Niewielkie miasteczko Zwickau położone we wschodniej części Niemiec wielu osobom kojarzy się z legendarnym Trabantem. Jednak właśnie tutaj znajduje się także największy na świecie zakład produkujący akumulatory VARTA Start-Stop Plus w technologii AGM (Absorbent Glass Mat).

Na zaproszenie polskiego oddziału koncernu Johnson Controls udaliśmy się do Zwickau, aby na żywo zobaczyć jak powstają akumulatory stosowane w nowoczesnych pojazdach z systemem Start-Stop.

Widok na fabrykę z zewnątrz

Fabryka w Zwickau ma bardzo długą historię. Została założona w 1884 roku przez firmę Friemann & Wolf. Początkowo w tym miejscu produkowano lampy górnicze. Zakład został przejęty przez koncern Johnson Controls w 2001r. W tym czasie rozpoczęto przygotowania do produkcji akumulatorów w technologii AGM, która ruszyła w styczniu 2002r.

Początkowo, w 2002 roku, zakład był w stanie wyprodukować 600 000 sztuk akumulatorów rocznie, jednak w kolejnych latach wydajność fabryki była stale zwiększana. W 2011r. rozpoczęto prace rozwojowe, które docelowo mają pozwolić na produkcję aż 6,6 mln sztuk akumulatorów w technologii AGM rocznie.

Jak wygląda proces produkcji akumulatorów AGM?

W trakcie zwiedzania fabryki z powodu styczności z kwasem i ołowiem, które są wykorzystywane do produkcji akumulatorów, niezbędne jest założenie rękawiczek oraz okularów ochronnych. Niestety w trakcie wycieczki po fabryce zakazane jest robienie własnych zdjęć, jednak po prezentacji otrzymaliśmy profesjonalne zdjęcia korporacyjne przygotowane przez Johnson Controls.

Na początek warto zobaczyć akumulator Varta AGM w przekroju, aby zrozumieć jak jest skonstruowany. W tym miejscu można pobrać całą nową ulotkę reklamową Varta, z której można dowiedzić się więcej na temat produktów oferowanych przez tą markę.

Zdjęcia poniżej przedstawiają proces powstawania kratek oraz płyt stosowanych w akumulatorach.

Na wielu etapach produkcji, poszczególne elementy akumulatora są poddawane inspekcji.

Na kolejnym zdjęciu widoczne jest pomieszczenie w którym gotowe już akumulatory są ładowane. Na żywo miejsce to wygląda jak ogromna plantacja akumulatorów. W procesie formowania, na akumulatorach znajdują sie menzurki z elektrolitem, który podczas ładowania akumulatora jest wchłaniany przez separatory oprózniając menzurkę.

Po formowaniu akumulatora elektrolit zostaje całkowicie zaabsorbowany przez separator, dzięki czemu wywiera on równomierny nacisk na masę czynną.

Jednym z elementów kontroli jest sprawdzenie wymiarów akumulatora. Jest to proces wyrywkowy, nie wszystkie akumulatory muszą być ręcznie badane przez człowieka. Takie odstępstwo od normy jak chociażby zbyt nisko osadzona końcówka ogniwa, dyskwalifikują akumulator. W przypadku wystąpienia tego typu nieprawidłowości, co nie zdarza się jednak często, jej przyczyny są weryfikowane na poszczególnych etapach produkcji i następnie usuwane.

Gotowe akumulatory, zanim trafią do klientów, na 48 godzin są odstawiane do specjalnego pomieszczenia. Po tym czasie są jeszcze raz poddawane testom napięcia, tak by zachować pewność, że produkt który trafia do klienta jest najwyższej jakości.

Dlaczego w samochodach z systemem Start-Stop muszą być montowane specjalne akumulatory?

Nowo wyprodukowane pojazdy mogą być wyposażone w podstawowy lub zaawansowany system Start-Stop. W obu sytuacjach zadanie tego nowoczesnego systemu sprowadza się w głównej mierze do ograniczania emisji CO2 poprzez wyłączanie silnika w momencie zatrzymania samochodu i ponowne uruchomienie silnika, gdy konieczne jest kontynuowanie jazdy.

Na uwagę zasługuje zaawansowany system Start-Stop, którego funkcjonalność została wzbogacona o akumulację energii hamowania (proces rekuperacji) oraz alternator ograniczający ładowanie akumulatora w momencie przyspieszania, jak również inne układy ograniczające zużycie paliwa.

W każdym przypadku działanie systemu Start-Stop uzależnione jest od wielu czynników, jak na przykład: temperatura otoczenia, temperatura silnika, żadana temperatura wewnątrz pojazdu itd. Najważniejszym i podstawowym czynnikiem jest poziom naładowania akumulatora, ponieważ jest on sercem samochodu Start-Stop.

Akumulator połączony jest z elektroniką pokładową poprzez system zarządzania akumulatora (BMS – Battery Management System) lub inteligentny sensor (IBS – Intelligent Battery Sensor), które dokładnie monitorują jego stan oraz jego współpracę z pozostałymi systemami pokładowymi. Zastosowanie systemu Start-Stop zapewnia odpowiednio zredukowaną emisję CO2 przy jednoczesnym funkcjonowaniu wszystkich urządzeń poprawiających komfort użytkownika podczas postoju, jak na przykład podgrzewane fotele, klimatyzacja postojowa.

Akumulator Start-Stop dostosowany jest do częstego uruchamiania silnika bez znacznej utraty energii. Jego sprawność widoczna jest przede wszystkim w ruchu miejskim, w którym ze względu na obecność skrzyżowań z sygnalizacją świetlną, dochodzi do średnio czterech uruchomień silnika na kilometr. Akumulator, poddawany tu cyklicznym obciążeniom, musi niezawodnie pracować nawet przy częściowym stanie jego naładowania. Poza tym musi szybko akumulować energię z alternatora lub z odzyskanej energii hamowania w procesie rekuperacji.

Dlatego tak istotne jest aby akumulator odpowiadał zaleceniom producenta. W przeciwnym wypadku może dojść do niesprawnego funkcjonowania redukcji CO2 oraz urządzeń komfortowych. Należy zaznaczyć, że akumulatory konwencjonalne nie powinny być  stosowane w samochodach z funkcją Start-Stop ponieważ ich użycie może spowodować przedwczesną awarię nie tylko akumulatora, ale również elektroniki pojazdu. Należy stosować tylko dedykowane akumulatory, takie jak Varta Start Stop EFB i AGM, które gwarantują niezawodność funkcjonowania przy odpowiedniej odporności cyklicznej.

Start-Stop to nie tylko wyzwanie dla akumulatora… ale także dla warsztatu

Akumulator w pojazdach z system Start-Stop stanowi niezwykłe wyzwanie dla niezależnych warsztatów samochodowych i serwisów akumulatorowych, ponieważ jego wymiana to często bardzo skomplikowany proces.

Akumulator może być zamontowany w różnych, czasem trudnodostępnych miejscach, co w połączeniu z dodatkową i nadmierną ilością połączeń elektrycznych zdecydowanie utrudnia proces jego wymiany.

Ponadto, w większości pojazdów wyposażonych w system Start-Stop do wymiany akumulatora niezbędne jest urządzenie diagnostyczne wspomagające proces wymiany i rejestracji akumulatora. Często niezbędne jest także podłączenie alternatywnego zasilania, ponieważ inaczej można doprowadzić do zablokowania komputera samochodu.

Firma Johnson Controls stworzyła program serwisowy VSSP, który ma być rozwiązaniem na powyższe wyzwania. W ramach programu, firma oferuje warsztatom i serwisom akumulatorowym między innymi wsparcie techniczne, praktyczne szkolenia, narzędzie diagnostyczne VSSP 2.0 oraz oczywiście najwyższej jakości akumulatory Varta Start-Stop wykonane w technologii EFB oraz AGM.

Jednym z ważniejszych elementów tego programu jest urządzenie diagnostyczne VSSP 2.0, które poprzez połączenie do gniazda EOBD umożliwia wykonanie testu systemu Start-Stop, w tym przede wszystkim akumulatora.

Urządzenie diagnostyczne wyszukuje również informacje o awarii przyrządów sterujących systemem Start-Stop celem ich usunięcia. W przypadku konieczności wymiany akumulatora urządzenie za pomocą komunikatów graficznych przedstawia lokalizację akumulatora oraz przeprowadza krok po kroku przez cały proces wymiany akumulatora Start-Stop.

Końcowa faza wymiany obejmująca jego rejestrację w systemie danego pojazdu, gwarantuje kompatybilność akumulatora z elektroniką pokładową poprzez systemy zarządzania akumulatorem BMS i/lub IBS zapewniając prawidłowe funkcjonowanie systemu Start-Stop. Proces wymiany akumulatora przy pomocy urządzenia VSSP 2.0 generuje również raporty z możliwością ich wydruku celem udokumentowania przeprowadzonych testów i wymiany akumulatora.

Jesteśmy “skazani” na Start-Stop

Wprowadzenie na rynek systemów typu Start-Stop jest spowodowane koniecznością dostosowywania się producentów samochodów do norm Unii Europejskiej.

Obecne przepisy i zalecenia Unii Europejskiej, mające na celu szeroko rozumianą ochronę środowiska zmuszają producentów samochodów, aby dostarczali na rynek pojazdy o znacznie obniżonej emisji CO2. W roku 2010 emisja ta wynosiła średnio 152 g/km, do roku 2015 jej granica musi obniżyć się do 130g/km.

W początkowym okresie producenci pojazdów zdecydowanie ograniczali inwestycje w ekologiczne rozwiązania i koncepcje, natomiast z chwilą pojawienia się restrykcyjnych przepisów obejmujących wysokie kary pieniężne dla producentów pojazdów w przypadku przekroczenia nowej, maksymalnej granicy emisji CO2 (ok. 95 Euro za każdy g/km) nastąpił aktywny rozwój technologii Start-Stop.

W niedalekiej przyszłości Start-Stop będzie podstawowym systemem w niemalże wszystkich pojazdach, ponieważ obniża emisję CO2 średnio od 8 do 10%. Już dziś korzysta z niej ponad 3 miliony pojazdów, natomiast  w roku 2015 ich liczba z pewnością przekroczy 30 milionów.

Oznacza to, że w ciągu paru lat przestawi się na nią ponad 70% wszystkich nowo wyprodukowanych samochodów, a technologia Start-Stop stanie się nowym standardem przemysłu samochodowego przez kolejne 15 – 20 lat. Dlatego warsztaty niezależne, aby móc sprostać oczekiwaniom zmieniającego się dynamicznie rynku,z pewnością będą musiały zaprzyjaźnić się z tą technologią, aby nie tracić klientów na rzecz serwisów autoryzowanych.