В московском «Эспоцентре» с 26 по 28 марта 2025 г. прошла Международная специализированная выставка «Автономные источники тока» (RusBat). Среди множества представленных экспонатов наше внимание привлекли две новые разработки российских компаний, которые могут дать значительный экономический эффект при их использовании.
Повсеместная цифровизация и распространение датчиков «Интернета вещей» привели к тому, что от надежности работы аккумуляторов порой зависит состояние критически важной инфраструктуры. В этих условиях особое значение имеет процедура проверки состояния аккумуляторов. Нужно одновременно проверять большое количество аккумуляторов разных типов в автоматическом режиме. Для этого за рубежом уже создано оборудование. Но, как уже отмечалось, речь сейчас идет о критически важной инфраструктуре, где попадать в зависимость от зарубежных производителей крайне нежелательно.
Компания SmartStat (Черноголовка, Московская область) представила на выставке индустриальную серию своего оборудования для измерения параметров аккумуляторов. Была показана работа восьмиканального гальваностата-потециостата CS-12-8, а также восьмиканального циклера аккумуляторов CS-40-8.
Потенциостат-гальваностат представляет собой устройство, которое обеспечивает поддержку и контроль заданного потенциала (или тока в режиме гальваностата) в системе. При необходимости ток или напряжения могут быть переменными с заданной частотой. Данные приборы используются при измерении параметров аккумуляторов. CS-12-08 дает максимальное двухполярное напряжение на выходе +/- 6 В или однополярное напряжение 11 В. Ток находится в пределах от 1 мА до 1 А. Частота — до 20 кГц. Циклер аккумуляторов испытывает источники тока на циклы заряда-разряда при заданных параметрах зарядного устройства и нагрузки. CS-40-8 поддерживает диапазон напряжений от +1 до +4,5 В, ток может достигать +/- 8 А (при параллельном включении — до 65 А). Данные измерений, а также испытаний аккумуляторов на циклы заряда-разряда передаются в реальном масштабе времени на компьютер.
Отличие представленного SmartStat оборудования от ранее выпускавшегося заключается в следующем:
- потенциостат-гальваностат и циклер представляют собой единый комплекс, простой в настройке и удобный в использовании;
- одновременно испытывается до 8 аккумуляторов, причем они могут быть разных типов;
- форм-фактор приборов соответствует стойке для промышленного оборудования.
В России строятся все новые и новые центры обработки данных (ЦОД), поскольку недавние события показали, что нам нужны собственные облачные сервисы. Которые реализованы на основе ЦОД, расположенных на территории России. Для обеспечения надежной работы ЦОД в них обязательно должны быть установлены источники бесперебойного питания. Обычно в них применяются герметизированные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (АКБ), потому что они уже хорошо зарекомендовали себя за многие годы. АКБ соединяются в последовательные цепочки, в которой отклонения параметров отдельного источника тока может оказать влияние на режим зарядки остальных.
Для свинцово-кислотных АКБ характерно явление разбалансировки, когда напряжение некоторых аккумуляторов значительно отличается от среднего значения. Это может приводить к тому, что аккумуляторы будут заряжаться не в оптимальном режиме, что, в свою очередь, ведет к их преждевременному выходу из строя. Можно бороться с данным явлением, периодически измеряя напряжение и заменяя отдельные аккумуляторы. Те аккумуляторы, для которых выявлен дисбаланс, если они исправны, направляются на так называемую тренировку. Более современный вариант — применение специального балансира.
Данное устройство подключается параллельной к каждой АКБ последовательной цепочки и непрерывно измеряет напряжение на каждой из них. Центральный микропроцессор вычисляет среднеарифметическое значение напряжений. Те АКБ, напряжение на которых выше среднего значения на величину разбалансировки, начинают принудительно разряжаться балансиром, остальные АКБ при этом начинаются
заряжаться быстрее балансируемых. Процесс балансировки АКБ осуществляется до тех пор, пока значения напряжений на всех аккумуляторных батареях не будут отличаться от среднего значения на величину, не более напряжения разбалансировки.
Раньше балансиры приобретались за рубежом, у компаний из стран Европейского союза. Но теперь появилась система балансировки отечественного производства, не уступающая европейским аналогам. Выпускает ее компания ООО «Рэми» (торговая марка AMMOX) из Челябинска. На выставке было показано устройство балансировки и мониторинга БиМ-12-4.2 PRO. Это устройство осуществляет балансировку заряда от 2 до 4 АКБ (без блока расширения), а также мониторинга напряжения и температуры. Передача данных осуществляется по протоколам SMTP, SNMP, MQTT и ModBus/TCP. Возможна автоматическая отсылка отчетов по электронной почте в виде Excel-таблицы. Также на стенде компании демонстрировался блок расширения БР-12 для устройства БиМ-12−4.2 PRO, позволяющий масштабировать систему до 40 АКБ.
Балансир производства БиМ-12-4.2 PRO отличается многовариантностью питания. В штатном режиме он питается от внешней сети. Но, если питание на линии пропадает, то устройство переключается на питание от аккумуляторов, к которым оно подключено. Потребляемый ток в данном режиме не превышает 50 мА. Благодаря этому появляется возможность вести мониторинг состояния аккумуляторов даже в аварийных ситуациях.
Для настройки балансира нужно подключить к нему компьютер через кабель Ethernet. Далее настройка идет через Web-интерфейс, устанавливать для нее дополнительное программное обеспечение не требуется.
Применение балансира позволяет обойтись без дополнительного сотрудника, обслуживающего аккумуляторы, а также размещать аккумуляторы более плотно друг к другу, экономя тем самым площадь, занимаемую ЦОД. Современной тенденцией является максимальное приближение ЦОД к потребителям его услуг, чтобы сократить время запаздывания сигнала. ЦОД возводят в крупных городах, где высокая стоимость аренды. Уменьшение площади ЦОД позволяет снизить затраты на аренду, а, значит, повысить его экономическую эффективность.