AGM ve EFB’den sonra, Start-Stop sistemli araçlarda kullanılabilecek yeni bir akü tipi daha var: AFB akü. AFB, mevcut iki akü tipinin de yerine kullanılabiliyor ve yenileme pazarında iki önemli avantaj sunuyor.

MOLL, Start-Stop uygulamalarının yenileme pazarı için tamamen yeni bir akü tipini tanıtmak üzere Krafthand editörleriyle iletişime geçtiğinde doğal olarak büyük bir merak oluştu. AGM ve EFB’nin yanında başka ne olabilirdi?

En önemli soru ise şuydu: Akü yönetim sistemiyle (BMS) uyumluluk nasıl sağlanacak?

Ayrıca AGM aküden daha ekonomik olan ve aynı zamanda stok yönetimini kolaylaştırması beklenen “AFB Start-Stop” akünün iki temel avantajı neydi?

AFB akü yalnızca AGM’ye ekonomik bir alternatif olmakla kalmıyor; aynı zamanda arızalı bir Enhanced Flooded Battery (EFB) yerine de kullanılabiliyor.

Bunun sonucunda atölye ve servisler için stok yönetimi önemli ölçüde kolaylaşıyor. Çünkü arıza nedenleri arasında ilk sırada yer alan “arızalı akü” söz konusu olduğunda, işi çoğu zaman uygun aküyü hemen stoktan sağlayıp araca takabilen işletme kazanıyor. ADAC yol yardım araçlarının sürekli akü taşıması ve bu tür işleri zaman zaman servislerden alması da tesadüf değil.

“AGM Kılığına Girmiş” Bir Akü

Yeni AFB (Advanced Flooded Battery) teknolojisine geri dönelim.

Adından da anlaşılacağı üzere AFB, EFB gibi sulu tip bir aküdür. Bu yönüyle, elektrolitin cam elyaf separatörlere emdirildiği AGM akülerden farklıdır.

Bu farklı teknolojik yapı doğal olarak şu soruyu gündeme getiriyor:

Orijinalinde AGM bulunan ve akü yönetim sistemi AGM’ye göre tasarlanmış bir araç, AFB ile gerçekten sorunsuz çalışabilir mi?

VW, Audi, Škoda, INEOS Grenadier ve Mercedes-Benz gibi markalara orijinal ekipman tedarik eden MOLL’un CEO’su Dr. Klaus Eichhorn, Krafthand’ın ziyareti sırasında bu soruya net bir yanıt veriyor:

“Elbette bu soruyu anlıyorum. Ancak AFB’mizle birlikte ‘AGM yerine yalnızca AGM kullanılabilir’ kuralı artık geçerliliğini yitiriyor.”

Basitçe ifade etmek gerekirse, iç yapısında gerçekleştirilen değişiklikler sayesinde AFB, akü yönetim sistemi tarafından AGM olarak algılanan, adeta ‘AGM kılığına girmiş’ bir aküdür.

MOLL’un bu iddiasının arkasında yalnızca akü teknolojisindeki deneyimi değil, enerji yönetimi konusundaki bilgi birikimi de bulunuyor.

Merkezi Almanya’nın Bad Staffelstein kentinde bulunan MOLL, on yılı aşkın süre önce Volkswagen Grubu araçlarının elektrik sistemi geliştirme çalışmalarına katkıda bulunmuş ve akünün durumunu tespit eden algoritmanın geliştirilmesinde rol almıştır.

Start-Stop sistemlerinin yaygınlaşmasıyla birlikte MOLL mühendisleri, seri üretimde çok daha pahalı olan AGM akülerin kullanım maliyetini azaltmak amacıyla Wolfsburg için EFB teknolojisini geliştirdi.

AFB’nin temelini de esasen bu EFB teknolojisi oluşturuyor.

EFB’nin bir diğer avantajı ise motor bölmesinin daha sıcak bölgelerine monte edilebilmesidir. AGM aküler yüksek sıcaklıklara karşı daha hassas olduğundan bu tür konumlar için daha az uygundur.

Bunun temel nedeni AGM’nin tamamen farklı iç yapısıdır. AGM’de asit sıvı halde serbestçe bulunmaz; separatörlerin içerisinde tutulur.

Dinlenme Voltajı Hilesi

AGM için tasarlanmış bir BMS’nin (Battery Management System – Akü Yönetim Sistemi) AFB ile nasıl çalışabildiğini anlamak için sistemin çalışma prensibini bilmek gerekiyor.

Akü tipinin ve durumunun değerlendirilmesinde iki önemli unsur vardır:

• Akünün akım kabulü
• Akünün şarj durumu (SoC – State of Charge)

BMS, akünün şarj seviyesinin yaklaşık %60’ın altına düşmesine veya %90’ın üzerine çıkmasına izin vermeyecek şekilde sistemi yönetir.

Ancak BMS, SoC değerini doğrudan ölçemez. Bunun yerine çeşitli parametrelerden yararlanarak hesaplar.

Bu hesaplamadaki en önemli göstergelerden biri dinlenme voltajıdır.

AGM akünün dinlenme voltajı EFB’ye göre bir miktar daha yüksektir.

Dolayısıyla AGM için tasarlanmış bir sisteme EFB akü takılır ve sistem EFB’ye göre yeniden kodlanmazsa —tabii araç buna izin veriyorsa— yanlış şarj yönetimi ortaya çıkabilir ve akünün kullanım ömrü kısalabilir.

Basitçe anlatmak gerekirse:

BMS, AGM akü bulunduğunu varsaydığı için EFB’nin daha düşük dinlenme voltajını akünün şarj seviyesinin düşük olduğu şeklinde yorumlar. Bunun sonucunda aküye gereğinden farklı bir şarj akımı uygulanabilir.

Dr. Eichhorn’a göre AFB’de bu sorun yaşanmıyor:

“AFB’de bu durum gerçekleşemez. Yapısal önlemler sayesinde dinlenme voltajı eğrisini yükselttik. Böylece sistem AFB’yi AGM olarak tanıyor ve herhangi bir yanlış yorumlama veya hatalı şarj senaryosu oluşmuyor.”

AFB’de Yapılan Yapısal Geliştirmeler

MOLL, AFB’nin bu özelliklerini elde etmek için akünün iç yapısında çeşitli teknolojik geliştirmeler uygulamış:

• Özellikle korozyona dayanıklı alaşımların kullanılması
• Kalsiyum ızgara teknolojisi sayesinde daha düşük kendi kendine deşarj ve daha düşük elektrolit tüketimi
• Özel olarak geliştirilmiş aktif madde formülasyonları
• Güçlendirilmiş ızgara tasarımına sahip sağlam gravity casting (yerçekimi döküm) teknolojisi

Eichhorn’a göre bu geliştirmeler sonucunda MOLL AFB, yapılan testlerde bazı alanlarda AGM’den dahi biraz daha iyi sonuçlar elde etti.

Özellikle:

Kapasite rezervi,
marş gücü,
kullanım ömrü ve
mikro-hibrit testi (Start-Stop performansının en önemli testlerinden biri)

konularında AFB’nin avantajları bulunduğu belirtiliyor.

MOLL ayrıca Krafthand’a, üç farklı şarj seviyesinde gerçekleştirilen akım kabul testlerinin sonuçlarını gösterdi.

Özellikle rejeneratif şarj açısından önem taşıyan bu testlerde AFB, üç farklı senaryonun tamamında AGM’den daha iyi sonuç verdi.

AGM ve EFB Yerine AFB

MOLL CEO’suna göre servisler ve atölyeler AFB’yi, üzerinde AGM veya EFB bulunan araçlara güvenle takabilir.

Bunun önemli bir ekonomik avantajı da bulunuyor:

AFB, karşılaştırılabilir bir AGM aküden yaklaşık %20 daha ucuz.

Bu sayede servisler müşterilerine daha ekonomik bir çözüm sunabiliyor.

Eichhorn’a göre özellikle araçların yaşlandığı günümüzde, aracın güncel değerine uygun maliyetli onarım giderek daha önemli hale geliyor.

Eichhorn görüşmenin sonunda AGM teknolojisi hakkında dikkat çekici bir noktaya da değiniyor:

“AGM aslında başlangıçta bir besleme aküsü olarak geliştirildi. Örneğin karavanların yaşam alanındaki elektrik tüketicilerini beslemek amacıyla kullanılıyordu. Start-Stop sistemlerinin ortaya çıkmasıyla birlikte yüksek çevrim dayanımı nedeniyle marş aküsü olarak kullanılmaya başlandı. Ancak oldukça pahalı bir çözüm olarak.”

Burada verilmek istenen mesaj şu:

AGM aküler, yüksek miktarda şarj ve deşarjın gerçekleştiği uygulamalarda kuşkusuz çok yüksek bir çevrim dayanımına sahiptir.

Ancak modern araçların büyük bölümünde AGM’nin sunduğu bu yüksek performans seviyesinin tamamına ihtiyaç duyulmaz. Buna rağmen kullanıcı bu ekstra kapasitenin maliyetini ödemek zorunda kalır.

MOLL’un AFB’yi AGM’ye alternatif olarak geliştirmesinin temel motivasyonu da budur.

BİLGİ: AGM ve EFB Değişiminde BMS ile Şarj Durumu Arasındaki İlişki

Örnekte görüldüğü üzere AGM ve EFB akülerin dinlenme voltajları birbirinden farklıdır.

%70 SoC seviyesinde:

AGM = 12,58 V
EFB = 12,53 V

Bu küçük voltaj farkı bile BMS’nin akünün gerçek şarj durumunu farklı yorumlamasına neden olabilir.

Örneğin sistemin AGM’ye göre çalıştığı durumda, ilgili voltaj seviyesinden hareketle BMS akünün şarj durumunu %70 olarak değerlendirebilirken, gerçekte takılı olan EFB’nin şarj seviyesi %73 olabilir.

Sorun burada başlar.

Akünün şarj seviyesi yükseldikçe akım kabul kapasitesi azalır. Bu nedenle gerçekte %73 dolu olan EFB, BMS’nin beklediği kadar yüksek akım kabul edemez.

BMS ise beklenenden düşük akım kabulünü akünün yaşlanması veya yıpranması şeklinde yorumlayabilir.

Bunun sonucunda sistem sürekli olarak şarj davranışını ve şarj akımını düzeltmeye çalışır.

Bu kontrol döngüsü zamanla yanlış akü yönetimine neden olabilir ve bazı konfor fonksiyonlarının veya Start-Stop sisteminin devre dışı bırakılmasına yol açabilir.

Sonuç olarak dinlenme voltajının yanlış değerlendirilmesi akünün kullanım ömrünü de olumsuz etkileyebilir.

Tersi durumda ise, yani sistemin beklediğinden farklı karakteristiğe sahip bir akü kullanıldığında, akünün gerçek şarj seviyesi sistemin öngördüğünden daha düşük olabilir. Böyle bir durumda düşük şarj seviyesi nedeniyle akım kabulü beklenenden daha yüksek gerçekleşir.

Ancak bu durum akü açısından daha az kritiktir; çünkü beklenenden daha iyi akım kabulü BMS tarafından kritik bir problem olarak değerlendirilmez.