Lyijyhappo -akun vajaatoiminnan ymmärtäminen ja estäminen

Venttiilin säädetyt lyijyhappojen (VRLA) akut ovat keskeyttämättömien sähköjärjestelmien (UPS) selkäranka, joka tarjoaa kriittisen varmuuskopiovoiman hätätilanteissa. Ennenaikaiseen lyijyakun vikaantumiseen johtavien tekijöiden ymmärtäminen on kuitenkin välttämätöntä näiden valmiustilajärjestelmien eheyden ylläpitämiseksi. Tämä artikkeli pohtii erilaisia ​​elementtejä, jotka vaikuttavat VRLA -paristojen pitkäikäisyyteen, korostaen asianmukaisen akun hoidon, käytön ja kunnossapidon merkitystä niiden käyttöiän pidentämiseksi.

Akun käyttöikään vaikuttavat tärkeimmät tekijät

• Käyttöelämä

• Lämpötila

• Ylikuormitus

• Alihallinto

• Lämmö

• Kuivuminen

• Saastuminen

• Katalyytit

Palveluelämä:

Kuten IEEE 1881 on määritelty, akun käyttöaika tarkoittaa tehokkaan toiminnan kestoa tietyissä olosuhteissa, jotka ovat tyypillisesti mitattuna syklien ajan tai lukumäärän mukaan, kunnes akun kapasiteetti putoaa tiettyyn prosenttimäärään sen alkuperäisestä nimelliskapasiteetista.

UPS: ssä (keskeyttämättömät virtalähteet) -järjestelmissä paristoja ylläpidetään yleensä kelluvassa lataustilassa suurimman osan elinaikastaan. Tässä yhteydessä 'sykli' viittaa prosessiin, jossa akkua käytetään (purettu) ja palautetaan sitten täyteen lataamiseen. Vastuu- ja latausjaksojen lukumäärä, jonka lyijyakun akku voi käydä läpi, on rajallinen. Jokainen sykli pienentää hiukan akun yleistä käyttöiän. Siksi todennäköisten pyöräilyvaatimusten ymmärtäminen, joka perustuu paikallisen sähköverkon luotettavuuteen, on ratkaisevan tärkeää akun valintaprosessin aikana, koska se vaikuttaa merkittävästi akun vikaantumisen riskiin.

Lämpötila:

Lämpötila vaikuttaa merkittävästi siihen, kuinka hyvin ja kuinka kauan akku toimii. Kun tutkitaan, kuinka lämpötila vaikuttaa lyijyhappoakkujen vikaantumiseen, ympäristön lämpötilan (ympäröivän ilman lämpötila) ja sisälämpötilan (elektrolyytin lämpötila) välinen ero on välttämätöntä. Vaikka ympäröivä ilman tai huoneenlämpötila voi vaikuttaa sisälämpötilaan, muutos ei tapahdu niin nopeasti. Esimerkiksi huoneenlämpötila saattaa muuttua paljon päivän aikana, mutta sisälämpötila voi nähdä vain pieniä muutoksia.

Akkujen valmistajat suosittelevat usein optimaalista käyttölämpötilaa, tyypillisesti noin 25 ° C. On syytä huomata, että luvut viittaavat yleensä sisälämpötilaan. Lämpötilan ja akun keston suhde määritetään usein 'puoliintumisajan ': jokaisen 10 ° C: n nousu yli optimaalisen 25 ° C: n yläpuolelle, akun elinajan odotettavissa oleva puolikkaat. Merkittävin riski korkeissa lämpötiloissa on kuivuminen, jossa akun elektrolyytti haihtuu. Kääntöpuolella viileämmät lämpötilat saattavat pidentää akun käyttöikää, mutta vähentää sen välitöntä energian saatavuutta.

Ylivaihto:

Ylivaihdoilla tarkoitetaan liiallisen latauksen soveltamista akkuun, mikä johtaa mahdollisiin vaurioihin. Tämä kysymys voi johtua ihmisen virheistä, kuten väärät laturi -asetukset tai virheellisestä laturista. UPS -järjestelmissä latausjännitteen muutokset latausvaiheen perusteella. Tyypillisesti akku latautuu alun perin korkeammalla jännitteellä (tunnetaan nimellä 'irtotavara') ja ylläpitää sitten pienemmällä jännitteellä (tunnetaan nimellä 'kelluva lataus'). Liiallinen lataus voi vähentää merkittävästi akun käyttöikää ja aiheuttaa vakavissa tapauksissa lämpötilan. Seurantajärjestelmien on välttämätöntä tunnistaa ja varoittaa käyttäjiä kaikista ylikuormitusten tapauksista.

Aliarviointi:

Aliarviointi tapahtuu, kun akku saa vähemmän jännitettä kuin tarvittavaa pitkään, mikä ei ylläpitää tarvittavaa lataustasoa. Pysyvästi akun laskeminen johtaa vähentyneeseen kapasiteettiin ja lyhyempaan akun käyttöikään. Sekä ylikuormitus että aliarviointi ovat kriittisiä tekijöitä akun vikaantumisessa. Sitä tulisi hallita huolellisesti varmistamaan oikea jännitesyöttö akun terveyden ja pitkäikäisyyden ylläpitämiseksi.

Lämpövuokraus:

Lämpövuokraus edustaa vakavaa epäonnistumisen muotoa lyijyhappo -paristoissa. Kun latausvirta on liian paljon sisäisten lyhyiden tai väärien latausasetusten takia, lämpö lisää vastustusta, mikä puolestaan ​​tuottaa enemmän lämpöä, kiertäen. Ennen kuin akun sisällä syntynyt lämpö ylittää sen jäähtymiskapasiteetin, lämmön karkaa tapahtuu, aiheuttaen akun kuivumisen, sytytyksen tai sulan.

Tämän torjumiseksi on olemassa useita strategioita, joiden avulla voidaan havaita ja estää lämmön pakeneminen sen alkaessa. Yksi laajalti käytetty menetelmä on lämpötilakompensoitu lataus. Lämpötilan noustessa latausjännite vähenee automaattisesti, ja lopulta lataus pysähtyy tarvittaessa. Tämä lähestymistapa riippuu akkukennoille asetettujen lämpötila -anturien lämmön tasojen seuraamiseksi. Vaikka jotkut UPS -järjestelmät ja ulkoiset laturit tarjoavat tämän ominaisuuden, usein tärkeät lämpötila -anturit ovat valinnaisia.

Kuivuminen:

Sekä tuuletetut että VRLA -akut ovat alttiita veden menetykselle. Tämä kuivuminen voi johtaa vähentyneeseen kapasiteettiin ja akun kestoon vähentyneeseen, korostaen säännöllisten huoltotarkastusten tarvetta. Ilmaistuneet akut menettävät jatkuvasti vettä haihtumisen kautta. Ne on suunniteltu näkyviin indikaattoreilla elektrolyyttitasojen tarkistamiseksi ja veden helposti täyttämiseksi tarvittaessa.

Venttiilinsäädellyt lyijyhappojen (VRLA) paristot sisältävät paljon vähemmän elektrolyyttejä tuuletettuihin tyyppeihin, ja niiden kotelo ei yleensä ole läpinäkyvää, mikä tekee sisäisestä tarkastuksesta haastavan. Ihannetapauksessa VRLA -paristoissa haihtumisesta (vety ja happi) tuotettujen kaasujen tulisi yhdistää takaisin veteen yksikön sisällä. Kuitenkin liiallisen lämmön tai paineen olosuhteissa VRLA: n turvaventtiili saattaa karkottaa kaasua. Vaikka harvinainen vapautus on normaalia ja yleensä vaarattomia, jatkuva kaasun karkottaminen on ongelmallista. Kaasujen menetys johtaa akun peruuttamattomaan kuivumiseen, mikä vaikuttaa siihen, miksi VRLA -paristojen elinikä on yleensä noin puolet perinteisten tulvien paristojen (VLA) elinikä.

Saastuminen:

Akun elektrolyytin epäpuhtaudet voivat vaikuttaa vakavasti suorituskykyyn. Säännölliset tarkastukset ja huolto ovat välttämättömiä, etenkin vanhemmille tai väärin ylläpitämille paristoille kontaminaatioon liittyvien ongelmien välttämiseksi. Venttiilin säätelemissä lyijahappo (VRLA) -akuissa elektrolyytin saastuminen on harvinainen esiintyminen, joka johtuu usein valmistusvaurioista. Kontaminaatioon liittyvät huolenaiheet ovat kuitenkin yleisempiä tuuletettujen lyijyhappojen (VLA) akkuissa, etenkin kun vettä lisätään säännöllisesti elektrolyyttiin. Epäpuhtaiden veden käyttäminen, kuten vesijohtoveden tislan veden sijasta, voi johtaa saastumiseen. Tällainen kontaminaatio voi merkittävästi edistää lyijyakun vikaantumista, ja sitä tulisi välttää ahkerasti akun suorituskyvyn varmistamiseksi.

Katalysaattorit :

VRLA -paristoissa katalyyttit voivat merkittävästi parantaa vedyn ja hapen rekombinaatiota vähentämällä kuivumisen vaikutuksia ja pidentää siten sen käyttöikää. Joissakin tapauksissa katalyytit voidaan asentaa oston jälkeen lisävarusteena ja voivat jopa auttaa elvyttämään vanhempaa akkua. On kuitenkin tärkeää jatkaa varovaisuutta; Mahdollisissa kenttämuutoksissa on riskejä, kuten potentiaalinen ihmisvirhe tai saastuminen. Tällaisia ​​muutoksia tulisi tehdä vain teknikot, joilla on erityinen tehdaskoulutus akun epäonnistumisen välttämiseksi.

Johtopäätös

Lyijyakkujen ennenaikainen vika voidaan suurelta osin lieventää asianmukaisen ymmärryksen, seurannan ja kunnossapidon avulla. Tunnistamalla merkkejä mahdollisista ongelmista, kuten ylikuormitus, alihallinto ja lämmön karkaaminen, VRLA -paristojen käyttöikää voidaan pidentää merkittävästi. Niille, jotka etsivät lisätietoja ja ohjausta, DFUN Tech tarjoaa kattavia oivalluksia ja ratkaisuja lyijyakkujen terveyden ja tehokkuuden ylläpitämiseksi. Akun suorituskykyä vaikuttavien fysikaalisten ja kemiallisten tekijöiden monimutkaisen tasapainon ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää kaikille, jotka luottavat näihin kriittisiin tehon varmuuskopiojärjestelmiin.