בדיקת מצבר


מאבחן שבא לבדוק מצבר עושה זאת לרוב כאשר לקוח מתלונן שהרכב מתקשה להתניע בעיקר בבוקר או, כאשר הלקוח התלונן שהתניע את מנוע הרכב באמצעות כבלי התנעה ומצבר עזר. בטרם מחליפים את המצבר בחדש יש לוודא שהלקוח לא שכח, אורות דלוקים, שאין זרם זליגה גדול מהמותר, שיש טעינה טובה ושחיבורים על המצבר נקיים ומהודקים. בדיקה נכונה של המצבר צריכה להראות האם המצבר תקין וטעון, האם המצבר תקין אך פרוק וזקוק לטעינה או שהמצבר פסול. בכתבה זו נסקור את כל שיטות בדיקת המצבר.
כדי לבחון את מצב המצבר, ישנם מספר שיטות ומספר שלבים לביצוע האבחון:
  • בדיקה ויזואלית של מצבו הכללי.
  • בדיקת המשקל הסגולי באמצעות הידרומטר (שיטת בדיקה מיושנת אך המדויקת ביותר במצברים עם פקקים שניתנים לפתיחה), בדיקה זו מציינת את המצב הכימי של המצבר .
  • בדיקת המצבר בעומס חשמלי גדול לצורך בדיקת ההתנגדות הפנימית של המצבר. בדיקה זו מיושנת והיא בדיקה משלימה לבדיקת המשקל הסגולי.
  • בדיקת המצבר בעומס חשמלי של מתנע הרכב עצמו תוך כדי שימוש במד מתח.
  • בדיקת המצבר באמצעות מכשיר אבחון אלקטרוני הבודק את ההתנגדות הפנימית של המצבר ללא עומס חשמלי גבוה אלא באמצעות הזרמת זרם משתנה לזמן קצוב.

בדיקת מתח המצבר וזרם המצבר בזמן התנעה

נתוני היצרן המופיעים על גבי המצברים

כל יצרן מצברים מדביק על המצבר מספר מדבקות, כשהחשובה ביותר מבחינה מקצועית מתארת את הנתונים הטכניים של המצבר, לדוגמא:  12V 60Ah  350A EN
  • 12V – מציין את מתח המצבר.
  • 60Ah – מציין את קיבול המצבר באמפר שעות, כלומר, נתון זה מציין שבמשך 20 שעות ניתן לצרוך זרם של 3 אמפר מבלי שמתח כל תא במצבר ירד מתחת ל – 1.75 וולט ( 10.5 וולט למצבר שלם) כאשר טמפרטורת האלקטרוליט בתחילת הפריקה לא עלתה על 27 מעלות צלסיוס (60Ah = 20 X 3).
  • 350A – מציין את זרם ההתנעה בקור (CCA - cold cranking amps) – הנתון מציין את כושר ההתנעה של המצבר בטמפרטורה נמוכה של מינוס 18 מעלות צלסיוס. בעבר התקן הגרמני בדק שמתח תא אחד לא ירד מתחת ל – 1.4 וולט לאחר 30 שניות ולאחר 180 שניות, אסור למתח התא לרדת מתחת לוולט אחד.
  • (EN) – מציין את התקן של נתוני המצבר. מספר התקן חשוב לבדיקת מצבר עם מכשיר בדיקה אלקטרוני.
  • (RC) – מציין את הקיבול הרזרבי במצבר, כלומר, כמה זמן יספק מצבר חדש טעון במלואו 25 אמפר בטמפרטורה של 26.7 מעלות צלסיוס תוך קיום מתח של 1.75 וולט לתא (10.5 וולט למצבר שלם).
כל אחד ממכשירי בדיקת המצברים האלקטרונים, יכול לבדוק את המצברים לפי אחד מהתקנים המופיעים לעיל:
DIN – מכון התקנים הגרמני.
SAE – אגודת מהנדסי הרכב.
IEC – הועדה הבין לאומית האלקטרו טכנית.
EN – הסטנדרט האירופאי.
JIS – תקני התעשייה היפנית. 

בדיקת המצבר

מטרת בדיקת המצבר לאבחן האם המצבר תקין, או פרוק וזקוק לטעינה או לא תקין וזקוק להחלפה. כדי לבחון את מצב המצבר יש תחילה לבצע בדיקה ויזואלית של המצבר, לוודא שהקטבים נקיים מקורוזיה, יש לראות את תווית נתוני היצרן של המצבר ואת תאריך ההנפקה וההתקנה של המצבר המוטבע על המצבר, לאחר מכן יש לבדוק את המצבר לפי אחת מהשיטות  הרשומות מטה:
ציוד הבדיקה הנדרש לאבחון: 1. לפי התקנים הסטנדרטים הבין לאומיים SAE J537 ולפי שיטות הבדיקה הישנות שהיו מקובלות ע"י חשמלאי הרכב ונלמדות בבתי הספר המקצועיים – בדיקת משקלו הסגולי של האלקטרוליט במצבר ובדיקת פריקת המצבר בעומס. 2. בדיקת קיבול רזרבי (RC) ובדיקת זרם התנעה בקור (CCA) ומצב טעינת המצבר SOC) - state-of-charge) באמצעות מכשיר אלקטרוני המבצע בדיקת מוליכות זרם חילופין (AC) דרך המצבר.

1. בדיקת המשקל הסגולי

בדיקת המשקל הסגולי באמצעות ההידרומטר מעידה על מצב המצבר וטעינתו. אם הוספנו מים מזוקקים למצבר, יש להטעינו בזרם הפעולה הנורמאלי למשך 30 דקות לפחות, לקביעת מצבו האמיתי. למידת חום הסביבה יש השפעה על קריאות המשקל הסגולי והצפיפות של האלקטרוליט. לפיכך יש לקזז את הקריאות המתקבלות בהתאם לשינויים בטמפרטורה.

בדיקת המשקל הסגולי באמצעות ההידרומטר

כדי לקבוע את הקריאה הנכונה של צפיפות האלקטרוליט, כאשר מידת חומו שונה מ – 26.7 מעלות צלסיוס, יש להוסיף 4 נקודות (0.004) למשקל הסגולי עבור כל ירידה של 5.5 מעלות צלסיוס מתחת 26.7 מעלות צלסיוס, או להוריד 4 נקודות (0.004) למשקל הסגולי עבור כל עליה של 5.5 מעלות צלסיוס מעל ל - 26.7 מעלות צלסיוס.
לדוגמא: המדידה של ריכוז האלקטרוליט ב – 15.7 מעלות צלסיוס מציינת שהמשקל הסגולי הוא 1.230. הואיל והמידות של לוח ההידרומטר נערכו בטמפרטורה 26.7 מעלות צלסיוס, לכן ההפרש בין הטמפרטורה הוא:      15.7 – 26.7 = 11 מעלות צלסיוס. היות ויש להוסיף פעמיים 0.004, ולכן התוצאה המתוקנת של הקריאה תהייה:  1.238 במקום 1.230. 

זכור !

ככל שטמפרטורת המצבר גבוהה יותר, כך ריכוז האלקטרוליט יורד וגם ההתנגדות הפנימית של המצבר יורדת, ולכן, מתח הטעינה חייב להיות נמוך יותר וזאת בכדי למנוע טעינת יתר.
הטבלה שלעיל מראה את הקשר בין מצבו של מצבר אופייני לבין המשקל הסגולי של האלקטרוליט שבתוכו.

קריאת המשקל הסגולי מצב טעינת המצבר
משקל סגולי 1.290 - 1.260 טעון   %  100
משקל סגולי  1.260 - 1.235 טעון   %  75
משקל סגולי  1.230 - 1.205 טעון   %  50
משקל סגולי  1.200 - 1.170 טעון   %  25
משקל סגולי  1.160 - 1.140 קיבול קטן מאד
משקל סגולי  1.135 - 1.110 מצבר ריק

כאשר מבצעים בדיקה השוואתית של המשקל הסגולי בכל אחד מתאי המצבר ומגלים הבדלים שמעל ל – 0.050 בין תא לתא, יש לפסול את המצבר עקב מצב פנימי לא תקין.
ההבדל של 50 נקודות (0.050) בין תא לתא נובע מריכוז חומצה באלקטרוליט לא שווה בין התאים, הדבר נובע מפגם פנימי, קצר פנימי, ובלאי בלוחות המצבר. במצב זה חייבים להחליף את המצבר.

זכור!

היות ולפני בדיקת משקלו הסגולי של מצבר, יתכן שהוסיפו מים מזוקקים, לכן בדיקה זו אינה משמשת עדות אמינה למצבו של המצבר. יחד עם בדיקת משקל סגולי מומלץ לבצע בדיקת פריקת מצבר בעומס.

2. בדיקת פריקת המצבר בעומס

בבדיקה זו משתמשים כדי לוודא את כושרו של המצבר לספק זרם בעוצמה רבה למשך זמן קצר. בדיקת משקל סגולי תעיד על מצבם של אותם מצברים המוכרים כתקינים בדרך כלל, אך אין היא נותנת מידע על גורמים נוספים העלולים להביא לאי תקינות של המצבר, כגון: חומצת המצבר באלקטרוליט תקינה (עקב הוספה למצבר ע"י בעל מקצוע) אך הלוחות פגומים או מקוצרים. בדיקת פריקה בעומס גדול, יכולה להראות את התנאים השוררים בתוך המצבר, שאין אפשרות לראות זאת באמצעות בדיקת המשקל הסגולי. בדיקה זו מתבצעת באמצעות מכשיר המצויד במד מתח ובנגד עם התנגדות נמוכה והספק גבוה, נגד קבוע או משתנה, שדרכו ניתן לפרוק את המצבר לזמן קצר. 
לצורך הבדיקה יש לחבר את מהדקי המכשיר לקוטבי המצבר, ולהפעיל את העומס החשמלי במכשיר למשך זמן שלא יעלה על 20 שניות, בדיקה קצרה יותר עלולה להראות שמתח המצבר לא נופל ועלולים לחשוב שהמצבר תקין. המצבר במצב תקין כאשר מתח מצבר של 12 וולט לא נופל מתחת ל – 9.6 וולט. במצבר של 6 וולט אסור למתח מצבר תקין לפול מתחת ל – 4.5 וולט.
במכשירים שיש להם עומס משתנה (נגד משתנה) ומצוידים במד זרם, יש להסתכל על קיבול המצבר ולהעמיס את המצבר בזרם עומס פי שלוש מקיבול המצבר. לדוגמא: מצבר שקיבולו 60 אמפר שעות נעמיס אותו  ב - 180 אמפר (A 180 = 60 X   30).

שים לב!

יש לוודא שחיבור מהדקי המכשיר לקוטבי המצבר יהיה מהודק ותקין, היות וחיבור רופף בזמן הבדיקה יגרום לניצוצות בין מהדקי המכשיר לקוטבי המצבר ומגע הניצוצות עם הגזים הנפלטים מהמצבר יכולים לגרום לפיצוץ. 

בדיקת מצבר במכשיר עם עומס קבוע

3. בדיקת פריקת המצבר בעומס של מתנע הרכב

ישנה שיטה נוספת ומהירה לבדיקת מצבו של המצבר, כשהוא מורכב ברכב. יש לחבר מד מתח במקביל למצבר הרכב, יש לנתק נתיך משאבת דלק בכדי שהמנוע לא יתניע (או למנוע את התנעת המנוע מבלי שמערכת ההזרקה תפעל, בכדי למנוע הצפת המנוע ונזק לממיר הקטליטי). יש להפעיל את מתנע הרכב ולא באופן רצוף יותר מ – 30 שניות. במידה ורוצים לבדוק שנית יש להמתין בין הבדיקות מספר דקות. במצבר תקין אסור למתח המצבר לרדת מתחת ל – 9.6 וולט.

בדיקת מצבר בעומס המתנע המקורי ברכב

4. בדיקת המצבר באמצעות מכשיר אלקטרוני המבצע בדיקת מוליכות זרם חילופין (AC) דרך המצבר.

שיטת הבדיקה החדשה של זרם ההתנעה בקור (CCA) במצברים ע"י בדיקת מוליכות זרם חילופין (AC) הוצגה בשנת 1992. בשיטה זו לא מעמיסים את המצבר בזרם גבוה, הבדיקה לוקחת מספר שניות, אין ניצוצות במגעי המצבר, המכשיר אינו מתחמם ותוצאות הבדיקה מוצגות בצורה דיגיטלית וניתנות להדפסה, דבר שנדרש כיום ממרכזי השרות של היבואנים עקב החלפה מרובה מדי של מצברים תקינים, שלא נבדקו כראוי. אחת המגבלות של שיטת בדיקה זו היא ששיטת הבדיקה אינה לפי הסטנדרט של SAE, כמו כן בשיטה זו לפעמים סוללה תקינה נכשלת ואילו לפעמים סוללה תקולה עוברת כתקינה (תלוי כמובן גם בסוג מכשיר הבדיקה). כמו כן ישנם מכשירים שאינם מסוגלים לקרוא את הקיבול הרזרבי (RC). למרות חסרונות אלה שיטה זו הופכת לסטנדרט מקובל לחיזוי מצב חיי הסוללה.
בשיטת בדיקה זו יצרני המכשירים מזרימים  אות זרם חילופין בתדירות בין 80 ל – 100 הרץ לתוך המצבר וזאת כדי להקטין את ההיגב הקיבולי שבתוך המצבר (היות והמצבר פועל כקבל לכן בתוכו כאילו קיים נגד בטור לקבל המחובר במקביל לעוד נגד נוסף). עקב כך נוצר פיגור בין המתח והזרם ולכן יצרני ציוד האבחון טוענים שהם יכולים לזהות התנגדות בתחומים של 50 מיקרואוהם, באמצעות ההתנגדות הפנימית ניתן לזהות את מצב המצבר. שיטה נוספת המקובלת בבדיקת מצברים היא בדיקת מוליכות זרם חילופין בתדירות משתנה שהומצאה ע"י חברת Cadex. בשיטה זו מזרימים זרם חילופין לתוך המצבר בתדירות בין 20 ל – 2000 הרץ  וזאת 24 פעמים. הבדיקה לוקחת 20 שניות שבמהלכן יש מעבר נתונים של 40 מיליון נתונים. שיטה זו שרשומה כפטנט בארה"ב מאפשרת קבלת נתונים של הקיבול הרזרבי של המצבר (RC), מצב זרם התנעה בקור (CCA) ומצב טעינת המצבר SOC) - state-of-charge).

בדיקת מצבר באמצעות מכשיר אלקטרוני המזרים זרם חילופין (AC)

בשיטת בדיקה זו יש לחבר את המכשיר למצבר, יש לוודא שמתג ההצתה סגור ואף צרכן אינו מופעל. יש לבחור את אחד התקנים הנ"ל המופיעים על המצבר הנבדק, כמו כן את נתון זרם ההתנעה בקור  (CCA). במידה וקיים במכשיר הבדיקה ובמצבר גם נתון של הקיבול הרזרבי (RC), יש להכניס נתון זה למכשיר. ברגע הפעלת המכשיר, יעברו מספר שניות שלאחריהם יציג המכשיר את המצב העכשווי של הנתונים (כפי שנראה באיור בדוגמא לעיל). בנוסף יופיע המידע של מצב המצבר: תקין, זקוק לטעינה או לא תקין.
מידע נוסף בנושא זה בפרט ובנושא מצברים בכלל ניתן למצוא בקישור הבא: http://batteryuniversity.com