バルブ制御鉛酸（VRLA）バッテリーは、途切れやすい電力システム（UPS）のバックボーンであり、緊急時に重要なバックアップパワーを提供します。ただし、これらのスタンバイパワーシステムの完全性を維持するには、早期鉛酸バッテリー故障につながる要因を理解することが不可欠です。この記事では、VRLAバッテリーの寿命に影響を与えるさまざまな要素を掘り下げ、適切なバッテリーケア、使用、およびメンテナンスの重要性を強調し、サービスの寿命を延ばします。
バッテリー寿命に影響を与える主な要因
サービスライフ
温度
過充電
アンダーチャージ
熱暴走
脱水
汚染
触媒
サービスライフ：
IEEE 1881で定義されているように、バッテリーサービス寿命とは、通常、バッテリーの容量が初期定格容量の特定の割合に低下するまで、時間またはサイクル数で測定される特定の条件下での効果的な動作期間を指します。
UPS（途切れやすい電源）システムでは、バッテリーは一般に、寿命の大部分でフロートチャージ状態に維持されます。これに関連して、「サイクル」とは、バッテリーが使用され（排出される）、フル充電まで復元されるプロセスを指します。鉛蓄電池が受けることができる排出および充電サイクルの数は有限です。各サイクルは、バッテリーの全体的な寿命をわずかに減少させます。したがって、バッテリーの選択プロセス中は、バッテリーの故障のリスクに大きな影響を与えるため、ローカル電源グリッドの信頼性に基づいてサイクリングの需要を理解することが重要です。
温度：
温度は、バッテリーがどれだけうまく機能し、どの程度機能するかに大きく影響します。温度が鉛酸電池の故障にどのように影響するかを調査するとき、周囲温度（周囲の空気の温度）と内部温度（電解質の温度）の違いを理解することが不可欠です。周囲の空気や室温は内部温度に影響を与える可能性がありますが、変化はそれほど速くはありません。たとえば、室温は日中に大きく変化する可能性がありますが、内部温度にはわずかな変化しか見られない場合があります。
バッテリーメーカーは、多くの場合、通常は25°C前後で最適な動作温度を推奨しています。数値が一般的に内部温度を指していることは注目に値します。温度とバッテリーの寿命の関係は、しばしば 'Half-Life 'として定量化されます。10°Cごとに、最適な25°Cを超えると、バッテリーの寿命が半分になります。高温の最も重要なリスクは、バッテリーの電解質が蒸発する脱水です。裏側では、温度が低下するとバッテリーの寿命が延長されますが、即時のエネルギーの可用性を低下させる可能性があります。
過充電：
過充電とは、バッテリーに充電が多すぎるプロセスを指し、潜在的な損傷をもたらします。この問題は、誤った充電器の設定など、人間の間違いや誤動作充電器などに起因する可能性があります。 UPSシステムでは、充電フェーズに基づいて充電電圧が変化します。通常、バッテリーは最初に高電圧（「バルクチャージ」と呼ばれる）で充電され、より低い電圧（「フロート電荷」と呼ばれる）で維持されます。過度の充電は、バッテリーの寿命を大幅に削減する可能性があり、重度の場合は熱的な暴走を引き起こします。監視システムがユーザーを特定し、過剰充電のインスタンスを特定し、警告することが重要です。
アンダーチャージ：
下着は、バッテリーが長期間にわたって必要以上に少ない電圧を受信し、必要な充電レベルを維持できない場合に発生します。バッテリーを持続的に過小評価すると、容量が減少し、バッテリー寿命が短くなります。過充電と過小充電の両方が、バッテリーの故障における重要な要因です。バッテリーの健康と寿命を維持するために、正しい電圧供給を確保するために慎重に管理する必要があります。
熱暴走：
熱暴走は、鉛酸バッテリーの深刻な故障を表しています。内部の短い充電設定または誤った充電設定のために充電電流が多すぎると、熱は抵抗を増加させ、より多くの熱を発生させ、スパイラルします。バッテリー内で発生した熱が冷却する能力を超えるまで、熱暴走が発生し、バッテリーが乾燥したり、点火したり、溶けたりします。
これと戦うために、その開始時に熱暴走を検出および防止するためのいくつかの戦略が存在します。広く使用されている1つの方法は、温度補償充電です。温度が上昇すると、充電電圧が自動的に低下し、最終的には必要に応じて充電が停止します。このアプローチは、熱レベルを監視するためにバッテリーセルに配置された温度センサーに依存しています。 一部のUPSシステムと外部充電器はこの機能を提供しますが、多くの場合、重要な温度センサーはオプションです。
脱水：
ベント付きバッテリーとVRLAバッテリーの両方は、水分損失の影響を受けやすくなっています。この脱水は、容量の低下とバッテリー寿命の減少につながり、定期的なメンテナンスチェックの必要性を強調する可能性があります。換気バッテリーは、蒸発により継続的に水を失います。これらは、電解質レベルをチェックし、必要に応じて水を簡単に補充するための目に見える指標で設計されています。
バルブ制御鉛酸（VRLA）バッテリーには、通気型の種類と比較して電解質がはるかに少なく、通常は透明ではなく、内部検査が困難になります。理想的には、VRLAバッテリーでは、蒸発（水素と酸素）から生成されるガスは、ユニット内の水に再結合する必要があります。しかし、過度の熱または圧力の条件下では、VRLAの安全バルブはガスを排出する可能性があります。まれな放出は正常であり、一般的に無害ですが、連続ガスの排出には問題があります。ガスの損失は、バッテリーの不可逆的な脱水につながり、VRLAバッテリーが一般に従来の浸水バッテリー（VLA）の約半分の寿命を持っている理由に寄与します。
汚染：
バッテリー電解質内の不純物は、パフォーマンスに深刻な影響を与える可能性があります。汚染関連の問題を避けるために、特に古いまたは不適切に維持されたバッテリーにとって、定期的なチェックとメンテナンスが不可欠です。バルブ制御鉛酸（VRLA）バッテリーでは、電解質の汚染はまれな発生であり、しばしば製造上の欠陥から生じるものです。ただし、特に電解質に水が定期的に追加される場合、換気鉛酸（VLA）バッテリーでは、汚染の懸念がより一般的です。蒸留水の代わりに水道水のような不純な水を使用すると、汚染がつながる可能性があります。このような汚染は、鉛酸バッテリーの故障に大きく寄与する可能性があり、バッテリーの性能を確保するために熱心に回避する必要があります。
触媒：
VRLA電池では、触媒は水素と酸素の組換えを大幅に促進し、乾燥の影響を減らし、それによってその寿命を延ばします。場合によっては、追加のアクセサリとして購入後に触媒を設置することができ、古いバッテリーの活性化にも役立ちます。ただし、注意して進めることが重要です。フィールドの変更は、潜在的な人的誤りや汚染などのリスクを伴います。このような変更は、バッテリーに侵入しないことを避けるために、特定の工場トレーニングを受けた技術者によってのみ行われるべきです。
結論
鉛蓄電池の早期障害は、適切な理解、監視、メンテナンスを通じて主に軽減できます。過充電、過少充電、熱暴走などの潜在的な問題の兆候を認識することにより、VRLAバッテリーの寿命を大幅に拡張できます。 DFUN Techは、さらなる情報とガイダンスを求めている人のために、鉛蓄電池の健康と効率を維持するための包括的な洞察とソリューションを提供します。バッテリーの性能に影響を与える物理的および化学的要因の複雑なバランスを理解することは、これらの重要なパワーバックアップシステムに依存している人にとって重要です。
