowej i związany z tym wzrost zapotrzebowania energetycznego, a także coraz powszechniej stosowane rozwiązania mikrohybrydowe będą w najbliższych latach determinować dalszy rozwój technologii akumulatorowej. W przypadku np. napędów mikrohybrydowych do podstawowych funkcji systemu elektroenergetycznego dojdą dodatkowe funkcjonalności, w tym np. zmniejszenie mechanicznego sprzężenia alternatora na pasku, mechaniczny odzysk energii, umożliwienie częstego wyłączania i uruchamiania silnika z systemem start-stop, a także dostarczanie elektrycznego wspomagania np. podczas dynamicznego przyspieszania.

– Mikrohybrydowy pojazd wymaga więc wyższej wydajności akumulatora rozruchowego w porównaniu z konwencjonalnymi samochodami. System start-stop i hamowanie regeneracyjne to cechy hybrydyzacji zastosowane w mikrohybrydach, przy jednoczesnej rezygnacji ze stosowania silnika elektrycznego o dużej mocy (powyżej 60 V) i akumulatora trakcyjnego – wyjaśnia Henryk Przybyło, dyrektor ds. badań i rozwoju technologii (R&D) w firmie Auto Part. I dodaje, że w połączeniu z nowatorskimi funkcjami pojazdu, takimi jak wspomagane elektrycznie hamulce i układy kierownicze lub podgrzewanie kabiny przy wyłączonym silniku, mikrohybrydyzacja konfrontuje akumulator rozruchowy ze znacznie wyższą przepustowością energii przez mikrocykle z typową amplitudą wokół kilkuprocentowego stanu naładowania.

Jedną z kluczowych nowych technologii, która ma olbrzymi wpływ na działanie akumulatora ołowiowo-kwasowego, jest system start-stop. – Za każdym razem, gdy silnik jest wyłączony, akumulator musi dostarczyć energii do systemu elektrycznego (powiedzmy 30–75 A w zależności od wielkości pojazdu, konfiguracji i warunków) przez maksymalnie 120 sekund. Następnie akumulator musi uruchomić pojazd, odzyskać utracony ładunek i powtórzyć ten proces w kółko po każdym zatrzymaniu pojazdu – tłumaczy Henryk Przybyło. Nietrudno jest wyobrazić sobie duży ruch i inne warunki, w których występują częste wyłączenia silnika, z ograniczonymi możliwościami ładowania akumulatora.
– W takich okolicznościach znaczenia nabiera technologia akumulatorów (o wysokiej DCA), która ogranicza ryzyko niebezpiecznego obniżenia poziomu naładowania akumulatora, co mogłoby spowodować, że pojazd nie będzie mógł się uruchomić – wyjaśnia Henryk Przybyło.

Warto wiedzieć
Proste regułki

W przypadku konieczności wymiany akumulatora należy pamiętać, by:

  • wymieniać akumulator AGM na AGM,
  • wymieniać akumulator EFB na EFB lub AGM,
  • nie stosować tradycyjnego akumulatora kwasowo-ołowiowego,
  • zastosować procedurę „adaptacji” nowego akumulatora w pojeździe zgodną z zaleceniami producenta.

Technologia EFB i AGM

Wspomniana coraz większa liczba podzespołów elektronicznych (np. GPS, ekrany DVD, interfejs do smartfonów), które wymagają stałego dopływu energii, a także obecność systemu start-stop wymuszającego ciągłe zatrzymywanie i uruchamianie pojazdu wymagają zastosowania specjalnego akumulatora. – Dlatego też parametry akumulatorów EFB i AGM z rodziny Eurorepar zostały wzmocnione, dzięki czemu charakteryzują się one wysoką odpornością na cykle rozładowania i ładowania i pozwalają na stabilne, długotrwałe zasilanie odbiorników pojazdów – tłumaczy Krzysztof Otto, ekspert ds. gamy Eurorepar.

Akumulatory w technologii AGM (Absorbent Glas Mat) są wyposażone w grubsze płyty i umieszczone pomiędzy nimi separatory z włókna szklanego wchłaniające elektrolit, utrzymywane pod bardzo dużym ciśnieniem. To ciśnienie minimalizuje proces utraty masy aktywnej płyt przy ekstremalnie niskim oporze wewnętrznym. – Taka konstrukcja pozwala na lepszą przewodność sprzyjającą uzyskaniu maksymalnej wydajności energetycznej w każdych warunkach, czterokrotnie dłuższą żywotność w stosunku do akumulatorów konwencjonalnych oraz doskonałe parametry rozruchu na zimno – wyjaśnia Krzysztof Otto.

Z kolei akumulatory w technologii EFB (Enhanced Flooded Battery) zapewniają wyższą niezawodność i wydajność w porównaniu ze standardowymi bateriami kwasowo-ołowiowymi do pojazdów osobowych i użytkowych. Płyty dodatnie akumulatora są pokryte warstwą poliestru, co umożliwia lepsze utrzymywanie ich masy aktywnej. Zaletą tej technologii, zapewniającej trzykrotnie dłuższą żywotność niż w przypadku akumulatorów konwencjonalnych, jest maksymalna odporność na rozładowanie podczas jazd na krótkich dystansach.

Również Marek Przystałowski, wiceprezes Zarządu i dyrektor techniczny w firmie Jenox Akumulatory, zwraca uwagę na zalety technologii EFB. – Odznaczają się one bardzo dużą zdolnością przyjmowania ładunku w ciągu całego okresu eksploatacji, a zastosowane w nich elektrody zbudowane w oparciu o stopy wapniowo-cynowe, a także poliestrową membranę zapobiegają degradacji masy czynnej. Skutkuje to dużą trwałością w pracy cyklicznej w porównaniu do konwencjonalnych akumulatorów. Akumulatory Jenox EFB systematycznie zyskują na popularności, ponieważ przybywa samochodów z systemem start-stop.

Czy to zmierzch akumulatorów kwasowo-ołowiowych?

Wydawać by się mogło, że dni tradycyjnego akumulatora kwasowo-ołowiowego są już policzone – ze względu chociażby na rosnącą popularność samochodów z napędem hybrydowym i elektrycznym, w których stosuje się akumulatory litowo-jonowe (Li-Ion) oraz niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH). – Musimy jednak pamiętać, że koszt produkcji tych akumulatorów jest wysoki, a ich utylizacja – problematyczna – mówi Marek Przystałowski. – Wymagają one również precyzyjnego systemu kontroli, nadzoru i chłodzenia, by wyeliminować ryzyko pożaru.

Oczywiście przy obecnie stosowanej technologii produkcji akumulatorów kwasowo-ołowiowych ich pojemność i parametry pracy nie zaspokoją zapotrzebowania na energię aut elektrycznych. Dopóki jednak po naszych drogach będą jeździły auta spalinowe, wciąż będzie zapotrzebowanie na tradycyjne akumulatory. Jak zauważa bowiem Marek Przystałowski, są one najtańsze w produkcji, a co najważniejsze – blisko 98% elementów, z których wykonany jest akumulator kwasowo-ołowiowy, podlega recyklingowi. Dzięki temu ich wpływ na środowisko naturalne został zminimalizowany, podczas gdy recykling akumulatorów litowo-jonowych wciąż jest na etapie poszukiwań skutecznych technologii. – Oczywiście cały czas prowadzone są prace nad udoskonaleniem akumulatorów kwasowo-ołowiowych w celu zwiększenia ich wydajności energetycznej i trwałości. Również nasza firma ma w tym swój wkład, prowadząc m.in. badania nad wykorzystaniem węgla szklistego w produkcji akumulatorów kwasowo-ołowiowych – dodaje wiceprezes Jenox Akumulatory.