Akkusanasto
Mitä tarkoittaa lyijyakku, syklinen käyttö tai BMS? Akkusanastomme avulla akkutermit tulevat varmasti tutuksi! Tässä julkaisussa avaamme akkuteknologiassa käytettyä sanastoa.
Tuki
Akkulaturi voi ladata akkua useilla eri tavoilla. Tämä tarkoittaa sitä, että jännite- ja virta-arvot vaihtelevat latauksen eri vaiheiden tai akkutyypin mukaan. 3- tai useampi- portaista laturia voidaan käyttää kaikille lyijyakuille. Tämän tekniikan avulla estetään akun vioittuminen latauksen aikana ja se mahdollistaa akun “ylläpidon” eli akku voi olla kytkettynä laturiin määräämättömän ajan.
Akku on laite, joka varastoi sähköenergiaa sähkökemiallisessa muodossa. Ladattaessa akku muuttaa sähköenergian kemialliseksi energiaksi ja purettaessa takaisin sähköenergiaksi. Nämä reaktiot ovat myös käänteisiä, eli akku voidaan jälleenvarata. Jokapäiväisessä puheessa sanaa akku käytetään kuitenkin joskus virheellisesti jopa alkaliparistoista.
Alkaliparisto on yleistynyt puhekieleen nimeksi ei-ladattaville paristoille (primääri paristoille), joissa on alkalista (emäksistä) elektrolyyttiä. Näillä paristoilla on paremmat ominaisuudet ja suurempi kapasiteetti kuin esimerkiksi ruskohiiliparistoilla, joiden elektrolyytti on happopohjainen. Lähes kaikki kaupasta ostamasi "tavalliset" paristot ovat nykyään tämän tyyppisiä.
Ampeeri on SI-yksikkö, jolla virran voimakkuus esitetään. Laitteen tämän mittaamiseen ja nimen yksikölle on antanut ranskalainen fyysikko André-Marie Ampère. Yksikkö on lyhennetty A. Pienempiä osia tästä voidaan esittää jopa tuhannesosa ampeereina (1/1000) eli milliampeereina, joiden yksikkö lyhennettynä on mA.
Ampeeritunti (Ah) on yksikkö, jota käytetään akun kapasiteetin määrittämiseen. Akun kapasiteetti osoittaa, kuinka paljon virtaa voidaan ottaa täyteen ladatusta akusta tietyn ajan. 1 Ah tarkoittaa, että 1 A: n virtaa voidaan ottaa jatkuvasti 1 tunnin ajan. Pienemmissä akuissa ja paristoissa käytetään usein milliampeeritunteja (mAh), mikä on tuhannesosa Ah: sta.
Anodi on sähkökemiallisen järjestelmän negatiivisesti varautunut elektrodi. Toisin sanoen se elektrodi, jolle negatiiviset ionit eli anionit virtaavat.
BMS on lyhenne sanoista "Battery Management System". Se on tekniikka, jota käytetään akuissa ja akustoissa varmistamaan turvallisen latauksen ja akun käytön.
BMU on lyhenne sanoista "Battery Management Unit" ja on osa akun "Battery Management System" (BMS) -järjestelmää. BMU voi kontrolloida useampaa BMS moduulia ja mahdollistaa kommunikoinnin ulkoisten laitteiden, kuten näyttöjen, laturien ja moottoreiden kanssa.
CAN-väylä (Controlled Area Network) on yleisesti käytetty tiedonsiirtoväylä, jota käytetään muun muassa akkujen ja muiden laitteiden väliseen viestintään kehittyneemmissä akkujärjestelmissä. CAN-väylä on saatavana useilla eri tiedonsiirtonopeuksilla, protokollilla ja standardeilla. CAN-väylän kehitti Bosch 1980-luvulla.
Diodi on komponentti, joka päästää virran kulkemaan vain yhteen suuntaan. Niitä käytetään mm. erottamaan akkuja toisistaan tai estämään akun tahatonta purkautumista.
DoD on lyhenne sanoista ”Depth of Discharge” ja se annetaan prosenttina, joka osoittaa kuinka paljon akun kapasiteetista voidaan käyttää ennen kuin sen katsotaan olevan täysin purkautuneen.
DoD 50 % tarkoittaa akun purkamista puoleen sen koko kapasiteetista.
DoD 50 % tarkoittaa akun purkamista puoleen sen koko kapasiteetista.
Akussa tai paristossa oleva materiaali, jossa kemiallinen energia muunnetaan sähköksi. Syntynyt energia saadaan ulos positiivisen ja negatiivisen navan kautta. Elektrodit voivat olla eri materiaaleja, esimerkiksi metallia tai hiiltä.
Elektrolyytti on neste tai väliaine akussa tai paristossa, joka kuljettaa ioneja. Elektrolyytti voi olla happopohjainen tai emäksinen ja se voi olla nestemäinen, kiinteä tai geelimuotoinen.
Eristävän materiaalin nimi akussa ja paristoissa. Erottaa positiivisen ja negatiivisen elektrodin toisistaan.
Lyijyakussa syntyy syttyvää ja "sopivalla" seoksella ilman/hapen kanssa räjähtävää vetykaasua. Siksi ilmanvaihto on tärkeää, kun lyijyakkuja käytetään ja ladataan. Suljetuissa lyijyakuissa (VRLA) kaasut "rekombinoidaan", jolloin syntynyt kaasu palautuu nesteeksi. Monet akkutyypit voivat myös muodostaa ylipainetta, ja siksi ne on lähes aina varustettu varoventtiilillä.
Kenno nimitystä käytetään monista akuista. Tätä nimitystä käytetään usein varsinkin jos kyseessä on jännitteeltään alhainen (1,5-3,7V) akku. Yhdistämällä kennoja rakennat akun tai akkupaketin, jolla on valinnainen kokonaisjännite ja kapasiteetti.
Tekijä esim. 1,4 NiCd: lle tai NiMH: lle, jolla kerrot latausajan kompensoidaksesi häviöt latauksen aikana. Esimerkki: Lataat 1Ah: n akun 1A: lla, teoriassa akku latautuu täyteen 1 tunnissa, mutta latauskertoimen mukana ollessa aika tässä esimerkissä on 1,4 tuntia. Voit nähdä latauskertoimen toisena tehokkuuden mittana. Mikään akku tai energialähde ei ole 100 prosenttinen, koska järjestelmässä on aina häviöitä. Yleinen ja yksinkertainen tapa todeta näitä häviöitä on se, että lämpöä muodostuu sinne, minne sitä ei haluta.
Ladattava akku, jolla on suuri energiatiheys. Nimellisjännite on 3,6-3,7V. Suositellaan pienille ja keskisuurille virroille. Käytetään esim. matkapuhelimissa, radiossa, mittalaitteissa, lääketieteellisissä sovelluksissa ja muissa kannettavissa laitteissa. Suuri määrä kytkettynä sarjaan/rinnan soveltuu myös käytettäväksi sähköajoneuvoissa. Litiumioniakkuja valmistetaan useina kemikaaliyhdisteinä, jolloin ominaisuudet vaihtelevat, esimerkkinä litium-ioni-mangaanidioksidi, jota voidaan kuormittaa suuremmilla virroilla.
Yhteinen nimi erilaisille primääri-paristoille (ei ladattavia), joissa litiumia jossain muodossa käytetään. Korkea kennojännite, 3.0-3.6V, korkea energiatiheys ja pitkä varastointiaika ovat luonteenomaisia kaikille litiumtekniikoille. Nykyään ovat yleistyneet myös litiumparistot, joiden jännite on 1.5 V. Näillä voidaan korvata kuluttajatyyppisiä paristoja, joiden koko on AAA, AA ja 9 V “neppariparisto”.
Litiumakun muunnos, jossa elektrodien (kalvojen) toteutus mahdollistaa akun muotoilun haluttuun muotoon. Voidaan käyttää sekä pienille, että suurille virroille.
Litiumakun muunnos, jonka nimellinen kennojännite on 3,3 V. Voidaan kuormittaa huomattavan suurilla virroilla. Suuri syklien kesto.
Lyijyakku on nimitys/teknologia ladattaville akuille, joiden elektrodeina on kaksi lyijylevyä, ja elektrolyyttinä rikkihappoa. Lyijyakkuja käytetään esim. Käynnistysakkuina, paikallisakkuina energian varastointiin tai syklisinä akkuina, joita ladataan ja puretaan vuoroin.
Sylinterimäinen paristo, jossa korkeus on pienempi kuin halkaisija. Käytetään esimerkiksi kuulokojeissa, kelloissa, kameroissa ja piirilevyissä muistin varmistukseen.
Lyhenne sanoista nikkeli-kadmium. Tarina ulottuu aina vuoteen 1899, jolloin ruotsalainen Waldemar Jungner keksi NIFE-akun. Nykypäivän kennoja on saatavana erilaisina erikoismalleina esim. korkeisiin lämpötiloihin tai nopeaan lataukseen. NiCd: llä on erittäin alhainen sisäinen vastus.
Nikkeliliuskat ovat “levyjä” joita käytetään, kun yhdistetään akkukennoja yhteen pistehitsauksella. Näin napoja yhdistämällä saadaan sarjaan tai rinnan kytkemällä eri jännitteisiä ja kapasiteettisia akkupaketteja. Nämä liuskat on valmistettu puhtaasta nikkelistä hyvän hitsattavuuden takaamiseksi. Liuskoja hitsataan akkukennoihin myös juotospisteiksi, sillä jos yrität juottaa suoraan akkukennon napaan ilman juotosliuskaa on suuri riski, että kennot tuhoutuvat.
Akkuun tai kennoon merkitty kapasiteetti Ah (ampeerituntia) tai mAh. Todellisuudessa akusta saatava kapasiteetti riippuu muun muassa kuormitusvirrasta, lämpötilasta ja valitusta loppujännitteestä.
Lyhenne sanoista nikkelimetallihydridi. Ladattava akku, jossa vaarallinen raskasmetalli kadmium on korvattu vetyä sitovalla metalliseoksella. Elektrolyytti on emäksinen samoin kuin NiCd akuissa.
Lämpötilasta riippuva, puolijohdemateriaalista valmistettu komponentti. NTC-vastusta käytetään usein akun tai akuston lämpötilan valvontaan. NTC (Negative Temperature Coefficient) tulee englanninkielisestä negatiivisen lämpötilan kertoimesta. NTC tunnetaan myös termistorina tai NTC-termistorina. NTC-vastuksia on olemassa monia vastusarvoja. Nimellisarvo ilmoitetaan yleensä 20 °C:ssa. Lämpötilan noustessa vastusarvo pienenee tietyn käyrän (B-arvon) mukaan. 10Kohm on yleinen vastusarvo akuissa käytettävissä NTC-vastuksissa.
Georg Simon Ohm, saksalainen fyysikko antoi nimensä resistanssin sähköiselle suuruudelle. Merkintänä Ω (omega) ja sähkökaavioissa usein merkitty kirjaimella “R”. Yleiskielessä kutsutaan usein resistiivistä komponenttia vastukseksi. Vastuksia käytetään laajalti kaikissa elektronisissa laitteissa ja joskus myös akuissa esimerkiksi rajoittamaan virtaa. Katso myös NTC ja PTC.
Ominaispaino on vaihtoehtoinen sana tiheydelle. Ominaispainolla mitataan muun muassa lyijyakun elektrolyytin varaustilaa. Täyteen ladatun lyijyakun ominaispaino on 1,28 g/cm³ ja tyhjän lyijyakun noin 1,10 g/cm³. Lyijyakun elektrolyytin ominaispaino mitataan niin sanotulla ominaispainomittarilla tai areometrillä, kuten sitä myös kutsutaan.
Paristo, jota ei voi uudesti ladata. Nimi tulee ajalta, jolloin suuria primääriparistoja käytettiin esimerkiksi lyijyakkujen lataamiseen. Katso myös sekundääri paristot.
Litteä tai suorakulmainen kenno. Muotonsa vuoksi voidaan rakentaa samaan tilaan suurempi akusto. Hinta on normaalisti hieman korkeampi kuin lieriömäisten kennojen.
PTC-vastus (Positive Temperature Coifficient) on lämpötilasta riippuva komponentti, jonka erikoisversiot voivat toimia “sulakkeena”, esimerkiksi akkupaketeissa (Polyswitch, Multifuse). Kyseisessä käytössä PTC palautuu normaalitilaan, kun oikosulku tai kuorma poistetaan. Tavallinen PTC-vastus toimii vastakohtana NTC-vastukselle, eli vastus nousee lämpötilan noustessa.
Tapa kytkeä useampi akku tai paristo yhteen. Rinnankytkennässä jännite (V) ei kasva, mutta paketin kapasiteetti (Ah) kasvaa. Katso myös sarjaankytkentä.
Ruskohiiliparistot ovat vanhempia muunnelmia primääriparistoista (ei-ladattavista), ja toisin kuin alkaliparistot, niissä on happopohjainen elektrolyytti. Ruskohiiliparistoja saatetaan kutsua kansankielessä myös transistoriparistoreiksi.
Tapa kytkeä useampi akku yhteen. Sarjaan kytkennässä jännite (V) kasvaa yhteen kytkettyjen kennojen määrän mukaan, mutta akkupaketin kapasiteetti (Ah) ei kasva. Katso myös rinnankytkentä.
Materiaali, jota saadaan kun hienoksi jauhettua ainesta puristetaan korkeassa paineessa ja lämmössä. Sintratusta materiaalista valmistettu elektrodi tarjoaa suuren aktiivisen pinnan sekä mahdollistaa suurien virtojen ottamisen kennosta.
Samanlainen kuin sisäinen resistanssi, mutta tarkoittaa vaihtovirtavastusta, kun resistanssi tarkoittaa tasavirtavastusta.
Kaikilla virtalähteillä, paristoilla ja akuilla on sisäinen vastus (resistanssi), joka mitataan ohmeina tai mOhmeina. Tämä arvo on yleensä melko alhainen esimerkiksi 100 mOhm tai vähemmän. Sisäinen vastus määrittää maksimivirran, joka saadaan akusta esimerkiksi oikosulun sattuessa. Myös "normaalissa" käytössä vastusarvo vaikuttaa siihen, kuinka paljon akun jännite laskee, kun akkua kuormitetaan. Sisäinen vastus kasvaa, kun akku ikääntyy tai ei ole täyteen varattuna ja siksi jännite laskee nopeammin, kun akkua kuormitetaan.
SM-väylä on termi tietoliikenneväylälle (dataväylälle), jota käytetään laitteiden välillä järjestelmissä, joissa on niin sanotut “älyparistot” (smart batteries). Lyhyesti sanottuna akku, jossa on sisäänrakennettu elektroninen "säiliömittari", joka näyttää kulloinkin käytössä olevan kapasiteetin määrän. I2C-väylä ja CAN-väylä ovat vaihtoehtoisia tiedonsiirtoprotokolla.
Kaikilla ladattavilla akuilla on käyttöikä, joka lasketaan muun muassa syklien lukumäärään. Sykli sisältää akun täydellisen (tai muun ilmoitetun tason) latauksen ja purkamisen. Kun arvioitu käyttöikä, eli syklien enimmäismäärä on saavutettu, on aika vaihtaa akku uuteen.
Syklinen käyttö tarkoittaa sovelluksia, joissa akkua puretaan ja ladataan toistuvasti. Tällaisia ovat esimerkiksi sähköautot, matkapuhelimet, siivouskoneet, trukit ja monet muut sähkölaitteet.
Teho ilmaisee muunnetun energian määrän tiettyä aikayksikköä kohti. Mitattu SI-yksikkönä watti (W).
Tehoakut ovat akkuja, jotka on erityisesti suunniteltu sovelluksiin, joissa tarvitaan hetkellisesti suurta virtaa. Tällaisia ovat esim. UPS-laitteet, työstökoneet, RC-autot ja dronet. Vakioakulla on suurempi sisäinen vastus, joten sen jännite laskee enemmän kuormituksen alaisena, kun taas tehoakun sisäinen vastus on hyvin alhainen.
Tietopankki
