Как условия эксплуатации сказываются на АКБ, или история чудесного воскрешения

Для проведения диагностики и обслуживания к нам поступили 8 аккумуляторных батарей (АКБ) EnerSys PowerSave V 12V92F номинальным напряжением 12 В и емкостью 92 Ач (в режиме 8-часового разряда)(рис.1).

Рис. 1. Аккумуляторные батареи EnerSys PowerSave V 12V92F

Данные АКБ произведены в апреле 2007 года. Эксплуатировались они в системе бесперебойного питания в составе двух батарей по 4 АКБ. АКБ в каждой из двух батарей соединялись последовательно. Для удобства и понимания читателя условимся называть одну единицу EnerSys PowerSave V 12V92F «АКБ», а сборку из последовательно соединенных АКБ «батареей».

Стоит заметить, что каждая батарея была установлена на полку стеллажа, причем батарея №1 была ниже, а батарея №2 — выше. Прямо на месте с помощью анализатора батарей АЕА-30V были проведены контрольные измерения параметров всех АКБ. Результаты измерения показали, что внутренние сопротивления АКБ в составе батареи №1 (той, что ниже) находятся в диапазоне от 10,28 до 17,41 мОм, а АКБ из батареи №2 (той, что выше) — от 13,48 до 19,09 мОм (гистограммы со значениями напряжений и внутренних сопротивлений АКБ из батарей №1 и №2 см. на рис. 2). Согласно документации на АКБ, ее внутреннее сопротивление должно быть не выше 5,05 мОм.

На рис. 2 видно, что сопротивление АКБ из батареи №1 в среднем ниже, чем сопротивление АКБ из батареи №2. Объяснить это несложно: батарея №1 в течение всего срока эксплуатации находилась на нижней полке стеллажа – а температура там ниже, чем на верхней полке, где была установлена АКБ №2.

Рис. 2. Параметры АКБ, установленных в батареи №1 и №2 до проведения КТЦ

Учитывая дату изготовления АКБ и длительный срок эксплуатации, было принято решение добавить в каждый элемент каждой АКБ по 100 мл дистиллированной воды.

Контрольно-тренировочные циклы (КТЦ – разряд/ заряд) проводились на специализированном оборудовании Активатор ЭХИП AEAC-12V. Разряд проводился согласно требованиям ГОСТ 53165 — 2008 п. 9.2.2 «Контроль резервной емкости» и документации на АКБ – то есть, АКБ разряжалась током 25 А до напряжения 10,5 В.

В результате разряда (КТЦ №1) АКБ из батарей №1 и 2 были измерены значения резервной емкости RС и разрядной емкости Qd (табл. 1).

Таблица 1

Согласно документации на АКБ, ее резервная емкость RC должна составлять 180 мин.

Далее в ходе КТЦ №1 АКБ заряжались реверсивным ступенчатым током со стабилизацией по напряжению на последней ступени. При этом каждой АКБ была передана емкость Qch 90 Ач.

После проведения КТЦ №1 внутренние сопротивления АКБ из батареи №1 приняли значения от 7,77 до 10, 76 мОм, АКБ батареи №2 – от 9,8 до 14,61 мОм (рис. 3).

Рис. 3. Параметры АКБ батарей №1 и 2 после проведения КТЦ №1

Результаты обнадеживающие – значения внутреннего сопротивления заметно снизились. Мы решили провести второй КТЦ.

По окончании контрольного разряда КТЦ №2 были получены значения резервной емкости RC и разрядной емкости Qd (табл. 2).

Таблица 2

После разряда АКБ вновь заряжались реверсивным ступенчатым током. При этом каждая из них получила заряд емкостью Qch от 70 до 100 Ач.

После КТЦ 2 внутренние сопротивления АКБ из батареи №1 приняли значения от 7,77 до 11,72 мОм, АКБ из батареи №2 – от 10,24 до 17,36 мОм (рис. 4).

Рис. 4. Параметры АКБ из батарей №1 и 2 после проведения КТЦ №2

Из данных, приведенных в табл. 2 и рис. 4 видно, что наилучшими параметрами (низкое внутреннее сопротивление и высокая резервная емкость) обладают АКБ №1, 2 и 3 из батареи №1 и АКБ №3 из батареи №2. На основании этих данных мы решили провести дополнительный КТЦ №3 только для этих АКБ.

Контрольный разряд в ходе КТЦ №3 показал, что резервная емкость RC этих АКБ несколько возросла (табл. 3).

Таблица 3

После КТЦ 3 внутренние сопротивления АКБ №1, 2 и 3 из батареи №1 и АКБ №3 из батареи №2 приняли значения от 8,19 до 11,71 мОм (рис. 5).

Рис. 5. Параметры АКБ №3 из батареи №1 и АКБ №3 из батареи №2 после проведения КТЦ №3

В ходе заряда были выявлены дефекты АКБ № 4 из батареи №1 и АКБ №2 и 4 из батареи №2. Дефекты проявляется пульсацией зарядного напряжения с амплитудой 150 – 200 мВ (рис. 6 — 8). Такие колебания, вероятно, связаны с пробоем сепаратора, разделяющего электроды АКБ.

Рис. 6. График напряжения на АКБ №4 батареи №1 (ток заряда 1 А)

Рис.7. График напряжения на АКБ №2 батареи №2 (ток заряда 5 А)

Рис. 8. График напряжения на АКБ №4 батареи №2 (ток заряда 1 А)

Выводы:

1. АКБ № 4 из батареи №1 и АКБ №2 и 4 из батареи №2 имеют дефекты. Не рекомендовано включать данные АКБ в одну батарею с исправными. Проявление дефекта может негативно сказаться на характеристиках исправных АКБ.

2. По результатам трех КТЦ резервная емкость АКБ №1, 2 и 3 из батареи №1 составила ~83 % (148 – 157 мин) от заявленной производителем емкости (180 мин). Прочие батареи показали меньшие значения резервной емкости (от 82 до 109 мин), что составляет 46 – 61 % от заявленной производителем емкости. По параметру внутреннего сопротивления согласуются АКБ №1, 2 и 3 из батареи №1 и АКБ №3 из батареи №2. Однако, как видно из таблицы 3, АКБ №3 из батареи №2 имеет куда меньшую реальную емкость.

3. АКБ, кроме упомянутых в п.1, исправны и пригодны к эксплуатации.

4. Для поддержания текущих значений резервной емкости АКБ необходимо проводить их обслуживание (десульфатацию) каждые 6 месяцев.

5. Температура окружающей среды оказывает влияние на эксплуатационные характеристики АКБ – так, данные АКБ следует эксплуатировать в кондиционируемом помещении.

Список используемого оборудования:

1. Мультиметр HP3457A

2. Анализатор AEA30V

3. Активатор AEAC-12V

Автор: Борис

Источник