Как ибп контролирует зарядку акб
Собираюсь использовать ИБП (APC Back Up 500) в качестве зарядного устройства для соответствующих АКБ 7 А/ч. (АКБ используется для других целей).
Вопрос: каков алгоритм работы сего девайса?
Или еще проще: сколько (в часах или минутах) и как нужно заряжать полностью разряженную батарею?
Ну и было бы просто СУПЕР, если бы рассказали про токи зарядки и т.д.
Ух ты. Скачаю.. А без компутера - можно как то отследить зарядку АКБ?
Красивый интерфейс с кучей знаков после запятой нисколько не точнее встроенного индикатора из нескольких светодиодов.Попробуйте реально открубить питание и замерте время, уже через минуту он вам его поменяет на 15. Особенно если упсе больше 2-3 лет.
Обычно в ИБП кислотные аккумуляторы, даже видел когда то давно, необслуживаемые мотоциклетные вместо сдохших штатных. Так что скорее всего режимы как для кислотного. ИБП сам автомат зарядки акк. Не перезарядишь. Сам так заряжал, когда надо было иметь наготове свеженький акк. ИБП сам автомат зарядки акк. Не перезарядишь. Сам так заряжал, когда надо было иметь наготове свеженький акк.
Это все понятно, что ИБП сам знает, сколько заряжать. И не перезарядит - тоже понятно. мне важно знать, КОГДА это произойдет. Так как заряжать нужно несколько аккумов. Да и держать постоянно включеным ИБП неделями как то неумно.
контроллируйте зарядные токи аккумулятора.
Мля.
Ладно, еще раз. Я могу заряжать АКБ от ИБП автомобильным зарядным устройством, где выставляется ток зарядки. Обычно выстаялю половину максимально допустимого для данной АКБ (для батарей от ИБП - 0,7 А - макс, я заряжаю 0,3-0,4 А).
Заряжаю в Импульсном режиме, где чем больше пауза между циклами зарядки - тем больше заряженна АКБ. Визуальный контроль за зарядкой по индикатору зарядки.
А как контролировать в ИБП, который использую в качестве зарядника? Вроде бы простой вопрос, но задача нетривиальна.
Кто поможет ее решить?
достаточно. током 0,1 от емкости аккумулятора. однако, емкость аккума - величина непостоянная и не абсолютно точная, поэтому насчет полной зарядки ваши электрики несколько лукавят или заблуждаются. со временем емкость аккумулятора уменьшается, при зарядке по времени аккумуляторы перезаряжаются, что увеличивает "стаптывание" аккумулятора и приводит к ускорению процесса старения.
ИМХО в идеале заряжать аккумулятор током 0,1C до какого-то порогового напряжения, затем отключать, либо оставлять на безопасном токе (0,001 - 0,01 С).
врать не буду, возможно путаю, лучше поинтересоваться в спецлитературе, у автоэлектриков или в паспорте аккума, но автомобильный двенадцативольтовый аккумулятор, вроде, заряжают до 14,5 - 14,7 В.
На всякий случай.
Утверждения о том что схемы заряда в бесперебойниках APC BACK UPS сильно навороченные и берегут батарею сильно приувеличены.
На самом деле там имеется некий стабилизатор на микросхеме LM317 и фактически все. Тривиально там все. Посмотрите схемы
Использовать такой бесперебойник для заряда батарей имеет смысл лишь в случае если он уже есть.
В противном случае лучше посмотреть на источники применяемые в охранных системах - они подешевле и не содержат лишней для этой задачи электроники.
А можно сразу выбрать такой блок что будет парочку батарей заряжать одновременно. А есть даже с более совершенной схемой зарядки чем у APC и контролем окончания зарядки.
Ну и если уж есть желание и умения то можно самому собрать на коленке - с помощью стабилизатора подбирают напряжение равное напряжению окончания заряда батареи и включают к этому стабилизатору батарею через ограничительный резистор и диод (ограничиваем ток или по правилу 0,1*Емкость батареи или можно меньше/больше, в зависимости от того что важно - время заряда или срок службы батареи). Причем эти напряжения и токи не секрет - их можно посмотреть в документации на батареи у производителя.
Что важнее так это правильно его разряжать - не допуская переразряда. Можно купить готовый модуль защиты там где торгуют оборудованием для сигнализаций, можно ваять самим, можно разряжать через блок питания в котором этот модуль уже есть.
Когда мне было нужно я сам делал схему заряда батареи по подобному принципу. Работало.
Подписаться на тему
Уведомление на e-mail об ответах в тему, во время Вашего отсутствия на форуме.
Мысли использовать автомобильные АКБ с UPS бродят по просторам интернета очень давно. Плюсы очевидны - стоимость ампер*часа автомобильных АКБ на порядок ниже, чем у родных АКБ для UPS. Многие даже успешно подключили. Я же только обобщил опыт из разных источников.
Предпосылки
Старый UPS на 1400 вольт*ампер у меня валялся уже очень давно. Необходимость использования его в квартире уже пропала, АКБ в нем безвозвратно умерли. Вспомнил о нем я в феврале 2020 года, когда в честь пандемии переехал в деревню и стал работать удаленно. Если в квартире в Москве на моей памяти самое длительное отключение электроэнергии было минут на пять, то в деревне с завидной регулярностью можно остаться без электричества часа на четыре. Как раз перед этим АКБ на личном автомобиле пришёл срок замены - не смог завестись на морозе. 8 лет для АКБ - хороший срок. Поэтому просто купил пару новых (у меня под капотом два АКБ) и поменял.
В результате у меня был UPS, пара полудохлых автомобильных АКБ по 69 ампер*часов, убить которые было совершенно не жалко, и желание их подружить.
Ограничения
Прежде чем приступать к подключению автомобильных АКБ к UPS нужно учесть следующее:
Подавляющее большинство UPS не расчитано на долговременную работу инвертора при полной нагрузке. Обычно - минут 5. При более продолжительном времени система охлаждения просто не справится, инвертор перегреется и безвозвратно выйдет из строя. Мой UPS перестал заметно греться только при нагрузке ниже 30% от номинальной.
Автомобильные АКБ не любят глубокого разряда. Известны случаи, что буквально после двух-трех разрядов АКБ до 20% емкости он выходил из строя. В моем UPS регулировку момента отключения, предохраняющую АКБ от глубокого разряда, я не нашел. Поэтому приходится контролировать это вручную.
Длина проводов к автомобильным АКБ получается в несколько раз большей, чем к внутренним АКБ. Поэтому, для уменьшения потерь, при подключении автомобильных АКБ следует использовать провод с существенно большим сечением. Я использовал провод с сечением 16 мм^2.
Для того, чтобы использовать старые полудохлые АКБ их сначала надо реанимировать. Об этом подробней ниже.
Подготовка
Прежде чем подключать АКБ следует их проверить, обслужить и зарядить. В случае использования новых заряженных АКБ из магазина этот пункт можно пропустить.
В моем же случае были разряженные полудохлые АКБ. Сначала проверил уровень электролита. Если бы хоть в одной банке он оказался ниже минимальной отметки, то потребовалось бы долить дистиллированной воды до минимальной отметки. Затем зарядил АКБ в течении суток малым током (4А) от автомобильного ЗУ. После зарядки замерил плотность электролита по банкам. Получилось:
Первый АКБ: 1,21; 1,29; 1,29; 1,29; 1,28; 1,22
Второй АКБ: 1,06; 1,30; 1,30; 1,02; 1,30; 1,21
Нормальная плотность электролита в заряженном АКБ должна быть 1,27. Отсюда делаем вывод, что две банки в первом АКБ и три во втором требуют десульфатации. На этом этапе доливаем только дистиллированную воду. Причем те банки, где плотность электролита выше 1,27 - до получения плотность 1,27, но не выше максимального уровня. А в те банки, где плотность электролита ниже 1,27 ничего пока не доливаем.
Реализация
Используя многожильный провод сечением 16 мм^2 подключил автомобильные АКБ к UPS. На период десульфатации ток разряда АКБ не должен быть больше 4-5А. Так как у меня два АКБ последовательно, то нагрузил UPS только 100 Вт. Это будет нагрузка для десульфатации.
В любом случае, на начальном этапе нужно внимательно следить за температурой UPS. В моем случае нагрузка была меньше 10% от номинальной и никакого нагрева не происходило. При более слабом UPS перегрев инвертора при длительной работе вполне реален. Так что пока не определите при какой нагрузке перегрева точно не происходит, не оставляйте конструкцию без присмотра во включенном состоянии.
Автомобильные АКБ не любят напряжения заряда свыше 14 вольт. В моем UPS я нашел подстроечник, которым выставил максимальное напряжения заряда в 26,6 вольт (два АКБ последовательно). Именно при таком напряжении максимальное напряжение на одном АКБ у меня стало не выше 13,8 вольт. Уж слишком разное у них было изначально состояние.
Десульфатация АКБ
Начну с того, что не могу утверждать, что способ, примененный мной, самый оптимальный и правильный. Однако он дал результат с минимумом трудозатрат. Альтернативные способы в комментариях только приветствуются. Надеюсь, они будут лучше моего.
Десульфатацию я произодил следующей последовательностью:
Полностью заряжаю АКБ в UPS. Так как мой UPS изначально был расчитан на АКБ 7-12 ампер*часов, то ток зарядки в нем не превышал 2 ампер. Это важно. Зарядку при десульфатации следует производить током 1-2 ампера. Не выше.
Выключаю полностью UPS и позволяю АКБ просто постоять в течении 8 часов.
Произвожу контроль плотности и уровня электролита в банках. Если плотность электролита в банке стала выше 1,27 то следует долить в банку дистиллированную воду, но не выше максимального уровня. Если в какой-то банке уровень электролита ниже минимальной отметки - тоже доливаем дистиллированную воду до минимальной отметки.
Опять полностью заряжаю АКБ в UPS.
Отключаю сеть от UPS, заставляя разряжаться АКБ на нагрузку 100 Вт. Как было сказано выше, ток разряда АКБ не должен быть больше 4-5А.
Как только напряжение на любом из АКБ падает ниже 9 вольт, опять подаю сетевое питание на UPS и переходим к пункту 1.
После нескольких (6-7) циклов десульфатации выяснилось, что во всех банках кроме одной, плотность электролита стала 1,26-1,28. Одна банка принципиально отказалась десульфатироваться и плотность там сохранилась 1.02.
В большинстве умных статей категорически не рекомендуют добавлять концентрат электролита в таких случаях. Но из всех правил есть исключения. Дело в том, что десульфатация происходит только тех кристаллов (белого налета), который на пластинах АКБ. Если же кристалл вырос до такого размера, что он просто отвалился от пластины и лежит теперь на дне банке, то никаким зарядом-разрядом на этот кристалл уже не повлиять.
Поэтому, только убедившись, что циклы десульфатации на банку не повлияли, я отсосал сколько мог оттуда электролита и долил концентрата, доведя плотность до 1,10. После еще трех циклов плотность в этой банке повысилась аж до 1,20. Финальным отсасыванием и доливкой я довел плотность до 1,25. Сейчас, через год, плотность в этой банке 1,27, что я считаю совершенно нормальным.
Результат
Через год после вышеописанного колхоза, UPS на убитых автомобильных АКБ держит нагрузку в 120 Вт (пик до 180 Вт) в течении пяти-шести часов. Да, это меньше половины емкости новых, но для АКБ, которым альтернативная дорога была только в пункт приема цветных металлов - это, IMHO, очень хороший результат.
В статье подробно рассматриваются принципы работы аккумуляторов, процессы заряда и разряда, и приведены способы, позволяющие максимально использовать ресурс аккумуляторных батарей.
Немного забегая вперед, вот что получилось:
НЕМНОГО ИСТОРИИ или с чего всё началось
В начале 2000-ых годов ко мне в руки попал старенький источник бесперебойного питания BACK-UPS 600I от басурманского производителя APC. Достался он мне бесплатно, так как батареи у него были дохлые. Конечно же я сразу его оттестил, купил рекомендованные басурманским производителем батареи и “оно у меня заработало”!
Я тогда на него не мог нарадоваться. Как же – света нет, а комп с монитором работает.
Но в один непрекрасный момент мою радость обломали.
И как Вы, Читатель, думаете кто. Грёбаные торгаши. Я в первый раз заменил две батареи 6В/7Ач на одну 12В/7Ач получилось немного дешевле. Но когда в течении года батарея опять сдохла, я задумался! Во-первых, батарею приходилось менять раз в год-два. Во-вторых, хотелось чтобы девайсы, подключенные к ИБП работали не несколько минут, для “корректного отключения питания”, а хотя бы до времени окончания просчёта на линейке Премьера от Адобов.
Вот тут-то у меня и начали возникать шаловливые мыслишки, а не подключить ли мне автомобильный аккумулятор на ампер 100 (чтоб уж надёжно) к моему ИБП. Тем более торгаши утверждали, что в ИБП нужно использовать только гелевые аккумуляторы, пугая Великими Карами того, кто попробует использовать гораздо более дешёвые аккумуляторы для автомобилей.
Но я человек достаточно грамотный и усвоил, что матчасть знать надо ! Иначе что-то может пойти не так с большим бодабумом! А торгашам верить нельзя. Поэтому взялся за изучение матчасти! В результате моих изысканий родилось то, чем я доволен и по сей день. А именно – я сделал так, что теперь можно подключать автомобильный аккумулятор в ИБП. То есть, подружил ИБП и аккумулятор.
ВМЕСТО предисловия. Виды аккумуляторов
В источниках бесперебойного питания (ИБП) используются гелевые аккумуляторные батареи (АКБ). И тому есть веские причины. Я не буду перечислять их все, но основную поясню. Представьте себе офисную секретаршу с двадцатикилограммовым аккумулятором в руках. Смешное зрелище, не правда-ли.
Технически грамотных специалистов, досконально знающих что такое электрический ток не так и много. А специалистов, знающих как работает импульсный блок питания, как инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное и того меньше. Простого пользователя компьютера это не интересует. Поэтому были созданы гелевые аккумуляторы. Внутри такого аккумулятора конечно не гель для волос или гелий, как можно подумать из названия неискушённой секретарше. Внутри та же самая серная кислота и тот же свинец, как и в обычном автомобильном аккумуляторе знакомом нам уже больше века. Только там ещё присутствует мелкая сетка с очень-очень мелкими ячейками из токонепроводящего материала, которая удерживает кислоту как губка в своих порах. Также такой аккумулятор не требует обслуживания.
Представьте ту же секретаршу с ареометром в руках, с банкой электролита и бутылкой дисцилированной воды на столе. Производители ИБП стремятся обезопасить себя от исков и претензий. Поэтому используют в своих устройствах наиболее безопасные аккумуляторы с точки зрения использования неискушённым потребителем. Но мы-то знаем матчасть :)).
Я не буду лезть в дебри и очень подробно касаться существующих типов АКБ, вопроса работы аккумуляторов в разных условиях (громадный пусковой ток, долговременная нагрузка, постоянный недозаряд, перезаряд, выкипание электролита, глубокий разряд, температура эксплуатации и т.д.), хотя кое-что из этих понятий разберу подробней дальше по тексту. Я просто гарантирую и ответственно заявляю исходя из своего практического опыта, что при определённых условиях использовать в ИБП дешёвые стартерные АКБ вместо дорогих гелевых можно! Итак, начнём!
ТЕОРИЯ аккумуляторов. Для изучения обязательна!
Здесь я буду касаться только теории по ОБСЛУЖИВАЕМЫМ кислотно-свинцовым стартерным АКБ, используемым в автомобилях и произведённым с соблюдением всех технологических норм производства (другими словами не выпускаемых в китайском подвале дядюшки Ляо или в дворницкой бывшего дома Ипполита Матвеевича в Старгороде). Они самые дешёвые но в то же время самые “наукоёмкие” в эксплуатации.
Если их правильно использовать и обслуживать, но самое главное правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет, либо выдержать более ЧЕТЫРЁХСОТ циклов 100% разрядки-зарядки или более ТЫСЯЧИ циклов 30-40% разрядки-зарядки! Это проверено, я гарантирую!
Принцип работы АКБ
АКБ имеет два крайних рабочих состояния – полностью разряжена и полностью заряжена. Коснусь более детально этих двух состояний. Любой автомобильный АКБ состоит из 6 “банок”. Это сленговое понятие сосуда, в котором находятся пластины и кислота. Пластины в этих сосудах соединены последовательно. Вот здесь есть первый фундаментально важный момент. Одна “банка” тоже имеет два крайних рабочих состояния – полностью разряжена с напряжением 2,00 вольт и полностью заряжена с напряжением 2,40 вольт.
- Напряжение полностью разряженной АКБ – 12,00 вольт ( 6 х 2 )
- Напряжение полностью заряженной АКБ – 14,40 вольт ( 6 х 2,4 )
Как же так, спросите вы? Ведь напряжение на АКБ никогда не бывает больше 13 вольт. И будете правы. Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75 – 12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/куб.см и при температуре 25 градусов по Цельсию. Но откуда 14,4 вольта . Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией. Соответственно меняется плотность электролита.
Температура в АКБ тоже может быть разной ( от -40 до +50). Когда в АКБ происходят какие-то процессы, меняются все её показатели. И они взаимосвязаны между собой. Напряжение 12,75 – 12,80 вольт – это “напряжение покоя” полностью заряженной АКБ. У полностью заряженной АКБ при подключении нагрузки напряжение упадёт. При отключении нагрузки напряжение снова будет стремиться к тем самым 12,75 – 12,80 вольтам. Но так как было отдано какое-то количество энергии напряжение (в зависимости от этого количества) до 12,75 – 12,80 вольт уже не поднимется.
АКБ считается разряженной на какое-то количество процентов. Соответственно при зарядке напряжение повышается, а когда зарядка прекращается (прекращаются и процессы внутри АКБ) напряжение снова стремится к напряжению покоя.
А вот здесь на подиуме появляется Его Величество Электрический Ток, измеряемый амперами. Чем больше ток нагрузки на АКБ, тем большее количество энергии за единицу времени батарея отдаст. И соответственно разрядится. На АКБ обычно пишут её электрическую ёмкость.
Электроёмкость АКБ это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).
Соответственно за час АКБ электроёмкостью 60 Ач может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до её полной разрядки. Практически это выглядит так: если батарею нагружать током 60 ампер один час, её напряжение снизится с 12,75 – 12,80 вольт до 12,00 вольт. Это фундаментальная основа работы АКБ.
Практически же у АКБ есть одна очень неприятная особенность. Ток саморазряда. Причём этот ток увеличивается, если АКБ стоит на солнце и температура электролита в ней повышается. Но и ёмкость АКБ, соответственно, повышается. А вот зимой ток саморазряда уменьшается. Но и ёмкость АКБ соответственно уменьшается. Поэтому существуют стандарты на эксплуатацию, хранение, консервацию АКБ, учитывающие все эти факторы.
У новой АКБ электрической ёмкостью около 60 Ач ток саморазряда при температуре 25 градусов по цельсию обычно не превышает 20 миллиампер. Это значит, что при комнатной температуре АКБ может разрядиться наполовину своей электроёмкости за четыре-пять месяцев. При старении АКБ и при её интенсивной эксплуатации ток саморазряда повышается с каждым циклом разряд-заряд. При нагрузке на АКБ ток саморазряда и ток нагрузки суммируются. Но как же 14,40 вольт, опять настойчиво спросите ВЫ?… Вот здесь есть второй фундаментально важный момент.
Принцип зарядки АКБ
Существует два способа зарядки АКБ:
- Зарядка постоянным током
- Зарядка постоянным напряжением
Какой из них лучше однозначно сказать нельзя. Всё зависит от того, чего Вы хотите добиться. Быстроты зарядки или полной зарядки. Я предпочитаю заряжать АКБ вторым способом. И далее я обосную свою позицию.
Зарядное устройство постоянным током значительно проще схематически и дешевле в изготовлении. Зарядное устройство постоянным напряжением значительно сложней схематически и дороже в изготовлении. Те кто заряжал аккумуляторы старыми советскими зарядками (кстати очень замечательными по своим техническим парамерам и надёжностью исполнения и работы) знают теорию.
Если АКБ полностью разряжена – откручиваем пробочки на АКБ, подключаем АКБ к зарядке, высталяем ток в одну десятую от ёмкости АКБ и заряжаем 12 часов. Через 12 часов уменьшаем ток на половину (до одной двадцатой от ёмкости) и дозаряжаем час-два, пока электролит не начинает “кипеть”, отключаем зарядку. Кипение электролита это процесс выделения из него паров водорода. В идеале кипеть электролит не должен. Потому что потом придётся брать ареометр, мерить его плотность и добавлять дисцилированную воду. Поэтому нужно постоянно понижать ток.
Если АКБ потеряла свою ёмкость в процессе жёсткой эксплуатации, глубокого разряда или просто старения, она может зарядиться за пару часов. И электролит начнёт кипеть через час после подключения зарядки.
Зарядка постоянным током подразумевает, что при зарядке напряжение повышается. И как только напряжение превысит 14,40 вольт электролит закипит по-любому. Что делать в таком случае. Вариант первый – следить за процессом зарядки постоянно понижая ток, держа напряжение зарядки на отметке 14,40 вольт. Вариант второй – использовать автомат, который следит за этим сам. Но следит за напряжением, понижая ток заряда по мере надобности. Это и есть зарядка вторым способом – постоянным напряжением.
Второй фундаментально важный момент – правильная зарядка АКБ на ВСЕ 100 % электрической ёмкости:
ПОЛНОСТЬЮ ЗАРЯДИТЬ АКБ (НА ВСЕ 100% ЕЁ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЁМКОСТИ) БЕЗ ВЫКИПАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА МОЖНО ТОЛЬКО НАПРЯЖЕНИЕМ 14,40 ВОЛЬТ !
Я предпочитаю заряжать АКБ постоянным напряжением 14,40 вольт. Практика такова, что зарядить аккумулятор на 100 % достаточно сложно. Когда АКБ набрала свою ёмкость на 95 % ток её заряда очень маленький, а на 99% он просто мизерный и может быть всего 30 миллиампер. Я отмечу одну деталь – это всё на грани кипения электролита. Теоретически электролит начинает кипеть при напряжении заряда 14,41 вольт при условии, что АКБ сделана идеально, а при 14,40 не кипит. На практике это может быть и 14,38 вольт и 14,42. Всё зависит от изготовителя АКБ и индивидуально для каждой конкретной АКБ. Но суть, надеюсь Вы, дорогой читатель, уловили.
Недостатком зарядки по напряжению является время зарядки. Обычно АКБ набирает полную ёмкость заряда (100 %) за время более суток. Здесь очень важен ток зарядки на начальном этапе. Можно заряжать на начальном этапе и током в одну пятую от ёмкости. Тогда время зарядки сократится. Как и время службы АКБ, но незначительно. Теорию зарядки никто не отменял. Предпочтительней не выходить за рамки тока зарядки более одной десятой от ёмкости АКБ. Выбирать Вам, читатель.
Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП?
А теперь мы подошли к сути вопроса. Как использовать стартерный АКБ для автомобиля в ИБП. Мой ИБП BACK-UPS 600I подходит под это идеально!
Самые первые ИБП от APC серии Back UPS заряжали аккумулятор как раз по принципу зарядки АКБ постоянным напряжением. Там стоит микроконтролер управления зарядкой АКБ. Расчётная ёмкость АКБ для моего ИБП 7 Ач. Ток заряда 350 миллиампер на начальном этапе. На конечном ток падает до 10 миллиампер (фактически до тока чуть-чуть больше тока саморазряда).
Более новые ИБП-шки заряжают по-другому. Я тестил более новую модель Back-UPS CS 650 (хотел даже купить), но – эта железная скотина держит напряжение на уровне 13,7 вольт. При токе заряда свыше определённого параметра эта гадость высвечивает на передней панели значок Replace Battery.
Не стоит допускать глубоких разрядов батареи (падение напряжения ниже 1,7 В на элемент), а также превышения зарядного тока и конечного напряжения заряда, рекомендуемых изготовителем: более 2,3 В на элемент в дежурном режиме, 2,4 В — при циклическом режиме работы. Превышение напряжения заряда на 0,2 В уменьшает срок службы на 50% (рис. 1).
В связи с этим необходимо своевременно выявлять плохие аккумуляторы, исключать случаи недозаряда, контролировать напряжение заряда и температуру окружающей среды.
Срок службы литий-ионных аккумуляторов также зависит от уровня заряда и температуры. При температуре выше 30°C способность удержания заряда снижается до 80% от нормы, а при нагреве до 45°C снижается вдвое. Батареи могут быть либо встроены в ИБП, либо
быть съемными и выносными (большей емкости). Современные ИБП со встроенными батареями от именитых производителей (APC by Schneider Electric, Huawei), как правило, обеспечиваются серьезными средствами контроля и позволяют выводить информацию на диспетчерский пункт по одному из стандартных протоколов (SNMP или Modbus).
Рис. 2. Батарейные блоки
На рис. 2 представлена система с выносными батарейными блоками, которые соединены последовательно. При таком подключении аккумуляторов
ИБП не имеет встроенных средств диагностики каждой отдельной батареи. А необходимость в этом есть. Например, надо контролировать «равномерность» заряда. Одна батарея, емкость которой ниже соседних, приводит к уменьшению срока службы всех батарей.
Рис. 3. Схема контроля батарейных блоков
После установки данной системы пользователь получает следующие преимущества:
непрерывный контроль всех параметров АКБ при исключении человеческого фактора; своевременное выявление батарей,
требующих обслуживания, в том числе на удаленных объектах;
возможность организации планомерной работы сервисной службы;
повышение надежности аккумуляторных систем ИБП за счет своевременного обнаружения неисправных элементов;
возможность формирования отчета о состоянии аккумуляторов с целью планирования замены;
применение свободно программируемого контроллера позволяет опрашивать дополнительные датчики с аналоговыми и дискретными сигналами (температура помещений, сигналы протечек);
ПЛК может управлять нагрузкой при помощи своих релейных выходов.
Система мониторинга состояния аккумуляторных батарей дает пользователю полную картину их работоспособности, что полностью исключает все спорные моменты при выяснении причин выхода из строя АКБ. В системе мониторинга вся предупреждающая и аварийная информация фиксируется: ведется журнал событий, все необходимые данные заносятся в архив и могут выводиться в виде графиков (трендов) за продолжительный период времени (рис. 4). Аналитические возможности модуля трендов позволяют одновременно сопоставлять изменение параметров батарей с событиями в системе и с параметрами другого оборудования.
Рис. 4. Мнемосхема трендов в системе мониторинга АКБ
Таким образом, типовое решение системы диагностики аккумуляторных батарей на MasterSCADA можно эффективно использовать в любой производственной сфере, где применяются источники бесперебойного питания. Например, имеется решение, обеспечивающее диагностику состояния батарей в центрах обработки данных (ЦОД), реализованное при помощи стандартных средств от производителя ИБП, дополнительного модуля контроля температуры батарей и MasterSCADA [1, 2]. При минимальном вложении средств система диспетчеризации АКБ принесет существенную пользу предприятию.
Список литературы
1. Бажуков И.М. SCADA-система как инструмент технической диагностики // Автоматизация в промышленности.
2016. №10.
2. Аблин И. Е. SCADA-системы в диспетчеризации зданий//Автоматизация в промышленности. 2009 № 10
Бажуков Игорь Михайлович – начальник отдела комплексной автоматизации ООО «ИнСАТ».
Вы пользуетесь источником бесперебойного питания, и вам уже приходилось менять там аккумулятор?
И мне приносят бесперебойники с севшими батареями.
Если вы еще не выкинули старый аккумулятор, можно попробовать его восстановить!
У меня получилось реанимировать несколько батарей, и я хочу поделиться с вами процедурой их восстановления.
В моем ИБП работает аккумулятор, который был разряжен до напряжения меньше 1 В и простоял в таком состоянии много месяцев!
Зарядное устройство для аккумуляторов
Для восстановления аккумуляторов используется зарядное устройство, схема которого приведена в статье «Зарядное устройство для аккумуляторов ИБП». Заряд производится постоянным током.
Отметим, что существуют всякие хитрые алгоритмы зарядки и восстановления аккумуляторов.
При этом используется заряд пульсирующим током, периодические циклы заряд-разряд по определенной схеме и тому подобное. Наше устройство простое как апельсин, не использует изощренные алгоритмы, поэтому оно не такое эффективное.
Но и при использовании его получены определённые результаты.
Можно заряжать сразу два последовательно включенных аккумулятора (при определённых условиях).
При восстановлении аккумулятора надо периодически контролировать зарядный ток и напряжение на клеммах батареи. Поэтому необходимо иметь тестер (ампервольтомметр). Как работать с цифровым тестером, рассказано в соответствующей статье. И еще здесь.
Предварительная подготовка к восстановлению аккумулятора
Первым делом надо залить в аккумулятор небольшое количество дистиллированной воды. Аккумулятор на 12 вольт имеет 6 последовательно соединенных банок, каждая из которых выдает напряжение около 2 В. В каждую банку надо залить по 3 миллилитра дистиллированной воды.
При этом удобно пользоваться медицинским шприцом объемом 10-20 «кубиков» с делениями. Чтобы получить доступ к банкам, надо открыть или общую крышку со стороны клемм или круглые крышечки против каждой банки. Удобно использовать отвертку с тонким узким лезвием.
Необходимо вставить лезвие отвертки в соответствующие углубления и поддеть крышечку. После окончания восстановление ее можно приклеить быстросохнущим клеем «цианопан» или аналогичным.
После того, как крышки сняты, надо снять и резиновые пробки, которыми закрыты отверстия банок.
В процессе зарядки банки следует держать открытыми!
Перед тем, как заливать воду, надо внимательно посмотреть вглубь банок. В некоторых аккумуляторах выход банки закрыт прозрачной пленкой. Если она там есть, надо аккуратно проколоть ее тонким шилом.
Делать это следует осторожно, чтобы не повредить пластины аккумулятора.
При заливке воды не следует вводить иглу шприца слишком глубоко, иначе ее выходное отверстие забьется намазкой с пластин. После того, как и вода залита, следует обождать пару часов, чтобы она распределилась в пространстве банок.
Процесс восстановления аккумулятора
Перед восстановлением аккумулятора следует включить зарядное устройство, не подключая его к клеммам батареи, и выставить с помощью подстроечного резистора напряжение + 14 В. Затем необходимо подключить батарею к зарядному устройству и вновь проконтролировать напряжение на ее клеммах. Оно может измениться как в меньшую, так и в большую сторону.
Отметим, что напряжение на клеммах батареи в процессе заряда не должно превышать + 15 вольт.
Заряжать аккумулятор лучше всего при напряжении 14-14,5 В.
Заряд с превышением напряжения отрицательно скажется на сроке службы и, возможно, на емкости батареи.
Заряд меньшим напряжением менее эффективен, так как аккумулятор будет заряжаться дольше.
Но можно заряжать и бОльшим током. В спецификации на аккумуляторы обычно указывается максимальный ток заряда. Так, на батарею GP 1272 емкостью 7,2 A*h указан максимальный ток заряда 2,16 А. Эту особенность используют умные (SMART) ИБП, которые могут заряжать аккумулятор в форсированном режиме.
Однако злоупотреблять большими токами заряда не следует во избежание уменьшения срока службы аккумулятора. В любом случае, в конце заряда ток должен быть уменьшен.
В процессе заряда зарядный ток уменьшается, а напряжение на аккумуляторе растет. Следует периодически контролировать ток заряда и напряжение на аккумуляторе. Если аккумулятор зарядился до напряжения выше 12,5 В, процесс зарядки с некоторыми оговорками можно считать завершенным.
Поведение аккумуляторов при заряде
Мы описали идеальный процесс в случае, когда аккумулятор более-менее исправен. Однако, чаще всего, так не бывает. У аккумулятора в процессе эксплуатации возрастает внутреннее сопротивление и уменьшается емкость.
Аккумулятор с аномально возросшим внутренним сопротивлением не сможет работать в ИБП, хотя и может заряжаться до необходимого напряжения.
В случаях сильно разряженного аккумулятора начальный ток заряда может составлять величину несколько миллиампер. По динамике роста зарядного тока можно сделать предварительный прогноз и перспективы восстановления аккумулятора.
После нескольких часов заряда нужен разряд. Хорошо использовать для этого автомобильную лампу мощностью 40-80 Вт.
Если аккумулятор берет заряд и заряжается, следует нагрузить его автомобильной лампой и посмотреть на ее свечение. По яркости и длительность лампы можно сделать предварительный вывод о состоянии аккумулятора.
В этом случае, использовать его в ИБП невозможно.
Могут иметь место случаи, когда повышенное внутреннее сопротивление в одной банке. Был случай, когда после нескольких минут разряда лампой внешняя поверхность аккумулятора нагревалась локально в определённом месте. В банке, где была внешняя клемма аккумулятора.
Доливка воды именно в эту банку положения также не спасла.
Резюме по процедуре восстановления аккумуляторов
Итак, мы хотим восстановить аккумулятор. Доливаем в каждую банку по два-три миллилитра дистиллированной воды, ждем час-два и ставим на зарядку. Периодически контролируем ток заряда и напряжение на аккумуляторе.
Сначала заряжаем током не более 0,1 от емкости аккумулятора. Следим, чтобы зарядный ток не превышал максимальных величин для данного аккумулятора, а напряжение на клеммах было не больше 15 В.
После нескольких часов заряда разряжаем автомобильной лампой несколько минут и смотрим на ее свечение (или его отсутствие).
Если после двух-трех циклов «заряд-разряд» состояние аккумулятора заметно не улучшилось, сдаем аккумулятор в утиль.
Напоследок отметим, что хранить аккумуляторы нужно в заряженном состоянии в холодном месте. Больше об аккумуляторах вы можете почитать в этой статье.
Читайте также: