Тяговые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (АКБ) с трубчатыми положительными пластинами обеспечивают непрерывную работу техники на электротяге, такой как: электропогрузчики, штабелёры, тележки, поломоечные машины и даже электровозы, трамваи, троллейбусы, автобусы и тягачи.
Основные параметры аккумуляторов
Основные параметры, определяющие характеристики АКБ являются:
- напряжение,
- ёмкость,
- габаритные размеры,
- срок службы.
Номинальное напряжение одного элемента акб равно 2В. Чем больше будет соединено таких элементов в последовательной схеме, тем выше будет итоговое напряжение. Например, если соединить 30 элементов, то мы получив на выходе 60В. Во время работы аккумулятора его напряжение может варьироваться в пределах 1,86-2,65 В для акб с жидким электролитом и 1,93-2,65 для гелевых акб.
Ёмкость (электролитическая) аккумуляторной батареи — это количество электричества, которое можно снять при разрядке АКБ. Ёмкость измеряется в разных режимах: С5 — 5-ти часовой разряд, С20 — 20-ти часовой разряд и т.п.Одна и та же батарея в разных условиях разряда даст разную ёмкость. К примеру, АКБ при 5-ти часовом разряде будет иметь ёмкость 200 Ач, а при 20-ти часовом уже 240 Ач. Такой разницей часто пользуются нерадивые продавцы АКБ, чтобы завысить ёмкость батареи. Для тяговых АКБ ёмкость принято измерять при 5-ти часовом разряде (С5), для стационарных АКБ — С10 или С20, для стартерных исключительно С5. Так же нужно учитывать тот факт, что при снижении температуры, снижается и ёмкость аккумуляторной батареи.
Размеры АКБ не менее важны чем напряжение и ёмкость, т.к. на любой технике на электротяге есть специальное посадочное место для батареи и туда встанет аккумулятор только определенного размера. Эти размеры могут отличаться во всем модельном ряду даже у одного и того же производителя.
Срок службы АКБ регламентируется DIN/EN 60254-1, IEC 254-1 и должен составлять 1200 циклов заряд/разряд для гелевых батарей и 1500 циклов для батарей с жидким электролитом. Но в реальности все обычно совсем по другом и срок службы зачастую заметно меньше указанных чисел. Срок службы любой аккумуляторной батареи напрямую зависит от режимов её работы, своевременности обслуживания, типа зарядного устройства и от соблюдений основных правил эксплуатации.
Эксплуатация и обслуживание АКБ
Операции по обслуживанию батареи можно разделить на четыре группы:
- ежедневные,
- еженедельные,
- ежемесячные,
- ежегодные.
Теперь пройдемся по каждой из этих групп в отдельности.
Ежедневные операции
- Зарядка АКБ после его разряда,
- Проверка уровня электролита и при необходимости довести уровень до нормы, долив дистиллированную воду.
Еженедельные операции
- Визуальные осмотр,
- Чистка АКБ от грязи и пыли,
- Рекомендуется провести выравнивающий заряд батареи.
Ежемесячные операции
- Проверка зарядного устройства на предмет неисправностей,
- Проверка плотности электролита на всех элементах батареи после полной зарядки и занесение этих данных в журнал учета,
- Проверка напряжения АКБ после зарядки и занесение данных в журнал.
Ежегодные операции
Каждый год рекомендуется измерять сопротивление изоляции между АКБ и кузовом техники. У тяговых батарей сопротивление изоляции должно быть не менее 50Ом на каждый вольт номинального напряжения (согласно DIN VDE 0510).
Не смотря на то, что проверять электролит следует ежедневно (расходуется он всегда неравномерно), доливку он требует обычно 1 раз в каждые 7 циклов заряда/разряда, что как раз и составляет неделю при односменной работе техники.
Электролит
В тяговых аккумуляторных батареях электролит играет ключевую роль. Электролит в АКБ заливается один раз на этапе ввода в эксплуатацию, и то на сколько он качественный будет зависеть, как срок службы батареи, так и её стабильность при использовании. Обязательно покупайте аккумуляторы, которые заливались и заряжались на месте их производства. Когда батарея используется, вода распадается на водород и кислород (все же помнят формулу воды H2O) и выглядит это как будто электролит кипит. Именно поэтому батареи требуют периодической доливки дистиллированной воды. На заливной пробке или на корпусе тяговой аккумуляторной батареи должны быть метки min и max, обозначающие уровень электролита. Есть еще и АКБ с системой автодолива воды, которая называется Aquamatic, которая облегчает этот момент обслуживания батареи.
Основные правила эксплуатации АКБ
Рекомендуется соблюдать следующие золотые правила при эксплуатации батарей:
- Нельзя оставлять батарею в разряженном состоянии. После каждого разряда АКБ сразу же необходимо ставить на зарядку. Если этого не сделать, то начнется необратимый процесс сульфатации пластин, что в итоге сократит как ёмкость батареи на 50-60% так и её срок службы. Датчики разряда, как правило, установлены на всех машинах, которые используют электротягу. Но они не всегда корректно настроены, а иногда попросту выходят из строя и ничего не сигнализируют. А сульфатация пластин приводит перегреву аккумуляторной батареи при заряде и сокращению её срока службы.
- Нельзя разряжать батарею более чем на 80% (гелевую не более 60%). Если допустить излишний разряд, это опять же приведет к сульфатации пластин.
- Доливать в АКБ можно только дистиллированную воду. Обычная вода содержит слишком много разнообразных примесей, которые негативно влияют на аккумулятор. Электролит доливать также нельзя. Плотность этим вы не поднимите, ёмкости не прибавите, а ускорите только коррозию пласти батареи.
Чистка АКБ
Чистота АКБ не только и не столько обеспечивает хороший внешний вид техники, а в большей степени отвечает за поддержания нормального, заявленного производителем, срока службы батареи, минимизирует возникновение несчастных случаев при эксплуатации спецтехники на электротяге и поддерживает пригодное для работы состояние. Чистить нужно корпуса аккумуляторов, ящики, изоляторы, чтобы обеспечить необходимую изоляцию между элементами и по отношению к «массе». Чистая батарея не подвержена коррозии и возникновению блуждающих токов. Не важно, как эксплуатируется АКБ, сколько, в каких условиях, на ней всегда будет оседать пыль.
Во время заряда батареи, при достижении напряжения, при котором происходит распад воды, из электролита на крышках элементов и блоков образуется тонкий токопроводящий слой, по которому и проходят блуждающие токи. Это приводит к неоднородному и повышенному саморазряду АКБ. Наблюдается это часто после выходных дней, когда батареи стояли без работы длительное время.
Аккумуляторный журнал
Если на предприятии используется парк электропогрузчиков, штабелеров или другой электротехники, за каждой единицей нужно закрепить свои АКБ, их принято нумеровать 1а, 1б, 2а, 2б и т.д. Один и тот же номер относится к одной машине. После нумерации обязательно заводится журнал учета, для отражения в нем всей информации по каждой батареи. Такая организация работы исключает использования недозаряженных батарей, поможет спрогнозировать выход АКБ из строя и заранее подготовиться к этому.
Аккумуляторный журнал
| Номер батареи | Установлена на погрузчик | Поставлена на заряд | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Дата | Время | Плотность (средняя по трем элементам выборочно) | Показания счетчика, машино-ч | Дата | Время | Плотность (средняя по трем элементам выборочно) | Показания счетчика, машино-ч | |
| 1а | ||||||||
| 1б | ||||||||
| 2а | ||||||||
| и т.д. | ||||||||
Также рекомендуется вести отдельный журнал для каждого АКБ, в который ежемесячно заносится информацию как указано в таблице:
Отдельный журнал АКБ
| Батарея №___ | ||||||||
| № элемента | Дата Температура электролита |
Дата Температура электролита |
Дата Температура электролита |
Дата Температура электролита |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Напряжение, В | Плотность, кг/л | Напряжение, В | Плотность, кг/л | Напряжение, В | Плотность, кг/л | Напряжение, В | Плотность, кг/л | |
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| и т.д. | ||||||||
Информация из этого журнала очень пригодится сервисным службам, кроме того, некоторые производителя тяговых аккумуляторных батарей требуют ведения такого журнала для соблюдения условий гарантийного обслуживания.
Ответственным за всё аккумуляторное хозяйство должен быть один человек (или два в случае двухсменной работы). Он должен отвечать за прием и выдачу АКБ, следить за их зарядом, вести журналы, прогнозировать необходимость замены, выходящих из строя батарей.
Историческая справка
Идея довести электролит в батареи до состояния геля появилась у доктора Якоби еще в 1957 году. Он являлся разработчиком компании Sonnenschein. В том же году была запатентована технология «Dryfit» и начато производство гелевых батарей. Интересно, что первые их аналоги начали появляться на рынке только в середине 1980-х, в это время Sonnenschein имела уже почти 30-летний опыт производства таких аккумуляторных батарей.
На заметку
При замене щелочных АКБ на свинцово-кислотные надо иметь в виду, что эти аккумуляторы нельзя заряжать вместе, поэтому нужно либо сразу переводить весь парк аккумуляторов на свинцово-кислотные, либо использовать два изолированных зарядных помещения. Кроме того, при замене щелочных АКБ на свинцово-кислотные, потребуется сменить и зарядное устройство.
Температура электролита батареи перед зарядом не должна опускаться ниже +10 °С, однако это не запрещает работу АКБ в зонах с низкой температурой вплоть до -40 °С. При этом нужно давать батарее достаточно времени для нагрева перед зарядом. Во время заряда батарея дополнительно нагревается примерно на 10 °С. Поскольку при понижении температуры АКБ снижается ее полезная емкость, обычные зарядные устройства, основанные на методе заряда Wa или WoWa, будут недозаряжать батарею. Для заряда рекомендуется использовать «умные» устройства, контролирующие состояние АКБ в процессе заряда, не допускающие недозаряд или перезаряд, например, Tecnys R, либо использовать термокомпенсацию — корректировку зарядного тока в зависимости от температуры АКБ.
Правда и мифы
Бытует мнение, что необслуживаемые системы возможны только на базе гелевых батарей, использование которых влечет естественные ограничения (большое время заряда, сниженная емкость и высокая стоимость). Однако мало кто знает, что необслуживаемые и сверхмалообслуживаемые системы возможны также на базе батарей с жидким электролитом.