Razumevanje in preprečevanje okvare baterije s svinčeno kislino

Baterije svinčene kisline (VRLA), regulirane z ventilom, so hrbtenica neprekinjenih napajalnih sistemov (UPS), ki zagotavljajo kritično rezervno moč v nujnih primerih. Vendar je razumevanje dejavnikov, ki vodijo do prezgodnje okvare baterije s svinčeno kislino, bistvenega pomena za ohranjanje celovitosti teh sistemov v pripravljenosti. Ta članek se poglobi v različne elemente, ki vplivajo na dolgo življenjsko dobo baterij VRLA, kar poudarja pomen ustrezne nege baterije, uporabe in vzdrževanja za podaljšanje življenjske dobe storitev.

Glavni dejavniki, ki vplivajo na življenjsko dobo baterije

• Življenjsko dobo

• Temperatura

• Prekomerno polnjenje

• Premajhno

• Toplotno pobeg

• Dehidracija

• Kontaminacija

• Katalizatorji

Življenje službe:

Kot je opredeljeno z IEEE 1881, se življenjska doba baterije nanaša na trajanje učinkovitega delovanja v določenih pogojih, ki se običajno meri s časom ali številom ciklov, dokler zmogljivost baterije ne pade na določen odstotek svoje začetne nazivne zmogljivosti.

V sistemih UPS (neprekinjene napajalnike) se baterije na splošno vzdržujejo v stanju plavajočega naboja za večino svoje življenjske dobe. V tem kontekstu se „cikel“ nanaša na postopek, kjer se baterija uporablja (izpuščena) in nato obnovljena na polno polnjenje. Število ciklov praznjenja in polnjenja, ki jo lahko opravi baterija s svinčeno kislino, je končno. Vsak cikel rahlo zmanjša celotno življenjsko dobo baterije. Zato je razumevanje verjetno kolesarskih zahtev, ki temelji na zanesljivosti lokalnega električnega omrežja, ključnega pomena med postopkom izbire baterije, saj pomembno vpliva na tveganje za odpoved baterije.

Temperatura:

Temperatura pomembno vpliva na to, kako dobro in kako dolgo deluje baterija. Pri raziskovanju, kako temperatura vpliva na odpoved baterij svinčene kisline, je bistveno razumevanje razlike med temperaturo okolice (temperaturo okoliškega zraka) in notranjo temperaturo (temperatura elektrolita). Medtem ko lahko okoliška temperatura zraka ali sob vpliva na notranjo temperaturo, sprememba se ne zgodi tako hitro. Na primer, sobna temperatura se lahko čez dan močno spremeni, vendar lahko notranja temperatura vidi le manjše spremembe.

Proizvajalci baterij pogosto priporočajo optimalno delovno temperaturo, običajno približno 25 ° C. Omeniti velja, da se številke na splošno nanašajo na notranjo temperaturo. Razmerje med temperaturo in življenjsko dobo baterije je pogosto količinsko opredeljeno kot 'razpolovno dobo ': za vsake 10 ° C se poveča nad optimalnim 25 ° C, je življenjska doba baterije polovic. Najpomembnejše tveganje pri visokih temperaturah je dehidracija, kjer elektrolit baterije izhlapi. Na drugi strani lahko hladnejše temperature podaljšajo življenjsko dobo baterije, vendar zmanjšajo njegovo takojšnjo razpoložljivost energije.

Pretirano polnjenje:

Prekomerno polnjenje se nanaša na postopek uporabe preveč polnjenja na baterijo, kar vodi do morebitne škode. To vprašanje lahko izhaja iz človeških napak, kot so napačne nastavitve polnilnika ali iz napačnega polnilca. V sistemih UPS se napolnjena napetost spremeni glede na fazo polnjenja. Običajno se bo baterija sprva napolnila z višjo napetostjo (znana kot 'razsut naboj') in nato vzdržuje pri nižji napetosti (znano kot 'float naboj'). Prekomerno polnjenje lahko znatno zmanjša življenjsko dobo baterije in v hudih primerih povzroči toplotno pobeg. Za spremljanje sistemov je ključnega pomena, da uporabnike prepoznajo in opozorijo na vse primere prekomernega polnjenja.

Premajhno polnjenje:

Ponovno polnjenje se pojavi, kadar baterija prejme manj napetosti, kot je potrebno v daljšem obdobju, ne da bi ohranil potrebno raven naboja. Vztrajno premalo izpolnjevanje baterije povzroči zmanjšano zmogljivost in krajšo življenjsko dobo baterije. Tako pretirano polnjenje kot premajhno polnjenje sta ključni dejavniki okvare baterije. Skrbno je treba zagotoviti pravilno napajanje napetosti, da se ohrani zdravje baterije in dolgo življenjsko dobo.

Termična pobeg:

Toplotno pobeg predstavlja hudo obliko okvare v baterijih s svinčeno kislino. Kadar je preveč polnjenja toka zaradi notranjih kratkih ali napačnih nastavitev polnjenja, toplota poveča odpornost, kar posledično ustvari več toplote, spiralno narašča. Dokler toplota, ustvarjena v bateriji, ne presega njegove zmogljivosti, da se ohladi, pride do termičnega pobega, zaradi česar se baterija izsuši, vžge ali stopi.

Za boj proti temu obstaja več strategij za odkrivanje in preprečevanje termičnega pobega ob njegovem začetku. Ena široko uporabljena metoda je polnjenje s temperaturo. Ko se temperatura dviguje, se polnilna napetost samodejno zmanjša in sčasoma se polnilna zaustavitve po potrebi. Ta pristop temelji na temperaturnih senzorjih, nameščenih na baterijskih celicah za spremljanje ravni toplote. Medtem ko nekateri sistemi UPS in zunanji polnilci ponujajo to funkcijo, pogosto ključni temperaturni senzorji niso obvezni.

Dehidracija:

Tako odzračene kot VRLA baterije so dovzetne za izgubo vode. Ta dehidracija lahko privede do zmanjšane zmogljivosti in zmanjšane življenjske dobe baterije, kar poudarja potrebo po rednih pregledih vzdrževanja. Odzračene baterije z izhlapevanjem nenehno izgubljajo vodo. Zasnovani so z vidnimi kazalniki, da preverijo ravni elektrolitov in po potrebi enostavno napolnijo vodo.

Baterije svinčene kisline (VRLA), regulirane z ventilom, vsebujejo veliko manj elektrolita v primerjavi z odzračenimi vrstami, njihovo ohišje pa običajno ni prozorno, zaradi česar je notranji pregled zahteven. V idealnem primeru bi morali v baterijah VRLA plini, proizvedeni iz izhlapevanja (vodik in kisik), rekombinirani nazaj v vodo znotraj enote. Kljub temu pa lahko v pogojih prekomerne toplote ali tlaka varnostni ventil VRLA izpusti plin. Medtem ko je redko sproščanje normalno in na splošno neškodljivo, je neprekinjeni izgon plina problematično. Izguba plinov vodi do nepopravljive dehidracije baterije, kar prispeva k temu, zakaj imajo VRLA baterije na splošno življenjsko dobo približno polovico kot tradicionalne poplavljene baterije (VLA).

Kontaminacija:

Nečistoče znotraj baterijskega elektrolita lahko močno vplivajo na delovanje. Redni pregledi in vzdrževanje so ključnega pomena, zlasti za starejše ali nepravilno vzdrževane baterije, da se izognejo težavam, povezanim s kontaminacijo. V baterijah s svinčeno kislino (VRLA), ki jih regulira ventil, je kontaminacija elektrolita redek pojav, ki pogosto izhaja iz proizvodnih napak. Vendar pa so pomisleki glede kontaminacije bolj razširjeni v baterijah odzračene svinčene kisline (VLA), zlasti kadar se voda občasno dodaja elektrolitu. Uporaba nečiste vode, kot je voda iz pipe namesto destilirane vode, lahko privede do kontaminacije. Takšna kontaminacija lahko znatno prispeva k okvari svinčene kisline in se je treba pridno izogibati, da se zagotovi zmogljivost baterije.

Katalizatorji :

V baterijah VRLA lahko katalizatorji znatno povečajo rekombinacijo vodika in kisika, kar zmanjša učinke izsuševanja in s tem podaljša življenjsko dobo. V nekaterih primerih je mogoče katalizatorje namestiti po nakupu kot dodaten dodatek in lahko celo pomagajo oživiti starejšo baterijo. Vendar je pomembno, da nadaljujete previdno; Kakršne koli terenske spremembe nosijo tveganja, kot so potencialna človeška napaka ali kontaminacija. Takšne spremembe bi morali izvajati le tehniki s posebnim tovarniškim usposabljanjem, da se izognejo neuspehu v baterijo.

Zaključek

Prezgodnja okvara baterij s svinčenimi kislinami se lahko v veliki meri ublaži s pravilnim razumevanjem, spremljanjem in vzdrževanjem. Z prepoznavanjem znakov morebitnih vprašanj, kot so prekomerno polnjenje, premajhno polnjenje in toplotno pobeg, se lahko življenjsko dobo baterij VRLA znatno podaljša. Za tiste, ki iščejo nadaljnje informacije in smernice, DFUN Tech ponuja izčrpne vpoglede in rešitve za ohranjanje zdravja in učinkovitosti baterij s svinčeno kislino. Razumevanje zapletenega ravnovesja fizičnih in kemičnih dejavnikov, ki vplivajo na delovanje baterije, je ključnega pomena za vsakogar, ki se zanaša na te kritične varnostne sisteme.