Μπαταρία

Αποτελεί µία συσκευή αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας σε χηµική µορφή, η οποία στη συνέχεια «απελευθερώνεται» ως συνεχές ρεύµα. Δεν υπάρχει αυτοκίνητο χωρίς µπαταρία τα τελευταία 100 χρόνια, ενώ, ηµέρα µε την ηµέρα, ο ρόλος της γίνεται όλο και πιο σηµαντικός!

Τα πρώτα αυτοκίνητα δεν είχαν μπαταρίες, καθώς τα ηλεκτρικά τους συστήματα ήταν μειωμένα. Η κόρνα είχε πουάρ, οι προβολείς ήταν ασετυλίνης και ο κινητήρας ξεκινούσε με …μανιβέλα. Οι μπαταρίες αυτοκινήτων χρησιμοποιήθηκαν, ευρέως, γύρω στο 1920, καθώς τα αυτοκίνητα εξοπλίστηκαν με ηλεκτρικές μίζες.

Η Hudson Motor Car Company ήταν η πρώτη εταιρεία που χρησιμοποίησε τυποποιημένη μπαταρία το 1918. Ο φορέας που ξεκίνησε την τυποποίηση των μπαταριών, από εκείνη την εποχή, ήταν το BCI (Battery Council International), που, μέχρι τώρα, δίνει τα πρότυπα σε ό,τι αφορά τις διαστάσεις των μπαταριών.

Οι πρώτες μπαταρίες ήταν μολύβδου 6V. Στα μέσα της δεκαετίας του 1950, έγινε η μετάβαση από 6 σε 12V, όταν μεγαλύτεροι κινητήρες, με υψηλότερες σχέσεις συμπίεσης απαιτούσαν περισσότερη ηλεκτρική ισχύ για να ξεκινήσουν.

Ο ρόλος της

Η μπαταρία αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια σε χημική μορφή και την αποδίδει, όποτε την χρειαστούμε. Το ρεύμα της μίζας προέρχεται από την μπαταρία, αλλά και της ανάφλεξης ή των προθερμαντήρων, όσο η γεννήτρια δεν έχει αρχίσει να δίνει ρεύμα. Χρειαζόμαστε, επίσης, ενέργεια από την μπαταρία, όταν ο κινητήρας δουλεύει στο ρελαντί. Η παραγωγή ρεύματος, σε αυτήν τη φάση, είναι πολύ χαμηλή και δεν αρκεί για να καλύψει τις ανάγκες της ανάφλεξης. Πόσο μάλλον όταν είναι αναμμένα τα φώτα ή εργάζονται και άλλοι καταναλωτές. Ακόμη και σε κανονική λειτουργία, αν ενεργοποιηθούν όλοι οι ηλεκτρικοί καταναλωτές, η παραγωγή ρεύματος από τη γεννήτρια δεν επαρκεί, οπότε η μπαταρία καλύπτει την επιπλέον ζήτηση. Η ισχύς της γεννήτριας είναι, πάντα, μικρότερη από το άθροισμα των ρευμάτων όλων των καταναλωτών. Έτσι, χρειαζόμαστε ρεύμα από την μπαταρία για να καλύψουμε τις ελλείψεις. Παράλληλα, υπάρχουν στιγμές που ενδέχεται να χρειαστούμε ρεύμα, ενώ ο κινητήρας είναι σβηστός, π.χ. για το ραδιόφωνο.

Η µπαταρία, επίσης, τροφοδοτεί συνεχώς µε ρεύµα τις ηλεκτρονικές µονάδες, όσο δεν λειτουργεί ο κινητήρας, ώστε να διατηρηθούν ενεργές µνήµες, όπως η ΚΑΜ.

Αρχή λειτουργίας

Στα αυτοκίνητα χρησιμοποιούνται μπαταρίες μολύβδου. Ας δούμε, όμως, πώς είναι κατασκευασμένη να λειτουργεί μία τέτοια μπαταρία. Στο επάνω μέρος του κελύφους βρίσκονται οι δύο πόλοι, ο θετικός και ο αρνητικός. Έχουν σχήμα συνήθως κόλουρου κώνου και ο θετικός είναι πάντα μεγαλύτερος από τον αρνητικό. Συνήθως, ο θετικός είναι 17,5 χιλιοστά και ο αρνητικός 16. Πάνω από κάθε στοιχείο υπάρχει οπή, που φράσσεται από ένα πώμα, το οποίο χρησιμοποιείται για δύο λόγους. Από εκεί γεμίζουμε την μπαταρία με ηλεκτρολύτη και συμπληρώνουμε νερό, όποτε χρειαστεί. Ταυτόχρονα, το πώμα έχει μία τρύπα για τη διαφυγή των αερίων που παράγονται κατά τη φόρτιση.

Μία τυπική μπαταρία αποτελείται από:

1. το κέλυφος
2. τις πλάκες
3. τα διαχωριστικά
4. τους συνδετήρες των στοιχείων
5. τους τερματικούς πόλους
6. τον ηλεκτρολύτη.

• Κέλυφος

Είναι το κουτί της µπαταρίας, το εξωτερικό της περίβληµα. Κατασκευάζεται από ειδικό πλαστικό, που αντέχει στις καταπονήσεις, τους κραδασµούς και δεν διαβρώνεται εύκολα. Παλιότερα ήταν χρώµατος µαύρου. Σήµερα, κατασκευάζεται από υλικό διαφανές ή ηµιδιαφανές, ώστε να φαίνεται ο ηλεκτρολύτης. Το κέλυφος σχηµατίζει εσωτερικά διαµερίσµατα, τα οποία δεν συγκοινωνούν, δηλαδή, υπάρχει ένα διαµέρισµα για κάθε στοιχείο.

• Στοιχείο

Είναι η βασική δοµική µονάδα των µπαταριών µολύβδου. Μία µπαταρία 6V έχει τρία στοιχεία, εποµένως τρία διαµερίσµατα. Μία δωδεκάβολτη έχει έξι. Στον πυθµένα του κελύφους υπάρχουν νευρώσεις που χρησιµεύουν ώστε να πατούν οι πλάκες, χωρίς να κινούνται. Επιπλέον, έτσι βρίσκονται σε κάποιο ύψος από τον πυθµένα.

• Πλάκες

Κατασκευάζονται, κατά βάση, από µόλυβδο και είναι τα ηλεκτρόδια κάθε στοιχείου. Έχουµε πλάκες θετικές και αρνητικές. Συνήθως, και, για να αυξάνεται η χωρητικότητα της µπαταρίας, έχουµε περισσότερες από µία πλάκες για κάθε ηλεκτρόδιο. Σε κάθε µπαταρία υπάρχει µία οµάδα θετικών και µία αρνητικών πλακών. Αυτές τοποθετούνται εναλλάξ, ώστε να έχουµε µία θετική, µία αρνητική. Μεταξύ τους υπάρχουν οι διαχωριστήρες, για να µην ακουµπούν και βραχυκυκλώνουν. Οι διαχωριστήρες είναι κατασκευασµένοι από πλαστικό, λάστιχο ή ξύλο. Έχουν κατακόρυφες αυλακώσεις προς την πλευρά της θετικής πλάκας, ώστε να διευκολύνεται η διαφυγή αερίων. Στις συµβατικές µπαταρίες, οι πλάκες είναι κατασκευασµένες από ένα πλέγµα (δίχτυ) αντιµονίου, στα κενά του οποίου υπάρχει το ενεργό υλικό (µόλυβδος). Η θετική πλάκα έχει χρώµα καστανό και αποτελείται από υπεροξείδιο του µολύβδου. Η αρνητική έχει χρώµα γκρίζο και αποτελείται από µόλυβδο. Οι οµόσηµες πλάκες συνδέονται µεταξύ τους µε ένα µολύβδινο έλασµα, το κτένι, το οποίο καταλήγει σε έναν κυλινδρικό ακροδέκτη. Σε κάθε στοιχείο έχουµε δύο τέτοιους ακροδέκτες: έναν θετικό και έναν αρνητικό. Τα στοιχεία συνδέονται µεταξύ τους σε σειρά. Με µία ένωση, τη γέφυρα, ενώνεται ο θετικός ακροδέκτης του ενός στοιχείου µε τον αρνητικό του επόµενου. Και αυτό επαναλαµβάνεται µε το επόµενο στοιχείο. Έτσι, τελικά, έχουµε δύο ακροδέκτες ελεύθερους. Αυτοί είναι και οι πόλοι της µπαταρίας.

• Ηλεκτρολύτης

Είναι το υλικό που περιβάλλει τις πλάκες και βοηθά στη µετακίνηση του ηλεκτρισµού. Είναι διάλυµα θειικού οξέος µε πυκνότητα 1,280 στους 25°C σε πλήρη φόρτιση, εποµένως διαβρωτικό. Την πυκνότητα µπορούµε να την µετρήσουµε µε πυκνόµετρο, στις παλαιότερες µπαταρίες. Η πυκνότητα µεταβάλλεται σε συνάρτηση µε τη θερµοκρασία. Υπάρχει ένας αναγωγικός τύπος για τη µεταβολή της θερµοκρασίας: S25= St + 0,0007 (t – 25). Βάζοντας την πυκνότητα που µετρήσαµε σε θερµοκρασία t στη θέση του S1 βρίσκουµε την ισοδύναµη στους 25°C. Μετρώντας την πυκνότητα µπορούµε να βρούµε κατά πόσο είναι φορτισµένη η µπαταρία µας.

Η φόρτιση

Η διαδικασία φόρτισης/εκφόρτισης είναι συνεχής. Έτσι, αρχίζουμε με μία φορτισμένη μπαταρία. Κατά την εκφόρτιση, οι θετικές πλάκες μετατρέπονται από υπεροξείδιο μολύβδου σε θειικό μόλυβδο. Οι αρνητικές πλάκες μετατρέπονται από σπογγώδη μόλυβδο και αυτές σε θειικό μόλυβδο. Αυτό συμβαίνει, επειδή αντιδρούν οι θετικές πλάκες με τα θετικά ιόντα Η+ και οι αρνητικές πλάκες με τις αρνητικές ρίζες S04-. Αν αφήναμε την μπαταρία να εκφορτιστεί τελείως, θα είχαμε πλάκες θειικού μολύβδου. Σπάνια, όμως, συμβαίνει κάτι τέτοιο. Με την επαναφόρτιση έχουμε μετατροπή των μεν θετικών και πάλι σε υπεροξείδιο του μολύβδου, των δε αρνητικών σε σπογγώδη μόλυβδο. Η διαδικασία κατά την οποία το ρεύμα μετατρέπεται σε χημική ενέργεια ονομάζεται φόρτιση. Στην πράξη, στέλνουμε ρεύμα, συνεχές, στους δύο πόλους της μπαταρίας ενός αυτοκινήτου με αναμμένη μηχανή.

Γνωρίζεις ότι οι κύκλοι εκφόρτισης επηρεάζουν την μπαταρία;

Χαρακτηριστικά µεγέθη

• Ονοµαστική τάση: Είναι διαφορετική από την τάση που αποδίδει μία μπαταρία. Οι μπαταρίες μολύβδου με 3 στοιχεία έχουν ονομαστική τάση 6V, αυτές με 6 στοιχεία έχουν ονομαστική τάση 12V και αυτές με 12 στοιχεία έχουν ονομαστική τάση 24V. Μία δωδεκάβολτη (ονομαστική τάση 12V), πλήρως φορτισμένη, σε θερμοκρασία 20 – 25°C δίνει τάση μεταξύ 12,6 και 12,7 V. Και, λίγο παραπάνω, εάν πρόκειται για AGM.

• Χωρητικότητα: Mετρά τη συνολική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που αποθηκεύεται σε μία μπαταρία. Δηλαδή, την ποσότητα ηλεκτρισμού που μπορεί να δώσει μία μπαταρία, μέχρις ότου εκφορτιστεί τελείως. Μετριέται σε Ah (αμπερώρια). Έτσι, αν μία μπαταρία κάνει 65 ώρες να εκφορτισθεί δίνοντας σταθερό ρεύμα 1 αμπέρ, έχει χωρητικότητα 65 Ah. Το μέγεθος αυτό μετριέται με διαφορετικό τρόπο, ανάλογα με τη χώρα και τους κανονισμούς. Συνήθως μετριέται σε θερμοκρασία 25°C με σταθερό ρεύμα, ώστε σε 20 ώρες να εκφορτισθεί μέχρι την οριακή τάση (10V προκειμένου για δωδεκάβολτη).

Η χωρητικότητα εξαρτάται, κυρίως, από τις γεωµετρικές διαστάσεις της µπαταρίας. Έτσι, όσο περισσότερες και µεγαλύτερες πλάκες έχει ένα στοιχείο, τόσο µεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα. Εξαρτάται, όµως, και από άλλους παράγοντες, όπως τη θερµοκρασία περιβάλλοντος, την ηλικία της, τη θερµοκρασία και την πυκνότητα του ηλεκτρολύτη και τον χρόνο εκφόρτισης.

Χωρητικότητα στις 20 ώρες, σύμφωνα με το πρότυπο EN50342.1 A1, είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που θα παρέχει μία μπαταρία κατά τη διάρκεια 20 ωρών πριν πέσει η τάση στα 10,50V. Για παράδειγμα, μία μπαταρία 60Ah θα παρέχει ρεύμα 3Α για 20 ώρες.

• Εφεδρική χωρητικότητα RC (Reserve Capacity): Δείχνει πόσο χρόνο μπορεί να λειτουργήσει μία μπαταρία σε ένα όχημα, εάν δεν λειτουργεί το σύστημα φόρτισης. Είναι τα λεπτά κατά τα οποία η μπαταρία μπορεί, στους 80°F (27°C), να αποδίδει συνεχώς 25A ρεύματος, προτού η τάση της πέσει στα 10,5V (και θεωρείται πλήρως αποφορτισμένη).

Το χαρακτηριστικό αυτό μπορούμε να το συναντήσουμε επίσης με τον όρο: Λεπτά χωρητικότητας εφεδρείας – RCM (Reserve capacity minutes). Το Reserve Capacity χρησιμοποιήθηκε, αρχικά, για να δώσει μία ένδειξη της χωρητικότητας της μπαταρίας, εάν το τότε σύστημα φόρτισης έπαυε να λειτουργεί. Δείχνει επίσης τη σχετική πτώση στην απόδοση της μπαταρίας, καθώς αυξάνεται το ρεύμα εκφόρτισης.

• Βάθος εκφόρτισης DoD (Depth of Discharge): Δείχνει το ποσοστό της μπαταρίας που έχει αποφορτιστεί σε σχέση με τη συνολική χωρητικότητά της. Το μέγιστο DoD μίας μπαταρίας αυτοκινήτου είναι το ποσοστό της μπαταρίας που μπορεί να αποφορτιστεί με ασφάλεια, χωρίς να καταστραφεί.

Αµπέρ εκκίνησης

Ίσως το σημαντικότερο χαρακτηριστικό των μπαταριών εκκίνησης είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορούν να δώσουν στη μίζα. Αυτό τυποποιείται με πολλούς τρόπους. Τα Αμπέρ ψυχρής εκκίνησης (CCA) αναφέρονται στην ποσότητα ρεύματος που μπορεί να παρέχει μία μπαταρία στους 0°F (­18°C) για 30 δευτερόλεπτα διατηρώντας παράλληλα μία τάση τουλάχιστον 7,2 V. Παίζουν σημαντικό ρόλο σε πετρελαιοκινητήρες και σε αυτοκίνητα που λειτουργούν σε περιοχές με χαμηλές θερμοκρασίες.

Η μέτρηση των Αμπέρ εκκίνησης αξιολογεί την απόδοση εκκίνησης της μπαταρίας. Με απλά λόγια, όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα, τόσο πιο εύκολο θα είναι να ξεκινήσετε το όχημα. Υπάρχουν αρκετά πρότυπα με τα οποία γίνεται η μέτρηση.

Βήμα-βήμα η διαδικασία αντικατάστασης μπαταρίας

• Πρότυπο SAE (J537): Η δοκιμή σύμφωνα με το πρότυπο SAE (J537) πραγματοποιείται σε θερμοκρασία -18°C. Εφαρμόζεται ρεύμα έντασης όσo η ονομαστική τιμή κατά CCA για 30 δευτερόλεπτα, με την τάση να παραμένει πάνω από 7,2 V (3,6 V για μπαταρία 6 βολτ).

• CCA κατά DIN: Η δοκιμή κατά DIN πραγματοποιείται στους -18°C. Η πλήρως φορτισμένη μπαταρία αποφορτίζεται στα 6V με το ονομαστικό ρεύμα της δοκιμής. Η τάση πρέπει να είναι τουλάχιστον 9,0V μετά από 30 δευτερόλεπτα και ο χρόνος για την επίτευξη των 6V πρέπει να είναι τουλάχιστον 150 δευτερόλεπτα.

• Πρότυπο EN (EN50342.1A1): Η δοκιμή σύμφωνα με το πρότυπο EN (EN50342.1A1) πραγματοποιείται επίσης στους -18°C. Ωστόσο, η απαίτηση EN χωρίζεται σε δύο επίπεδα:

EN1: Η μπαταρία εκφορτίζεται μέχρι να φτάσει η τάση στα 7,5V μέσα σε 10 δευτερόλεπτα και μετά από 10 δευτερόλεπτα ανάπαυσης, η μπαταρία αποφορτίζεται περαιτέρω με ρεύμα ίσο με το 0,6 x το αρχικό ρεύμα και για χρόνο 73 δευτερολέπτων στο δεύτερο στάδιο, δίνοντας συνολική συνδυασμένη περίοδο εκφόρτισης 90 δευτερολέπτων.

EN2: Η πρώτη εκφόρτιση είναι ίδια με την EN1, αλλά η δεύτερη περίοδος εκφόρτισης φτάνει στα 6,0V και διαρκεί 133 δευτερόλεπτα, δίνοντας συνολικό χρόνο 150 δευτερολέπτων.

Εµπειρικά, η σχέση µεταξύ EN1 και EN2 είναι: EN2 = 0,85% έως 0,92% EN1.

• Πρότυπο JIS (D5301: 1999): Η δοκιμή σύμφωνα με το ιαπωνικό πρότυπο Japanese Industrial Standard JIS – D5301: 1999, πραγματοποιείται στους -15°C. Οι μπαταρίες, συνήθως, δοκιμάζονται είτε στα 150Α είτε στα 300Α, με διαφορετικές απαιτήσεις τάσης για 10 /30s και μέχρι τα 6V. Για τις ευρωπαϊκές εφαρμογές, αυτό δεν δίνει τόσο ξεκάθαρη άποψη και σπάνια χρησιμοποιείται εντός της ευρωπαϊκής δευτερογενούς αγοράς.

Τα Αµπέρ εκκίνησης (CA) είναι η ποσότητα ρεύµατος που µπορεί να παρέχει µία µπαταρία στους 32°F (0°C), για 30 δευτερόλεπτα σε τάση ίση ή µεγαλύτερη από 7,2 V. Τα Θαλάσσια αµπέρ εκκίνησης (MCA) είναι, όπως τα CA, η ποσότητα ρεύµατος που µπορεί να παρέχει µία µπαταρία στους 32°F (0°C) και, συχνά, αφορά µπαταρίες για σκάφη (εποµένως «θαλάσσια») και τρακτέρ, που είναι λιγότερο πιθανό να λειτουργήσουν σε συνθήκες χαµηλής θερµοκρασίας. Τα Αµπέρ θερµής εκκίνησης (HCA) είναι η ποσότητα ρεύµατος που µπορεί να παρέχει µία µπαταρία στους 80°F (27°C).

Είναι σηµαντικό να µην συγχέουµε τις τιµές κατά CCA µε τις αντίστοιχες CA/MCA ή HCA, καθώς οι τελευταίες θα είναι πάντα υψηλότερες, λόγω θερµότερων θερµοκρασιών. Για παράδειγµα, µία µπαταρία 250 CCA θα έχει περισσότερη ισχύ εκκίνησης από µία µπαταρία 250 CA (ή MCA) και, οµοίως, µία 250 CA θα έχει περισσότερη από 250 HCA.

Διάρκεια ζωής

Με την πάροδο των ετών, η µέση διάρκεια ζωής της µπαταρίας έχει µειωθεί, καθώς έχουν αυξηθεί οι απαιτήσεις σε ενέργεια. Τα περισσότερα οχήµατα έρχονται τώρα εξοπλισµένα µε πολλά ηλεκτρικά εξαρτήµατα.

Η διάρκεια ζωής της µπαταρίας εξαρτάται σε µεγάλο βαθµό από την εξωτερική θερµοκρασία. Ενώ στην Ευρώπη µία µπαταρία θα ζήσει 3 – 5 χρόνια, σε περιοχές κοντά στον ισηµερινό η αντίστοιχη διάρκεια είναι µεταξύ 1,5 – 2,5 χρόνια, ανάλογα µε τον τύπο και το µέγεθος της µπαταρίας.

Πολικότητα µπαταρίας

Η θέση των πόλων στο άνω τμήμα της μπαταρίας μπορεί να διαφέρει. Στα περισσότερα ασιατικά μοντέλα, ο θετικός πόλος βρίσκεται αριστερά (Direct polarity), όπως βλέπουμε την μπαταρία από την πλευρά που οι πόλοι είναι πλησιέστερα προς το άκρο. Στα περισσότερα ευρωπαϊκά και αμερικανικά μοντέλα, ο θετικός πόλος βρίσκεται δεξιά (Reverse polarity), όπως βλέπουμε την μπαταρία από την πλευρά που οι πόλοι είναι πλησιέστερα προς το άκρο.

Τύποι µπαταριών

Στα αυτοκίνητα με θερμικούς κινητήρες, χρησιμοποιούνται μπαταρίες μολύβδου. Την πλέον απλή μπαταρία μολύβδου, τη λεγόμενη «υγρού τύπου», την περιγράψαμε, μέχρι τώρα. Ας δούμε ποιοι άλλοι τύποι υπάρχουν μαζί με αυτή, που ακόμη βρίσκεται σε χρήση:

• Υγρή µπαταρία µολύβδου – οξέος

Eίναι ο παλαιότερος τύπος μπαταρίας αυτοκινήτου, πολύ συνηθισμένος και προσιτός. Ονομάζεται και μπαταρία SLI (Starting, Lighting, Ignition), που σημαίνει «Εκκίνηση, Φωτισμός, Ανάφλεξη». Συνήθως αποτελείται από 6 στοιχεία με υγρό διάλυμα ηλεκτρολύτη θειικού οξέος και νερό και παρέχει τάση 12,6V με πλήρη φόρτιση. Είναι μία αξιόπιστη μπαταρία για την εκκίνηση κινητήρων και παρέχει αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία των τυπικών αξεσουάρ.

Και αυτή η μπαταρία αντιμετωπίζει σημαντικό πρόβλημα με τη μείωση της διάρκειας ζωής της, εάν αποφορτιστεί κάτω από το 50% του βάθους εκφόρτισης (DoD). Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι φθηνές, ασφαλείς και αξιόπιστες. Ωστόσο, η χαμηλή ειδική ενέργεια, η κακή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες και η μικρή διάρκεια ζωής τους είναι παράγοντες που δυσκολεύουν τη χρήση τους.

• Μπαταρίες χωρίς συντήρηση

Οι μπαταρίες χωρίς συντήρηση, ή MF (Maintenance-Free), από κατασκευής έχουν την τάση να παράγουν ελάχιστα αέρια και, κατά συνέπεια, να καταναλώνουν ελάχιστο νερό από τη μάζα του ηλεκτρολύτη. Έτσι, δεν χρειάζονται συμπλήρωση σε απιονισμένο νερό και, σύμφωνα με τους κανονισμούς DIN, χαρακτηρίζονται ως Maintenance Free ή ως Low Maintenance Batteries. Η προσθήκη ασβεστίου στο υλικό από το οποίο κατασκευάζονται οι πλάκες έχει ως αποτέλεσμα τον περιορισμό της κατανάλωσης υγρών. Ανάλογα με τον βαθμό χρήσης ασβεστίου προκύπτουν οι δύο διαβαθμίσεις (Free-Low).

• Μπαταρίες ασβεστίου – αργύρου

Αυτός ο τύπος σχεδιάστηκε ως μία βελτίωση σε σχέση με την τεχνολογία των υγρών μπαταριών. Είναι ακόμα μία μπαταρία μολύβδου – οξέος με διάλυμα ηλεκτρολύτη, αλλά χρησιμοποιεί πλάκες μολύβδου-ασβεστίου-αργύρου, αντί των πλακών μολύβδου-αντιμονίου που υπάρχουν στη συμβατική μπαταρία. Είναι συνήθως σφραγισμένη και χωρίς συντήρηση. Είναι πιο ανθεκτική στη διάβρωση και σε υψηλές θερμοκρασίες, επομένως έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, ειδικά σε θερμότερα κλίματα. Ωστόσο, χρειάζεται υψηλότερη τάση φόρτισης και μπορεί να προσβληθεί ευκολότερα από θειίκωση.

• Μπαταρίες VRLA

Μπαταρίες μολύβδου με ρυθμιστική βαλβίδα (VRLA – Valve Regulated Lead Acid): Είναι μία σφραγισμένη μπαταρία χαμηλής συντήρησης, γι’ αυτό αναφέρεται και ως σφραγισμένη μπαταρία μολύβδου (SLA – Sealed Lead Acid). Δεν χρειάζεται συμπλήρωση υγρού και δεν θα χυθεί ηλεκτρολύτης, αν ανατραπεί.

• Ενισχυµένη µπαταρία EFB

Η ενισχυμένη μπαταρία EFB (Enhanced Flooded Battery) είναι μία βελτιστοποιημένη υγρή μπαταρία υψηλότερης απόδοσης. Χρησιμοποιεί υγρό διάλυμα ηλεκτρολύτη, αλλά είναι μία σφραγισμένη μπαταρία, σχεδιασμένη με διπλάσια αντοχή σε κύκλους εκφόρτισης. Μπορεί να παρέχει περίπου 85.000 κύκλους εκκίνησης κινητήρα σε σύγκριση με τους 30.000 για συμβατικές υγρές μπαταρίες. Εφαρμόζεται ως χαμηλότερη επιλογή, αντί της μπαταρίας AGM, καθώς διαθέτει υψηλή ανθεκτικότητα και απόδοση, και χρησιμοποιείται, συχνά, σε αυτοκίνητα με απλή τεχνολογία start-stop.

• Μπαταρίες τζελ

Η μπαταρία τζελ ή γέλης (Gel Cell – Dry Cell) είναι παρόμοια με μία υγρή μπαταρία, αλλά το ασβέστιο αντικαθιστά το αντιμόνιο στις πλάκες μολύβδου και προστίθεται πυρίτιο στο διάλυμα του ηλεκτρολύτη, μετατρέποντάς το σε γέλη. Έχει αυξημένη διάρκεια ζωής και είναι πιο ανθεκτική σε δονήσεις και κραδασμούς. Αν και υπάρχουν στο εμπόριο, οι εξελίξεις στις μπαταρίες AGM έχουν περιορίσει την εφαρμογή τους.

• Μπαταρία απορροφητικού γυαλιού (AGM)

Η μπαταρία AGM (Absorbent Glass Mat) είναι μία μπαταρία VRLA που έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει υψηλότερες απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας σε σύγχρονα οχήματα. Είναι παρόμοια με μία υγρή μπαταρία, όμως υπάρχει ένας διαχωριστήρας από υαλοβάμβακα (ένα «γυάλινο στρώμα») που απορροφά το διάλυμα του ηλεκτρολύτη και το διατηρεί στη θέση του.

Αυτός ο τύπος μπαταρίας αποδίδει καλύτερα από τις αντίστοιχες υγρές και τις μπαταρίες τζελ. Μπορεί να φορτίσει έως και 5 φορές πιο γρήγορα και έχει 3 φορές μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από μία συμβατική μπαταρία. Η μπαταρία AGM είναι ιδανική για οχήματα με εφαρμογές start-stop και ανάκτηση της ενέργειας φρεναρίσματος. Ωστόσο, μπορεί να κοστίζει 40-100% περισσότερο από τις συμβατικές μπαταρίες.

• Μπαταρία βαθέως κύκλου

Η μπαταρία βαθέως κύκλου (Deep Cycle) είναι ένας τύπος μπαταρίας μολύβδου – οξέος και μπορεί να είναι υγρού τύπου ή σφραγισμένη. Χρησιμοποιεί μία παχύτερη πλάκα σε κάθε στοιχείο και έτσι περιέχει πυκνότερο ενεργό υλικό. Έχει σχεδιαστεί για συνεχή ισχύ με χαμηλότερη παροχή ρεύματος για παρατεταμένες χρονικές περιόδους. Είναι πιο κατάλληλη για οχήματα αναψυχής, καροτσάκια γκολφ και θαλάσσια οχήματα – γι’ αυτό ονομάζεται και μπαταρία τύπου θαλάσσης.

Τύποι µπαταριών για EV και PHEV

Τα χαρακτηριστικά των μπαταριών μολύβδου δεν καλύπτουν τα ηλεκτροκίνητα οχήματα.
Έτσι, συνήθως, χρησιμοποιούνται άλλοι τύποι, όπως:

• Μπαταρία ιόντων λιθίου: Την συναντάμε, συχνά, σε υβριδικό ή ηλεκτρικό αυτοκίνητο (EV). Η μπαταρία ιόντων λιθίου μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερη ενέργεια και έχει ταχύτερους χρόνους φόρτισης. Είναι, επίσης, ελαφρύτερη από τις συμβατικές μπαταρίες. Αυτό είναι απαραίτητο για το ηλεκτρικό αυτοκίνητο, καθώς λιγότερο βάρος σημαίνει μεγαλύτερη απόσταση ταξιδιού με μία φόρτιση. Κοστίζει πολύ περισσότερο από τις μπαταρίες μολύβδου, όμως έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Οι περισσότεροι κατασκευαστές παρέχουν 5 – 8 χρόνια εγγύηση για τις μπαταρίες λιθίου EV, αλλά αναμένεται να διαρκέσουν 10 – 20 έτη.

• Μπαταρία υδριδίου µετάλλου νικελίου (NiMH): Χρησιμοποιείται, συχνά, σε υβριδικά οχήματα, αλλά και σε ηλεκτρικά. Έχει μεγαλύτερο κύκλο ζωής από την μπαταρία ιόντων λιθίου ή μολύβδου και είναι ασφαλής και ανθεκτική σε σκληρή χρήση. Προσφέρει καλή ειδική ενέργεια και συγκεκριμένες δυνατότητες ισχύος. Ωστόσο, έχει υψηλό ρυθμό αυτοεκφόρτισης, είναι ακριβή και παράγει πολλή θερμότητα σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η μπαταρία NiMH είναι λιγότερο αποτελεσματική για το επαναφορτιζόμενο ηλεκτρικό όχημα και συνηθίζεται σε υβριδικά αυτοκίνητα.

ΤΟΥ ΝΙΚΟΥ ΒΑΣΙΛΑΚη