Sıcaklık pil ömrünü nasıl etkiler?


Yayın Tarihi: 03.05.2017 17:00
Çalışmalarımız
Sıcaklık pil ömrünü nasıl etkiler?

Sıcaklığın batarya üzerindeki etkileri ve trafikte dur-kalk yapmanın marş bataryasının ömrünü nasıl kısalttığı konusunda daha çok şey öğrenin.
Sıcaklık, tüm pillerin düşmanıdır, fakat yüksek sıcaklıklardan kaçınmak her zaman mümkün olmaz. Bir dizüstü bilgisayarın içindeki batarya, bir otomobilin kaportasının altındaki marş bataryası veya direkt veya yetersiz bir koruma ile kızgın güneşe maruz kalan hareketsiz bataryalar. Genel bir kural olarak sıcaklıktaki her sekiz derecelik ( 8°C ) artış kurşun-asitli akülerin ömrünü yarı yarıya azaltır. Bu da şu anlama gelir: 25 derece sıcaklıkta 10 sene çalışacağı söylenen sabit konumdaki bir cihaz 33 derecelik sabit bir sıcaklığa maruz bırakılırsa, ömrü sadece 5 sene olacaktır ya da sabit olarak 41 derecelik çöl sıcaklığında kullanıldığında 2,5 sene dayanacaktır. Bataryanın kapasitesi sıcaklıkta bir kere zarar gördüğünde, artık kapasitesi eski haline dönmez.

2010’da yapılan BCI araştırmasına göre, marş bataryaları gittikçe sıcaklığa karşı daha dirençli hale geliyor. 2000 yılında yapılan bir araştırmada, sıcaklıklardaki 7 derecelik bir artışınin pil ömrü üzerinde takriben bir sene kadar etki ettiği; 2010 yılında, sıcaklık toleransının 12 dereceye kadar arttığı gözlenmiştir. Diğer istatistikler 1962’de bir marş bataryasının 34 ay kadar dayandığını; teknik iyileştirmelerle bu sürenin 2000 senesinde 41 ay’a kadar çıkarıldığını ortaya koymaktadır. 2010 senesinde ise BCI, marş bataryaları için 55 aylık ortalama bir kullanım ömrü bildirmiştir. Bu süre, daha serin bir iklime sahip olan kuzey bölgelerinde 59 ay, daha sıcak iklime sahip olan güney bölgelerinde 47 ay kadar olmuştur. Bir söylentiye göre, 2015 senesinde bir aracın arka bagajında muhafaza edilen bir bataryanın motor bölmesinde muhafaza edilen bataryaya göre bir yıl daha uzun ömürlü olduğu kanıtlanmıştır.

Marşa Basmak


Bir pilin ömrü aynı zamanda kullanım faaliyetlerine de bağlıdır ve sık sık deşarj olmaya zorlanan bir pilin kullanım ömrü kısalacaktır. Bir motoru günde birkaç kez çalıştırmak batarya üzerinde önemsiz bir baskı oluşturur fakat “dur-kalk” ların yoğun olduğu zamanlarda mikro-hibrid düzeneğinin çalışınca işler değişir. Mikro-hibrid düzeneği, kırmızı ışıklarda durduğunuzda içten yanmalı motoru durdurur ve trafik akmaya başladığında tekrar çalıştırır ki bu, senelik olarak yaklaşık 2000 mikro-döngü ile sonuçlanır. Otomobil üreticilerinden elde edilen veriler 2 senelik kullanımdan sonra batarya kapasitesinde 60’lık bir düşüş yaşantığını gösterir. Bu kullanım döngüsünü arttırmak için otomobil üreticileri AGM ve benzeri diğer alternatif özel sistemleri kullanmaktadır.

Aşağıdaki resim bataryanın 700 mikro-döngüden sonra kapasitesinin 100 den 50’ye düştüğünü göstermektedir.
Motor çalıştırma-durdurma simulasyonları Cadex laboratuvarlarıda yapılmıştır. Buna göre, yaklaşık 2000 döngüden sonra kapasitede bir düşüş görülmektedir.

Pil Sıcaklık Değerleri Grafiği

Marş bataryasında dur-kalk hareketi ile kapasite düşüşü 2 senelik kullanımdan sonra, kapasite yaklaşık 50 düşer.
AGM bataryalar daha sağlamdır. *Cadex, 2010 raporu değerleridir.

Test yöntemi:
Batarya ilk olarak tamamen şarj edildi ve sonrasında günlük hayattaki mikro hibrid batarya çalışma koşullarına benzemesi için 70 seviyesine kadar boşaltıldı. Daha sonra batarya 40 saniye süresince 25A’da deşarj edildi. Bu işlem, farlar açık vaziyette motorun istop edilmesini simule etmek için yapıldı. Marş basma ve sürüş deneyimine birebir benzemesi için, batarya 400 Amperde önce kısaca deşarj edildi, sonrasında da tekrar şarj edildi.

Pil Isınması, Pil Sıcaklığı


Seri bağlandığında ise, her bir pilin voltaj değeri tek tipte olmalıdır ve bilhassa büyük sabit batarya sistemlerinde bu mühimdir. Zamanla her bir pil, voltajda farklılaşmaya başlar ve her 6 ayda bir şarj durumunu denk hale getirmek için şarj etmek veya voltajlarını benzer seviyelere getirmek gereklidir. Bu işlemin güçlüğü her bir pil için ayrı ayrı doğru çözüm yolunu bulmaktır. Eşitleme, bataryaların enerji düzeyini üst seviyeye çıkarırken, eşitleme işi dikkatsizce yapıldığında sağlam batarya baskı altında kalıp zarar görecektir. Jel ve AGM tipteki bataryaların şarj aşımını tolere etme düzeyi, taşmaya maruz kalmış bataryalara kıyasla daha düşüktür, böyle durumlarda farklı eşitleme koşulları geçerli olacaktır.

Taşmaya maruz kalmış kurşun-asit bataryalar, en güvenilir sistemlerden birisidir ve sıcak iklimlerle iyi uyum gösterir. İyi bakımla bu bataryaları 20 seneye kadar kullanmak mümkündür. Dezavantajı ise suya ve iyi havalandırmaya muhtaç olmalarıdır.

VRLA (Valf ayarlı kurşun-asit) tip bataryalar 1980lerde piyasaya sürüldüğünde, üreticiler taşmaya maruz kalmış sistemlerin benzer kullanım ömürlerine sahip olacağını iddia ettiler ve telekomünikasyon endüstrisi, bu tamir gerektirmeyen bataryalara geçmek konusunda ikna edildi. Ancak 1990’lı yılların ortalarında, VRLA’nın kullanım ömrünün taşmaya maruz kalmış tip kadar olmadığı ortaya çıktı; VRLA’ların kullanım ömrü 5-10 sene arasındadır, yani taşmaya maruz kalmış muadillerinin yarısından bile daha az. Ayrıca, 40 derece üzerindeki sıcaklıklara maruz bırakıldığında VRLA tip bataryalarda, kuruluk sebebiyle termal ısı kaçağı sorunu yaşanmaktadır.

Kaynak : Battery University BU-806a: How Heat and Loading affect Battery Life