Baru-baru ini, saya melakukan penggantian baterai lain di UPS saya. Saya memutuskan untuk mempelajari lebih dalam pertanyaan tentang penggunaan baterai timbal-asam yang benar, perangkat mereka dan kimia prosesnya.
Harga baterai meningkat karena kursus dan membelinya menjadi tidak menguntungkan.
Apakah mungkin membuat baterai bertahan lebih lama? Bagaimana mendapatkan hasil maksimal dari mereka, sehingga peralatan bertahan lebih lama dan pemadaman listrik tidak mengganggu saya sama sekali?
Saya ingin berbagi pengalaman. Siapa yang peduli, tolong, di bawah kucing ...
Daya tahan baterai yang lama.
Pada baterai yang tidak terputus, pabrikan menulis kapasitas 20 jam, yaitu kapasitas yang akan diberikan baterai dalam 20 jam pemakaian.
Tetapi dalam sistem tenaga yang tidak pernah terputus, rezim seperti itu tidak ada. Mereka menggunakan daya baterai selama sekitar 30 menit. Dan biasanya 5-10.
Mari kita lihat pelat dari lembar data pada baterai CSB GP1272 dengan kapasitas 7,2 Ah:
Jadi, jika kita membuangnya 1 jam ke tegangan 10,8 volt (tidak direkomendasikan lagi kalau tidak akan ada kehilangan sumber daya), maka itu akan memberikan 5,23 Ah. Sudah sangat jauh dari 7.2 yang dinyatakan bukan?
Jika 30 menit, maka 4,38
Jika 10 menit, maka 3,1 hanya 43% dari kapasitas!
Kesimpulan: baterai timbal tidak suka memberi arus tinggi.Biarkan kapasitas yang dinyatakan berdasarkan hati nurani produsen dan pikirkan cara terbaik untuk melanjutkan.
Dan begini caranya:
Catu daya yang tidak terputus dengan satu baterai tidak cocok untuk menyalakan komputer. Yah, mungkin kecuali untuk mesin kantor yang sangat lemah.
Ya, atau mereka akan bekerja dalam hitungan menit dan baterai akan mati dengan cepat dan tidak memberikan bahkan sepertiga dari kapasitas mereka.
Catu daya yang tidak pernah terputus itu sendiri dapat dan dapat bertahan selama 300 watt dari beban yang tertulis di atasnya, tetapi baterai di dalamnya akan sangat sulit.
Catu daya tak terputus seperti itu cocok untuk menyalakan beberapa jenis perangkat berdaya rendah (router, misalnya) atau nettop atau sistem kantor yang sangat lemah dengan monitor kecil.
Untuk menyalakan komputer, Anda harus menggunakan baterai yang tidak dapat terputus dengan dua baterai. Biasanya ini adalah perangkat pintar.
Ini tidak hanya kapasitas 2 kali lebih banyak, tetapi juga saat ini 2 kali lebih sedikit. Jadi, ampere * jam akan dapat mengembalikan baterai lebih banyak.
Akan lebih baik jika menggunakan catu daya berkualitas tinggi dengan korektor PFC dan efisiensi tinggi di komputer.
Dengan catu daya yang baik akan ada lebih sedikit kerugian, yang berarti masa pakai baterai lebih lama.
Daya tahan baterai yang lama
Mengapa baterai di beberapa bagian yang tidak terputus-putus hidup selama 5-6 tahun, sementara yang lain mati selama setahun, dan harus diambil dari sana dengan pemasangan? Mari kita coba mencari tahu.
Untuk melakukan ini, lihat tabel ini dari lembar data:
Sekarang ambil termometer dan ukur suhu di dalam ruangan dan di kompartemen baterai.
Mari kita lihat grafiknya sekarang. Jika suhu baterai 20-25 derajat (seperti biasa di dalam ruangan), maka masa pakai adalah 5 tahun. Jika 35, maka 2 kali lebih sedikit! Dan jika di atas 40, maka baterai akan hidup kurang dari 2 tahun.
Kesimpulan: baterai harus dingin! Ya, itu tidak lebih tinggi dari suhu kamar.
Dengan meningkatnya suhu, proses kimia dan penguapan elektrolit dipercepat.
Namun, masih ada yang namanya kompensasi suhu tegangan muatan.
Dalam beberapa lembar data ditunjukkan. Tetapi lebih sering mereka hanya membawa mode untuk 20 atau 25 derajat Celcius.
Berikut adalah bagan dari lembar data:
Tegangan pengisian untuk suhu yang berbeda berbeda dan harus disesuaikan dengan suhu aktual di kompartemen baterai. UPS tingkat lanjut dapat melakukan ini sendiri. Namun yang paling sering, pengisi daya di sana bisu dan mendidih baterai dengan tegangan muatan yang meningkat selain memanaskannya.
Mari kita lihat bagaimana keadaan di perangkat nyata
Saya memiliki 2 UPS pintar. Satu Ippon seperti ini:
Dan APC smart 700 lainnya adalah seperti ini:
Nah, dan beberapa APC kembali CS500 sederhana.
Perangkat pintar memiliki satu fitur. Ada Big Iron Transformer (BZHT).
Selalu aktif ketika UPS dicolokkan. Dan dia menghangatkan dirinya sendiri! Ketika diberdayakan dari jaringan, BZHT ini bekerja dalam mode autotransformer dan dapat menambah atau mengurangi tegangan dengan mengganti belitan. Serta di transformer untuk televisi tabung kakek, tetapi hanya secara otomatis. Dari itu pengisian. Meskipun pada UPS yang lebih modern, pengisian daya dilakukan pada impuls terpisah.
Jadi di Ippon, transformator ini mengeluarkan panas 30 watt. Dan di APC hampir 20.(Konsumsi siaga terukur)
Saya mengukur suhu di dalam ruangan serta suhu di kompartemen baterai UPS.
Saya juga mengukur tegangan pengisian.
Inilah yang terjadi:
Suhu di dalam ruangan adalah 25 derajat.
Suhu di UPS Ippon adalah 25 derajat.
Suhu di dalam APC adalah 34 derajat!
Tegangan muatan Ippon adalah 27,5 V, APC memiliki 27,2 V.
Ippon memiliki pendingin. Dan selalu berputar saat dicolokkan. Para desainer merawat pendingin, meskipun fakta bahwa ini bukan produsen paling keren. Namun charger ada yang linier paling sederhana pada LM317. Dan voltase agak tinggi untuk 25 derajat saya di dalam ruangan.
APC memiliki situasi yang buruk. Tidak ada pendinginan paksa, pemasangan ketat, trafo memanaskan kompartemen baterai. Dan meskipun tegangan pengisian kira-kira sama (mungkin bahkan ada koreksi suhu), masih akan cepat membunuh baterai.
Apa yang akan saya lakukan
Di Ippon, saya akan sedikit mengurangi tegangan pengisian. Itu mudah dilakukan. Cukup untuk menghitung dan menyolder resistor ke dalam rantai pembagi LM317. Jadi saya lakukan. Sekarang tegangannya adalah 27.15v.
Dalam kasus APC, saya memutuskan untuk memasang pendingin di sana. Tentu saja Anda dapat mengeluarkan baterai dari kasing. Namun keputusan ini bagi saya tampaknya bukan estetika. Selain itu, komponen-komponen dari UPS itu sendiri akan lebih baik didinginkan, kapasitor tidak akan kering.
Ambil alat bangku dan pergi:
Nah, di CSC kecil kembali CS500, Anda tidak perlu melakukan apa pun. Ada charger pulsa, dan itu hampir tidak hangat. Tegangan dalam batas normal.
Jadi, untuk masa pakai baterai yang lama Anda butuhkan
Berikan kondisi suhu.Dalam hal ruang server, ini adalah pelepasan baterai ke ruang, kabinet, kotak yang terpisah dan ventilasi / pendinginan.
Dalam hal sistem tidak terputus konvensional, ini adalah pengenalan pendingin, pemindahan baterai di luar wadah panas.
Pastikan tegangan pengisian dan suhu baterai konsisten.Tegangan muatan yang benar jika perlu.
Tes dan pemulihan baterai
Sekarang hal itu menjadi menarik bagi saya. Apakah mungkin untuk mencoba mengembalikan baterai bekas? Kapasitas layu dan hilang.
Jelas bahwa ada banyak omong kosong dan palsu di Internet. Untuk mulai dengan, saya memutuskan untuk mempelajari sedikit esensi masalah ini dan membaca teorinya.
Saya membaca buku ini. Dan ini
dia . Dan juga
artikel tentang Habré .
Kesimpulan dari hasil baca
- Tidak ada keajaiban. Anda hanya dapat mencoba memulihkan baterai yang relatif hidup dengan gejala tertentu. Jika baterainya korsleting, pelatnya hancur atau jatuh, maka tidak ada yang bisa dilakukan di sini. Hanya dalam warna!
- Proses pemulihan sangat lama (sekitar satu minggu untuk satu baterai). Oleh karena itu, untuk melakukan ini "secara manual" sangat padat karya dan tidak masuk akal bahkan pada tahap percobaan. Hanya proses otomatis yang masuk akal.
- Anda dapat mencoba memulihkan baterai yang berfungsi pada sistem yang tidak dapat terputus. Karena alasan utama hilangnya kapasitas baterai ini adalah hilangnya air akibat pengisian dan sulfasi yang konstan karena mode pengisian dan pengosongan yang tidak optimal.
- Lebih baik untuk mengisi dan mengosongkan baterai dalam pulsa. Jadi lebih sedikit bisul dan kristal dari struktur yang benar terbentuk.
Saya membuat instalasi eksperimental untuk menguji dan memulihkan baterai.Ini diagramnya:
Diklik
Sebagai "otak" saya mengambil Arduino nano. Sumber arus adalah catu daya laboratorium dengan kontrol arus dan tegangan. Untuk komunikasi dengan dunia luar - modul Bluetooth HC-05.
Kunci Q1 menghubungkan pengisian. Q3 menghubungkan beban R4 untuk dibuang. Divider R6 / R8 untuk kontrol tegangan pada Arduino ADC.
Ide utama instalasi ini adalah bahwa ia bekerja di suatu tempat di sudut yang jauh, tidak meminta makanan / minuman. Terkadang Anda dapat melihat apa yang terjadi di sana dan Anda bahkan tidak perlu mendekatinya.
Sejauh ini, semuanya telah dilakukan "dengan ingus". Saya tidak tahu apakah semua ini akan ada gunanya, jadi saya belum terganggu dengan papan dan kasus.
Semua masalah ini dikendalikan dari jarak jauh dari terminal:
Skema ini memungkinkan Anda untuk menjalankan siklus pengisian / pengosongan yang berbeda sesuai dengan program dan mempertimbangkan kira-kira berapa banyak listrik yang dihabiskan untuk proses tersebut. Anda dapat menentukan berapa banyak baterai mengambil dan memberi.
Algoritma operasi adalah sebagai berikut:Biaya impuls adalah 0,5 detik dan relaksasi 1 detik.
Pengeluaran pulsa 1/1 detik.
Pengukuran tegangan pengisian dijeda (tidak diberi energi)
Pengukuran tegangan pelepasan berada di bawah beban.
Kami mengisi atau mengeluarkan 3 menit, kemudian mengukur tegangan, mengirim data ke modul Bluetooth dan memutuskan apakah akan melanjutkan.
Ada juga program desulfasi. Dia panjang.
3 siklus pertama "alignment". Ini adalah biaya kecil saat ini dan harapan 10 jam.
Kemudian siklus debit / pengisian.
Pilih "kelinci percobaan"
Baterai No. 1 Sven. (fotonya di awal artikel)
Ini adalah baterai 2012. UPS tidak bersumpah akan hal itu, ia lolos dari tes mandiri, tetapi hampir tidak memiliki kapasitas. Dia memegang 10 menit tanpa gangguan, dimuat di router. Dia baru dan sampah, dan setelah 6 tahun bekerja ada tanduk dan kaki :) Tapi untuk bullying - itu saja.
Membuka tutupnya dan mengintip ke dalam kaleng menunjukkan bahwa baterai sangat kekurangan elektrolit.
Baterai No. 2 Ippon
Dia pada tahun 2014, bekerja di UPS tipe pintar sampai stoples disingkat pada baterai tetangga berpasangan. Itu terjadi baru-baru ini. Artinya, waktu operasi lebih dari 4 tahun. Dia cukup rebus dan harus menambahkan air ke dalamnya.
Isi ulang dengan air suling
Itu adalah air, bukan elektrolit. Karena itu adalah air yang meninggalkan, dan asam sulfat tetap berada di piring dalam keadaan terikat. Air keran biasa akan segera membunuh baterai.
Anda perlu menambahkan sebagai berikut:Isi ulang baterai yang terisi. Karena selama operasi, level elektrolit berubah dan ketika diisi maksimum. Bahwa tidak ada luapan.
Dengan jarum suntik dengan jarum tumpul, kami menjatuhkan air langsung ke piring. Dan lihat senternya.
Perlu bahwa piring basah di atas, tetapi agar air tidak jatuh.
Ulangi prosedur ini 2-3 kali saat air diserap setelah beberapa jam.
Dalam baterai uji No. 1, saya menambahkan sekitar 50 ml air. Banyak, baterai hampir kering! Saya menambahkan sedikit kurang ke nomor baterai 2, tetapi juga 6-8 kubus di setiap toples.
Setelah menambahkan air, tegangan turun. Air melibatkan bagian-bagian pelat yang sudah kering untuk waktu yang lama dan tidak jelas endapan apa.
Jadi, katakanlah bahwa endapan yang tidak larut (timbal sulfat dan α timbal oksida) tidak memungkinkan baterai untuk hidup secara normal. Mereka memiliki resistensi besar dan bagian pasif dari lempeng. Selain itu, endapan ini padat dan elektrolit tidak menembus ke dalamnya. Permukaan spesifiknya kecil dan tidak ada sirkulasi elektrolit. Akibatnya, gejala: kehilangan kapasitas baterai, resistansi internal yang besar (baterai tidak dapat memberikan arus yang besar), mendidih saat mengisi daya.
Baterai dalam kondisi ini bahkan dapat memberikan kapasitas papan nama. Tapi hanya arus rendah sooo. Jadi tidak ada manfaat praktis dari ini.
Tugas siklus pemulihan adalah untuk melarutkan garam "berbahaya". Dan dengan mengisi daya dengan mode yang benar, buat struktur baru dengan struktur yang benar.
Baterai 1 membutuhkan pelurusan panjang. Artinya, mengisi siklus dengan harapan.
Kami mengisi daya, tunggu, tegangan turun. Kemudian kami menagih kembali.
Saya pikir karena pendidihan air yang berkepanjangan, endapan yang tidak merata dengan sifat berbeda terbentuk pada lempeng. Ternyata muatan yang berbeda di dalam piring yang sama.
Sayangnya, tes lebih lanjut baterai ini untuk debit / pengisian mengungkapkan bahwa ia telah membusuk piring di salah satu kaleng. Ini dilihat sebagai "langkah" pada kurva debit.
Ini terlihat seperti ini:
Di sebelah kiri adalah kurva bit normal. Di sebelah kanan adalah apa yang terjadi ketika bagian pelat dibengkokkan.
Baterai nomor 2 hampir tidak memerlukan pelurusan.
Elektrolit di dalamnya mendidih dengan cepat karena kecelakaan pada baterai tetangga, dan saya sarankan bahwa endapan yang sulit larut tidak punya waktu untuk terbentuk.
Saya mengendarainya 2 siklus debit / muatan.
Untuk pengujian dalam kondisi mendekati real, saya menggunakan APC Back CS500, yang dimuat pada bohlam 60W. Kekuatan bohlam diketahui dan diukur, efisiensi UPSa juga diukur dan sama dengan 80%. Dari waktu operasi, dimungkinkan untuk menghitung kapasitas yang dikirimkan.
Berikut ini adalah pengaturan tes:
Setelah menambahkan air, tetapi sebelum melakukan siklus pemulihan, saya mengisi baterai No. 1 secara teratur dari UPS dan membuangnya ke bola lampu.
Lampu menyala selama 8 menit, dan baterai habis ke 9.5V (diukur di bawah beban). Kemudian kekuatan yang tidak terputus dimatikan. Ambil 8 menit per benchmark ini (sebelum prosedur pemulihan).
Saya tidak mulai menyiksa baterai No. 2 sebelum pemulihan. Dia masih bugar, dan dengan debit hingga 9,5v dia bisa dibunuh.
Setelah pemulihan, saya menguji baterai nomor 1 pada dudukan yang sama dengan bola lampu dan ...
dia bertahan 16 menit.
Itu 2 kali lebih lama dari sebelumnya. Dan ini dengan arus rata-rata 6.5A.
Tentu saja, tidak ada yang menyelamatkan piring busuk, tetapi saya menyukai dinamika.
Bahkan baterai mati ini dapat digunakan untuk menyalakan beberapa router atau beralih di suatu tempat di loteng / ruang bawah tanah dan itu akan berlangsung 30-40 menit.
Kapasitas jarak jauh hingga 0,87 Ah, setelah 1,73 Ah
Baterai No. 2 setelah pemulihan berlangsung di dudukan dengan bola lampu selama 37 menit.
Pada saat yang sama, saya mengeluarkannya bukan ke 9,5 tetapi ke 10,5 volt. Ini adalah kalsium dan tidak dapat dibuang ke 9,5.
Kapasitas yang diberikan adalah 4 Ah pada arus rata-rata 6,5 A.
Bandingkan ini dengan tablet dari lembar data di bagian atas. Datashit tentu saja ke baterai lain, tetapi ini tidak terlalu penting.
Tabel tidak memiliki nilai 6.5A, tetapi ada kolom yang berdekatan untuk tegangan 1,75v per sel.
Saya kira-kira menghitung dan ternyata 50 menit, baterai baru akan menyimpan arus 6.5A pada lembar data.
Ini berarti bahwa nomor baterai 2 memberikan sekitar 74% dari kapasitas yang relatif baru. Saya pikir itu tidak buruk setelah lebih dari 4 tahun bekerja dan mengalami kecelakaan.
Baterai ini akan tetap berfungsi.
Secara umum, saya tentu saja tidak merekomendasikan menggunakan baterai yang diperbaharui untuk tugas-tugas penting.
Tetapi untuk peralatan sekunder, untuk memberi daya rendah dan non-kritis, peralatan tersebut dapat digunakan.
Saya juga berencana menggunakan unit ini untuk menjalankan uji debit / pengisian baterai bekas sekitar setahun sekali. Saya akan mengevaluasi kapasitas dan kesesuaian mereka agar tidak mengalami kecelakaan dengan kehancuran, korsleting baterai dan kehabisan catu daya yang tidak pernah terputus.
Terima kasih atas perhatian Anda, semoga ada yang berguna.
Jika ada yang ingin menyumbangkan baterai untuk percobaan di Barnaul, saya bertanya di PM.