Już od 1859 roku akumulator kwasowo-ołowiowy stanowi nieodzowny element niemal wszystkich pojazdów motorowych, w tym hybrydowych i elektrycznych. Chociaż samochody hybrydowe i elektryczne wykorzystują akumulatory litowo-jonowe oraz niklowo-metalowo-wodorkowe do magazynowania energii i napędzania, sprawdzony akumulator 12 V nadal jest używany do zasilania układu elektrycznego.

12-woltowy akumulator kwasowo-ołowiowy nie zawiera ruchomych części, a składa się z sześciu ogniw galwanicznych, z których każde ma pojemność 2,1 V. Każde ogniwo składa się z płyty dodatniej pokrytej dwutlenkiem ołowiu i płyty ujemnej z ołowiu, pomiędzy którymi znajdują się kratka oraz materiał izolacyjny zwany separatorem. Całość zamknięta jest w obudowie z twardego plastiku wypełnionej roztworem wodnym kwasu siarkowego, zwanym elektrolitem. Po przyłożeniu napięcia większego niż 2,1 V do każdego ogniwa wewnątrz akumulatora zachodzi reakcja chemiczna, w efekcie której powstaje gotowa do użycia energia elektryczna.

Przeszłość i teraźniejszość
Od czasu wynalezienia akumulatora kwasowo-ołowiowego w jego konstrukcji nie wprowadzono większych ulepszeń. W połowie lat 70. XX wieku opracowano tzw. bezobsługowe/hermetyczne akumulatory kwasowo-ołowiowe. Nazywanie ich hermetycznymi nie jest do końca precyzyjne, ponieważ niezależnie od nazewnictwa akumulatory bezobsługowe czy hermetyczne nadal wyposażone są w zawór bezpieczeństwa, który rozładowuje wewnętrzne ciśnienie w przypadku przeładowania lub awarii ogniwa. Z tego powodu bywają one też nazywane akumulatorami kwasowo-ołowiowymi regulowanymi zaworem (ang. valve regulated lead acid, VRLA).
Akumulatory VRLA są bezobsługowe, czyli nie wymagają dolewania wody destylowanej, ponieważ zachodzi w nich reakcja chemiczna między tlenem wytwarzanym na płycie dodatniej i wodorem powstającym na płycie ujemnej. W procesie syntezy tych pierwiastków powstaje woda, która wraca do akumulatora, przez co staje się on bezobsługowy.
Bez zbytniego odchodzenia od procesów chemicznych wykorzystywanych w akumulatorach VRLA, ta sama koncepcja konstrukcyjna została rozwinięta w postaci akumulatorów żelowych i AGM (ang. absorbed glass mat). One również klasyfikowane są jako hermetyczne i regulowane zaworem; niemniej istnieją między nimi istotne różnice. W akumulatorze żelowym kwas jest zmieszany z krzemionką, tworząc gęsty żel, natomiast w akumulatorze AGM elektrolit jest zabsorbowany w separatorze z włókninowej maty szklanej.
Ten innowacyjny krok w technologii przynosi wiele korzyści: oba akumulatory są praktycznie bezobsługowe, odporne na wibracje, pozbawione cieczy, która mogłaby wyciec, i mogą być bezpiecznie używane w słabo wentylowanych miejscach. Ze względu na to, że akumulator AGM oferuje wysoką pojemność i rozładowuje się bardzo powoli, jest rozwiązaniem preferowanym w przemyśle motoryzacyjnym i często używanym w pojazdach z systemem stop-start.
Warto przy tym zauważyć, że pojazdy wyposażone w systemy monitorowania akumulatora wymagają ponownej kalibracji po każdej jego wymianie. Systemy monitorowania dostarczają informacji o stanie akumulatora, uwzględniając jego starzenie. W przypadku wymiany wartości w systemie, takie jak natężenie prądu i inne dane akumulatora, muszą zostać zresetowane przy użyciu urządzenia diagnostycznego. Zaniedbanie tej czynności może doprowadzić do przeładowania i skrócenia żywotności akumulatora.
Należy zachować ostrożność podczas stosowania prostowników, ponieważ akumulatory VRLA są przeznaczone do wolnego ładowania prądem o niskiej wartości. Aby zapobiec ich uszkodzeniu, zaleca się używać inteligentnych ładowarek automatycznie regulujących napięcie i natężenie prądu. W przypadku wątpliwości co do kompatybilności i sposobu użycia należy stosować się do zaleceń producenta produktu.

Przyszłość
Przemysł motoryzacyjny nie ustaje w poszukiwaniach nowych rozwiązań. Ostatecznym celem jest wynalezienie akumulatora zdolnego do magazynowania dużych ilości energii elektrycznej i jednocześnie wymagającego stosunkowo krótkiego czasu do pełnego naładowania. Aktualnie prowadzone są badania nad nowymi rozwiązaniami i elementami konstrukcyjnymi, między innymi nad:

• akumulatorami ze stałym elektrolitem – jak sama nazwa wskazuje, zamiast ciekłego elektrolitu wykorzystują substancję w stanie stałym, co pozwala zwiększyć gęstość energii. Niska temperatura robocza przyczynia się do ograniczenia ryzyka pożaru lub wybuchu. Uważa się, że tego typu akumulatory będą miały dłuższą żywotność i niższe koszty produkcji niż aktualnie używane;
• akumulatorami krzemowymi – wykorzystują krzem, mają budowę zbliżoną do akumulatorów litowo-jonowych. W ten sposób zwiększona zostaje pojemność, co przekłada się na zdecydowanie dłuższe działanie akumulatora pomiędzy cyklami ładowania. Krzem jest dostępny w dużych ilościach, więc takie rozwiązanie jest bardzo realistyczną opcją;
• akumulatorami fluorowo-jonowymi, które według inżynierów są w stanie zmagazynować dziesięciokrotnie więcej energii niż akumulatory litowo-jonowe. Jednakże na chwilę obecną akumulatory fluorowo-jonowe pracują jedynie w wysokich temperaturach, więc konieczne jest obejście tego ograniczenia, aby mogły stanowić realistyczne rozwiązanie.

Chociaż akumulator 12 V jest starym wynalazkiem, jego konstrukcja może być nadal rozwijana, a przeszłość pokazała, że doskonalenie właściwości eksploatacyjnych jest procesem powolnym. Nie możemy oczekiwać przełomowych zmian w technologii akumulatorów, które pojawią się z dnia na dzień. Należy się raczej spodziewać, że postęp w tej dziedzinie będzie trwał wiele lat, a nawet dekad.
Moduł Autodata poświęcony odłączaniu i podłączaniu akumulatora zapewnia mechanikom wszystkie niezbędne informacje, by mogli szybko i bezbłędnie wykonywać związane z nimi czynności. Moduł zawiera między innymi: schematy położenia i procedurę odłączania akumulatora; instrukcje, jak przygotować akumulator do odłączenia; oraz listę podzespołów elektrycznych, które trzeba zresetować.

Więcej informacji na stronie www.autodata-group.com