Бесплатно для регионов РФ:
8(495)785-73-87
Бесплатно для регионов РФ:
8(800)775-61-01

Оптимизация акб для источников бесперебойного питания


16.04.2009

(на основе разработок серии YUASA Corp.)

При использовании аккумуляторных батарей в составе ИБП основным критерием оценки качества их работы является способность аккумулятора отдавать максимум накопленной энергии за короткий промежуток времени (высокие разрядные характеристики или высокая интенсивность разряда).

В настоящее время существует два взаимосвязанных способа улучшения разрядных характеристик: минимизация внутреннего сопротивления батареи и увеличение скорости переноса активного вещества при разряде. Что же влияет на внутреннее сопротивление и скорость переноса? Это электролит в сепараторе, сетка электрода, активная масса электрода и качество соединения пластин и элементов. Для минимизации сопротивления электролита в сепараторе служит уменьшение расстояния между пластинами, увеличение числа пластин и уменьшение плотности электролита. На рисунке 1 представлена схема стандартного элемента АКБ, изготовленного по технологии AGM, а на рисунке 2 схема оптимизированного элемента.

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Так же для увеличения переноса активной массы помимо уменьшения расстояния между пластинами и увеличения их числа, плотность электролита следует увеличивать. Но увеличение плотности электролита приводит к ускорению коррозионных процессов в аккумуляторе и снижению срока его службы. Поэтому плотность электролита подбирается оптимальным образом, чтобы не ухудшать ни тот ни другой параметр:

Хотя некоторые производители идут именно по пути улучшения разрядных характеристик за счет увеличения плотности электролита в ущерб срокам службы. На рисунке 3 показано как меняется внутреннее сопротивление на коротких временах разряда у стандартного и оптимизированного аккумуляторов. Что же дает уменьшение внутреннего сопротивления АКБ? Прежде всего – уменьшение потерь энергии (см. рисунок 4).

Рисунок 3.

Рисунок 4.

На рисунках 5, 6 и 7 даны сравнительные характеристики разряда постоянной мощностью Ватт/элемент до конечного напряжения 1,6 Вольт/элемент для стандартных (серия NPL) и оптимизированных (серия SWL) аккумуляторов производства компании YUASA.

Рисунок 5.

Рисунок 6.

Рисунок 7.

Из графиков видно, что преимущество оптимизированных аккумуляторов актуально только на коротких временах и при большой интенсивности разряда. При времени разряда более 30-40 минут показатели сравниваются и преимущество теряется за счет относительно более высокой стоимости оптимизированных аккумуляторов. Но на коротких временах себестоимость отдаваемой энергии по сравнению со стандартными аккумуляторами ниже на 20-25 %, что особенно заметно при использовании в ИБП большой мощности. Чем больше мощность ИБП и меньше время поддержки, тем существеннее экономия.

На стабильность достигнутых в процессе оптимизации характеристик очень большое влияние оказывает качество соединения элементов аккумуляторной батареи. Плотная «упаковка» пластин не допускает каких-либо отклонений от технологии сборки. Для этого на предприятиях, лидерах отрасли, сборка и соединение элементов осуществляется в автоматическом режиме, чтобы минимизировать влияние человеческого фактора. И особенно жесткие требования при производстве аккумуляторов такого качества предъявляются к составу материалов и соблюдению технологии изготовления сетки электрода и активной массы.

На рисунке 8 показана диаграмма потока при производстве батарей серии SWL. На диаграмме представлены основные этапы производства и отмечены процессы и компоненты, которые претерпели изменения в процессе оптимизации. Для аккумуляторов, оптимизированных для ИБП, применяется и новый формат описания, отличный от стандартных VRLA-батарей. Описание стандартных VRLA-батарей представляется, как разряд постоянным током в течение 10 часов, а описание оптимизированных батарей SWL-серии, как разряд постоянной мощностью в течение 10 минут.

Основные выводы:

- при 10 минутном разряде достигнуто увеличение отдаваемой мощности на 20-25 %;

- снижение себестоимости отдаваемой энергии;

- улучшенное исполнение не приводит к снижению срока службы в качестве батареи для ИБП.

Рисунок 8.

Баталов Денис


Возврат к списку