كيفية اختبار سعة البطارية القابلة لإعادة الشحن بدقة؟

من المهم جدًا معرفة كمية السعة التي يمكن لبطارية قابلة لإعادة الشحن أن تحتفظ بها. فتختلف البطاريات القابلة لإعادة الشحن من حيث كمية الطاقة المخزنة، وبالتالي فإن تحديد الكمية الدقيقة للطاقة التي يمكنها توفيرها لتشغيل جهاز ما يُعد نقطة أساسية. كما أنها توضح لك المدة التي يمكن للبطارية خلالها تشغيل الجهاز، وفعالية إمكانية إعادة شحنها. ولكن إليك الأمر – لا تُفيدك أية معلومات من هذا النوع إذا لم تكن نتائج اختبار سعة البطارية دقيقة. سيُرشدك هذا المقال خلال العملية خطوة بخطوة لإجراء اختبارات دقيقة لسعة البطارية، باستخدام معدات من أجهزة Jiuyuan Tech الخاصة باختبار أداء بطاريات الطاقة من سلسلة SDCBUS.

أهمية إجراء اختبار دقيق لسعة البطارية

معرفة سعة البطارية القابلة لإعادة الشحن أمرٌ في غاية الأهمية. نظرًا لأن البطاريات القابلة لإعادة الشحن المختلفة تخزن كميات مختلفة من الطاقة، فإن معرفة الكمية الدقيقة للطاقة التي يمكنها تزويد جهاز ما بها أمر بالغ الأهمية. كما أنها تُخبرك أيضًا بالمدة التي يمكن أن تُشغّل فيها البطارية الجهاز، وبكفاءة إعادة شحنها. ومع ذلك، فإن كل هذه المعلومات لا تعني شيئًا إذا لم تكن نتائج الاختبارات التي تقيس سعة البطارية دقيقة. سيُرشدك هذا المقال خلال العملية خطوة بخطوة لإجراء اختبارات دقيقة لسعة البطارية، باستخدام معدات من أجهزة Jiuyuan Tech الخاصة باختبار أداء بطاريات الطاقة من سلسلة SDCBUS.

ما هي سعة البطارية

إذا كنت لا تعرف سعة البطارية، فإن مقارنتها ببطارية 5000 ملي أمبير في الساعة لا معنى لها. لا تُعتبر البطارية ذات سعة معينة إلا إذا كانت قادرة على تشغيل جهاز قابل لإعادة الشحن لمدة زمنية محددة. على سبيل المثال، يُقال إن البطارية تمتلك سعة 5000 ملي أمبير في الساعة فقط إذا كانت قادرة على تزويد جهاز بالطاقة لمدة ساعة واحدة. وتؤدي سعة البطارية أداءً أفضل تحت معايير مختلفة، مثل درجات الحرارة المتغيرة وقيم الإخراج وعمر البطارية.

تتبع الطرق الدقيقة لاختبار سعة البطارية عملية من خطوات: أولاً، شحن البطارية بشكل زائد، ثم تفريغها بمعدل بطيء. تعتمد العملية بأكملها على ترك الجهاز يعمل لفترة زمنية محددة وقياس الطاقة الخارجة إلى جانب سعة البطارية. ولكن أي إجراء له قواعد يجب اتباعها.

التحضير للاختبار وفهم كيمياء البطارية

إذا كانت البطارية جديدة وغير مستخدمة، يوصي معظم الخبراء أولاً بإجراء دورة شحن وتفريغ من 1 إلى 2 مرة. يساعد ذلك في تثبيت التفاعلات الكيميائية داخل البطارية، مما يجعل قياسات السعة اللاحقة أكثر دقة.

عند إعداد منطقة الاختبار، تأكد من أن تكون بالحجم المناسب مع تهوية جيدة. وجّه حاويات مقاومة للحريق وجاهزة، واحفظ معدات الحماية الشخصية (PPE) في متناول اليد—وهو أمر مهم بشكل خاص عند اختبار البطاريات عالية القدرة، مثل تلك المستخدمة في السيارات. يمكن أن يؤدي تجاهل هذه الخطوات الأمنية إلى تعريضك وأنتم آخرين للخطر.

كما أن التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية للحصول على نتائج دقيقة. عادةً، يعطي اختبار البطاريات عند درجة حرارة 25°م (±2°م) البيانات الأكثر موثوقية. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة الأعلى إلى ظهور قراءة السعة أعلى بكثير من القيمة الفعلية، لذا من الضروري الحفاظ على استقرار درجة الحرارة أثناء الاختبار.

شحن البطارية بالكامل

من الأفضل استخدام رسم بياني إحداثي سيني-صادي لعرض الجهد الثابت والتيار الثابت أثناء اختباراتنا. اتبع إجراء CC-CV (التيار الثابت-الجهد الثابت) دون أي تعديلات.

في هذه المرحلة، من المهم فهم هذه البطاريات وكيفية استخدامها بشكل صحيح. لا يُكتمل الشحن حتى يصل تيار الشحن إلى مستوى 'القطع' أو يتجاوزه. يمكنك بسهولة حساب ذلك عن طريق تحديد التيار اللازم لشحن البطارية بالكامل أولاً. على سبيل المثال، إذا استغرق شحن البطارية بالكامل 1 أمبير، يجب عليك شحنها على مراحل وتقليل التيار إلى 0.1 أمبير بمجرد الوصول إلى 1 أمبير — ويُعرف هذا بالتيار الخامل. لاحظ أن استخدام المؤقت ليس صعبًا فقط، بل يجعل عملية الشحن أطول أيضًا. في مثل هذا الموقف، يكون مصدر طاقة قابل للبرمجة ضروريًا.

فترة الراحة

بعد اكتمال الشحن، تأتي الخطوة التالية وهي فترة الراحة، والمعروفة أيضًا بتوازن ما بعد الشحن، وعادةً ما تستغرق من ساعة إلى ساعتين. هذه الفاصلة مهمة جدًا لأنها تتيح استقرار التفاعلات الكيميائية الداخلية واستقرار الجهد (وقد يتأرجح الجهد قليلاً خلال هاتين الساعتين أثناء فترة الراحة). وهذا بدوره يضمن دقة نتائج اختبار التفريغ اللاحقة.

عملية التفريغ المُتحكم بها (الخطوة الأكثر أهمية)

هذه هي الخطوة الأهم في العملية بأكملها. يجب اتباع الخطوات التالية بعناية وبدقة شديدة؛ وإلا فإن معظم الأخطاء في الإجراء كله ستحدث في هذه المرحلة.

استخدم تفريغ التيار الثابت (CC): يجب أن يبقى تيار التفريغ دون تغيير طوال هذه الخطوة، حتى أثناء عملية التفريغ بالتيار الثابت.

اختر معدل التفريغ الصحيح (معدل C): يمكن أن يختلف سعة البطارية مع معدل التفريغ. تذكّر أنه لضمان معنى وقابلية تكرار نتائج الاختبار، يجب تحديد معدل C المستخدم.

الجهد الذي يتوقف عنده التفريغ يُسمى جهد قطع التفريغ. يجب تسجيل هذا الجهد كما هو. قم بتفريغ البطارية حتى تصل إلى الحد الأدنى من الجهد الآمن المحدد في ورقة مواصفاتها. إن الاستعجال أو إجبار عملية التفريغ لما بعد هذا الجهد قد يتسبب في تلف البطارية ويؤثر على دقة نتائج الاختبار.

أثناء فترات التفريغ القصيرة، من السهل فقدان متابعة الشدة الكهربائية بدقة. لذلك، فإن تسجيل الوقت والتيار بدقة هو الجزء الأساسي والأهم في حساب سعة البطارية.

الحساب والتحليل

يمكنك الرجوع إلى الرسم التخطيطي للنظام الخاص بمعدات اختبار الشحن والتفريغ الموجود على موقع الشركة الإلكتروني. البرنامج الذي يأتي مع المعدات يتمتع بواجهة واضحة، ويمكن للصفحة العلوية في الحاسوب عرض البيانات بشكل بصري. يمكن لمعظم الأنظمة الحديثة حساب إجمالي الأمبير-ساعة (Ah) المنفصل تلقائيًا من خلال دمج التيار على مدار الزمن. ويمكن للأنظمة الأخرى إنشاء منحنيات التفريغ (التي تُظهر الجهد عبر الزمن)، وجميع هذه الأنظمة قادرة على توفير بيانات متقدمة أكثر تتعلق بصحة البطارية وأدائها، مثل منحنيات جهد ووقت التفريغ.

لماذا تعد المعدات المتخصصة أمرًا لا يمكن التنازل عنه

بينما يمكنك إجراء اختبار بدون حمل باستخدام نظام بسيط يحتوي على جهاز قياس متعدد، فإنك لا تستطيع ضمان دقة الاختبار دون استخدام المعدات المناسبة. توفر سلسلة SDCBUS من شركة Jiuyuan Tech جميع الوظائف اللازمة لاختبار دقة سعة البطارية، مما يجعلها أداة لا غنى عنها.

عائد القياس عالي الدقة

مع سلسلة SDCBUS، تقل نتائج قياس الجهد والتيار للأجهزة الرئيسية من أخطاء قياس السعة. استخدام سلسلة SDCBUS يعني أنه لا حاجة إلى استخدام أنظمة قياس متقدمة منفصلة متوفرة في السوق.

يتم أتمتة العملية الكاملة للشحن، والأوقات المستمرة للشِحن المؤقت، ثم التفريغ، مما يُلغي الأخطاء البشرية. ويمكن تكرار كل اختبار بشكل متسق، ما يجعل النظام شديد الموثوقية لاختبار السعة بدقة.

حمل كهربائي عاكس مدمج

على عكس الأحمال المقاومية البسيطة التي تضيع الطاقة على شكل حرارة، فإن سلسلة SDCBUS تعمل كحمل إلكتروني تيار مستمر عاكس. ويمكنها امتصاص طاقة التفريغ، وتحويلها إلى طاقة تيار متردد، وإعادة تغذيتها إلى شبكة الكهرباء الخاصة بالمبنى. تجعل هذه الميزة عمليات الاختبار طويلة الأمد وعالية القدرة أكثر كفاءة من حيث استهلاك الطاقة وأقل تكلفة.

تسجيل البيانات وتحليلها

أثناء تشغيل النظام بالكامل، يتم تسجيل البيانات باستمرار. هذا يجعل من الممكن إنشاء تقارير وتحليل منحنيات الجهد لتحديد مشكلات التدهور المحتملة في البطارية، حتى عندما تحتاج فقط إلى قيمة السعة الأساسية.

3 أسئلة شائعة (FAQs)

السؤال 1: كم يستغرق اختبار سعة البطارية الكاملة؟

يعتمد وقت الاختبار بشكل رئيسي على معدل التفريغ. يستغرق الاختبار بمعدل تفريغ 1C (الذي يفرغ السعة الكاملة في غضون ساعة واحدة) حوالي ساعة، بالإضافة إلى الوقت اللازم للشحن والراحة. أما معدل التفريغ الأخف 0.5C فيستغرق ساعتين. وباعتبار الدورة الكاملة المكونة من الشحن والراحة والتفريغ، فإن الاختبار الواحد يستغرق عادةً من 3 إلى 8 ساعات، وهي فترة زمنية واقعية.

السؤال 2: لماذا لا تصل بطاريتي الجديدة إلى السعة المُعلنة؟

أولاً، تأكد من أنك تقوم باختباره بشكل صحيح باستخدام معدات احترافية. إن معظم الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة تُقيّم سعة البطارية بناءً على ظروف مثالية محددة (مثل التفريغ عند 0.2C في درجة حرارة 25°م). وسوف تؤدي الظروف الأخرى، مثل معدل التفريغ العالي أو درجات الحرارة المنخفضة، إلى قراءة أقل للسعة. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج بعض البطاريات إلى عدة دورات شحن وتفريغ للوصول إلى سعتها القصوى.

السؤال 3: هل يمكنني استخدام هذا الجهاز مع جميع أنواع البطاريات؟

نعم، تكون الأنظمة مثل سلسلة SDCBUS من شركة Jiuyuan Tech متعددة الاستخدامات للغاية. وهي تعمل مع أنواع مختلفة من كيميائيات البطاريات، بما في ذلك بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion)، وبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP)، وبطاريات النيكل معدن هيدريد (NiMH)، وبطاريات الرصاص الحمضية، وبطاريات التدفق. والمفتاح هو ضبط حدود الجهد المناسبة، ومعدلات التيار، وشروط الإيقاف لكل نوع بطارية على حدة. يُلاحظ أن هذا الجهاز لا يستخدم لاختبار خلايا البطاريات الفردية.