ZALECENIA ODNOŚNIE UŻYTKOWANIA I KONSERWACJI AKUMULATORÓW
1. Typy akumulatorów 1.1 Akumulatory trakcyjne akumulatory rozruchowe Akumulatory trakcyjne wyglądają tak samo jak akumulatory rozruchowe, które są używane na przykład w samochodach. Jednakże akumulatory trakcyjne nie są akumulatorami rozruchowymi. Znacząco różnią się od nich pod względem budowy technicznej i zostały skonstruowane specjalnie do użycia w pojazdach elektrycznych. Podczas gdy akumulatory rozruchowe oddają i pobierają wysoki prąd w bardzo krótkim okresie czasu (w sekundach), akumulatory trakcyjne podlegają procesowi ciągłego rozładowywania i ładowania. Możliwość użycia w ruchu cyklicznym wymaga specjalnej konstrukcji akumulatora trakcyjnego. Różnicę pomiędzy akumulatorem trakcyjnym i rozruchowym można rozpoznać od zewnątrz tylko po tym, że nie podano na nich wartości prądu testującego (tzw. prądu zwarcia). Wyróżnia się dwa typy akumulatorów trakcyjnych, które z reguły są używane w wózkach elektrycznych. Akumulatory z kwasem płynnym (gdzie elektrolit jest płynny) oraz akumulatory żelowe (elektrolit jest stały). Poniżej opisano różniące je cechy. Aby dobrze wybrać typ akumulatora należy odpowiedzieć na pytanie o przyszłe zastosowanie wózka elektrycznego. Wszystkie podane w tym rozdziale liczby służą jako przykład. Mogą się one różnić od danych podanych przez producenta na akumulatorze. 1.2. Dane dotyczące pojemności Użyteczna pojemność akumulatora zależy od prądu rozładowania. Ogólnie obowiązuje zasada, że czym wyższy jest prąd rozładowania, tym niższa jest pojemność akumulatora. Podana pojemność C20 określa jaka ilość energii może być pobrana z akumulatora w podanych warunkach, kiedy będzie on rozładowany w czasie dwudziestu godzin. Podana pojemność C5 określa jaka ilość energii może być pobrana z akumulatora zgodnie z obowiązującymi normami w czasie pięciu godzin. Na jednym akumulatorze mogą być podane obydwa wskaźniki: 12 V-80 Ah (C20) oraz 12V-62Ah (C5). Na akumulatorach nie wymagających konserwacji często podana jest pojemność C20 bez bliższych informacji dotyczących czasu rozładowania. Natomiast na akumulatorach z kwasem płynnym podaje się realistyczne wartości pięciogodzinnego rozładowania podczas użycia w wózkach inwalidzkich. 1.3 Standardowy akumulator kwasowo-ołowiowy dostosowany do cyklicznego obciążenia Akumulatory trakcyjne lub rozruchowe są wypełnione płynnym elektrolitem, czyli rozcieńczonym kwasem siarkowym. Akumulatory z kwasem płynnym wymagają regularnej konserwacji. Dzięki wzmocnionym płytom siatkowym, wysokogatunkowym izolacjom (separatorom) oraz specjalnemu stopowi ołowiu i wapna są dostosowane do cyklicznego użycia. Ich znormalizowana żywotność wynosi ok. 150-300 cykli. Za jeden cykl przyjmuje się rozładowanie na poziomie 75% podanej pojemności i następne naładowanie do pełna. W wypadku wszystkich akumulatorów trakcyjnych nie ma znaczenia, czy pojemność zostanie uzupełniona jednorazowo czy w pewnych odstępach czasu. A zatem także trzy rozładowania po 25% stanowią jeden 75-procentowy cykl. Efektowna żywotność akumulatora zależy od stopnia i częstotliwości rozładowywania. Akumulatory z kwasem płynnym mają otwory w pokrywie, którymi mogą być odprowadzane powstające przy ładowaniu gazy. Dlatego pojazdy i wózki elektryczne z takimi akumulatorami powinny być ładowane w pomieszczeniu z dobrą cyrkulacją powietrza. Do akumulatorów kwasowoołowiowych muszą być stosowane specjalne ładowarki, gdyż mają one inne krzywe ładowania niż akumulatory żelowe. 2
MEYRA/ORTOPEDIA świadczenia gwarancyjne Prosimy o używanie tylko oryginalnych akumulatorów zastępczych MEYRA/ORTOPEDIA albo akumulatorów dopuszczonych przez MEYRA/ORTOPEDIA MEYRA/ORTOPEDIA oznacza akumulatory naklejką z kodem kreskowym zawierającym wskaźniki dotyczące wózka Zawsze należy używać ładowarki odpowiedniej do danego akumulatora, w razie wątpliwości prosimy pytać handlowców bądź w firmie MEYRA/ORTOPEDIA Najważniejsze cechy akumulatorów kwasowo-ołowiowych: Funkcjonalność: + możliwość większego stałego poboru prądu - wymóg konserwacji: regularne kontrole wody co 4 tygodnie coroczna kontrola gęstości elektrolitu Żywotność + średnia żywotność, ok. 150-300 cykli - uszkodzenia przy zbyt głębokim rozładowaniu Bezpieczeństwo - brak zabezpieczenia przed wyciekaniem - niewywrotne do ok. 45 Ekonomiczność + średnia żywotność + korzystna relacja ceny w stosunku do uzyskiwanej jakości Obszary użytkowania użytkowanie standardowe przy możliwości regularnej konserwacji Konserwacja - wymóg regularnej konserwacji 1.4 Żelowe akumulatory kwasowo-ołowiowe Te akumulatory mają stały lub związany elektrolit. Obudowa akumulatora jest zamknięta i nie wymaga on konserwacji. Najważniejsze cechy odróżniające je od akumulatorów kwasowych to: elektrolit jest związany żelem bądź mikrowłóknami. specjalny stop ołowiu i wapna (PbCa) i powiększona ujemna elektroda sprawiają, że podczas ładowania nie wytwarza się gaz wodorowy zawór ciśnieniowy są one zaplombowane, zabezpieczone przed wyciekaniem i nie wymagają specjalnego miejsca przechowywania Dla uniknięcia wytwarzania się gazów podczas ładowania akumulatora, ładowarki muszą spełniać specjalne wymagania. Akumulatory żelowe mogą być ładowane przy użyciu odpowiednich ładowarek także w zamkniętych pomieszczeniach. Jednakże nie można do tego używać ładowarek przystosowanych tylko do akumulatorów z kwasem płynnym, gdyż stwarza to zagrożenie wybuchem. Istotnymi zaletami tego rodzaju akumulatorów są: brak konieczności konserwacji, wysoka liczba uzyskiwanych cykli, lepsza odporność na uszkodzenia przez głębokie rozładowanie oraz niska skłonność do samorozładowania. Ponieważ nie istnieje zagrożenie wylania się kwasu, akumulatory te mogą pracować w przechylonej pozycji. A zatem wózki mogą być transportowane drogą lotniczą także z zamontowanymi akumulatorami. Wskazówka Przed rozpoczęciem podróży lotniczej należy sprawdzić, czy nie jest wymagane przedstawienie zaświadczenia o braku zastrzeżeń do tego rodzaju podróży. Takie zaświadczenie można uzyskać u producenta akumulatora. Najważniejsze cechy akumulatorów żelowych: Funkcjonalność + głębokie rozładowanie nie prowadzi do natychmiastowego uszkodzenia + możliwość ładowania w zamkniętych pomieszczeniach (bez konieczności zapewnienia dobrej wentylacji) + niewielkie samorozładowanie (podczas składowania) + nie występują usterki wynikające z konieczności konserwacji - niewielka pojemność akumulatora Żywotność + dłuższa żywotność, ok. 400-600 cykli Bezpieczeństwo + dowolność wyboru miejsca przechowywania + zabezpieczenie przed wyciekaniem 3
Ekonomiczność + wysoka żywotność + dobry stosunek ceny i osiąganych parametrów, ponieważ nie powstają koszty konserwacji - wysoka cena akumulatora Obszar użytkowania + przystosowany do transportu lotniczego + możliwość ładowania w mieszkaniu Konserwacja + nie istnieje konieczność konserwacji podczas całego okresu użytkowania. Stawiane są jednak wyższe wymagania dotyczące techniki ładowania 1.5 Jaki typ akumulatora wybrać? Akumulatory z kwasem płynnym stanowią najbardziej korzystny wybór do pojazdów, które będą użytkowane średnio intensywnie, którym można zapewnić regularną konserwację i wobec których nie istnieją szczególne wymagania dotyczące ochrony przed wylaniem. Akumulatory żelowe są preferowane przez użytkowników, którzy nie chcą być związani koniecznością konserwacji i nie zawsze mogą zagwarantować wypełnienia zaleceń odnośnie sposobu ładowania i rozładowywania. Są także niezastąpione jeśli wózek ma być transportowany drogą lotniczą lub jego użytkownicy muszą ładować akumulator w mieszkaniu. Niektóre pytania, które należy postawić przy wyborze akumulatora jakim przepisom podlegają poszczególne typy akumulatorów? (podróże lotnicze, użycie domowe) jaki rodzaj użytkowania jest najbardziej prawdopodobny? (w pracy, w domu, w pomieszczeniach lub na zewnątrz) jakie rodzaje podróży planuje się odbywać danym pojazdem? (długie jazdy, górzysty teren itd.) czy mogą wystąpić problemy z konserwacją? (szkoła, dom, brak odpowiedniej obsługi) gdzie będzie przechowywany wózek? (w pomieszczeniu mieszkalnym, w piwnicy, w pomieszczeniu wietrzonym, nie wietrzonym) szczególne utrudnienia (wysoka waga użytkownika, elektryczne wyposażenie dodatkowe, zewnętrzne wyposażenie korzystające z zasilania z akumulatora itd.) 1.6. Wielkość wpływu ładowania akumulatorów na zasięg wózków elektrycznych Doświadczeni użytkownicy wózków elektrycznych znają zasięg swoich pojazdów bardzo dobrze. Obserwowali podczas wielu jazd przejechane kilometry i wskaźnik pojemności akumulatora. Znając przebytą w ciągu dnia ilość kilometrów, mogą wyliczyć długość możliwego jeszcze do przejechania odcinka. Nowy akumulator jest w pełni naładowany dopiero po kilku cyklach ładowania, dlatego podczas pierwszych 10 cykli należy uważać na to, by planowane trasy przejazdu były odpowiednio krótsze od podanych przez producenta zasięgów. Czynniki, które wpływają na zasięg: Duży wpływ mają: - rodzaj jazdy - nachylenie trasy przejazdu - stan akumulatora - temperatura otoczenia (strata ok. 1% pojemności na 1 C) - wiek akumulatora - ciśnienie w kołach - jakość ewentualnie użytego ogumienia koła napędowego Średni wpływ mają : - ruchy sterowania - waga użytkownika - prędkość jazdy Niski wpływ mają: - geometria podwozia - elektryczne składniki dodatkowe, które nie są ciągle włączone - masa własna wózka - pokonywanie przeszkód - stan jezdni - profil opon Wskazówka Z fabrycznie zamontowanych akumulatorów użytkownik może określić na podstawie własnej średniej wartości przejechanych kilometrów (aż do wskazania niska pojemność akumulatora ) oraz ilości kilometrów przejechanych w ciągu dnia, długość odcinka, jaki może jeszcze zostać przebyty. 4
1.7. Kontrola stanu ładowania Stan ładowania akumulatora z kwasem płynnym może być określony za pomocą tak zwanego testera kwasów. Gęstość elektrolitu określa w przybliżeniu stopień naładowania akumulatora. Pełny = 1,28 kg/l gęstości kwasu Półpełny = 1,20kg/l gęstości kwasu Pusty = 1,10 kg/l gęstości kwasu Alternatywnie w przypadku akumulatorów z kwasem płynnym i żelowych, może być mierzone napięcie spoczynkowe. Należy zwracać uwagę na to, żeby akumulator nie był bezpośrednio przed tym rozładowywany bądź ładowany (zaleca się odczekanie kilku godzin). Napięcie nieobciążonego akumulatora jest również miarą stanu ładowania, przy czym nie można w ten sposób uzyskać jednoznacznej informacji o stopniu jego eksploatacji. Wskaźniki napięcia spoczynkowego dla akumulatorów 12 V: 12.7V odpowiada 100% naładowaniu 12,5V odpowiada 75% naładowaniu 12,3V odpowiada 50% naładowaniu 12,1V odpowiada 25% naładowaniu Wskazówki dotyczące konserwacji: przed wkładaniem bądź wyjmowaniem akumulatora należy wyjąć bezpieczniki, tak aby wykluczyć powstanie iskier. przy ładowaniu akumulatorów z kwasem płynnym mogą powstawać wybuchowe gazy, dlatego należy unikać manipulowania przy akumulatorze bezpośrednio po zakończeniu ładowania. na zużycie wody przez akumulatory kwasowe mają wpływ warunki eksploatacji i używana ładowarka. Dlatego poziom kwasu, który nie powinien opadać poniżej górnego kantu separatora, musi być regularnie sprawdzany we własnym zakresie lub przez autoryzowany warsztat. Jeśli jest taka konieczność należy uzupełnić poziom brakującej wody (musi być ona odsolona lub destylowana). akumulator należy odpowiednio zamontować. Nie należy zakrywać otworów, przez które wydobywa się gaz albo dopuszczać do ekstremalnych zabrudzeń 1.8. Wskazówki ekonomicznego użycia: nigdy nie należy rozładowywać akumulatora do końca zbyt częste rozładowanie aż do poziomu krańcowego skraca żywotność akumulatora aby wydłużyć okres żywotności akumulatora, należy po rozładowaniu jak najszybciej go naładować użycie tylko niewielkiego zakresu pojemności przy niektórych jazdach (na przykład podłączenie ładowarki po przejechaniu tylko jednego kilometra), szybko zmniejsza pojemność nominalną sporadycznie należy dopuszczać do prawie całkowitego rozładowania podczas jazdy (aż do zapalenia się żółtej lampki ostrzegawczej). dopuszczalna użytkowa pojemność wynosi ok. 60% wartości C5 przy temperaturze zero stopni na zewnątrz akumulator ma tylko 2/3 swojej pojemności. Czas ładowania może się znacząco wydłużać nie dochodząc do poziomu pełnego naładowania. Dlatego zimą należy uwzględnić tylko połowę pojemności nowy akumulator jest w pełni naładowany dopiero po kilku cyklach ładowania, dlatego podczas pierwszych dziesięciu cykli należy uważać na to, by planowane trasy przejazdu były odpowiednio krótsze od podanych przez producenta zasięgów przed przechowywaniem (na przykład w czasie zimowej przerwy) należy naładować akumulator do pełna. Potem należy uważać na to aby pojazd był wyłączony a kluczyk wyjęty. Przy wózkach, w których bezpiecznik jest łatwo dostępny, powinien być on na czas przechowywania wyjęty. akumulatory powinny być doładowywane raz w roku przez 16 godzin także w czasie niepełnego użycia oraz przerw należy unikać zabrudzeń lub utlenień na wtyczkach i stykach, aby akumulatory mogły być w pełni naładowane bieguny i powierzchnie akumulatora należy utrzymywać w czystości, klemy mocno zacisnąć i lekko natłuścić (wazeliną) 5
2. Akumulatory do systemu wspomagającego SERVOMATIC Do akumulatorów używanych w systemie wspomagającym należą tak zwane akumulatory niklowo-wodorkowe, w skrócie NiMH. Składają się z dodatniej elektrody z wodorotlenku, z negatywnej elektrody ze specjalnego stopu metali oraz z zasadowego elektrolitu. Ilość energii na objętość jest w tego rodzaju akumulatorach znacząco wyższa niż w powyżej opisanych akumulatorach kwasowo-ołowiowych. W akumulatorach niklowo-wodorkowych może występować efekt leniwego akumulatora porównywalny z klasycznym efektem pamięci. Przy niecałkowitym rozładowaniu akumulatora pojemność tego ogniwa jest coraz niższa. W wypadku akumulatorów niklowo-wodorkowych można ten efekt ograniczyć, a wtedy pojemność akumulatora spada tylko nieznacznie. W ramach kuracji odmładzającej powinno się akumulator od czasu do czasu całkowicie rozładowywać i ponownie naładowywać, najlepiej dwa, trzy razy po sobie. MEYRA/ORTOPEDIA dostarcza ładowarkę posiadającą funkcję rozładowywania. Funkcjonalność + wysoka pojemność przy niewielkich gabarytach + poza procesem odświeżania nie jest wymagana konserwacja + możliwość transportu drogą lotniczą + zdolność do szybkiego ładowania + przy procesie odświeżania nie występuje efekt pamięciowy Żywotność + średni okres użytkowania, ok. 300-500 cykli Bezpieczeństwo + zabezpieczenie przed wyciekaniem + podczas ładowania nie powstają gazy Obszar użytkowania + możliwość wysokiego poboru prądu Konserwacja Wymagane jest dokonywanie przez klienta regularnego procesu odświeżania + autodiagnoza Kontrola stanu ładowania dla klienta + zintegrowany wskaźnik akumulatora bardzo dokładnie pokazuje pozostałą pojemność Kontrola stanu dla fachowców Przez specjalną kontrolę stanu można uzyskać informację o liczbie cykli ładowania, stanie akumulatora oraz o pozostałej pojemności. Taka kontrola dostarcza także informacji o tym, czy akumulator może pozostać w pojeździe czy też musi zostać wymieniony. Przed przechowywaniem akumulatory niklowo-wodorkowe powinny zostać naładowane, gdyż w przeciwnym razie tracą swoją nominalną pojemność.! Szczególnie istotne jest, aby używać ładowarek dostosowanych do typu akumulatora. Niewłaściwe urządzenia (np. prostowniki samochodowe) mogą doprowadzić do zniszczenia akumulatora. Należy używać ładowarek, które zostały zalecone przez MEYRA/ORTOPEDIA do danego typu wózka Ładowarki do wózków elektrycznych Moc ładowarki musi odpowiadać wielkości akumulatora. Zbyt wysoki prąd ładowania może uszkodzić akumulator. Z drugiej strony często nie jest możliwe pełne naładowanie akumulatora, jeśli używa się zbyt słabej ładowarki. Wtedy zasięg wózka staje się mniejszy i nie można uniknąć coraz głębszych rozładowań. Używanie ładowarek o zbyt niskim prądzie ładowania powoduje konieczność szybszej wymiany akumulatora. Podawana na akumulatorze pojemność powinna być porównywalna z danymi na ładowarce, na przykład dopuszczalna jest kombinacja akumulator 60Ah(C5), ładowarka minimum 60Ah(C5). Jak wspomniano przy opisie akumulatorów żelowych, wymagają one specjalnych krzywych ładowania. Przy niewłaściwym procesie ładowania także te akumulatory mogą umrzeć z głodu. Natomiast ładowanie ich pod zbyt wysokim prądem grozi eksplozją. Oznaczenia na ładowarkach są częściowo mylące, dlatego należy podkreślić, że istnieją specjalne ładowarki do akumulatorów z kwasem płynnym i specjalne do akumulatorów żelowych. MEYRA/ORTOPEDIA udostępnia uniwersalne ładowarki do obu typów akumulatorów. 6
Ładowarki MEYRA/ORTOPEDIA z opatentowanymi krzywymi ładowania Ładowarka MEYRA/ORTOPEDIA typu E230 G24/x B40 FP posiada opatentowaną krzywą ładowania do akumulatorów z kwasem płynnym i żelowych. Posiada ona następujące zalety: krótki czas ładowania optymalne ładowanie także dla starszych akumulatorów automatyczne dostosowanie krzywej ładowania do stanu akumulatora niski wzrost temperatury akumulatora, a przez to dłuższy czas użytkowania wyrównana wydajność ładowania automatyczne przełączenie na podtrzymujący prąd ładowania samodzielne dopasowanie krzywej ładowania do typu akumulatora umożliwia uniwersalne użycie ładowarki Ładowarki MEYRA/ORTOPEDIA są tak ustawione, że mogą być przez dłuższy czas podłączone do wózka (automatycznie kończą proces ładowania). WSKAZÓWKA optymalne efekty ładowania są osiągane przy temperaturze akumulatora wynoszącej ok. 20 C. akumulatory, a w szczególności akumulatory z kwasem płynnym powinny być zawsze ładowane w dobrze wywietrzonym pomieszczeniu. Zasada ta jest szczególnie istotna, gdy w jednym pomieszczeniu jest ładowanych więcej wózków. W takich wypadkach obowiązują specjalne przepisy. należy używać tylko odpowiednich ładowarek aby unikać problemów podczas ładowania, należy sprawdzać czy na wtyczce przy wózku nie ma korozji, uszkodzeń oraz czy się ona nie nagrzewa jeżeli są używane jednocześnie wózki z akumulatorami z kwasem płynnym i jak i z akumulatorami żelowymi, aby uniknąć pomyłek powinno się korzystać tylko z uniwersalnych ładowarek 4.Koszty energii Przybliżone oszacowanie kosztów energii wózka elektrycznego jest możliwe przy użyciu następującej formuły: WSKAZÓWKA Do obliczeń potrzebne są następujące dane: Ilość cykli liczba pełnych cykli ładowania w roku Objętość objętość akumulatora w Ah (C5) Napięcie akumulatora napięcie obu akumulatorów, najczęściej 24V Koszt pracy koszt kilowatogodziny (przyjęto 0,35zł/kWh) 1,2 wskaźnik, który uwzględnia stopień ładowania i sprawność Koszty kilowatogodziny (koszt pracy) mogą być udostępnione przez regionalnych dostawców energii lub sprawdzone na rachunku za prąd. Formuła obliczenia kosztów rocznego używania: Ilość cykli x objętość x napięcie akumulatora x koszt pracy x Faktor/1000 250 x 60 Ah x 24V x 0,35 zł x 1,2/1000 = 151,20zł 7