Kaleva tarjosi tänään maksutonta
mainontaa kahdelle yritykselle, jotka valmistavat laitteita, joilla
voidaan lämmittää auton akkua, jotta akku latautuisi nopeammin
talvella. Asia lieneekin niin, että lyijyakun latausominaisuudet
riippuvat akun lämpötilasta, ja akun virranottokyvyn ja lämpötilan
välillä on melko lineaarinen riippuvuus.
Yritykset haluavat kuitenkin antaa
ymmärtää, että heti kun akun lämpötila tippuu tietyn pisteen
alapuolelle, akun virranottokyky loppuu tykkänään. Näin ei
kuitenkaan ole, vaan melko lineaarisen riippuvuuden vuoksi
virranottokyky hiipuu asteittain. Jos akun lämpötila on -25 ºC,
kemialliset reaktiot akussa tapahtuvat sen verran hitaasti, että
akku ei käytännössä lataudu juuri lainkaan. Mutta jos akkua ei
ole purettu, latauksellekaan ei juuri ole tarvetta.
Arctic Heatin akun kylkeen
liimattavasta virityksestä kerrottiin pari vuotta sitten:
Se on jokaisen ostajan arvioitava, onko
hankinta hintansa arvoinen.
Uusi tulokas alalla on kempeleläinen Polar
Heater Oy, jonka akkulämmitin eroaa Arctic Heatin viritelmästä
siinä, että se toimii verkkovirralla. Lämmitinelementti asennetaan
akun alle, ja termostaatin ohjaamana akun lämpötilan ei pitäisi
nousta +23 ºC:een
yläpuolelle. Lämmitin on toiminnassa vain silloin, kun auton
moottoria lämmitetään, ja lämmitysaika riippuu siitä, kuinka
kauan moottoria (ja sisätiloja) lämmitetään.
Koska lämpö siirtyy pohjan kautta
akkuun, akku lämpenee epätasaisesti. Termostaatti pitää huolen siitä,
että pohjan lämpötila ei nouse liian suureksi, ja katkaisee välillä
lämmityksen pois päältä. Sitten kun lämpö on johtunut ylöspäin
akussa ja pohjan lämpötila on vastaavasti laskenut, termostaatti
voi kytkeytyä uudelleen päälle ja jatkaa lämmittämistä. Akun
lämmitys tapahtuu termostaaatin ohjaamana jaksottaisesti, mikä
hidastaa akun lämpenemistä. Arctic Heatin lämmittimessä ei ole
tätä ongelmaa, koska siinä ei ole termostaattia.
Lyijyakun elinikä lyhenee, jos sen
lämpötila nousee liian korkeaksi, ja sen vuoksi termostaatti on
välttämätön Polar Heaterin lämmittimessä. Toisaalta, jos
lämmittimen teho olisi pienempi, termostaattia ei ehkä tarvittaisi
lainkaan, mutta tuolloin akku lämpenisi vieläkin hitaammin silloin, kun
tarvittaisiin mahdollisimman suurta tehoa (kova pakkanen).
Polar Heaterin epätasainen akun
lämpeneminen aiheuttaa sen, että lyijylevyjen alaosat osallistuvat
kemialliseen latausprosessiin, kun taas levyjen kylmät yläosat
eivät ehkä lainkaan. Metallina lyijy johtaa kohtalaisesti lämpöä,
mutta sen ympäröimä akkuhappo hidastaa lämmön johtumista
ylöspäin lyijylevyissä. Sitten kun autolla lähdetään ajamaan,
akun alaosa on todennäköisesti lämmin mutta yläosa kylmä. Mitä
pidempään moottoria (ja akkua) lämmitetään, sitä enemmän ja
tasaisemmin akku lämpenee, mutta se voi johtaa siihen, että
moottoria lämmitetään turhan kauan vain sen vuoksi, että akku
ehtisi lämmetä.
Arctic Heatin lämmittimessä on
samantapainen epätasaisen lämpenemisen ongelma, vaikka siinä lämpö
siirtyykin akkuun akun kyljestä.
Käytettäessä akkulämmitintä akun lämpötilan päivittäinen
vaihtelu, joka voi olla jopa 40 astetta, saattaa rasittaa
mekaanisesti akkua, jotka ovat nykyisin suljettuja. Vaihtelu
aiheuttaa akussa paine-eron. Kun akku lämpenee (jopa 40 astetta),
sen sisään syntyy ylipaine, joka pyrkii tasaantumaan.
Vastaava jäähtyminen aiheuttaa alipaineen, joka myöskin pyrkii
tasaantumaan.
Sekä Arctic Heatin että Polar
Heaterin akkulämmitimet vaatisivat tarkempia (puolueettomia)
tutkimuksia, jotta saataisiin selville niiden todellinen hyöty ja
se, onko niistä mitään haittaa akulle. Valmistajat osaavat toki
aina kehua tuotteitaan, ja niiden omat ”testit” osoittavat tuotteiden
ominaisuudet erinomaisiksi.
On tosiasia, että nykyisissä autoissa
on sähkönkulutusta, vaikka auton moottori ei kävisikään. Tämä
ja lyijyakun luontainen itsepurkautuminen aiheuttaa sen, että akku
purkautuu hitaasti itsestään, jos autolla ei ajeta tai akku ei
lataudu ajon aikana riittävästi. Itse olen ratkaissut asian
lataamalla akun silloin, kun akun jännite on mittauksen perusteella
laskenut tietyn rajan alapuolelle. Laturina olen käyttänyt ns.
vakiojännitevaraajaa, joka rajoittaa latausjänniteen noin 14,0
volttiin (joka on sama kuin auton laturin latausjännite), ja lataan
akun silloin, kun ei ole pakkasta. Tuollaisen varaajan voi huoletta
kytkeä auton sähköjärjestelmään ilman pelkoa siitä, että se
vahingoittaisi moottorin ohjauselektroniikkaa. Se voi myöskin olla kytkettynä akkuun
pidemmäksikin aikaa, koska 14,0 voltin jännite ei aiheuta ns.
kiehutusreaktiota akkuhapossa.
Arctic Heat vs. Polar Heater
Arctic Heatin akun kylkeen liimattava
lämmitin on toiminnassa vain silloin, kun auton moottori on
käynnissä. Tämän vuoksi autolla on ajettava pitkähkö matka,
ennen kuin akun lämpötila alkaa nousta ja se alkaa ottaa virtaa
vastaan. Lämmitykseen tarvittava energia otetaan auton
sähköjärjestelmästä, joka voi kovalla pakkasella toimia
äärirajoillaan. Joidenkin ”alan asiantuntijoiden” mukaan
laturin ylikuormitus kovalla pakkasella, jolloin kaikki mahdolliset
sähkölaitteet ovat päällä, on suurin syy siihen, että akku ei
lataudukaan vaan purkautuu. Jos laturin sähköä ei riitä enää
akkuun, joka latautuu muutenkin huonosti kylmässä, on selvää,
että akku ei lataudu.
Polar Heaterin etu on siinä, että
akku on liikenteen lähdettäessä jo valmiiksi ”lämmin”, jos
lämmitys on sitä ennen ollut tuntikausia päällä, ja akku
latautuu varmastikin paremmin kuin kylmänä. Lämmitys lakkaa heti,
kun auto irrotetaan sähköverkosta, ja ajettaessa autolla akun
jäähtyminen alkaa. Ajoviima – riippuen moottoritilan rakenteesta
– jäähdyttää akkua tehokkaasti, ja mitä pidempään autolla
ajetaan, sitä enemmän akku jäähtyy. Mitä lämpimämpi akku on
ennen ajoon lähtöä, sitä kauemmin kestää, ennen kuin se
jäähtyy.
Oulun 1 -akkulämmitin
Koska molemmissa malleissa on omat
puutteensa, Oulun 1 -blogi esittää vallankumouksellisen Oulun 1
-akkulämmittimen: lämmitin, joka yhdistää molempien lämmittimien
hyvät puolet. Akkua lämmitetään samalla, kun moottoriakin
lämmitetään, ja ajon aikana lämmitys jatkuu edelleen.
Oulun 1 -lämmitysmenetelmässä
paikallaan seisovan auton akkua ei lämmitetäkään verkkosähköllä,
kuten Polar Heaterin järjestelmässä, vaan akkujännitteellä, ja
moottorin käydessä auton oma sähköjärjestelmä tuottaa
tarvittavan sähkön. Tähän riittää yksi 12 voltin
lämmitinelementti, joka joko asennetaan akun alle tai kiinnitetään
akun kylkeen. Lisäksi sähköjärjestelmään asennetaan kiinteästi
elektroninen akkuvaraaja, joka tuottaa tarvittavan lämmityssähkön
silloin, kun moottoria lämmitetään auton ollessa pysäköitynä.
Sitten kun moottori käynnistetään, auton laturi tuottaa
tarvittavan lämmityssähkön.
Etuna tässä on vielä se, että
akkuvaraaja lataa akkua, kun moottoria lämmitetään, vaikka se
tapahtuukin mahdollisesti hitaasti.
Kuvasta puuttuu ohjauskytkentä, jolla
lämmityselementti irrotetaan akusta silloin, kun lämmitysjärjestelmä
ei ole kytkettynä verkkovirtaan. Se voidaan toteuttaa releellä,
joka ohjataan päälle silloin, kun sähköjärjestelmän jännite
ylittää tietyn kynnysarvon, esim. 13,6 volttia. Tuolloin
lämmityselementti on kytkettynä akkuun (ja auton
sähköjärjestelmään) vain silloin, kun akkuvaraaja on
toiminnassa tai moottori käy ja laturi tuottaa noin 14,0 voltin
jännitteen. Kun moottori sammutetaan, akun jännite tippuu melko
nopeasti alle 13,0 voltin. Tässä ei ole pelkoa, että lämmitin
olisi tahattomasti päällä, kun moottori ei käy.