Is mijn huishoud accu aan vervanging toe?

Inleiding

In deze blog staat wat je zou kunnen doen als je het idee hebt dat je huishoudaccu slecht is. Het is een wat technisch verhaal, als je dat minder interessant vindt dan zijn de paragrafen “State of Health van de accu (SOH)” en “Zin en onzin van een accutester” niet zo interessant, die kun je dan gewoon overslaan.

Veroudering van een loodaccu

Zonder nu in te gaan op de chemie in een loodaccu, zijn er een aantal mechanismen die voor veroudering zorgen, specifiek in AGM accu’s¹ in volgorde van belangrijkheid:

• Sulfatering, het ontstaan van loodsulfaat kristallen die niet meer in oplossing gaan
• Toename van interne weerstand (corrosie, waterverlies, oppervlakteverlies door sulfatering)
• Verlies van actieve stof (Loodsulfaat)

Hoe hard deze processen gaan hangt van heel veel zaken af. Maar er zijn een aantal zaken die veroudering aanzienlijk versnellen:

• diep ontladen (<50% voor AGM; <20% voor GEL)
• niet heel bekend, maar gebruik bij hogere temperaturen 30-50 °C
• langdurig een grote stroom afnemen bijvoorbeeld met een te grote omvormer, voor een 100Ah accu ligt de grens bij ca 20A. Dus stel je hebt 2x100Ah dan ligt de grens op 40A en kan je omvormer ongeveer 500W zijn

Bij normaal gebruik echter zal ook iedere laad/ontlaad cyclus je accu een beetje verouderen.

Hoe vol zit een accu?

In principe kun je aan de spanning van de accu zien hoe vol deze zit, zie onderstaande tabel.

In de praktijk echter valt het tegen. Deze tabel geldt alleen als de accu niet belast wordt en pas na een half zonder belasting. Op het moment dat een accu flink belast wordt, zegt de spanning helemaal niets meer over hoe vol de accu zit, die wordt dan bepaald door de grootte van de belasting en de (resterende) capaciteit van de accu. Dus stel je hebt een slechte accu met een resterende capaciteit van 40Ah en je zet je diesel standkachel aan die bijvoorbeeld 10A verbruikt dan zal je accumeter meteen het rood induiken, dit wil niet zeggen dat je accu leeg is. Het is vaak wel een voorteken dat je accu slechter begint te worden.

State of Health van de accu (SOH)

De “state of health (SOH)” van je accu geeft aan hoe gezond je accu is. Het is een getal tussen de 0 en 100% en vrij eenvoudig te begrijpen. Het geeft aan wat de resterende capaciteit van je accu is: SOH= resterende capaciteit / initiële capaciteit *100%.

Dus stel je hebt je een accu die nieuw 95Ah capaciteit had en die door veroudering nog maar 76Ah capaciteit heeft, dan is de SOH: 76/95*100%=80%

Conclusies

Vaak heb je al het idee dat je huishoudaccu minder aan het worden is omdat je ziet aan de spanning of de ledjes op het paneel dat die behoorlijk snel lager wordt bij hoge belasting, bijvoorbeeld bij het gebruik van je diesel standkachel. Het hoeft niet meteen te betekenen dat de accu slecht is omdat het bijvoorbeeld koud is of omdat de accu niet helemaal vol zat op het moment dat je naar de spanning keek. Als je het vermoeden hebt dat je accu slecht is, kun je een accutest doen. Zoals je kunt lezen in het stukje over accutesters kun je de SOH of CCA die de accutester ophoest beter met een korreltje zout nemen. De interne weerstand echter geeft wel een aardig inzicht. Omdat we bij Het Camper Atelier vaak AGM accu’s testen van tussen de 80 en 105 Ah en GEL accu’s van rond de 80Ah hebben we een aardig idee wat die waarde ongeveer moet zijn.

Zin en onzin van een accutester (achtergrond informatie)

Cold cracking current

CCA staat voor “cold cranking current”. Buiten de SOH zoals besproken, meten veel accutesters ook de CCA (of een vergelijkbare norm) van de accu. Het CCA getal drukt uit hoeveel stroom de accu kan leveren tijdens het starten in extreme omstandigeheden: ” The number of amps a 12-volt battery can deliver at -17.8°C for 30 seconds while maintaining a voltage of at least 7.2 volts. The higher the CCA rating, the greater the starting power of the battery.”. Normaal is het geen -18 °C en duurt het geen halve minuut voordat je auto start. Is de CCA 850 dan betekent dat dat de accu 850A kan leveren onder deze extreme omstandigheden.

Indirecte meting

Zowel het meten van de SOH als de CCA wordt niet direct gedaan door een accutester, omdat dit heel veel tijd kost of gewoonweg niet mogelijk is. Ik ben redelijk diep in dit onderwerp gedoken en het gros van de accutesters op de markt, duur of goedkoop, meten de interne weerstand van de accu. Bij deze meting wordt de accu belast met een reeks van korte stroom pulsen van b.v. 1A. Dit wil zeggen dat de accu dus kortstondig ongeveer met 12 Ohm belast wordt. Vaak wordt een frequentie van tussen de 125Hz en 1000Hz gebruikt. Als je hier meer over wilt weten kun je zoeken naar Randles model, zie ook onderstaande figuur. In het kort komt het erop neer dat bij deze frequenties de condensator C in dit model een kortsluiting is. Door de open klemspanning te meten en de spanningsval als gevolg van de belastingspulsen kun je de interne weerstand R1 van het electrolyt bepalen.

Met de interne weerstandsmeting en andere informatie over de accu zoals het type, initiële capaciteit, initiële CCA wordt de SOH en CCA berekend. Het verschil tussen een dure en een goedkope accutester zit doorgaans in twee zaken: de kwaliteit van de interne weerstandsmeting en berekening van de SOH en CCA. In de praktijk blijkt dat ook een goedkopere accutester nauwkeurig de interne weerstand kan meten. Tevens is het zo dat de SOH en de CCA bepaald door een dure accutester vaak ook niet nauwkeurig is. Het hangt een beetje af of het type accu dat je test in de database van de fabrikant van de accutester zit. Ook in internationale standaarden ten aanzien van het monitoren van accu’s bijvoorbeeld IEEE 1491‐2012 wordt vooral de interne weerstand gebruikt. In deze standaard wordt het de “internal ohmic value” genoemd.

1. https://www.researchgate.net/publication/336937443_Modeling_the_Dynamic_Behavior_of_12V_AGM_Batteries_and_Its_Degradation ↩︎