Het laden van accus
 
Het goed functioneren en het behalen van een goede levensduur van accu's is sterk afhankelijk van de lading.
Hier geven wij u een overzicht van aspecten van het laden van accu's. Bij de behandeling van de accu in het algemeen -eerder in "tips & theorie"- gaven wij al wat vuistregels voor de goede behandeling van accu's.

Enkele algemene punten:

  • Een accu mag alleen met gelijkstroom worden geladen. De pluspool van de accu moet men met de plus (+) aansluiting van het laadapparaat verbinden en de minpool van de accu met de negatieve aansluiting van de lader.
  • Tijdens de lading zal de celspanning stijgen. Deze spanningsstijging is afhankelijk van de toegepaste laadstroom en zal bij normale lading van ca. 2 Volt/cel oplopen tot ca. 2,65 Volt/cel. Bij het overschrijden van een laadspanning van de ca. 2,35 - 2,4 Volt/cel (ca 14,2 Volt bij een 12V accu) begint een levendige gas-ontwikkeling. Het in de accuvloeistof aanwezige water ontleedt zich in waterstof en zuurstof. Dit gasmengsel is zeer EXPLOSIEF! (Waterstof is het meest explosieve gas dat we kennen.)
  • Als gevolg van de stijgende spanning tijdens lading zal de laadstroom in de regel geleidelijk afnemen. Dit houdt ook verband met het formaat en soort acculader dat we kiezen.
  • Ladinggebrek is voor loodaccu's schadelijk. Het vermogen van de lader dient derhalve aangepast te zijn aan de capaciteit van de toegepaste accu en de beschikbare laadtijd. Een geheel of gedeeltelijk ontladen accu moet in de beschikbare laadtijd weer geheel vol kunnen worden geladen. Vaak wordt een lader te klein gekozen, waardoor in het aantal beschikbare laaduren slechts gedeeltelijke lading kan worden gerealiseerd. Het regelmatig weer in gebruik nemen van niet geheel geladen accu's veroorzaakt sulfatering en daardoor blijvend capaciteitsverlies.
  • De celafdichtingsstoppen kunnen tijdens het laden beter op de accu blijven. Zo voorkom je zuurschade en beperk je het ontploffingsgevaar in zekere mate. De doppen ventileren voldoende!
  • Een accu is als geladen te beschouwen indien de zuurdichtheid (soortelijk gewicht) de nominale waarde (bijvoorbeeld 1,28 kg/l) bereikt heeft en niet verder oploopt. (nieuwe eenheid is soortelijke massa: 1280 kg/m3)
  • Na elke ontlading tot een zuurdichtheid van 1,24 dient de accu weer te worden geladen. Indien meer dan 50% van de beschikbare capaciteiten aan de accu wordt onttrokken, dient men de accu onmiddellijk te laden om schade te voorkomen.
  • Het langere tijd laten staan van ontladen accu's veroorzaakt sulfateren (het verharden van de accuplaten), waardoor blijvend capaciteitsverlies optreedt.
  • Door tussenladingen in de perioden waarin de accu niet wordt benut, voorkomt men eventuele te diepe ontladingen. Hierdoor kan men de levensduur verlengen.
KEUZE VAN DE ACCULADER

Het is aan te bevelen bijzondere aandacht te schenken aan de toe te passen laadtechniek. Keuze van de laadapparatuur is van belang voor de bedrijfszekerheid en levensduur van de accu. Afgezien van het vermogen van de acculader (spanning en laadstroom) zijn er diverse soorten laders/gelijkrichters, afhankelijk van de toegepaste laadkarakteristiek en verdere specifieke eigenschappen. De lader moet altijd de mogelijkheid bieden de accu in redelijke tijd op te laden. Vaak zal de eis gelden dat aan het eind van de lading automatisch wordt uitgeschakeld, of zelfs een maximum spanning wordt aangehouden. Ook kan het zijn dat men de accu langere tijd -of zelfs onbeperkt- met de lader verbonden wil laten.

Alleen automatische laders met geregelde laadkarakteristiek of automatische uitschakeling zijn daarvoor geschikt. Vanzelfsprekend vormt ook de prijs een belangrijk aspect. Deze wordt voor een belangrijk deel door het vermogen (laadstroom) bepaald, maar niet minder door de soort regeling. We moeten nu proberen een goede relatie te vinden tussen laadstroom/laadtijd en de investering die we doen. Verkeerde zuinigheid wordt hier zwaar gestraft.

LAADKARAKTERISTIEKEN

De relatie tussen de laadstroom van het laadapparaat, de laadspanning en de laadtijd heet karakteristiek. Men geeft deze meestal grafisch weer als het verloop van de laadspanning "U" van een enkele cel in Volts en de laadstroom "I" in Ampère. Enkele algemene punten zijn van belang:

Om een accu te ontzien, moeten de grenswaarde van de laadspanning niet worden overschreden. De laadstroom in Ampère mag ook nooit groter zijn dan 25% van het aantal Ah van de accucapaciteit. Men onderscheidt verschillende laadkarakteristieken volgens DIN-norm. Een aantal Hiervan die we vaker aan boord tegenkomen, zullen we hier aanhalen:

 A. W-karakteristiek

Ook wel verzamelnaam. Dalende laadstroom bij stijgende spanning, gebaseerd op de inwendige weerstand van de accu. Mits gekozen met een goede nominale laadstroom, is een redelijke laadtijd mogelijk. Goedkoop apparaat, gasontwikkeling tijdens nalading en daardoor hoog waterverbruik, netspanningsfluctuaties kunnen de laadstroom sterk (tot 100%) wijzigen.

Een apparaat met W-karakteristiek kan slechts onder voortdurend toezicht worden gebruikt. Handmatig uitschakelen is noodzakelijk opdat er geen overlading volgt.

 

B. Wa-karakteristiek
 
Zoals A, echter met laadautomaat, waardoor de lading qua tijd en/of spanning wordt begrensd, hetgeen overlading voorkomt. Meestal wordt geladen tot een spanningrelais het bereiken van 2,4 Volt/cel laadspanning vaststelt; dan wordt een schakelklok gestart, die de lader na enkele uren of na het inladen van een bepaald aantal Ah., uitschakelt. Dit laatste is verschillend per fabrikaat of type apparaat. In de wandel noemen we dit de eerste generatie automatische acculaders. Aan boord van Uw voertuig zijn ze minder geschikt, omdat ze de accu's niet helemaal vol krijgen. Het achtervoegsel "e" geeft aan dat de lader vanzelf weer begint na te zijn gestopt.
 
 

C. WoWa-karakteristiek
 
Zoals B, echter met verhoogde beginlaadstroom. Hierdoor wordt een kortere laadtijd mogelijk. Door automatische omschakeling na het bereiken van een bepaalde spanning op een lager laadniveau, volgt weer weerstandslading. Bij het bereiken van de gasspanning, wordt de lading beëindigd.  
 

D. WU-karakteristiek
Weerstandslading met afnemende stroom afhankelijk van de celspanning. Als de gasspanning wordt bereikt, schakelt het apparaat over naar vast ingestelde stroom, die onbeperkt blijft gehandhaafd. De laadstroom bedraagt veelal een aantal honderden milliampères. Dit is de enige echte "druppellader". Minder geschikt voor mobiel gebruik, omdat het apparaat niet onbeperkt aangesloten mag blijven. De continu aanwezige restlaadstroom kan de accu's op den duur beschadigen.  
 

E. IU-karakteristiek

Soms gebruikt als verzamelnaam. Lading met constante laadstroom totdat de gasspanning wordt bereikt. Dan treedt automatische spannings-begrenzing in werking. Eigenschappen: zeer snelle gedeeltelijke lading; volledige lading duurt langer; bij normale laadtijden nauwelijks overlading mogelijk. Parallel laden van accu’s mogelijk (afhankelijk van gebruik van accu's). Het typerende van IU-lading is, dat de laadstroom bij het bereiken van de regelspanning vrij sterk terugloopt. Als de accu geheel vol is, zal deze laadstroom zo klein zijn geworden, dat hij niet meer schadelijk is. Uitschakeling hoeft niet direct te geschieden. Onbeperkt aangesloten laten is ook hier niet aan te bevelen. Uiteindelijk zal de temperatuur van de accu een weinig oplopen en moet eigenlijk de laadspanning omlaag. Een dergelijke voorziening treffen we in de gemiddelde IU-lader niet aan. Dit noemen we de tweede generatie automatische acculaders. Ze verslinden walstroom door het soort elektronische regeling. Momenteel zijn er betere automatische laders op de markt.

 

 F. IWUoUoe-karakteristiek
 
Deze laders zijn bedoeld te laden met een maximum stroom totdat een ingestelde spanning wordt bereikt. Indien de omstandigheden optimaal zijn, gedraagt deze lader zich als genoemd onder G. Tijdens het maximum stroom laden kan echter nog een beïnvloeding van de laadstroom geschieden op grond van een aantal factoren, zoals de temperatuur en dimensionering van het laadapparaat, de voedingsspanning, etc. Dan gedraagt de lader zich onmerkbaar als W-lader. Na het bereiken van de instelspanning van de eerste spanningstrap gaat een uurwerk lopen. Tijdens de loop van het uurwerk wordt de spanning constant gehouden, waardoor de laadstroom afneemt. Na verloop van een ingestelde tijd (bijvoorbeeld 4 uur) wordt een lagere onderhoudsspanning afgeregeld en loopt het uurwerk weer bijvoorbeeld 20 uur door. Dit noemen we de tweede trap. Vervolgens gaat de instelspanning weer naar de waarde van de eerste trap gedurende 4 uur, enz. Deze laders vormen de derde generatie automatische acculaders. Ze zijn zeer geschikt voor gebruik aan boord en kunnen onbeperkt aan de accu's blijven verbonden. De Victron Skylla lader is zo'n apparaat ("boost" is de eerste trap, "float" is de tweede).
 

G. IUoUoe-karakteristiek
 
Lijkt op F, doch de eerste trap is een zuivere maximum stroom trap, onafhankelijk van veel factoren door een hoog rendement van de elektronische aansturing. Dan volgt het bereiken van de instelspanning en wordt een constante spanning gehandhaafd gedurende een bepaalde tijd, waarbij de laadstroom afhankelijk van de laadtoestand van de accu afneemt. We noemen dit de tweede trap. Na de ingestelde tijd van bijvoorbeeld 4 uur, wordt een lagere onderhoudsspanning aangehouden gedurende meerdere uren of permanent, totdat het nodig is om de spanning te verhogen: de derde trap. Een microprocessorsturing geeft dit aan.

Dit noemen we de vierde generatie acculaders. Ze zijn uitermate geschikt voor gebruik aan boord en gebruiken over het algemeen minder energie dan de IWUoUoe laders.

Betekenis van de symbolen (volgens IN41772):

W = weerstandkarakteristiek, d.w.z. de laadstroom daalt naarmate de spanning stijgt
a = automatische uitschakeling
o = automatische omschakeling naar een ander deel van de karakteristiek
e = automatisch opnieuw inschakelen
U = continu laadspanning
I = continu laadstroom
 

TEMPERATUUR GECOMPENSEERD LADEN D.M.V. TEMPERATUUR SENSOR
  
Een aantal acculaders is voorzien van temperatuurcompensatie. Dit houdt in dat de lader de laadspanning aanpast aan de accutemperatuur. Hiertoe dient een temperatuur sensor op de accu te worden aangebracht. Een koude accu mag namelijk met een hogere laadspanning geladen worden dan een warme accu, omdat de gasspanning daalt bij hogere temperaturen. De referentie- laadspanning bedraagt 14,25V, bij 20°C accutemperatuur (fig. 1).

Te lage accutemperatuur:

Onder een accutemperatuur van -20°C, werkt de lader als gelijkrichter en levert dan ook 12V uitgangspanning, om te voorkomen dat de accu bevriest.

Accutemperaturen tussen -20 °C en +10°:

Boven -20 °C laadt de lader met een maximale laadspanning van 14,5V. Deze uitgangsspanning wordt niet hoger omdat bij hogere spanningen problemen gaan ontstaan met de aangesloten apparatuur.

Accutemperaturen tussen +10 °C en +50 °C:

In dit temperatuur gebied is de uitgangsspanning direct afhankelijk van de temperatuur sensor, welke de accutemperatuur 'meet'. Hierbij neemt de uitgangsspaning van de lader evenredig met de stijgende accutemperatuur af met 30 mV/°C (5 mV/°C per cel).

Te hoge accutemperatuur:

Boven de +40 °C neemt de laadspanning snel af en bij 51 °C werkt de lader alleen nog maar als gelijkrichter, met een uitgangsspanning van 12V.
 

Vragen? Bel de Energielijn: (0172) 65 07 37