استخدامات الحِمل المستمر القابل للبرمجة في اختبار البطاريات

في مجال تطوير الطاقة الجديدة والمركبات الكهربائية (EV)، فإن أداء البطارية يحدد بشكل مباشر موثوقية المنتجات النهائية وسلامتها. ولتقييم دقيق لمؤشرات رئيسية مثل السعة، وعمر البطارية، والسلامة، أصبح الحمل المستمر القابل للبرمجة أداة لا غنى عنها في اختبار البطاريات. وعلى عكس المعدات الكهربائية العامة، فإنه يركز على محاكاة سيناريوهات التفريغ الواقعية والتحكم الدقيق في الأحمال، وهو ما يتماشى تمامًا مع المحور الرئيسي لشركة Zhuhai Jiuyuan Power Electronics Technology Co., Ltd. في اختبار أداء البطاريات (وليس توفير الطاقة). فيما يلي نوضح الاستخدامات المحددة للحمل المستمر القابل للبرمجة في اختبار البطاريات، مع التركيز على الجوانب العملية وسهولة الفهم للمستخدمين العاديين.

اختبار سعة البطارية وحالة صحتها (SOH)

الاستخدام الأساسي لحمل تيار مستمر قابل للبرمجة في اختبار البطاريات هو قياس السعة الفعلية للبطارية وتقييم حالة صحتها (SOH) — وهي عوامل حاسمة لتحديد ما إذا كانت البطارية تفي بمعايير التصميم أم أنها تدهورت.

تشير سعة البطارية إلى إجمالي الشحنة التي يمكن للبطارية تخزينها وإطلاقها، وتقاس عادةً بوحدة أمبير-ساعة (Ah). ويتيح الحمل القابل للبرمجة إجراء هذا الاختبار من خلال تطبيق حمل تيار ثابت خاضع للتحكم (CC) على البطارية أثناء التفريغ. على سبيل المثال، لاختبار وحدة بطارية ليثيوم أيون سعتها 100 أمبير-ساعة، يمكن ضبط الحمل على تيار 0.5C (50 ألمبير) لتفريغ البطارية حتى تصل إلى الحد الأدنى لجهدها (مثلاً 3.0 فولت لكل خلية). ثم تقوم النظام بحساب السعة من خلال ضرب تيار التفريغ في زمن التفريغ (السعة = التيار × الزمن).

من خلال مقارنة السعة المقاسة بالسعة المقدرة للبطارية، يتم اشتقاق حالة البطارية (SOH = (السعة المقاسة ÷ السعة المقدرة) × 100%). ويحقق الحمل المستمر القابل للبرمجة من شركة تشوهاي جيو يوان (المدمج في أنظمة اختبار البطاريات من سلسلة SDCBUS) دقة تحكم في التيار تصل إلى ±0.05%، مما يضمن أن تعكس SOH المحسوبة الحالة الفعلية للبطارية—دون الحاجة إلى التخمين.

محاكاة سيناريوهات التفريغ الواقعية

تتعرض البطاريات المستخدمة في المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة أو الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية لظروف تفريغ متغيرة في الاستخدام الفعلي—وليست فقط تيارًا ثابتًا. ويُحلّ هذا الأمر باستخدام حمل مستمر قابل للبرمجة يقوم بمحاكاة ملفات الأحمال الديناميكية والواقعية، مما يساعد على اختبار أداء البطاريات في ظل الظروف التشغيلية الفعلية.

على سبيل المثال، تنفّض بطارية المركبة الكهربائية (EV) بشكل مختلف أثناء التسارع (تيار عالٍ) مقارنةً بالقيادة المنتظمة (تيار منخفض). يمكن لحمل تيار مستمر قابل للبرمجة أن يُعيد إنشاء ملف الحمل المتقطع هذا: ضبط 200 أمبير لمدة 10 ثوانٍ (محاكاة التسارع) تليها 50 أمبير لمدة 60 ثانية (محاكاة القيادة المنتظمة)، مع تكرار الدورة لتقليد رحلة قيادة نموذجية. وبالمثل، بالنسبة لبطارية جهاز محمول، يمكن للحمل محاكاة التفريغ المتقطع (مثلاً 2 أمبير لمدة 5 دقائق، ثم 0.5 أمبير لمدة 15 دقيقة) لاختبار مدة التشغيل.

يضمن هذا الاستخدام أن أداء البطارية الذي يتم اختباره في المختبر يتطابق مع السلوك في العالم الحقيقي، وهو شرط أساسي لعملاء تشوهاي جيوان في قطاعات المركبات الكهربائية والطاقة الجديدة.

التحقق من وظائف حماية سلامة البطارية

تُزوَّد البطاريات بآليات أمان (مثل الحماية من التيار الزائد، والحماية من التفريغ الزائد) لمنع الأضرار أو المخاطر. ويُستخدم حمل تيار مستمر قابل للبرمجة لاختبار هذه وظائف الحماية، ويُكفل تفعيلها بشكل موثوق في الظروف غير الطبيعية.

على سبيل المثال، لاختبار حماية البطارية من التيار الزائد (OCP): يقوم الحمل المستمر القابل للبرمجة بزيادة تدريجية في تيار التفريغ حتى يتم تشغيل دائرة الحماية الداخلية للبطارية وإيقاف التشغيل. ويُسجل الحمل قيمة التيار الدقيقة التي تم عندها تنشيط الحماية، للتحقق مما إذا كانت متوافقة مع مواصفات تصميم البطارية (مثل: OCP عند 120ألف لبطارية مركبة كهربائية EV).

وبالمثل، لاختبار حماية التفريغ الزائد: يقوم الحمل بتفريغ البطارية إلى ما دون الحد الأدنى الموصى به من الجهد (مثلاً 2.5 فولت لكل خلية) للتأكد من أن البطارية تقوم بإيقاف التيار لتجنب التلف الدائم. وتضيف نظام جوهاي جيوان طبقة إضافية من الأمان من خلال دمج وظائف الإيقاف الطارئ (E-Stop) والرصد الفوري للجهد والتيار، مما يضمن أن الاختبار نفسه يكون خاليًا من المخاطر.

تسريع اختبار عمر دورة البطارية

عمر دورة البطارية (عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن أن تخضع لها البطارية قبل أن تنخفض سعتها إلى 80٪ من السعة المقدرة) هو مؤشر أداء رئيسي على المدى الطويل. ويُسرّع جهاز تحميل تيار مستمر قابل للبرمجة من هذه الاختبارات من خلال أتمتة دورات الشحن والتفريغ المتكررة، مما يقلل من الوقت اللازم لتقييم العمر الافتراضي.

قد تستغرق عملية الاختبار التقليدية للدورات شهورًا إذا تم تنفيذها يدويًا، ولكن جهاز تحميل تيار مستمر قابل للبرمجة (مقترن بشاحن دقيق) يعمل على أتمتة العملية: تفريغ البطارية حتى الحد الأدنى عبر الحمل، ثم تشغيل الشاحن لإعادة شحنها إلى الحد الأقصى — مع تكرار الدورة 500 أو 1000 مرة أو أكثر. ويقوم الجهاز بتسجيل بيانات السعة بعد كل دورة، مما يسمح للمهندسين بتتبع مدى تدهور السعة مع مرور الوقت.

يدعم نظام تشوهاي جيو يوان اختبار الدورة غير المنقطعة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، مع تكوينات متعددة القنوات تتيح إجراء اختبارات متوازية لـ 8 إلى 16 وحدة بطارية في آنٍ واحد. ويقلل هذا من وقت الاختبار بنسبة تصل إلى 70٪ مقارنة بالإعدادات ذات القناة الواحدة، وهو أمر بالغ الأهمية لمراقبة جودة البحث والتطوير عالي الحجم أو الإنتاج.

اختبار مقاومة البطارية الداخلية

المقاومة الداخلية هي مؤشر خفي على صحة البطارية: فكلما زادت المقاومة، زاد هدر البطارية للطاقة على شكل حرارة وقد تواجه صعوبة في تزويد التيار العالي. ويساعد الحمل المستمر القابل للبرمجة في قياس هذه المقاومة باستخدام "طريقة خطوة الحمل".

إليك كيفية عمل ذلك: يقوم الحمل بتطبيق مستويين مختلفين من التيار (مثلاً 10 أمبير و50 أمبير) على البطارية، ويُسجّل انخفاض الجهد المقابل. وباستخدام قانون أوم (المقاومة = فرق الجهد ÷ فرق التيار)، تحسب النظام المقاومة الداخلية للبطارية. على سبيل المثال، إذا كان تيار 10 أمبير يؤدي إلى 32 فولت وتيار 50 أمبير يؤدي إلى 30 فولت، تكون المقاومة (32 فولت – 30 فولت) ÷ (50 أمبير – 10 أمبير) = 0.05 أوم.

هذا الاستخدام مهم بشكل خاص للبطاريات القديمة — فارتفاع المقاومة الداخلية غالبًا ما يشير إلى حدوث عطل وشيك، مما يسمح للمهندسين بتحديد الوحدات المعيبة في مراحل مبكرة.

لماذا تختار الحمل المستمر القابل للبرمجة من شركة جوهاي جيوان لاختبار البطاريات؟

تتخصص شركة جوهاي جيوان في معدات اختبار أداء البطاريات، ويُصمم حمل التيار المستمر القابل للبرمجة (التابع لسلسلة SDCBUS) خصيصًا لاختبار بطاريات الطاقة الجديدة والسيارات الكهربائية — دون قدرات في أتمتة الصناعة أو اختبار العاكسات UPS أو الأجهزة الدقيقة (مما يتماشى مع تركيز الشركة). وتشمل المزايا الرئيسية ما يلي:

• دقة عالية: تحكم في التيار بنسبة ±0.05% وقياس الجهد بدقة ±0.05% لضمان بيانات اختبار موثوقة.
• محاكاة الواقع: يدعم ملفات الأحمال الديناميكية لمطابقة حالات الاستخدام في السيارات الكهربائية، وأنظمة تخزين الطاقة، والأجهزة الاستهلاكية.
• قابلية التوسع: إمكانات متعددة القنوات والتسلسل لتغطية وحدات صغيرة وحزم كبيرة على حد سواء.
• بالنسبة للشركات والمختبرات التي تحتاج إلى اختبار أداء البطاريات بدقة، فإن الحمل المستمر القابل للبرمجة من شركة جوهاي جيوان يحوّل عملية الاختبار المعقدة إلى عملية مبسطة وموثوقة.

بالنسبة للشركات والمختبرات التي تحتاج إلى اختبار أداء البطاريات بدقة، فإن الحمل المستمر القابل للبرمجة من شركة جوهاي جيوان يحوّل عملية الاختبار المعقدة إلى عملية مبسطة وموثوقة.