Kurşun asitli akü, 1859’a kadar hibrit ve elektrikli araçlar da dahil hemen hemen her tip aracın ayrılmaz bir parçası olmuştur. Her ne kadar hibrit ve elektrikli araçlarda, enerji depolamak ve aracı itmek için lityum-iyon ve nikel-metal hidrit aküler kullanılıyor olsa da, aracın 12 voltluk elektrik sistemine güç sağlamak için halen güvenilir 12 volt aküler kullanılmaya devam etmektedir.
Burada 12 volt akü teknolojisine ve Autodata’nın teknik uzmanlarıyla birlikte incelenen gelecekteki stratejilere göz atacağız.
İçerisinde hareketli hiçbir parça bulunmayan 12 volt kurşun asitli akü, her biri 2.1 volt kapasiteye sahip altı adet galvanik hücreden oluşmaktadır. Her hücre, ızgara ile bölünmüş bir adet pozitif kurşun dioksit kaplı plaka ve bir adet negatif kurşun plakanın yanı sıra separatör adlı bir yalıtım malzemesi içermektedir. Tüm yapı, sülfürik asit ve sudan oluşan bir elektrolit olarak bilinen sıvı bir çözelti ile doldurulmuş sert plastik bir kap içine yerleştirilmiştir. Her hücreye 2.1 volttan fazla elektrik yüklendikten sonra akü içinde kimyasal bir reaksiyon başlar ve böylece kullanıma hazır elektrik enerjisi meydana gelir.
1, Galvanik hücre. 2, Pozitif kurşun dioksit kaplı plaka. 3, Negatif kurşun plaka. 4, Izgara. 5, Separatör. 6, Kurşun plaka
İcat edildiğinden bu yana kurşun asitli akünün tasarımında kayda değer neredeyse hiçbir değişiklik yapılmamıştır. Bununla birlikte, 1970’lerin ortalarında, “bakım gerektirmeyen” veya “mühürlü” kurşun asitli akülerde bazı ilerlemeler kaydedilmiştir. Yine de, kullanılan terminoloji her ne olursa olsun, bakım gerektirmeyen veya mühürlü aküler hala aşırı şarj veya hücre arızası durumlarında iç basıncı serbest bırakan emniyet tahliye valfleri içerdiğinden, akülerin tamamen mühürlü olduklarını söylemek doğru değildir. Bilindiği gibi, bu aküler “valf regüleli kurşun asitli (VRLA)” aküler olarak da adlandırılmaktadır.
Pozitif plaka üzerinde oluşan oksijen negatif plakanın yaydığı hidrojenle birleştiğinde ortaya çıkan kimyasal reaksiyon sayesinde VRLA aküler bakım gerektirmemekte, yani aküye distile su ekleme zorunluluğu bulunmamaktadır. İki bileşik arasında meydana gelen bu sentez, suyu akü tarafından geri dönüştürülecek şekilde formüle ederek bakım ihtiyacını ortadan kaldırmaktadır.
Bu yüzden, aynı konsept, VRLA akünün kimyasını çok fazla değiştirmeden, jel ve absorbe cam keçe (AGM) aküye uygulanarak geliştirilmiştir. Jel ve AGM aküler halen mühürlenmiş ve valf regüleli aküler olarak sınıflandırılsa da, aralarında önemli farklar bulunmaktadır. Jel akünün asidi, yoğun bir sıvı kütlesi oluşturmak için silis ile dondurulurken, AGM elektroliti, fiberglas ağ benzeri bir keçe separatörüne emdirilmektedir.
Teknolojideki bu yenilikçi gelişme birçok avantajı da beraberinde getirmektedir: her iki akü de neredeyse hiç bakım gerektirmez, titreşime dayanıklıdır, sızabilen serbest yüzen sıvılar içermez ve sınırlı havalandırma alanlarına güvenle monte edilebilir. Bununla birlikte, AGM akülerin akım kapasitesinde yüksek talepleri karşılayabilmesi ve çok yavaş deşarj olması, onu otomotiv sektörünün tercihi haline getirmekte ve bu aküler çoğunlukla start-stop tip araçlara takılmaktadır.
Bu noktada, akü izleme sistemlerine sahip araçların akü her yenilendiğinde yeniden kalibre edilmesi gerektiği unutulmamalıdır. Akü izleme sistemleri, akü yıpranmasının etkilerini de dikkate alarak akünün durumu hakkında kesin bilgiler sunmaktadır. Akım ve akü verileri gibi değerler, arıza teşhis ekipmanıyla sıfırlanmalıdır. Bu ihmal edildiği takdirde, akü aşırı şarj olabilir ve bu da akünün erken arızalanmasına neden olur.
Harici akü şarj cihazlarını kullanırken dikkatli olunmalıdır çünkü VRLA aküler düşük şarj hızı ve yavaş tempoda şarj edilecek şekilde tasarlanmıştır. Akünün zarar görmesini önlemek için, voltaj ve akımı otomatik olarak ayarlayabilen akıllı akü şarj cihazları kullanılmalıdır. Uyumluluk ve kullanım konusunda herhangi bir şüpheniz olursa, ürün üreticisinin tavsiyelerine uyun.
Gelecek
Otomotiv sektörünün akü teknolojisindeki bir sonraki evrim arayışı devam ediyor. Hedef, büyük miktarlarda elektrik enerjisi depolayabilen ve aynı zamanda yeniden tam şarj süresi nispeten daha kısa olan bir akü icat etmek. Keşfedilen yeni strateji ve unsurlardan bazılarına ait örnekleri aşağıda görebilirsiniz:
• Katı haldeki akülerde, enerji kütlesini artırmak için, mevcut bataryalarda bulunan elektrolitin yerine katı madde kullanılmaktadır. Çalışma sıcaklıkları düşük olduğundan, her türlü yangın veya patlama riski azaltılmıştır. Bu akülerin kullanım ömrünün daha uzun olduğu ve mevcut akülere kıyasla üretiminin daha ucuz olduğu düşünülmektedir.
• Silikon bazlı aküler, lityum-iyon bataryalarda silikon kullanmaktadır. Böylece, şarj kapasitesi artmakta ve akünün şarj süreleri arasında çok daha uzun ömürlü olmasını sağlanmaktadır. Silikon, malzeme olarak bol miktarda bulunduğu için, son derece uygun bir seçenek olarak değerlendirilmektedir.
• Florür-iyon akü teknolojisinin, mevcut lityum-iyon akülere kıyasla on kata kadar daha fazla enerji depoladığı iddia edilmektedir. Fakat florür-iyon aküler günümüzde sadece yüksek sıcaklıklarda çalıştığı için, gerçekçi bir çözüm haline gelene kadar bu sıcaklık sınırlamasının halledilmesi gerekmektedir.
12 volt akülerin uzun geçmişine rağmen iyileştirilebilecek alanları halen mevcuttur ve geçmiş deneyimler, bize, akü konusunda mükemmelliğe ulaşmanın yavaş ve planlı bir gelişim olduğunu göstermektedir. Yakın zamanda akü teknolojisindeki önemli gelişmeler bir gecede ortaya çıkacak gibi görünmüyor ve sektör, bu alandaki gelişmelerin önümüzdeki birkaç yıla veya hatta on yıllara yayılmasını bekleyebilir.
Autodata’nın özel akü bağlantısını kesme ve tekrar bağlama modülü, teknisyenlere, bugünün aküleriyle verimli ve başarılı bir şekilde çalışmak için ihtiyaç duydukları tüm bilgileri sağlamaktadır. Özellikler arasında, akü bağlantı kesme konumlarını ve prosedürlerini gösteren şemalar, akü bağlantı kesme hazırlıklarına ilişkin talimatlar ve akü yeniden bağlandıktan sonra sıfırlanması gereken elektrikli parçaların bir listesi yer almaktadır.