Spänt var det här!

Då vi haft våra misstankar om att det bilbatteri vi använt för att driva bränslepumparna inte varit i högform så tog jag idag och gjorde lite mätningar. Jag hade dessutom fått möjligheten att låna ett par gel-batterier av olika modell, så att jag hade något att jämföra med.

Beväpnad med tångamperemeter (av modellen som även klarar att mäta likström), multimeter och ett kasserat värmeelement från härdanläggningen på Nord-Lock skred jag till verket.

Under vår senaste provkörning tog L-E och mätte hur mycket ström bränslepumparna drog. Han fick till någonting runt 40 A (ampere), vilket är en hel del faktiskt! Tanken var att med värmeelementet belasta batterierna ungefär lika mycket så jag mätte ut två anslutningspunkter på spiralen som gav ungefär 40A ström när den kopplades till batteriet.

Tångamperemetern använde jag för att mäta den ström som gick genom kabeln, och med multimetern mätte jag spänningen över elementet. Detta för att kunna räkna ut dess resistans senare (en vanlig multimeter är inte så bra på att mäta väldigt låga resistanser).

Jag mätte spänningen på varje batteri innan testet och efter utfört test. Under testen så mätte jag spänning och ström med 15 sekunders intervall. Resultaten ser ni i tabellen och grafen nedan.

Det första batteriet jag kollade var det gamla Rustabatteriet (Magnet) som vi kört med sedan tidigare (se den blå grafen). Som ni ser så får man en viss sänkning av strömmen inledningsvis, men sedan lägger den sig på en ganska stabil nivå.

Det andra batteriet var ett svart gel-batteri. Gelbatterierna verkar leverera massor med ström precis efter att man anslutit belastningen, men sedan planar kurvan ut och strömmen lägger sig hyfsat stabilt.

Bäst var det grå gel-batteriet. Inte nog med att det levererade en mycket jämn ström – den var även avsevärt högre än för de andra batterierna.

Inre resistans

I ett perfekt batteri orsakar inte belastningen något spänningsfall. Tyvärr så existerar inte sådana batterier. Den inre resistansen i batteriet gör att utspänningen sjunker när belastningen ökar. Det ser ni tydligt om ni jämför utspänningen vid belastning från tabellen med värdena Spänning före och Spänning efter.

Den spänning som jag skrivit ner i tabellen med mätvärden avser spänningen över värmeelementet. Genom att subtrahera denna från batteriets spänning efter slutfört test (Spänning efter) och dividera med strömmen får jag enligt Ohms lag:

R = U / I = (12,52 – 9,82) / 36,1 = 0,075 Ohm
(Beräknat på de sista mätvärdena från tabellen för Rustabatteriet).

De två andra batterierna gav lägre inre resistans, vilket förstås är bra då de kan leverera mer effekt vid samma belastning.

Kabeldimensioner

Vi har faktiskt inte använt så väldans grova ledningar från batteriet till reläboxarna för bränslepumparna så jag tänkte att jag kanske borde kontrollera förlusterna i dessa. Jag kopplade multimeterns kablar till varsin sida (vid batteriet, samt vid reläboxen) av ena matarkabeln, samt tångamperemetern över samma kabel för att även mäta strömmen.
Sen kopplade jag in värmeelementet vid reläboxen för att simulera pumparnas belastning.

Jag mätte upp ett spänningsfall på 0,45V och en ström på 37,5A. Enligt samma ekvation som ovan ger detta en ledningsresistans på 0,45 / 37,5 = 0,012 Ohm. Vi får också veta att vi bränner bort 0,45 * 37,5 = nästan 17 watt i värme bara i den ena kabeln. Då vi faktiskt har två sådana kablar (en för + och en för -) så blir effektförlusten den dubbla!

Detta duger inte!

Åtgärdsplan

Som ni nu sett, kära läsare, så gjorde det grå gelbatteriet väldigt bra ifrån sig så vi kommer med största sannolikhet att införskaffa minst ett sådant.

Om vi nu skaffade in två sådana batteriet och parallellkopplade dem så skulle vi halvera den totala inre resistansen. Istället för ett spänningsfall på 40 * 0,05 = 2V i batteriet skulle vi få endast en volts spänningsfall. En volt mer ut alltså, och det är knappt 10 procent mer!

Genom att dubbla ledningsarean mellan batteri och reläbox kan vi halvera spänningsfallet även där, så istället för en knapp volt förlorar vi bara knappt en halv volt genom kablarna.
Totalt 1.5 volt mer alltså!

Någon dag till veckan blir det nog en tur till Swedol för inköp av kabel och rejäla förskruvningar. Eftersom Clas Ohlson har valt att fokusera mer på rosa vattenkannor och toalettrullehållare med radio i så får man leta sig till andra ställen. Swedol har nog åkare som en av sina största kundkretsar, och de är nog mer intresserade av rejäla prylar som fungerar än ovan nämnda plastvaror.