Эксплуатация тяговых аккумуляторных батарей

Аккумуляторные батареи тягового типа – это надежные источники питания, которые не боятся глубоких разрядов и жестких условий эксплуатации. Они рассчитаны на интенсивное использование в циклическом режиме и сохраняют работоспособность на протяжении 2000–3000 циклов заряд-разряд (если использовать литий-железо-фосфатные АКБ). Именно такие аккумуляторы обеспечивают автономное питание складской и клининговой техники, лодочных электромоторов и персонального электротранспорта.

Особенности тяговых АКБ

В отличие от стартерных (пусковых) моделей, тяговые батареи устроены иначе и работают по другому принципу. Вместо кратковременной подачи на стартер высоких пусковых токов, они обеспечивают длительную токоотдачу для непрерывного питания электрических установок и механизмов. Поэтому и устроены они так, чтобы обеспечивать стабильное питание электрооборудования на протяжении нескольких часов.

Например, свинцово-кислотные аккумуляторы тягового типа имеют утолщенные электродные пластины и моноблочную секционную конструкцию. По сравнению со стартерными моделями, они более устойчивы к износу, имеют увеличенный циклический ресурс и менее чувствительны к глубоким разрядам. Еще лучшие характеристики имеют аккумуляторы Li-ion и LiFePO4. Но любая батарея будет работать эффективнее и дольше, если соблюдать правила ее эксплуатации.

Обслуживание свинцово-кислотных батарей

Сложнее всего ухаживать за обслуживаемыми свинцово-кислотными АКБ с жидким электролитом. Для ухода за ними необходим обслуживающий персонал, а для зарядки – отдельное помещение с хорошей вентиляцией, соответствующее противопожарным и санитарно-гигиеническим требованиям. При зарядке таких батарей выделяются вредные и взрывоопасные газы, при транспортировке есть риск выплескивания электролита, а при эксплуатации нужно систематически контролировать уровень электролита и при снижении его уровня доливать дистиллированную воду.

При использовании таких накопителей энергии важно:

• контролировать их состояние, отсутствие механических повреждений, следов протечки электролита и других дефектов;
• счищать пыль и грязь с корпуса ветошью;
• следить за чистотой и сухостью аккумуляторного отсека на технике;
• поддерживать чистыми и открытыми вентиляционные отверстия батарейного отсека – для свободного выхода газов;
• корректно устанавливать АКБ в отсек – с правильным расположением и порядком соединения аккумуляторных блоков перемычками;
• наносить на соединения защитную смазку для профилактики коррозии;
• регулярно и полностью заряжать АКБ, не оставлять ее в разряженном состоянии;
• минимум раз в неделю следить за уровнем электролита и поддерживать его на нужном уровне;
• еженедельно проводить уравнительный заряд;
• выполнять все рекомендации, изложенные производителем в инструкции.

Использование гелевых АКБ

Гораздо проще в использовании свинцово-кислотные батареи с гелеобразным электролитом. Они герметичны, не требуют сложного обслуживания, не выделяют вредных испарений и могут заряжаться в любом помещении. В течение всего срока службы они не нуждаются в доливке дистиллированной воды и других манипуляциях. От пользователей требуется только следить за состоянием батареи и своевременно ее заряжать. Использовать такие АКБ удобно еще и потому, что гелеобразный электролит не подвержен вытеканию, а батарея допускает перевозку и работу в положении на боку.

Эксплуатация литиевых батарей

Литиевые АКБ наиболее практичны и эффективны в использовании. Собранные из нескольких одинаковых аккумуляторов цилиндрической или призматической формы, они полностью герметичны и не требуют специфического обслуживания. Каждая батарея обязательно снабжается BMS платой, которая отслеживает напряжение и не допускает его выхода за установленные границы. При полном заряде АКБ, когда напряжение достигает установленного максимума, БМС плата останавливает процесс зарядки, а при критическом разряде – отключает батарею от нагрузки.

Аналогично она срабатывает и при других опасных состояниях, например, при перегреве АКБ или возникновении внутреннего короткого замыкания. Для продления срока службы таких накопителей энергии достаточно соблюдать простые рекомендации, изложенные в инструкции по их эксплуатации:

• не разряжать в ноль;
• не держать подолгу в разряженном состоянии – иначе происходит необратимая потеря емкости или полный выход из строя;
• использовать подходящие зарядные устройства – использующие принцип зарядки CC/CV, соответствующие конкретной батарее по напряжению и току заряда;
• заряжать при температуре от +5 до +20 °С (в идеале) или от +1 до +40 °С токами от 1С до 5С;
• не накрывать батарею и зарядное устройство при зарядке;
• холодную батарею (после нахождения на морозе) перед зарядкой выдержать пару часов при комнатной температуре;
• поддерживать оптимальный температурный режим – хотя рабочий диапазон у Li-ion аккумуляторов составляет от -20 до +50 °С, лучшие характеристики они демонстрируют при +20 (± 10) °С;
• использовать жесткий корпус, бокс или кейс – для защиты от внешних воздействий;
• хранить наполовину заряженными при температуре от 0 до +10 °С в сухом месте, в стороне от источников огня и тепла.

Наиболее устойчивы к жестким условиям работы тяговые АКБ с типом химии LiFePO4. Благодаря стабильной структуре они не боятся ни мороза, ни глубоких разрядов, ни высоких токовых нагрузок. Такие АКБ эффективно используют даже в морозильных камерах.

Общие рекомендации

В инструкции по эксплуатации тягового аккумулятора представлена наиболее точная информация о том, как использовать конкретную модель, чтобы надолго сохранить ее работоспособной. Для необслуживаемых герметичных АКБ уход сводится к аккуратной эксплуатации, своевременной зарядке правильными токами, соблюдению допустимых токовых нагрузок и температурных диапазонов.

Продлению жизни аккумуляторных батарей способствуют:

• внимательное и бережное отношение;
• диагностика при появлении неполадок и своевременное устранение их причины;
• оптимальная нагрузка – соблюдение рекомендованных токов заряда и разряда;
• использование при оптимальных температурах;
• своевременная зарядка исправными зарядными устройствами с подходящими параметрами.

Ускоренному износу и преждевременному выходу АКБ из строя способствуют факторы, противоположные этим рекомендациям. В их числе – токовые перегрузки, систематические глубокие разряды и долгое пребывание в разряженном состоянии, использование при граничных значениях допустимых температур.

Читайте в предыдущей статье блога VoltBikes.ru о том, как сделать лодочный электромотор.