Opis rezultatów regeneracji kilku akumulatorów które miałem na „warsztacie”
Najsłabiej zareagował na to kilkuletni akumulator Fiamm, który przed rozładowaniem i ponownym ładowaniem wykazywał 500A prąd rozruchowy. Po pełnym cyklu rozładowania i ładowania, prąd wzrósł do 515A, czyli nie wiele. Być może zwykły prostownik spowodował by taki sam wzrost lecz tego nie sprawdziłem. Do regeneracji używam ładowarki POWER MAT PM-PM-60B
Bardzo dobrze zareagował pięcioletni akumulator Bosch 74Ah który był od tygodnia pod prostownikiem z Lidla i była jakaś lipa. Napięcie nie chciało iść do góry a prąd rozruchowy po „naładowaniu” to tylko 430A.
Po rozładowaniu żarówką i naładowaniu „chińczykiem” prąd rozruchowy wzrósł w okolicę 600 A. Czyli Bosch zbliżył się do parametrów katalogowych, a tester poinformował że akumulator jest dobry. Poprzednio po ładowaniu prostownikiem z Lidla pisał „zastąpić”, czyli poprawa znaczna a prostownik mikroprocesorowy z Lidla nie dawał sobie z nim rady. Ładując inny akumulator ładowarką z Lidla zauważyłem że gdy ładowarka zakończy już proces ładowania i przejdzie w tryb konserwacji oraz podtrzymania napięcia to po odłączeniu i podłączeniu do mojego Chińczyka okazuje się, że akumulator jest naładowany tylko w 50 % a chińczyk rozpoczyna proces ładowania i przeprowadza go do końca. Czyli ładowarka z Lidla niespecjalnie nadaje się do ładowania akumulatorów samochodowych.
Teraz ten Bosch śmiga jak nowy, i to tylko po jednym cyklu rozładowania i ładowania regeneracyjnego. Przed regeneracją nie dawał rady zakręcić potężnym silnikiem Maserati, teraz kręci bardzo sprawnie, zobaczymy jak długo utrzyma się ten stan.
Równie dobrze zareagował stary akumulator Bosch 40 Ah 340A, który przed procesem regeneracji dysponował 240A prądu rozruchowego. Obecnie jest to 280A i nadal tester sugeruje „zastąpić”, ponieważ katalogowy prąd rozruchowy tego akumulatora to 340A. Jeszcze nie skończyłem walki z tym małym Boschem, on za każdym kolejnym cyklem podskakuje o dodatkowe 10A do 15A. Ciekawe przy którym cyklu regeneracji zatrzyma się wzrost wydajności i na jakim prądzie. Obecnie to 280A a zacząłem od 240A po rozładowaniu do 10.5V dysponował tylko 135A, po naładowaniu już 255A, w następnym cyklu 265A, a w kolejnym 280A, i to jest najlepszy wynik jaki uzyskałem z tym akumulatorem.
Nie mierzyłem gęstości elektrolitu przed ładowaniem, lecz po około tygodniu leżakowania w magazynie od naładowania akumulatora. Zmierzyłem z ciekawości gęstość elektrolitu w dwóch sąsiednich celach, ten pomiar bardzo pozytywnie mnie zaskoczył. Akumulator Bosch 40 Ah, 340A napięcie jałowe 12,9V a gęstość to 1.28 g/cm3. Jak na tak stary akumulator, to zmierzona gęstość wydaje mi się rewelacyjna, nowy akumulator powinien mieć gęstość 1.28 g/cm3. Wykonując pomiar gęstości niejako przy okazji sprawdziłem poziom oraz barwę elektrolitu. Elektrolit pomimo kilkukrotnych prób zasysania i wpompowywania był krystalicznie przezroczysty, bez żadnych zmętnień, ani szarych ani brązowych, niczym czysta woda. Poziom elektrolitu w dwóch celach był prawidłowy, innych cel nie sprawdzałem.
Kupiłem na Allegro areometr za 6 zł, tani lecz trzyma parametry, sprawdzałem go wzorcowym roztworem soli. Wszystkie napięcia mierzyłem multimetrem warsztatowym Fluke 8052A o deklarowanej dokładności 0.03% czyli znacznie przewyższającej potrzeby pomiarów akumulatorów. Wystarczająca dokładność w takich zastosowaniach to 1% więc zastosowany multimetr posiada 30 krotnie lepszą precyzję. Do pomiarów wydajności, czyli maksymalnych prądów rozruchowych oraz żywotności akumulatorów, używam testera akumulatorów AUTUL BT360 oraz opornicy.
Spektakularny wynik uzyskałem na akumulatorze Varta Silver 63Ah, 610A z 2015 roku.
Jak go kupiłem (za śmieszne pieniądze) to pomiar prądu rozruchowego wykazywał 440A, a napięcie spoczynkowe to tylko 12.4V. Pojeździł dwa miesiące w Ciotroenie C5 2.0 HDI i po tym czasie prąd rozruchowy spadł do 430A.
Po jednokrotnym cyklu rozładowania żarówką H7 do 10.5V i naładowaniu prostownikiem w trybie „smart” prąd rozruchowy wzrósł do 540A. Czyli o 110A w porównaniu do stanu z przed naładowania regeneracyjnego, a napięcie spoczynkowe wzrosło do 12.7V.
Tester nadal wypisuje „zastąpić” ponieważ 540A to nie 610A lecz wzrost jest rewelacyjny. Taka sama, lecz zupełnie nowa Varta, nie ma tych deklarowanych 610A lecz 572A. Więc całkiem dobrze ten akumulator się odbudowuje. Nie sprawdzałem w nim gęstości ani przejrzystości i barwy elektrolitu, ponieważ ten akumulator jest bezobsługowy i nie ma korków.
Akumulator poddałem kilku pełnym cyklom rozładowanie i ładowanie regeneracyjne, uzyskane rezultaty zamieściłem poniżej.
Kolejny cykl spowodował już niewielki wzrost prądu rozruchowego do 550A. Brakuje jeszcze 60A w stosunku do specyfikacji lecz nawet nowe VARTY nie osiągają 600A, więc dużo już nie wzrośnie. Jeszcze jeden cykl rozładowania i naładowania regeneracyjnego spowodował wzrost prądu rozruchowego do 555A. Następny cykl spowodował przyrost prądu rozruchowego do 565A przy 5.62 mOhm rezystancji szeregowej. Już wiem, że nie ma sensu dalej męczyć akumulatora, osiągnął już swoje najlepsze możliwe parametry jak na kilkuletni akumulator. Wywnioskowałem tak, ponieważ kolejne wzrosty prądów rozruchowych, nie są już tak spektakularne jak za pierwszym razem. Pierwszy cykl przyniósł wzrost prądu rozruchowego o 110A, następny tylko 10A, kolejny 5A i kolejny również 5A jak i następny. To wyraźnie wskazuje że dalsze próby mijają się z celem, czyli trzy cykle regeneracyjne są optymalnym rozwiązaniem.
Jak na czteroletni akumulator to bardzo dobry wynik, nowy wykazuje prąd rozruchowy na poziomie 572A a ten czteroletni ma 565A. Ten wynik wskazuje, że 98% pierwotnego prądu rozruchowego jeszcze w nim zostało, a więc stracił tylko 2%. Żywotność tego akumulatora przed regeneracją to 77% czyli również nie tak źle, jednak o 20% mniej. Zupełnie nowy akumulator Varta powinien charakteryzować się prądem rozruchowym 610A a nie około 572A. Czyli już początkowa żywotność 78% odbiega od parametrów opisowych aż o 22%. Ten model akumulatora, nie jest najlepszy do prób oceny możliwości regeneracyjnych ładowarki, ponieważ nie wiadomo czy należy porównywać z prądem znamionowym 610A, czy zmierzonym 572A. Najlepszy do takiego zadania byłby akumulator który jako nowy, po zakupie, trzyma znamionowe parametry. Wtedy wiemy że musimy dążyć do uzyskania prądu rozruchowego zgodnego z opisem na etykiecie, w tym przypadku było by to 610A.
Bardzo ciekawy wynik uzyskałem z akumulatorem Varta Blue Dynamic E43 72 Ah 680A EN z 2015 roku 16.6 kg, sygnatura 572 409 068 313 2. Po wyjęciu akumulatora Varta z VOLVO tester BT360 wskazał 615A EN prądu rozruchowego przy napięciu spoczynkowym 12.86V. Opornica również wskazała ponad 600 A i to pod permanentnym obciążeniem, napięcie nie spadało przez co najmniej 15 sekund. Musiałem wyłączyć obciążenie, ponieważ drut w opornicy już świecił a dym walił jak z komina, czyli akumulator dobry. Całkiem niezły jak na 5 letni akumulator, rozrusznik kręci dobrze. Układ ładowania w VOLVO V50 spisuje się znakomicie, następnie akumulator został przełożony do Citroena C5 z 2003r.
Przed ładowaniem regeneracyjnym akumulator VARTA jeździł przez miesiąc w Citroenie C5, po wyjęciu z citroena wskazywany prąd rozruchowy to 540A. Czyli znacznie mniej niż po wyjęciu Varty z VOLVO, a różnica w czasie to tylko 1 miesiąc. Przed ładowaniem akumulator VARTA wykazywał prąd rozruchowy na poziomie 540A, całkiem niezły jak na 5 letni akumulator, rozrusznik kręcił dobrze.
Zaraz po pierwszym naładowaniu regeneracyjnym, dodatkowo dociągniętym trybem „fast”, prąd rozruchowy wzrósł do 605A. Czyli prąd rozruchowy wzrósł o 65A, a rezystancja szeregowa spadła do 5.22 mOhm, a więc bez rewelacji.
Po kilku godzinach od ładowania prąd wzrósł do 615A a rezystancja spadła do 5.12 mOhm.
Dalszy wzrost do 620A 5.08 mOhm przy 13.165V, następnie 630A 5.02 mOhm przy 13.13V.
Po następnym ładowaniu i 11 godzinach „odpoczywania” napięcie to 13.175V a prąd rozruchowy 630A i rezystancja szeregowa 5.02 mOhm.
Po 22 godzinach „odpoczynku” od zakończenia procesu ładowania akumulatora, prąd rozruchowy wzrósł do 635A a rezystancja szeregowa spadła do 4.98 mOhm.
Kolejne ładowanie, spowodowało wzrost parametrów akumulatora jeszcze bardziej, które są naprawdę dobre i zbliżyły się do parametrów nowego akumulatora.
Po upływie 48 godzin od zakończenia ładowania, prąd rozruchowy wzrósł do 645A, a rezystancja szeregowa spadła do 4.90 mOhm. Są to maksymalne parametry na obecną chwilę, całkiem niezłe jak na 5 letni akumulator. Biorąc pod uwagę, że nowe akumulatory VARTA przeważnie mają niższe o około 6% parametry od znamionowych, to już całkiem dobrze.
Występuje wyraźnie zauważalne zjawisko wzrastania parametrów akumulatora czyli prądu rozruchowego oraz żywotności w funkcji czasu po zakończeniu ładowania, tzw „uspokajania”. W momencie ustania reakcji elektrochemicznych związanych z wcześniejszym procesem ładowania, wzrastają parametry akumulatora, zjawisko to jest potocznie nazywane „uspokojeniem” akumulatora. Natychmiast po zakończeniu procesu ładowania, akumulator jeszcze nie posiada maksymalnych parametrów, lecz osiąga je po pewnym czasie. Mniej więcej od 24 do 48 godzin od momentu odłączenia od ładowarki akumulator osiąga maksymalne parametry. Spróbuję wyznaczyć czas, gdy parametry akumulatora mają najwyższe wartości od momentu odłączenia ładowarki. Na tę chwilę przyjąłem ten czas za optymalny po ok. 36h. Optymalny czas „uspakajania” a zarazem najlepszych parametrów zamierzam dopiero wyznaczyć. Dzięki tej wiedzy będzie dokładnie wiadomo, po jakim czasie od zakończenia procesu ładowania należy mierzyć prąd rozruchowy akumulatora.
Wspomniany akumulator Varta niespodziewanie padł 4.07.2020r. czyli wytrzymał tylko 6 miesięcy od momentu rozpoczęcia moich eksperymentów z nim, czyli wytrzymał około 5 lat a to stosunkowo dobry wynik. Przyszedłem rano do auta i już przez szybę zauważyłem że coś jest nie tak, napięcie na testerze to tylko 12.1V, zawsze było około 12.4V. Niby tylko 0.3V różnicy ale to wskazywało na kłopoty, rozrusznik tylko raz zakręcił niemrawo, takie łyyy i zdechł. Już dzień wcześniej zauważyłem że wyraźnie trudniej mu zapalić pomimo naładowania i ciepłego silnika a teraz zdechł całkowicie.
Wziąłem akumulator do domu i naładowałem z opcją regeneracji a następnie zrozładowałem żarówką H7 50W.
Akumulator rozładowywany żarówką H7 50W do napięcia 9.8V po zrzucie obciążenia, czyli po odłączeniu żarówki odbił napięcie do 12.4V. Czyli teoretycznie jest jeszcze 75% pojemności a przecież akumulator jest niemal całkowicie rozładowany, posiada bardzo dużą rezystancję wewnętrzną chyba około 17 mOhm oraz bardzo mały prąd rozruchowy – tylko 140A, napięcie spoczynkowe to 12.4V a więc wskazujące na około 70% naładowania, niezłe jaja.
Czyli napięcie akumulatora mierzone bez żadnego obciążenia jest zupełnie niewiarygodnym parametrem, albo może inaczej, jest parametrem nic nie mówiącym o kondycji akumulatora. Wniosek jest dość jednoznaczny, napięcie akumulatora powinno ZAWSZE być mierzone pod obciążeniem, należy dobrać optymalną wartość obciążenia dla wykonywania pomiaru napięcia.
Wydaje mi się, że żarówka 5W będzie wystarczającym obciążeniem na czas pomiaru, może będzie to 10W ale na pewno nie więcej niż 21W lecz wydaje mi się że raczej mniej, muszę to sprawdzić. Dla dobrego akumulatora w pełni naładowanego takie obciążenie nie będzie stanowiło zauważalnego problemu, natomiast przy rozładowanym czy uszkodzonym akumulatorze spełni swoją rolę i wskaże problem.
Według tabeli wykonanej na podstawie badań testera BT360, 12.4V to 68% naładowania, a jak wiemy akumulator jest totalnie rozładowany przy pomocy żarówki H7. To wynik pomiaru napięcia bez żadnego obciążenia, więc nie ma się co dziwić, że pokazuje nam bzdury, gdyby zmierzyć napięcie akumulatora pod nawet niewielkim obciążeniem pokazał by zapewne napięcie sporo niższe, wskazujące że jest całkowicie rozładowany.
Sprawdzić to testerem, tester pomimo wskazywania napięcia jałowego 12.4V chyba prawidłowo wykazał bardzo niską pojemność.
Sprawdziłem testerem i przy napięciu 12.48V wskazał poziom naładowania SOC na poziomie 80% oraz zdolność rozruchową SOH na poziomie 1%, prąd rozruchowy 115A a rezystancję wewnętrzną 36.36 mOhm. Takie parametry świadczą dobitnie o śmierci akumulatora. Akumulator stracił pojemność, ale chyba nie na wszystkich celach, ponieważ zatrzymał się na 9.84V i stoi stabilnie na tym napięciu pomimo wcześniejszego szybkiego zjazdu z 12.6V do tych 9.84V. To by wskazywało na uszkodzenie jednej, bądź dwóch cel, lecz bardziej prawdopodobna jest opcja z jedną uszkodzoną celą.
Następny pacjent wyleczony 1.07.2021r.
Akumulator jest stosunkowo nowy, pewnie ma coś około roku, jakiś Tuboborg, być może to jakiś badziewny chińczyk, więc jak można przypuszczać prąd rozruchowy zapisany na naklejce obudowy akumulatora 340A, już w dniu zakupu mógł być niższy, np. 335A a może i 330A. Chińskie wynalazki praktycznie nigdy nie trzymają parametrów opisowych, zapisanych na naklejce. Dobre firmowe akumulatory zazwyczaj mają lepsze parametry, lub dużo lepsze od opisowych, a przynajmniej zgodne.
Gdy zaczynałem zabawę akumulator dysponował napięciem trochę powyżej 5V na słupkach akumulatora i nie chciał współpracować z większością ładowarek. Po krótkim ładowaniu ładowarką PM-PM-60B zmierzony prąd rozruchowy to 70 A, natomiast pełne naładowanie zajęło około 24 godzin, ponieważ akumulator bardzo powoli wracał z zaświatów. Po pierwszym pełnym naładowaniu, prąd rozruchowy to tylko 115A a wiec praktycznie złom. Następnie rozładowałem akumulator do 5V i naładowałem ponownie, tym razem prąd wzrósł do 150A, w następnym cyklu do 180A, w następnym do 215A, i 240A, i 290A, 300A i 56% SOH, kolejny cykl i jest 320A prądu rozruchowego, 64 % SOH i rezystancja wewnętrzna 10,38 mOhm. Teraz trwa kolejny cykl, ciekawe czy jeszcze coś wzrośnie oraz na jakim pułapie zakończy się odbudowa parametrów akumulatora po silnym zasiarczeniu. Akumulator który wydobyłem z niebytu obecnie doszedł do 335A, 71% SOH, 9,88 mOhm i jadę z nim dalej, praktycznie za każdym razem rozładowuje go do zera oraz ponownie ładuje do 14,8 V, za każdym razem idzie trochę do przodu. Nowy rekord po 45 godzinach uspakajania reakcji elektrochemicznych i ładowaniu tylko do 14,6V czyli w trybie normalnym a nie zimowym 14,8V ładowarki SENA 4A.
Efekty wyglądają wręcz zdumiewająco, jednak nie prąd rozruchowy a sprawność rozruchowa SOH wyrażona w % jest najważniejszym wskaźnikiem jakości akumulatora. Sprawność 71% nie powala na kolana lecz należy pamiętać, że startowałem praktycznie od zera. Jestem przekonany, że jest to spektakularne osiągnięcie, zobaczymy na jakim pułapie zatrzymają się moje możliwości odbudowywania wydajności tego egzemplarza akumulatora.
Kolejny cykl przyniósł ponowny wzrost parametrów rozruchowych akumulatora. Jeszcze za wcześnie na wpisywanie wartości prądu rozruchowego ponieważ akumulator jest obecnie w fazie „uspokajania” kiedy jego parametry ciągle wzrastają, niby mało lecz to tylko pozory, za 24 godziny parametry wzrosną a ten wpis zostanie poprawiony. W celu wyznaczenia optymalnego czasu uspakajania reakcji elektrochemicznych od tej pory należy notować godzinę zakończenia ładowania łącznie z datą oraz tak samo w przypadku każdego kolejnego testowania.
Przy okazji doszedłem do bardzo ciekawych wniosków popartych obserwacją tego egzemplarza akumulatora. Z powodu niedopilnowania długotrwałego procesu rozładowywania żarówką 50W, kilkukrotnie doprowadziłem do niezamierzonego spadku napięcia na słupkach akumulatora, praktycznie do zera. Wiadomym jest, że niewolno doprowadzać do spadku napięcia poniżej 10,5V a co dopiero do zera. W czym mniejszym zakresie napięć pracuje akumulator, tym dłuższa będzie jego trwałość eksploatacyjna. Najbardziej optymalny zakres napięć pracy to 12,8V do 14,4V. W celu wydłużenia trwałości eksploatacyjnej akumulatora lepiej jest, żeby przebywał bliżej tej pierwszej niższej wartości. Tylko od czasu do czasu należy doprowadzać akumulator do napięcia 14,4V po czym pozwalać mu na spadek do 12,8V.
Dzięki temu, że nie używałem do rozładowywania akumulatora profesjonalnego narzędzia, lecz zwykłej żarówki samochodowej, doszedłem do zaskakujących wniosków. Gdybym użył „profesjonalnego” narzędzia, przeznaczonego do rozładowywania akumulatorów z ograniczonym przez producenta zakresem napięć pracy, nigdy bym się nie dowiedział, że takie postępowanie wcale nie musi szkodzić a jest wręcz pożądane. Jak wykazałem, w trakcie regeneracji można sobie pozwalać na całkowite cykliczne rozładowywanie akumulatora aż do „zera”, bez zauważalnej szkody a wręcz przeciwnie. Taki sposób powoduje szybszą regenerację oraz powrót do prawidłowych lub choćby „akceptowalnych” parametrów. Warunkiem jest, żeby akumulator nie przebywał zbyt długo w stanie skrajnego rozładowania, czym krócej tym lepiej.
W tym konkretnym przypadku, w żadnym cyklu stan skrajnego rozładowania akumulatora nie trwał dłużej niż jedna godzina. Jestem przekonany, że czas przebywania akumulatora w stanie skrajnego rozładowania powinien być możliwie jak najkrótszy. Jednak z drugiej strony, wszystko wskazuje na to, że warto wprowadzać regenerowany akumulator w stan skrajnego rozładowania. Przypadek który tu opisuje, dotyczy w miarę nowego klasycznego akumulatora kwasowo-ołowiowego. Nie wiem jak zareagowałby na takie traktowanie akumulator EFB, czy też AGM. Klasyczny najtańszy kwasiak zareagował bardzo dobrze.
Ogólnie wiadomym jest też, że rozładowując „bezpiecznie” akumulator do napięcia 10,5V, nigdy nie wyciągniemy pełnego ładunku zgromadzonego w akumulatorze. Akumulator rozładowany do napięcia 10,5V nie ma już wydajności prądowej, a jednak posiada jeszcze sporo zgromadzonego ładunku. W „normalnej” codziennej eksploatacji, ten pozostały ładunek jest całkowicie bezużyteczny, ponieważ znajduje się poza eksploatacyjnym zakresem napięcia pracy akumulatora. Jak wykazałem, w trakcje procesu regeneracji akumulatorów MOŻNA a może nawet należy, chwilowo skorzystać z szerszego zakresu poziomu rozładowania.
Jest nie wykluczone, że jest gdzieś pewien kompromis i w procesie regeneracji warto rozładowywać akumulator poniżej napięcia minimalnego 10,5V. Czyli poniżej 10,5V ale i nie do 0V, lecz np. do 8V czy do 5V. Interesujące jest, do jakiego napięcia warto rozładowywać akumulator poddawany regeneracji żeby osiągnąć najlepsze efekty, jednocześnie nie powodując dodatkowej destrukcji. Moje doświadczenia z rozładowywaniem do zera wskazują, że jest to dobry kierunek, lecz być może jest jakiś próg kompromisu, może jest jakieś optymalne napięcie rozładowania regeneracyjnego, mieszczące się w przedziale pomiędzy 0V a 10,5V. W trakcie ostatniego rozładowania zszedłem do napięcia 5V i uzyskałem ten najlepszy, wręcz spektakularny wynik, 335A na 340A opisowych. Ten rewelacyjny wynik został spowodowany całym długotrwałym procesem regeneracji a nie jego ostatnim cyklem. Nie należy więc wiązać tego rezultatu, z rozładowaniem napięcia do 5V. Przy zejściu do napięcia 8V czy 3V, lub też do zera, mogłoby być tak samo.
Żeby sprawdzić tę teorię należało by zakupić trzy najtańsze, identyczne akumulatory 40 Ah, każdy naładować oraz sprawdzić ich parametry, rozładować je do 10,5V i sprawdzić parametry, ponownie naładować i sprawdzić parametry. Następnym krokiem jest rozładowanie akumulatorów do 9V a następnie pozostawienie na pół roku do zasiarczenia. Po pół roku jeżeli stwierdzimy że akumulatory są zasiarczone należy je naładować i sprawdzić parametry, najlepiej byłoby żeby miały je na podobnym poziomie, lecz tak wcale nie musi być. Gdyby były podobne to test byłby bardzo obiektywny. Następnie należało by przejść do procesu regeneracji, każdy z trzech akumulatorów należało by rozładowywać do innego poziomu napięcia minimalnego. Jeden z nich do całkowitego zera drugi do 5V a trzecie do 10,5V zwieńczone obserwacją postępu procesu regeneracji oraz przywracania parametrów. Gdyby optymalnym napięcie okazało się 5 V to należałoby powtórzyć test i wypróbować zakresy 3V – 5V- 8V i który z nich byłby najlepszy.
Kolejny pacjent wyleczony: Akumulator xxx 12V 70Ah 640A
Gdy go dostałem napięcie na słupkach akumulatora było 6V no i nie chciał się ładować, podłączyłem do niego ładowarkę PM-PM-60B i po godzinie akumulator miał napięcie 11,7V oraz 105A prądy rozruchowego, czyli tyle co nic. zmieniłem ładowarkę na SENA 4A i dokończyłem ładowanie, na koniec prąd rozruchowy wzrósł do 415A, następnie rozładowałem akumulator do 5V i ponownie naładowałem ładowarką SENA 4A, prąd osiągną wartość 530A czyli już całkiem nie źle.