header

Menu

Menu / Site-Map

Nieuw op de site

Pas op Facebook!


Windows vs Linux?


Onze uitjes



Zoeken



Contact

Acculader, hoe werkt dat eigenlijk?

Jaren geleden had je in de schuur nog een oude accu-lader liggen, zo'n zwart kastje met twee klemmen er op en die sloot je aan jouw accu aan als die leeg was. Eén nacht wachten en de volgende dag startte jouw auto weer. Die tijd ligt al lang achter ons, hoewel aan de techniek van de accu's niet zo heel veel is veranderd. Vroeger had je 6V, 12V en 24V lood-accu's en dan was de keuze wel op. Nu kennen we Start-accu's, Semi-tractie accu's, deep-cycle accu's, AGM-accu's, Gel-accu's, Lion accu's en tot slot LiFePO4 accu's. En voor allemaal zijn bijzondere acculaders te verkrijgen. Om jou een beetje te geleiden in dit woud van apparaten is deze pagina gemaakt.

De eenvoudige acculaders van vroeger deden niets anders dan onze 230 V wisselspanning omzetten naar een 12 V min of meer gelijkspanning (echt afvlakken deden ze niet waardoor de "gelijkspanning" nog wel fluctuaties vertoonde), ze plaatsten er een zekering en een ampere-meter bij en hopla, klaar was kees. De accu-lader kon zijn werk doen. En dat deed ie ook wel!

Sulfatering

Na verloop van tijd ontdekte men dat accu's het hoe langer hoe slechter gingen doen, naarmate ze vaker leeg waren geworden en weer waren opgeladen. In een lood-accu (en dat zijn alle niet Lithium-accu's) zitten platen uit zuiver lood (Pb) en uit lood(IV)oxide (PbO2) met daaromheen een vloeistof bestaand uit verdund zwavelzuur (37%). Tijdens de ontlading vormt zich een laag loodsulfaat op beide platen. Tijdens het opladen wordt het loodsulfaat weer omgezet in lood en lood(IV)oxide. In principe kan dit proces van laden/ontladen eindeloos herhalen want er gaat geen materie verloren en telkenmale wordt bij het ontladen lood in loodsulfaat (PbSO4) omgezet en bij het opladen van de accu het loodsulfaat weer in lood. Wat gebeurt er dan dat accu's op den duur slechter werken? Het loodsulfaat op de platen verandert langzaam in kristallen als de accu diep wordt ontladen. En juist deze kristallen loodsulfaat zijn heel moeilijk tot in het geheel niet meer om te zetten in lood. Jouw platen zijn gesulfateerd (zie foto)! Je zou het kunnen vergelijken met suiker en kandij (suikerkristallen in extreme vorm). De suiker lost in jouw thee heel makkelijk op, maar om kandij in jouw thee op te laten lossen moet je heel hard roeren.

Doordat nu delen van de platen van loodsulfaatkristallen zijn voorzien die niet meer meedoen aan het proces zal de capaciteit van de accu teruglopen. Dit kun je voorkomen door de accu bij voortduring  in opgeladen toestand te houden. In de moderne acculaders zit daarom een laadprogramma dat herkent dat de accu vrijwel leeg is. In dat geval dreigt er sulfatering en word er bij het laden eerst een zogenaamd anti sulfateringsprogramma gestart dat een tijd lang sterke laadpulsen afgeeft, in de hoop dat de sulfaatkristallen met dit geweld van de platen worden verwijderd. Om met maar in de thee-termen van hierboven te zeggen: er wordt nu stevig geroerd.

Aan het eind van het laadproces, wanneer de accu vol is, gaat een goede acculader over in zogenaamd druppel-laden: pulserend wordt een klein stroompje door de accu geleid. Als de acculader gewoon door zou gaan met een sterke stroom door de accu te jagen dan treedt electrolyse op, waarbij het water in de accu wordt ontleed in waterstof (H2) en zuurstof (O2), dat een zeer explosief mengsel van zogenaamd knalgas oplevert. Jouw accu zal er dan binnen de kortste keren zo uitzien als op de foto. Vroeger werd dat voorkomen want je kon de vuldoppen open draaien waardoor het gas kon ontsnappen. Bij de nieuwe onderhoudsvrije accu's kan dat niet en dan is het gevaar dat je knalgas ontwikkeld groot als je een oude acculader gebruikt.

Laadkarakteristiek

We hebben nu al gezien dat de accu-lader dire fasen kent: een anti-sulfateringsfase, een normale laadfase en een druppel-laadfase. Onze lader kent dus al drie stadia. Tegenwoordig heeft iedere fabrikant zijn eigen laadkarakteristiek en meestal ook nog met een eigen naam. Maar heel vaak noemen we die drie fasen Bulkfase, Absorptie fase of Float fase. Meestal is het de fabrikant erom te doen dat de accu weer zo snel mogelijk vol zit zonder dat er een probleem met de accu ontstaat. De stroom waarmee de accu geladen word mag immers niet te groot zijn. Vaak word er voor start-accu's maximaal  20% van de capaciteit aangehouden. Een 80ah startaccu mag dus met een maximale stroom van 16A geladen worden. Bij accu’s voor cyclisch gebruik zoals onze semi-tractie-accu's in de camper geldt de 10% regel en dan mag zo'n 80Ah accu met maximaal 8A geladen worden.

Behalve een juiste laadstroom moet de acculader ook in karakteristiek aansluiten bij de gebruikte accu. Er bestaan verschillende laadkarakteristieken welke bestaan uit een combinatie van de volgende eigenschappen:

    I = constante stroom
    U = constante laadspanning
    W = teruglopende laadstroom
    o = automatische omschakeling van laadprocessen
    a = automatische uitschakeling
    e = automatische inschakeling

Laadkarakteristiek semi-tractie of deep-cycle-accu

Voor een huishoudaccu is een lader met een IUoUoe karakteristiek aan te bevelen. Een microprocessor regelt het laadproces, hetgeen uit drie trappen bestaat. In de eerste trap wordt met maximale stroom (bijvoorbeeld 10 Amp.) geladen tot het moment dat een spanning van 14,7V* wordt bereikt, dit laadproces noemen we de hoofdlading. In de tweede trap wordt de behaalde spanning van 14,7V* gedurende enkele uren constant gehouden (het naladen). In deze fase loopt de laadstroom geleidelijk aan terug. Vervolgens treedt de derde trap in werking. Hierbij wordt een onderhoudsspanning van 13,5V* ingesteld (het zogenaamde druppelladen). Dit trapsgewijze laadproces kan de accu voor 100% laden, terwijl wordt voorkomen dat de accu gaat koken en er gevaarlijk knalgas kan ontstaan.

In het onderstaande schema is te zien hoe het IUoUoe laadproces verloopt. De blauwe lijn geeft de laadspanning (U) aan, de rode lijn de laadstroom (I).

Aan deze zogenaamde traditionele 3 traps laadkarakteristiek zitten ook nadelen:

  • Tijdens de bulk fase wordt de stroom op een constant en dikwijls hoog niveau gehouden, zelfs nadat de gasspanning (14,34V voor een 12V accu) is overschreden. Dit kan leiden tot een te hoge gasdruk in de accu. Een deel van het gas zal ontsnappen via de veiligheidsventielen. Dit verlaagt de levensduur van de accu.
  • Daarna wordt de ‘absorbtion’ spanning toegepast. Dit gebeurt gedurende een vast tijdsbestek, onafhankelijk van hoe diep de laatste ontlading is geweest. Een volledige ‘absorbtion’ periode, na een ondiepe ontlading, zal de accu overbelasten. Ook dit verlaagt de levensduur van de accu (bijvoorbeeld door versnelde corrosie van de positieve platen).
  • Uit onderzoek is gebleken dat de levensduur van een accu verhoogd kan worden door de ’float’ spanning te verlagen  op momenten dat de accu niet gebruikt wordt.

Laadkarakteristiek AGM-accu en GEL-accu

Om aan de bezwaren van de traditionele drietaps laders te ontkomen zijn de nieuwste laders voor de specifieke AGM- en GEL-accu's voorzien van een een verbeterde laadkarakteristiek: een 4 traps (en soms wel tot een 7-traps) karakteristiek:


Het verschil tussen een AGM-accu en een GEL-accu ligt in de absorptiefase en de daarvoor benodigde laadspanning:
* een AGM-accu heeft in de absorptiefase een spanning nodig van 14,7 V gedurende 3,5 tot 4 uur, en
* een GEL-accu heeft in die fase een spanning nodig van 14,4 V gedurende 8 uur.

Als je dus zou willen overschakelen van het ene type accu (semi-tractie) naar een speciale accu (AGM of GEL), moet je er dus rekening mee houden dat je wellicht ook de acculader zult moeten vervangen.

Twee van de bekendste merken als regelaar voor jouw 12V circuit (Calira en Schaudt uit Duitsland) maken zogenaamde Elektrobloks met een ingebouwd laadapparaat. Bij Calira is dit laadapparaat bij uitstek geschikt voor GEL-accu's (maar gewone loodzuur accu's worden ook goed opgeladen), bij Schaudt zit er een keuzeschakelaar op voor GEL of gewone loodzuur-acc's. De laadkarakteristiek van beide apparaten is de volgende:

Een AGM accu heeft  14,6 / 14.7 Volt nodig als hoofdlading met een tijd van 3,5 tot 4 uur. Zo als te zien is, in bovenstaande grafiek komt de lading van de EBL niet hoger dan 14,4 Volt en met de schakelaar in de stand GEL wordt er 8 uur geladen met max 14,4 Volt. Dit is voor AGM accu dus niet voldoende en daarmee wordt de AGM-accu met een Elektroblok van Schaudt nooit 100% geladen!
Er zijn twee uitzonderingen: de nieuwe EBL119AGM, de vervanger van de EBL99, is nu (mei 2018) wel geschikt maakt voor het opladen van een AGM-accu. Sinds kort is er een tweede exemplaar bijgekomen: de Schaudt EBL 30, met een keuze-schakelaar voor Gel of AGM. Ik ben benieuwd wanneer de andere typen volgen.

De laatste soort: LiFePO4 (Lithium-fosfaat-accu)

Tot slot hebben we ook nog de Lithiumfosfaataccu. De LFP-accu of lithium-ijzer-fosfaat-accu is een soort lithium-ion-accu met lithium-ijzer-fosfaat LiFe(PO4) als kathode. Lithium-accu's zijn op dit moment nog inherent onveilig! Bij een inwendige kortsluiting ontstaat een metaalbrand die heel moeilijk is te beteugelen. Als lithiumbatterijen darenboven verkeerd gebruikt worden, beschadigd raken, onjuist worden verpakt, overladen worden, defect of van een inferieur ontwerp zijn, kunnen ze oververhit raken en ontbranden. Ze kunnen ook ontbranden als ze worden blootgesteld aan hitte of betrokken zijn bij een van buitenaf inwerkende brand.

Ik ben dan ook absoluut geen voorstander van het gebruik van LiFePO4-accu's in campers. Je moet een heel goed werkend Batterij Managament Systeem in jouw accu hebben (die worden er vanwege het inherente gevaar in de accu zelf in gezet zodat je geen "verkeerde" lader kunt gebruiken) om het gevaar van zelfontbranding binnen aanvaardbare normen te houden. Desalniettemin worden lithium-accu's alleen onder heel speciale condities door de luchtvaart vervoerd.

En de klein broertjes van deze lithium-accu's, de Lion accu's voor smartphones, begeven het nog bijna wekelijks. Ik kan je vertellen dat het heel wat uitmaakt of jouw smartphone-accu van 10 Wh in jouw broekzak ontbrandt of dat zulks het geval zal zijn met een LiFePO4-accu van 1500 Wh (125 Ah) in jouw camper; die accu is namelijk 150 maal sterker!


Résumé:
1. Gebruik een lader die geschikt voor jouw type accu: semi-tractie/deep-cycle, AGM- of GEL-accu;
2. Als je een LiFePO4 accu wilt gebruiken, bezuinig dan niet op de uitvoering (een uiterst goed Batterij Management Systeem is een absoluut vereiste).


laaltstelijk gewijzigd: 26 februari 2019
Pagina gemaakt met Bluegriffon onder Linux Mint
<terug naar Top>