Как жара влияет на аккумулятор, и что поможет уберечь его от преждевременного износа
И зимние морозы, и летняя жара весьма негативно сказываются на «здоровье» свинцово-кислотных аккумуляторов. Ко всему прочему, с вводом ограничительных мер, связанных с пандемией коронавируса, водители стали меньше ездить, а время простоя автомобилей увеличилось. В таких условиях следить за состоянием аккумуляторной батареи нужно с особой тщательностью. Своими рекомендациями с читателями портала «АвтоВзгляд» поделились специалисты Bosch.
Первое, что влияет на срок службы аккумулятора — температурный режим эксплуатации. При высоки температурах, а летом под капотом автомобиля температура может в два раза превышать уличную, процесс саморазряда батареи протекает быстрее. А это, в свою очередь, ведет к ее преждевременному старению и выходу из строя.
Если при низких температурах зарядка и отдача энергии в батареи ухудшаются, то жара выступает катализатором химических процессов: часть жидкости в аккумуляторе становится паром, и поднимается вверх, оголяя пластины. А оставшийся раствор становится более плотным. В результате внутри АКБ образуется кристаллический налет, который снижает проводимость электрического тока. А далее, емкость и пусковой ток — падают ниже нормы. Ко всему прочему, в жару клеммы батареи окисляются быстрее, что так же мешает корректной работе аккумулятора и уменьшает срок его службы.
Чтобы снизить негативное влияние высоких температур, следует убедиться в целостности корпуса АКБ и клемм, которые не должны быть окисленными; а еще необходимо проверить степень зарядки аккумулятора, и если это необходимо, подзарядить его. Кроме того, водитель должен проверить работоспособность генератора и электрооборудования автомобиля, чтобы убедиться, что в движении батарея получает необходимый заряд. И, наконец, нужно убедиться в целостности термоэкрана (если такой установлен).
Если автомобиль не планируется эксплуатировать в течение длительного срока, то заряд аккумулятора нужно довести до 100%, и хранить его в прохладном, сухом месте.
Проводить техническое обслуживание свинцово-кислотных аккумуляторов нужно раз в год. При этом специалисты рекомендуют делать ТО даже необслуживаемому аккумулятору, в котором не требуется долив воды и контроль уровня электролита. Такие АКБ необходимо, как минимум, протирать от пыли и грязи.
Источник
Ёмкость и срок службы аккумуляторов в зависимости от температуры
Место монтажа АКБ должно быть оптимально по температуре для максимальной ёмкости и срока службы.
Рабочий диапазон температуры окружающей среды большинства инверторов и ИБП находится в границах от 0 до 40°С и такие условия обеспечить, как правило, не составляет труда. Совсем иная ситуация в отношении аккумуляторных батарей. Давайте обратимся к документации.
Рабочий диапазон температур большинства AGM аккумуляторов:
- Разряд: от -20°С до +60°С
- Заряд: от 0°С до +60°С
- Хранение: от -20°С до +60°С
С первого знакомства с этими данными может показаться, что никаких проблем с эксплуатацией нет, но обратим внимание на график падения ёмкости при снижения температуры:
Ёмкость при различных температурах
Из графика видно, что при 10-ти часовом разряде номинальная ёмкость достигается при температуре 20-25°С. Снижение температуры приводит к потере ёмкости: при 0°С мы имеем порядка 85% ёмкости (тормозится химическая реакция). Повышение температуры ведет к увеличению ёмкости + 40°С – 105%.
Однако следует иметь ввиду, что с ростом температуры падает срок жизни АКБ из-за ускорения процессов сульфатации свинцовых пластин.
Срок службы АКБ в зависимости от температуры
При температуре окружающей среды в 30°С срок жизни падает на 30%. И далее, мы наблюдаем линейное падение срока службы с повышением температуры.
Таким образом, выбирая помещение для размещения аккумуляторного банка следует уделить особое внимание температурным режимам.
Источник
Оптимальная температура эксплуатации литиевого аккумулятора – залог его долгой службы!
Статья обновлена: 2020-09-08
Литий-ионные аккумуляторы (элементы или «банки») и собранные из них батареи имеют массу конкурентных преимуществ перед накопителями других типов. Они имеют большую удельную энергию, легкий вес и низкий процент саморазряда. У них нет «эффекта памяти», поэтому перед зарядкой их не нужно разряжать до минимального значения. Они выдают высокое напряжение и эффективно сохраняют накопленную энергию, рассчитаны на срок службы около 4-6 лет и выдерживают более 500 циклов разряд-заряд.
Но чтобы уберечь литиевую АКБ от быстрого уменьшения ее эксплуатационного ресурса, нужно использовать и хранить ее в рамках рекомендованного производителем диапазона температур. Оптимальная температура хранения литиевых аккумуляторов составляет +15 °С, а лучшая температура для их эксплуатации – от +5 до +25 °С. Допустимый диапазон эксплуатационных температур значительно шире – от –20 и даже –40 (у некоторых моделей) до +50 °C.
Но использование литий-ионной батареи при минусовых значениях температуры приводит к снижению емкости, в то время как при нагреве уменьшается жизненный цикл АКБ. Работа в пограничных температурных режимах приводит к резкому ускорению процессов старения. Поэтому для продления срока службы Li-ion батареи важно беречь ее от перегрева и прямых солнечных лучей, не использовать на сильном морозе и по возможности утеплить перед эксплуатацией в зимний период.
Рабочая температура литиевых аккумуляторов
Лучшая рабочая температура для эксплуатации Li-ion аккумулятора или аккумуляторной батареи – около +20 °С. Перегрев и переохлаждение губительно действуют на химическую систему литиевых накопителей энергии. Поэтому их нельзя держать на солнце, около радиаторов отопления и других источников тепла. Вредят литий-ионным батареям и минусовые температуры – они заметно уменьшают отдаваемую энергию.
Если сопоставить, сколько энергии отдает литиевая АКБ при оптимальной температуре +20 °С и более низких значениях, то наблюдаются следующие изменения:
- при рабочей температуре литий-ионных аккумуляторов +4 °С отдача энергии уменьшается на 5–7%;
- при использовании АКБ на морозе (t
Источник
Эксплуатация свинцово-кислотных аккумуляторных батарей при отрицательных температурах
Условия эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторных батарей будь то в составе резервных источников питания, применяемых в системах автоматики и телемеханики на видах транспорта, телекоммуникационного оборудования и оборудования связи, охранных и пожарных систем безопасности и других устройств предусматривают различное их размещение и монтаж непосредственно на самих объектах эксплуатации. Если свинцово-кислотные аккумуляторные батареи расположены внутри помещений в специально оборудованных аккумуляторных комнатах с системами отопления, вентиляции и кондиционирования, то условия их работы, как правило, мало чем отличаются от тех, которые предписаны заводом-изготовителем. Условия эксплуатации батарей в наружных шкафах, где практически нет разницы с температурой внешней среды, заслуживают отдельного внимания. В этом случае не всегда выполняются требования к режиму заряда аккумуляторов, они часто эксплуатируются при низких и даже отрицательных температурах. Это, в свою очередь, ограничивает не только доступную разрядную емкость аккумуляторных батарей, но и зачастую ведет к постоянному недозаряду последних.
Все технические характеристики свинцово-кислотных аккумуляторов, включая проектируемый срок службы, определены для эталонной температуры 20° (как правило, для европейских производителей) или 25°С (преимущественно для производителей Юго-Востока Азии) в зависимости от серии батарей и производителей. Поддерживать эту температуру в течение всего срока службы очень сложно, поэтому рекомендуемая температура эксплуатации без использования поправочного температурного коэффициента варьируется в пределах 10-30°С. Для многих типов аккумуляторов в этом диапазоне не требуется регулирование напряжения заряда с применением температурного коэффициента.
Зависимость емкости аккумулятора от температуры
Как уже отмечалось выше, условия работы батареи в наружных шкафах существенно отличаются от рекомендуемых производителем. В зимний период в зависимости от региона температура в них может опускаться ниже -50°С. Поэтому при этих условиях заряд аккумуляторных батарей, как правило, производят повышенным напряжением из расчета на 0,003 В/°С, отличной от рекомендованной заводом-изготовителем.
При эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов при пониженной температуре ограничивается их допустимая разрядная емкость.
Для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей герметизированного исполнения («AGM» и «GEL») примерные данные зависимости емкости в процентном соотношении от температуры окружающей среды представлены в таблице.
Примерный график зависимости отдаваемой емкости (Сразр.) в процентном соотношении к номинальной емкости от температуры (°С) представлен на Рис. 1. Если исходить из того, что 100% емкость батареи соответствует температуре 25°С, то из графика видно, что с понижением температуры отличной от 25°С отдаваемая емкость аккумуляторных батарей падает, а с повышением, наоборот, возрастает.
Такое поведение свинцово-кислотного аккумулятора объясняется обратной зависимостью его внутреннего сопротивления от температуры. Величина сопротивления возрастает, прежде всего, за счет ухудшения проводимости электролита, а также по мере разряда аккумулятора. Это связано с тем, что при отрицательных температурах снижается скорость диффузии ионов электролита (и его концентрации в порах активной массы), проводимость самой активной массы и сепаратора. При этом уменьшается электропроводность в целом.
С увеличением внутреннего сопротивления усиливается поляризация и создаются условия для образования мелкокристаллических плотных осадков сульфата свинца, вызывающих пассивирование отрицательного электрода.
Если вспомнить Закон Ома для полной цепи (I= ε/R+r), который устанавливает связь между силой тока, электродвижущей силой (ЭДС) и внешним и внутренним сопротивлением в цепи, то видно, что чем выше внутреннее сопротивление (особенно электролита), а оно повышается с понижением температуры, тем меньше отдаваемый аккумуляторной батареей ток, а соответственно и емкость самой батареи.
Динамика снижения напряжения аккумулятора при разряде зависит от изменения ЭДС элемента, динамики роста его внутреннего сопротивления, а также величины тока разряда. Иными словами, чем ниже температура аккумулятора и больше ток разряда, тем быстрее упадет напряжение на его выводах и, соответственно, меньше окажется снятая емкость. Возникает эффект так называемой «кажущейся» потери емкости, когда запас непрореагировавших активных веществ еще достаточен, а разряд приходится прекращать из-за недопустимого снижения напряжения на выводах батареи.
Точка замерзания электролита
С понижением температуры увеличивается вязкость электролита, что затрудняет его проникновение в поры глубоких слоев активной массы пластин. При этом поверхностные слои активной массы быстрее преобразуются в PbS04 и кристаллы PbS04 закрывают поры активной массы, а поэтому химическая энергия, запасенная в глубоких слоях активной массы пластин, полностью не используется и разрядная емкость батареи понижается. При понижении температуры электролита ниже +25 °С емкость аккумуляторной батареи при ее разряде силой тока, соответствующей 0,05Сном., уменьшается на 1% на каждый градус понижения температуры, а при большей силе разрядного тока — на большую величину.
Более того, работа аккумуляторной батареи при низких отрицательных температурах связана с опасностью замерзания электролита. Электролит свинцово-кислотного аккумулятора представляет собой водный раствор серной кислоты и непосредственно участвует в токообразующих реакциях. Из-за того, что при разряде расходуются молекулы серной кислоты и образуются молекулы воды, плотность электролита постепенно снижается.
Оценивая работоспособность аккумулятора при отрицательных температурах, необходимо учитывать не только номинальную (начальную) плотность его электролита, но и плотность в конце разряда при снятии расчетной емкости.
Начальная плотность электролита полностью заряженного аккумулятора зависит от его конструкции и технологии производства. Например, аккумуляторы со свободным электролитом в зависимости от модели могут иметь номинальную начальную плотность: 1,22; 1,24; 1,26 кг/л. Температуры замерзания электролита этих полностью заряженных батарей составляют: -32; -42 и -54°С, то есть аккумулятор с электролитом плотностью 1,24 кг/л нельзя разряжать при температуре ниже -40°С
-45°С из-за угрозы его замерзания. Поэтому эксплуатация батареи при температуре ниже точки замерзания электролита полностью заряженного аккумулятора недопустима.
Область замерзания электролита примерно одинакова для всех типов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Усредненный график зависимости температуры замерзания электролита от плотности электролита представлен на рис. 2.
Кроме этого, в зависимости от температуры следует ограничивать глубину ее разряда. Чем ниже температура эксплуатации, тем меньше допустимая глубина разряда. Поэтому при отрицательной температуре приходится использовать аккумуляторы с повышенной номинальной емкостью.
Таким образом, если предполагается эксплуатировать свинцово-кислотные аккумуляторы при пониженной температуре, то при расчете и выборе батареи необходимо предусмотреть запас по емкости.
Ограничение отбора емкости батареи при отрицательной температуре — это принудительная остановка разряда или снятие с аккумуляторов определенного количества электричества. Более экономичное и технологичное решение — использование подогреваемых батарейных шкафов, особенно в регионах с холодным климатом. В идеальных условиях температура в них не должна опускаться ниже 5°С. Это предотвратило бы опасность замерзания электролита и ограничило коэффициент запаса номинальной емкости относительно разрядной. Но даже поддержание температуры в шкафу в пределах оптимальной существенно облегчит выбор батареи и сделает ее работу более предсказуемой.
Отправить заявку
Оставьте свои контактные данные, и наши специалисты свяжутся с вами, для консультации или оформления заказа
Источник
При какой температуре работают литиевые аккумуляторы?
Допустимая температура эксплуатации Li-Ion аккумуляторов – от -20 до +50 °С (у некоторых моделей – от -40 °С). Но работа в пограничных режимах – как по температуре, так и по напряжению – негативно сказывается на способности аккумулятора запасать энергию. При эксплуатации в пограничных режимах ощутимо снижается рабочая емкость АКБ и ее ресурс. Чтобы продлить эксплуатационный ресурс литий-ионной батареи и избежать сокращения времени ее работы без подзарядки, необходимо придерживаться температурного режима, максимально комфортного для АКБ.
Лучшая температура работы Li-Ion аккумуляторов – около +20 °С. Хранить такие накопители рекомендуется в прохладных условиях – от 0 до 10 °С. Оптимальный уровень заряда для длительного хранения литий-ионных АКБ – 30–50%. Если отправить на хранение полностью заряженный аккумулятор, со временем его емкость значительно уменьшится. Если же накопитель будет храниться в глубоко разряженном состоянии, восстановить его вряд ли удастся.
Рекомендуемая температура работы литий ионного аккумулятора
Злейшие враги Li-Ion батарей – перегрев и переохлаждение. Нельзя оставлять такие устройства под воздействием прямых солнечных лучей и поблизости с источниками тепла. Вредны для литиевых накопителей и отрицательные температуры – они снижают отдаваемую энергию. Если сравнить запас отдаваемой энергии при +20 °С и других температурах, то:
- при падении температуры до +4 °С объем отдаваемой энергии снижается на 5–7%;
- при последующем снижении температуры ниже 0 °С – теряются 40–50% емкости, и преждевременно исчерпывается ресурс батареи.
Заряжать литиевые АКБ рекомендуется при температурах от +5 до +20 °C. Важно соблюдение температурного режима и при хранении Li-Ion аккумуляторов. Примерные потери емкости в зависимости от уровня заряда и температурного режима при хранении АКБ приведены в таблице:
t, °С
Потеря емкости при хранении АКБ с 40% уровнем заряда
Потеря емкости при хранении АКБ с полным зарядом
Источник