TIPS & VEILIGHEID februari 2007

Transcriptie

1 TIPS & VEILIGHEID

2 INHOUDSTABEL 1. LADEN VAN DE BATTERIJEN 1.1 Algemene intro >> 1.2 Verantwoord laden >> Laden van verschillende soorten batterijen >> 1.4 Keuze van de batterijlader >> 1.5 Laadmethoden >> 1.6 Laadkarakteristieken >> VEILIGHEIDSVOORSCHRIFTEN 2.1 Algemene maatregelen >> 2.2 Voorkomen van explosies >> 2.3 Veiligheidspictogrammen >>

3 1. LADEN VAN DE BATTERIJEN 1.1 Algemene intro Het goed functioneren en het bereiken van een goede levensduur van batterijen is sterk afhankelijk van de lading. Ladinggebrek is de grootste oorzaak van het falen van batterijen. Het vermogen van de lader dient derhalve aangepast te zijn aan de capaciteit van de toegepaste batterij en aan de beschikbare laadtijd. Een geheel of gedeeltelijk ontladen batterij moet in de beschikbare laadtijd weer geheel volgeladen kunnen worden. Vaak wordt een lader met een te lage capaciteit gekozen, waardoor in het aantal beschikbare laaduren slechts een gedeeltelijke lading kan worden gerealiseerd. Het regelmatig weer in gebruik nemen van onvoldoende geladen batterijen veroorzaakt sulfatering en daardoor blijvend capaciteitsverlies. Een batterij mag alleen met gelijkstroom worden geladen. De pluspool van de batterij moet men met de positieve (+) aansluiting van het laadapparaat verbinden en de minpool van de batterij met de negatieve (-) aansluiting van de lader. TIP: Voor lading eerst de batterij aansluiten, als eerste de pluspool en daarna de minpool (hiermee voorkomt u vonkvorming) en dan pas de lader inschakelen. Na het laden altijd eerst de lader uitschakelen en daarna de batterij losmaken en nu beginnen met de negatieve pool. Kies als laadstroom steeds ongeveer 1/10 deel van de nominale capaciteit, dat wil zeggen bij een batterij van 100Ah/20h een lader met een begin laadstroom van 10A. Tijdens het laden zal de celspanning stijgen. Deze spanningsstijging is afhankelijk van de toegepaste laadstroom en de temperatuur. De celspanning zal bij normale lading van circa 2 Volt/cel oplopen tot circa 2,65 Volt/cel. Bij het overschrijden van een laadspanning van circa 2,35 tot 2,4 Volt/cel (14,4 Volt bij een 12 V batterij) begint een levendige gasontwikkeling. Het in de batterijvloeistof (elektrolyt) aanwezige water ontleedt zich in waterstof en zuurstof. Dit gasmengsel is reeds bij een concentratie van 3,8%, zeer explosief. Als gevolg van de stijgende spanning tijdens het laden zal de laadstroom bij ongeregelde laders geleidelijk afnemen. Een batterij is als geladen te beschouwen, indien de laadspanning gedurende 2 uur niet meer toeneemt en de zuurdichtheid (soortelijke massa) de nominale waarde van bijvoorbeeld 1,280 kg/l bereikt heeft en niet verder oploopt. Na elke ontlading, waarbij meer dan 50% van de beschikbare capaciteit aan de batterij wordt onttrokken, dient men de batterij zo spoedig mogelijk weer te laden. Door tussenladingen in de perioden waarin de batterij niet wordt benut, voorkomt men eventuele te diepe ontladingen. Daardoor kan men de bedrijfstijd verlengen. Teneinde overlading te vermijden moet men, bij de daaropvolgende normale ladingen, er wel rekening mee houden, vooral wanneer de tussenlading langere tijd heeft geduurd. TIP: Bij een tijdelijke buiten gebruikstelling dient regelmatig de rustspanning van de batterijen gecontroleerd te worden. Indien de rustspanning 12,4V of lager is, moet de batterij direct worden geladen. 1

4 1.2 Verantwoord laden Algemeen Afhankelijk van het vermogen van het laadapparaat ligt de normale laadtijd tussen 8 à 15 uur. Als er laadtijd voldoende is, kan met een kleinere (goedkopere) lader worden volstaan. Een kleinere laadstroom is altijd veiliger, maar pas op voor ladingtekort! Indien de temperatuur van het batterijzuur 55 C overschrijdt, dan dient men het laden te onderbreken. Hoge temperatuur is voor de batterij schadelijk. Als de openingen van de ventilatiestoppen vrij zijn van stof en vuil dan kunnen zij tijdens het laden op de batterij blijven. In principe moet men 1,1 à 1,2 maal zoveel ampère-uren laden, als er vooraf aan zijn onttrokken. Deze laadfactor is afhankelijk van de batterijconstructie en de benutte laadstroom. Dit geldt ook voor gedeeltelijke ontladingen. Een voorbeeld: een batterij van 100 Ah wordt 8 uur met 5 A ontladen. Dit is in totaal 40 Ah (40% van de capaciteit). Om de batterij weer vol te krijgen moet er 48 Ah (40 Ah x 1,2) ingeladen worden. Bijv.: 10 uur met gemiddeld circa 5 A Overladen Overlading is schadelijk voor de levensduur van een loodbatterij. Men onderscheidt twee vormen van overlading: 1. Laden met een te hoge stroom tijdens de gasontwikkeling (borrelen) Afhankelijk van de toegepaste laadstroom begint deze gasontwikkeling bij circa 70% tot 90% laadtoestand. (2,35 tot 2,4 Volt/cel) Het gevolg van regelmatige overlading (vooral in combinatie met diepe ontladingen) is uitval van actief materiaal uit de batterijplaten. Men dient bij het begin van de gasontwikkeling de laadstroom tot 5 à 10 A per 100 Ah te verminderen. Bij het bereiken van een laadspanning van circa 2,65 Volt/cel (15,9 tot 16,3 Volt bij een 12 V batterij) moet de laadstroom tot 2,5 à 5 A per 100 Ah zijn afgenomen. Overlading veroorzaakt tevens een hoog waterverbruik en slijtage. 2. Onnodig doorladen Door onnodig doorladen wanneer de batterij geheel vol is (ook met kleine stroom) treedt corrosie (aantasting) op van de roosters van de positieve batterijplaten. Ook deze vorm van slijtage leidt tot vroegtijdig onbruikbaar raken van de batterij. Deze vorm van overladen ontstaat meestal bij te hoog ingestelde of defecte spanningsregelaars Onvoldoende lading Het langere tijd laten staan van ontladen batterijen veroorzaakt sulfatering (dit is het verharden van de batterijplaten), waardoor blijvend capaciteitsverlies optreedt. 1.3 Laden van verschillende soorten batterijen Laden/naladen van start en verlichtingsbatterijen Voor een correct First In First Out voorraadsysteem is het zinvol de ladingstoestand van de gevulde batterijen ieder kwartaal te controleren. Indien de rustspanning van een batterij 12,4V of lager is, moet deze direct worden nageladen. Onderstaande tabel geeft aan wat de ladingstoestand t.o.v. de rustspanning van de batterij is. Rustspanning Ladingstoestand Ontladen 12,7 Volt 100% 0% 12,5 Volt 80% 20% 12,4 Volt 70% 30% 12,3 Volt 60% 40% 12,2 Volt 50% 50% 2

5 Bij een rustspanning van 12,4 Volt is de batterij 30% ontladen. Er moet dus 36% (30% x 1,2) ingeladen worden om de batterij vol te krijgen. Als voorbeeld: bij een 43Ah batterij zal 15,5A (43Ah x 36%) geladen moeten worden om deze weer 100% geladen te krijgen Laden/naladen van AGM (Absorbed Glass Mat) batterijen Bij AGM batterijen mogen uitsluitend laders worden gebruikt met spanningsbegrenzing (IU- resp. WU- karakteristiek) of met een IUoU-karakteristiek die een nalaadfase (spanning in de nalaadfase 13,8 V) bezitten. De aanbevolen laadspanning is 14,4 V, de maximaal toelaatbare laadspanning is 14,8 V bij 25 Celsius. Als laadstroom wordt 10% van de capaciteit aanbevolen, bv. Bij een 70Ah batterij is dit 70Ah:10= 7,0A laadstroom. De temperatuur van de batterij mag de 45 C niet overschrijden. Bij overschrijding moet het laden worden onderbroken. De volledig geladen toestand is na 24 uur laden bereikt. Toepassing Semi-tractie batterij Solar batterij Caravan en pleziervaart AGM ULTRA special, ULTRA en BLUE dynamic Laadtechniek Wa of IUoU IU/WU IUoU/WUoU IU of IUoU (14,7V) IU of IUoU (14,4V) Laden/naladen van motorbatterijen De VARTA motorbatterij wordt vaak droog, dat wil zeggen ongevuld, verkocht. Voor ingebruikname moet de batterij eerst worden gevuld met het bijgeleverd batterijzuur. Na het vullen wordt de platen van de batterij tot ± 80% geactiveerd. Om de levensduur van de batterij te verlengen is het van belang dat de batterij na het vullen direct ca. 4 tot 6 uur geladen wordt. TIP: Verwijder voor het vullen van de motorbatterij altijd het rode afdichtstopje van het ontluchtingskanaal. U voorkomt zo overdruk. Bij winteropslag de motorbatterij voor alle zekerheid eerst goed laden en daarna op een droge, koele plaats opslaan. Controleer regelmatig de rustspanning van de batterij. Indien deze rustspanning 12,4 Volt is, moet de batterij direct worden geladen. Voor het laden van VARTA motorbatterijen adviseren wij spanningsbegrensde geregelde laders, zoals bijv. Midtronics SportsCharge2, CTEK XS800 of XC800 en de Accumate 6-12V De voordelen van deze laders zijn o.a.: Lader met minimaal IU-karakteristiek. Elektronische stroombegrenzing. Spanningsbegrenzing (bijv. 14,3 Volt) LED s geven laadproces aan. Standby laden 13,5 Volt. 3

6 1.4 Keuze van de batterijlader Het is aan te bevelen bijzondere aandacht te schenken aan de toe te passen laadtechniek. De keuze van de laadapparatuur is van belang voor de bedrijfszekerheid en levensduur van de batterij. Afgezien van het vermogen van de batterijlader (spanning en laadstroom) zijn er diverse soorten laad/gelijkrichters, afhankelijk van de toegepaste laadkarakteristiek en verdere specifieke eigenschappen. De lader moet altijd de mogelijkheid bieden de batterij in redelijke tijd op te laden, maar vaak zal de eis gelden dat na het laden automatisch wordt uitgeschakeld of dat, gedurende een dag, een week of langer - zonder gevaar - de batterij met de lader verbonden blijft. Alleen automatische laders met geregelde laadkarakteristieken (CE) of automatische uitschakeling zijn daarvoor geschikt. Van zelfsprekend vormt ook de prijs/kwaliteitsverhouding een belangrijk aspect. Deze wordt voor een belangrijk deel door het vermogen (laadstroom) bepaald. De gekozen laadstroom zal daarom het economisch optimum zijn met betrekking tot de prijs van het laadapparaat en de laadtijd. 1.5 Laadmethoden Normaal laden Normaal laden dient om een geheel of gedeeltelijk ontladen batterij weer op 100% capaciteit te brengen. Meestal wordt een laadstroom gekozen van 1/10 van de capaciteit. Van belang zijn het reduceren van de laadstroom tijdens gasontwikkeling en het uitschakelen wanneer de batterij vol is. Deze laders kunnen gelijktijdig zonder schade één of meerdere batterijen laden. Met een constante stroom wordt ca. 80% van de capaciteit geladen, daarna wordt met afnemende stroom de batterij vol geladen Snelladen Bij deze laadmethode wordt met een veelvoud van de normale laadstroom (circa 3 tot 5-voudig) gewerkt, teneinde in de kortst mogelijke tijd tot een acceptabele ladingstoestand te komen. Om overlading te voorkomen, dient men bij het bereiken van de gasspanning (2,35 à 2,4 Volt/cel) op een gereduceerde laadstroom over te schakelen. Om overlading te voorkomen kan snelladen slechts bij wijze van uitzondering worden toegepast Bufferladen Hierbij zijn de verbruiker en de lader beide op de batterij aangesloten. De lader levert een zodanige stroom, dat de batterij praktisch vol blijft. De batterij levert stroompieken aan de verbruiker. Bufferladen kan het best gebeuren bij een constante (gestabiliseerde) spanning Druppelladen Indien de batterij vol is, maar niet op korte termijn weer wordt gebruikt, treedt zelfontlading op. Deze kan 0,015% tot 0,03% per dag bedragen. Door druppelladen wordt deze zelfontlading gecompenseerd. De laadstroom bedraagt hierbij circa 0,1 A per 100 Ah. Ontladen batterijen worden allereerst (6 uur) geladen; nadat de gasspanning (2,35 tot 2,4 Volt/cel) bereikt is (ladingstoestand 80%) wordt automatisch overgeschakeld op bufferen, resp. onderhoudslading. De stroomafname van een eventuele aangesloten verbruiker wordt door deze lader gecompenseerd Vereffeninglading Wanneer batterijen voor tractiedoeleinden worden gebruikt is er sprake van zgn. cyclische belasting ofwel laad - / ontlaad bedrijf. Als deze batterijen met geregelde laders geladen worden is het bij batterijen met vloeibaar elektrolyt van belang dat tenminste vier maal per jaar de batterij volledig geladen wordt met een lader welke boven de gasspanning komt. Doel van deze lading is het zuur goed te laten circuleren in de batterij zodat geen stratificatie van zuur, geen zwaar zuur onderin en licht zuur bovenin, kan plaatsvinden. Deze lading zorgt voor een uniforme soortelijke massa in de cellen. Stratificatie kan tot definitieve uitval van actief materiaal leiden. 4

7 1.5.6 Parallel en serieschakeling Zorg dat bij zowel een parallel als een serieschakeling de batterijen volkomen gelijk zijn aan elkaar. Dit bereikt men door nieuwe batterijen van gelijke Voltage, capaciteit, ladingstoestand en inwendige weerstand te gebruiken. Vooral aan een parallelschakeling kleven bezwaren. Vaak zal de stroom, tijdens laden of ontladen, zich niet gelijkmatig verdelen over beide batterijen. Hierdoor kunnen ladingsverschillen optreden. Dit kan zo veel mogelijk vermijden door gebruik te maken van kabels van exact de zelfde lengte en doorsnede en de plusaansluiting op batterij 1 en de minaansluiting op batterij 2 te maken. In principe raden wij parallelschakelingen af. Mocht één van de batterijen uit de serie of parallelschakeling defect raken dan moeten de batterijen gelijktijdig vervangen worden. 1.6 Laadkarakteristieken De relatie tussen de laadstroom van het laadapparaat, de laadspanning en de laadtijd heet karakteristiek. Men geeft deze grafisch weer 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: om een batterij te ontzien, moeten de grenswaarden van de laadstroom bij 2,4Volt/cel, respectievelijk 2,65 V per cel (14,4 V respectievelijk 15,9 V voor een 12 V batterij) niet worden overschreden. Bij het bereiken van 2,4 Volt/cel ligt de ladingstoestand van de batterij op circa 80% (afhankelijk van de laadstroom). Vanaf dit moment moet dus nog circa 20% worden geladen. Uitgaande van een laadfactor van 1,2 (20% meer laden dan ontladen werd) kan men dus ook stellen, dat bij 2,4 Volt/cel 100% van de voorafgaande ontlading is geladen. De veiligste volledige lading in acceptabele tijd wordt mogelijk met een laadapparaat dat een elektronisch werkend controlesysteem bezit. Deze elektronische besturing schakelt het laden ook bij een storing in de batterij, bij een verouderde batterij of bij netspanningafwijkingen tijdig uit, zodat de batterij heel exact wordt geladen. Men onderscheidt verschillende laadkarakteristieken (volgens DIN-norm): Betekenis van de symbolen (volgens DIN): W = weerstandkarakteristiek, d.w.z. de laadstroom daalt naarmate de spanning stijgt. a = automatische uitschakeling o = automatische omschakeling naar een ander deel van de karakteristiek e = automatisch opnieuw inschakelen U = constante laadspanning I = constante laadstroom 5

8 1.6.1 W - karakteristiek. Deze ongeregelde laders kennen géén spanningsbegrenzing. Gedurende het laadproces daalt de laadstroom naarmate de spanning van de batterij toeneemt. Op de voorwaarde dat de laadstroom ongeveer 1/10 deel van de nominale capaciteit bedraagt is een redelijke laadtijd mogelijk. Door de hoge laadspanning ontstaat gasontwikkeling in de batterij wat een circulatie van de elektrolyt tot stand brengt. Er kan hierbij door overlading waterverlies optreden. Het gaat hier om relatief goedkope apparaten die steeds toezicht en batterijonderhoud vergen. Toezicht en handmatig uitschakelen is noodzakelijk, opdat er geen overlading volgt. TIP: Om de levensduur van uw semi-tractie batterij te verlengen is het raadzaam deze laadmethode eenmaal per kwartaal uit te voeren Wa - karakteristiek Zoals bij de W-karakteristiek, echter met laadautomaat, waardoor de lading wat betreft tijd wordt begrensd, hetgeen overlading voorkomt. Meestal wordt geladen tot een spanningsgevoelig component (bijvoorbeeld spanningsrelais) het bereiken van 2,4 Volt/cel laadspanning vaststelt; dan wordt een schakelklok gestart, die de lader na enkele uren of na het laden van een bepaald aantal Ah uitschakelt. Toepassing: stationaire installaties en schepen (bufferladen) Celspanning Laadstroom [% l 10] Uz W en Wa t L [h] l 6

9 1.6.3 IU en IUoU-karakteristiek De veiligste volledige lading in een acceptabele tijd wordt mogelijk met laadapparatuur dat over een elektronisch werkend controlesysteem beschikt. Deze besturing schakelt het laden bij een storing, defecte of verouderde batterijen uit. Ook netspanningvariaties worden gecompenseerd. Er wordt geladen met constante laadstroom. Bij het bereiken van de gasspanning zal er ook een automatische spanningsbegrenzing plaatsvinden. Enkele eigenschappen zijn: Zeer snelle gedeeltelijke lading. Volledig laden duurt langer. Deze karakteristiek wordt toegepast in auto s. De dynamo is uitgerust met een regelaar die is afgesteld op circa 14 Volt. Het typerende van lu-lading is dat de laadstroom, nadat de regelspanning is bereikt, vrij sterk terugloopt. Als de batterij geheel vol is, zal deze laadstroom zo klein zijn geworden, dat hij niet meer schadelijk is. Uitschakeling hoeft dus niet te gebeuren. Bij toepassing van IU -lading over langere perioden of zelfs continu, zal echter wel overlading optreden. Vanzelfsprekend zijn nog andere combinaties van karakteristieken mogelijk. Over het algemeen zal de benodigde automatische regeling of bijzondere schakeling de prijs van de apparatuur verhogen. Een bij aanschaf duurdere geregelde lader levert echter de beste prijs- / kwaliteitsverhouding wat betreft prestatie en bedrijfstijd Celspanning Laadstroom [% l 10] Uz l IU t L [h] 7

10 2. Veiligheidsvoorschriften 2.1 Algemene maatregelen Als algemene veiligheidsmaatregel en omdat door het verkeerd behandelen van de batterij het vrijgekomen laadgas, in uitzonderlijke gevallen, explosief kan zijn, adviseren wij u de volgende voorzorg te nemen. Lees eerst de gebruiksaanwijzingen. Schakel de lader uit voor het aansluiten van de batterij. Voor het laden/naladen eerst alle verpakkingsmateriaal verwijderen, zodat een goede gasafvoer is verzekerd. Open vuur en vonken vermijden in de directe omgeving van de batterij. Batterij met een vochtige doek schoonmaken, dit voorkomt statische lading. 2.2 Voorkomen van explosies Het verkeerd behandelen van de batterij kan in extreme gevallen tot explosie leiden. De vrijkomende gassen kunnen onder bepaalde omstandigheden explosief zijn. Voor uw eigen veiligheid dienen de volgende punten in acht worden genomen: Uitwendige oorzaken: Door vonken in de directe nabijheid van de batterij, zoals bij het monteren van de kabel, als: a) De batterij in het voertuig wordt in of uitgebouwd. b) Een tester wordt aan gesloten. c) Er startkabels worden aangesloten. Door elektrostatische lading vooral van een pas geladen batterij als: a) De batterij met een poetsdoek opgewreven wordt. (gebruik dus altijd een vochtige doek) b) De verpakking van gevulde batterijen uit folie bestaat. c) Werkkleding langs de batterij schuurt tijdens transport. d) De batterij over een vloertapijt wordt geschoven. Door open vuur, gloed, aansteker, sigaret, lasapparatuur en gereedschap. Inwendige oorzaak Indien tijdens de ontlading /lading een vonkoverslag ontstaat tussen de platen en/of verbinders als deze niet in aanraking met het zuur zijn. 8

11 2.3 Veiligheidspictogrammen Iedere batterij moet zijn voorzien van bepaalde veiligheidspictogrammen. De betekenis van deze pictogrammen is als volgt: Volg de aanwijzingen op de batterij in de gebruiksaanwijzing en in de handleiding van de auto op. Oogbescherming dragen. Kinderen uit de buurt van accuzuur en batterijen houden. Attentie: ontploffingsgevaar. Tijdens het laden van batterijen ontstaat een uiterst explosief knalgas, daarom: Vuur, vonken, open licht en roken verboden. Vonkvorming bij het werken met kabels en elektrische apparaten voorkomen evenals elektrostatische ontladingen vermijden. Kortsluiting voorkomen. Etsgevaar Verdund zwavelzuur, de elektrolyt van batterijen, is corrosief en sterk bijtend, daarom: Oogbescherming dragen Werkhandschoenen (zuurbestendig) dragen E.H.B.O. Zuurspatten in het oog onmiddellijk tenminste tien minuten met schoon stromend water uitspoelen! Een arts raadplegen. Zuurspatten op de huid en kleding onmiddellijk met soda of zeepsop neutraliseren en met veel water naspoelen. Is accuzuur opgedronken, mond spoelen en veel water drinken, direct een arts raadplegen. Geen braken teweegbrengen. Laat de arts onmiddellijk het Veiligheidsinformatieblad zien. Na inademen veel verse lucht toedienen en voor alle zekerheid een arts raadplegen. Waarschuwingen Batterijen niet onafgedekt aan direct daglicht blootstellen. Ontladen batterijen kunnen bevriezen, daarom droog en koel bewaren. Gevulde, bedrijfsklare batterijen onmiddellijk laden als de spanning lager is dan 12,4Volt Geen wondermiddelen aan de batterij toevoegen. 9

12 NEDERLAND Johnson Controls Autobatterijen B.V. Postbus AC ROTTERDAM Tel.: +31 (0) BELGIË Johnson Controls Autobatterie N.V./ S.A. Henri Genessestraat Brussel Tel.: +32 (0) februari 2007