Konštrukcia a diagnostika štartovacích autobatérií

Prax však ukazuje, že aj medzi mechanikmi stále dochádza k nejasnostiam a nepochopeniu konštrukčných rozdielov medzi klasickými oloveno–kyselinovými a ostatnými akumulátormi. Pozrime sa teda na hlavné rozdiely medzi nimi. Automobilové štartovacie akumulátory dostupné na súčasnom trhu môžeme rozdeliť do štyroch skupín – tzv. mokré, gélové, AGM a špirálové akumulátory.

„Mokré“ akumulátory

V prvej skupine sú dobre známe oloveno–kyselinové autobatérie klasickej konštrukcie – sú to tzv. mokré akumulátory, často tiež označované ako WET (z anglického slova wet = mokrý). Vyrábajú sa s rôznymi prímesami (Sb, Ag, Ca, …), ktoré upravujú parametre týchto akumulátorov. Taktiež sa s nimi stretávame v tzv. údržbovom a bezúdržbovom vyhotovení.

Prvá skupina má otvárateľné články, cez ktoré treba občas skontrolovať hladinu elektrolytu, a v prípade poklesu doliať destilovanú vodu. Bezúdržbové akumulátory majú uzatvorené články bez možnosti zásahu do nich. Či už s takými alebo onakými prímesami, či už údržbové alebo bezúdržbové, všetky majú rovnakú konštrukciu: vnútorné kladné a záporné elektródy sú tvorené olovenými platňami, ktoré sú navzájom oddelené plastovými separačnými fóliami. Tie bránia skratu. Celá zostava je ponorená do tekutej zmesi – elektrolytu, ktorý vytvára prostredie pre elektrochemické reakcie – teda pre tvorbu elektrickej energie.

Gélové akumulátory

Gélové akumulátory zmes gélovej konzistencie. Azda najväčšou výhodou gélových akumulátorov oproti klasickým mokrým je, že dokážu pracovať aj v naklonenej polohe. To ich predurčuje na rôzne športové aplikácie (motocykle, lode a pod.). Hoci sa gélové akumulátory používajú aj v automobiloch, nájdeme ich len v menšom počte. Majú totiž o niečo nižší štartovací výkon ako ostatné akumulátory.

AGM batéria

Najvýkonnejšími bežne dostupnými štartovacími akumulátormi pre automobily sú v súčasnosti tzv. AGM autobatérie. Olovené platne sú v nich uložené bližšie k sebe a chýbajú plastové separačné fólie. Namiesto nich je medzi platňami porézna poduška zo spletených sklených vlákien, v ktorej je elektrolyt nasatý ako v špongii.

Odtiaľ pochádza aj samotné označenie AGM akumulátorov – vychádza totiž z anglického názvu Absorbed Glass Mat. AGM akumulátory nepotrebujú rezervný priestor na elektrolyt nad platňami a tým, že jednotlivé platne sú k sebe bližšie, možno v akumulátore použiť viac aktívneho materiálu. AGM akumulátory sú síce drahšie ako klasické oloveno–kyselinové, no majú výrazne vyššiu životnosť a tiež vyšší výkon.

Špirálové akumulátory

Tieto autobatérie sú vlastne niečo medzi gélovými a AGM akumulátormi. Namiesto rovných platní však používajú zvitkovú technológiu – kladné a záporné elektródové platne sú navinuté do špirály a zasunuté do seba. V praxi sa tak v radiálnej rovine k osi špirály striedajú kladná a záporná platňa. Jednotlivé platne sú k sebe veľmi blízko. Výhodou je vyššia „hustota“ elektrickej kapacity – inak povedané: v špirálovom akumulátore môžeme uskladniť oveľa viac elektrickej energie ako v rovnako veľkom klasickom oloveno-kyselinovom akumulátore. Navyše, články majú nízky elektrický odpor, rýchlejšie sa teda dajú nabiť.

Nabíjačky trafo verzus elektronika

Treba si uvedomiť, že nové akumulátory vyžadujú špeciálne nabíjačky, ktoré majú integrovaný program na nabíjanie jednotlivých druhov akumulátorov. Jednoduché transformátorové nabíjačky patria do minulosti!

Jeden zo 40-tisíc...

Servisy sa zákonite stretávajú s reklamáciami akumulátorov. Viete však v koľkých prípadoch možno poruchu pripísať na vrub výrobnej chybe? Percentuálny podiel výrobných chýb štartovacích akumulátorov je hlboko pod 0,5 % z celkového množstva produkcie autobatérií! To však ešte stále nie je množstvo oprávnených reklamácií, pretože aj z uvedeného 0,5 percenta výrobných chýb sa drvivá väčšina z nich (chyby spôsobené posunutím komponentov pri kompletácii, nedokonalé zvary prepojovacích mostíkov, platní, natavenie pólov a pod.) prejaví pri výstupnej kontrole, resp. už pri kontrole počas samotnej výroby akumulátora (proces výroby akumulátora je totiž kontrolovaný priebežne, aj na konci výroby – pred obrandovaním nálepkami výrobcu).

Z celkového množstva vyrobených akumulátorov sa na pulty dostane menej ako 0,0025 % (!) takých, ktoré majú nejakú chybu oprávňujúcu zákazníka na reklamáciu. Inak povedané: zo 40?000 vyrobených akumulátorov je len jeden (!) chybný.

Typická chyba = nedobíjané batérie

Prečo o tom hovoríme? V súčasnosti sú európski výrobcovia akumulátorov na veľmi vysokej a tiež veľmi vyrovnanej kvalitatívnej úrovni. Hoci sa líšia v technológiách, všetci používajú veľmi podobnú kontrolu kvality a pokiaľ sa vyskytne nejaká skrytá výrobná chyba autobatérie, ktorá ušla aj výstupnej kontrole, prejaví sa zväčša do troch, najviac šiestich mesiacov od jej uvedenia do prevádzky.

Predajcovia sa však stretávajú s reklamáciami nefunkčnosti alebo nízkeho výkonu akumulátorov v oveľa dlhšom časovom úseku od predaja. Mnohé z nich sú doslova ľahko prehliadnuteľné špekulatívne reklamácie tesne pred uplynutím dvojročnej záručnej doby. Servisy sa bežne stretávajú s tým, že zákazník skúša reklamovať akumulátor, ktorý bol v prevádzke už vyše rok a pod). K zákazníkovi sa však treba správať úctivo. Ku každému prípadu treba pristupovať profesionálne a každý prípad posúdiť s ohľadom na stav elektrosústavy vozidla. V prvom rade treba skontrolovať dobíjaciu sústavu, stav štartéra prípadne kvalitu štartovania (napríklad či fungujú žeraviace sviečky…) auta, v ktorom bol reklamovaný akumulátor zabudovaný. Tiež je účelné preveriť, či v aute nie sú blúdivé prúdy…

Krátke vzdialenosti = smrť akumulátora

Zvyčajne však ani to nestačí! Na dôkladné posúdenie príčiny zlyhania akumulátora musí mechanik bezpodmienečne poznať a brať do úvahy aj spôsob, akým je dané vozidlo prevádzkované. Aj v novom a bezchybnom vozidle totiž akumulátory spravidla trpia nedobíjaním! Je to spôsobené tým, že sa vozidlo (podľa štatistík v Európe bežne) používa zväčša na krátke vzdialenosti. Podiel energie vydanej akumulátorom počas štartov preto výrazne presahuje energiu, ktorú dokáže do batérie vrátiť systém dobíjania počas krátkej jazdy. Pravda autobatéria, ktorá zodpovedá predpisu výrobcu daného vozidla, má značnú rezervnú kapacitu (koniec koncov to upravuje aj príslušná európska norma).

Vďaka tomu určitý čas dokáže akumulátor úspešne vzdorovať aj nepriaznivým podmienkam prevádzky. Nič však netrvá večne a počas dlhodobého nedostatočného dobíjania dochádza k nezvratnému poškodzovaniu aktívneho materiálu vo vnútri akumulátora. Viditeľným prejavom tohto deja býva zväčšenie objemu batérie (nafúknuté boky obalu), prípadne sulfatácia pólov. Okrem poklesu výkonu autobatérie tento stav často končí skratom jedného, alebo i viacerých článkov akumulátora. Práve takýto koniec životnosti autobatérií je v našich podmienkach najčastejší.

Povedané číslami

Až 80 % reklamovaných batérií sa do zlého stavu dostalo dlhodobým nedobíjaním. Oveľa menšia skupina zlyhala v dôsledku prebíjania (typické pre japonské automobily alebo Ford, ktoré majú výrazne vyššie napätie v elektrickej sústave). Pripomeňme, že bežná životnosť autobatérie v prevádzke je 2 až 3 roky! Pri dnešnej cene olova to nie je dobrá správa, ale je to fakt. Treba si uvedomiť, že počet elektrických spotrebičov v dnešnom automobile je oveľa vyšší, než trebárs pred 15 rokmi. Pritom sa jazdí na tie isté vzdialenosti, výdaj energie je však podstatne vyšší! Z toho vyplýva, že ak dnes hovoríme o tom, že akumulátory nevydržia toľko ako kedysi, rozhodne to nie je tým, že by boli menej kvalitné. Len majú oveľa ťažšie prevádzkové podmienky.