Здравствуйте, Гость

Войти в личный кабинет



ВАША КОРЗИНА ПУСТА
http://www.electra.com.ua/components/com_jshopping/files/img_products грн /magazin/cart/delete.html /magazin/product/view.html Ваша корзина пуста. Показать/скрыть подробности Параметры ⇓ Товар добавлен в корзину Товаров ВАША КОРЗИНА ПУСТА Товаров в корзине на сумму Удалить
currency

  • electra motor1
  • electra nabor1
  • electra akb1

Срок службы аккумуляторов: как его максимально увеличить?

Опубликовано в Тех. характеристики Просмотров: 22471

akkymyliator-341Срок службы аккумуляторных батарей определяется суммарной продолжительностью их эксплуатации и хранения. Срок службы аккумуляторов - это их наработка, общее количество циклов заряда/разряда, при исчерпании которого аккумуляторы снижают разрядную емкость до определенного, регламентированного технической документацией уровня. Проще говоря, срок службы аккумуляторов – это то время, которое аккумулятор сможет прослужить без необходимости замены.

Несмотря на определенное, устанавливаемое производителями ограничение количество циклов заряд / разрядного процесса, на практике большая часть производимых аккумуляторов разного электролитического состава при соблюдении норм эксплуатации смогут обеспечить несколько большее количество циклов до момента полного отказа. Время жизни аккумуляторных батарей помимо их электрохимического состава зависит от таких факторов, как глубина разряда, режим заряда и температуры аккумулятора, связанной с условиями его эксплуатации и хранения. Срок службы аккумуляторов напрямую зависит и от оборудования, в котором они используются. Примечательно, что температура как эксплуатации, так и хранения разных типов аккумуляторных батарей может существенно различаться. К примеру, рекомендуемая температура эксплуатации необслуживаемых свинцово-кислотны SLA AGM аккумуляторов составляет +10 - 30°С, тогда как литий-железофосфатные батареи имеют значительно более широкий диапазон рабочих температур (от -10°С до 60°С) – холодная или жаркая погода практически не отображается на их работоспособности. Как правило, при низких температурах снижение разрядной емкости аккумуляторов более значительно, чем при повышенных.

akkymyliator-343

При хранении аккумуляторов различного электрохимического состава наблюдается процесс самопроизвольного разряда, который отображается на частичной потере емкости. Разные типа батареи имеют разную временную интенсивность саморазряда при хранении – он определяется химическим составом источников тока, термодинамическими свойствами электродов, загрязнением электролита и материала электродов. Процент саморазряда аккумуляторной батареи при хранении вычисляется сравнением емкости, отдаваемой источников тока при его первичной эксплуатации, и емкости, отдаваемой аккумулятор после его временного простаивания на хранении. Процесс саморазряда химических источников тока наиболее интенсивен на начальном этапе их хранения.

Литий-ионные аккумуляторы отличаются низким саморазрядом, длительным сроком жизни, большой удельной емкостью. Литий – идеальный материал для создания аккумуляторов, один из наиболее легких металлов, отличающихся высоких электрохимическим потенциалом и обеспечивающий наиболее высокую плотность энергии. При создании батареи литий не используется в чистом виде, вместо него в них присутствуют ионы, перемещающиеся между катодом и анодом акумулятора при зарядах и разрядах.

akkymyliator-345

Срок износа аккумуляторных ячеек определяется при снижении их емкости до 80% от первоначальной. Однако, на практике аккумуляторы с емкостью менее 80% продолжают и дальше работать, хоть время продолжительности этой работы существенно снижается. Последовательный заряд/разряд аккумуляторов приводит к снижению активного материала электрода и изменения его химического состава, что в конечном итоге ведет к повышению внутреннего сопротивления и снижения емкости. Снижение емкости может наблюдаться и при хранении аккумулятора (когда он не эксплуатируется). Так, наибольшая скорость снижение емкость литий-полимерного аккумулятора происходит при высоких температурах. По сей причине хранить литий-полимерные аккумуляторы лучше заряженными на 40-50% при температуре 5°С.

Поскольку уменьшение аккумуляторного «ресурса» наблюдается даже в случае пыления химического источника энергии на полке, покупая его особо важно обратить внимание на дату производства, дабы удостоверится в том, что данный источник питания с момента выпуска не валялся года 2-3 на складе.

Явление саморазряда свойственно всем типам аккумуляторов. При оценке уровня саморазряда или величины потерянной ими в определенное время емкости используются проценты от значения, получаемого сразу же после завершения зарядного процесса. В одних аккумуляторов допустим саморазряд в течении суток после окончания заряда (например, никель-кадмиевых), в случаи с другими саморазряд оценивается за месяц (литий-ионный аккумуляторные батареи). Влияние температуры хранения на уровень саморазряда аккумуляторных батарей можно показать на простом примере. Саморазряд герметичных свинцово-кислотные аккумуляторы SLA AGM при 20 °С составляет 40% в год и 15% при 5 °С. Повышение температуры служит причиной увеличения интенсивности саморазряда SLA AGM аккумуляторов. Так, при хранении их в особо жарких условиях возможна потеря 40-50% емкости за 4-5 месяцев.

Саморазряд аккумуляторных батарей объясняется процессом выделения кислорода на положительном электроде. При повышении температуры выделение кислорода усиливается. Однако, несмотря на то, что степень саморазряда в значительной степени зависит от температурного фактора, приписывать данное явление исключительно ему тоже не стоит. Непосредственно влияет на саморазрядный процесс и качество используемых в аккумуляторе материалов, особенности его конструктивного исполнения.

Потери емкости в аккумуляторах условно можно разделить на две группы: обратимые и необратимые. Необратимые потери энергии неизбежны, но их можно снизить благодаря соблюдению правил заряда, разряда, хранения аккумуляторов, а также равномерности распределения нагрузки при эксплуатации. Применение циклов работы с неполным разрядом позволяет существенно увеличить срок службы аккумуляторов.

Хотим отметить ещё один момент, касаемый понятия срока службы аккумуляторов. Если техническая документация определенного типа аккумуляторов, например SLA AGM, фиксирует 500 циклов их заряда/разряда, то это число говорит не о том, что данный химический источник тока можно заряжать всего лишь 500 раз, а указывает на то, что весь процесс эксплуатации (подпитки) аккумулятора состоит из пятисот циклов полного заряда/разряда. То есть, если два раза зарядить свинцово-кислотный аккумулятор SLA AGM на 50%, то в сумме эти оба раза образуют лишь один полный цикл заряда/разряда аккумуляторной батареи. При 30% глубине циклов разряда их количество соответственно утроится. Все производители аккумуляторных батарей рассчитывают срок их жизни количеством циклов полного разряда – до 0%.

Предотвращению преждевременного старение аккумуляторов (продлению срока их жизни) способствует ряд факторов:

- Неполный разряд. Использование неполной емкости аккумулятора перед подзарядкой существенно увеличивает количество циклов жизни. При неглубоких разрядах аккумулятор прослужит существенно дольше. Многократный разряд аккумуляторов до напряжения, находящегося ниже регламентируемого техдокументацией уровня приводит к быстрому выходу батарей из строя. Исключением являются аккумуляторы обладающие так называемым "эффектом памяти" (например, никелевые аккумуляторы).

- Избегание заряда до 100% емкости (в случае с литий-ионными: литий-полимерный, литий-железо-фосфатными аккумуляторами). Снижение конечного зарядного напряжения позволяет увеличить время эксплуатации химического источника тока.

- Подбор правильного зарядного устройства. Аккумуляторы не любят стрессов, поэтому заряжать их нужно с умом и обязательно подходящим зарядным устройством. Повышение напряжения заряда всего лишь на несколько процентов может привести к существенному сокращения цикла службы аккумулятора, между тем понижения тока послужит причиной недозаряда батареи. Хотим обратить внимание также и на то, что процесс медленной подзарядки и планомерной разрядки более полезен для батарей, чем работа в интенсивном режиме.

- Ограничение температуры аккумуляторной батареи, соблюдение рекомендуемого температурного режима эксплуатации; избегание зарядки при минусовой температуре: ряд зарядный устройств имеют температурные датчики предотвращающие заряд при низких температурах. Любой тип аккумуляторных батарей заряжать нужно только при положительных температурах.

Не допускайте перегрева или же переохлаждения аккумуляторов, так как слишком низкая или высокая температура негативно отображаются на их жизни.

- Ограничение зарядных и разрядных токов. Высокие зарядные и разрядные токи снижают количество циклов работы аккумулятора. Большой ток способствует возникновению избыточного механического напряжения в аккумуляторной батарее.

- Предотвращение очень глубоких разрядов. Очень глубокий разряд довольно быстро может испортить аккумулятор. Ряд современных литиевых источников имеют в своей структуре специализированные схемы контроля разрядного процесса. Если ток в аккумуляторе при разряде или заряде начинает выходить за установленные пределы, электроника отключает аккумулятор. Если же полного разряда аккумулятора предотвратить не удалось, ни в коем случае не оставляйте его надолго в разряженном состоянии - как можно скорее зарядите его хотя бы на 40% емкости.

- Хранение аккумуляторов в частично заряженном состоянии. Аккумуляторным батареям свойствен саморазряд. Если ставить батарею практически полностью разряженной, то скорее всего она уже не сможет работать и попадет в утилизацию, так как произойдет сульфатация пластин и последующая зарядка аккумулятора будет уже невозможной. Уровень разряда напрямую связан с температурой хранения поэтому, чем больше она будет приближена к оптимальной, тем лучше будет для самой батареи.

Важная роль в увеличении времени жизни аккумуляторов отводится зарядным устройствам. Наилучшими являются зарядные устройства с подстройкой (фиксированием) зарядного напряжения, но и при помощи устройств, работающих по принципу отсечки минимального зарядного тока можно продлить цикл жизни аккумуляторов, выбрав уровень тока отсечки.

Для увеличения емкости аккумуляторные элементы часто соединяются в единую батарею параллельно. Никаких особых требований к элементам такого соединения не выдвигается, кроме как наличия идентичного химического состава, производителя и размеров. Последовательное соединение требует более тщательного подбора, так как разбалансировка по емкости послужит причиной перенапряжения на одной из аккумуляторных ячеек. Использование аккумуляторов на основе литий невозможно без специальной интеллектуальной схемы защиты - BMS, ограничивающей напряжение заряда и разряда на каждой ячейке, входящей в состав аккумулятора. Специальные системы управления и балансировки (BMS) используются, к примеру, в работе литий-железо-фосфатных (LiFePO4) аккумуляторных батарей. Системы балансировки ячеек защищают аккумулятор от превышения напряжения при зарядной процессе, оптимально распределяют ток между ячейками, контролируют температуру аккумулятора, отключая его при перегреве, ограничивают глубину разряда и ток потребления. BMS обеспечивают безопасность работы литиевого аккумулятора, останавливает его работу при превышении предельных величин тока и температуры.

bms-1233

При условии соблюдения режима эксплуатации аккумуляторные батареи прослужить заявленный производителем срок. Химические источники энергии могут быть немножко "капризны" в плане ухода, угождая же всем требованиям батарей можно максимально продлить жизнь аккумуляторов, или на оборот существенно его сократить.

sergey-volter