Средний срок службы и температура

Средний срок службы
и температура
Типичные состояния отказа VRLA батарей и температурные эффекты
Мы привыкли думать, что VRLA батареи имеют бесконечный срок службы, особенно, если
она не используется или находиться под постоянным зарядом для поддержания в рабочем
состоянии. Однако, это не так.
Обычная VRLA батарея со временем теряет свою емкость и выходит из строя из-за
коррозии решетки или высыхания электролита, вследствие постоянных избыточных зарядок.
Эти процессы можно скомпенсировать, для этого в конструкции батареи используются толстая
решетка электрода, эффективный процесс рекомбинации кислорода и резервное количество
электролита. Т.к. коррозия решетки и высыхание электролита прямо зависит от буферного тока,
то очень важно контролировать буферный ток, необходимый для поддержания полного заряда
элемента, и минимизировать избыточную зарядку из-за высокого буферного тока.
мА/Ач
VRLA батареи разделяются по исполнению, сроку службы и рекомендуемому напряжению
заряда при 25° С (77° F). VRLA батареи с гелевым электролитом и AGM, с удельным весом
электролита от 1.28 до 1.300, обычно заряжаются напряжением 2.25 ÷ 2.30 В на элемент при
25° С (77° F), с результирующим приемным током, как показано на рис. 1.
4
10
16
21
27
32
38
43
Температура (С)
Рис. 1. Зависимость буферного тока от температуры
при напряжении заряда 2.3 В на эл.
49
54
60
Обратите внимание, что с ростом температуры батареи, принимаемый ток при постоянном напряжении
увеличивается, удваиваясь с каждыми 8.3° С (15° F). Срок службы батареи определяется общими
накопленными Ампер-часами при избыточном заряде. Это увеличение буферного тока при повышенной
температуре ускоряет накопление Ампер-часов при избыточном заряде. Это оказывает серьезное
влияние на скорость коррозии решетки и интенсивность газообразования, что, в конечном счете,
сказывается на сроке службы батареи. Этот эффект может быть частично уменьшен при помощи
зарядного устройства с компенсацией температурных воздействий, который понижает напряжение при
повышении температуры, но он не может полностью решить проблему.
Увеличение рабочий температуры, это одна из частых причин, почему VRLA батарея не может
достигнуть своего расчетного ресурса.
На рис. 2 отображено влияние роста температуры на срок службы типичной VRLA батареи.
Следует отметить, что при постоянном напряжении буферного заряда, с ростом рабочей температуры
на 8.3° С (15° F) в батарее, она прослужит на 50% меньше (например, батарея с расчетным сроком
службы 10 лет прослужит только 5 лет до 80% номинальной емкости).
Вычисление ожидаемого ресурса при повышенной температуре.
Для определения ожидаемого срока службы VRLA батареи, работающей при постоянно
повышенной температуре, необходимо воспользоваться следующей формулой:
Номинальный
ресурс, %
Реально ожидаемый ресурс (LA) = понижающий коэффициент рабочей температуры (DT) x расчетный
ресурс (LD)
21
27
32
38
43
49
54
60
Температура (С)
Рис. 2. Зависимость ресурса свинцово-кислотной батареи
от температуры.
Например, батарея с 10-ти летним расчетным ресурсом (LD) при 29° С (85° F) реально проработает
(LA) 6.9 лет (6.9 лет = 69% x 10 лет).
Когда батарея работает при постоянном напряжении без компенсации температурного влияния и в
неконтролируемой окружающей среде, например, когда окружающая среда изменяется с временами года,
ожидаемый срок службы может быть вычислен из средней температуры за год.
В этом случае, реальный срок службы (LA) может быть вычислен как:
L A (годы) =
L D (месяцы)
время при Т1 время при Т2 время при Т3 время при Т4
+
+
+
D T1
D T2
D T3
D T4
Следующий пример иллюстрирует вычисление реального срока службы (LA) батареи при работе в
условиях с повышенной температурой, если расчетный срок службы (LD) равен 10 годам при 25° С (77° F).
Температура (С)
Months
% ресурса при
температуре.
Условия работы:
LA =
25
1
100
27
2
89
29
4
69
35
5
43
120 месяцев
= 5.8 лет
1 месяц 2 месяца 4 месяца 5 месяцев
+
+
+
1.00
0.89
0.69
0.43
Как видно, влияние роста температуры на ресурс батареи очень значительное и желательно
применение зарядного устройства с компенсацией температурного влияния и/или использование
кондиционера.
Рекомендации по работе при повышенной температуре
Если предвидится использование VRLA батареи при повышенной температуре, то для уменьшения
ее влияния, необходимо следовать следующим рекомендациям:
1 . Используйте метод зарядки с температурной компенсацией.
2.
Защитите батареи от прямых источников тепла.
3.
Устанавливайте батареи с зазором не меньше 1.25 см, для свободного обдува.
4.
Используйте эффективную активную или пассивную вентиляцию корпуса.
5.
Увеличьте частоту периодического обслуживания и проверки емкости батарей.