Отчет о проведении диагностики и обслуживания АКБ Exide Tudor VB2420 250Ah (5h)

Рис. 1. Аккумуляторные батареи Exide Tudor VB2420

На проведение диагностики и обслуживания поступили 2 аккумуляторные батареи (АКБ) Exide Tudor VB2420 номинальным напряжением 24 В и ёмкостью 250 Ач (в режиме 5-часового разряда). Батареи собраны из 12 элементов напряжением 2 В каждый (рис. 1).

Причиной обращения послужило то, что АКБ, со слов владельца, «не заряжались» штатным зарядным устройством.

Для удобства обозначим их как АКБ №1 и АКБ №2. При внешнем осмотре было обнаружено, что крышки некоторых элементов выдавлены замершим электролитом. Позже выяснилось, что разряженные батареи хранились в холодном (без отопления) складе.

В течение 3 суток АКБ отогревались в помещении при температуре 20–25 °С, после чего были проведены контрольные измерения.

После отогрева проведены контрольные измерения внутреннего сопротивления и напряжения каждой АКБ с помощью анализатора батарей АЕА-30V:

 

АКБ	Напряжение, В	Сопротивление R, мОм	Норма для исправной АКБ
АКБ №1	23,90	25,84	~10–11 мОм
АКБ №2	23,84	16,44	~10–11 мОм

Сопротивление обеих АКБ существенно выше нормы. Норма для исправной АКБ — ~10–11 мОм (с учётом перемычек).

Рис. 2. Параметры АКБ №1 и 2 до проведения КТЦ

Для проверки согласованности отдельных элементов проводились измерения их напряжения и внутреннего сопротивления:

 

АКБ	СКО внутреннего сопротивления, мОм	Оценка согласованности
АКБ №1	0,18	Высокая степень разброса
АКБ №2	0,04	Низкая степень разброса

Рис. 3. Параметры отдельных элементов АКБ №1 до проведения КТЦ

ПРИМЕЧАНИЕ: При повторном осмотре выявлен пониженный уровень электролита (измерить плотность не удалось). Проведена доливка дистиллированной воды до нормы.

КТЦ №1 — Разряд и заряд (полубатареи по 6 элементов)

Для проведения контрольно-тренировочных циклов (КТЦ — разряд/заряд на Активаторе АЕАС-12V) батареи разделены на полубатареи по 6 элементов. Разряд проводился согласно требованиям ГОСТ 53165-2008 п. 9.2 «Контроль резервной ёмкости».

В результате разряда (КТЦ №1) резервная ёмкость полубатарей составила от 19 до 57 минут (от 8 до 24 Ач) — критически низкое значение.

Таблица 1 — Разряд КТЦ №1

№ АКБ (элементы)	Резервная ёмкость RC, мин.	Разрядная ёмкость Qd, Ач
1 (1–6)	31,53	13,48
1 (7–12)	26,58	11,39
2 (1–6)	57,30	24,19
2 (7–12)	19,22	8,33

После разряда полубатареи заряжались ступенчатым реверсивным током со стабилизацией по напряжению на последней ступени. Зарядная ёмкость составила от 420 до 635 Ач:

Таблица 2 — Заряд КТЦ №1

№ АКБ (элементы)	Зарядная ёмкость Qch, Ач	Сопротивление R, мОм
1 (1–6)	635	7,38
1 (7–12)	635	7,35
2 (1–6)	420	6,19
2 (7–12)	420	6,15

После КТЦ №1 сопротивление снизилось: АКБ №1 — 14,73 мОм, АКБ №2 — 12,34 мОм (суммарное по 12 элементам).

Плотность электролита после КТЦ №1:

Таблица 3 — Плотность электролита после КТЦ №1

№ элемента	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
АКБ №1, г/см³	1,19	1,19	1,20	1,19	1,20	1,19	1,20	1,18	1,20	1,20	1,20	1,19
АКБ №2, г/см³	1,22	1,22	1,21	1,21	1,23	1,21	1,21	1,22	1,22	1,22	1,22	1,22

КТЦ №2 — Контрольный разряд и повторный заряд

При контрольном разряде КТЦ №2 резервная ёмкость для АКБ №1 составила от 426 до 438 мин., для АКБ №2 — от 383 до 404 мин.

Таблица 4 — Разряд КТЦ №2

№ АКБ (элементы)	Резервная ёмкость RC, мин.	Разрядная ёмкость Qd, Ач
1 (1–6)	438,39	185,37
1 (7–12)	426,36	180,36
2 (1–6)	383,28	162,07
2 (7–12)	404,02	170,87

После разряда полубатареи снова заряжались ступенчатым реверсивным током. Каждая получила 420 Ач:

Таблица 5 — Заряд КТЦ №2

№ АКБ (элементы)	Зарядная ёмкость Qch, Ач	Сопротивление R, мОм
1 (1–6)	420	7,18
1 (7–12)	420	7,16
2 (1–6)	420	5,88
2 (7–12)	420	5,85

После КТЦ №2 сопротивление снизилось ещё: АКБ №1 — 14,34 мОм, АКБ №2 — 11,73 мОм. Согласованность элементов АКБ №1 значительно улучшилась (СКО снизилось с 0,18 до 0,02 мОм).

Рис. 4. Параметры АКБ №1 и 2 после проведения двух КТЦ

Рис. 5. Параметры отдельных элементов АКБ №1 после проведения КТЦ

Плотность электролита после КТЦ №2:

Таблица 6 — Плотность электролита после КТЦ №2

№ элемента	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
АКБ №1, г/см³	1,25	1,25	1,23	1,23	1,24	1,24	1,24	1,23	1,23	1,24	1,23	1,23
АКБ №2, г/см³	1,25	1,25	1,23	1,23	1,24	1,24	1,24	1,23	1,23	1,24	1,23	1,23

Рис. 6. Плотность электролита элементов АКБ №1 после каждого КТЦ

Рис. 7. Плотность электролита элементов АКБ №2 после каждого КТЦ

Итоги обслуживания АКБ

В результате обслуживания была проведена чистка верхней крышки, борнов и соединительных проводников. Проведены 2 КТЦ.

Таблица 7 — Результаты обслуживания

Параметр	АКБ №1	АКБ №2
Снижение внутреннего сопротивления	на 45%	на 20%
Рост резервной ёмкости	в 15 раз	в 10 раз
СКО сопротивления до КТЦ	0,18 мОм	0,04 мОм
СКО сопротивления после КТЦ	0,02 мОм	0,03 мОм

После обслуживания АКБ исправны и могут быть переданы в эксплуатацию.

Рис. 8. Параметры АКБ №1 после каждого КТЦ

Рис. 9. Параметры АКБ №2 после каждого КТЦ

ПРИМЕЧАНИЕ: КТЦ №3 на рис. 9 соответствует дополнительному зарядному циклу после теста штатного зарядного устройства Nuova Elettra RPE 24/40.

Тест штатного зарядного устройства Nuova Elettra RPE 24/40

Вместе с батареями поступило зарядное устройство (ЗУ) Nuova Elettra (CVitalia) RPE 24/40 (рис. 10) — предназначено для АКБ 24 В ёмкостью 195–250 Ач, заявленный ток заряда 40 А.

Рис. 10. Лицевая панель ЗУ Nuova Elettra RPE 24/40

Рис. 11. Наклейка с характеристиками ЗУ Nuova Elettra RPE 24/40

В документации производителя заявлен «импульсный режим выравнивания» и ограничение по времени заряда 13 часов. Конструктивно ЗУ состоит из понижающего трансформатора (1), платы управления (2) и выпрямительного моста (3):

Рис. 12. Внутреннее устройство Nuova Elettra RPE 24/40

Для проверки работоспособности ЗУ использована АКБ №2. Измерительная схема — рис. 13. Ток заряда измерялся через шунт, напряжение — вольтметрами Hewlett Packard 3457 (GPIB, запись раз в 1 с).

Рис. 13. Схема измерения параметров ЗУ

Результаты теста ЗУ Nuova Elettra RPE 24/40

Параметр	Значение
Длительность заряда	11 часов 20 минут
Переданная ёмкость	224 Ач
Средний ток (первые 6 ч)	~27 А
Средний ток (после 6 ч)	~20 А
Пороговое напряжение отсечки	~30 В
Пульсации тока (амплитуда)	от 3 до 9 А

Рис. 14. Графики тока заряда и напряжения на выводах ЗУ Nuova Elettra RPE 24/40

Средний ток заряда (~27 А) оказался значительно меньше заявленного (40 А). Тем не менее за 11,5 ч АКБ получила достаточный заряд 224 Ач. По достижению ~30 В ЗУ перешло в «импульсный режим выравнивания» для исключения перезаряда.

При деградации АКБ (рост сопротивления вследствие сульфатации) пороговое напряжение ~30 В достигается значительно раньше — АКБ не успевает набрать необходимую ёмкость, после чего ЗУ переходит в режим поддержания. Штатное ЗУ не предназначено для десульфатации и выравнивания.

ЗУ Nuova Elettra RPE 24/40 исправно и может быть передано в эксплуатацию.

Выводы

По результатам проведённых работ можно сделать следующие выводы:

1. Почему АКБ «не заряжались»:

• Штатное ЗУ предназначено для АКБ с определённым внутренним сопротивлением. При отклонении этого параметра от нормы режим заряда нарушается.
• Принцип работы штатного ЗУ не позволяет проводить десульфатацию и выравнивание характеристик отдельных аккумуляторов батареи — такие процедуры требуют работы с отдельными элементами или группами по 3–6 элементов.

2. Штатное ЗУ позволяет заряжать АКБ такого типа после проведённого обслуживания (десульфатации, выравнивания).

3. Необходимо каждые 6 месяцев проводить обслуживание АКБ (десульфатацию, выравнивание) на специализированном оборудовании — это существенно повышает срок службы, эффективность эксплуатации и приводит к серьёзной экономии средств.