Înțelegerea și prevenirea defecțiunii bateriei acidului de plumb

Bateriile cu plumb (VRLA) reglementate de supapă sunt coloana vertebrală a sistemelor de alimentare neîntreruptibile (UPS), oferind o putere de rezervă critică în situații de urgență. Cu toate acestea, înțelegerea factorilor care duc la o defecțiune prematură a bateriei cu acid cu plumb este esențială pentru menținerea integrității acestor sisteme de putere de așteptare. Acest articol se încadrează în diferitele elemente care afectează longevitatea bateriilor VRLA, subliniind importanța îngrijirii adecvate a bateriei, a utilizării și întreținerii pentru a -și prelungi durata de viață.

Principalii factori care afectează durata de viață a bateriei

• Viața de serviciu

• Temperatură

• Supraîncărcare

• Subalterging

• Runaway termic

• Deshidratare

• Contaminare

• Catalizatori

Viața serviciului:

Așa cum este definit de IEEE 1881, durata de viață a bateriei se referă la durata funcționării eficiente în condiții specifice, măsurată de obicei în timp sau numărul de cicluri până când capacitatea bateriei scade la un anumit procent din capacitatea sa inițială.

În sistemele UPS (surse de alimentare neîntrerupte), bateriile sunt, în general, întreținute într -o stare de încărcare a plutitorului pentru majoritatea duratei de viață. În acest context, un „ciclu” se referă la procesul în care bateria este utilizată (descărcată) și apoi restabilită la încărcare completă. Numărul de cicluri de descărcare și reîncărcare pe care o baterie cu plumb-acid poate fi supusă este finit. Fiecare ciclu diminuează ușor durata de viață totală a bateriei. Prin urmare, înțelegerea cerințelor de ciclism probabile bazate pe fiabilitatea rețelei de energie locală este crucială în timpul procesului de selecție a bateriei, deoarece influențează semnificativ riscul de eroare a bateriei.

Temperatură:

Temperatura afectează semnificativ cât de bine și cât timp funcționează o baterie. Atunci când explorați modul în care temperatura are impact asupra eșecului bateriilor acidului cu plumb, este esențială înțelegerea diferenței dintre temperatura ambiantă (temperatura aerului înconjurător) și temperatura internă (temperatura electrolitului). În timp ce aerul înconjurător sau temperatura camerei poate afecta temperatura internă, schimbarea nu se întâmplă la fel de repede. De exemplu, temperatura camerei s -ar putea schimba foarte mult în timpul zilei, dar temperatura internă poate vedea doar modificări minore.

Producătorii de baterii recomandă adesea o temperatură optimă de funcționare, de obicei în jur de 25 ° C. Este demn de remarcat faptul că cifrele se referă, în general, la temperatura internă. Relația dintre temperatură și durata de viață a bateriei este adesea cuantificată ca 'Half-Life ': pentru fiecare 10 ° C crește peste 25 ° C optim, jumătățile speranței de viață a bateriei. Cel mai semnificativ risc cu temperaturi ridicate este deshidratarea, unde electrolitul bateriei se evaporă. Pe partea de flip, temperaturile mai reci ar putea prelungi durata de viață a bateriei, dar pot reduce disponibilitatea imediată a energiei.

Supraîncărcare:

Supraîncărcarea se referă la procesul de aplicare a prea multă încărcare pe o baterie, ceea ce duce la daune potențiale. Această problemă ar putea rezulta din greșeli umane, cum ar fi setările de încărcător incorecte sau dintr -un încărcător defectuos. În sistemele UPS, tensiunea de încărcare se modifică pe baza fazei de încărcare. De obicei, o baterie se va încărca inițial la o tensiune mai mare (cunoscută sub numele de „încărcare în vrac”) și apoi va menține la o tensiune mai mică (cunoscută sub numele de „încărcare float”). Încărcarea excesivă poate reduce semnificativ durata de viață a bateriei și, în cazuri severe, poate provoca fuga termică. Este crucial ca sistemele de monitorizare să identifice și să alerteze utilizatorii în orice cazuri de supraîncărcare.

Subcharging:

Subîncărcarea apare atunci când o baterie primește mai puțină tensiune decât este necesar pe o perioadă prelungită, nereușind să mențină nivelul de încărcare necesar. Supraîncărcarea persistentă a unei baterii are ca rezultat o capacitate scăzută și o durată de viață mai scurtă a bateriei. Atât supraîncărcarea, cât și subîncărcarea sunt factori critici în defecțiunea bateriei. Ar trebui să fie gestionat cu atenție pentru a asigura o alimentare corectă de tensiune pentru a menține sănătatea și longevitatea bateriei.

Runaway termic:

Runaway termic reprezintă o formă severă de eșec în bateriile cu acid cu plumb. Când există prea mult curent de încărcare din cauza unei setări interne de încărcare scurtă sau incorectă, căldura crește rezistența, ceea ce la rândul său generează mai multă căldură, în spirală. Până când căldura generată într -o baterie depășește capacitatea sa de a se răci, apare termic, ceea ce face ca bateria să se usuce, să se aprindă sau să se topească.

Pentru a combate acest lucru, există mai multe strategii pentru a detecta și preveni scurgerea termică la început. O metodă utilizată pe scară largă este încărcarea compensată de temperatură. Pe măsură ce temperatura crește, tensiunea de încărcare este redusă automat și, în cele din urmă, se oprește de încărcare, dacă este necesar. Această abordare se bazează pe senzorii de temperatură plasate pe celulele bateriei pentru a monitoriza nivelul de căldură. În timp ce unele sisteme UPS și încărcătoare externe oferă această caracteristică, deseori, senzorii cruciali de temperatură sunt opționale.

Deshidratare:

Atât bateriile ventilate, cât și cele VRLA sunt sensibile la pierderea apei. Această deshidratare poate duce la diminuarea capacității și a duratei de viață reduse a bateriei, subliniind necesitatea verificărilor de întreținere periodice. Bateriile aerisite pierd continuu apa prin evaporare. Acestea sunt proiectate cu indicatori vizibili pentru a verifica nivelul electrolitului și pentru a reumple ușor apa atunci când este nevoie.

Bateriile cu plumb (VRLA) reglementate de supapă conțin mult mai puțin electrolit în comparație cu tipurile ventilate, iar carcasa lor nu este de obicei transparentă, ceea ce face ca inspecția internă să fie provocatoare. În mod ideal, în bateriile VRLA, gazele produse din evaporare (hidrogen și oxigen) ar trebui să se recombineze în apă în interiorul unității. Cu toate acestea, în condiții de căldură sau presiune excesivă, supapa de siguranță a VRLA ar putea expulza gazul. În timp ce o eliberare rară este normală și, în general, inofensivă, expulzarea continuă a gazului este problematică. Pierderea gazelor duce la o deshidratare ireversibilă a bateriei, contribuind la motivul pentru care bateriile VRLA au, în general, o durată de viață de aproximativ jumătate din cea a bateriilor tradiționale inundate (VLA).

Contaminare:

Impuritățile din electrolitul bateriei pot avea un impact grav asupra performanței. Verificările și întreținerea periodică sunt vitale, în special pentru bateriile mai vechi sau întreținute în mod necorespunzător, pentru a evita problemele legate de contaminare. În bateriile cu acid de plumb reglementat cu supapă, contaminarea electrolitului este o întâmplare rară, care rezultă adesea din defecte de fabricație. Cu toate acestea, problemele de contaminare sunt mai răspândite în bateriile cu acid cu plumb (VLA), mai ales atunci când apa este adăugată periodic la electrolit. Folosirea apei impure, cum ar fi apa de la robinet în loc de apă distilată, poate duce la contaminare. O astfel de contaminare poate contribui semnificativ la eșecul bateriei de acid și ar trebui evitată cu sârguință pentru a asigura performanța bateriei.

Catalizatori :

În bateriile VRLA, catalizatorii pot îmbunătăți semnificativ recombinarea hidrogenului și oxigenului, reducând efectele uscării și, prin urmare, prelungește durata de viață a acesteia. În unele cazuri, catalizatorii pot fi instalați după cumpărare ca accesoriu suplimentar și pot chiar ajuta la revitalizarea unei baterii mai vechi. Cu toate acestea, este important să continuați cu precauție; Orice modificări de câmp prezintă riscuri precum o eroare sau contaminare umană potențială. Astfel de modificări ar trebui să fie întreprinse doar de tehnicieni cu pregătire specifică din fabrică pentru a evita eșecul de a intra în baterie.

Concluzie

Eșecul prematur al bateriilor cu plumb-acid poate fi atenuată în mare măsură prin înțelegerea, monitorizarea și întreținerea corespunzătoare. Recunoscând semnele unor probleme potențiale precum supraîncărcarea, subîncărcarea și fuga termică, durata de viață a bateriilor VRLA poate fi extinsă semnificativ. Pentru cei care doresc informații și îndrumări suplimentare, DFUN Tech oferă informații și soluții cuprinzătoare pentru menținerea sănătății și eficienței bateriilor cu plumb-acid. Înțelegerea echilibrului complex al factorilor fizici și chimici care au impact asupra performanței bateriei este crucială pentru oricine se bazează pe aceste sisteme critice de rezervă a puterii.