Когда мы говорим о сроке службы тяговой батареи, понятно, что одна батарея работает дольше, другая почему-то выходит из строя раньше. Хотелось бы понять, почему так происходит. Здесь нужно учитывать несколько факторов.
Первый фактор — Разное качество тяговых батарей от производителя
Понятно, что есть более дорогой или более дешевый сегмент, но в чем причина? Причин достаточно много.
- Первая из них – это применяемые материалы.
То есть, если мы говорим о более дорогом сегменте и большем сроке службы, то понятно, что здесь применяются материалы повышенной частоты, 9999 и больше, свинец и др. материалы, это относится и к кислоте, и к различным применяемым присадкам.
Там где более дешевые батареи, там стараются сэкономить на себестоимости, и получается, что материалы, которые используют для производства батарей аккумуляторов, применяются более дешевые. Более дешевый материал говорит о большем количестве примесей в этом материале.
Соответственно, большее количество примесей определяет худшие характеристики. То есть, если мы берем не максимально чистый свинец, то он будет дешевле, но там много разных примесей, которые являются провокаторами повышенного (преждевременного) саморазряда, а с другой стороны, эти же примеси являются точками концентрации для начала коррозии. То есть, провоцирующими коррозию точками. И, соответственно, такой электрод в этом аккумуляторе, прежде всего +, выйдет из строя быстрее. То есть, то количество циклов, которые он может отработать, будет намного меньше, поскольку развивается не нормальная коррозия, а ускоренная, которая провоцируется как раз этими примесями. Чем больше примесей, грязнее и дешевле материал, тем быстрее произойдет коррозия электрода, тем быстрее аккумулятор выйдет из строя.
Для более дорого сегмента, где производитель может позволить себе применять более дорогие материалы, более высококачественные, с большей чистотой, там этих примесей нет, или почти нет. Соответственно, нет точек провоцирующих начало коррозии, и нет веществ, которые провоцируют повышенный саморазряд. В итоге, аккумулятор работает стабильнее, емкость он отдает большую, саморазряд у него намного меньше, заряжается он быстрее, КПД у такого аккумулятора выше, и, в целом, его эффективность получается больше. То есть, он в эксплуатации экономичнее, работает дольше, отрабатывает большее количество циклов, по сравнению с тем, где применен более некачественный материал.
2. Уровень автоматизации производства
Следующий фактор, когда мы говорим об изначальном качестве аккумуляторов и, соответственно, разном сроке службы.
Нужно учитывать уровень производства с точки зрения автоматизации и конструкцию и исполнение. То есть, если говорить про исполнение, аккумуляторы могут быть либо залитые заряженные изначально с завода, либо вариант сухозаряженные. Некоторые заводы такое применяют.
Конечно, у сухозаряженных аккумуляторов есть свои преимущества. Определенные плюсы и минусы есть и в том и в другом варианте. Но, если учитывать по сроку службы, сухозаряженные аккумуляторы отработают немного меньше, - это определяется самим процессом. После того как пластины отформированы, они подвергаются сушке специальными методами, чтобы не было разряда минуса, а затем в сухом виде собираются в аккумулятор. Дальнейшая операция практически такая же, как у остальных вариантов исполнения, но сами пластины уже отформированы отдельно в баках и собраны в сухом виде.
В чем здесь минус? Прежде всего, в возможно ускоренной коррозии плюсов. Дело в том, что после того как пластины находились в электролите и были подвергнуты сушке, в основном, испаряется только вода. То есть, даже если пластина была промыта, все равно какое-то количество электролита, а значит кислоты, осталось в аккумуляторе. В процессе сушки испаряется только вода, а кислота остается. Соответственно, концентрация повышается вплоть до концентрированной высохшей. Малейшие микротрещины, которые в обычном варианте не были бы проблемой, подвергаются усиленной коррозии посредствам этой высохшей серной кислоты. И, в дальнейшем, когда мы запускаем аккумулятор, и он начинает свое обычное циклирование, это дает о себе знать и проявляется в сокращении срока службы.
3. Вариант залитой заряженной батареи с завода
Здесь получается похожая ситуация: пластины, после намазки, отливки токоотводов и специальной обработки и сушки, в сухом, но еще не формированном виде, собираются и паяются в блоках различными способами. Автоматически, вручную в сборочных машинках, либо на космашине происходит автоматическая пайка с автоматическим набором в эти же блоки, соответственно, здесь уже будет выше качество. Залитый заряженный вариант обозначает то, что аккумуляторы после полной сборки заливаются уже непосредственно в готовом виде электролитом расчетной плотности, после этого на заводе по отработанному циклу производится первый формировочный заряд. Получается, что те аккумуляторы, которые были залиты и заряжены на заводе, изначально будут лучшего качества, чем те, которые пришли к потребителю в сухозаряженном варианте, и потребитель сам заливает его электролитом, заряжает и пускает в эксплуатацию.
Это очень большой человеческий фактор с точки зрения потребителя, потому что нужен правильный электролит, нужно правильно выдержать его плотность, температуру, предусмотренное время пропитки аккумулятора. И затем произвести первоначальный заряд. Несмотря на то, что это сухозаряженный вариант, все равно заряд производится. И очень много здесь может быть привнесено неправильного, с точки зрения потребителя.
А тот вариант, который производит завод, производится по четко соблюдаемой технологии: выдерживается плотность электролита, температура электролита, время пропитки на сульфатацию, все формировочные параметры контролируются компьютером, то есть все происходит автоматически. Сбои бывают везде, но вероятность этого сбоя намного меньше при автоматизации, более того, даже если этот сбой возник, завод это видит и изымает из продажи этот аккумулятор, либо завод устраняет брак, и к потребителю поступает заведомо проверенный, в том числе и под нагрузкой, аккумулятор. То есть качество будет изначально гарантировано заводом.
Второй фактор — Обслуживание тяговой батареи
Если за тяговой батареей следить, она долго и надежно работает, если за батареей не следить, или нарушать предписанные правила, то такая батарея скорее выйдет из строя. К каждой батарее прикладывается инструкция, в которой указывается, как и что делать, в какой последовательности, с какой периодичностью.
Мы можем посмотреть, что бывает с батареей, которую не обслуживают, или делают все с точностью наоборот.
Во-первых, мы видим, что вся поверхность грязная, что здесь были разливы электролита. Перемычки, болты с коррозией. На некоторых перемычках от коррозии даже изоляция разорвана образующимися солями, карбонатом и всем остальным.
К чему приводит такое состояние поверхности батареи?
Посмотрим, какой по поверхности саморазряд. В принципе, это все изолирующие поверхности, то есть пластик, который не должен проводить электрический ток. Но, за счет того, что он покрыт грязью и электролитом, напряжение даже на поверхности пластиковых крышек будет 24-32 вольта, а это фактически утечка. К чему приводит утечка? Вместо того, чтобы электричество и емкость батареи расходовалось на полезное движение погрузчика, на его передвижение, заряд расходуется просто так. Соответственно, ток утечки по поверхности приводит к повышенному саморазряду. А когда мы ставим батарею на заряд, эта же поверхность, покрытая электролитом с утечкой, она приводит к тому, что батарея заряжается намного дольше.
Если случайный разлив электролита произошел, мы должны нейтрализовать эту поверхность, содержать ее в чистоте, чтобы не было поверхностного саморазряда, чтобы не было повышенной коррозии. Поврежденные перемычки, коррозия, все это приводит к повышенному сопротивлению, к уменьшению тока, который может отдать батарея, и к проблемам при заряде батареи.
Откуда электролит возникает в корпусе батареи, ведь он должен быть только внутри аккумулятора?
Почему вся поверхность грязная? Прежде всего, это небрежное обслуживание. Долив воды не по правилам, как это предписано инструкцией: в какие-то аккумуляторы налито больше, а в какие-то меньше воды. Там где уровень воды будет превышен, на заряде возникает обильное газоотделение, уровень превышает нормальный, электролит разливается через горловину, попадает на поверхность аккумулятора, разливается по крышке, стекает внутрь корпуса по всему корпусу, увеличивая саморазряд. Это и приводит к коррозии болтов, самих перемычек, увеличивает сопротивление батареи, снижает ее ток, снижает емкость, которую она отдает, ухудшает заряд батареи, ведет к ее перегреву и т.д.
Разный уровень воды провоцирует разную емкость в аккумуляторах. То есть, если уровень электролита в аккумуляторах не одинаковый, и не одной плотности, возникает разность емкостей и разность потенциала по этим аккумуляторам, соответственно, появляется отстающие и опережающие аккумуляторы. Отстающие имеют тенденцию попасть в переполюсовку, которая губительна для аккумулятора и значительно снижает срок его службы. Поэтому если мы видим такое состояние батареи, за которой не следили, у которой грязная поверхность, с коррозией, с разным уровнем электролита, то понятно, что такая батарея не проработает долго: вместо 5-7 лет положенного срока, всего 1-3 года.
Третий фактор – условия эксплуатации
Кроме вопросов изначального качества, технологий, уровня автоматизации, ухода, нужно также учитывать и условия эксплуатации.
То есть, если батарея работает в режиме: раз в день разгрузили-загрузили, а остальное время она стоит-отдыхает, это будет один вариант. А если батарея работает в трехсменном режиме, непрерывно загружает-разгружает какие-то тяжелые грузы, перемещает их в большом количестве, то есть, она постоянно нагружена, это уже глубокие ежедневные разряды, и такой режим эксплуатации будет более тяжелым.
Также батарея может работать при повышенной температуре, то есть разные климатические условия тоже нужно учитывать. Батарея может работать в морозильных камерах, соответственно, данный режим будет более тяжелым и срок службы такой батареи будет меньшим, особенно если ее пытаются заряжать также на морозе.
Четвертый фактор – режимы заряда батареи
На срок службы батареи влияют также режимы заряда: насколько правильно подобрано зарядное устройство, насколько правильно соблюдается инструкция по эксплуатации, не оставляется ли батарея в разряженном состоянии после того как ее использовали.
Кроме того, зарядные устройства могут быть трансформаторными или высокочастотными. Соответственно, они будут с функцией уравнивающего заряда или без этой функции. Если уравнивающий заряд не выполняется, то, конечно, такая батарея прослужит меньше, потому что аккумуляторы, даже изначально одинаковые с завода, все же имеют тенденцию к разбегу. Соответственно, если появится отстающий аккумулятор, то он будет кандидатом на переполюсовку и на выход из строя. Выход из строя хотя бы одного аккумулятора приводит к тому, что вся батарея перестает нормально работать.
Для того, чтобы продлить срок службы аккумулятора, желательно применять высокочастотные зарядные устройства, которые, прежде всего, позволяют быстрее зарядить батарею при прочих равных условиях, а также выполняют по правильному алгоритму выравнивающий заряд на каждом цикле, что очень важно для повышения срока службы аккумуляторов. При подборе зарядного устройства нужно учитывать не только кривые зарядные, но и исходные параметры по мощности. То есть, если будет ток слишком маленький, то процесс заряда растянется неопределенно долго, это будет не оптимально. Если же ток будет превышать рекомендованный производителем, например, в несколько раз, то срок службы батареи тоже будет снижаться, потому что чрезмерно высокий ток приводит к чрезмерно быстрому подъему напряжения без адекватной проработки активной массы и повышения плотности электролита. То есть, зарядное устройство видит псевдо заряд, отключается, якобы батарея заряжена, а на самом деле, активные материалы еще не преобразованы, и заряд еще не произошел по тому алгоритму, по которому должен произойти. Поэтому, нужно выбирать зарядное устройство, рекомендованное производителем, и зарядный ток, который будет соответствовать номиналу батареи по емкости.