Ymmärtääksemme, mistä termi ”Cranking Amps” tulee, on tärkeää ymmärtää perinteisten automoottoreiden historia. Ennen autojen sähkökäynnistysjärjestelmää moottorin käynnistämiseen käytettiin käsikäynnistintä. Tämä oli vaarallinen tehtävä, ja se vaati paljon voimaa siltä, joka käynnisteli moottoria fyysisesti.
Vuonna 1912 Cadillac otti käyttöön kaikissa malleissaan sähkökäynnistimen. Tässä uudessa edistysaskeleessa moottorin käynnistämiseen käytettiin akkua. Akku tarjosi riittävästi tehoa ja virtaa (tai ”Cranking Amps”) moottorin käynnistämiseen ilman käsikäynnistystä. Vain kahdeksan vuotta myöhemmin muu autoteollisuus seurasi perässä, ja autojen akkuteollisuus oli syntynyt.
Aluksi tiedettiin vain vähän siitä, kuinka paljon virtaa tarvittiin moottorin tehokkaaseen käynnistämiseen, ja oli vielä epäselvää, oliko lämpötilalla mitään vaikutusta siihen, miten akku toimi käynnistysmekanismin ja itse moottorin kanssa. Nopeasti havaittiin, että näiden käynnistysakkujen oli syötettävä hyvin suuri määrä virtaa moottoriin hyvin nopeasti – noin 30 sekunnin nopean purkauksen aikana – ja että lämpötila vaikutti siihen, kuinka paljon virtaa (Cranking Amps) pystyttiin antamaan. Kylmällä lämpötilalla näytti olevan selvä vaikutus moottoriin ja sen nesteisiin. Moottorin sisällä olevan nesteen viskositeetti kasvaa kylmemmällä, mikä vaikeuttaa moottorin käynnistämistä.
On tärkeää huomata nämä lämpötilavaikutukset, koska moottorit eivät ole ainoat ajoneuvon osat, jotka käyttäytyvät eri tavalla kylmällä säällä. Myös SLA-akut käyttäytyvät eri tavalla kylmissä lämpötiloissa. Akun elektrolyytin viskositeetti kasvaa, mikä puolestaan lisää impedanssia ja rajoittaa annettavan virran määrää. Akun jännite on alhaisempi kylmässä lämpötilassa, mikä tarkoittaa, että akussa on myös vähemmän energiaa, kun ulkona on kylmä. Siksi kun käynnistät autosi keskellä talvea Michiganissa, saattaa kestää muutaman kerran ennen kuin moottori käynnistyy.
Kylmässä lämpötilassa (tyypillisesti kaikki alle 32°F, mutta usein testataan paljon kylmemmissä lämpötiloissa) tuotettua virtaa kutsutaan ”Cold Cranking Amps” (kylmäkäynnistysampeereiksi), ja ne ovat alhaisemmat kuin tavanomaiset käynistysampeerit (pakkaslämpötilojen yläpuolella). Perinteisissä SLA-starttiakuissa akussa on tästä syystä CA (Cranking Amp) ja CCA (Cold Cranking Amp) -luokitus.
Lämpötilan akkuun ja moottoriin kohdistuvien vaikutusten vuoksi on luotu maailmanlaajuiset standardit. Akkujen oli toimittava sekä lämpimissä että kylmissä lämpötiloissa, ja varmistaakseen tämän useat virastot (kuten SAE, JIS ja DIN) ovat laatineet standardeja, jotka keskittyvät autojen (henkilöautojen, kuorma-autojen ja muiden suurten moottoriajoneuvojen) CCA- ja CA-arvoihin.
Useimmissa näistä standardeista on samankaltaiset testimenettelyt, joissa lämpötilat vaihtelevat -15 °C:n ja -18 °C:n välillä, testauksen kesto on 10-30 sekuntia, ja niissä on erilaiset jännite- ja jännite-erovaatimukset, joiden yläpuolella akun on pysyttävä testauksen aikana. Esimerkiksi amerikkalaisessa standardissa SAE J537, kesäkuu 1994, 12 voltin SLA-akun on annettava määritetty kylmäkäynnistysvirta (Cold Cranking Amp) 30 sekunnin ajan -18 °C:n lämpötilassa ilman, että sen jännite laskee alle 7,2 voltin.
MITÄ ON DIN-STANDARDI?
DIN on saksalainen standardi, joka on samanlainen kuin SAE:n standardi sikäli, että sekin suoritetaan -18 °C:n lämpötilassa, mutta tässä testissä akku purkautuu määritetyllä kylmäkäynnistysvirran arvolla (Cold Cranking Ampeerin arvo) 6 volttiin. Jännitteen on oltava vähintään 9 volttia 30 sekunnin kuluttua, eikä 6 voltin saavuttaminen saa kestää yli 2,5 minuuttia.
MITÄ ON JIS-STANDARDI?
Toinen yleinen standardi on JIS-standardi D5301:1999. Tämän standardin mukainen testaus tehdään -15 °C:ssa, mutta testi ajetaan 150A tai 300A:lla (akun koosta riippuen) 10 tai 30 sekunnin ajan 6 volttiin. Tämä on hyvä standardi akun arvioimiseksi, mutta sillä ei saada todellisia kylmäkäynnistysvirtoja.
Kaikki tässä blogissa mainitut standardit liittyvät SLA-autoakkuihin, eivät power sport-, litium-autoakkuihin tai litium power sport -akkuihin. On mielenkiintoista huomata, että nykyisellään litiumakuille ei ole olemassa kylmäkäynnistysvirtoja koskevia standardeja. Kun etsit litiumakkua käynnistyssovellustarpeisiisi, on tärkeämpää keskittyä käynnistysvirtaan ja wattitunteihin. Seuraavassa blogissa käsittelemme power sport -akkujen standardeja ja muita CA/CCA-kohtia, jotka liittyvät litiumakkuihin.
Katsokaa, mitä CCA tarkoittaa moottoripyöräakkujen osalta CCA:ta käsittelevän blogimme toisessa osassa.