Med rätt miljö och vård av UPS batteri får du längre livslängd på batterier

BAcs för batterivård

Battery Management System (BMS)

Eurotech är en fullt certifierad återförsäljare för det marknadsledande batterivårdssystemet BACS från tyska företaget Generex. BACS förlänger livslängden på batterier och minskar därmed investeringskalkylen positivt över en längre tidsperiod.

Hur fungerar BACS batteriövervakning?

BACS utför en analys av varje individuellt batteriblock i en slinga så att ett defekt batteri kan bytas ut före det påverkar andra batterier. Varje enskild batteriblock får en modul monterad på blocket är polspänning mäts och övervakas via programvara. BACS är anpassat för att monteras på befintliga UPS system och inkluderas till nya.

Fördelar med BACS batteriövervakning

• Kostnadseffektivt batterivårdssystem
• Ökar driftsäkerheten för UPS system
• Sparar in kostnader och tid
• Kan öka batteri livslängd

Du hittar BACS under övriga tillbehör

Impedans

1. Ohmisk resistans och/eller elektrokemisk impedans

I korthet, med BACS indikeras detta med ”RI”
läsning; trendlinjen som visas i BACS VIEWER visar förväntad livslängd.

2. Motstånd

AC/DC-resistans eller konduktans kan användas för att övervaka en cells hälsotillstånd och för att följa dess åldringsprofil. Vilket innebär, att AC/DC-resistans eller konduktansövervakning kan därför inte exakt avgöra när en produkt har nått ett exakt kapacitetsvärde. T.ex. 80 % av nominellt, vilket innebär att det framgångsrikt kan användas för att hitta felaktiga celler innan de orsakar ett batterifel.

Dessutom, genom att plotta AC/DC-resistansvärden mot tid för att producera en bred åldringsprofil för celler eller batterier i drift, kan det vara möjligt att förutsäga när celler behöver bytas ut. AC/DC resistansövervakning kan därför användas för att härleda en livsprofil genom att plotta förändringen i AC/DC resistans eller konduktans mot tiden, när en cell åldras.

AC/DC-motstånd bör endast användas på helt flytladdade celler för att uppnå bra resultat. BACS: Svårigheten är att i givna högspänningssträngapplikationer (UPS) tenderar cellerna/blocken att avvika från den ideala flytladdningsspänningen och skillnader på 2V och mer finns ofta inom strängen. En sådan situation gör det omöjligt att jämföra AC/DC-resistansmätningarna under flytladdning. BACS balanserar spänningsskillnaderna så att alla celler/batterier är lika, inte skiljer mer än 0,01 Volt från en närliggande cell/batteri till nästa. Detta möjliggör en jämförelse mellan AC/DC-resistansvärdena och gör användningen av sådana mätningar användbar för diagnostiska procedurer.

3. Baslinje RI

Om testet är ett initialt test, lagras AC/DC-resistansen eller konduktansen som den initiala AC/DC-resistansen för att senare användas som en bas för att jämföra batteriets prestanda när batteriet åldras. Dessutom erbjuder BACS fritt konfigurerbara tröskelinställningar för RI-motstånd, baserat på absoluta värden i mOhm. Bland annat är det baserat på dynamiska värden, eller baserat på en given uppsättning ”Base Line”-värden, beroende på vad som passar installationen bäst.

Temperatur

1. Temperaturpåverkan på batterikapaciteten

Först och främst så påverkas tillgänglig batterikapacitet av batteritemperaturen. För att klara olika temperaturer (10 °C till 30 °C) tillämpas normalt en kapacitetskompensation på 0,6 % per grad Celsius. För höghastighetsurladdningar kan kapacitetskompensationskoefficienten vara betydligt större. BACS batterikapacitetsdisplay baseras på denna kapacitetskompensationer grad Celsius och lägger till denna faktor i sina beräkningar av batterikapacitet.

2. Temperaturpåverkan på batteriets livslängd

Batteriets livslängd anges normalt till 20 °C (för blysyra) och påverkas av driftstemperaturen. Förhöjda temperaturer leder till att batteriets livslängd förkortas. För en konstant temperaturökning på 10 °C förväntas livslängden minska med cirka 50 %. Batteriets livslängd kan förutsägas med hjälp av temperaturprofiler, men en sådan metod är mycket oprecis om inga andra aspekter tas med i beräkningen. BACS registrerar batteritemperaturen på lång sikt och medeltemperaturen visas så att användaren vet vad livslängden för sina batterier ska vara.

3. Temperaturpåverkan på batteriets självurladdning

En given batterisjälvurladdning påverkas av temperaturen och ökar progressivt i förhållande till en temperaturökning. Följaktligen så visar BACS trenden för batterispänningarna över tid; även mätt är den historiska utjämnings-/balanseringsaktiviteten i %. Om balansering indikeras på 0 % men laddaren är igång, skulle detta indikera antingen att batteribrytaren kan vara öppen och självurladdningen tömmer batteriet – ELLER – temperaturen är för hög så att självurladdningen är större än strömmen från laddaren, som måste ändras för att kompensera beteendet hos batteriernas temperaturökning eller åldringseffekt.

4. Temperaturpåverkan på batteriets laddningsström

Vid en given konstant spänning ökar flytströmmen som passerar genom ett fulladdat stationärt batteri progressivt med ökande batteritemperatur. BACS visar denna ökande ström och balanserar detta inom systemets begränsningar. Vanligtvis är detta tillräckligt för att undvika batteriskador eftersom UPS:en eller laddaren automatiskt minskar laddningsspänningen (och strömmen) om den externa sensorn läser av högre temperaturer.

5. Inverkan av krusningsströmmar på batteritemperaturen

Krusningsströmmar genererar värme i batteriet vilket resulterar i en ökning av batteriets driftstemperatur. BACS övervakar och indikerar AC- och DC-rippelströmmar, vilket möjliggör korrigerande åtgärder innan en sådan effekt orsakar en ökning av batteritemperaturen.

6. Temperaturskillnader på grund av dålig utformning av en batteriinstallation kan orsaka batterifel

I en installation där ett batteri är monterat i flera våningar kan det finnas en batteritemperaturskillnad på flera grader mellan den övre och den nedre enheten. Sådana temperaturskillnader orsakar avsevärda spänningsvariationer inom cellerna; om en sådan skillnad på mer än 5°C finns, kan detta leda till att batteriets elektriska prestanda minskar. BACS kan balansera spänningarna inom strängen, oavsett om spänningsskillnaderna kommer från den dåliga layouten eller från kemiska skillnader inom batterierna. Detta säkerställer att prestandaminskning på grund av temperaturskillnader på grund av dålig design i batterilayouten annars förnekas.

7. Höga temperaturskillnader under en tidsperiod > 24h kan orsaka en termisk runaway

Vid en bestående hög temperaturskillnad mellan batteritemperaturen och omgivningstemperaturen finns risk för termisk run-away eller andra felaktiga funktioner i batteri. Denna egenskap gäller endast för flytladdningsoperationen och gäller inte för urladdningsoperationen, där sådana skillnader kan förekomma. BACS: Om laddaren är korrekt inställd och BACS kan balansera spänningsskillnaderna på grund av termisk eller elektriska skillnader kan risken för en sådan termisk flykt under flytförhållanden dramatiskt minskas eller helt undvikas.

8. Hög temperatur

För att minska risken för skador eller fel till följd av ihållande temperaturer utanför tillverkarens rekommendationer, bör en batteriinstallation förses med lämplig kylning. BACS kan inte förhindra överhettning av batterier på grund av problem med rumsventilation, men BACS kan varna användaren om sådana förhållanden och, om den är ansluten till lämpliga automationsgränssnitt (GX_R_AUX), kan den automatiskt slå på luftkonditionering eller utlösa fönster, fläktar etc. för att lösa situationen.

9. Verkligt kylbehov – BACS

Kylbehovet bestäms av skillnaden registrerad av BACS; den ökar generellt med åldern på grund av den ökade strömförbrukningen vid underhållsladdning och indikerar därmed en ökande risk för termisk rusning.

Batteriström

1. Flytström – AC-komponent (superpålagd rippelström)

Rippelströmmen (AC-komponent) genereras av laddaren och/eller av lasten, till exempel växelriktare, och överlagras sedan med DC-flotströmmen. Det är dock viktigt att påpeka att denna krusningsström inte bidrar till batteriladdningen; dess funktion begränsas till att enbart generera ökad värme. Om den överlagrade rippelströmmen når en hög nivå samtidigt som likströmmen närmar sig noll, kan detta resultera i urladdning och påtaglig försämring av ett redan påverkat blybatteri.

Det är av särskild vikt att observera att under livslängden för ett VRLA-batteri fördubblas flytströmmen i slutskedet jämfört med ett helt nytt batteri. En metod för att visuellt övervaka denna ökning i flytströmmen är genom BACS-systemet. En sådan förändring i flytströmmen kan dessutom utlösa ett larm som en tidig varningssignal.

För att undvika potentiella fel som kan uppstå på grund av denna ökning i flytströmmen, ger BACS-systemet möjligheten att ställa in larmnivåer för DC flytströmmar. Detta steg syftar till att minimera riskerna för överdriven vattenförlust, aktivt material som avges i överdrift samt risken för interna kortslutningar och överflödig värmeutveckling. Sådana komplikationer kan i slutändan resultera i termisk haveri och allvarligt påverka batteriets prestanda och hållbarhet.

2. Maximal rippelström

Vid flytförhållanden är det nödvändigt att sätta en begränsning för den överlagrade effektiva rippelströmmen, särskilt vid frekvenser som överstiger 30 Hz. För att säkerställa säkerheten bör man vidta adekvata försiktighetsåtgärder för att undvika potentiellt farliga spänningar och risken för kortslutningar, både vid och när avkänningsledningarna genomförs. En rekommenderad åtgärd är att snabbsäkringar eller strömbegränsande motstånd installeras i varje avkänningsledning.

Det är noterbart att bland BMS-systemen på marknaden, så är BACS enastående genom att det har implementerat två högspänningssäkringar i avkänningsledningarna. Som en extra säkerhetsåtgärd kan det vara nödvändigt att använda flamskyddande material, samt material som är motståndskraftigt mot rök och syra, för att isolera avkänningsledningarna under specifika förhållanden.

För att ytterligare höja säkerhetsstandarden, använder BACS hölje och komponenter tillverkade av brandhämmande material och halogenfria kablar. Detta val av material syftar till att minimera risken för skador som kan orsakas av farliga spänningar. Det är också värt att notera att BACS har en unik förmåga att koppla bort sig självt från systemet som en respons på händelser som en trasig säkring eller plötsliga pulsspänningar. Detta agerande syftar till att utlösa larm och på så sätt agera som en ytterligare skyddsåtgärd.

3. Belastningsdelningsström

När flera batterier parallellkopplas, är det av vikt att övervaka strömsensorvärdena. Det är nämligen så att under en urladdning bör terminalspänningen för varje batteri hållas lika, förutsatt att alla kontakter har samma längd och voltfall. Dessutom måste batterierna vara av samma typ, ha samma RI-resistans och vara av liknande ålder. I denna konfiguration ska batterierna också dela lastströmmen.

Om ett batteri innehåller celler med låg prestanda, kommer dess spänningsurladdningsprofil att vara lägre än för ett friskt batteri. När detta batteri parallellkopplas med ett friskt batteri, kommer det att bidra med en mindre andel av den totala belastningsströmmen. Därav är det tydligt att ett batteri med nedsatt prestanda kan påverka hela systemets drift.

I situationer där liknande batterier används parallellt, kan belastningsandelen utnyttjas för att detektera dålig prestanda. Genom att jämföra skillnaden mellan maximal strängström och minimal strängström, som en andel av den totala belastningsströmmen, kan man skapa en indikation på prestandaskillnaderna. Här är det värt att påpeka att BACS, med sin förmåga att visa aktuella värden per sträng, ger möjlighet att ställa in trösklar för obalanserade värden. Om en obalans skulle uppstå kan operatören därför informeras om detta i tid, vilket ger möjlighet till snabb åtgärd och systemoptimering.

4. Energiflöde

För att mäta denna värdefulla siffra, utnyttjas de senaste BACS strömsensorerna av Typ CSHxxxF och CSHxxxD. Genom deras användning blir det möjligt att exakt kvantifiera och analysera. En fördelaktig funktion är att BACS-strömsensorn tillsammans med mätdata från BACSVIEWER kan generera en tydlig trendlinje som visualiserar det övergripande åldrandet hos batteriet eller cellen.

När det kommer till att bedöma batterihälsa och långsiktiga prestanda, finns det flera aspekter att ta hänsyn till:

En pågående analys av självurladdningshastigheten är av stor vikt. Denna indikator kan identifieras genom att noga övervaka autonomitiden hos ett specifikt batteri eller en given cell. Det är naturligt att autonomitiden minskar över tid, men en märkbar och accelererande minskning kan tyda på en ökad självurladdningshastighet. Denna tendens förstärks ofta ju äldre batterierna blir. För att exakt bestämma utvecklingskurvan för självurladdning är det nödvändigt att avbryta underhållsladdningen när den aktuella cellen eller batteriet befinner sig i fulladdat tillstånd. Genom att använda mätvärden från både BACS och SMARTLOGGER, SMARTBATTERY kan självurladdningshastigheten sedan beräknas och visas efter några dagar. Det är kritiskt att jämföra dessa uppmätta värden med självurladdningshastigheten i det ursprungliga nyskicksskedet.
Genom att noggrant övervaka och analysera dessa faktorer kan man inte bara förstå batteriets nuvarande status utan även förutspå dess framtida prestanda och förmåga. Det ger också en möjlighet att vidta lämpliga åtgärder för att optimera batteriets livslängd och säkerställa dess pålitlighet över tid.

2. Datum för batteritillverkning och driftsättning

Detta definieras och arkiveras i upp till 10 år under driftsättning av BACS och SMARTLOGGER och SMARTBATTERY.

3. Dataåtkomst

En klar och friktionsfri åtkomst till de tidigare nämnda parametrarna är lättillgänglig vid alla tidpunkter. Denna tillgänglighet ger möjlighet till en omfattande analys, vilken är värdefull för att bedöma det återstående värdet av batteriet. Dessutom underlättar denna tillgänglighet också återanvändning eller återtillverkning av batteriet. Inte bara det, det möjliggör också att batteriet kan göras tillgängligt för oberoende aggregatorer som driver virtuella kraftverk i elnätet.

En kombination av BACS, SMARTLOGGER och SMARTBATTERY tillhandahåller användbar data i olika format. Detta skapar en konstellation av information som är lämplig för analys av företag som specialiserar sig på återvinning. Denna data är en ovärderlig tillgång för sådana företag då de kan dra nytta av den för att göra välgrundade beslut.

Detta framsteg i teknik och dataöverföring ger nya möjligheter inom återvinningssektorn och gör det möjligt att optimera användningen av batteriresurser. Det underlättar inte bara en bättre förståelse av batteriets hälso- och prestandastatus, utan främjar också hållbarhet och effektivt utnyttjande av befintliga resurser.

4. Långtidsregistrering av data som gäller lagrings- och transportförhållanden

För att kunna omstrukturera batterier på ett korrekt sätt eller för att dokumentera eventuella dolda skador som kan ha uppstått på grund av felaktigheter eller annan otillräcklig prestanda under hantering, måste lagrings- och transportförhållandena för batterier noggrant dokumenteras. Denna insamling av information är av avgörande betydelse för en fullständig förståelse av batteriernas livscykel och för att vidta eventuella nödvändiga åtgärder.

Därmed är det imperativt för tillverkaren att säkerställa att varje steg i processen, från undersökning till prestandatestning, förpackning och transport av batterier och deras komponenter, genomförs i strikt enlighet med lämpliga riktlinjer för kvalitetskontroll och säkerhet. Det är endast genom att upprätthålla dessa standarder som man kan garantera att batterierna når sina mottagare i bästa möjliga skick och för att undvika eventuella negativa konsekvenser på grund av bristande procedurer.

För att effektivt övervaka och hantera dessa processer, erbjuder GENEREX SMARTBATTERY och SMARTLOGGER värdefull långtidsdata som sträcker sig genom hela batteriens livscykel – från tillverkning till avveckling. Denna kontinuerliga övervakning och dokumentation möjliggör en exakt kontroll över drifts- och lagringsförhållanden för varje enskild batterienhet. Det bidrar till ökad transparens, bättre kvalitetskontroll och maximal säkerhet genom hela batteriets livslängd.

5. Tillgänglighet av dokumentation

För att tydligt indikera status och funktionalitet för ett specifikt batteri eller en cell, är det nödvändigt att tillhandahålla korrekt dokumentation. Denna dokumentation blir sedan av stor betydelse för en aktör som är involverad i den ekonomiska processen av återvinning. Genom att förse denna aktör med dokumentationen erhåller de den nödvändiga informationen för att genomföra en korrekt utvärdering eller testning av åldringsförhållandena hos batteriet eller cellen.

I detta sammanhang har SMARTBATTERY, SMARTLOGGER och BACS en avgörande roll. Dessa teknologiska lösningar spelar in och samlar in den information som krävs för korrekt dokumentation. Denna information sträcker sig från tidiga faser av batteriets livscykel till sena skeden, vilket möjliggör en övergripande syn på dess prestanda och utveckling över tiden. Genom att förse återvinningsaktörer med sådana välförankrade data, främjar det inte bara en noggrann process för återvinning, utan bidrar även till en ökad insikt om hur olika faktorer påverkar batteriernas livslängd och prestanda.

Detta sätt att försäkra korrekt dokumentation och insamling av data är av fundamental betydelse för att främja hållbara praxis inom batterihantering och återvinning. Det hjälper till att bygga förtroende och säkerställer att batterierna hanteras på ett ansvarsfullt och effektivt sätt genom hela deras livscykel.

6. Batteripass

EU kräver att senast den 1 januari 2026 måste varje industribatteri och dragbatteri som släpps ut på marknaden ha en elektronisk identifieringsfil (”batteripass”). Varje batteri kommer att ha ett eget batteripass med individuell identifiering och data om tillverkare, batterityp, batch- eller serienummer, tillverkningsdatum, datum för utsläppande på marknaden, kemi. Batteripasset är kopplat till informationen om de grundläggande egenskaperna för varje batterityp och modell, som måste lagras i ett icke-flyktigt minne och göras tillgängligt online. BACS, SMARTLOGGER och SMARTBATTERY kan redan tillhandahålla all data som krävs för ett ”batteripass” i ett permanent och tillgängligt format.
Ovanstående jämförande analys borde indikera att BACS, det ledande europeiska och nordamerikanskt tillverkade batterihanteringssystemet i kombination med SMARTLOGGER och SMARTBATTERY, är redo att uppfylla alla behov som krävs av europeiska och internationella regulatoriska publikationer.