Можно ли к бесперебойнику подключить автомобильный аккумулятор

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.

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).

Можно ли установить автомобильный аккумулятор в ИБП?

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.

Бесперебойник APC-650CS и автомобильный аккумулятор Fiamm 60Ah — тихий, беззвучный УПС

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.

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.

Чем отличается автомобильный аккумулятор и батарея в ИБП?

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.

Необходимые детали для подключения автомобильного аккумулятора к 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

Почему автомобильный аккумулятор нельзя использовать в ИБП?

На тот момент, когда я первый раз попробовал заменить в ИБП старый аккумулятор ёмкостью 7Ач на старый автомобильный аккумулятор номинальной ёмкостью 65Ач, я ещё не знал, почему этого нельзя делать, и как это может навредить здоровью аккумулятора, самому ИБП и людям, проживающим в одном помещении с ним.

Доработка бесперебойника не заняла много времени, но профит был заметен сразу же. Сто-ватная нагрузка в виде домашнего «сервера» продержалась порядка двадцати часов без внешнего питания, хотя раньше 10 минут — это был предел, которого хватало разве что на корректное завершение работы. Более длительных отключений за время эксплуатации данной модификации замечено не было, а подключение интернета по технологии GPON позволяло серверу оставаться в сети даже при масштабных отключениях электроэнергии.

Но это было давно. А год назад мне случайно попалось на глаза объявление о продаже нескольких бывших в употреблении ИБП APC 3000 за смешные деньги, 4000 рублей за штуку, без аккумуляторов, но рабочие. Немного подумав, решил что надо брать, причём сразу два, правда к моменту покупки цена успела подняться до 5000 рублей за штуку, но меня это не остановило, ведь в магазине за те же деньги предлагали лишь варианты на 1кВт, да и то от всяких noname фирм с не очень лестными отзывами и модифицированным синусом.

Без аккумуляторов ИБП включаться отказался, судя по информации из интернета, ему требовалось восемь аккумуляторов по 12 вольт, т.е. батарея на 96 вольт, но конденсаторы на входе батарей были номиналом 63 вольта. Оказалось, что в картридже две параллельно соединённых цепочки по четыре аккумулятора, по 5Ач каждый. Итого получается батарея на 48 вольт и 10Ач. И вот тут началось самое интересное.

Выбор АКБ

Настало время покупать аккумуляторы. Разница в цене между специализированным аккумуляторами для ИБП и обычными автомобильными была примерно раза в два при сопоставимой ёмкости. Зачем платить больше? Решил загуглить и нашёл несколько сайтов продающих АКБ для ИБП, которые почти под копирку приводили несколько доводов, почему стоит заплатить больше. В целом звучит правдоподобно, но давайте их рассмотрим поподробнее.

Итак, первая значительная разница — это различное напряжение постоянного тока в автомобиле и у источника автономного электроснабжения. У автомобильной батареи напряжение постоянного тока примерно равно 14-14.2 В, а у аккумулятора для источника бесперебойного питания оно составляет 13.5-13.8 В. Напряжение тока заряда у обычных автомобильных и специальных для ИБП рассчитано на различные значения. После того как Вы подсоедините автомобильный аккумулятор к системе резервного электропитания, то результат будет виден такой — постоянно батарея будет недозаряжена. Высокое внутреннее сопротивление имеется у максимально заряженной батареи, так как потребляется небольшой ток при работе с ИБП. С разряженными аккумуляторами дела состоят с точностью наоборот. В конечном итоге присоединение автомобильного аккумулятора может привести к кипению электролита, так как будет потребляться постоянно ток и аккумулятор не будет до конца заряжаться.

Заглядываем в статью википедии о свинцово-кислотных аккумуляторах и видим, что ЭДС заряженного аккумулятора 2.11-2.17В, для 6 банок это получается 12,66-13,02В. Смотрим на аккумулятор для ИБП и видим надписи о рекомендуемых значениях напряжений: в режим постоянного подзаряда 13.5-13.8В, в циклическом режиме 14.4-15.0В. Смотрим на полностью заряженный автомобильный аккумулятор, видим 12.7В, заводим двигатель, напряжение поднимается до 14.2. Получается что 14.2В — это не напряжение автомобильного аккумулятора, а напряжение которым его заряжает автомобильный генератор. Но разве в автомобиле предусмотрена какая-либо схема заряда аккумулятора? В общем мне показался данный довод несостоятельным.

Второе отличие — временной этап работы и равномерное выделение электрического тока за счет пластин, которые встроены внутри аккумуляторной батареи. Средняя толщина электрода (пластины) у автомобильного аккумулятора составляет примерно 1-1.2 мм, а у специализированных для ИБП 2-2.5 мм. Движение электронов происходит на менее толстой поверхности. Если подключить автомобильный аккумулятор к источнику бесперебойного питания, то пластины которые находятся внутри быстро разрушатся из-за длительного функционирования цикла.

Если бы в автомобиле не было сигнализации и магнитолы, то наверное можно было бы поверить в то, что автомобильный аккумулятор не способен длительное время отдавать малые или средние токи, но ведь они питаются от того же аккумулятора. И это не говоря о том, что автомобиль в принципе может некоторое время двигаться без генератора, только лишь на заряде аккумулятора, и после этого достаточно будет просто зарядить аккумулятор и он продолжит работать. По поводу толщины пластин сложно что либо сказать, разве что в аккумуляторах от ИБП некоторым попадаются нанотехнологические вставки из стекла. Стекло добавляет толщины пластинам и вес батареи, правда в химических реакциях не участвует.

И третье важное отличие — в процессе заряда аккумулятора выделяется водород. Когда батарея установлена под капотом автомобиля, то водород быстро улетучивается и не представляет никакой опасности. Так как источник бесперебойного питания установлен как правило в замкнутом пространстве, то газ начнет скапливаться, а смесь водорода с кислородом образует взрывоопасную смесь, которая может детонировать от любой искры (даже от включения света). Аккумулятор для ИБП полностью герметизирован, в процессе работы он не выделяет водород в атмосферу, а рециркулирует в пространстве батареи.

Данный довод мне сразу показался подозрительным, ввиду того, что мне не доводилось видеть герметичных аккумуляторов в ИБП. Если посмотреть на аккумулятор, то можно увидеть небольшие отверстия для отвода газов, в отличии от автомобильных аккумуляторов, они закрыты резиновыми колпачками и замурованы под пластиковые заглушки, но вовсе не герметично. Если снять пластиковые заглушки и поставить аккумулятор на зарядку, то некоторые резиновые колпачки весело улетят в неизвестном направлении. Значит вода всё таки распадается на кислород и водород, и простой резиновый колпачок не заставит их преобразоваться обратно в воду, а после определённого давления газы всё равно выйдут наружу. Впрочем ладно, если за несколько лет эксплуатации автомобильного аккумулятора в закрытом шкафу ничего не взорвалось, то в проветриваемом подвале и на балконе наверняка проблем с накоплением водорода не возникнет.

Автомобильные аккумуляторы имеют разбавленный электролит, а так как в жидкой среде все процессы протекают быстро, то срок службы этих батарей намного меньше чем у специализированных для ИБП. Внутри АКБ для источников бесперебойного питания находится губчатый материал, который пропитан электролитом. И поэтому ток самозаряда получается небольшим. И когда система перейдет на функционирование от аккумулятора, то батареи для ИБП проработают больше.

Действительно, в автомобильном аккумуляторе электролит находится в жидком состоянии, а в специализированных аккумуляторах для домашних ИБП им пропитан пористый материал, и если перевернуть его с открытыми заглушками, то ничего из него не выльется, это позволяет размещать его внутри ИБП в любом положении, хоть вверх ногами (хотя и не рекомендуется). Как это связано с током саморазряда, полностью электролита и скоростью протекания химических реакций — я не знаю, но вероятнее всего, что никак.

И не стоит забывать о том, что автомобильный аккумулятор работает в суровых условиях, от него несколько раз в день требуют больших токов, несколько месяцев в году это сопровождается очень низкими температурами, а несколько месяцев высокими, кроме того он испытывает вибрационные и ударные нагрузки во время движения автомобиля, а генератор заряжает его без какого либо контроля, и хорошо, если владелец следит за его состоянием.

Так же, некоторые высказывают сомнение по поводу того, что ИБП в состоянии зарядить автомобильный аккумулятор, ведь у него значительно большая ёмкость. Но ведь увеличив ёмкость, мы получаем увеличение длительности работы от батареи, странно ожидать, что последующая зарядка будет производиться за прежнее время.

Прочитав ещё несколько статей о вреде использования автомобильного аккумулятора в быту, стало понятно, что ничего не понятно. Но, учитывая предшествующий положительный опыт, было решено выбрать вариант с большей ёмкостью, т.е. автомобильные аккумуляторы. Для одного ИБП были выбраны самые дешёвые аккумуляторы от Тюменского Медведя на 75Ач, для второго АКБ фирмы BRAVO на 90Ач примерно за ту же стоимость. И вот сейчас, спустя почти год эксплуатации решил попробовать замерить ёмкость аккумуляторов, чтобы понять, насколько всё плохо.

Результаты замеров

Параметр АКБ №1 АКБ №2
МодельBRAVO 6CT-90VLTyumen Batbear 75
Ёмкость, макс. ток90Ач, 760А75Ач, 610А
Стоимость на момент покупки2200 руб2400 руб
Дата установки9 ноября 201411 ноября 2014
ИБПAPC Smart-UPS 3000VA, 2700Вт, 230В, чистый синус 50Гц +-3 Гц
Нагрузканасос газового котла, насос тёплого пола,
насос скважины с водой, морозильная камера,
холодильная камера, освещение
освещение, холодильник
Циклов заряда-разряда330+10
Производилась калибровканетда
Дата контрольного замера31 августа 20151 сентября 2015
Контрольный разряд4 часа 20 минут, 37.22Ач9 часов, 55.7Ач
Напряжение после разряда45.0В под нагрузкой, 48.7В без нагрузки44.6В под нагрузкой, 46.3В без нагрузки
Контрольный заряд9 часов, 37.32Ач14 часов, 52.28Ач
Напряжение после заряда55.4В, плюс-минус 0.02В на каждой батареи
Уровень электролитаВизуально не изменился, уровень выше пластин с запасом

Графики процесса разрядки-зарядки по данным самого ИБП можно посмотреть тут и тут. Одна линия показывает напряжение на батарее, вторая мощность нагрузки в процентах.

Хотя я не уверен, что правильно произвёл замер, но лучше способа, чем включить цифровой ватт-метр в разрыв между АКБ и ИБП, я придумать не смог. Сомнения в корректности замеров у меня возникли из-за того, что не смотря на постоянно включенную нагрузку, ИБП потреблял ток периодами (3-5 секунд потребление нарастает до номинала и опускается до нуля, 1-2 секунды потребления нет), возможно это связано с тем, что по аккумуляторному входу установлена пара ёмких конденсаторов, которые сглаживают нагрузку на АКБ. Зарядка производится примерно таким же образом (некоторое время подаётся ток, затем пара секунд перерыв). После полной зарядки ИБП продолжает периодически подавать ток на АКБ в районе 1А.

Не смотря на то, что один бесперебойник нещадно насиловал аккумуляторы каждый день почти полностью разряжая их, а затем вновь заряжая, а второй работал в штатном режиме и разряжал АКБ только при отключениях электричества, спустя год они по-прежнему работают и держат нагрузку. Специализированные аккумуляторы в ИБП, что стоящие с завода, что купленные в процессе эксплуатации не жили у меня даже этого времени, они просто высыхали и переставали держать заявленную ёмкость. В общем я не смог ответить для себя на вопрос, почему же автомобильные аккумуляторы не годятся для использования в ИБП, но через год я постараюсь повторить измерения и сравнить результаты.

P.S. Перед тем, как произвести замер ёмкости аккумуляторной батареи №2, я умудрился закоротить её плоскогубцами. Теперь они будут служить хорошим напоминанием о том, что так лучше не делать. Кстати, все картинки кликабельные.

  • источник бесперебойного питания
  • ибп
  • аккумуляторные батареи
  • Компьютерное железо
  • DIY или Сделай сам
  • Лайфхаки для гиков

Особенности специализированных аккумуляторов для ИБП

Аккумуляторные батареи с технологией AGM для ИБП картинка

Специализированные аккумуляторы для ИБП представляют собой герметичные свинцово-кислотные (наиболее распространенный тип) тяговые аккумуляторы с номинальным напряжением 12 В (однако напряжение полностью заряженной AGM батареи составляет 13,5-14 В). Они предназначены для непрерывной дозированной отдачи электроэнергии. Батарея ИБП по сравнению с автомобильным аккумулятором рассчитана на отдачу тока различной величины от 5 минут до нескольких часов, что позволяет автономно питать электрические приборы различной мощности. При этом аккумуляторы ИБП рассчитаны на зарядку постоянным стабильным током. Что касается электролита, то в основном в специализированных батареях для ИБП применяется гелеобразный абсорбент (технология GEL) или пропитанное электролитом специальное пористое стекловолокно (технология AGM).

Данные аккумуляторы считаются наиболее безопасными для применения и практически не выделяют газ во время работы. Технология AGM позволяет рекомбинировать до 99% выделяемого батареями газа. Емкость аккумуляторных батарей, в зависимости от модели, может быть от 1 Ач. Данный параметр будет влиять на продолжительность функционирования ИБП в автономном режиме: чем больше емкость, тем больше будет работать нагрузка в период отключения электричества. Об основных типах аккумуляторных батарей, которые применяются для ИБП можно узнать подробнее в нашей статье «Аккумуляторы для ИБП: основные типы».

Проблемы совместной работы ИБП с автомобильными аккумуляторами

Каждая модель ИБП рассчитана на подключение аккумуляторных батарей с определенным напряжением и емкостью. Установка автомобильных аккумуляторов, имеющих иные характеристики, может вызвать ряд проблем при совместной работе с ИБП. Опишем основные из них.

Несоответствующий ток заряда

Модели ИБП имеют встроенные зарядные устройства различной мощности, которые рассчитаны на конкретный вид аккумулятора. Как правило, ток их заряда составляет от 1 А (в моделях со встроенными батареями) до 6 А (в моделях с возможностью подключения внешних аккумуляторов), что вполне достаточно для работы ИБП в автономном режиме. Время заряда батареи напрямую зависит от значения тока заряда. Установка стандартного автомобильного аккумулятора, например, емкостью 60 Ач, потребует более высокого тока для его заряда (от 6 А и выше), что может превысить максимальный ток зарядного устройства ИБП. Слабый ток не сможет зарядить такой аккумулятор: заряд будет происходить длительное время (до нескольких суток), из-за чего аккумулятор не будет до конца заряжаться, что в скором времени приведет к уменьшению его емкости. Кроме того, вследствие длительного цикла заряда электролит автомобильной батареи может закипеть или расслоиться, а пластины быстро разрушиться. Нарушение режима работы в итоге приведет и к повреждению самого ИБП.

Некорректная работа индикации

В ИБП заложена информация об определенной емкости аккумуляторных батарей, с которыми функционирует устройство, и их разряде. Установка в схему его работы автомобильной батареи может привести к некорректному расчету их разряда и, соответственно, неверной индикации. Дело в том, что автомобильные батареи не являются тяговыми, поэтому их производитель не указывает и не испытывает длительные разряды. Например, время разряда батареи AGM емкостью 100 Ач ИБП рассчитает правильно, а у автомобильного аккумулятора такой показатель может быть неточным. Более того, у батарей AGM есть такие емкости, которых не бывают у автомобильных аккумуляторов, например, 1 Ач и 7 Ач, или, наоборот, 1000 и 3000 Ач у стартерных батарей, которых нет у аккумуляторов ИБП.

Отсутствие циклов заряда-разряда

Аккумуляторные батареи ИБП рассчитаны на длительную работу и свободно выдерживают 200-300 циклов заряда-разряда (данный показатель определяет, сколько раз можно полностью зарядить и разрядить батарею). Автомобильный аккумулятор такого параметра не имеет, и уже после первого разряда его качество работы может сильно измениться в худшую сторону. Хоть многие модели ИБП и имеют защиту от «глубокого» разряда батарей, которая отключает устройство при их разрядке на 85%, все же электроника изделия рассчитана на управление только штатными аккумуляторами, поэтому при установке автомобильных моделей данная защита может работать некорректно.

Низкий срок службы

Автомобильный аккумулятор имеет малый срок службы (примерно 6 лет, и то при условии, что его не будут разряжать циклами с длительным разрядом) по сравнению с аккумуляторами ИБП. Например, аккумуляторные батареи линейки Long Life, предлагаемые ГК «Штиль» для ИБП, имеют срок службы до 12 лет. Но, безусловно, длительность работы будет зависеть от соблюдения требований к их эксплуатации. При использовании с ИБП срок службы стартерного автомобильного аккумулятора существенно сократится в силу различия в конструкции аккумуляторных банок.

Пожароопасность

  1. Выделение водорода – естественный процесс работы, который происходит внутри автомобильного аккумулятора во время его заряда. Но, так как изделия устанавливаются внутри автомобиля, выделяемый ими водород, нигде не накапливаясь, свободно рассеивается во внешнее пространство через пропускные отверстия на их корпусе, не представляя никакой опасности для пользователей. Если же автомобильные аккумуляторные батареи устанавливать внутри жилого помещения или любого закрытого пространства (например, в гараже или подсобном помещении), то в нем будет скапливаться опасный газ, создавая пожароопасную ситуацию: любая искра может привести к детонации смеси водорода и кислорода. Хоть и некоторые умельцы, которые подключают автомобильные аккумуляторы к ИБП, приспосабливают специальные отводы вредных и опасных испарений в систему домашней вентиляции, все-таки это является рискованным и ненадежным решением.
  2. Жидкий электролит. Как было сказано выше, внутри автомобильного аккумулятора электролит находится в жидком состоянии. Поэтому при его эксплуатации в жилом помещении требуется организовать надежную защиту изделия от механических повреждений, иначе, например, при падении аккумулятора на пол или переворачивании его корпуса электролит может вытечь наружу. К тому же электролит периодически надо доливать, то есть обслуживать автомобильные аккумуляторы, так как после полного разряда заряд такой батареи сопровождается кипением этой жидкости.

Аккумуляторы для ИБП не имеют жидкого электролита и их корпус полностью герметизирован, поэтому в процессе работы они не выделяют водород в атмосферу и полностью безопасны для использования в жилых помещениях.

О том, как правильно подключать аккумуляторные батареи к ИБП можно узнать в нашей статье «Подключение аккумуляторных батарей к ИБП».

Не рекомендуется использовать автомобильный аккумулятор для ИБП

Проблема использования в составе источников бесперебойного питания автомобильных стартерных аккумуляторов (далее АКБ) возникает, как правило, у пользователей ИБП с индексом LT (Long Time) для экономии денежных средств – АКБ дешевле промышленных герметичных необслуживаемых аккумуляторных батарей (далее АБ).

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИБП С АВТОМОБИЛЬНЫМ АККУМУЛЯТОРОМ НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ .

Не рекомендуется использовать АКБ с ИБП по следующим причинам:

1. НАПРЯЖЕНИЕ ЗАРЯДА.

Для заряда АКБ необходимо напряжение 14,0 ~ 14,2 вольта – стандартное напряжение бортовой сети автомобиля. Стандартное напряжение цепей заряда ИБП – 13,6 ~ 13,8 вольта. Получается, что при использовании АКБ в составе ИБП, АКБ будут всегда недозаряжены, что, во-первых, отрицательно сказывается на самих АКБ (см.ниже), во-вторых – снижает время автономной работы ИБП. Т.е. недозаряженная АКБ ёмкостью, к примеру, 70 А/ч, даст время автономии ИБП меньше, чем промышленная АБ 70 А/ч. Уже можно оспаривать утверждение об экономии. Чуть-чуть теории. Любой аккумулятор имеет внутреннее сопротивление, величина которого зависит от степени заряда аккумулятора. Полностью заряженный аккумулятор имеет большое внутреннее сопротивление, соответственно потребляет при заряде минимальный ток, соизмеримый с током утечки. Т.е., можно считать, что полностью заряженный аккумулятор тока не потребляет. Разряженный аккумулятор имеет малое внутреннее сопротивление – при заряде потребляет большой ток. По мере заряда напряжение на аккумуляторе увеличивается, пропорционально увеличению напряжения увеличивается и внутреннее сопротивление аккумулятора, соответственно уменьшается зарядный ток. Как отмечалось выше, полностью заряженный аккумулятор тока практически не потребляет. При использовании в составе ИБП на АКБ поступает напряжение не более 13,6 ~ 13,8 вольта. И получается, что АКБ не заряжен (напряжение меньше 14,0 ~ 14,2 вольта), его внутреннее сопротивление относительно мало, АКБ потребляет большой зарядный ток. Потребляет постоянно, что приводит к кипению электролита в АКБ. Постоянно кипящий аккумулятор не может корректно работать и очень быстро разрушается, что также позволяет говорить об отсутствии какой-либо экономии.

2. ТОКИ.

Кратко о технологии. АКБ (стартерные) рассчитаны на отдачу большого тока за короткое время. Большой ток достигается за счет уменьшения толщины пластин в каждой банке АКБ. АБ (промышленные) рассчитаны на отдачу относительно малых токов, но за достаточно длительное время, и имеют более толстые пластины. Толщина пластин АКБ – 1,0 ~ 1,2 мм. Толщина пластин АБ – 2,0 ~ 2,5 мм. Бесперебойник при работе от АБ потребляет небольшие, по сравнению с потреблением стартера автомобиля, токи, но более длительное время. И получается, что тонкие пластины АКБ разрушаются быстрее, чем пластины промышленных АБ. Если средний срок службы АБ в составе ИБП примерно 4~5 лет, то АКБ служат 2~3 года. Вопрос об экономии встает еще острее. В свою очередь ток заряда сильно разряженного автомобильного аккумулятора может многократно превышать максимальный ток зарядного устройства ИБП, что может привести к повреждению и выходу из строя ИБП.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАРЯДА БАТАРЕЙ.

Промышленные герметичные не обслуживаемые АБ могут располагаться практически в любом месте, вплоть до жилых помещений. Для заряда АКБ (кислотных) необходимо специально оборудованное помещение с вентиляцией, с пожарной сигнализацией, средствами пожаротушения и т.д. и т.п. Пожаробезопасность – это серьёзно. Этим пренебрегать ни в коем случае нельзя. Затраты на оборудование зарядной комнаты – сомнительная экономия.

Исходя из всего вышесказанного, настоятельно не рекомендуется использовать в составе ИБП автомобильные стартерные АКБ.

При форс-мажорных обстоятельствах, для кратковременной проверки и т.п. использование АКБ в составе ИБП возможно.

Тел. (499) 940-95-70 (08.30 — 18.00 мск)

Тел. 8-916-112-17-70 (08.30 — 18.00 мск)

Можно ли к бесперебойнику подключить автомобильный аккумулятор

г. Санкт-Петербург, м. Автово, ул. Маринеско, 8

8 (812) 904-63-65

Очень часто возникает вопрос – «Можно ли использовать с ИБП автомобильные аккумуляторы?», или вариация – «А почему я не могу использовать автомобильный стартерный аккумулятор с ИБП?»

Ответ на этот вопрос удобнее всего представить в виде сравнительной таблицы.

Сравнительная таблица по характеристикам и ценам для стартерных и стационарных батарей

Таким образом из фактов, приведенных в таблице, совершенно очевидно, что герметизированные необслуживаемые аккумуляторы имеют неоспоримые технические и экономические преимущества перед стартерными автомобильными. Естественно, что имеется в виду использование в составе источника бесперебойного питания.

Коротко самое главное:

1. Емкость, отдаваемая Герметизированными аккумуляторами (далее — SLA) НАМНОГО ВЫШЕ и совершенно недосягаема для автомобильных — а это в конечном итоге — время автономной работы ИБП при отсутствии сетевого напряжения.

2. Зарядные токи, которые требуются для заряда стартерных автомобильных аккумуляторов намного выше, чем для герметизированных необслуживаемых.

3. Время заряда автомобильных аккумуляторов будет намного дольше, чем для SLA, соответственно и ИБП будет готов к работе (в случае нового отключения) позже, чем с аккумуляторами SLA.

4. При работе с автомобильными аккумуляторами (особенно большой емкости) возможна перегрузка (И ДАЖЕ ВЫХОД ИЗ СТРОЯ) зарядного устройства, входящего в состав ИБП из-за повышенных токов заряда в течение длительного времени.

5. Помещение, в котором находятся автомобильные аккумуляторы, в обязательном порядке требует принудительной вентиляции.

6. Автомобильные аккумуляторы требуют постоянно обслуживания, долива дистиллированной воды и пр.

7. Срок службы автомобильных аккумуляторов в составе ИБП не более 1 года.

8. Срок службы герметизированных необслуживаемых аккумуляторов в таких же условиях — 5-6 лет.

Авто аккумуляторы в ИБП

Зачастую возникает вопрос – а можно ли в системах и источниках бесперебойного питания (ИБП) использовать обычные автомобильные аккумуляторы?

Да, в принципе, можно.

Однако, перед тем как принять решение об их установке в систему резервного (бесперебойного) питания рекомендуем Вам ознакомиться с некоторыми особенностями их использования.

Аккумуляторы SLI (Starting, LightningD Technologies. У этого производителя есть прекрасная линейка аккумуляторов Dynasty UPS High Rate/ UPS High Rate Max довольно дорогих.

Учитывая, что вопрос стоимости батарей для систем резервирования питания все-таки остается одним из основных, то в серии Dynasty разработаны батареи типа HPS (High Power Serie), которые отвечают самым высоким стандартам качества (ISO 9001). При этом, они существенно дешевле АКБ Dynasty UPS High Rate / High Rate Max, но более надежны в сравнении с SLI-аккумуляторами при использовании их в системах резервирования питания, охранно-пожарной сигнализации, телекоммуникации и т. д..

На графике приведена зависимость, которая наглядно характеризует эксплуатационные характеристики SLI- и VRLA-аккумуляторов..

Нетрудно видеть, что по сроку службы VRLA-аккумуляторы в 3-4 раза превышают аналогичные показатели SLI- аккумуляторов..

Источник Информации — Компания «C — Джеймс Росс.

  • Главная
  • Статьи
  • Авто аккумуляторы в ИБП

Батареи для ИБП и автомобильные аккумуляторы. В чем различие?

Печать

31.07.2014 13:37 |

В чем отличие аккумуляторной батареи для ИБП и автомобиля?
Можно ли подключать автомобильный аккумулятор к источникам бесперебойного питания?

Автомобильные аккумуляторы существенно дешевле применяемых в блоках бесперебойного питания специализированных батарей. Поэтому стоимость решения «ИБП + внешний батарейный комплект» становится ниже, особенно при длительном времени автономной работы и, следовательно, большой суммарной емкости аккумуляторов.

Можно ли использовать автомобильные батареи? В чем их отличие? Как следует из самого названия они разработаны для иной сферы применения и других условий эксплуатации. Такие аккумуляторы располагаются под капотом транспортного средства, хорошо проветриваются и подвержены воздействию меняющейся температуры окружающей среды. Используются в качестве стартерных батарей (пуск двигателя посредством электростартера), питания системы зажигания в бензиновых двигателях, а также в качестве источника бортовой электросети при отключенном моторе. Запуск двигателя ─ кратковременный, но весьма напряженный процесс. Далее поддержку электропитания систем автомобиля осуществляет электрогенератор. Стартерные батареи должны обладать способностью поддерживать высокую величину электрического тока в течение небольшого периода времени при пуске двигателя. При этом они теряют значительную часть своего заряда.

В отличие от автомобильных, батарейные комплекты ИБП обычно размещаются в закрытых мало вентилируемых технических или офисных помещениях. Они обладают значительной суммарной емкостью и рассчитаны на длительное время автономной работы (от нескольких часов до суток). Максимальная емкость аккумуляторного комплекта ограничена мощностью зарядного устройства ИБП, т.е. возможность восстановительного заряда в течение разумного времени. Такие батареи отдают энергию в течение длительного времени равномерно.

Первым главным отличием является длительность рабочего цикла и равномерность отдачи электрического тока, что достигается путем увеличения толщины внутренних аккумуляторных пластин. Средняя толщина электродов автомобильных батарей составляет 1.0 — 1.2 мм, в то время как у батарей ИБП они в два раза толще (2.0 — 2.5 мм). Уменьшение толщины электродов ускоряет движение электронов и работа автомобильного аккумулятора в составе ИБП в длительном режиме приводит к быстрому разрушению его пластин. С другой стороны, утолщенные пластины специализированных батарей для ИБП не смогли бы отдавать большой ток в момент запуска двигателя, поэтому их применение в качестве стартерных невозможно. Зато, у они обладают большим ресурсом при эксплуатации.

Другим важным отличием является разница значения постоянного напряжения зарядного устройства ИБП и автомобиля. Для блока бесперебойного питания оно находится в пределах 13.5 до 13.8 В, в то время как у транспортного средства 14.0 – 14,2 В. Дело в том, что автомобильные аккумуляторы и батареи ИБП заряжаются по-разному: различным напряжением и током. Таким образом, подключенные к источнику бесперебойного питания автомобильные аккумуляторы постоянно «недозаряжаются», что в свою очередь снижает время автономной работы системы. При 100% заряде аккумуляторная батарея перестает заряжаться и, следовательно, потреблять ток зарядного устройства. Разряженный аккумулятор продолжает заряжаться током зарядного устройства, так и не достигнув точки заряда. Это приводит к тому к закипанию электролита в автомобильных аккумуляторах при их использовании в системах бесперебойного питания, что отрицательно влияет на их характеристики.

Третьим важным отличием автомобильных аккумуляторов является выделение водорода в процессе работы (при заряде). Это не проблема при их установке под капотом машины (практически на улице), где происходит постоянное проветривание. Установка таких батарей в закрытом помещении приведет к скапливанию водорода, который при смешивании с воздухом образует гремучий газ (взрывоопасная смесь). Любая искра при включении — выключении света может вызвать детонацию. Специализированные аккумуляторы ИБП полностью герметичны. Они не выделяют газ в процессе работы, а водород рециркулирует внутри батареи.

Автомобильный аккумулятор имеет высокую величину тока саморазряда. Также в них в качестве электролита часто применяется раствор серной кислоты (жидкий электролит). А все химические реакции в жидкой среде протекают быстро, поэтому срок службы батарей данного типа меньше, чем специализированного аккумулятора ИБП. Не подключенный автомобильный аккумулятор (например, при хранении) разряжается гораздо быстрее. Современные АКБ для систем бесперебойного электропитания используют технологию AGM. Пористый пропитанный электролитом материал расположен между электродами. Таким образом, электролит находится не в жидком состоянии. Технологии AGM свойственен низкий ток саморазряда. Это также увеличивает время автономной работы специализированных аккумуляторов (особенно при большом времени резервирования) в сравнении с автомобильными за счет низкого саморазряда.

Экологический фактор также играет немалую роль. У автомобильных батарей жидкий электролит постепенно испаряется, образуя свободное пространство внутри АКБ. Оно заполняется взрывоопасным газом (водородом). Применение таких батарей в жилом помещении без дополнительной вентиляции не рекомендуется по соображениям безопасности.

Тем не менее, автомобильные АКБ более экономичны по стоимости в сравнении со специализированными батареями для ИБП. Но это лишь стартовая цена при их покупке. При анализе совокупной стоимости владения автомобильные аккумуляторы существенно проигрывают. Начальная экономия превращается в упущенную выгоду. Так, например, средний автомобильный аккумулятор емкостью 100 А•ч имеет начальную цену 4000 руб. и срок службы 2 года при совместной работе с ИБП. С другой стороны, аккумулятор для ИБП, например, HRL 12-100 емкостью 100 А/ч стоит примерно 12,000 руб., но обладает сроком службы 10 лет. Получается, что в долгосрочной перспективе специализированные аккумуляторы существенно выгоднее автомобильных.

Вывод:

Для ИБП необходимо применять специализированные аккумуляторы, предназначенные для работы в составе систем бесперебойного питания.

В машинах необходимо применять автомобильные батареи.

Использование аккумуляторов не по назначению приводит к негативным последствиям. Кажущаяся начальная экономия денежных средств при использовании автомобильных батарей в ИБП ведет снижению надежности системы, уменьшению времени автономной работы и увеличению суммарных эксплуатационных затрат.

Для работы с источниками бесперебойного питания лучше всего применять специализированные аккумуляторы, выпускаемые известными фирмами производителями, использующими современные технологии AGM, Dryfit и др.

Описание батарейных комплектов для ИБП см. здесь.

Батарейный калькулятор для расчета времени автономной работы: http://www.380v.ru/calc

Дополнительные замечания к статье:

1) Автомобильные АКБ предназначены производителем для одиночной работы или работы в последовательной цепи из 2х батарей. Обычно производитель автомобильных аккумуляторов не гарантирует соблюдения достаточной точности технических параметров всех батарей. Таким образом, производитель не гарантирует корректную работу последовательной линейки из 3 — 6 и более АКБ.

2) В последнее время AGM технология применяется и в автомобильных аккумуляторах. Пример: Аккумулятор 95 А•ч, VARTA Start-Stop Plus 595 901 085 (G14) [13,250 руб]. Тем не менее, такие АКБ нельзя считать полным аналогом специализированных AGM батарей для ИБП. Для работы в системах бесперебойного питания допускается использовать только свинцово-кислотные AGM аккумуляторы, которые производитель рекомендовал для ИБП или аналогичного оборудования.

Основные отличия рекомендованных батарей AGM:

• Совместимы с зарядным устройством ИБП (АКБ имеют паспортное напряжение плавающего заряда 13.6 — 13.8В).

• Поддерживают работу в буферном режиме (важно для использования совместно с on-line ИБП с двойным преобразованием напряжения).

• Поддерживают разряд в течение длительного времени.

• Возможно использовать в последовательной линейке (цепи) из множества батарей (соблюдаются требования точности параметров АКБ).

3) Мощные трехфазные ИБП, например, N-Power Evo 20 — 100 КВА, допускают подключение разных типов АКБ при условии их правильных расчета, эксплуатации и обслуживания. Это могут быть как герметичные свинцово-кислотные АКБ различных типов, так и батареи с другим химическим составом, например, Ni-Cd и др.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий