Рождение энергии

Несмотря на то что в Днепропетровске не выпускают машины, этот город насквозь автомобильный. Здесь делают и шины, и тормозные колодки, есть даже два завода, выпускающие аккумуляторы. На ЗАО «Иста» мы уже бывали, а вот второй производитель АКБ – МНПК «Веста» – оставался для СМИ в тени. «Автоцентр» стал первым из СМИ, попавшим на их предприятие.

Несмотря на то что в Днепропетровске не выпускают машины, этот город насквозь автомобильный. Здесь делают и шины, и тормозные колодки, есть даже два завода, выпускающие аккумуляторы. На ЗАО «Иста» мы уже бывали, а вот второй производитель АКБ – МНПК «Веста» – оставался для СМИ в тени. «Автоцентр» стал первым из СМИ, попавшим на их предприятие.

Первое впечатление о заводе сложилось еще в холле, где, как принято у производителей комплектующих для автомобилей, выставлена вся продукция. Изготовители аккумуляторов обычно показывают один или два бренда АКБ разных моделей, поколений и емкостей. Но в случае с «Веста-Днепр» все оказалось совсем иначе – для всеобщего обозрения было выставлено 18 свинцово-кислотных аккумуляторов разных брендов для легковых автомобилей, автобусов, грузовиков и сельхозтехники. Далее прозвучала одна очень любопытная цифра, которая cильно подогрела интерес к предприятию – на этом заводе выпускается около 3 млн. аккумуляторов в год и в этом году будет запущен второй завод – «Веста-Индастриал» мощностью 4 млн. АКБ в год.

В новых цехах уже устанавливается и налаживается оборудование для производства еще 4 миллионов аккумуляторов в год.

Производство

Оснащение «Веста-Днепр» позволяет делать все существующие классы свинцово-кислотных аккумуляторных батарей – «эконом», «стандарт», «премиум». Отличаются они характеристиками – при одинаковой емкости имеют разные пусковой ток, ресурс, гарантию и дизайн. Соответственно, и оборудование, и техпроцессы на этом предприятии весьма многогранны. Более того, за предыдущие годы производства аккумуляторов специалисты «Веста-Днепр» разработали и запатентовали более пятидесяти ноу-хау, которые способствуют увеличению производительности и улучшению качества и характеристик батарей. Перед тем как ознакомиться с инновациями, вспомним конструкцию АКБ. Она представляет собой прямоугольный корпус – сейчас пластиковый, ранее эбонитовый, разбитый на несколько ячеек (элементов, банок). Каждая ячейка – это аккумулятор, который выдает напряжение 2,1-2,15 В.

В каждой банке размещаются положительные и отрицательные электроды, представляющие собой свинцовую решетку с нанесенной на нее активной массой и погруженные в раствор серной кислоты. Активная масса отрицательного электрода представляет собой губчатый свинец, а положительная – двуокись свинца. Когда к аккумулятору подключают электропотребителей, активное вещество вступает в электрохимическую реакцию с сернокислотным электролитом, вырабатывая электрический ток. На пластинах при этом осаждается сульфат свинца, и электролит, соответственно, истощается. При зарядке эта реакция проходит в обратном направлении, поэтому плотность электролита повышается, а способность аккумулятора давать ток восстанавливается.

Автомобильная АКБ выполняет три функции: обеспечивает питание стартера для запуска двигателя, при неработающем моторе питает некоторые электрические системы – например, сигнализацию, а также «помогает» генератору, когда его электроэнергии не хватает для питания большого количества электроприборов.

Многоэтапная прокатка ленты из свинцово-кальциево-оловянистого сплава позволяет получить тонкие решетки, что увеличило их количество в банке, а это – улучшение характеристик АКБ.

Возвращаясь к заводу, начнем с наиболее интересного – изготовления пластин Punching line. Их не просто отливают по старой технологии, а получают в ходе многоступенчатой прокатки сляба толщиной 10–12 мм до толщины 0,75-0,9 мм, после чего эта тонкая высокопрочная лента поступает на штамповку, откуда выходит решетка-токоотвод также в виде ленты, наматываемой в рулоны. Сляб предварительно получают в ходе непрерывной симметричной кристаллизации свинцового сплава. Решетки, изготовленные по такой технологии, – тонкие и коррозионностойкие, со стабильными весовыми и геометрическими характеристиками и плотностью. В итоге аккумуляторы меньше весят, а в одной банке помещается больше пластин, что улучшает стартерные характеристики батареи.

Другой важный нюанс, влияющий на характеристики АКБ, – качество адгезии свинцовых паст с решеткой. На данном предприятии для улучшения этой характеристики применяются вакуумная технология приготовления пасты в миксерах Eirich и прецизионная двухсторонняя скоростная пастонамазка на жестком металлическом барабане (в СНГ и в Европе такую технологию еще никто не применяет). После намазывания пластин влагу с их поверхности удаляют в тоннельной сушке, а ноу-хау завода – вакуумный укладчик пластин в стопки, который исключает малейшие их повреждения после пастонамазки. На линии производства электродных пластин решетку получают методом штамповки свинцовой ленты. Эта линия легко переналаживается для намазки «ленточной» решетки, полученной по технологии Punching Line.
Процесс производства батарей включает в себя как быстрые операции – например, производство пластин, так и растянутые во времени. Один из таких процессов – дозревание пластин, т. е. их сушка в определенных условиях после нанесения пасты. Для сокращения продолжительности этого процесса используются камеры итальянских фирм Catelli и SOVEMA с функцией поддержания повышенных влажности – до 90% и температуры – до 90°С. Такие режимы попутно позволяют получить структуру пасты, которая увеличивает ресурс батарей.

На «Веста-Днепр» в следующем году запустят в работу комплекс по рекуперации свинца, где будут перерабатывать утилизированные АКБ и попутно получать сырье для изготовления новых батарей.

После «дозревания» пластины поступают на современную сборочную линию австрийской компании «ВМ», где сборка батарей осуществляется в автоматическом режиме (производительность – до 6 АКБ в минуту).

Собранные аккумуляторы передаются в цех батарейной формировки, где происходит первичное формирование заряда. В теории этот процесс также достаточно длинный – может занимать до 44 часов, но у «Веста-Днепр» для «легковых» АКБ на это уходит всего 12 часов. А все благодаря непрерывному охлаждению батарей водой и формированию заряда импульсными и реверсивными токами. Попутно такой процесс улучшил электрические характеристики батарей на 5%.

	По своим характеристикам АКБ завода «Веста-Днепр» относятся к классу необслуживаемых и соответствуют евростандарту EN 50342.

В «тяжелых» батареях для автобусов, грузовиков и сельхозтехники используется еще более совершенная технология формирования заряда – при циркулирующем электролите, т. е. когда в банки постоянно подается охлажденный электролит и отсасывается разогретый. Эта технология позволяет заряжать АКБ всего за 8 часов. Помимо высокой скорости формовки, она повышает стабильность и качество формировки каждого аккумулятора батареи.

Контроль качества

К контролю качества на этом производстве подошли продуманно. Сначала в химлаборатории подвергаются проверке все материалы, участвующие в техпроцессе. Уже при сборке АКБ проверяются на отсутствие коротких замыканий напряжением до 2000 В, качество межэлементных соединений током до 1500 А, а также герметичность. В процессе формировки работает автоматизированный контроль и самоадаптивные программы, обеспечивающие стабильность температуры и качества формировки. В конце этого процесса батареи проверяют током большой величины по технологии, выявляющей даже незначительные дефекты, не обнаруженные ранее.

Производительность полностью автоматической линии сборки аккумуляторных батарей – около 4500 АКБ в сутки.	Корпуса аккумуляторов и другие пластиковые изделия производят на заводе «Веста-Пласт», который оснащен термопласт-автоматами компании LG.

Следующий этап – периодические испытания, в состав которых входит проверка на пусковые характеристики при минусовой температуре. Данный контроль проводится выборочно – девять батарей из партии (300 штук) охлаждают в морозильной камере до минус 18 град. по Цельсию, после чего имитируют несколько разрядов пусковыми токами в течение разного времени и до разного остаточного напряжения на клеммах (7,5 В; 6 В). Если хоть одна из батарей не проходит тест, вся партия подлежит повторной проверке путем испытания удвоенной выборки. Если испытания не прошла и вторая группа, партия батарей бракуется до выяснения причин и их устранения.

Форсированная формировка обеспечивает сокращение формирования заряда до 8 часов, сокращение энергозатрат – на 15 %.	Жесткий и многоэтапный контроль качества батарей снизил процент рекламаций до 0,3%.

Cправка АЦ

Завод по производству стартерных батарей ЗАО «Веста-Днепр» введен в эксплуатацию в 2004 году. Он входит в состав предприятий Международной научно-промышленной корпорации (МНПК) «Веста» и является одним из самых молодых и современных предприятий не только в Украине и СНГ, но и в Восточной Европе. Еще одно из направлений работы МНПК «Веста» – разработка автономных систем энергообеспечения с применением солнечных батарей и ветрогенераторов.

Киев – Днепропетровск – Киев

Юрий Дацык