Влияние температуры окружающей среды на характеристики VRLA-батарей

Особенностью необслуживаемых герметизированных батарей является зависимость их характеристик и срока службы от температуры окружающей среды.

Свинцово-кислотные батареи обладают саморазрядом (потеря емкости без нагрузки). Для VRLA-батарей при стандартных условиях хранения (20°С) эта величина составляет 3% в месяц. Кроме того при хранении свинцово-кислотных батарей любого типа в течение продолжительного времени, на отрицательных пластинах образуется сульфат свинца. Это явление называют «сульфатацией». Сульфатация приводит к увеличению внутреннего сопротивления батареи и ухудшению разрядных характеристик. Поэтому по истечении определенного времени (примерно 12 месяцев при 20°С) требуется подзаряд аккумулятора. Увеличение температуры хранения приводит к увеличению скорости саморазряда и сокращению сроков хранения батареи без подзаряда. На Рисунке 1 показана зависимость скорости саморазряда и сроков хранения батареи при различных температурах окружающей среды.

Саморазряд батареи при различных температурах
Рисунок 1. Саморазряд батареи при различных температурах.

Заявленный срок службы VRLA-батарей составляет 5 или 10 лет. Но это при идеальных условиях эксплуатации. В реальности на срок службы влияют несколько факторов и один из них температура. Известно, что при увеличении температуры на каждые 10°С от стандартной (20°С) срок службы батареи сокращается в 2 раза. Следует учитывать и то, что увеличение температуры на каждые 5°С от расчетной, дает увеличение емкости и улучшение разрядных характеристик на 3-10% в зависимости от продолжительности разряда. Некоторые производители дают разрядные характеристики своих аккумуляторов при 25°С не указывая при этом, что срок службы заведомо будет меньше как минимум на треть. На Рисунке 2 показана зависимость срока службы аккумулятора от температуры окружающей среды.

Зависимость срока службы от температуры
Рисунок 2. Зависимость срока службы от температуры.

VRLA-батареи очень чувствительны к величине зарядного тока который в свою очередь зависит от внутреннего сопротивления батареи. Без температурной компенсации соотношение между образовавшимся и рассеянным теплом может быть нарушено при высоких температурах окружающей среды (более 40°С). Такое лавинообразное увеличение внутренней температуры («ТЕПЛОВОЙ РАЗГОН») приводит к разрушению батареи в короткие сроки. На Рисунке 3 представлена зависимость напряжения заряда от температуры окружающей среды при температурной компенсации, а на Рисунке 4 алгоритм возникновения «ТЕПЛОВОГО РАЗГОНА».

Температурная компенсация зарядного напряжения
Рисунок 3. Температурная компенсация зарядного напряжения.

Тепловой разгон
Рисунок 4
. «Тепловой разгон».

При отрицательных температурах окружающей среды работоспособность аккумуляторов главным образом зависит от температуры замерзания связанного электролита. В таблице 1 представлена зависимость температуры замерзания электролита (потеря работоспособности аккумулятора) от его плотности.

Плотность электролита
при 15,
кг/м3
Температура замерзания,
°С
Плотность электролита
при 15,
кг/м3
Температура замерзания,
°С
1130 -10 1230 -40
1150 -14 1250 -50
1170 -18 1270 -58
1190 -22 1290 -74
1210 -28 1300 -72

Баталов Денис

Вернуться к списку статей