Wie kann man Batteriesysteme für Industriezweige überwachen und warten?

Wie man Batteriesysteme für Industriezwecke überwacht und pflegt

Was sind industrielle Batteriesysteme?

• Bleiakkus : Traditionell und kostengünstig, häufig in Gabelstaplern, Ersatzstromsystemen und Notbeleuchtung eingesetzt. Sie erfordern regelmäßige Wartung, sind aber bei ständiger Nutzung zuverlässig.
• Lithium-Ionen-Batterien : Effizienter und langlebiger, mit höherer Energiedichte. Sie betreiben Elektrofahrzeuge, Speicher für erneuerbare Energien (wie Solar- oder Windenergiesysteme) und automatisierte Maschinen. Sie sind wartungsarm, erfordern aber eine sorgfältige Überwachung, um eine Überhitzung zu vermeiden.
• Batterien aus Nickel-Cadmium (NiCd) : Beständig bei extremen Temperaturen, in der Luftfahrt, im Bergbau und in militärischen Anwendungen. Sie sind widerstandsfähig, aber aufgrund von Umweltproblemen heute seltener.

Warum Batteriesysteme für Industriezweige überwachen und warten?

1. Zuverlässigkeit : Industriebetriebe sind von einer konstanten Leistung abhängig. Ein ausfallender Akku kann zu unerwarteten Stillstandzeiten führen, die Produktion verzögern oder Anlagen ohne Ersatzstrom während von Ausfällen verlassen.
2. Sicherheit : Schlechte Wartung von Batterien führt zu Überhitzung, Leckagen oder sogar zu Explosionen. Bei Schäden können Blei-Säure-Batterien giftige Dämpfe freisetzen, während Lithium-Ionen-Batterien bei Überladung in Brand geraten können.
3. Kosteneinsparungen : Regelmäßige Pflege verlängert die Lebensdauer der Batterie und verringert die Notwendigkeit häufiger Ersatzvorgänge. Außerdem verhindert es, daß kleine Probleme zu großen Reparaturen werden und so die langfristigen Kosten sinken.

Wie man Batteriesysteme für Industrieanlagen überwacht

1. Die Datenerhebung in Echtzeit

• Spannung : Messen des elektrischen Potentials der Batterie. Eine abnormale Spannung (zu hoch oder zu niedrig) zeigt Probleme wie Überladung, Zellschaden oder geringe Kapazität an.
• Temperatur übermäßige Hitze beschleunigt den Abbau der Batterie. Sensoren, die an Batteriezellen oder -packungen angebracht sind, warnen vor Überhitzung, die auf eine schlechte Belüftung oder interne Störungen hinweisen kann.
• Aktuell : Überwachung des Stromflusses während des Lade- und Entladevorgangs. Spitzen oder Tropfen können auf Probleme mit dem Ladegerät, der Verkabelung oder den Batteriezellen hinweisen.
• Ladezustand (SOC) : Zeigt, wie viel Energie die Batterie derzeit hält (z. B. 80% geladen). Dies hilft, eine Überentladung zu verhindern, was die Lebensdauer verkürzt.
• Zustand der Gesundheit (SOH) : Vergleicht die aktuelle Kapazität der Batterie mit der ursprünglichen Kapazität. Ein Rückgang des SOH-Wertes (z. B. von 100% auf 70%) bedeutet, dass die Batterie alt wird und bald ersetzt werden muss.

2. Regelmäßige Inspektionen

• Auf Schäden prüfen : Achten Sie auf Risse, Ausbuchtungen oder Lecks im Akkugehäuse. Bei Blei-Säure-Batterien ist auf Korrosion an den Endgeräten oder losen Verbindungen zu achten.
• Lüftung : Stellen Sie sicher, dass die Batteriekabinen oder Räume einen ordnungsgemäßen Luftfluss haben. Eine schlechte Belüftung hält Hitze fest, schadet der Akkulaufzeit und erhöht das Brandrisiko.
• Kompatibilität des Ladegeräts : Überprüfen Sie, ob die Ladegeräte dem Batterietypen entsprechen (z. B. Lithium-Ionen-Ladegeräte für Lithium-Batterien). Die Verwendung eines falschen Ladegeräts kann zu einem Über- oder Unterladungsprozess führen.
• Kabel- und Anschlussgesundheit : Überprüfen Sie, ob sich die Drähte nicht abgeschnitten haben, und stellen Sie sicher, dass die Endgeräte fest und sauber sind. Lose Verbindungen verursachen Widerstand, was zu Wärmeansammlungen und Energieverlusten führt.

3. Die Datenanalyse und Trendverfolgung

• Zyklusanzahl : Aufzeichnen Sie, wie viele Ladungs-Entladungszyklen die Batterie durchläuft. Die meisten Industriebatterien sind für 1.000 bis 5.000 Zyklen bestimmt; eine Überschreitung dieser Dauer verkürzt die Lebensdauer.
• Kapazitätsverlust : Überprüfen Sie, wie viel Energie die Batterie speichern kann, verglichen mit der Zeit, als sie neu war. Ein stetiger Rückgang (z. B. 5% pro Jahr) ist normal, aber ein schneller Rückgang (10% in einem Monat) signalisiert ein Problem.
• Ladeneffizienz : Messen Sie, wie viel Energie während des Ladevorgangs zurückgehalten wird. Ein geringer Wirkungsgrad (z. B. 1,5 kWh für das Laden einer 1 kWh-Batterie) kann bedeuten, dass das Ladegerät defekt ist oder die Batterie alt wird.

Wie man Batteriesysteme in der Industrie pflegt

1. Die Kostenmanagement

• Überladung vermeiden : Überladung verursacht Hitze und chemische Zerfall. Verwenden Sie intelligente Ladegeräte mit automatischem Abschalten, wenn die Batterie ihre volle Kapazität erreicht hat. Bei Blei-Säure-Batterien dürfen sie nach 100% nie unbegrenzt geladen bleiben.
• Vermeiden Sie eine tiefe Entladung : Wenn eine Batterie unter 20% (für Blei-Säure) oder 10% (für Lithium-Ionen) entladen wird, schädigt sie die Zellen im Laufe der Zeit. Verwenden Sie BMS-Warnungen, um die Entladung vor diesen Schwellenwerten zu stoppen.
• Gebühren im richtigen Umfang schnell aufgeladen erzeugt Wärme. Verwenden Sie langsames, stetiges Aufladen (das der empfohlenen Batterierate entspricht), um die Lebensdauer zu verlängern. Zum Beispiel funktionieren Lithium-Ionen-Batterien oft am besten mit 0,5 °C (Fullladung in 2 Stunden).

2. Die Reinigung und Korrosionsbekämpfung

• Saubere Terminals : Bei Blei-Säure-Batterien verringert die Korrosion (weiß/grüner Aufbau) an den Enden die Leitfähigkeit. Die Endpunkte werden monatlich mit einer Mischung aus Backpulver und Wasser gereinigt, dann gespült und getrocknet. Verwenden Sie eine Salze, um zukünftige Korrosion zu verhindern.
• Halten Sie die Gehäuse sauber : Wischen Sie die Batterieoberflächen mit einem trockenen Tuch ab, um Staub, Schmutz oder Verschütterungen zu entfernen. Vermeiden Sie die Verwendung von Wasser für Lithium-Ionen-Batterien, da Feuchtigkeit die inneren Komponenten beschädigen kann.
• Siehe Siegel : Bei versiegelten Batterien (wie bei den meisten Lithium-Ionen-Modellen) sollten Sie auf Risse oder Beschädigungen achten, die Feuchtigkeit oder Staub im Inneren verursachen könnten. Beschädigte Batterien sofort ersetzen.

3. Die Temperatur und Umweltkontrolle

• Die ideale Temperatur halten : Die meisten Industriebatterien funktionieren am besten zwischen 20°C und 25°C (68°F77°F). Vermeiden Sie es, sie extremer Hitze (über 35°C/95°F) oder Kälte (unter 0°C/32°F) auszusetzen. Verwenden Sie bei Bedarf Kühlventilatoren oder Heizgeräte in Batteriekabinen.
• Vibrationen und Aufprall vermeiden : Batterien sicher anbringen, um zu verhindern, dass sie sich schütteln, was Verbindungen lösen oder Zellen beschädigen kann. Dies ist besonders wichtig für Batterien in Fahrzeugen oder mobilen Geräten wie Gabelstaplern.
• Regeln der Luftfeuchtigkeit : Hohe Luftfeuchtigkeit kann zu Korrosion in Blei-Säure-Batterien führen. Verwenden Sie in Batteriespeicherbereichen Luftentfeuchter, um die Luftfeuchtigkeit unter 60% zu halten.

4. Die Akku-Equalierung (für Blei-Säure-Batterien)

• Wann man sich gleichsetzt : Dies ist vierteljährlich oder wenn Spannungswerte signifikante Unterschiede zwischen den Zellen zeigen, zu tun.
• Wie man Gleichgewicht findet : Verwenden Sie ein Ladegerät mit Ausgleichsmodus. Die Batterie wird voll geladen und dann 2 4 Stunden lang niedrig und stetig überladen. Die Temperatur wird genau überwacht, um eine Überhitzung zu vermeiden.

5. Die Ersatzplanung

• Zug SOH : Akkus ersetzen, wenn ihr SOH unter 80% der ursprünglichen Kapazität fällt. Bei kritischen Systemen (wie Krankenhaus-Backups) sollte früher (bei 85%) ersetzt werden, um Risiken zu vermeiden.
• Ersatz der Charge : Bei Systemen mit mehreren Batterien (z. B. einer Bank mit 10 Blei-Säure-Batterien) müssen alle gleichzeitig ausgetauscht werden. Wenn man alte und neue Batterien mischt, wird sie ungleichmäßig geladen und die Lebensdauer neuer Batterien verkürzt.
• Richtig recyceln : Verwenden Sie alte Batterien bei zertifizierten Recyclern. Blei-Säure-Batterien sind zu 90% recycelbar, und Lithium-Ionen-Batterien enthalten wertvolle Materialien, die wiederverwendet werden können. Viele Hersteller bieten Recyclingprogramme an.

Batterietypspezifische Wartungstipps

Bleiakkus

• Monatlich überprüfen Sie den Elektrolytgehalt (bei Modellen mit überflutetem Blei-Säure-Modell). Wenn die Wassermenge unterhalb der Teller liegt, fügen Sie destilliertes Wasser hinzu, vermeiden Sie jedoch, dass die Teller überfüllt werden.
• Verwenden Sie niemals einen Abfluss unter 20% der Kapazität, da dies zu einer Sulfatierung führt (eine Ansammlung von Bleisulfatkristallen, die die Kapazität verringert).
• Wöchentlich die Endgeräte in hochverbrauchenden Systemen (wie Gabelstaplern) reinigen, um Korrosion zu vermeiden.

Lithium-Ionen-Batterien

• Vermeiden Sie die Exposition gegenüber Temperaturen über 40°C, da dies zu einer Wärmeabnahme (unkontrollierte Überhitzung) führen kann.
• Verwenden Sie nur vom Hersteller zugelassene Ladegeräte, um eine Überladung zu vermeiden.
• Aufbewahren an einem kühlen, trockenen Ort, wenn sie nicht länger verwendet wird, idealerweise bei 50% SOC, um den Abbau zu reduzieren.

Batterien aus Nickel-Cadmium (NiCd)

• Führen Sie Tiefe Entladungszyklen vierteljährlich durch (Entladung auf 0% und dann vollständiges Aufladen), um Erinnerungseffekt zu vermeiden, bei dem die Batterie bei wiederholtem Aufladen ohne vollständige Entladung Kapazität verliert.
• Halten Sie die Endgeräte sauber und trocken, da Feuchtigkeit die Korrosion beschleunigt.

FAQ

Wie oft sollte ich Batteriesysteme für Industriezwecke überwachen?

Kann ich das gleiche Ladegerät für verschiedene Batterietypen verwenden?

Was verursacht einen frühen Ausfall von Industriebatterien?

Wie lange halten Industriebatteriesysteme bei ordnungsgemäßer Wartung?

Was soll ich tun, wenn sich eine Batterie überhitzt?