Тип токовыводов. Европейские (плюсовой токовывод 19,5 мм в диаметре) и азиатские (плюсовой токовывод 12,7 мм в диаметре).
Виды аккумуляторов
Свинцово-кислотные аккумуляторы являются самыми распространенными. Их часто называют SLI аккумуляторами и они бывают обслуживаемыми, малообслуживаемыми и необслуживаемыми.
В обслуживаемых аккумуляторах свинцовые пластины с добавлением сурьмы погружены в раствор серной кислоты. По мере работы работы раствор испаряется через крышку. Такие аккумуляторы называются обслуживаемыми потому что электролит можно долить по мере необходимости.
AGM (Absorbed Glass Mat) аккумуляторы. В батареях этого типа электролит абсорбирован в высокопористой волокнистой стеклоткани, плотно прижатой к пластинам, поэтому собственное сопротивление у такого вида батарей чрезвычайно мало и они обладают выдающимися эксплуатационными характеристиками. В частности, они выдерживают гораздо больше циклов заряда-разряда и гораздо более глубокие разряды нежели классические свинцово-кислотные аккумуляторы. Они выдают большие пусковые токи нежели обычные аккумуляторы и гораздо быстрее заряжаются. При этом они, конечно, более дорогие и поэтому менее популярные, чем обычные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы.
EFB аккумуляторы (Enhanced Flooded Battery – улучшенная батарея с жидким электролитом) по сути являются промежуточным звеном между SLI и AGM аккумуляторами, пластины в них толще пластин в SLI аккумуляторах и завернуты в специальный материал (мембрана из полиэстера) который предотвращает сульфатацию пластин при глубоком разряде. Как и у AGM аккумуляторов это дает увеличение ресурса, повышенную скорость заряда (поэтому такие батареи используют на автомобилях с функцией start-stop) и высокие пусковые токи.
Гелевые аккумуляторы являются вариантом свинцово-кислотных аккумуляторов. В электролит этих батарей добавлен загуститель, обычно это двуокись кремния. Именно поэтому такие аккумуляторы и называются гелевыми. Электролит в аккумуляторах этого вида не выливается, не испаряется и это их главное преимущество. К недостаткам гелевой технологии можно отнести высокое сопротивление и малый пусковой ток. Чаще всего гелевые аккумуляторы используют в качестве резервных источников питания.
Автомобильные аккумуляторы в ИБП: эти батареи эффективны в бесперебойниках?
На тематических форумах и в комментариях не утихают споры по-поводу целесообразности использования автомобильных аккумуляторов в системах резервного и бесперебойного электропитания. Давайте постараемся объективно разобраться в этом вопросе.
Разница в конструктиве свинцовых решеток батарей
Автомобильные батареи проектировались под задачу выдачи большого стартерного тока для запуска машины, в то время как подзарядка батареи может производиться только в течение промежутков времени, когда двигатель выдает необходимые обороты. Это требует использования большого числа тонких свинцовых решеток (
1-1,2мм) для увеличения общей площади химической реакции в батарее для максимизации пусковых токов. Более того, решетки автомобильных SLI батарей обычно изготавливаются из более пористого материала (переработанный свинец из старых батарей) опять же с целью увеличения площади химической реакции с электролитом.
Батарея с жидким электролитом (SLI-Starting, Lighting, Ignition)
В специализированных промышленных аккумуляторах для ИБП используются первичный чистый свинец и пластины толщиной 2-2,5мм, а также специальный сепаратор из стекловолокна. Это позволяет аккумулятору быть существенно более устойчивым к процессу коррозии, который является основой причиной разрушения и осыпания пластин. Конструктив AGM аккумулятора:
Перейдем к расчетам
Единственное специализированное исследование на тему использования автомобильных SLI аккумуляторов в системах резервного питания было проведено компанией C&D Technologies и в результатах представлен такой график:
Срок жизни автомобильных батарей в ИБП
Прежде чем начать расчеты отметим, что падение емкости аккумулятора ниже 80% от первоначального значения считается критичным, так как деградация свинцово-кислотного аккумулятора нарастает лавинообразно, именно поэтому ось ординат графика ограничена значением 80%. Исходные данные:
По каждому из этих типов мы выбрали аккумулятор на 100Ач из среднего ценового сегмента и свели в таблицу с расчётом стоимости владения:
Сведем всё в таблицу:
Аккумулятор
Ожидаемый ресурс, мес
Цена, руб.
Стоимость владения за месяц, руб.
Tyumen Battery Standard
30
5 200
173
Medalist 60038
42
7 400
176
Delta HR 12-100 L
120
Расчет показывает, что различия в стоимости владения каждым из типов аккумуляторов очень незначительны, но картину меняют дополнительные факторы, о которых ниже.
Обслуживание
Автомобильные аккумуляторы SLI с жидким электролитом при работе в системах ИБП требуют:
а) Периодического контроля и долива электролита
б) Систематического заряда специальным автомобильным ЗУ для восстановления плотности электролита и уравнительного заряда, т.к. стандартное напряжение заряда ИБП – 13,8В, а для автомобильных АКБ требуется 14,2-15В. Это позволяет существенно снизить коррозию пластин из-за скопления кислоты в нижней части батареи.
Как показывает практика, эти требования выполняются редко, что приводит к сокращению срока службы автомобильного аккумулятора. Специализированные UPS аккумуляторы не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.
Надёжность
Безопасность
Аккумуляторы с жидким электролитом следует использовать в хорошо проветриваемом помещении, так как в процессе заряда выделяется взрывоопасный водород. В AGM аккумуляторах рекомбинация газов происходит внутри корпуса.
Выводы
В том случае, если необходимо обеспечить резервное электропитание с минимальным стартовым бюджетом для некритичных систем, то можно рассмотреть возможность использования автомобильных аккумуляторов с учетом их обязательного и системного обслуживания. Во всех остальных случаях мы рекомендуем использовать специализированные аккумуляторы UPS-серий проверенных марок, которые обеспечивают большую надежность, безопасность и в совокупности с отсутствием обязательного обслуживания обходятся дешевле.
VARTA® предлагает обширную линейку залитых свинцово-кислотных аккумуляторов для широкого диапазона автомобилей. Каждый аккумулятор создан, чтобы отвечать специфическим требованиям наших потребителей во всем мире — как производителей оборудования, так и покупателей на рынке компонентов.
Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее распространенным типом аккумуляторов. Жидкий электролит, состоящий из серной кислоты и воды, покрывает все внутренние детали. Залитые аккумуляторы VARTA обладают герметичной конструкцией, поэтому они защищены от протеканий.
Залитые аккумуляторы для легковых автомобилей
Наши залитые 12-вольтовые аккумуляторы разработаны, чтобы удовлетворять потребности в электроэнергии современных автомобилей, и обеспечивают надежную пусковую мощность снова и снова в самых сложных климатических условиях. В них используется наша эксклюзивная технология решетки PowerFrame®.
Залитые аккумуляторы для водного транспорта
Мы предлагаем широкий диапазон пусковых аккумуляторов и аккумуляторов глубокого цикла для водного транспорта, которые позволяют нашим покупателям дольше быть на воде. Мы предлагаем аккумуляторы для водного транспорта на любой вкус: от высокомощных стартерных аккумуляторов до стандартных или улучшенных аккумуляторов глубокого разряда с жидким электролитом. В отличие от стандартных залитых аккумуляторов, аккумуляторы VARTA Professional Dual Purpose защищены от разлива и позволяют наклонять себя до 90° на короткое время.
Залитые аккумуляторы для гольф-мобилей
Нужен ли вам аккумулятор для перемещения по полю для гольфа или надежный источник энергии для промышленного применения, типа ножничных подъемников или поломоечных машин, наши аккумуляторы для гольф-мобилей обеспечивают необходимую производительность в режиме глубокого разряда.
Залитые аккумуляторы для газонокосилок и садовой техники
Наши аккумуляторы для газонокосилок и садовой техники разработаны так, чтобы обеспечивать надежную пусковую мощность раз за разом. Характеристики продукта:
Залитые аккумуляторы для тяжелых грузовиков
Наши аккумуляторы высокой мощности для коммерческого применения обеспечивают высочайшую производительность и увеличенный срок службы в циклах для самых сложных условий. Технология решетки PowerFrame® обеспечивает более длительный срок службы, устойчивость к коррозии и до 70 % лучшее прохождение тока.
Однако, перед тем как принять решение об их установке в систему резервного (бесперебойного) питания рекомендуем Вам ознакомиться с некоторыми особенностями их использования.
Аккумуляторы SLI (Starting, Lightning&Ignition) создавались для автомобильных систем старта, освещения, зажигания. Решаемая ими задача – выдать большой ток для пуска двигателя, в то время как подзарядка батареи может производиться только в течение коротких промежутков времени, когда двигатель выдает необходимую частоту вращения.
Герметичные необслуживаемые аккумуляторы (VRLA), предназначенные для систем бесперебойного питания, работают в других режимах. Они “выдают” сравнительно небольшой ток (обусловленный мощностью нагрузки) и заряжаются постоянно стабильным током. Оба процесса протекают в течение длительного времени.
Эти различия в режимах работы обусловили их конструктивное построение (толщина свинцовых пластин) и качество материала. Решетки SLI-аккумуляторов изготавливаются из пористого (переработанного из старых батарей) свинца, а в VRLA – из свинца первой плавки.
Главное достоинство SLI-аккумуляторов – сравнительно низкая цена. Однако этим и ограничиваются их достоинства при использовании в системах резервного (бесперебойного) питания.
Перечисленных недостатков лишены VRLA-аккумуляторы. Однако цена “кусается”.
В качестве примера можно привести продукцию компании C&D Technologies. У этого производителя есть прекрасная линейка аккумуляторов Dynasty UPS High Rate/ UPS High Rate Max довольно дорогих.
Учитывая, что вопрос стоимости батарей для систем резервирования питания все-таки остается одним из основных, то в серии Dynasty разработаны батареи типа HPS (High Power Serie), которые отвечают самым высоким стандартам качества (ISO 9001). При этом, они существенно дешевле АКБ Dynasty UPS High Rate / High Rate Max, но более надежны в сравнении с SLI-аккумуляторами при использовании их в системах резервирования питания, охранно-пожарной сигнализации, телекоммуникации и т. д..
На графике приведена зависимость, которая наглядно характеризует эксплуатационные характеристики SLI— и VRLA-аккумуляторов..
Нетрудно видеть, что по сроку службы VRLA-аккумуляторы в 3-4 раза превышают аналогичные показатели SLI— аккумуляторов..
Обычно при запуске используется менее трех процентов емкости аккумулятора. По этой причине автомобильные аккумуляторы рассчитаны на передачу максимального тока в течение короткого периода времени. По этой причине их иногда называют «батареями SLI» для запуска, освещения и зажигания. Батареи SLI не рассчитаны на глубокую разрядку, и полная разрядка может сократить срок их службы.
Взрывы газа могут произойти на отрицательном электроде, где может накапливаться газообразный водород из-за заблокированных вентиляционных отверстий батареи или плохой вентиляции в сочетании с источником воспламенения. Взрывы при запуске двигателя обычно связаны с корродированными или грязными клеммами аккумуляторной батареи. Исследование, проведенное в 1993 году Национальным управлением безопасности дорожного движения США, показало, что 31% травм от взрыва автомобильных аккумуляторов происходит во время зарядки аккумулятора. Следующие наиболее распространенные сценарии были при работе с кабельным подключением, при запуске от внешнего источника, как правило, из-за невозможности подключения к разряженной батарее до источника зарядки и невозможности подключения к шасси автомобиля, а не напрямую к заземленному полюсу аккумулятора, и во время проверка уровня жидкости. Около двух третей раненых получили химические ожоги, а почти три четверти получили травмы глаз, среди других возможных травм.
Электрические и гибридные автомобили
История
В автомобилях до середины 1950-х годов использовались электрические системы и аккумуляторы на 6 В. Переключение с 6 на 12 В произошло, когда более мощным двигателям с более высокой степенью сжатия требовалось больше электроэнергии для запуска. Меньшие автомобили, которым для запуска требовалось меньше мощности, дольше оставались на 6 В, например Volkswagen Beetle в середине 1960-х и Citroën 2CV в 1970 году.
В 1990-х годах был предложен стандарт электрической системы на 42 В. Он был предназначен для установки более мощных аксессуаров с электрическим приводом и более легких автомобильных жгутов проводов. Доступность двигателей с более высоким КПД, новых методов подключения и цифрового управления, а также ориентация на гибридные автомобильные системы, в которых используются высоковольтные стартеры / генераторы, в значительной степени устранили необходимость переключения основных напряжений в автомобиле.
Дизайн
Ячейки соединены короткими тяжелыми ремнями от положительных пластин одной ячейки к отрицательным пластинам соседней ячейки. Пара тяжелых клемм, покрытых свинцом для защиты от коррозии, монтируется наверху, а иногда и сбоку батареи. В ранних автомобильных батареях использовались жесткие резиновые корпуса и разделители из деревянных пластин. В современных устройствах используются пластиковые корпуса и тканые листы для предотвращения соприкосновения пластин ячейки и короткого замыкания.
В прошлом автомобильные аккумуляторы требовали регулярного осмотра и обслуживания для замены воды, которая разлагалась во время работы аккумулятора. В батареях, не требующих особого ухода (иногда называемых «не требующими обслуживания»), пластинчатые элементы используются из другого сплава, что снижает количество воды, разлагающейся при зарядке. Современному аккумулятору может не потребоваться дополнительная вода в течение срока его службы; в некоторых типах отсутствуют отдельные крышки заливной горловины для каждой ячейки. Слабым местом этих аккумуляторов является то, что они очень нетерпимы к глубокому разряду, например, когда автомобильный аккумулятор полностью разряжен, оставив включенным свет. Это покрывает свинцовые пластинчатые электроды отложениями сульфата свинца и может сократить срок службы батареи на треть или более.
В некоторых автомобилях используются другие стартерные батареи. Porsche 911 GT3 RS 2010 года оснащен литий-ионным аккумулятором в качестве опции для снижения веса. Тяжелые автомобили могут иметь две последовательно соединенные батареи для системы 24 В или могут иметь последовательно-параллельные группы батарей, питающих 24 В.
Характеристики
Физический формат
Батареи сгруппированы по физическому размеру, типу и размещению клемм, а также по способу монтажа.
Ампер-часы (Ач)
Номинальный ток в ампер-часах обычно определяется как произведение (ток, который батарея может обеспечить в течение 20 часов с постоянной скоростью, при 80 градусах F (26,6 ° C), в то время как напряжение падает до 10,5 вольт), умноженное на 20 часов. Теоретически при температуре 80 градусов по Фаренгейту батарея на 100 Ач должна быть способна непрерывно обеспечивать 5 ампер в течение 20 часов, сохраняя при этом напряжение не менее 10,5 вольт. Важно понимать, что зависимость между емкостью Ач и скоростью разряда не является линейной; по мере увеличения скорости разряда емкость уменьшается. Батарея с номиналом 100 Ач обычно не сможет поддерживать напряжение выше 10,5 вольт в течение 10 часов, будучи разряженной с постоянной скоростью 10 ампер. Емкость также уменьшается с температурой.
Сила тока пуска (CCA, CA, MCA, HCA)
Минуты резервной емкости (RCM или RC)
Способность аккумулятора выдерживать минимальную заявленную электрическую нагрузку; он определяется как время (в минутах), в течение которого свинцово-кислотная батарея при температуре 80 ° F (27 ° C) будет непрерывно выдавать 25 ампер, прежде чем ее напряжение упадет ниже 10,5 вольт.
Размер группы
Размер группы Battery Council International (BCI) определяет физические размеры батареи, такие как длина, ширина и высота. Эти группы определяются организацией.
Коды дат
Использование и обслуживание
Избыточное тепло является основной причиной отказов батареи, например, когда электролит испаряется из-за высоких температур, уменьшая эффективную площадь поверхности пластин, контактирующих с электролитом, и приводя к сульфатации. Скорость коррозии сетки увеличивается с температурой. Также низкие температуры могут привести к выходу из строя аккумулятора.
Аккумуляторы SLI (пусковые, осветительные и зажигательные) не предназначены для глубокого разряда, и их срок службы сокращается при воздействии этого.
Пусковые батареи имеют пластины, предназначенные для увеличения площади поверхности и, следовательно, высокой мгновенной способности к току, в то время как морские (гибридные) батареи и типы с глубоким циклом будут иметь более толстые пластины и больше места в нижней части пластин для сбора отработанного пластинчатого материала перед закорачиванием элемента.
Автомобильные аккумуляторы, в которых используются свинцово-сурьмянистые пластины, требуют регулярного доливания чистой воды для восполнения потерь воды из-за электролиза и испарения. За счет замены легирующего элемента на кальций в более поздних конструкциях снизилась скорость потери воды. Современные автомобильные аккумуляторы требуют меньшего обслуживания и могут не иметь колпачков для добавления воды в элементы. Такие батареи содержат дополнительный электролит над пластинами, чтобы учесть потери в течение срока службы батареи.
Некоторые производители аккумуляторов включают встроенный ареометр, показывающий состояние заряда аккумулятора.
Основным механизмом износа является отделение активного материала от пластин батареи, который накапливается на дне элементов и может в конечном итоге вызвать короткое замыкание пластин. Это можно существенно уменьшить, поместив один набор пластин в пластиковые разделительные пакеты, сделанные из проницаемого материала. Это позволяет электролиту и ионам проходить сквозь них, но не дает накопившемуся шламу перекрывать пластины. Шлам в основном состоит из сульфата свинца, который образуется на обоих электродах.
