Аккумуляторные батареи

Аккумуляторная батарея (АКБ) — многоразовый источник тока химического действия, в основу которого положен принцип обратимости химических процессов (окислительно-восстановительная реакция), что обеспечивает многократное его использование. Аккумуляторные батареи используются для накопления энергии и дальнейшего его использования как автономный источник энергии в различных электротехнических устройствах.

Свинцово-кислотный (Lead Acid) — самый распространённый тип аккумуляторной батареи, который используется в автомобилях, или же как источники бесперебойного питания в аварийных случаях.

В отличии от других типов аккумуляторов, свинцово-кислотные более-менее устойчивы к холоду, как мы видим в последствии – широкое применение на автотранспорте. Свинцово-кислотный аккумулятор теряет 1% своей ёмкости на каждый градус отличный от +20^оC, что говорит о том, что при 0^оC ёмкость свинцово-кислотного аккумулятора будет составлять лишь 80% его ёмкости. Это обусловлено увеличением вязкости электролита при низких температурах, из-за чего он не может поступать в нормальной степени к электродам, а тот электролит что поступает, быстро истощается.

Для большинства аккумуляторов ток зарядки должен быть написан на корпусе, примерно, он может находиться в пределах от 0,1 до 0,3 емкости аккумулятора. Вообще, общепринятым считается зарядка аккумулятора 10% током от его ёмкости, на протяжении 10 часов. Максимальное напряжение при зарядке не должно превышать 2,3±0,023 В на каждый из элементов аккумулятора. То есть, можно сказать что для свинцового аккумулятора с напряжением в 12 В, напряжение во время зарядки не должно превышать 13,8±0,15 В. Свинцово-кислотные аккумуляторы хранятся только в заряженном состоянии. Хранение их в разряженном состоянии приводит к потере работоспособности.

Срок службы аккумуляторной батареи определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.

Само понятие «количество рабочих циклов заряда-разряда АКБ» относительное, так как сильно зависит от различных факторов. Кроме того, значение количества рабочих циклов, например для одного типа АКБ, не является универсальным понятием, так как зависит от технологии, различной у каждого из производителей. Срок службы АКБ определяется в циклах, поэтому время работы в годах — приблизительное и рассчитано для типичных условий работы. Поэтому, если, например, в рекламе указано, что срок службы АКБ составляет 12 лет, это значит, что производитель посчитал срок службы для буферного режима с средним числом циклов заряд-разряд 8 в месяц. Например, если для АКБ указывается срок службы 12 лет и максимальное число циклов 1200 при разряде на 20%. В год получается 100 таких циклов, а в месяц — около 8.

Еще один важный момент — в процессе эксплуатации полезная емкость АКБ уменьшается. Все характеристики по количеству циклов обычно приводятся не до полной «смерти» АКБ, а до момента потери ею 40% своей номинальной емкости. Например, если производителем приведено количество циклов 600 при 50% разряде, это значит, что через 600 идеальных циклов (т.е. при температуре 20^oС и разряде током одной величины, обычно 0,1С) полезная ёмкость АКБ будет 60% от начальной. При такой потере ёмкости уже рекомендуется замена АКБ.

Свинцово-кислотные АКБ, предназначенные для использования в системах автономного электроснабжения имеют, срок службы от 300 до 3000 циклов в зависимости от типа и глубины разряда. В системах на базе ВИЭ батарея может разрядиться гораздо сильнее, чем при буферном режиме. Для обеспечения длительного срока службы, в типичном цикле разряд не должен превышать 20—30% емкости АКБ, а глубокий разряд — не более 80% ёмкости. Очень важно сразу же после разряда заряжать свинцово-кислотные АКБ. Длительное нахождение (более 12 часов) в разряженном или не полностью заряженном состоянии приводит к необратимым последствиям в АКБ и снижению их срока службы.

Как определить, что АБ уже близок к окончанию своего срока службы? Очень просто — у АБ повышается внутреннее сопротивление, это приводит к более быстрому росту напряжения при заряде, снижению времени, требуемого для заряда, более быстрому разряду АБ. Если заряд производится током, близким к предельно допустимому, «умирающая» АБ будет нагреваться при заряде сильнее, чем раньше.