12 volt accutechnologie

24 / 08 / 2020

Marketing

Al sinds 1859 bewijst de loodzuuraccu een integraal onderdeel te zijn in bijna elk type voertuig, inclusief hybride en elektrisch. Hoewel hybride en elektrische voertuigen gebruik maken van lithium-ion- en nikkel-metaalhydride-accu‘s voor energie-opslag en aandrijving van het voertuig, wordt de betrouwbare 12 volt accu nog steeds gebruikt voor de voeding van het 12 volt elektrische systeem.

We kijken hier naar 12 volt accutechnologie en de toekomstige strategieën die worden onderzocht met technische experts van Autodata.

De 12 volt loodzuuraccu heeft geen bewegende delen binnenin en omvat zes galvanische cellen, die elk in staat zijn om 2,1 volt op te slaan. Elke cel bevat een met positieve looddioxide gecoate plaat en een negatieve loodplaat, gedeeld door een raster en een isolatiemateriaal dat een separator wordt genoemd. De gehele structuur is ingekapseld in een bak van hard plastic gevuld met een vloeibare oplossing die bekend staat als een elektrolyt bestaande uit zwavelzuur en water. Nadat elke cel een lading van meer dan 2,1 volt heeft, vindt er een chemische reactie in de accu plaats, waardoor bruikbare elektrische energie ontstaat.

1, Galvanische cel. 2, Positieve looddioxide gecoate plaat. 3, Negatieve loodplaat. 4, Raster. 5, Separator. 6, Loodplaat

Sinds de uitvinding van de loodzuuraccu zijn er nauwelijks opmerkelijke upgrades in het ontwerp geweest. Dat gezegd hebbende, werd halverwege de jaren zeventig de overstap gemaakt naar de “onderhoudsvrije” of “gesloten” loodzuuraccu. Toch is het absoluut niet juist om de accu‘s gesloten te noemen omdat onderhoudsvrije of gesloten accu‘s, ongeacht de terminologie, nog steeds veiligheidsventielen bevatten die interne druk vrijlaten bij overladen of celstoring. Juist om deze reden worden ze ook aangeduid als “valve regulated lead acid (VRLA)” accu‘s.

Wat de VRLA-accu onderhoudsvrij maakt – niet bijvullen met gedestilleerd water – is de chemische reactie die optreedt wanneer de op de positieve plaat gevormde zuurstof wordt verbonden met de waterstof die wordt afgegeven door de negatieve plaat. Deze synthese tussen de twee samenstellingen vormt water dat wordt gerecycled door de accu, waardoor het onderhoudsvrij wordt.

Dus, zonder al te ver van de chemie van de VRLA-accu af te wijken, is hetzelfde concept doorgegaan naar de gel- en absorbed glass mat (AGM) accu. Gel- en AGM-accu‘s worden nog steeds gecategoriseerd als gesloten VRLA-accu‘s; er blijven echter aanzienlijke verschillen tussen de twee bestaan. Het zuur van de gelaccu wordt met silica ingedikt om een dikke vloeibare massa te vormen, terwijl de AGM-elektrolyt verzadigd is in een glasmatseparator.

Deze innovatieve sprong in technologie heeft vele voordelen; beide accu‘s zijn praktisch onderhoudsvrij, bestand tegen trillingen, hebben geen vrij bewegende vloeistof die kan lekken en kunnen veilig op plekken met beperkte ventilatie worden geplaatst. Omdat de AGM-accu echter veel stroom kan leveren en zeer langzaam wordt ontladen, heeft deze de voorkeur van de auto-industrie en wordt daarom vaak gebruikt in voertuigen uit de stop-start-generatie.

Op dit punt is het goed om te vermelden dat voertuigen met accubewakingssystemen opnieuw gekalibreerd moeten worden wanneer de accu vervangen is. Accubewakingssystemen bieden nauwkeurige informatie over de status van de accu en houden rekening met de verouderingseffecten van de accu. Waarden zoals stroom- en accugegevens moeten met behulp van diagnostische apparatuur worden gereset. Als dit wordt verwaarloosd, kan er worden overladen waardoor de accu voortijdig defect raakt.

Voorzichtigheid is geboden bij het gebruik van externe acculaders, aangezien VRLA-accu‘s bedoeld zijn om met een lage oplaadsnelheid op een langzaam tempo te worden opgeladen. Om schade aan de accu te voorkomen moeten er intelligente acculaders worden gebruikt die de spanning en stroom automatisch kunnen regelen. Als u twijfelt over compatibiliteit en gebruik, volgt u de aanbevelingen van de productfabrikant.

De toekomst

De zoektocht van de auto-industrie naar de volgende evolutie in accutechnologie gaat door. Het uiteindelijke doel is om een accu uit te vinden die in staat is grote hoeveelheden elektrische energie op te slaan en een relatief korte tijd nodig heeft om volledig op te laden. De volgende voorbeelden geven een kort overzicht van enkele nieuwe strategieën en elementen die worden onderzocht:

• Solid-state-accu‘s vervangen het elektrolyt in de huidige accu‘s door een vaste stof voor het vergroten van de energiemassa. Omdat de bedrijfstemperaturen laag zijn, is het risico op brand of explosie verminderd. Deze accu‘s hebben een langere levensduur en zijn waarschijnlijk goedkoper te produceren dan bestaande accu‘s.

• Op silicium gebaseerde accu‘s gebruiken silicium in lithium-ion-accu‘s. Hierdoor wordt de capaciteit van de lading verhoogd, waardoor een accu aanzienlijk langer meegaat tussen de oplaadmomenten. Silicium is als materiaal overvloedig beschikbaar, waardoor dit ook een zeer haalbare optie is.

• Fluoride-ion accutechnologie zou tot tien keer meer energie op kunnen slaan in vergelijking met huidige lithium-ion-accu‘s. Momenteel werken fluoride-ion-accu‘s echter alleen bij hoge temperaturen, dus deze temperatuurbeperking moet worden aangepakt voordat dit een realistische oplossing kan worden.

Ondanks de rijpe leeftijd van de 12 volt accu, is er nog ruimte voor verbetering en de lering uit het verleden geeft aan dat het perfectioneren van accu‘s een trage en berekende vooruitgang kan zijn. Aanzienlijke vooruitgang in toekomstige accutechnologie zal waarschijnlijk niet van de ene dag op de andere zijn en de industrie moet er rekening mee houden dat deze vooruitgang meerdere jaren of zelfs decennia zal duren.

De speciale module van Autodata voor het loskoppelen en opnieuw aansluiten van accu‘s biedt technici alle benodigde informatie voor het efficiënt en succesvol werken met de accu‘s van vandaag. Kenmerken omvatten diagrammen die de locaties en procedures tonen voor het loskoppelen van accu‘s; instructies voor de voorbereiding van het loskoppelen van de accu; en een lijst met elektrische componenten die moeten worden gereset nadat de accu opnieuw is aangesloten.