Laden van VARTA batterijen Theorie en Tips - VARTA Automotive ...

Laden van VARTA batterijenTheorie en TipsHet goed functioneren en het bereiken vaneen goede levensduur van batterijen is sterkafhankelijk van de lading. Ladinggebrek is degrootste oorzaak van het falen van batterijen.Het vermogen van de lader dient derhalveaangepast te zijn aan de capaciteit van detoegepaste batterij en aan de beschikbarelaadtijd. Een geheel of gedeeltelijk ontladenbatterij moet in de beschikbare laadtijd weergeheel volgeladen kunnen worden. Vaakwordt een lader te klein gekozen, waardoor inhet aantal beschikbare laaduren slechts eengedeeltelijke lading kan worden gerealiseerd.Het regelmatig weer in gebruik nemen vanonvoldoende geladen batterijen veroorzaaktsulfatering en daardoor blijvendcapaciteitsverlies.Algemene puntenEen batterij mag alleen met gelijkstroomworden geladen. De pluspool van de batterijmoet men met de positieve (+) aansluitingvan het laadapparaat verbinden en deminpool van de batterij met de negatieve (-)aansluiting van de lader.TipVoor lading eerst de batterij aansluiten, alseerste de pluspool en daarna de minpool(hiermee voorkomt u vonkvorming) en danpas de lader inschakelen. Na het laden altijdeerst de lader uitschakelen en daarna debatterij losmaken en nu beginnen met denegatieve pool.Tijdens het laden zal de celspanning stijgen.Deze spanningsstijging is afhankelijk van detoegepaste laadstroom en de temperatuur.De celspanning zal bij normale lading vancirca 2 volt/cel oplopen tot circa 2,65 volt/cel.Bij het overschrijden van een laadspanningvan circa 2,35 tot 2,4 volt/ cel (13,8 volt tot14,2 volt bij een 12 V batterij) begint eenlevendige gasontwikkeling. Het in debatterijvloeistof (elektrolyt) aanwezige waterontleedt zich in waterstof en zuurstof.Dit gasmengsel is reeds bij een concentratievan 3,8%, zeer explosief. Als gevolg van destijgende spanning tijdens het laden zal delaadstroom bij ongeregelde laders geleidelijkafnemen.Een batterij is als geladen te beschouwen,indien de laadspanning gedurende 2 uur nietmeer toeneemt en de zuurdichtheid(soortelijke massa) de nominale waarde vanbijvoorbeeld 1,280 kg/l bereikt heeft en nietverder oploopt.Na elke ontlading, waarbij meer dan 50% vande beschikbare capaciteit aan de batterijwordt onttrokken, dient men de batterij zospoedig mogelijk weer te laden. Doortussenladingen in de perioden waarin debatterij niet wordt benut, voorkomt meneventuele te diepe ontladingen. Daardoor kanmen de bedrijfstijd verlengen. Teneindeoverlading te vermijden moet men, bij dedaaropvolgende normale ladingen, er welrekening mee houden, vooral wanneer detussenlading langere tijd heeft geduurd.TipBij een tijdelijke buiten gebruikstelling dientregelmatig de rustspanning van de batterijengecontroleerd te worden. Indien de rust -spanning 12,4V of lager is, moet de batterijdirect worden geladen.Over het ladenAfhankelijk van het vermogen van hetlaadapparaat ligt de normale laadtijd tussen 8à 15 uur. Als er laadtijd voldoende is, kanmet een kleinere (goedkopere) lader wordenvolstaan. Een kleinere laadstroom is altijdveiliger, maar pas op voor ladingtekort!

Indien de temperatuur van het batterijzuur55°C overschrijdt, dan dient men het laden teonderbreken. Hoge temperatuur is voor debatterij schadelijk. Als de openingen van deventilatiestoppen vrij zijn van stof en vuil dankunnen zij tijdens het laden op de batterijblijven.Overlading is ook schadelijk voor delevensduur van een loodbatterij. Menonderscheidt twee vormen van overlading:1. Laden met een te hoge stroom tijdens degasontwikkeling (borrelen)Afhankelijk van de toegepaste laadstroombegint deze gasontwikkeling bij circa 70% tot90% laadtoestand. (2,35 tot 2,4 volt/cel) Hetgevolg van regelmatige overlading (vooral incombinatie met diepe ontladingen) is uitvalvan actief materiaal uit de batterijplaten. Mendient bij het begin van de gasontwikkeling delaadstroom tot 5 à 10 A per 100 Ah teverminderen. Bij het bereiken van eenlaadspanning van circa 2,65 volt/cel (15,9 tot16,3 volt bij een 12 V batterij) moet delaadstroom tot 2,5 à 5 A per 100 Ah zijnafgenomen. Overlading veroorzaakt tevenseen hoog waterverbruik en slijtage.2. Onnodig doorladenDoor onnodig doorladen wanneer de batterijgeheel vol is (ook met kleine stroom) treedtcorrosie (aantasting) op van de roosters vande positieve batterijplaten. Ook deze vormvan slijtage leidt tot vroegtijdig onbruikbaarraken van de batterij. Deze vorm vanoverladen ontstaat meestal bij te hoogingestelde of defecte spanningsregelaars.Onvoldoende ladingHet langere tijd laten staan van ontladenbatterijen veroorzaakt sulfatering (dit is hetverharden van de batterijplaten), waardoorblijvend capaciteitsverlies optreedt.In principe moet men 1,1 à 1,2 maal zoveelampère-uren laden, als er vooraf aan zijnonttrokken. Deze "laadfactor" is afhankelijkvan de batterijconstructie en de benuttelaadstroom. Dit geldt ook voor gedeeltelijkeontladingen. Een voorbeeld: een batterij van100 Ah wordt 8 uur met 5 A ontladen. Dit isin totaal 40 Ah. (40% van de capaciteit)Om de batterij weer vol te krijgen moet er 48Ah (40 Ah x 1,2) ingeladen worden. Bijv.: 10uur met gemiddeld circa 5 A.Naladen start – en verlichtingsbatterijenVoor een correct First In First Out voorraad -systeem is het zinvol de ladingstoestand vande gevulde batterijen ieder kwartaal tecontroleren. Indien de rustspanning van eenbatterij 12,4V of lager is, moet deze directworden nageladen. Onderstaande tabel geeftaan wat de ladingstoestand t.o.v. derustspanning van de batterij is.Rustspanning Ladingstoestand Ontladen12,7 Volt 100% 0%12,5 Volt 80% 20%12,4 Volt 70% 30%12,3 Volt 60% 40%12,2 Volt 50% 50%Bij een rustspanning van 12,4 Volt is debatterij 30% ontladen. Er moet dus 36%(30% x 1,2) ingeladen worden om de batterijvol te krijgen.Als voorbeeld: bij een 43Ah batterij zal 15,5A(43Ah x 36%) geladen moeten worden omdeze weer 100% geladen te krijgen.Laden/naladen motorbatterijenDe VARTA motorbatterij wordt vaak droog,dat wil zeggen ongevuld, verkocht. Vooringebruikname moet de batterij eerst wordengevuld met het bijgeleverd batterijzuur. Nahet vullen wordt de platen van de batterij tot± 80% geactiveerd. Om de levensduur van debatterij te verlengen is het van belang dat debatterij na het vullen direct ca. 4 tot 6 uurgeladen wordt.TipVerwijder voor het vullen van demotorbatterij altijd het rode afdichtstopje vanhet ontluchtingskanaal. U voorkomt zooverdruk.Belgie: VARTA Autobatterie – Division of VB Autobatterie nvNederland: VARTA Autobatterijen BVHenri Genessestraat 1 1070 BRUSSELPostbus 10125 3004 AC ROTTERDAMTel. 02 5255050, Fax 02 5255059 Tel. 010-4615615, Fax 010-2850024www.varta-automotive.bewww.varta-automotive.nl

LaadmethodenNormaal ladenNormaal laden dient om een geheel ofgedeeltelijk ontladen batterij weer op 100%capaciteit te brengen. Meestal wordt eenlaadstroom gekozen van 1/10 van decapaciteit. Van belang zijn het reduceren vande laadstroom tijdens gasontwikkeling en hetuitschakelen wanneer de batterij vol is. Dezeladers kunnen gelijktijdig zonder schade éénof meerdere batterijen laden. Met eenconstante stroom wordt ca. 80% van decapaciteit geladen, daarna wordt metafnemende stroom de batterij vol geladen.Na 6 h laden met constante spanning schakeltlader automatisch over op handhaving van delading; de te laden batterijen kunnen zondertijdsbeperking aangesloten blijven.SnelladenBij deze laadmethode wordt met eenveelvoud van de normale laadstroom (circa 3tot 5-voudig) gewerkt, teneinde in de kortstmogelijke tijd tot een acceptabele ladings -toestand te komen. Om overlading tevoorkomen, dient men bij het bereiken vande gasspanning (2,35 à 2,4 volt/cel) op eengereduceerde laadstroom over te schakelen.Om overlading te voorkomen kan snelladenslechts bij wijze van uitzondering wordentoegepast.BufferladenHierbij zijn de verbruiker en de lader beide opde batterij aangesloten. De lader levert eenzodanige stroom, dat de batterij praktisch volblijft. De batterij levert stroompieken aan deverbruiker. Bufferladen kan het best gebeurenbij een constante (gestabiliseerde) spanning.DruppelladenIndien de batterij vol is, maar niet op kortetermijn weer wordt gebruikt, treedtzelfontlading op. Deze kan 0,015% tot 0,03%per dag bedragen. Door druppelladen wordtdeze zelfontlading gecompenseerd. Delaadstroom bedraagt hierbij circa 0,1 A per100 Ah. Ontladen batterijen worden allereerst(6 h) geladen; nadat de gasspanning (2,35tot 2,4 volt/cel) bereikt is (ladingstoestand80%) wordt automatisch overgeschakeld opbufferen, resp. onderhoudslading.De stroomafname van een eventueleaangesloten verbruiker wordt door deze ladergecompenseerd.LaadkarakteristiekenDe relatie tussen de laadstroom van hetlaadapparaat, de laadspanning en de laadtijdheet karakteristiek. Men geeft deze grafischweer als het verloop van de laadspanning “U”van één enkele cel in volt en de laadstroom“I” in Ampère.Enkele algemene punten zijn van belang: omeen batterij te ontzien, moeten degrenswaarden van de laadstroom bij2,4volt/cel, respectievelijk 2,65 V per cel(14,4 V respectievelijk 15,9 V voor een 12 Vbatterij) niet worden overschreden.Bij het bereiken van 2,4 volt/cel ligt deladingstoestand van de batterij op circa 80%.(afhankelijk van de laadstroom)Vanaf dit moment moet dus nog circa 20%worden geladen. Uitgaande van eenlaadfactor van 1,2 (20% meer laden danontladen werd) kan men dus ook stellen, datbij 2,4 volt/cel 100% van de voorafgaandeontlading is geladen.LaadkarakteristiekenDe veiligste volledige lading in acceptabeletijd wordt mogelijk met een laadapparaat dateen elektronisch werkend controlesysteembezit. Deze elektronische besturing schakelthet laden ook bij een storing in de batterij, bijeen verouderde batterij of bijnetspanningafwijkingen tijdig uit, zodat debatterij heel exact wordt geladen.Men onderscheidt verschillendelaadkarakteristieken (volgens DIN-norm):W - karakteristiek.Dalende laadstroom bij stijgende spanning.Op voorwaarde dat de nominale laadstroomgoed is gekozen is een redelijke laadtijdmogelijk. Goedkoop apparaat,gasontwikkeling tijdens naladen daardoor eenhoog waterverbruik. (Overlading)Netspanningfluctuaties kunnen de laadstroomsterk (tot >100%) wijzigen.Belgie: VARTA Autobatterie – Division of VB Autobatterie nvNederland: VARTA Autobatterijen BVHenri Genessestraat 1 1070 BRUSSELPostbus 10125 3004 AC ROTTERDAMTel. 02 5255050, Fax 02 5255059 Tel. 010-4615615, Fax 010-2850024www.varta-automotive.bewww.varta-automotive.nl

Laden van VARTA batterijenTheorie en TipsToezicht en handmatig uitschakelen isnoodzakelijk, opdat er geen overlading volgt.Wa - karakteristiekIn de eerste trap wordt de batterij normaalgeladen; in de tweede trap vindt druppelladenplaats. Het laden wordt dan dus niet totaaluitgeschakeld. Toepassing: stationaireinstallaties en schepen (bufferladen).Omschakeling gebeurt automatisch,afhankelijk van de spanning.WU-karakteristiekZoals bij de W-karakteristiek, echter metlaadautomaat, waardoor de lading wat betrefttijd wordt begrensd, hetgeen overladingvoorkomt. Meestal wordt geladen tot eenspanningsgevoelig component (bijvoorbeeldspanningsrelais) het bereiken van 2,4 volt/cellaadspanning vaststelt; dan wordt eenschakelklok gestart, die de lader na enkeleuren of na het laden van een bepaald aantalAh uitschakelt.WoWa-karakteristiekZoals bij de W-karakteristiek, echter wordt bijhet bereiken van de gasspanning delaadspanning automatisch begrensd (constantgehouden). Ook hier geen totaleuitschakeling. Eigenschappen: snellegedeeltelijke lading, maar volledig ladenduurt lang; geringe kans op overlading bijzeer lange laadtijden.IU-karakteristiekZoals bij de Wa-karakteristiek, echter metverhoogde beginlaadstroom. Hierdoor wordteen kortere laadtijd mogelijk. Doorautomatische omschakeling op een lagerelaadstroom na het bereiken van degasspanning wordt, weer in combinatie meteen automaat, overlading voorkomen. Eenvariant van de WoWa-lader is de WoW-lader.Laden met constante laadstroom, vanaf hetbereiken van de gasspanning is er eveneenssprake van automatischespanningsbegrenzing. Eigenschappen: zeersnelle gedeeltelijke lading; (volledig ladenduurt langer).

Bij normale laadtijden nauwelijks overladingmogelijk. Parallel laden van batterijenmogelijk. (afhankelijk van het gebruik van debatterijen)De (hoogfrequente) “Netzschalttechnik” en deelektronische regeling maken spannings -begrensd veilig laden mogelijk. Dezekarakteristiek wordt toegepast in auto’s.De dynamo is uitgerust met een spannings -regelaar, afgesteld op circa 14 volt. Hettyperende van lU-lading is, dat delaadstroom, nadat de regelspanning isbereikt, vrij sterk terugloopt.Als de batterij geheel vol is, zal dezelaadstroom zo klein zijn geworden, dat hijniet meer schadelijk is. Uitschakeling hoeftdus niet te gebeuren. Bij toepassing van IU -lading over langere perioden of zelfs continu,zal echter overlading optreden.IUI-karakteristiekTe vergelijken met lU-lading, maar bij hetteruglopen van de laadstroom in de U trap tot50% van de beginstroom, wordt deze waarde(50%) verder constant gehouden tot hetbenodigde totaal aantal Ah is geladen (Ahc).Daarna volgt automatische uitschakeling.Deze laadmethode levert een korte laadtijdop. In de eerste trap (constante stroom)wordt een groot deel van het nodige aantalAh geladen; de U trap levert een optimalelaadstroom op zonder kans op gasontwikkeling;de laatste trap verzorgt denalading met de hoogst toegestanelaadstroom. Voor Ah-telling (Ahc) is eenmicroprocessor gestuurde laadautomaatnodig.Vanzelfsprekend zijn nog andere combinatiesvan karakteristieken mogelijk. Over hetalgemeen zal de benodigde automatischeregeling of bijzondere schakeling de prijs vande apparatuur verhogen.Betekenis van de symbolen (volgens DIN):W = weerstandkarakteristiek, d.w.z. delaadstroom daalt naarmate despanning stijgt.a = automatische uitschakelingo = automatische omschakeling naar eenander deel van de karakteristieke = automatisch opnieuw inschakelenU = constante laadspanningI = constante laadstroomAanvullende informatieVereffeningsladingWanneer batterijen voor tractiedoeleindenworden gebruikt is er sprake van zgn.cyclische belasting ofwel laad - / ontlaadbedrijf. Als deze batterijen met geregeldeladers geladen worden is het bij batterijenmet vloeibaar elektrolyt van belang dattenminste vier maal per jaar de batterijvolledig geladen wordt met een lader welkeboven de gasspanning komt.Doel van deze lading is het zuur goed te latencirculeren in de batterij zodat geenstratificatie van zuur, geen “zwaar” zuuronderin en “licht” zuur bovenin, kanplaatsvinden. Deze lading zorgt voor eenuniforme soortelijke massa in de cellen.Stratificatie kan tot definitieve uitval vanactief materiaal leiden.Parallel – en serieschakelingZorg dat bij een zowel parallel – als bij eenserieschakeling de batterijen volkomen gelijkzijn aan elkaar, hetzelfde voltage enamperage.Vooral bij parallelschakeling kan ervereffening ontstaan: de ene batterij levertstroom aan de andere. Zowel bij het laden alsontladen zal de stroom zich niet gelijkmatigverdelen over beide parallelle batterijen.Een bij aanschaf duurdere geregelde laderlevert echter de beste prijs -/ kwaliteitsver -houding wat betreft prestatie en bedrijfstijd.VA_PUB_056, 1-8-2006Belgie: VARTA Autobatterie – Division of VB Autobatterie nvNederland: VARTA Autobatterijen BVHenri Genessestraat 1 1070 BRUSSELPostbus 10125 3004 AC ROTTERDAMTel. 02 5255050, Fax 02 5255059 Tel. 010-4615615, Fax 010-2850024www.varta-automotive.bewww.varta-automotive.nl