Клапанно-регулираните оловно-киселинни батерии (VRLA) са гръбнакът на системите за непрекъсваемо захранване (UPS), осигуряващи критично резервно захранване при спешни случаи. Въпреки това, разбирането на факторите, водещи до преждевременна повреда на оловно-кисели батерии, е от съществено значение за поддържането на целостта на тези системи за захранване в режим на готовност. Тази статия се задълбочава в различните елементи, които влияят на дълготрайността на VRLA батериите, подчертавайки важността на правилната грижа за батериите, използването и поддръжката за удължаване на техния експлоатационен живот.
Основни фактори, влияещи върху живота на батерията
Срок на експлоатация
температура
Презареждане
Недостатъчно зареждане
Thermal Runaway
Дехидратация
Замърсяване
Катализатори
Срок на експлоатация:
Както е дефинирано от IEEE 1881, експлоатационният живот на батерията се отнася до продължителността на ефективна работа при специфични условия, обикновено измерена чрез времето или броя на циклите, докато капацитетът на батерията падне до определен процент от нейния първоначален номинален капацитет.
В UPS (непрекъсваеми захранвания) системите батериите обикновено се поддържат в състояние на плаващ заряд през по-голямата част от живота си. В този контекст „цикълът“ се отнася до процеса, при който батерията се използва (разрежда) и след това се възстановява до пълно зареждане. Броят цикли на разреждане и презареждане, на които може да претърпи една оловно-киселинна батерия, е ограничен. Всеки цикъл леко намалява общия живот на батерията. Следователно разбирането на вероятните циклични изисквания въз основа на надеждността на местната електрическа мрежа е от решаващо значение по време на процеса на избор на батерия, тъй като значително влияе върху риска от повреда на батерията.
температура:
Температурата значително влияе върху това колко добре и колко дълго работи батерията. Когато изследвате как температурата влияе на повредата на оловно-кисели батерии, разбирането на разликата между температурата на околната среда (температурата на околния въздух) и вътрешната температура (температурата на електролита) е от съществено значение. Докато околният въздух или температурата в помещението могат да повлияят на вътрешната температура, промяната не се случва толкова бързо. Например стайната температура може да се промени много през деня, но вътрешната температура може да има само незначителни промени.
Производителите на батерии често препоръчват оптимална работна температура, обикновено около 25 °C. Струва си да се отбележи, че цифрите обикновено се отнасят за вътрешната температура. Връзката между температурата и живота на батерията често се определя количествено като 'полуживот': за всеки 10 °C повишаване над оптималните 25 °C, очакваната продължителност на живота на батерията намалява наполовина. Най-значимият риск при високи температури е дехидратацията, при която електролитът на батерията се изпарява. От друга страна, по-ниските температури могат да удължат живота на батерията, но да намалят незабавната й наличност на енергия.
Презареждане:
Презареждането се отнася до процеса на прилагане на твърде много заряд към батерията, което води до потенциална повреда. Този проблем може да произтича от човешки грешки, като неправилни настройки на зарядното устройство или от неизправно зарядно устройство. В UPS системите напрежението на зареждане се променя в зависимост от фазата на зареждане. Обикновено батерията първоначално ще се зарежда при по-високо напрежение (известно като „обемно зареждане“) и след това ще поддържа по-ниско напрежение (известно като „плаващо зареждане“). Прекомерното зареждане може значително да намали живота на батерията и, в тежки случаи, да причини термично изпускане. За системите за мониторинг е от решаващо значение да идентифицират и предупреждават потребителите за всякакви случаи на надценяване.
Недостатъчно зареждане:
Недостатъчното зареждане възниква, когато батерията получава по-малко напрежение от необходимото за продължителен период от време, като не успява да поддържа необходимото ниво на заряд. Постоянното недозареждане на батерия води до намален капацитет и по-кратък живот на батерията. Както презареждането, така и недостатъчното зареждане са критични фактори за повреда на батерията. Трябва да се управлява внимателно, за да се осигури правилно захранване с напрежение, за да се поддържа здравето и дълготрайността на батерията.
Thermal Runaway:
Термичното бягане представлява тежка форма на повреда в оловно-киселинните батерии. Когато има твърде голям ток на зареждане поради вътрешно късо съединение или неправилни настройки за зареждане, топлината увеличава съпротивлението, което от своя страна генерира повече топлина, спираловидно нагоре. Докато топлината, генерирана в батерията, надхвърли нейния капацитет за охлаждане, настъпва топлинно изтичане, което кара батерията да изсъхне, запали или разтопи.
За да се борим с това, съществуват няколко стратегии за откриване и предотвратяване на топлинно бягство в началото му. Един широко използван метод е зареждането с температурна компенсация. С повишаването на температурата напрежението на зареждане автоматично се намалява и в крайна сметка зареждането спира, ако е необходимо. Този подход разчита на температурни сензори, поставени върху клетките на батерията, за да следят нивата на топлина. Докато някои UPS системи и външни зарядни устройства предлагат тази функция, често ключовите температурни сензори не са задължителни.
Дехидратация:
Както вентилираните, така и VRLA батериите са податливи на загуба на вода. Тази дехидратация може да доведе до намален капацитет и намален живот на батерията, което подчертава необходимостта от редовни проверки за поддръжка. Вентилираните батерии непрекъснато губят вода чрез изпаряване. Те са проектирани с видими индикатори за проверка на нивата на електролита и лесно допълване на вода, когато е необходимо.
Вентилно регулираните оловно-киселинни батерии (VRLA) съдържат много по-малко електролит в сравнение с вентилираните типове и корпусът им обикновено не е прозрачен, което прави вътрешната проверка предизвикателство. В идеалния случай при VRLA батериите газовете, получени от изпарението (водород и кислород), трябва да се рекомбинират обратно във вода в устройството. И все пак, при условия на прекомерна топлина или налягане, предпазният клапан на VRLA може да изхвърли газ. Докато рядкото изпускане е нормално и като цяло безвредно, непрекъснатото изхвърляне на газ е проблематично. Загубата на газове води до необратима дехидратация на батерията, което допринася за това защо VRLA батериите обикновено имат продължителност на живота около половината от тази на традиционните наводнени батерии (VLA).
Замърсяване:
Примесите в електролита на батерията могат сериозно да повлияят на работата. Редовните проверки и поддръжка са жизненоважни, особено за по-стари или неправилно поддържани батерии, за да се избегнат проблеми, свързани със замърсяване. В оловно-киселинните батерии с регулиране на вентила (VRLA) замърсяването на електролита е рядко явление, което често се дължи на производствени дефекти. Въпреки това опасенията за замърсяване са по-разпространени при вентилираните оловно-киселинни батерии (VLA), особено когато вода се добавя периодично към електролита. Използването на нечиста вода, като чешмяна вместо дестилирана вода, може да доведе до замърсяване. Такова замърсяване може значително да допринесе за повреда на оловно-киселинната батерия и трябва да се избягва старателно, за да се осигури производителност на батерията.
Катализатори :
В батериите VRLA катализаторите могат значително да подобрят рекомбинацията на водород и кислород, намалявайки ефекта от изсушаване и по този начин удължавайки живота им. В някои случаи катализаторите могат да бъдат инсталирани след закупуване като допълнителен аксесоар и дори могат да помогнат за ревитализиране на по-стара батерия. Въпреки това е важно да продължите с повишено внимание; всякакви полеви модификации носят рискове като потенциална човешка грешка или замърсяване. Такива промени трябва да се извършват само от техници със специфично фабрично обучение, за да се избегне повреда в батерията.
Заключение
Преждевременната повреда на оловно-киселинните батерии може да бъде значително смекчена чрез правилно разбиране, наблюдение и поддръжка. Чрез разпознаване на признаци на потенциални проблеми като презареждане, недостатъчно зареждане и термично изпускане, животът на VRLA батериите може да бъде значително удължен. За тези, които търсят допълнителна информация и насоки, Dfun Tech предоставя изчерпателна информация и решения за поддържане на здравето и ефективността на оловно-киселинните батерии. Разбирането на сложния баланс на физични и химични фактори, които влияят на производителността на батерията, е от решаващо значение за всеки, който разчита на тези критични системи за захранване.
