Batterier

Här är tänkt att under en tid göra en sammanställning av så mycket information som möjligt om de olika batterityperna som normalt är alternativ för att ha som batteri i sin fritidsbåt.

Urvalet just nu är 12V bly batterier. Men kanske kommer sammanställningen att kompletteras med mer "moderna" batterityper och också batterier med lägre spänning (vilka då seriekopplas för att få 12V/24V).

Alla batterier kommer att jämföras gentemot en "normbank" om 3 stycken 80Ah batterier av typen "Våta, öppna" nedan.

Våta, öppna - förbrukningsbatteri

Beskrivning

Den "klassiska" typen av batteri som byggs upp av 6 celler som vardera består av plattor som är särskilda med flytande batterivätska (syra).

Ett fulladdat batteri klarar kyla bra. Det fryser vid ca. – 67C och det gör f.ö. nog vem

som helst. Värre blir det om batteriet är urladdat. Då kan det frysa redan vid några grader under noll. Detta är ytterligare ett skäl till att hålla batteriet laddat under vintern.

Ett bra vått batteri klarar 1000 laddcykler.

Pros

Lower initial cost
Accepts higher recharging voltages
Less vulnerable to overcharging
Good deep-cycle performance with proper care
Less weight per Ah than gel or AGM

Cons

Must be installed upright
Requires periodic maintenance
Requires ventilation
Higher rate of self-discharge (6% to7% per month)
More fragile in high vibration environments
Corrosive battery acid can be spilled if battery case is ruptured or overturned.

Fördelar

Billigt. Typiskt 2000 kronor för en "normbank".

Nackdelar

Kräver påfyllnad av vätska.
Kan läcka vätska om de lutas för mycket eller går sönder.
Fryser om de är urladdade och det blir kallt.

Våta, öppna - startbatteri

Beskrivning

Samma som "förbrukningsbatteri" ovan men i en kraftigare konstruktion för att tåla ett högre strömuttag.

Användbart belastningsområde är mellan 90% och 50% = 40% av normbankens kapacitet.

Fördelar

Se "förbrukningsbatteri" ovan.

Nackdelar

Se "förbrukningsbatteri" ovan.

Våta, slutna - "fritidsbatteri"

Beskrivning

Samma som "förbrukningsbatteri" ovan men i en kapsling som är tät vilket gör att vätska inte kan läcka ut och därmed inte fyllas på.

Ett Maintenance Free batteri, MF, är normalt ett öppet batteri där man i konstruktionen hållit ner gasningen

och dessutom gjort batterilådan så tät att ev. gaser håller sig på plats. Genom att ha mycket syra så räcker vätskan hela dess livstid utan påfyllning.

Fördelar

Se "förbrukningsbatteri" ovan.

Nackdelar

Se "förbrukningsbatteri" ovan.

AGM

Beskrivning

AGM (Absorbent Glass Mat) (Absorbed eller Absorption används ibland istället för Absorbent) är en teknik där vätskan (elektrolyten) är bunden i glasfiber mattor som ligger mellan plattorna i cellerna.
Ett VRLA-batteri (Valv-Regulated Lead-Acid). En säkerhetsventil finns som öppnar och släpper ut gas vid allvarligt fel någonstans i systemet.
Vätgasen som frigörs vid den negativapolen reagerar med syrgasen som frigörs vid den positivapolen och bildar vatten. Därmed blir batteriet "självförsörjande" på vatten.
Slutet batteri (sealed battery).
Ingen vätska behöver/kan tillföras.
Ventilerar ingen (väldigt lite) gas - mycket litet behov av ventilation. Öppnar vid mellan 2 och 40 psi tryck inne i batteriet beroende på typ av batteri (högre är normalt bättre).
Användbart belastningsområde är mellan 90% och 30% = 60% av normbankens kapacitet.
Kan laddas konstant med 2,35V per cell vid 25 grader C.
Kontinuerlig laddning med 2,70V per cell skadar cellerna (vätgas/syrgas läcker ut).
För snabb laddning (för hög ström) skadar cellerna (vätgas/syrgas läcker ut).
Plattorna kan göras i alla former (platta, runda, spiralformade) vilka alla har sina olika egenskaper och fördelar enligt tillverkarna.
Tål lägre temperaturer än våta batterier.
Tål stötar bättre än våta batterier.
Tål vibrationer bättre än våta batterier.
Laddas långsammare än våta batterier? Motsägs ibland till att de tar laddning snabbare än våta...
Känsligare för höga temperaturer.
Kortare livslängd än våta batterier (som sköts på rätt sätt).
Mindre självurladdning än våta batterier.
Ingen möjlighet att kontrollera elektrolytens status.
Can hold up to 1.5x more power than a traditional lead acid due to purer lead

Pros

No maintenance (except periodic external cleaning)
Sealed batteries cannot spill
Can be installed at any angle
Shock and vibration resistant
No gas release
Low self discharge (3% per month at 77°F)
Submersible without damage
Long cycle-life
Can be shipped via UPS

Cons

High initial cost
New technology-short time in marine market
More weight per Ah than flooded
Water cannot be replaced after overcharge
Går att använda som startbatteri - men ej den perfekta lösningen.
Går att djupurladda - men är ej den perfekta lösningen.

Fördelar

Tar en större procentuell grad av tillförd laddström (=laddas upp snabbare).
Tåligare än GEL-batterier.
Cyklingståligheten är tre gånger högre än för ett vanligt standardbatteri.
Helt underhållsfritt.
Kan placeras i alla positioner.

Nackdelar

Dyra - cirka 4500 kronor för en "normbank".

GEL

Beskrivning

GEL är en teknik där vätskan (elektrolyten) är blandad med "silica dust" vilket skapar en gel som ligger mellan plattorna i cellerna.
Se AGM...
Tål lägre temperaturer än våta batterier.
Tål stötar bättre än våta batterier.
Tål vibrationer bättre än våta batterier.
De har bra kapacitet, men tack vare det lite högre motståndet i syran så kan de vara begränsade som startbatterier. De tål djupurladdningar mycket bra, dvs. när man tömmer batteriet ända ner till 20 % State Of Charge. Gelébatterier är mycket robusta och används t.ex. ofta i skurmaskiner, golfbilar.

Pros

No maintenance (except periodic external cleaning)
Sealed batteries cannot spill
Can be installed on side (with 10% capacity loss)
Low-temperature tolerant
Shock and vibration resistant
No gas release
Long cycle-life
Low self-discharge (3% per month at 68°F)
Can be shipped via UPS

Cons

High initial cost
More weight per Ah than flooded
Water cannot be replaced after overcharge

Fördelar

Nackdelar

Tål skakningar sämre
Mycket känsliga mot för hög laddspänningar
Känsliga mot stora urladdningsströmmar.
Dyra

Nickel-Kadmium

Nickel-Metallhydrid

Litium-Jon

Much lighter than AGM type batteries
Higher power at lower current
Upp till 3x mer energi än ett AGM-batteri (likvärdig fysisk storlek).

Batteri-nyckeltal

Ah - Ampere-timmar. Teoretiskt kan ett batteri på 80Ah belastas med 10A i 8h innan det är helt slut. I praktiken kan/vill man inte ladda ur ett batteri helt vilket minskar den användbara effekten. Vid en låg belastning kan man ladda ur mer, vid en hög belastning mindre, innan batteriet tar slut. Kapaciteten mäts genom att lägga på en konstant last och se hur lång tid batteriet håller sig ovanför 10,5V. Den vanligaste i Europa är antalet Amperetimmar, Ah.

Riktigt så enkelt är det dock inte. Man anger dessutom för hur lång tid det gäller. Vanligast för ett mindre batteri är C10, vilket står för att man laddar ur under 10 timmar medan bilar oftast talar om C20, vilket följaktligen står för urladdning under 20 timmar. Även här stämmer jämförelsen med hur långt man kommer på en tank. Om man kör fortare, dvs. laddar ur med en högre ström, så kommer man inte riktigt lika långt. C10-värdet är följaktligen lite lägre än C20. I industriella sammanhang talar man dessutom om C5, C2 och C1. Samma princip, olika urladdningstider. Högre är normalt bättre för en given fysisk storlek på batteriet.

RC - Reserv Capacity - Då lägger man på en rel. hög ström,

25A, och mäter hur många minuter batteriet håller sig över 10,5V. Ett typiskt bilbatteri ligger på runt 100 minuter.

CCA - Cold Cranking Amps. Hur många Ampere man kan dra från ett batteri som är –18C under trettio sekunder utan att batterispänningen understiger 7,2V. För ett bilbatteri är värdet 600-800A. Ett högre värde är normalt bättre.
MCA - Marine Cranking Amps. Annan variant av CCA.

'CA - Cranking Amps. Annan variant av CCA.

PCA - Pulse Cranking Amps. Annan variant av CCA.
Cykler - Hur många gånger batteriet kan laddas ur (ner till en viss nivå) och sedan laddas fulla igen.

Referenser

http://www.xpnd.se/pdf/Batterier_laddning_rev4.pdf