Автомобильный аккумулятор для ибп – Почему автомобильный аккумулятор нельзя использовать в ИБП? / Habr

Автомобильный аккумулятор — в ИБП! / Статьи и обзоры / Элек.ру

Представляем вашему вниманию статью Александра Ткачева из Риги, который в соавторстве с Александром Ярошенко (SamElectric.ru) расскажет о том, как можно использовать обычный автомобильный аккумулятор для резервного питания важного оборудования.

Источник бесперебойного питания (ИБП) является не просто защитником электропотребителей от скачков и перепадов питающего напряжения, но и полноценным источником накопленной энергии.

С постоянным совершенствованием электронных компонентов снижается и их стоимость. Если 10–15 лет назад ИБП мощностью 1000 ВА был достаточно дорогим прибором, то сейчас такой ИБП можно приобрести по доступной цене. В современных ИБП используются дорогие необслуживаемые свинцовые аккумуляторные батареи, произведенные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat). Суть технологии — использование вместо жидкого электролита токонепроводящего пористого материала с жидким электролитом в порах. Такой аккумулятор безопасен с точки зрения использования (может использоваться в положении «на боку» или «вниз головой») и не требует обслуживания, но имеет один существенный минус: высокая цена.

Обычная автомобильная стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) имеет жидкий электролит и стоит в 2–3 раза дешевле при такой же емкости, но накладывает на использование в ИБП некоторые ограничения. Поэтому производители ИБП предпочитают ставить в свои изделия именно AGM батареи.

Применение обычных АКБ существенно снизит стоимость, увеличит емкость накопленной энергии и продолжительность работы ИБП

Далее мы рассмотрим обслуживаемые кислотно-свинцовые АКБ, используемые в автомобилях, и покажем, как «обмануть систему» и применить АКБ в обычных ИБП.

Теоретическая часть

АКБ имеет два крайних рабочих состояния — полностью разряжена и полностью заряжена:

Внимательный читатель, а особенно автоэлектрик возразит: «Напряжение на заряженной АКБ не будет выше 13 вольт!» И будет прав! Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75–12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/см3 и при температуре 25°С. И называется оно напряжение покоя АКБ.

Напряжение покоя измеряется только после отключения АКБ от потребителей или зарядных устройств через как минимум 24 часа. Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией.

Если АКБ отключить от нагрузки, ее напряжение начнет подниматься. А при зарядке, если отключить АКБ от зарядного устройства, напряжение будет снижаться

Во время зарядки АКБ набирает электрическую емкость. Это один из самых главных показателей АКБ. Электроемкость АКБ — это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).

За час АКБ электроемкостью 60 А·ч может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до ее полной разрядки. Практически это выглядит так: если АКБ нагружать током 60 ампер один час, ее напряжение снизится с 12,75–12,80 вольт до 12,00 вольт.

Но откуда же 14,4 вольта? Далее мы детально рассмотрим процесс заряда АКБ и откуда берется это напряжение.

Принцип заряда АКБ

Существует два способа зарядки АКБ:

• Зарядка постоянным током используется чаще всего. В начале заряда АКБ заряжается током, равным 1/10 от емкости АКБ, и напряжением, близким к номинальному напряжению заряда или чуть выше (обычно 14,50–14,80 вольт) до начала кипения электролита. Потом ток понижается до 1/20 от емкости АКБ и опять заряжается до начала кипения электролита. После этого процесс зарядки прекращается. Кипение электролита — это процесс выделения из него под воздействием электролиза паров водорода.

Зарядить АКБ до значения, близкого к 100% ее емкости, зарядкой постоянным током можно только постоянно понижая ток заряда. Сначала до 1/40, довести до кипения, потом до 1/80 довести до кипения, потом до 1/160 и так до 1/2000. Причем нужно следить, чтобы процесс кипения электролита не начинался, а только подходил к нему. Это достаточно кропотливая и нудная задача — нужно постоянно следить за процессом зарядки.

• Зарядка постоянным напряжением подразумевает зарядку АКБ точным номинальным напряжением заряда (с точностью до сотых долей вольта) и плавным понижением тока зарядки без кипения электролита. Такие зарядные устройства достаточно сложны и дороги, но позволяют использовать ресурс АКБ по максимуму.

Рассмотрим второй способ заряда АКБ (постоянным напряжением), так как он обычно используется в ИБП при заряде АКБ. Такой способ не допускает кипения электролита и заряжает АКБ до реальных 100% емкости. Процесс зарядки АКБ логарифмичен (нелинеен), поэтому зарядить АКБ полностью на 100% — задача достаточно сложная. Если на начальных этапах зарядки для типичной АКБ емкостью 70 А·ч ток заряда 1/1 0 от емкости (7 А), то на конечных этапах зарядки (90–98%) ток равен 1/400 от емкости (175 миллиампер). И на этапах зарядки (от 98–100%) ток заряда должен быть чуть больше тока саморазряда АКБ. А это менее 1/2000 от емкости АКБ (менее 35 миллиампер).

Номинальное напряжение заряда для каждой АКБ индивидуально (производитель, материалы, технологии и даже смена, в которую АКБ изготавливался на заводе) и может колебаться в пределах от 14,35 до 14,45 вольт.

При выкипании водорода из электролита происходит увеличение его плотности. Поэтому в элек-тролит в таком случае нужно добавлять дистиллированную воду для компенсации его плотности до 1,26 г/ см3. На практике технологии производства стартерных АКБ за более чем 100-летний период производства отточены до совершенства и выпускаются с учетом номинального напряжения заря-да, близкого к 14,40 вольтам.

Полностью зарядить АКБ (на все 100% ее электрической емкости) без выкипания электролита можно только напряжением 14,40 вольт!

Теперь рассмотрим практическую часть зарядки постоянным напряжением на конкретных примерах. Так как АКБ набирает емкость заряда нелинейно, при подключении АКБ к зарядному устройству без ограничения тока заряда АКБ в течение первых секунд может потреблять ток заряда, равный своей емкости. Например, для АКБ емкостью 70 А·ч первые секунды ток заряда будет 70 А. Потом ток заряда плавно понижается с повышением внутреннего сопротивления АКБ.

20–30% своей емкости АКБ может набрать за 15–20 минут зарядки током 1/10 от своей емкости (в нашем примере 7 А).

Автомобилисты знают, что «прикуривать» от соседского автомобиля подсевшую АКБ достаточно минут 5–10, чтобы крутануть стартер, а если АКБ села «в ноль», времени понадобится немного больше — здесь мы и наблюдаем логарифмичность процесса зарядки.

Чтобы зарядить АКБ на 50% емкости, понадобится уже пару часов, а никак не 30–40 минут, так как ток заряда все время уменьшается. А вот чтобы зарядить АКБ на 80%, понадобится как минимум 6–7 часов. 80–85% емкости АКБ достигается, когда напряжение заряда поднялось до 13,60–13,80 вольт. Ток заряда на этом этапе будет меньше одного ампера, и продолжит понижаться. А при 14,20 вольтах АКБ заряжена до 90–95%. Фактически на этапе зарядки около 97–99% происходит прецизионная зарядка. При превышении напряжения зарядки даже на 0,01 вольт или тока зарядки на 10 миллиампер мы получим начало закипания электролита.

Практическая часть

Производители (в меньшей мере) и продавцы (в большей мере) ИБП очень часто критически относятся к использованию дешевых стартерных АКБ в ИБП. Потому что с AGM аккумуляторами меньше хлопот с пользователями, которые не представляют, как работает ИБП и как устроена АКБ. Хотя использовать стартерные АКБ в ИБП в большинстве случаев можно. А если использовать внешнюю схему зарядки АКБ — это отличное дешевое решение для любого ИБП. Поясним некоторые нюансы по-своему 15-летнему опыту использования АКБ с ИБП от APC Back UPS 600I.

Три наиболее частые ошибки при подключении внешних АКБ к ИБП заключаются в следующем:

• малая площадь сечения проводов, которыми подключается АКБ к ИБП;
• длина проводов от АКБ к ИБП;
• нагрузка, которую хотят получить от ИБП при подключении внешней АКБ.

Разберем первый и второй пункт более подробно. Падение напряжения на проводах при передаче постоянного электрического тока в 12 вольт очень сильно зависит как от длины, так и от площади сечения этих проводов, а также от силы тока, протекающего по этим проводам. Наш ИБП при питании от АКБ на полной нагрузке в 600 ВА забирает с нее ток около 35 ампер. Если суммарная длина проводов (плюсового и минусового) от АКБ к ИБП не превышает 50–60 см, достаточно площади сечения под ток в 35 ампер около 16 мм2. А вот если АКБ находится на удалении 5 метров от ИБП (это общая длина проводов 10 метров), падение напряжения будет очень большим — 0,3 вольта. Электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена на половину.

При падении напряжения на АКБ по мере ее разрядки сила тока по закону Ома будет возрастать. При напряжении 9 вольт сила тока будет более 50 ампер. Соответственно будет возрастать и падение напряжения в проводах — до 0,5 вольта. ИБП будет отключаться гораздо раньше, чем если бы АКБ стояла в корпусе ИБП. Стандартные провода в ИБП, которыми штатная батарея подключена в схему, имеют сечение около 8 мм2 и длину около 30 см. Если подключить АКБ проводом такого же сечения, но длиной 10 метров, электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена полностью. Поэтому подключать АКБ к ИБП нужно как можно более толстыми и как можно более короткими проводами.

Теперь третий пункт. В обычные офисные ИБП ставятся АКБ емкостью 7–9 А·ч. При полной нагрузке на ИБП он проработает 1–3 минуты (зависит от производителя и модели). При подключении стартерной АКБ время работы возрастет в разы и может достигнуть одного часа. Но при этом внутренние силовые компоненты схемы могут выйти из строя от перегрева, поскольку они не рассчитаны на долговременную работу.

Поэтому, если использовать АКБ, ИБП должен работать не более чем на 50–60% его полной расчетной мощности. Либо потребуется принудительное охлаждение компонентов.

Пример переделки ИБП под стартерную АКБ

На основе АКБ и Back UPS 600I была собрана и более 10 лет эксплуатируется ИБП собственной конструкции:

На передней панели мы видим цифровой вольтметр, который показывает напряжение заряда или разряда, и амперметр, который показывает электрический ток в двух направлениях — заряд и разряд.

ИБП — всегда стационарные устройства и, как правило, в месте их установки имеется достаточно пространства, чтобы установить АКБ

При подключении нагрузки видно, как проседает напряжение и как амперметр показывает разрядку АКБ с отрицательным значением тока.

ИБП настраивался исходя из того, что забираемый от АКБ ток будет не более 20 ампер. Фактически данный ИБП питает два сервера, рутер и свитч. Гарантированно это все может работать без электричества около 7–8 часов (в зависимости от нагрузки на сервера). Схема подключения позволяет использовать две АКБ и независимо заряжать одну из батарей во время эксплуатации другой. Раз в полгода можно переключаться между батареями, чтобы сравнять процесс старения обоих АКБ.

О таблице

На передней панели ИБП приведена таблица, которая характеризует степень заряда и разряда АКБ. Как видно, АКБ разряжена в ноль, когда напряжение на ней падает до восьми вольт. Поясним термин «глубокий разряд», используемый далее по тексту. АКБ переходит в состояние глубокого разряда, когда напряжение покоя у нее ниже 11,35–11,40 вольт. Это верхний предел глубокого разряда. Как говорилось выше, после отключения нагрузки напряжение на АКБ начинает повышаться. Если в течение 2–6 часов, в зависимости от емкости АКБ, это напряжение поднялось до 11,90–12,00 вольт, АКБ не ушла в глубокий разряд. Но как следует из опыта, даже если АКБ кратковременно разрядится до 11,90–11,8 вольт, ничего страшного не будет, если ее сразу поставить на зарядку.

Производители АКБ указывают кратковременный пусковой ток рядом с емкостью. Такой ток возникает при запуске стартера, уводя АКБ в глубокий разряд с просадкой напряжения на АКБ до 9 вольт, но АКБ это выдерживает и служит в автомобиле 5–6 лет.
Нижний порог отключения производитель ИБП выставляет при полной нагрузке на АКБ. В нашем случае он около 7,55 вольт при нагрузке около 30–35 ампер. 8 вольт в таблице указано на полную нагрузку. Это «памятка для себя». Но лучше не доводить разрядку АКБ до падения напряжения на такой низкий уровень. АКБ «проседает» по напряжению больше под полной нагрузкой, чем под нагрузкой в 50% или 30%. Как только нагрузка пропадает полностью, напряжение на АКБ скачком поднимается и потом продолжает подниматься все медленней до напряжения фак-тического разряда (напряжения покоя).

Например, опытным путем установлено, что при 20-амперной нагрузке на АКБ, когда напряжение проседает до 8 вольт, можно уменьшить ток до 9 ампер, и напряжение мгновенно поднимется до 10,6 вольт, продолжая при этом медленно понижаться.
Если разряжать аккумулятор нагрузкой в 10 ампер, соответственно и нижнее значение будет не 8 вольт, как приведено в таблице на передней панели, а больше (оно может быть 8,4 вольт, к примеру, или 9,0 вольт).

Если нагрузка на АКБ от ИБП 10–20% от расчетной, соответственно напряжение «проседает» меньше, но на АКБ получается нагрузка долговременней. И соответственно АКБ находится в глубоком разряде под нагрузкой дольше. А вот это уже «убийственно» для АКБ. Поэтому нужно стараться не доводить АКБ до глубокого разряда и по возможности, если до этого дошло — сразу поставить на зарядку.

Штатная AGM батарея, проработав 20–30 минут в глубоком разряде, фактически умирает сразу — начинают разрушаться пластины внутри нее, и электроемкость падает в разы в отличие от стартерной АКБ, где потеря электроемкости от работы при глубоком разряде 2–3 часа измеряется процентами.

Стартерная АКБ гораздо выносливей «батареи в комплекте» с ИБП

Если их правильно использовать и обслуживать, но, самое главное, правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет либо выдержать более четырехсот циклов 100% разрядки-зарядки или более тысячи циклов 30–40% разрядки-зарядки! Это проверено на практике!

Уверены, что статья заинтересует читателей. Если хочется узнать больше — полная версия статьи приведена в блоге SamElectric.ru (статья «Аккумуляторы для ИБП»), там же — многочисленные комментарии и ответы на вопросы.

Источник: Александр Ткачев и Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru. Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», №3 (87) 2019

www.elec.ru

Подключение автомобильного аккумулятора к ИБП своими руками — подробная инструкция

Источники бесперебойного питания устанавливаются перед оборудованием, которое должно сохранить рабочие параметры после отключения сетевого питания. Устройство укомплектовано аккумулятором и электронной схемой контроля параметров и переключения на резервный источник. Можно ли подключить автомобильный аккумулятор к ИБП?

Типы ИБП и требования к аккумуляторам

Задачи, решаемые блоком, разнятся. Пассивные устройства устанавливаются в домашний компьютер. Линейно-интерактивные бесперебойники поддерживают напряжение перед потребителем 220 В, АКБ в сеть включен постоянно. ИБП с двойным преобразованием постоянно работает от АКБ, зарядка батареи идет от сети. Напряжение на выходе всегда стабильное, но оборудование сложное, требует охлаждения, устанавливается на особо ответственные потребители энергии.

Мощность бесперебойника определяется в вольт-амперах, а обслуживаемой техники – в ваттах. Соотношение: 1 ВА=0,6 Вт. При недостаточной мощности блока, сработает защита по току, ИБП отключится. Поэтому, подбирая устройство под потребителя нужно предусмотреть резервную емкость 30 %.

Стандартно в ИБП используют гелевые или AGM аккумуляторы. Отличия их по функциональности от автомобильных незначительны, но стоят они значительно дороже. Насколько оправдана модернизация ИБП, и насколько стартовый АКБ авто справится с задачей?

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП

Здесь рассматриваются только пассивные и линейно- интерактивные ИПБ, применяемые в личных целях. К тому подвигла цена родного устройства и сходные по функции способности недорогих автомобильных и ИБП аккумуляторов. Возможна ли переделка защитного блока?

Есть в конструкциях принципиальные различия – в гелевой батарее ИБП выполнены толстые свинцовые пластины-накопители из чистого свинца. В стартовом АКБ электролит жидкий, свинцовые пластины тоньше, состав имеет примеси. Автомобильный аккумулятор будет стоять рядом с блоком, загромождая помещение. Использование автомобильного аккумулятора в ИБП – апгрейд вынужденный. Суммарные потери при эксплуатации аккумуляторной батареи и родного АКБ блока в итоге сопоставимы.

Перед тем как подключить АКБ от авто к ИБП, необходимо знать последствия:

• тонкие пластины автомобильного аккумулятора быстро разрушаются, работая в режиме ИБП;
• авто АКБ в сети ИБП постоянно недозаряжен, при восстановлении емкости при пониженном напряжении закипает;
• выделение водорода в атмосферу помещения может привести к взрыву от искры, если достигнута критичная концентрация газа;
• автомобильный жидкий АКБ разряжается быстрее гелевого от ИБП.

Автомобильный АКБ не гарантирует достаточной точности показателей батареи из нескольких банок, так как каждая из них влияет на суммарные показатели батареи.

Особые требования к батареям ИБП, которые невыполнимы для авто аккумуляторов:

• совместимость с зарядным устройством с плавающим зарядом 13,6 – 13,8 В;
• поддержка работы в буферном рнжиме с двойным преобразованием напряжения;
• разряд без подзарядки длительное время.

ИБП под автомобильный аккумулятор

Однако умельцы все равно стремятся из автомобильного аккумулятора б/у собрать ИБП. Для работы необходимо:

• обслуживаемая АКБ для авто в специальном футляре;
• соединительный провод сечением 4 мм2;
• клеммы, разъемы;
• вентилятор охлаждения напряжением 12 В – 2 шт.;
• инструменты для монтажа.

Выбрать аккумулятор, предусмотреть, чтобы разряд ограничивался 20 % от емкости. Необходимо предусмотреть меры безопасности. Работу вести на оборудовании, отключенном от линии питания с видимым разрывом. Как сделать ИБП линейки Back-UPS (APC) из автомобильного аккумулятора, предлагаем последовательность:

• Убрать из гнезда комплектный АКБ, его можно будет в дальнейшем использовать.
• Подготовленную, заряженную, в декоративном и устойчивом корпусе батарею установить около корпуса блока ИБП.
• Подготовить провода, установить клеммы.
• Вместо аккумулятора в блок поставить 2 вентилятора, на вытяжку и приток, соединить их с аккумуляторами через разъемы. Прорезать вентиляционные щели в корпусе.
• Поместить проводку в защитный рукав, установить оборудование на место, так, чтобы был доступ к вентиляционным щелям. Соединить оборудование, вначале с ИБП, потом с батареей, соблюдая полярность, первым плюсовой провод.
• Подключить потребителя и сеть.

Полезным будет посмотреть видео по теме.

Как применить автомобильный аккумулятор для ИБП газового котла

Если у вас в загородном доме стоит газовый котел, его сложная электроника несовместима с неустойчивыми сетевыми параметрами. Без ИБП не обойтись, но можно ли использовать автомобильный АКБ в сборке? Специалисты не советуют использовать неродной накопитель энергии по перечисленным ранее причинам. Они отмечают, 50 % дорогостоящей аппаратуры регулирования газовых котлов отказали именно из-за применения автомобильного аккумулятора.

В качестве внешних источников питания в схему можно включать автомобильные аккумуляторы, при условии, что для них устроен отдельный шкаф с вытяжкой. Это исключает образование взрывоопасной смеси в помещении.

Можно ли зарядить аккумулятор ИБП автомобильной зарядкой

Какими отличиями обладает зарядное устройство ИБП и можно ли его применять для зарядки автомобильного аккумулятора? Можно, если воспользоваться функцией постоянного тока. Тогда аккумулятор будет получать заряд долго, но зарядится полностью. Если воспользоваться постоянным напряжением, максимальное значение 13,8 В не позволит выполнить полную зарядку.

Точно также гелевый аккумулятор бесперебойника можно зарядить ЗУ от автомобильного АКБ. Но выставить нужно постоянный ток, равный 10 % от емкости. Примерное время накопления энергии около суток. Перезаряд гелевой батареи недопустим, необходимо снять ее с зарядки до достижения 14,4 В. Пред тем как зарядить аккумулятор ИБП зарядным устройством от автомобиля, нужно убедиться, что на корпусе устройства есть надпись rechargeable.

Зарядить автомобильный аккумулятор, используя ИБП можно, используя схему поочередного насыщения нескольких аккумуляторов, в схеме для газового котла. Тогда зарядное для автомобильного аккумулятора используется поочередно к накопителям, но тот прибор, что работает в паре с ИБП, не должен одновременно подзаряжаться.

На многочисленных форумах предлагают использовать ИПБ для зарядки автомобильного аккумулятора, выполнив электронную схему переключения своими руками. Важно чтобы была отсечка работы АКБ в схеме и подзарядкой. Если внешняя батарея одна, на время заряда автомобильным ЗУ защитный блок должен отключаться от потребителя должен отключаться.

Пользователи советуют использовать в схеме ИБП автомобильную батарею б/у или восстановленную. Так можно продлить срок службы автомобильной АКБ и научиться управлять процессом зарядки ИБП своими руками.

batts.pro

Автомобильный аккумулятор в ИБП

Всех, кто постоянно имеет дело с источниками бесперебойного питания (ИБП), не раз посещала мысль о замене штатных аккумуляторов автомобильным. В первую очередь об этом думают в целях экономии. Ведь автомобильный аккумулятор дешевле (иногда значительно) специальных батарей для ИБП. С точки зрения первоначальных вложений выгода очевидна, но возникает ряд сложностей и вопросов. Мы не будем делать окончательных выводов относительно использования автомобильного аккумулятора в ИБП, а просто разберём все доводы за и против. Однозначных выводов здесь сделать нельзя, поскольку все зависит от ситуации, в том числе и финансовой.

Содержание статьи

О чём идут споры?

С одной стороны, существует ряд достаточно удачных примеров использования автомобильного аккумулятора для бесперебойника. Довольно много народу попробовали эту схему и остались довольны результатом. Одни в качестве плюса называют увеличившееся время работы в автономном режиме, других привлекает возможность сэкономить. Причём некоторые использовали свои отработавшие АКБ с автомобилей.

С другой стороны, производители бесперебойников и аккумуляторов для УПС, а также всевозможные продавцы этой продукции говорят, что это призрачная экономия и не принесёт ничего, кроме проблем. Те и другие приводят веские доводы. Кого же слушать?

В основном споры вокруг подключения автомобильных аккумуляторов к UPS сводятся к следующим вещам:

• Ток и характер эксплуатации. Автомобильные аккумуляторы приспособлены под отдачу большого стартерного тока в короткий промежуток времени. Аккумуляторы для UPS отдают равномерный электрический ток в течение достаточно продолжительного промежутка времени;
• Напряжение и процесс зарядки. Здесь споры сводятся к тому, что УПС и электрическая сеть автомобиля выдают различное напряжение, что делает процесс зарядки аккумуляторов различным;
• Конструктивные особенности. Жарче всего обсуждается тема испарения электролита АКБ, а также выделение водорода в процессе работы автомобильного аккумулятора.

Давайте, подробнее рассмотрим каждый из этих пунктов.

Вернуться к содержанию
 

Ток и характер эксплуатации

Не секрет, что главное назначение автомобильного аккумулятора, это запуск двигателя. Он должен обеспечить высокий пусковой ток. Это необходимо для стартера, который запускает мотор. После этого подзарядка аккумулятора будет происходить от генератора в процессе поездки. Причём процесс подзарядки будет происходить в «рваном» режиме. То есть, батарея будет заряжаться в моменты, когда число оборотов коленчатого вала достаточно большое (как правило, больше 2 тысяч оборотов в минуту).

Аккумуляторная батарея для ИБП работает в другом режиме. Поскольку мощность подключённого к ним оборудования сравнительно небольшая, при работе в автономном режиме они отдают небольшие величины электрического тока в течение длительного промежутка времени. После отдачи заряда аккумулятор UPS заряжается постоянным стабильным током.

Как говорят противники подключения автомобильных аккумуляторов к UPS, этими различиями в эксплуатации обусловлено и разное конструктивное исполнение этих типов батарей. В частности, отличается толщина свинцовых пластин.

В автомобильных АКБ толщина пластин составляет от 1 до 1,2 миллиметра. В аккумуляторах для источников бесперебойного питания это значение составляет от 2 до 2,5 миллиметров, то есть больше в 2 раза.

Помимо этого, отличается и чистота свинца в этих типах АКБ. В автомобильных используется свинец, получаемых в результате переработки отработавших пластин. В аккумуляторах для ИБП используется более чистый свинец первичной плавки.

Сторонники подключения автомобильных аккумуляторов в ИБП резонно заявляют, что АКБ автомобиля функционирует не только при запуске мотора. Батарея подключается в работу, если генератор не справляется с нагрузкой, да и при заглушённом двигателе она обеспечивает работу потребителей в автомобильной бортовой сети.

И в таком режиме автомобильный аккумулятор выдаёт ток значительно меньше стартерного и в течение длительного времени. То есть, здесь его функционирование мало чем отличается от аккумулятора в составе источника бесперебойного питания.

Что касается пластин, то производители УПС говорят о быстром выходе их из строя в автомобильном аккумуляторе, подключённом к бесперебойнику. Объясняют это тем, что толщина у них меньше, и они не выдержат такой режим работы. Что тут можно сказать? Все, кто постоянно имеет дело с источниками бесперебойного питания, прекрасно знают, что батареи в них не живут дольше 4–5 лет. Ещё раньше они взбухают от перезарядки и отправляются на помойку. Срок службы среднестатистического автомобильного аккумулятора равен 3–4 года. И это при значительном выигрыше по стоимости.

Подробно о том, сколько служит аккумулятор автомобиля можно прочитать по указанной ссылке.

Вернуться к содержанию
 

Напряжение и процесс зарядки

Разница в напряжении постоянного тока рассматриваемых аккумуляторов является ещё одним доводом тех, кто против использования автомобильной АКБ в источнике бесперебойного питания. В качестве подтверждения приводятся следующие доводы.

Напряжение тока зарядки для автомобильной АКБ лежит в пределах от 14 до 14,2 Вольта. Аккумулятор для ИБП заряжается при напряжении от 13,5 до 13,8 Вольта. Как утверждается, АКБ от автомобиля в таких условиях постоянно будет в состоянии неполной зарядки.

В ответ на это им говорят, что напряжение как автомобильной батареи, так и бесперебойника постоянно никто не контролирует. Оно может быть выше или ниже указанных значений при определённых условиях. Ведь напряжение полностью заряженной батареи 12,7–13 Вольт, а напряжение постоянного тока может «гулять» в зависимости от сети автомобиля, к которому она подключена. К тому же полнота зарядки АКБ зависит не только от напряжения в сети, но и от ряда других факторов. Советуем подробнее прочитать про норму заряда аккумулятора автомобиля.

Доводы против подключения можно было считать состоятельными, если бы это подкреплялось какими-то экспериментальными данными. Ведь никто не оценивал степень зарядки автомобильного аккумулятора, работающего в UPS. Судить о степени его зарядки по напряжению некорректно. Объективно это можно оценить лишь по набранной аккумулятором ёмкости. А точно это можно узнать можно лишь разряжая его какой-нибудь нагрузкой в течение определённого времени. Тогда можно точно узнать, сколько в нём ампер часов.

В общем, с полной уверенностью о хронической недозарядке автомобильной АКБ в составе источника бесперебойного питания говорить нельзя. Убедительных подтверждений этому нет.

Кроме этого, многое зависит от режима работы. Если на аккумуляторе во время отключения повисели сервер и пара «системников», затем он подзарядился и все повторилось, это одна ситуация. В таком режиме автомобильный аккумулятор долго не проработает, поскольку свой заряд набирает медленнее тех, что в UPS. Но такой режим работы нельзя назвать характерным. В большинстве случаев ИБП играет роль подстраховки при редких отключениях питания.

Вернуться к содержанию
 

Конструктивные особенности

Здесь «копья ломаются» вокруг выделения водорода из автомобильной АКБ и испарение электролита. Водород с кислородом являются гремучей смесью, которая может сильно рвануть от любой искры, в том числе неисправной электропроводки. Это действительно так, но почему говорится только о выделении водорода у автомобильного аккумулятора?
Ведь в аккумуляторах для ИБП также предусмотрен выход газов наружу. Так, стандартные батареи для ИБП имеют крышечки, под которыми скрываются отверстия банок. Они закрыты резиновыми колпачками, которые придерживаются крышкой. При достижении определённого давления газа в банке, колпачок приподнимается и выпускает его. Так, что рециркуляция газа в таких батареях является мифом. Если АКБ необслуживаемая, в ней все равно предусмотрена система сброса избыточного водорода (клапан). Поэтому водород будет выделяться в любом случае. Но, по отзывам тех, кто реализовал подобную систему с автомобильным аккумулятором, каких-то чрезвычайных происшествий с водородом у них не было.

Что касается испарений вредного электролита, то здесь отчасти можно согласиться. Процессы в свинцово-кислотном аккумуляторе проходят более интенсивно и электролит выкипает активнее.

Но здесь любой автолюбитель должен вспомнить о том, что он доливает, когда выкипел электролит. Правильно, дистиллированную воду. Ведь в атмосферу испаряется в основном вода, а серная кислота остаётся внутри. Кстати, в сегменте автомобильных аккумуляторов есть и гелевые батареи. Они по своему устройству и характеристикам похожи на аккумуляторы для ИБП. Однако в этом случае весь выигрыш в цене будет потерян. Скорее, наоборот, вы заплатите больше. Подробнее о гелевых аккумуляторах.

Другое дело, что аккумулятор с жидким электролитом значительно менее удобен при эксплуатации, чем с гелем. Помимо этого его вес значительно больше. Фактически автомобильную АКБ можно только поставить рядом с ИБП и больше никуда не перемещать. Тогда как со штатным аккумулятором «бесперебойник» значительно мобильнее и удобнее в использовании. Такие батареи относятся к гелевому типу. Внутри не раствор серной кислоты, а стекловолокно, пропитанное электролитом. За счёт этого аккумулятор можно располагать на вертикальных и наклонных поверхностях. Подробнее о том, что такое электролит или аккумуляторная кислота, читайте в материале по ссылке.

Вернуться к содержанию
 

Подключение

Подсоединение автомобильного аккумулятора к ИБП особой сложности не представляет. Нужно лишь изготовить соответствующий кабель. Потребуется кусок провода, два крокодила и две клеммы под соответствующие разъёмы на плате UPS. Крокодилы и клеммы припаиваются к проводу. А дальше вместо штатного аккумулятора подключается автомобильная батарея с соблюдением полярности. Провод сделайте с запасом, чтобы аккумулятор можно было хоть немного передвигать вокруг ИБП.

Сложного здесь ничего нет, если бы не один вопрос. Он заключается в том, насколько хорошо будут чувствовать себя транзисторы в схеме источника бесперебойного питания. Ведь при производстве UPS рассчитывается, что они будут работать определённое время, которое зависит от ёмкости АКБ. То есть, аккумулятор садится и устройство отключается. И этот временной интервал небольшой.

Соответственно, и охлаждающие радиаторы на них рассчитаны, чтобы отводить тепло некоторое время. Если мы подключаем автомобильный аккумулятор, то этот временной интервал значительно возрастает. Ёмкость таких аккумуляторных батарей больше и держать нагрузку они могут дольше. Это во многом то, из-за чего затевается модернизация (помимо экономии).

Поэтому стоит понаблюдать как сильно транзисторы будут греться, а лучше заранее принять меры по их эффективному охлаждению. Можно поставить радиаторы, имеющие большую массу и площадь поверхности (с рифлением). Может быть, придётся поставить активное охлаждение (вентилятор). Это дополнительная суета, но в ряде случаев без этого не обойтись.
Вернуться к содержанию
 

Менять или не менять?

Как видите, в процессе подключения автомобильного аккумулятора к источнику бесперебойного питания нет ничего фатального или невыполнимого. Есть определённые сложности, которые довольно просто решаются. Мы рассмотрели основные доводы за и против такого решения. Все доводы «против» звучат в основном от производителей ИБП. Доводы «за» можно услышать от тех, кто реализовал подобные решения. Одни пользователи сделали это в целях экономии, другие с целью увеличения работы ИБП в автономном режиме. Ведь UPS используют не только для подключения компьютерных систем. От них могут работать устройства, для завершения работы которых недостаточно просто «сохраниться».

Что касается целесообразности замены аккумулятора, то здесь решать вам по ситуации. Если вам просто по работе приходится обслуживать ИБП и аккумуляторы к ним приобретаются за счёт компании, то к чему вся эта суета? А вот если на эти АКБ уходят кровно заработанные средства, то стоит заняться этим вопросом. Также это может понадобиться тем, кто хочет увеличить время работы UPS при отключении электричества. Возможны ситуации, когда на один источник бесперебойного питания «повешено» много потребителей. Замена аккумулятора на автомобильный может помочь в решении этой проблемы.

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка …

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Исправления и дополнения к материалу, а также ваше мнение об автомобильных аккумуляторах в ИБП, оставляйте в комментариях ниже. Голосуйте в опросе и оценивайте статью.
Вернуться к содержанию

akbinfo.ru

Можно ли в бесперебойнике использовать автомобильный аккумулятор

Нам часто Клиенты задают вопрос: “Можно ли вместе с источником бесперебойного питания использовать автомобильный аккумулятор?”.

На этот вопрос можно ответить двояко, с одной стороны да можно – автомобильный аккумулятор такой же элемент питания, как и герметичные необслуживаемые аккумуляторные батареи для источников бесперебойного питания, но с другой стороны его использование в циклических системах бесперебойного питания крайне нежелательны для самой аккумуляторной батареи. Обо всем подробнее мы расскажем ниже.

Почему не рекомендуется использовать автомобильные аккумуляторы в источниках бесперебойного питания?

Во-первых, несмотря на то, что автомобильный аккумулятор отличный источник электрического питания, терпит большие пусковые моменты и токи, но есть один важный момент – он не любит разряда ниже 70% в связи с низким циклическим ресурсом заряд-разряд, а также глубоких разрядов – до 20-30% от номинальной емкости, что в системах бесперебойного питания происходит весьма часто.  При использование его в машине, он всегда находиться на постоянной подзарядке от генератора автомобиля, средний срок службы в таком случае у него 5-7 лет. Работая же в системах бесперебойного питания из-за низкого количества циклов заряд-разряд автомобильный аккумулятор протерпит в лучшем случае 1-2 года в зависимости от частоты и глубины циклов заряд/разряд.

Во-вторых, при использовании в ИБП автомобильного аккумулятора помимо сильного падения срока службы падает и его номинальная емкость по мере использования, а также количество отдаваемой электрической энергия от него. Если допускать частые глубокие разряды будет происходить сульфатация пластин которая как правило является необратимым процессом и в дальнейшем аккумулятор будет невозможно зарядить из-за упавшей емкости.

В-третьих, большинство автомобильных аккумуляторов не герметичные и по мере использования будут выделят водород, что весьма опасно в закрытых и жилых помещениях.

В-четвертых, при наличие плохого зарядного устройства в источнике бесперебойного питания, может происходить перезаряд автомобильной батареи, что будет приводить к кипению электролита в батареи, а также к его вытеканию. Также время от времени необходимо будет доливать дистиллированную воду в батарею. Что весьма неприятно.

Какую лучше использовать аккумуляторную батарею в источнике бесперебойного питания?

Выше мы рассмотрели основные недостатки автомобильных аккумуляторов при использование их в источниках бесперебойного питания. Всех этих недостатков лишены герметичные необслуживаемые аккумуляторные батареи. Циклический ресурс этих батарей намного выше чем в автомобильных аккумуляторах – составляет от 400 циклов и выше. Их можно размещать в жилых помещениях, из-за отсутствия выделения водорода, а также они не требуют периодического заливания дистиллированной воды.

Да, цена их выше – но в перерасчете на период использования, они выигрывают, средний срок службы их будет составлять 6-9 лет.
 
Примеры из жизни:
Один клиент купил 4 автомобильных аккумулятора bosch silver s3 емкостью 56 ач, они проработали у него с ибп 2 года, а потом начали отказывать один за другим. Цена одного аккумулятора на тот момент была 100$ (раньше 800 грн).

Второй клиент по совету инженера-консультанта приобрел 4 аккумулятора для ибп с меньшей емкостью 33ач, но герметичных необслуживаемых с большим циклическим ресурсом, они уже работают 5 год. Цена батареи была на момент покупки 110$ (880 грн).

Рекомендации от специалиста

Если у Вас уже есть аккумуляторы, и они автомобильные, используйте их, но учитывайте их недостатки: не допускайте глубокого разряда, размещайте их в нежилых проветриваемых помещениях. Тем, кто только планирует покупку батареи для бесперебойника, сделайте выбор в сторону герметичных необслуживаемых аккумуляторных батарей для источников бесперебойного питания типа AGM или GEL, они предназначены для этой работы. Да они выйдут дороже, но в пересчете на продолжительность срока службы и более безопасное использование они у Вас выйдут дешевле и надежнее. Вы сможете найти их в разделе – Аккумуляторные батареи для ИБП. 

---

Полезно прочитать также: А вы готовы к веерным отключениям электроэнергии в Украине в 2015/2016 году: наше мнение

home-energy.com.ua

Чем отличаются АКБ для ИБП от автомобильных?

Современные системы сигнализации, системы охраны и противопожарные системы, телекоммуникации, системы связи и другие бесперебойники требуют установки специального типа аккумуляторных батарей.

Купить аккумулятор для ибп можно практически в любом специализированном магазине, однако, высокая стоимость батарей часто наталкивает владельцев на мысль, можно ли заменить данный АКБ обычным автомобильным аккумулятором.

Автомобильные аккумуляторы ни в коем случае нельзя использовать для систем бесперебойного питания и подачи электроэнергии, так как в их конструкции и функциональных особенностях содержатся существенные отличия.

Автомобильная батарея призвана обеспечить кратковременный запуск двигателя для бесперебойного обеспечения дальнейшего заряда стартера автомобиля и установленного дополнительного оборудования. Батарея имеет возможность самозаряда при стабильной эксплуатации.

В отличии от аккумуляторов для автомобилей батареи для ибп, охранных систем и бесперебойников эксплуатируются в плохо проветриваемых помещениях и предназначаются для длительной стабильной работы — от нескольких часов до нескольких суток.

Двумя главными отличиями автомобильных аккумуляторов от аккумуляторов для ИБП являются:

• длительность цикла работы;
• мощность напряжения постоянного тока.

Еще одним отличием является испарение водорода. Именно это условие является одним из определяющих того, что автомобильные аккумуляторы опасны для эксплуатации для бесперебойных систем.

При эксплуатации любой тип автомобильного аккумулятора выделяет различное количество водорода — в зависимости от габаритов и емкости батареи. При установке в автомобиле водород успевает испаряться, так как пространство под капотом автомобиля является достаточно вентилируемым.

Большинство помещений, в которых устанавливаются различные системы ИБП, являются плохо или мало проветриваемыми, поэтому эксплуатация автомобильного аккумулятора и накопление выделенного водорода могут привести к взрыву внутри помещения и необратимым последствиям.

Таким образом можно сделать вывод, что применение автомобильного аккумулятора для систем ИБП является опасным для жизни человека.

Аккумуляторы для ИБП представляют собой полностью герметичную конструкцию, которая не позволяет водороду испаряться и создавать угрозу здоровью и жизни людей, находящихся в помещении.

Некоторые корпуса аккумуляторов для ИБП также изготавливаются из особых материалов, которые устойчивы даже к высоким температурам и процессам горения, что позволит обеспечить работу систем безопасности, связи, охранной и противопожарной системы даже в условиях внештатных и экстремальных ситуаций.

Магазин аккумуляторов в Нижнем Новгороде Центр-АКБ предлагает широкий выбор автомобильных аккумуляторов, аккумуляторов для мототехники, катеров, яхт, охранных и пожарных систем и других видов техники.

Подобрать и купить аккумулятор для ИБП Вы можете на нашем официальном сайте или в одном из розничных магазинов.

Всю представленную в каталоге на сайте продукцию также можно приобрести в одном из наших магазинов или заказать с доставкой в любое удобное для вас места в пределах Нижнего Новгорода.

Адреса магазинов:

• г. Нижний Новгород, ул. Березовская, 96а
• г. Нижний Новгород, ул. Деловая, д.7, к.5
• Нижний Новгород, проспект Кирова, 12

Все вопросы вы можете задать одному из наших специалистов по телефону горячей линии: (831) 416-13-13.

centr-akb.ru

Восстановление емкости аккумулятора ИБП / Habr

Подавляющее большинство из нас использует такое крайне полезное устройство, как источник бесперебойного питания. Качество питания не везде идеальное, да и просто мельчайшие проблемы с электропитанием иногда могут дорогого стоить. Потери данных это всегда неприятно, а иногда просто таки фатально. Устройство куплено, установлено под стол, подключено и владелец его находится в полной уверенности, что в любом случае при перебое в электропитании он успеет корректно завершить работу, а может быть и сделать бэкап на флешку. Время идет, бесперебойник периодически дает о себе знать — как заправский сторожевой пес он подает голос при малейших отклонениях в параметрах электросети. Хозяин спокоен и все хорошо. Но в один из дней перебой таки случается и в этот раз ИБП не просто подает голос и сразу переключается с батареи на сеть, в этот раз свет выключили на долго. Мы спокойно копируем файлы (ведь в запасе у нас минут 15, не меньше) и тут бесперебойник начинает пищать совсем часто и все выключается. Как так? Ведь бесперебойник же должен был нас защитить от подобных ситуаций, а он только вселял нам ложную уверенность в нашей безопасности! Почему так произошло?

Все дело в аккумуляторных батареях, от которых наш бесперебойник и кормит все наше железо, когда внешняя сеть отключается. Но батареи эти, увы, не вечны, они деградируют, емкость их снижается, а вместе с ней и время автономной работы. Вплоть до нуля. К сожалению процесс, этот, зачастую никем не контролируется, хозяин пребывает в уверенности, что он защищен, а в это время аккумулятор уже не совсем аккумулятор, а так — муляж.

Как быть, что делать и куда бежать?

Почему деградируют аккумуляторы? Причин много. От интенсивного использования наступает сульфатация пластин, от перегрузок осыпается активные вещества и так далее. В ИБП стоит необслуживаемый аккумулятор, но в нем все равно есть электролит и электролит этот на основе воды. Находясь постоянно в буферном режиме, в режиме медленной подзарядки, вода это постепенно испаряется и электролит уже не выполняет своих функций. Батарея приходит в негодность. Как этого можно избежать? Избежать этого можно корректными механизмами зарядки аккумулятора, контролем его характеристик, но все это нам не подвластно — это удел производителей ИБП.

Так случилось, что интернет в моих местах только беспроводной, для его работы на крыше установлена устрашающего вида антенна, а для уменьшения потери сигнала в кабеле его длина минимизирована. Сервер, который раздает потом интернет (еще один сервер и свич) — установлены на чердаке. Для этой небольшой связки нужно бесперебойное питание. Даже без учета потерь данных — бегать загружать сервер при малейшем чихе (а у нас они случаются часто) — удовольствия мало. Бесперебойность должна быть и желательно побольше. Я купил бесперебойник на 1100ВА, не новый (новый стоит дороже чем те сервера) и конечно не надеялся на аккумуляторы — они зачастую поношены. Ну купил и купил. Поставил, все вроде бы как окей. В панели управления ИБП мне бодренько говорили про почти час работы от батарей (нагрузка порядка 70 ВА была). Решил я это проверить. Отключил питание и через две минуты, примерно, все благополучно выключилось. Аккумуляторы «мертвые». Как раз тот случай с ложной защитой. Делать нечего, надо покупать новые батареи. Поставил резервные аккумуляторы (так случилось, что от электровелосипеда есть и они бездействуют), по 12ВА. А дохленькие родные спустил вниз.

Я слышал, что электролит в аккумуляторах ИБП часто просто высыхает. Что не сульфатация, не выкрашивание пластин причина смерти аккумуляторов ИБП, а именно высыхание электролита. Попытка, как говорится, не пытка. Аккумуляторы все равно на выброс, а тяга к ковырянию не давала шансов. Для проведения экспериментов мне понадобились:

— Дистиллированная вода (ни в коем случае НЕ электролит!). Продается в автомагазине.
— Шприц, лучше с иглой — с иглой проще дозировать. Продается в аптеке.
— Нож для ковыряния, покрепче.
— Скотч для сборки (для эстетов, конечно ТОЛЬКО синяя изолента должна быть!).
— Фонарик.

На аккумуляторе приклеена крышка, которая закрывает банки. Ее я аккуратно поддел ножом (для ковыряния). Пришлось пройтись по кругу — приклеена она была в нескольких местах.

Под крышкой — банки, накрытые резиновыми колпачками. Колпачки эти, вероятно, нужны для стравливания паров воды, водорода и других вещей, которые могут создавать избыточное давление в банке при работе батареи. Такой себе ниппель, который выпускает газ наружу, но ничего не пропускает внутрь.

Колпачки не приклеены, просто снял их, поддев ножом.

Под колпачками, если заглянуть внутрь банки — ничего интересного. Совершенно. Для заглядывания нужен фонарик.
Взял шприц, набрал в него дистиллированную воду (Главное без грязи. Чтобы все чистенько!) и залил по кубику воды в каждую банку.

Вода благополучно впиталась, практически моментально. Повторил это еще раз. Потом еще раз 5 или 7, не помню. Вода не должна бултыхаться в банке, но и «брать» воду банка тоже не должна. Лучше присвечивать фонариком и посматривать. Главное не переливать.

После заливки воды я накрыл резиновыми крышечками банки и поставил батарею заряжать. А заряжал отдельно, большим зарядным, но думаю это не обязательно — можно заряжать просто в бесперебойнике. Если аккумуляторы разряжены ниже 10В, то зарядить их таким образом не удастся, есть сведения, что такие батареи тоже можно «раскачать», но для этого надо на начальных этапах подавать на них высокое напряжение (порядка 35В на 12В батарею) с контролем тока. Не пробовал, ничего конкретного сказать не могу. Рекомендовать этот способ так же не могу.

Первый момент — если вы перелили воды — она вернется из под крышки. Ее надо собрать шприцем и вылить в канализацию.

Второй момент — если вы накрыли банки крышками, то в процессе зарядки давление в банке немного поднимается и крышечки будут с характерным чпоком разлетаться по всей комнате. Это забавно, но только один раз. Я проверял дважды — во второй раз уже не весело. Я прикрывал крышки родной пластиковой крышкой, а на нее ставил груз.

После зарядки я немного разрядил аккумуляторы автомобильной «переноской», порядка получаса, измерял остаточное напряжение, прикинул емкость. Зарядил снова и опять немного разрядил.

Проделал тоже самое со второй батареей — в бесперебойнике их пара. После всего заклеил скотчем отковырянные крышки, поставил аккумуляторы на место.

Результаты таковы:

За 10 минут при нагрузке в 110ВА аккумуляторы разрядились до 79 процентов. Время работы на батарее несколько менялось, в конце софт говорил о почти 29 минутах + 10 уже прошедших выходит почти 40 минут. Меня такое положение вещей устраивает. Вполне хватит, чтобы пойти и запустить генератор. Когда он у меня будет :). А по пути еще и чаю заварить. И выпить его.
Если исходить из 79% — это 21% за 10 минут или 47 минут работы от батарей. Где-то в районе того, что обещает софт.
Другой вариант расчета — полная емкость батарей 12В * 7Ач * 2шт = 168 Ватт/часов. Это в идеале. При нагрузке в 110Вт заряда должно хватать на 1,5 часа. Но в реальности даже на новых батареях такого времени работы не будет — разрядный ток великоват и отдаваемая емкость будет ниже. Сложно однозначно сказать на сколько восстановилась емкость, но очень похоже, что процентов до 80 от номинальной. На мой взгляд — совсем не плохо для одного шприца, банки дистиллята и часа времени.

Мораль сей басни такова:
— Проверяйте периодически время работы от батарей. Свинью они вам могут подложить в самый неприятный момент.
— На свой страх и риск даже видавшие виды аккумуляторы можно восстановить малой кровью. А нет, так всегда успеется купить новые.

habr.com

Как выбрать батарею для ИБП / Schneider Electric corporate blog / Habr

Батарея – самый важный компонент ИБП. И самый дорогой. К тому же, ещё и обладающий определенным жизненным циклом. Стало быть, рано или поздно, вопрос замены батареи обязательно встанет.
Хорошие АКБ служат много лет, почему бы уже сегодня не заглянуть в завтрашний день, чтобы понять, что станется с нашими вложениями в «железо»? Часто бывает так, когда что-то хорошее стоит очень дорого, а через некоторое время становится легкодоступным.
При выборе ИБП, возникает вопрос: какая аккумуляторная батарея в нём используется, и какая подходит для замены?
Поэтому, для начала поговорим немного о технологиях и типах батарей.

Какие бывают батареи ИБП
«Начинка» у АКБ бывает разная. Начнём с самой распространенной – со свинцово-кислотных аккумуляторов.

Их плюсы давно известны: хорошо держат напряжение, имеют маленький саморазряд и высокую продолжительность циклов работы. Некоторые из них выдерживают до 1000 циклов перезарядки, способны работать при в широком диапозоне температуры. Да и технология их достаточно отработана, что делает АКБ надежнее.
Но есть и недостатки. В первую очередь это низкая удельная емкость, большой вес и размер. И их нужно менять после полной разрядки.
А вот никелево-кадмиевые батареи наоборот: небольшие и легкие. Они также вполне надёжны, устойчивы к скачкам температуры, могут выдержать до 1500 зарядно-разрядных циклов, имеют низкий процент самостоятельного разряда и довольно значительную плотность энергии. К тому же, эти АКБ недорого стоят.
Но есть минус – эти аккумуляторы утрачивают свою емкость в последствие «эффекта памяти».

К тому же, цена не всегда может быть показателем высоких производительных характеристик. Взять к примеру, никелево-металлогидридные АКБ. Это дорогие устройства, обладающие высокой плотностью энергии и удельной емкостью, которая практически не уменьшается в ходе эксплуатации. Однако, данные АКБ мало используются как раз из-за эксплуатационных сложностей. В работе данных батарей полно изъянов. Во-первых, это высокий уровень самостоятельного разряда и небольшая нагрузочная способность. Во-вторых, наблюдается дисфункция при полной разрядке и малое количество циклов перезарядки. В-третьих, зарядить такое АКБ не совсем тривиальная задача. В-четвертых, чувствительность к температуре.
Но малый температурный диапазон беда не только никелево-металлогидридных АКБ, этим же «страдают» и литий-ионные батареи. Которые, к слову, можно хранить только в заряженном состоянии.
При том, что у литий-ионных аккумуляторов очень много преимуществ. Основные это – повышенная удельная емкость при небольших габаритах и весе, большая энергетическая плотность и малая скорость саморазряда, быстрая зарядка, количество циклов заряда/разряда, возможность работы при высокой температуре – до 40°С. Кроме того, они вполне надежны и недороги в обслуживании.
Раньше «бесперебойники» на литий-ионных аккумуляторах использовались только в дорогих решениях, однако в этом году Schneider Electric выпустил на рынок первые недорогие модели однофазных ИБП с литий-ионными аккумуляторами мощностью 1кВА и 1,5 кВА c предустановленной сетевой картой — SRTL1000RMXLI-NC и SRTL1500RMXLI-NC, и без неё — SRTL1000RMXLI и SRTL1500RMXLI.

После того, как с типами АКБ стало всё понятно, стоит упомянуть, что самые популярные, свинцово-кислотные батареи могут отличаться по виду применяемого электролита. Обычно это батареи AGM или GEL или устройства с жидким электролитом. В чем особенности разных вариантов?
В батереях с жидким электролитом применяется разбавленная серная кислота. И опасность в том, что устройства не герметичны, есть риск попадания вредных веществ в окружающую среду. Соответственно, обслуживание и зарядка таких батарей возможна только в специальных помещениях. Зато они недорого стоят, чем обусловлена их популярность.
В GEL-батарее электролитный заполнитель имеет структуру геля. В ходе работы он не производит летучих соединений, их корпуса вполне герметичны и гелевые АКБ совершенно безвредны для человека. Кроме того, такие батареи мощные, надежные – срок службы до 12 лет, емкие, способны часто перезаряжаться и функционировать почти в любых температурных условиях. Но есть и недостатки: им противопоказана полная разрядка и стоят они довольно недешево.
По сравнению с GEL AGM-батареи сравнительно недороги. Они тоже произведены на гелевой основе и имеют пониженное электросопротивление. Кроме цены, AGM-аккумуляторы имеют ещё массу достоинств: они долговечны, обладают большой емкостью, устойчивы к вибрации и готовы к размещению в любом положении.
При этом, аккумуляторы AGM работают в буферном режиме, потому что обладают большим числом циклов перезарядки и низкими показателями саморазряда. Плюс – у них нет уже упомянутого «эффекта памяти».
Но AGM имеют и свои минусы. Они мало восприимчивы к перезарядке и не приспособлены для компенсации части утрачиваемого электролита.
В целом, сравнение GEL и AGM приведены в таблице.

Совместимость батарей ИБП
Зная достоинства и недостатки разных типов батарей, упомянутых выше, APC by Schneider Electric разрабатывает и поставляет на российский рынок ИБП со свинцово-кислотными аккумуляторами AGM. У данного правила есть и исключения: недавно вышедшие на рынок ИБП серии «SRTL» с литий-ионными аккумуляторами. Так же, крупные трёхфазные ИБП могут быть настроены на работу с любыми аккумуляторами в зависимости от условий применения и пожеланий заказчика.

Для разных ИБП производитель подразумевает использование разных аккумуляторных батарей, полная информация приведена в таблицах совместимости АКБ, которые выпускают сами производители. Вот, например, таблица по АКБ от APC by Schneider Electric.


Стоит обратить внимание, что у некоторых простых ИБП серии «Back-UPS», замена аккумулятора самостоятельно, руками пользователя не предусмотрена. Для замены, необходимо обращаться в авторизованные сервисные центры. Визуально, такой ИБП можно отличить по жёлтому батарейному коннектору на тыльной стороне.

Преимущества использования оригинальный батарейных картриджей
После обсуждения вопроса совместимости может возникнуть желание воспользоваться не оригинальными батарейными картриджами, а так называемым аналогами – изделиями других производителей.
Преимуществом такого приобретения будет только размер единовременных затрат. Зато рисков прибавляется целый вагон.
Начнём с основного – отсутствия гарантийных обязательств. APC by Schneider Electric даёт гарантию на исправную работу произведённых картриджей. Остальные-вопрос. Никто из сисадминов не горит желанием срываться с места и ехать самостоятельно менять батарею, внезапно вышедшую из строя, или не дай бог, протёкшую.
Кстати, насчёт совместимости – тоже ещё вопрос. В конструкцию ИБП заложены параметры определенной батареи. Замена её на другую может привлечь к снижению срока её службы, некорректному поведению и ыв некоторых случаях повлечь опасность. Не говоря о том, что документации «серых» продуктов, а также на сайтах продавцов может быть масса ошибок.
Поэтому, лучше ещё раз вспомнить про преимущества оригинальных батарей. Это длительный срок службы, безопасность и надёжность с минимумом разъёмов, соответствие всем экологическим требованиям, подтверждённым многими тестами и сертификатами. А также, возможность удобного монтажа и гарантированная совместимость с вашим ИБП.

Срок годности батарей, как хранить, как обслуживать
Срок службы аккумуляторных батарей, которыми комплектуются однофазные ИБП APC by Schneider Electric составляет 3-5 лет, и зависит от соблюдения условий хранения и использования, а так же количества переходов на ИБП на работу от батареи, глубины разряда батареи в каждом случае, а так же длительности нахождения в разряженном состоянии.
Вообще, температурный режим довольно критичен для работы АКБ. Практика показывает, что срок эксплуатации батареи при повышении температуры на каждые 8°C снижается на 50% соответственно. Обязательно учитывайте, что температура внутри ИБП всегда больше температуры снаружи. Так же, ИБП с топологией online и гибридные online-источники нагреваются сильнее, нежели резервные или линейно-интерактивные.

В случае хранения батарей, при температуре окружающей среды от -15°С до +30°С рекомендуется выполнять дозарядку батарей не реже чем раз в полгода. В условиях, когда температура окружающей среды составляет от +30°C до +45°C, выполнять дозарядку батарей нужно не реже чем раз в три месяца. С целью увеличения срока годности, хранить батареи следует при температуре 10°C или ниже.
Если говорить про крупные, трёхфазные ИБП, то обслуживание и замена батарей критична для надежности всего источника. Периодические профилактические работы не только продлевают срок службы цепочек батарей за счет предотвращения ослабленных соединений и коррозии, но и помогают выявить неисправные батареи до их полного выхода из строя.
Кстати, хотя герметичные батареи и называют не обслуживаемыми, этот термин прижился потому, что в них не требуется обновлять электролит. А так, они всё равно требуют регулярного обслуживания.
Стоит также учитывать, что подзарядка батареи малым током приводит к истощению химического ресурса батарей и снижает ожидаемый срок службы почти наполовину.

Доступность оригинальных батарейных картриджей и цены на них
Возвращаясь к теме обсуждения преимущества оригинальных картиджей, необходимо отметить, что ведущие бренды тоже следят за рынком. Так вот Schneider Electric объявил о существенном снижении цен на сменные аккумуляторные картриджи, предназначенные для самых популярных источников бесперебойного питания APC. До 60% дешевле теперь продается целый ряд моделей батарейных картриджей.

Резюме
Универсального совета по выбору аккумуляторных батарей не существует. Для решения любой задачи можно подобрать несколько вариантов: от недорогих до супер-навороченных. И тут очень важно понимать, каковы будут первоначальные единовременные вложения и сколько выйдет в итоге совокупная стоимость владения. Последнее более важно в перспективе, потому как ИБП приобретаются не на один год. Текущий тренд развития аккумуляторов говорит о том, что батареи на литий-ионе будут дешеветь и проникать во все ниши, вплоть до домашнего пользования.

habr.com