Цикл аккумуляторных батарей

Емкость аккумуляторных батарей выражается в ампер-часах (Ач). На корпусах батарей можно найти указание номинальной емкости, предоставляемое производителем. Однако реальная емкость батарей часто варьируется от заявленной величины. Для новых батарей, только что введенных в эксплуатацию, фактическая емкость может достигать 110% или даже превышать номинал. Напротив, батареи, которые уже отслужили некоторое время, могут обеспечивать только около 80% от своей номинальной емкости. Изменения в реальной емкости происходят в результате влияния различных факторов, таких как температурные условия эксплуатации, режимы зарядки и разрядки, интенсивность и периодичность технического обслуживания, а также общие условия использования.

Работоспособность аккумуляторных батарей

Аккумуляторные батареи считаются функционирующими, если они способны обеспечить как минимум 80% от номинала, указанного производителем. Для того чтобы оценить, насколько батареи соответствуют своим характеристикам в течение всего срока службы, необходимо проводить тестирование остаточной емкости. Эта характеристика измеряет фактическую способность батареи обеспечивать электрическую энергию при текущем её состоянии.

Контрольно-тренировочный цикл (КТЦ)

Для проверки функциональной емкости свинцово-кислотных аккумуляторов применяется метод контрольно-тренировочного цикла (КТЦ). В рамках данного цикла батарея подсоединяется к контрольной нагрузке, которая определяется техническими параметрами и разрядными таблицами от производителя, с последующим полным разрядом до допустимого предела. На этом этапе фиксируется текущая емкость батареи.

Рекомендации по проведению КТЦ

Периодичность выполнения КТЦ не строго регламентирована, однако рекомендуется проводить его как минимум раз в год, а также в случае необходимости, когда актуальна проверка отдаваемой емкости батареи или её пригодности к дальнейшему использованию. До проведения теста важно, чтобы аккумуляторная батарея находилась в стабильных температурных условиях, близких к 20-25°C, по крайней мере, 6 часов.

Процесс проведения КТЦ

Если температура окружающей среды колеблется в пределах 18-25°C, зарядное устройство должно быть установлено на номинальное значение зарядного напряжения, рекомендованное производителем, с отклонением не более ±1%. Обычно такие батареи заряжаются постоянным напряжением в диапазоне 14,4-15,0 В для 12-вольтовых модулей на протяжении не менее 10 часов. Нужно следить за тем, чтобы заряд батарей выполнялся полностью и без остановок. Зарядка считается завершенной, когда ток заряда падает до уровня ниже 1 мА на 1 Ач номинальной емкости аккумулятора и остаётся стабильным на протяжении последних трех часов.

Контрольный разряд

После завершения зарядки батарее дают 1-2 часа для стабилизации температуры и напряжения. Затем следует контрольный разряд при токе 0,1C10 (0,1C20), проводимый до достижения конечного напряжения 10,8 В (или 10,5 В), в зависимости от инструкций производителя. Отданная емкость выясняется путем умножения силы разрядного тока в амперах на время разряда в часах.

Пример расчета разрядного тока

Рассмотрим пример с герметизированной батареей CSB серии TPL121500 номинальной емкости 150Ач. Для 10-часового разрядного цикла до 1,80 В/элемент можно использовать разрядный ток 15,0 Ампер, так как это 0,1C10 для данной модели. Учитывая, что батарея состоит из шести элементов, конечное напряжение составит 10,8 В.

Завершающий этап КТЦ и последующий заряд

После полного разряда незамедлительно следует провести полный заряд батареи, следуя рекомендациям производителя. Это позволяет оценить состояние батареи и установить, насколько надежно она может использоваться в дальнейшем. Такой подход также помогает выявить и поддерживать отстающие элементы аккумуляторов, улучшая их производительность.

Критерии работоспособности и долговечности

Аккумуляторная батарея считается в хорошем состоянии, если на первом цикле она отдаёт не менее 90-95% от своей номинальной емкости. Постепенно батареи достигают своих проектных характеристик через 3-5 циклов при циклической эксплуатации или через 3-6 месяцев при использовании в буферном режиме. Таким образом, в процессе эксплуатации важно наблюдать за емкостью до тех пор, пока она не снизится до 80% номинала, чтобы батарея оставалась работоспособной.

Мониторинг и обслуживание аккумуляторных батарей, таких как проведение контрольно-тренировочных циклов, позволяет не только оценить их текущее состояние, но и продлить срок службы, повышая эффективность работы. Своевременное выявление отклонений от нормальных показателей и соответствующая корректировка позволяет поддерживать высокую надежность энергетической системы, что особенно важно в промышленности и других критически важных областях применения.