Know How Ηλεκτρικό Σύστημα Part IV

Know How Ηλεκτρικό Σύστημα Part IV

Τι γίνεται με τη φόρτιση/εκφόρτιση της μπαταρίας

192 know how 1Στο “ίδιον” ηλεκτρικό σύστημα του αυτοκινήτου μέσω του δυναμό και υπό νορμάλ συνθήκες, η φόρτιση της μπαταρίας γίνεται με άνω όριο στο βολτάζ φόρτισης. Πιο συγκεκριμένα, ακολουθείται η λεγόμενη μέθοδος/καμπύλη φόρτισης «IU», κατά την οποία η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος (αμπεράζ), ενώ αρχικά είναι σταθερή, από κάποιο σημείο και μετά αρχίζει και μειώνεται καθώς αυξάνεται το βολτάζ της μπαταρίας και όσο περνάει ο χρόνος φόρτισής της, πριν σταθεροποιηθεί και αυτό, τελικά. Με την καθιερωμένη αυτή μέθοδο αποφεύγουμε το ρίσκο ζημιάς λόγω υπερφόρτισης και ταυτόχρονα αυξάνουμε το προσδόκιμο ζωής της μπαταρίας, φροντίζοντας για την υγεία της. Τι γίνεται, όμως, αν η μπαταρία έχει αδειάζει και χρειαζόμαστε εξωτερική βοήθεια μέσω ξεχωριστού φορτιστή?Αυτοί λειτουργούν διαφορετικά από το ηλεκτρικό σύστημα του ίδιου του αυτοκινήτου: είτε παρέχουν σταθερή ένταση είτε ακολουθούν τη μέθοδο/καμπύλη “W”, κατά την οποία η ένταση φόρτισης και εδώ μειώνεται, αλλά αυτό συμβαίνει από την αρχή σιγά σιγά, όπου ομοίως αυξάνεται σταδιακά η τάση. Και οι δύο τύποι φορτιστών, ωστόσο, όταν φτάσουν την μπαταρία σε κατάσταση πλήρους φόρτισης, συνεχίζουν να παρέχουν ρεύμα είτε σταθερό είτε, στην καλύτερη, λίγο μειωμένο. Και λέμε στην καλύτερη γιατί αν “ξεχάσουμε” το φορτιστή, θα αυξηθεί υπέρμετρα η κατανάλωση του νερού της μπαταρίας με τον τρόπο που είδαμε τον προηγούμενο μήνα, κάτι που τελικά θα οδηγήσει σε οξείδωση του θετικού πλέγματος, όπως θα δούμε παρακάτω σήμερα. Και τι γίνεται όταν δεν είμαστε επαγγελματίες ηλεκτρολόγοι αλλά πρέπει να φορτίσουμε μόνοι μας το πράμα? Πέρα από τα πάρα πολύ γνωστά (ειδικά για όσους τυχερούς έκαψαν και καμιά ECU κατά... λάθος κάποτε), το συν με το συν και το πλην με το πλην στα καλώδια, ας δούμε και καμιά πιο “προχώ” συμβουλή. Οι κατασκευαστές μπαταριών, λοιπόν, πριν από τη φόρτιση συνιστούν να αποσυνδέουμε πρώτα τον αρνητικό πόλο, δηλαδή τη γείωση, ώστε να αποφευχθεί η πιθανότητα βραχυκυκλώματος μεταξύ του πόλου της μπαταρίας και του αμαξώματος. Αντίθετα, συνιστούν να συνδέουμε το θετικό καλώδιο πρώτο (μιλάμε πάντα για οχήματα με γείωση στον αρνητικό πόλο, τα αντίστροφα ισχύουν για οχήματα με κύκλωμα αντίθετης πολικότητας). Άλλη μία λίγο πιο ακραία συμβουλή που θα συναντήσετε είναι να φροντίσετε να βγάλετε από πριν τυχόν μεταλλικά βραχιόλια, ρολόγια κ.λπ. Και αν θέλει προσοχή το θέμα της φόρτισης, σκεφτείτε τι γινόταν με τις προ-VRLA μπαταρίες και τα υγρά τους τις παλαιότερες δεκαετίες, ή ακόμα και σήμερα σε πολλές μη αυτοκινητιστικές εφαρμογές, δηλαδή τις μπαταρίες που δεν έρχονταν έτοιμες και γεμισμένες από το εργοστάσιο προς πώληση, αλλά έπρεπε να τις γεμίσει ο λιανέμπορος. Η μπαταρία γεμιζόταν κατά την αγορά της και φορτιζόταν επί τόπου, πράγμα και χρονοβόρο και επικίνδυνο, αφού τα οξέα των υγρών της μπαταρίας είναι διαβρωτικά και μπορούν να κάνουν μεγάλη ζημιά σε μάτια, επιδερμίδα και βλεννογόνο.

Αν αυτά σας φαίνονται παιδαριώδη και χρήσιμα μόνο για άχρηστους, να σας πούμε ότι σύμφωνα με έρευνες στις ΗΠΑ, περίπου 2.000 άτομα το χρόνο τραυματίζονται δουλεύοντας για οποιοδήποτε λόγο με μπαταρίες αυτοκινήτου.

Ας περάσουμε, όμως, τώρα στην άλλη πλευρά της κατάστασης λειτουργίας μιας μπαταρίας, την -εσκεμμένη- εκφόρτιση. Αφότου περάσει σε κατάσταση εκφόρτισης η μπαταρία, το βολτάζ της πέφτει σε μια τιμή που από εκεί και μετά αλλάζει πολύ αργά αν συνεχίσουμε την εκφόρτιση, σε αντίθεση με έναν πυκνωτή, για παράδειγμα. Μόνο λίγο πριν από την πλήρη αποφόρτιση πέφτει απότομα το βολτάζ, τη στιγμή δηλαδή που “στεγνώνει” εντελώς κάποιο επιμέρους στοιχείο στο εσωτερικό της, είτε αυτό είναι από τη θετική είτε την αρνητική πλευρά ή τον ηλεκτρολύτη. Ας μιλήσουμε, όμως, και για την μη επιθυμητή μορφή εκφόρτισης, την αυτοεκφόρτιση της μπαταρίας, όταν π.χ. αφήσουμε το εργαλείο μόνο του, σκεπασμένο, χωρίς καθόλου ηλεκτρικά φορτία. Οι σύγχρονες μπαταρίες με μικρή συγκέντρωση αντιμονίου χάνουν περίπου το 0,1 με 0,2% της φόρτισής τους ανά ημέρα όταν είναι καινούριες. Καθώς η μπαταρία παλιώνει, το ποσοστό αυτό μπορεί να φτάσει ή να ξεπεράσει ακόμα και το 1% εξαιτίας της συγκέντρωσης αντιμονίου και προσμίξεων στις αρνητικές πλάκες, μέχρι το σημείο που πολύ απλά η μπαταρία πλέον παύει να λειτουργεί ως μπαταρία. Και οι ζεστές χώρες σε αυτό έχουμε... μειονέκτημα: για κάθε αύξηση της εξωτερικής θερμοκρασίας κατά 10 βαθμούς, ο ρυθμός εκφόρτισης διπλασιάζεται. Αν αφήσετε το ίδιο αυτοκίνητο ταυτόχρονα στο Νευροκόπι και στην Ιεράπετρα, πρώτα θα πάψει να παίρνει μπροστά το Κρητικάτσι και μετά το χιονισμένο.

Κρατήστε τη ζωντανή

192 know how 2Κάποτε, όπως πρέπει να μάθετε για ακαδημαϊκούς λόγους, στις μπαταρίες που χρειάζονταν μια κάποια συντήρηση και παρακολούθηση, η στάθμη της ποσότητας του ηλεκτρολύτη έπρεπε να ελέγχεται κατά τα τακτά χρονικά διαστήματα που ο επέβαλε ο κατασκευαστής. Όταν η στάθμη έπεφτε, έπρεπε να συμπληρωθεί μέχρι το ΜΑΧ ξανά με απιονισμένο νερό. Και αν τυχόν χυνόταν νερό εξωτερικά της μπαταρίας, κινδυνεύαμε να έχουμε περισσότερη αυτοεκφόρτιση μέσω του αγώγιμου υγρού μέσου. Και η ιστορία δεν τέλειωνε στη μέτρηση της στάθμης: η απλή μέτρηση του βολτάζ δεν ήταν σίγουρη ένδειξη της κατάστασης υγείας της μπαταρίας και για σιγουριά έπρεπε να μετριέται και η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη. Αν αυτή είναι κάτω από 1,20 γραμμάρια ανά ml, αυτό σημαίνει ότι έχει σίγουρα βολτάζ κάτω από 12,2 V και θέλει φόρτιση. Πιο συγκεκριμένα επί των τιμών:

Μετρούμενη τάση χωρίς φορτίο

Επίπεδο φόρτισης

Πυκνότητα ηλεκτρολύτη

12.66 V

100%

1.265 g/cm3

12.35 V

75%

1.225 g/cm3

12.10 V

50%

1.190 g/cm3

11.95 V

25%

1.155 g/cm3

11.70 V

0%

1.120 g/cm3

Φυσικά οι μερακλήδες, εκτός από τα υγρά, φρόντιζαν να βάζουν και ειδικό γράσο προστασίας από οξέα στους πόλους και τους ακροδέκτες των καλωδίων. Και τι γίνεται όταν έβγαιναν/βγαίνουν οι μπαταρίες “εκτός υπηρεσίας”, π.χ. για πολύμηνη αποθήκευση στο ράφι? Ιδανικά αυτές πρέπει να αποθηκεύονται σε κρύο και ξηρό μέρος, το βολτάζ τους ή/και η πυκνότητα του ηλεκτρολύτη κάθε 3-4 μήνες και να φορτίζεται εφόσον βρεθεί κάτω από το εμπειρικό όριο του 1,20g/ml - 12,2V που είπαμε πιο πάνω. Και όταν μιλάμε για φόρτιση, οι σύγχρονες VRLA αλλά και οι πολύ τελευταίες γενιές με υγρά που ήθελαν συντήρηση, ωστόσο πολύ μειωμένη, ιδανικά πρέπει να φορτίζονται με τη μέθοδο IU που αναφέραμε νωρίτερα με μέγιστο βολτάζ τα 14,4V: είναι η χρυσή τομή μεταξύ απαιτούμενης ώρας (ιδανικά 24 ώρες) και ελαχιστοποίησης του κινδύνου υπερφόρτισης. Αν ο φορτιστής μας είναι σταθερού ρεύματος ή καμπύλης W, τότε το αμπεράζ πρέπει μειωθεί το πολύ στο ένα δέκατο της ονομαστικής χωρητικότητας της μπαταρίας όταν πρωτοαρχίσει να διαφαίνεται εξαέρωση από την μπαταρία: π.χ. σε μια μπαταρία των 65Ah, η ένταση θα πρέπει να πέσει στα 6,5A και να κρατηθεί εκεί για περίπου μία ώρα, μετά το πέρας της οποίας οφείλουμε να σβήσουμε το φορτιστή. Στο ενδεχόμενο που η μπαταρία είναι τελείως, μα τελείως ξεφόρτιστη, ιδανικά η επαναφόρτισή της πρέπει να γίνει με πολύ χαμηλό ρεύμα (περίπου το 1/40 των ονομαστικών αμπερωρίων) και για σχεδόν δυο ολόκληρες μέρες. Ο χώρος φόρτισης σε κάθε περίπτωση, αν είναι κλειστός, θα πρέπει να έχει πολύ καλή εξαέρωση και βάσει των σχετικών κανόνων ασφαλείας, πρέπει να φοράμε προστατευτικά γυαλιά όσο συμβαίνουν όλα αυτά τα ωραία εντός και εκτός του κορμού της μπαταρίας.

Ζημιές: τι μπορεί να πάει στραβά

Πολλά και διάφορα μπορούν να πάνε στραβά, κάποια τα έχουμε αναφέρει ήδη, κάποια όχι. Ας τα δούμε συγκεντρωμένα:

-        Βραχυκυκλωμένο στοιχείο εξαιτίας είτε αστοχίας του μονωτικού διαχωριστή ανάμεσα στις θετικές και τις αρνητικές πλάκες είτε εξαιτίας συσσώρευσης διαβρωμένου υλικού των πλακών στο κάτω μέρους τους

-        Κομμένες-σπασμένες εσωτερικές συνδέσεις λόγω οξείδωσης

-        Σπασμένες πλάκες λόγω συνδυασμού κραδασμών και διάβρωσης

-        “Στέγνωμα” ηλεκτρολύτη

-        Ραγισμένο εξωτερικό κέλυφος

-        Σπασμένοι πόλοι

-        Εισχώρηση θείου μετά από παρατεταμένη παραμονή σε κατάσταση μηδενικής φόρτισης

-        Υπερφόρτιση

 

192 know how 3Ορισμένα από αυτά χρειάζονται περαιτέρω επεξήγηση ως προς το μηχανισμό τους, οπότε ας επικεντρωθούμε εκεί.

Σε διάβρωση υπόκεινται όλα τα εξωτερικά μεταλλικά μέρη της μπαταρίας (πόλοι, σπειρώματα, ακροδέκτες) λόγω χημικών αντιδράσεων. Όσον αφορά το θετικό πόλο η διάβρωση προκαλείται από ηλεκτρόλυση, που λαμβάνει χώρα επειδή τα μέταλλα των πόλων είναι κατά κάνονα διαφορετικά από αυτά των ακροδεκτών της καλωδίωσης από το όχημα.

Η διάβρωση των πόλων αυξάνει την ηλεκτρική αντίσταση και σε προχωρημένες καταστάσεις μπορεί ακόμα και να εμποδίσει την εκκίνηση του οχήματος: η γνωστή λευκή σκόνη που βλέπετε στους πόλους καθώς η μπαταρία παλιώνει, είναι θειικός μόλυβδος ή θειικός ψευδάργυρος (οι αλουμινένιοι ακροδέκτες δίνουν θειικό αλουμίνιο, ενώ οι χάλκινοι δίνουν τους χαρακτηριστικούς μπλε-άσπρους κρύσταλλους σαν επικαθίσεις) και απαγορεύεται αυστηρά να την εισπνεύσετε, αλλά και να την ακουμπήσετε με γυμνό δέρμα, αφού είναι τοξική. Αυτή σχηματίζεται όταν το πλαστικό κέλυφος της μπαταρίας και ο μολυβδένιος πόλος δεν έχουν άριστη στεγανοποίηση μεταξύ τους, με αποτέλεσμα να φτάνει θειικό οξύ από το εσωτερικό στους πόλους. Προσοχή θέλει και το ενδεχόμενο υπερβολικής συμπλήρωσης των υγρών του ηλεκτρολύτη/νερού πάνω από το ΜΑΧ, αφού αν αυτό συμβεί, η θερμική διαστολή κατά τη λειτουργία μπορεί να προκαλέσει υπερχείλιση των υγρών έξω από το πάνω κέλυφος, τα οποία στη συνέχεια να αντιδράσουν με τα εκεί μέταλλα επιταχύνοντας τη διάβρωση.

Αν υπερφορτίσουμε την μπαταρία, η αντίδραση αυτή επιταχύνεται ακόμα περισσότερο, αφού όξινες αναθυμιάσεις θειικού οξέος που βγαίνουν από τις οπές εξαερισμού “τρώνε” και αυτές τα μέταλλα πόλων και συνδέσεων. Γενικώς, ακόμα και μια βαριά διαβρωμένη σύνδεση πόλου-καλωδίου μπορεί να δώσει μια κάποια φόρτιση με πολύ μειωμένο σε ένταση ρεύμα. Το θαλασσινό νερό, η υγρασία του περιβάλλοντος, οι μικρορωγμές στο κέλυφος, το χώμα και η χαλαρωμένη έδραση των πόλων είναι επίσης παράγοντες δημιουργίας διάβρωσης. Εδώ έρχεται να κολλήσει το ειδικό (διηλεκτρικό) γράσο που αναφέραμε πιο πάνω και το οποίο προστατεύει τους πόλους από τη διάβρωση. Το θείο και οι προσμίξεις του κάνουν τη ζημιά όταν η μπαταρία δεν είναι πλήρως φορτισμένη και μάλιστα για μεγάλο χρονικό διάστημα, κατά τη διάρκεια του οποίου μεγάλοι, μη αγώγιμοι κρύσταλλοι από θειικό μόλυβδο, που είναι ούτως ή άλλως κομμάτι του κύκλου της μπαταρίας, όπως είδαμε στο Part III, σχηματίζονται στην επιφάνεια των πλακών και είναι τόσο μεγάλοι που εμποδίζουν την παροχή ρεύματος μέσω του ηλεκτρολύτη. Δουλειά των συσκευών που παίζουν το ρόλο των “συντηρητών” μπαταριών μέσω παροχής μικρού σταθερού ρεύματος για μεγάλο χρονικό διάστημα ακινησίας είναι ακριβώς αυτό: η αποφυγή δημιουργίας κρυστάλλων. Ο βασικός, ωστόσο, παράγοντας φθοράς είναι η αποβολή υλικού από το σώμα των πλακών, υλικό το οποίο μαζεύεται χαμηλά και τις βραχυκυκλώνει. Γενικώς, τα εσωτερικά βραχυκυκλώματα στις μπαταρίες κάνουν “μπαμ” όταν βλέπουμε μεγάλες διαφορές στις μετρήσεις πυκνότητας ηλεκτρολύτη μεταξύ των διαφορετικών στοιχείων. Από την άλλη, το πρόβλημα με τις μπαταρίες των τελευταίων δεκαετιών είναι ότι αν χαλάσει οποιοδήποτε επιμέρους εξάρτημα, απαιτείται κατά κανόνα αντικατάσταση ολόκληρης της μπαταρίας: παλιότερα όλα τα επιμέρους εξαρτήματα στο εσωτερικό της δίνονταν και ξεχωριστά για αντικατάσταση. Πλέον, αν η ζημιά είναι εσωτερική, την ξεχνάτε την μπαταρία. Πρακτικά δεν επισκευάζεται και παίρνει πόδι.

Σε περίπτωση, τώρα, που η μπαταρία μας χάνει συνεχώς φόρτιση, ενώ τίποτα από τα παραπάνω δεν συμβαίνει, τότε σίγουρα υπάρχει θέμα από την άλλη πλευρά του υπόλοιπου ηλεκτρικού κυκλώματος του αυτοκινήτου, π.χ. από βλάβη στο δυναμό, από χαλασμένα ρελέ που κρατάνε φορτίο σε καταναλωτές ρεύματος ακόμα και με τον κινητήρα εκτός λειτουργίας, από ρυθμιστή τάσης με κακό καλιμπράρισμα ή τελείως εκτός λειτουργίας.

Μπουμ σακαλάκα?!

192 know how 5Σίγουρα έχετε ακούσει, πολλοί από εσάς επιπλέον θα έχουν δει και οι πιο άτυχοι θα έχουν... ζήσει έκρηξη μπαταρίας αυτοκινήτου, οπότε ας δούμε τι παίζει με το συγκεκριμένο μπουμ.

Όπως αναφέραμε, οποιαδήποτε μπαταρία μολύβδου-οξέος υπερφορτιστεί (πάνω από 14,34V) θα παράγει αέριο υδρογόνο μέσω της ηλεκτρόλυσης του νερού της. Εξαρτάται, βέβαια, από το προφίλ της υπερφόρτισης: αν η υπερφόρτιση γίνεται με χαμηλό ρυθμό, τότε οι οπές εξαερισμού αρκούν για να απομακρύνουν αποτελεσματικά τα αέρια. Όμως, αν είτε η υπερφόρτιση είναι απότομη, είτε οι οπές είναι π.χ. βουλωμένες, είτε γενικώς υπάρχει οποιοδήποτε σοβαρό θέμα εσωτερικά στην μπαταρία, αυτό που συμβαίνει είναι η συγκέντρωση σοβαρής και εύφλεκτης ποσότητας αέριου υδρογόνου είτε μέσα στο στοιχείο είτε ανάμεσα στο στοιχείο και το εξωτερικό κέλυφος. Το οποιοδήποτε εσωτερικό ηλεκτρικό τόξο/σπινθήρας μπορεί σε αυτό το σημείο να μετατρέψει την μπαταρία σε... βόμβα υδρογόνου παρουσία οξυγόνου, καταστρέφοντας στην καλύτερη περίπτωση την ίδια την μπαταρία ολοσχερώς και στη χειρότερη προκαλώντας ζημιά σε γύρω συστήματα από τα εκτινασσόμενα υγρά αλλά και φράγματα του πάνω καπακιού ή/και του περιφερειακού κελύφους. Και ακόμα κι αν η ζημιά δεν είναι άμεση, θέλει προσοχή στα υγρά που σίγουρα έχουν βρει θόλους, ράμφη και γενικώς εσωτερικό αμάξωμα, και αν δεν δράσουμε άμεσα αντίο χρώμα. Όπως καταλαβαίνετε, αν υπάρχει άνθρωπος εκεί δίπλα, π.χ. με ανοικτό καπό, κινδυνεύει να τραυματιστεί. Ενδείξεις πριν το μπαμ υπάρχουν: εξαιτίας της υπερπίεσης από τα αέρια στο εσωτερικό και της ανεπάρκειας των οπών να τα αποβάλλουν από κάποιο σημείο και μετά, το κέλυφος τοπικά φουσκώνει αισθητά, ενώ αν ακουμπήσουμε την μπαταρία (κατά προτίμηση με πανοπλία καλού-κακού), θα είναι καυτή. Καυτή-φουσκωμένη μπαταρία σημαίνει κίνδυνος, οπότε μακριά, είτε φταίει η ίδια η μπαταρία είτε ένας χαλασμένος ρυθμιστής του δυναμό, για παράδειγμα, που της παρέχει υπερβολικό βολτάζ.

Μια άλλη δυνητική πηγή εκρηκτικών καταστάσεων είναι αν τυχόν οι πόλοι της μπαταρίας βραχυκυκλωθούν, δηλαδή ενωθούν μέσω φουλ αγώγιμου εξωτερικού παράγοντα: ένα εργαλείο, π.χ. κλειδί, που πέφτει ανάμεσα στους πόλους είναι μια πολύ πιθανή αιτία. Πολλοί περαιτέρω υποστηρίζουν πως ιδανικά η τελική σύνδεση γείωσης του αρνητικού καλωδίου όταν φορτίζουμε εξωτερικά με καλώδια ένα αυτοκίνητο που έχει μείνει πρέπει να γίνεται όχι μέσω του γειωμένου αρνητικού πόλου της μπαταρίας, αλλά κατευθείαν με το αμάξωμα (που είναι “ολόκληρο” μια γείωση), έτσι ώστε τυχόν σπίθες κατά την επαφή να βρίσκονται μακριά από την μπαταρία. Αλλά και πέρα από τις εσωτερικές ή εξωτερικές ηλεκτρικής προέλευσης σπίθες ως πηγή “καμπούμ”, μπορεί να έχουμε και φαινόμενα υπερθέρμανσης εξαιτίας των εσωτερικών αντιστάσεων της μπαταρίας, στη συνέχεια το απλό (άσχετο με ηλεκτρολύσεις κ.λπ.) βράσιμο του ηλεκτρολύτη και μπαμ από την υπερπίεση υδρατμών. Φυσικά, πέραν των “κλασικών” που συνίστανται από πλευράς εξοπλισμού ασφαλείας, όπως γυαλιά, γάντια και κατάλληλη ενδυμασία, λόγω των αναθυμιάσεων υδρογόνου τσιγάρα, σπίρτα κ.λπ. εννοείται πως δεν πλησιάζουν την μπαταρία (μου έρχονται τώρα προσωπικές εμπειρίες-σκηνές από μουτζουρόγατους με το τσιγάρο στο στόμα, σκυμμένους πάνω από το μηχανοστάσιο και συγχίζομαι).

Λιθίου ή Η(λιθίου)?!

192 know how 6Ακόμα και οι μοντέρνες και εντελώς κλειστές μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι “χτεσινά νέα” σε σχέση με τις μπαταρίες που αποτελούν εδώ και κάποιο καιρό το απόλυτο όνειρο κάθε γκαζοφίλ: τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Τα κέρδη είναι τρομακτικά σε βάρος τους, η φιλοσοφία διάδοσης της τεχνολογίας στην κατεύθυνση της αντικατάστασης των παραδοσιακών 12βολτων μπαταριών είναι σχετικά λογική (δεδομένου ότι η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται εκτεταμένα, σε τηλέφωνα, laptop κ.λπ.), οπότε η ερώτηση τώρα είναι πότε και το αυτοκίνητο θα παίρνει μπρος με μια... μεγαλύτερη μπαταρία κινητού -ή πολλές μπαταρίες laptop στη σειρά. Ήδη πολλά σπορ αυτοκίνητα εξοπλίζονται προαιρετικά από το εργοστάσιο με 12βολτη μπαταρία λιθίου στη θέση της κλασικής: η Porsche δίνει την επιλογή για τις 911 GT3 / GT3 RS / Boxster και σύμφωνα με τους Γερμανούς το κέρδος είναι 10 ολόκληρα κιλά (έξι κιλά έναντι 16 της κλασικής), αλλά και επτά εκατοστά ύψους (σε πλάτος και μήκος είναι ίδια). Η Porsche συγκεκριμένα, βέβαια, για τον φόβο των Ιουδαίων και με την τεχνολογία να είναι ακόμα νέα για τους τέσσερις τροχούς, παραδίδει την μπαταρία ιόντων λιθίου μαζί με το αυτοκίνητο αλλά ξεχωριστά, έτσι ώστε να μπορεί ο ιδιοκτήτης να τραμπάρει με την κλασική: ο λόγος είναι πως οι Γερμανοί λένε ότι η ελαφριά μπαταρία ιόντων λιθίου έχει θέμα σε θερμοκρασίες κάτω από τους 0 (ακούτε όσοι κάτοικοι Νευροκοπίου σκέφτεστε για GT3 RS?) αλλά και πάνω από τους 32 (Λάρισα-Ιεράπετρα ακούει?). Παρ' όλα αυτά η Porsche υποστηρίζει σθεναρά τις νέες αυτές μπαταρίες, λέγοντας πως σε σχέση με τις απλές σηκώνουν περισσότερες φορτίσεις-αποφορτίσεις κατά τη διάρκεια της (μεγαλύτερης) ζωής τους και ότι αυτοεκφορτίζονται και δυσκολότερα. Έχουμε μιλήσει για την τεχνολογία όταν την είδαμε ως κύρια μπαταρία στα Know How για τα υβριδικά αυτοκίνητα, αλλά ας δούμε και από την 12βολτη σκοπιά περί τίνος πρόκειται.

Αυτό που συμβαίνει κατά βάση ως αρχή λειτουργίας είναι ότι ιόντα λιθίου μεταφέρονται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο στο θετικό κατά την εκφόρτιση και πάλι πίσω κατά τη φόρτιση. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου, όπως αυτές που μας ενδιαφέρουν εδώ, έχουν αρνητικό ηλεκτρόδιο από άνθρακα (σε μορφή γραφίτη), θετικό από οξείδιο μετάλλου (οι “απλές” μπαταρίες λιθίου, χωρίς τα ιόντα έχουν ηλεκτρόδια από μασίφ λίθιο μέταλλο -ναι, το λίθιο είναι μέταλλο) και ηλεκτρολύτη αλάτων λιθίου μέσα σε οργανικό διαλύτη. Έχουν πολύ μεγάλη συγκέντρωση ενέργειας (εξού και το μειωμένο βάρος), σταθερή απόδοση μεταξύ φορτίσεων-εκφορτίσεων, δεν χάνουν πολλή ενέργεια όταν μένουν τελείως αχρησιμοποίητες (χάνουν μόνο το 1-2% το μήνα έτσι, ενώ οι κλασικές 12βολτες αυτοκινήτου το 4-5%), και αυτοί είναι και οι βασικοί λόγοι που κυριαρχήσαν σε όλες τις μοντέρνες ηλεκτρονικές συσκευές παντού γύρω μας. Εκτός από αυτοκίνητα και συσκευές και η αεροπορική βιομηχανία έχει αρχίσει να τις λατρεύει, ενώ ανεξαρτήτως εφαρμογής, το γεγονός ότι βγαίνουν σε στάνταρ 12βολτη μορφή και διαστάσεις, σημαίνει πως πρακτικά όπου υπήρχε κλασική 12βολτη, κουμπώνει κατευθείαν η αντίστοιχη ιόντων λιθίου χωρίς άλλες αλλαγές στο σύστημα. Υπάρχουν πολλοί τύποι μπαταριών ιόντων λιθίου: οι ηλεκτρονικές συσκευές π.χ. έχουν οξειδίου λιθίου-κοβαλτίου που προσφέρει μεγάλη ενεργειακή πυκνότητα αλλά έχει θέματα ασφαλείας αν ανοίξει, ενώ στα αυτοκίνητα μιλάμε κυρίως για οξειδίου λιθίου-νικελίου-μαγγανίου (NMC), οι οποίες έχουν μικρότερη απόδοση αλλά μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και δικλείδες ασφαλείας. Γενικά ως τύπος πάντως, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υπό συγκεκριμένες συνθήκες θεωρούνται πιο επικίνδυνες από άλλων επαναφορτιζόμενων τύπων, αφού περιέχουν εύφλεκτο ηλεκτρολύτη και επίσης βρίσκονται υπό πίεση (αυτό, για να μην παρεξηγηθούμε, επίσης σημαίνει πως περνάνε και αυστηρότερα τεστ σε σχέση με τις παραδοσιακές μπαταρίες). Το ατόφιο λίθιο είναι τρομακτικά ενεργό χημικά ως στοιχείο: αν έρθει σε επαφή με νερό γίνεται μεγάλο πάρτι, δημιουργώντας υδροξείδιο του λιθίου και αέριο υδρογόνο (ναι, η πηγή του μπουμ που είδαμε και στις κλασικές μπαταρίες): για αυτό το λόγο ο ηλεκτρολύτης στις μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πάντα άνυδρος και επίσης η όλη κατασκευή είναι ερμητικά έγκλειστη σε κέλυφος που εμποδίζει πάση θυσία τυχόν ρωγμές στο στοιχείο τους και αποτρέπει κάθε υγρασία να προχωρήσει και να δώσει ανάφλεξη και φωτιά, η οποία διαφορετικά θα ήταν σιγουράκι. Με άλλα λόγια, αν θεωρητικά μια τέτοια μπαταρία από πλευράς χημείας και φύσης της κατασκευής έσκαγε, θα έσκαγε καλά, αλλά ακριβώς για να μη γίνει αυτό οι κατασκευαστές ενσωματώνουν σε κάθε στοιχείο ένα κάρο δικλείδες, όπως διακοπή τροφοδοσίας σε περίπτωση υπερθέρμανσης και εκτόνωσης σε περίπτωση υπερπίεσης. Αυτές οι δικλείδες είναι “one way“, δηλαδή εφόσον ενεργοποιηθούν και αποκόψουν το στοιχείο ιόντων λιθίου, στη συνέχεια αυτό αχρηστεύεται μόνιμα και θέλει αντικατάσταση (τώρα ξέρετε γιατί μπορεί μια ωραία πρωία το laptop σας να μην κρατάει ούτε δέκα λεπτά εκτός πρίζας). Όσον αφορά τα αυτοκίνητα, τουλάχιστον ακόμα, όσο καλές και ελαφριές και να είναι, ακόμα είναι πανάκριβες: η Porsche τις δίνει 2.000-2.500 χιλιάρικα ως ανταλλακτικό πρώτης τοποθέτησης (ΟΕΜ), ενώ σε επίπεδο aftermarket, όπου μπορείτε να τις προμηθευτείτε για πληθώρα εφαρμογών, αμπερωρίων κ.λπ., υπολογίστε κάνα χιλιάρικο ευρώ χονδρικά για μια τυπική των 60Ah. Είναι πειρασμός οι άτιμες, να μπορείς να αφαιρέσεις 10+ κιλά “έρματος” από το αμάξωμα ακριβώς πάνω από το θόλο, αλλά ρεαλιστικά για να εδραιωθούν οικονομοτεχνικά στα καθημερινά αυτοκίνητα είναι ακόμα κάποια χρονάκια μακριά... Καλά μπάνια και καλά να περνάτε στο καλύτερο οικόπεδο του πλανήτη, παίδες.

 

Αρθρογράφος

 

Ξεκίνησε η παραγωγή του νέου Insignia

Ξεκίνησε η παραγωγή του νέου Insignia

Η παραγωγή της  νέας ναυαρχίδας της Opel ξεκίνησε και επίσημα στο εργοστάσιο της Opel στο Rüsselsheim.