Почему паспортный срок службы ≠ реальный срок службы

Паспортный срок службы — это расчётный ресурс батареи при идеальных условиях: температура 25 °C, буферный режим работы и минимальный ток разряда. Эти параметры используются при лабораторных испытаниях и практически никогда не совпадают с реальной эксплуатацией.

На реальный срок службы влияют перегревы, циклы разряда, высокий ток нагрузки, неправильное зарядное напряжение и особенности самого ИБП. В результате ресурс может сокращаться на 30–50%, а иногда и больше. Именно поэтому АКБ, рассчитанные на 10 лет, в условиях серверной с температурой +28…+30 °C живут 4–6 лет.

Ключевые факторы, которые определяют ресурс АКБ

На долговечность аккумуляторов влияют десятки переменных, но три из них критичны: температура эксплуатации, цикличность и глубина разряда, а также ток разряда. Эти факторы определяют скорость деградации пластин и рост внутреннего сопротивления, а значит — и срок службы.

• Температура — основной фактор, приводящий к ускоренной коррозии и газовыделению.
• Циклы и глубина разряда определяют скорость износа активной массы.
• Ток разряда влияет на нагрев, внутренние потери и сульфатацию.
• Качество зарядного устройства (ИБП), влажность и вентиляция также играют роль.

Температура: главный враг свинцово-кислотных АКБ

Правило: +10 °C = ресурс сокращается вдвое

Существует простое правило: при повышении температуры на каждые 10 градусов срок службы батареи уменьшается в 2 раза. Это связано с тем, что химические процессы внутри АКБ ускоряются, увеличивая скорость коррозии решёток, газовыделение и разбалансировку ячеек.

Пример:

• 10 лет при 25 °C (паспортный режим)
• 7 лет при 30 °C
• 4–5 лет при 35 °C
• 2–3 года при 40 °C

На практике в батарейных шкафах ИБП температура редко бывает ниже 27–30 °C. Из-за этого реальный срок службы почти всегда вдвое меньше паспортного.

Циклы и глубина разряда: почему важны даже редкие «провалы»

Что такое глубина разряда

Глубина разряда — это процент энергии, который батарея отдаёт во время отключения сети. Например, глубина разряда = 50% означает, что АКБ разрядилась наполовину.

Зависимость ресурса от количества циклов

Ресурс батареи резко падает при увеличении глубины разряда. Типичные значения:

• 20% Глубина разряда → 1800–2000 циклов
• 50% Глубина разряда → 700–900 циклов
• 80% Глубина разряда → 300–400 циклов

Глубокие разряды вызывают сульфатацию, разрушение активной массы и появление микротрещин при высоких токах. Даже редкие глубокие разряды существенно сокращают ресурс АКБ.

Пример

Если ИБП срабатывает 2 раза в неделю на 40% глубина разряда — батарея прослужит около 3–4 лет. Если разряды неглубокие (10–20%) и редкие — возможно 5–6 лет службы.

Ток разряда: C-rate и влияние на срок службы

Что такое C-rate

C-rate — это отношение тока разряда к номинальной ёмкости батареи. Например, 1С означает, что АКБ полностью разряжается за час; 0.1C — за 10 часов.

Высокий ток = ускоренная деградация

При больших токах разряда батареи сильнее нагреваются, увеличивается внутреннее сопротивление, растёт вероятность недозаряда и развивается сульфатация. В ИБП токи могут быть кратковременно очень высокими, особенно при запуске тяжёлого оборудования.

Даже если АКБ рассчитана на высокие токи, частые нагрузки 0.8–1C заметно сокращают срок службы.

Как рассчитать ожидаемый срок службы АКБ

Чтобы определить реальный срок эксплуатации, используют три поправочных коэффициента: температурный, циклический и токовый. Эта методика даёт приблизительный, но практично точный результат.

Пример расчёта

Паспортный срок: 10 лет при 25 °C.

• Температура 30 °C → коэффициент 0.75
• DoD 40% → коэффициент 0.75
• C-rate около 0.8C → коэффициент 0.85

Итоговый реальный срок: 10 × 0.75 × 0.75 × 0.85 = 4.8 года.

Такой метод расчёта широко применяется инженерами при проектировании систем ИБП в промышленности, дата-центрах и телеком-узлах.

Как продлить срок службы АКБ в ИБП

• Поддерживать температуру в шкафу не выше 25–27 °C.
• Использовать кондиционирование или принудительную вентиляцию.
• Выбирать качественный ИБП с корректным зарядным устройством.
• Проводить тестирование АКБ 1–2 раза в год.
• Избегать глубоких разрядов.
• Использовать АКБ Long Life с увеличенным сроком службы.
• Устанавливать батареи в специализированные шкафы с хорошей вентиляцией.

В каких системах особенно важен корректный расчёт ресурса АКБ

• серверные и телеком-узлы;
• системы промышленной автоматики;
• медицинское оборудование;
• нефтегазовая отрасль;
• пожарная безопасность и видеонаблюдение;
• ИБП длительной автономии (от 1 до 24 часов).

Итоги

• Температура — главный фактор, определяющий срок службы АКБ.
• Глубокие разряды сокращают ресурс в 2–4 раза.
• Высокий ток разряда ускоряет износ и нагрев.
• Реальный срок жизни можно рассчитать через три коэффициента.
• При правильной эксплуатации ресурс батарей можно увеличить в 1.5–2 раза.