lauantai 28. joulukuuta 2024

Miksi akkukoko on pienentynyt

 

Keskustelujen pohjalta
Toki isolla akullakin on puolustajansa. Siinä on paljon voimaa vaikka ei olisikaan täynnä latausta. Mutta se painaa ja maksaa. Ainakin perinteisissä lyijyakuissa on ollut ongelmana se että vanhenevat nopeammin mikäli eivät ole hyvässä latingissa liki koko ajan. Nykyään aiempien Guzzien akkukoot starttaavat keskikokoisten autojen dieselmoottoreita.

Molempia on
Itse olen intoutunut, osittain, luopumaan lyijyakuista, erityisesti isoista jotka olivat vakiona pyörää ostaessa vielä 80-luvulla. Niiden hinnat ovat edelleenkin kalliita. Isoilla akuilla tarkoitan yli kolmenkymmenen amppeeritunnin (Ah) akkuja. Itsellä on 1400 kuutiosenttimetrin V2-moottorilla varustettu pyörä jossa on kaksi kautta ollut suht pieni runsaan 10Ah:n litiumakku murheitta. Jos maksettua hintaa ei lasketa murheeksi. Linkki akkupuuhiin.

Allekirjoittanut
On omaa, myönteistä, kokemusta asiasta mutta en tiedä onko se tieteellisesti täysin validia tietoa. Saa antaa palautetta alla kerrotusta. Lähinnä kokemusperäistä tietoa jota ovat vahvistaneet aikoinaan 70-luvulla käyty autonasentajaoppi ammattikoulussa, apumekaanikko-varusmiesaliupseeri ilmavoimissa ja lentokone- sekä avaruusalusasentajana Suomessa ja ulkomailla. Myöhemmin hyshysfirmassa puolustusvälineteollisuudessa. Ennenaikaisella sairaseläkkeellä työtapaturman vuoksi ja nyt jo tavallisella eläkkeellä. On ollut aikaa miettiä ja muistella. Vapaa-ajalla Smoton puheenjohtaja ja hallituksen jäsenenä pitkään, Gruppo Moto Guzzi Finlandian hallituksessa, perustamassa erinäisiä moottoripyöräkerhoja, Liikenneturvan hallintoneuvostossa ja, ajoittain, Brysselissä motoristien etuja ajamassa. Aina jostain tarttuu tietoa. Tietenkin paljon matka-ajoa eri pyörillä.

Nykyinen akkukoko
Useimmissa bensiinikäyttöisissä, isoissakin, nykymoottoripyörissä ne ovat, enää, vain noin 20Ah tehoisia. Pienemmissä pyörissä pienenpiä. Käytössä on sekä perinteisiä lyijyakkuja että litiumakkuja. Jälkimmäisen käyttöönotossa pitää olla selvää soveltuuko se kyseiseen pyörään. Käytännössä kyse on akkutyyppien jännite-erosta. Litumakku painaa vain murto-osan mitä lyijyakku. Siitäkin voi olla etua. Ainakin sporttisissa pyörissä.

 

Tällä yhdistelmällä jo kaksi ajokautta. Akun ohessa tulleella älylaturilla voi ladata myös vanhempia akkutyyppejä.

Kuvassa menossa
Akun lataus heti uutuuttaan kaksi suvea sitten. Laturin näyttö näytti että yli 75% on latausta. Se lienee turvallinen säilytysasetus tälle akulle.

Akkujännite (V) ja virtamäärä (Ah)
Lyijyakussa se on noin 12 volttia ja litiumakussa noin voltin korkeampi. Sen sijaan amppeerituntien eli akun sisältämän kokonaisvoiman määrä on litiumakussa lyijyakkua huomattavasti alhaisempi. Sähköä eli amppeeritunteja on litiumakussa vähemmän. Asia on hiljalleen tasoittumassa kun akkuja kehitetään. Näillä näkymin akkuteknologiaa tutkitaan ihan tosissaan ja kehitystä tapahtuu vilkkaan. Liikenne kun muuttuu sähköiseksi kevyemmän kaluston osalta. On sähkörekkojakin liikenteessä, toistaiseksi kokeiluluonteisesti, tosin. Itsekin, viikottain kuljen sähköbussilla ja/tai raitiovaunulla. Jälkimmäinen ei käytä akkuja. Tietääkseni, erään Jussin kanssa, olemme maamme ensimmäiset sähkömoottoripyörän rakentaneet ja tieliikenteeseen saattaneet. Toisen tekoon puutuin myöhemmin. Mutta se tuli kilpakäyttöön.

Mitä hyötyä Volteista ja Amppeereista
Litiumakussa on hieman enemmän voltteja eli jännitettä ja vähemmän amppeereita eli virtaa jota se luovuttaa hetkessä pienestäkin akusta tehokkaammin kuin lyijyakku. Mutta kumpaakaan ei kovin kauaa sillä tehotiheys on pienempi kuin perinteisemmillä akuilla. Toisaalta: tehokas käynnistyspulssi takaa tehokkaan käynnistyksen. Kunhan käynnistinmoottori ja latausjärjestelmä ovat kunnossa.

Akun ulkomitat
Merkittävin asia, kun akkua valitaan, napaisuusjärjestyksen ohella, on mitoitus koska pyörissä on, useimmiten, rajoitettu tila akkukotelon muodossa. Jos normi lyijyakku on noin 18Ah:n akku niin sen litiumakkuvastine on noin 12Ah eli tehoeroa on vain 6 amppeerituntia. Kuten tuolla edellä jo kirjoitin niin se ei ole varsinainen kynnyskysymys sillä litiumakun purkauskyky tehokas ja latautumiskyky nopeampi kuin perinteisellä lyijyakulla. Latautumisprosessi on, lyijyakkuun verrattuna, nopeampi. Siksi pieni tehotilavuus ei ole ongelma.

 

Perinteiset akut jotka ovat edelleen kunnossa. Teipissä lukee kumpi on kumpaan pyörään. Sekä kyljessä hankintakuukausi ja -vuosi. Ovat vielä hyvässä vedossa. Suljettua tyyppiä.

Suljettu akku
Niitä alkoi ilmestyä enenevässä määrin vuosituhannen vaiheessa. Kyseinen akkutyyppi on suljettu eikä sen akkuhapon haihtumisesta ole pelkoa. Happo ei siis pääse kyllästymään tai vähenemään siksi että sillä olisi pääsy ulos. Muitakin hyviä puolia happoakun suljetusta tilasta on sillä ulos pääsevä, pienikin määrä akkuhappoa, syövyttäisi orgaanisia aineita ja terästä sekä aiheuttaa korrroosiota.

Jännite ja virta järjestelmissä
Litiumakussa on korkeampi perusjännite lyijyakkuun verrattuna joka vaatii sille soveltuvan latausjärjestelmän vaikka nyt kyseessä olevan litiumakkumerkin väitetään soveltuvan myös vanhoihin latausjärjestelmiin. Latausjännitteen pitää olla noin yhden Voltin verran korkeampi kuin ladattavan akun ilmoitettu lepojännite. Koska lyijyakun jännite on noin 12V ja litiumin noin 13V on se, esimerkiksi, käynnistysmoottorin kannalta yhdentekevää. Muutkaan komponentit, kuten hehkulamput, ledit sekä muut valaistus ja merkinantovälineet eivät paljoa perusta onko eroa noin yhden voltin verran. Sen sijaan suuri virranantokyky (Purkausteho) on positiivinen asia. Laitteet toimivat tehokkaasti kun sähkö kulkee. Käynnistinmoottori vaikuttaa toimivan huomattavasti tehokkaammin mutta se ei johdu volteista vaan sähkövirran määrästä, amppeereista, koska litiumakku luovuttaa niitä halukkaammin. Hetkellistä tehoa on runsaasti. Moottorinohjaus toimii, nimellisesti, 12 voltin jännitteellä. Toisaalta se ei tehoa ihan kauheasti vaadi eli kuluta niin ei sinne sitä kauhesti menekään. Jatkuvasti käyvän polttoainepumpun lämpenemistä voisi epäillä mutta se on bensiinin sisällä tankissa eli sille on jatkuva nestejäähdytys. Kaasuläpän askelmoottori voisi olla herkkä isommalle jännitteelle mutta en ole sen toiminnassa huomannut muutosta. Jos jonkin sähkölaitteen toiminnassa on hankaluutta, esimerkiksi juuri mainittu askelmoottori, kasvaa virran määrä, ei jännite. Se tapahtuisi alemmassakin jännitteessä. Mutta tämänhän jokainen Peruskoulun käynyt sähkökemiasta ja fysiikasta tietää jo ennestään.

Kyky latautua ja purkautua
Lyijyakun latautuminen ja purkautuminen on hitaampaa verrattuna nykyisiin litiumakkuihin. Tasapeliin tarvittaisiin isompi lyijyakku että purkautumiskyky eli purkausvirran hetkellinen teho olisi sama. Litiumakku myös ottaa virtaa vastaan tehokkaasti lyhyessä ajassa mikä on sen kyky myös purkautumisessa.

Lataus- ja purkauskertojen määrä ja aika
Kyseinen asia on se jolla akun kykyä ja laatua mitataan. Ei riitä että akku säilöö virtaa vaan virran käyttö kulutuksen ja latauksen vaihdellessa on se tekijä joka akkua rasittaa eniten. Laatuakuissa sitä on pyritty pitämään korkeana eli akku sietää purku- ja latauspulsseja paljon. Myös se kuinka paljon sähkövirtaa tarvitaan käyttökertaa kohden. Jos moottorin käynnistys on vain sipaisu starttinappiin niin kulutuspulssi on lyhyt ja akku purkautuu vain vähän. Jos moottoria pitää "sahata" käyntiin eli käynnistinmoottoria pyöritetään akkuvoimalla pitkään tapahtuu merkittävää purkautumista ja sen jälkeinen akun lataustoimi kuluttaa sekä bensiiniä että akkua. Energiaa muutetaan toiseen muotoon joten, luonnollisesti, syntyy häviötä. Tein välilatauksen kesällä -24 koska pyörä jäi käyttämättömäksi joksikin aikaa ja irrotin akusta maakaapelin. Tosin tauko olikin pidempi kuin kaksi viikkoa. Lomareissumme kestikin yli kuukauden mutta autolla. Osa ajasta Mökillä ja osa Savonlinnan hyvässä kaupungissa. Myöhemmin kotitallissa akkukaapeli kiinni ja ajoon. Toistaiseksi ei litiumakusta ole ollut ongelmaa.

Miksi on pienentynyt
Enää ei tarvita nk. puskuritehoa eli akun suuren amppeerituntimäärän reserviä. Digitaalisen ruiskutuksen tulon yhteydessä akut pienenivät sillä käynnistyminen oli suhteellisen varmaa joka kerta ja kaikissa olosuhteissa. Enää ei tarvittu kuljettajan osaamista siitä että paljonko ryypytystä käytetään milläkin ilmanalalla ja pitääko kaasukahvaa kääntää samaan aikaan ja minkä verran. Toki aina samalla pyörällä ajava henkilö oppii kaasutinpyöränsä metkut. Mutta epäonnistuessa saattaa käydä niin että kokeillaan sitä ja tätä ja pikkuakkuhan ei sellaista sietäisi. Mutta isossa on latinkia. Myös käynnistinmoottoreiden tekniikka on kehittynyt hieman energiaystävällisimmiksi vuosien myötä. Sama koskee muitakin polttomoottoriajoneuvoja. Ne Guzzimallit, joissa on hihnavetoinen laturi, tuottavat todennäköisesti litiumakulle soveltuvaa latausvirtaa ja -jännitettä.

 Laturin matkassa tuli myös akkutesteri jolla pikaisesti voi selvittää akun ominaisuuksia ja sen hetkisen teho-olettaman. Kulkee mukana pienen kokonsa ansiosta.

Ison akun ongelma
Akun täynnä ollessa kaikki on hyvin ja toimii. Tyypillinen ilmiö, omallekin kohdalle sattunut, on että pätkäajossa jossa on hidasta liikkumista ruuhkassa, poikkeamisia asioille jolloin moottori on sammutettuna ja toistuvasti käynnistetään. Kun tällaista toistuu niin akku ei ehdi täyttyä niin ei olekaan voimaa käynnistykseen. Akku taas ei tykkää, ei happoakku eikä litiumakku, olla vajaassa latauksessa. Iso akku on myös kovin painava. Se vaikuttaa ajokokemukseen: kulutukseen, kiihdytykseen ja jarruttamiseen sekä hidastaa nopeiden liikkeiden tekemistä.

Pienen akun ongelma
Varauksen määrä on täynnä olevassa akussa kohtuullisen suuri jos se on latautunut täyteen. Jos ei ole kunnon latingissa niin sen teho ja purkauskyky on heikennyt. Vastapainona pieni akku latautuu täyteen nopeaan. Silloin on tehoa riittävästi ja akun käyttöajan ikäodote on useampia vuosia. Litiumakulla, parin vuoden oman kokemukseni mukaan, on käynnistyminen ripeää ja sen jälkeinen latautuminen hyvin nopeaa. Moottorin ei tarvitse käydä kauaakaan kun akku on täydessä latauksessa. Säästyy, ehkä, bensiiniä kun ei tarvitse käyttää sitä lataukseen. Varsinkin jos akku on jo ikääntynyt. Mainittakoon että 1400 Californiassa on moniurakiilahihnan käyttämä tehokas autotyyppinen laturi.


 1400 Californian vaihtovirtalaturi irtaallaan "ison huollon" aikana. 
 
Laturikokonaisuus
Vaikka nimi on vaihtovirtalaturi niin sen ainoasta ulos tulevasta johtimesta tulee noin jännitteeltään hieman yli 13V tasavirtaa eli toisin sanoen laturin sisällä on tasasuuntaaja ja lataussäädin vakiona. Ei ulkoisia tasasuuntaimia tai tai lataussäätimiä erikseen jotka tarvitsevat oman johdinsarjansa kuten vielä 80-luvulla oli.

Akkujen huollettavuus
Lyijy-happo-akulla oli ennen huoltotarve. Akkuvettä joutui lisäämään sen haihduttua ja latauksesta piti pitää huolta. Nykyään sen on saanut unohtaa. Kunhan peruslataus on kunnossa. Puhutaan suljetusta akusta. Merkittävä parannus lyijyakuissa. Litiumakulla on tarve olla hyvässä latauksessa vaan ei ihan täynnä. Niissä voi olla sisäisiä säätimiä joka suojelee akkua liialta tai liian alhaiselta jännitteeltä. Jos laitetaan ajoneuvoon kumpi tahansa akku niin sen voi, käytännössä, unohtaa sinne jos ajoneuvoa käytetään säännöllisesti. Moottoripyörien suhteen on talvisäilytys pieni rasite akulle ja sen omistajalle. Akkutyypistä riippumatta se kannattaa irrottaa ajoneuvon virtapiiristä. Toinen tapa on hankkia nk. ylläpitolaturi joka kytketään talven ajaksi akkuun. Toimii, osittain, lyijyakulle. Siinä on vain se ongelma että ylläpitolaite purkaa ja lataa akkua sykleittäin. Se on myös akun käyttöä eli akku kuluu. Toki voi olla niin hyviä laitteita että ylläpito on akulle riittävän hellävaraista. Litiumakun voi unohtaa ja ottaa taas keväällä käyttöön mutta muutoin irti virtapiiristä. 

Kokeilua
Itselläni on tämä kokeeksi. (12Ah) Hinta on pudonnut merkittävästi kahdessa vuodessa. Toki saan yritykseni kautta melkoisen alennuksen myös. Amppeeritunteja ei ole paljoa ulkomitoiltaan vastaavan kokoiseen 18Ah lyijyakkuun verrattuna. (Tosin löytyi Stormin valikoimista vain akku jossa napaisuus on eripäin. Muutoin samanlainen.)

Hinnoittelu
Karkeasti voisi sanoa että yhden, fyysisesti samankokoisen, litiumakun hinta, vielä nykyisin, on noin kaksi - kolme kertaa suurempi kuin lyijyakun. Käytännössä, jos hintaa katsotaan vain akkujen tehosisällön osalta, amppeeritunteja on litiumakussa kovin vähän verrattuna lyijyakun tehosisältöön nähden. Sähköä on litiumakussa vain murto-osa mitä lyijyakussa. Vain litiumakun lyijyakkuun verrattuna nopeampi purkautumiskyky on se joka tasaa puntteja. Sopii siis käynnistysakuksi mutta ei kovin hyvin sähköperämoottorin voimanlähteeksi. Vaikka olisi kevyt kantaa veneeseen. Pitää muistaa ottaa airot mukaan.

Työn alla
Tosin liki vuoden tauolla ollut projektipyörä T3 California jossa on uusi 950cc moottori sekä digitoidut sytytys että ruiskutus sekä mekaaninen ahdin. Siihen aion laittaa myös 12Ah:n litiumakun koska olen siihenkin soveltanut hihnavetoisen autotyypin laturin. Palaan asiaan joskus myöhemmin jos valmista tulee.

Valmiiksi hapotetut halpisakut vs. laatuakut
Yleensä aina hapotettu tuntemattomana päivämääränä joskus mutta ostopäivämäärä laitetaan kassalla maksaessa akun "syntymäpäiväksi". Laki on muuttunut siten että kansalainen ei voi akkua hapottaa vaikka happokasetti on aika yksinkertainen laite käyttää. Olen, sentään, saanut katseella osallistua kun akku hapotetaan myyjäfirman puolesta hygieenisissä olosuhteissa. Mutta hintakin on tupla halpisakkuun verrattuna. Että sikäli olen tyydytetty kun kallis akku on kestänyt monta vuotta harmeitta. Kyseisessä pyörässä yli 20.000 kilometriä. Toistaiseksi. Tätä kirjoittettaessa, korkeintaan, neljä kuukautta ajokauden alkuun. Halpakaupassa noin 20Ah:n akku maksaa, tyypistä riippuen 60 - 120€.

Kylmäominaisuudet
Omasta kokemuksestani olen huomannut että yöksi 25 asteen pakkaseen jäänyt dieselautoni ei inahtanutkaan kun piti lähteä kotimatkalle. Audin akku kun siirrettiin yön ajaksi lämpimään, kuten itsenikin, vierihoitoon ja aamulla edelleen 25 pakkasta diesel käynnistyi lämpimällä akulla. Sillä tavalla aloitin ainoan avioitumiseni. Mitä syytän, pakkasta, akkua vai itseäni? Litiumakulla tällaista hiipumista lämpötilan suhteen, tietääkseni, ei ole. Useimmille motoristeille ei tällä lämpötila-asialla liene painoarvoa. Harvempi ajaa pakkasella prätkällä.

Nettoanko käyttämällä litiumakkua?
Ehkä en. Aika näyttää. Jos kävisi niin että ajaisin samalla litiumakulla, vähintään, neljä ajokautta niin olisin, hinnan osalta, kokolailla tasoissa lyijyakun kanssa. Jos menee vielä viidennenkin suven olisin jo hieman voitolla. Itsenikin on vaikea uskoa että niin monta vuotta pärjäisin samalla akulla. Tähän asti, joka ajokaudessa, olen ajanut melkein tai hieman yli 10.000 kilometriä. Siksi pyörän mittarissa on jo yli 60.000 kilometriä. Muut ajot muilla pyörillä.

Pikku muutos piti tehdä
Kuvissa näkyvässä litiumakussa on paljon isommat akunnanvat. U-muotoiset johdinliittimet eivät sopineet napoihin. Taivutin toisen "mutkan" suoraksi. Sen jälkeen liittimet, akkukengät, sopivat nätisti paikoilleen ja taitettu sivu pitää liitoksen heilumatta.

Moto Guzzien laturit kautta aikojen
Tosin ei ole kokemusta kuin 1972-mallisesta GT850 alkaen. Siinä on kiilahihnavetoinen tasavirtalaturi joka pyörii noin kaksi kertaa kampiakselia nopeammin. Lataussäädin, Bosch, kuten sulakkeetkin, ovat takalokasuojan etupuolella. Akku oli melkoisen iso ja perinteinen autonakkutyyppinen kaikkine korkkeineen. Tislattua vettä piti lisätä silloin tällöin "etteivät kennot kuivu". Ilmeisen laturien kehityksen myötä laturi siirtyi seuraavissa malleissa kampiakselin päähän. Se pyörii samaa nopeutta kuin moottori. Siksi piti muistaa ajaa hieman reippaammin että akku latautuisi. Laturit ovat kehittyneet jonkin verran näihin päiviin asti eivätkä tasasuuntaimetkaan, sittemmin, hukkaa kauheasti virtaa. Vain noin vajaat puolet laturin tuottamasta sähköstä "plussähkö" eli se osa joka jää nollan yläpuolelle otetaan talteen. 1400-mallissa, jossa on paljon kulutuskohteita, on siirrytty takaisin vanhaan remmivetoon. Tällä kertaa moniurakiilahihnaan. Vaihdoin omaan pyörääni ja totesin että vanha remmi olisi vielä pärjännyt tehtävässään joitakin kymmeniä tuhansia kilometrejä. Seuraava hihnan vaihto on sadantuhannen kilometrin kohdalla. Saas nähdä missä silloin olen itse ja missä pyörä piilee mikäli on vielä olemassa.

Loppukaneetti
Nyt litiumakku on ollut 1400 Californiassa kaksi kautta. Kolmaskin on odotuksissa ja neljäs vielä haaveena. Vaikka ei olisikaan niin litiumakkukokemus käynnistystehossa ja varmuudessa on ollut vakuuttavaa eli seuraavakin akku tulee olemaan litium-tyyppinen. Suvea odotellessa.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti