Veranderend acculandschap vraagt om geavanceerde apparatuur

Hierin (blijven) investeren loont

Door de niet te stuiten opmars van de elektrische auto is het acculandschap het laatste decennium drastisch veranderd: moderne auto’s beginnen steeds meer te lijken op miniatuur-elektriciteitscentrales. Het testen van de accu beperkt zich dan ook niet langer tot het meten van het voltage alleen. De moderne testapparatuur geeft een totaalbeeld van de gezondheid en betrouwbaarheid van de accu; het is diagnoseapparatuur geworden. Voor garagebedrijven is het zaak in dergelijke apparatuur te (blijven) investeren teneinde de slag niet te missen.

Mini-elektriciteitscentrale

Nog niet zo heel lang geleden waren alle motorvoertuigen voorzien van een conventionele brandstofmotor. De rol van de accu was daarbij eenduidig: het leveren van energie voor het starten van de motor en voor de elektrische systemen. De elektrische auto neemt momenteel in hoog tempo de automotivemarkt over.

Nu de mechanische en hydraulische componenten gaandeweg zijn ‘verdrongen’ door complexe elektrische systemen, bijvoorbeeld de start-stoptechnologie, en door de komst van geheel nieuwe typen voertuigen krijgt de auto steeds meer het karakter van een rijdende mini-elektriciteitscentrale. Het accupakket wordt als gevolg daarvan steeds complexer met alle bijhorende problemen van dien.

Konden startkabels bij een haperende startaccu nog uitkomst bieden, bij elektrische voertuigen is er wel wat meer nodig om het euvel te verhelpen.

Accuproblemen

Mede om die reden vertoont het aantal accuproblemen - doorgaans hoog genoteerd in de top tien van frequente pechgevallen - een stijgende lijn. Accuproblemen zijn vaak terug te voeren op een technische oorzaak, een gebruikersfout en/of slijtage. In het laatste geval zijn onder meer lange inactiviteit of zeer lage of hoge temperaturen de oorzaak.

Accuproblemen zijn vaak terug te voeren op een technische oorzaak, een gebruikersfout en/of slijtage

Symptomen van een ‘naderend einde’ zijn dat de accu beduidend sneller leeg raakt dan voorheen en dat de geleverde stroom niet (langer) voorziet in de energiebehoefte van de auto. Ook laadt de accu (te) langzaam en onvoldoende op. Diepe ontlading is echt een ‘aanslag’ op de levensduur van een accu. Een volledig lege accu kan het best weer worden ´gereanimeerd´ door deze heel langzaam te laden met een zogeheten druppellader.

Aankoopcriteria

Door het veranderende acculandschap is het testen veel meer geworden dan het meten van het voltage alleen: de moderne test-/diagnoseapparatuur geeft een totaalbeeld van de gezondheid en de betrouwbaarheid van de accu. Alvorens over te gaan tot aankoop is het zaak goed te overwegen welke criteria naast de prijs-kwaliteitsverhouding nog meer van belang zijn:

• de diagnoses die kunnen worden gesteld;
• de programmeerbaarheid van het systeem;
• de mate waarin het systeem up-to-date is en de updatevoorwaarden en -kosten daarvan;
• de mogelijkheid tot het realtime lezen en evalueren van gegevens;
• de wijze van grafische gegevensverwerking, al dan niet met een printoptie.

De prijs van professionele diagnoseapparatuur ligt afhankelijk van de functies en de grafische mogelijkheden tussen de twee- en de achtduizend euro.

‘Conventionele’ testmethoden

De eenvoudigste manier om een accutest uit te voeren is en blijft het meten van de spanning met behulp van een (digitale) volt- of multimeter. Is de exacte spanning bekend, dan is de zogeheten laadstatus vast te stellen aan de hand van een tabel.

Meting via de OBD2-interface

Benzinemotoren geregistreerd vanaf 2001 en diesels geregistreerd vanaf 2004 beschikken over een OBD2-interface, waarbij OBD staat voor On Board Diagnostics. Als de apparatuur via een adapter op de OBD2-poort is aangesloten, kan de computer worden uitgelezen, en volgen eventueel foutcodes. De universele foutcodes - de zogeheten Diagnostic Trouble Code (DTC) - bestaan uit vier cijfers voorafgegaan door een letter, bijvoorbeeld p0171:

• code 'p' − van powertrain − betreft de aandrijflijn, onder meer motor en versnellingsbak;
• code 'c' − van chassis − heeft betrekking op het chassis, onder meer ABS- en ESP-systemen;
• code 'b' − van body − betreft de carrosserie, onder meer verwarming en verlichting;
• code 'u' − van user network − betreft de netwerken, onder meer de CAN-buscombinatie.

De fabrikantspecifieke foutcodes zijn merkafhankelijk; met name bij de goedkope(re) testapparaten geven deze vaak problemen.

Conductancemeting

Tijdens een accutest kan ook een conductancemeting worden uitgevoerd. Daarbij wordt de interne geleiding gemeten, een maat voor de interne weerstand van de accu. Een gezonde accu beschikt over een hoog inwendig geleidingsvermogen (high ‘conductance’).

Als gevolg van veroudering van de accu, corrosie en sulfatering neemt het actieve plaatoppervlak af en daarmee het inwendig geleidingsvermogen. Als de auto net heeft gereden, kan de accuspanning verhoogd zijn. Dit probleem is eenvoudig op te lossen door kort de lampen in te schakelen, wat de oppervlaktespanning wegneemt. 

Accutestapparatuur moet tegenwoordig in staat zijn de verschillende accutypen én het elektrische systeem te testen

‘Nieuwe’ testmethoden

De komst van een brede range van elektrische voertuigen heeft geleid tot nieuwe accutestmethoden, aangezien het testen van een aandrijfaccu, bijvoorbeeld een high voltage Li-ionaccu, nu eenmaal anders verloopt dan het testen van een SLI. ‘Meten met voorkennis’ is dan een voorwaarde. Bekend moeten zijn:

• het type accu: een AGM-, EFB-, gel- of bijvoorbeeld Li-ionaccu; elk accutype kent zijn eigen testalgoritme;
• de positie van de accu: in of buiten het voertuig;
• de opgegeven CCA-waarde en de meetstandaard waarmee die is vastgesteld, bijvoorbeeld DIN of JIS (te vinden op de accu in de vorm van een ETN-code of als een via de smartphone afleesbare QR-code).

Diagnostische software maakt het tegenwoordig mogelijk te testen op celniveau. Dit gebeurt eveneens via de OBD2-aansluiting in het voertuig. Belangrijke hulpmiddelen zijn verder:

• de battery cycler: deze analyseert de werking van de batterij door de respons van de cellen in de tijd te meten tijdens laad-/ontlaadcycli, het zogeheten cycleren van de accu. Dit levert informatie op over zaken als de capaciteit, het rendement en de mate van zelfontlading van de accu;
• de impedantietester: deze wordt toegepast om een bruikbare indicatie te krijgen van de SoC van een cel door te kijken hoe de spanning reageert wanneer een passende belastingsstroom aan de cel wordt onttrokken. Bij een geringe daling is de betreffende cel nog redelijk vol, bij een sterke daling is deze nagenoeg leeg.

Ook het doormeten van het laadsysteem is van belang, aangezien dit alle elektrische componenten van stroom voorziet en de accu geladen houdt. Deze meting vindt bij voorkeur plaats in de volgende vier situaties: bij een stationair toerental, bij stationair toerental terwijl de stroomverbruikers zijn ingeschakeld, bij verhoogd toerental en bij een verhoogd toerental met de verbruikers aan. Is de spanning bij draaiende motor rond de 14,2 volt, dan werkt het laadsysteem naar behoren.

Kansen

De gemiddelde levensduur van een ICE-accu bedraagt tegenwoordig 3 tot 5 jaar; voor het accupakket van een elektrische auto is dat gemiddeld 10 tot 20 jaar. Een juist gebruik en het regelmatig testen van de accu − in principe bij elke onderhoudsbeurt − is een must.

De gehanteerde accutestapparatuur moet daarbij in staat zijn de verschillende accutypen én het elektrische systeem te testen. Aangezien eenvoudige testapparatuur dan niet langer volstaat, is het voor garagebedrijven zaak te investeren in accudiagnoseapparatuur met een breed toepassingsgebied: dé manier om zich te onderscheiden en zich te verzekeren van een gegarandeerde bron van inkomsten voor de toekomst.

Met medewerking van Ecobat Battery en Snap-on Tools

BEGRIPPENKADER
AGM-accu: droge loodaccu waarin het accuzuur zich bevindt in geweven glasvezelmatten die tussen de loodplaten zijn gepositioneerd (AGM staat voor Absorbed Glass Mat).
BEV: een geheel elektrische met één of meerdere elektromotoren aangedreven auto. Het accupakket bevindt zich doorgaans in de bodem van de auto (BEV staat voor Battery powered Electric Vehicle).
CCA-waarde: classificatie voor het vermogen van een accu om de motor te starten bij lage temperaturen (CCA staat voor Cold Cranking Ampères).
Cnom of nominale capaciteit: maat voor het aantal ampère dat de accu per uur kan leveren, uitgedrukt in ampère-uur (Ah).
COV: het voltage kort voordat de accu stopt met het leveren van energie aan het elektrisch circuit (COV staat voor Cutt Off Voltage).
C-waarde: de verhouding tussen het werkelijke aantal uren voor het COV wordt bereikt en de Cnom. Bij 1C zal de accu in 1 uur ontladen.
EFB-accu: natte loodaccu waarbij zich een extra weefsel − polyfleece − bevindt op de positieve plaat (EFB staat voor Enhanched Flooded Battery).
Gelaccu: droge loodaccu waarbij het elektrolyt een tussen en rondom de scheidingsplaten aanwezige gel is.
ICE: voertuig dat alleen wordt aangedreven door een interne verbrandingsmotor (ICE staat voor Internal Combustion Engine).
Lithiumionaccu of Li-ionaccu: een oplaadbare accu die veelvuldig in elektrische auto's wordt gebruikt, vooral vanwege de hoge energiedichtheid en de lange levensduur.
SLI-accu: natte loodaccu voor het starten van de auto en het ontsteken van de verlichting (SLI staat voor Starting Lighting Ignition).
SoC: de laadstatus of ladingstoestand, zijnde de verhouding tussen de resterende en de maximaal leverbare acculading, uitgedrukt in procent (SoC staat voor State of Charge).
SoH: de werkelijke capaciteit van het moment oftewel de mate waarin de accu nog zijn oorspronkelijke hoeveelheid energie kan bevatten (SoH staat voor State of health).
Sulfatering: het verschijnsel dat de poriën van het accuplaatoppervlak zich in (deels) ontladen toestand vullen met loodsulfaat waardoor herladen niet langer mogelijk is.