Приложения на програмируем DC товар при тестване на батерии

В областта на развитието на новите енергийни източници и електрическите превозни средства (EV), производителността на батериите директно определя надеждността и безопасността на крайните продукти. За да се оценят точно ключови показатели като капацитет, продължителност на живот и безопасност, програмируемата постоянна натоварване става задължителен инструмент при тестването на батерии. За разлика от общи захранващи устройства, тя се фокусира върху симулиране на реални сценарии на разряд и прецизен контрол на натоварването — което напълно отговаря на основния фокус на Zhuhai Jiuyuan Power Electronics Technology Co., Ltd. върху тестване на производителността на батерии (а не предоставяне на захранване). По-долу детайлизирано описваме конкретните приложения на програмируемо постоянен товар при тестване на батерии, като се съсредоточим върху практичността и лесното разбиране за обикновените потребители.

Тестване на капацитета и състоянието на здраве (SOH) на батерията

Най-основната употреба на програмируем постоянен товар при тестване на батерии е измерването на действителния капацитет на батерията и оценката на нейното състояние (SOH) — от решаващо значение за определяне дали батерията отговаря на проектните стандарти или е деградирала.

Капацитетът на батерията се отнася до общия заряд, който батерията може да съхрани и освободи, обикновено измерван в ампер-часове (Ah). Програмируемият постоянен товар позволява този тест, като прилага контролиран товар с постоянен ток (CC) към батерията по време на разреждане. Например, за тестване на модул от литиево-йонна батерия с капацитет 100 Ah, товарът може да бъде зададен на ток от 0,5C (50 A), за да разрежда батерията, докато достигне долния си волтажен лимит (например 3,0 V на клетка). След това системата изчислява капацитета, като умножи тока при разреждане по времето на разреждане (Капацитет = Ток × Време).

Чрез сравняване на измерената капацитет с номиналния капацитет на батерията се определя състоянието ѝ (SOH = (Измерен капацитет / Номинален капацитет) × 100%). Програмируемото DC натоварване на Zhuhai Jiuyuan (вградено в тестовите системи за батерии от серия SDCBUS) постига точност на контрола на тока ±0,05%, осигурявайки изчисления SOH, който отразява истинското състояние на батерията — без предположения.

Симулиране на реални режими на разряд

Батериите в електрически превозни средства, системи за съхранение на енергия или битова електроника се изправят пред променливи условия на разряд при реална употреба – не само при постоянен ток. Едно програмируемо DC натоварване решава този проблем, като симулира динамични, реални профили на натоварване и помага за тестване на поведението на батериите при действителни работни условия.

Например, батерия на електрически автомобил (EV) се разрежда по различен начин по време на ускорение (висок ток) в сравнение с кръстосочно движение (нисък ток). Програмируемо постоянен товар може да възпроизведе този „импулсен товар“: задаване на 200 А за 10 секунди (симулация на ускорение), последвани от 50 А за 60 секунди (симулация на кръстосочно движение), като цикълът се повтаря, за да имитира типична езда. По подобен начин, за батерия на преносимо устройство, товарът може да симулира прекъснато разреждане (например 2 А за 5 минути, 0,5 А за 15 минути), за да се тества времето на работа.

Това приложение гарантира, че представянето на батериите, тествани в лабораторията, съответства на реалното поведение — ключово изискване за клиентите на Zhuhai Jiuyuan в сектора на електрическите превозни средства и новите енергийни технологии.

Проверка на функциите за безопасност на батерии

Батериите са оборудвани с предпазни механизми (например защита от прекомерен ток, защита от прекомерно разреждане), за да се предотвратят повреди или опасности. Използва се програмируем постоянен товар, за да се тестват тези защитни функции и да се осигури тяхното надеждно активиране при аномални условия.

Например, за тестване на защитата на батерия от прекомерен ток (OCP): програмируем товар с постоянен ток постепенно увеличава тока на разряд, докато вътрешната защитна верига на батерията активира спиране. Товарът записва точния ток, при който се задейства защитата, като се проверява дали той съответства на проектните спецификации на батерията (например OCP при 120A за батерия на EV).

По подобен начин, за тестване на защитата при прекалено разреждане: товарът разрежда батерията под препоръчителния долен лимит на напрежение (например 2,5 V на клетка), за да се потвърди, че батерията изключва захранването, за да се избегне постоянна повреда. Системата на Zhuhai Jiuyuan добавя допълнителен слой безопасност чрез интегриране на функции за аварийно спиране (E-Stop) и мониторинг в реално време на напрежението/токовете, осигурявайки тестът сам по себе си да е без рискове.

Ускоряване на тестването на цикличния живот на батерии

Цикличният живот на батерията (броят на циклите зареждане-разреждане, които батерията може да претърпи, преди капацитетът ѝ да падне до 80% от номиналния) е ключов показател за дългосрочната производителност. Програмируем товар с постоянно напрежение ускорява това тестване, като автоматизира повтарящите се цикли на зареждане и разреждане, което намалява времето, необходимо за оценка на срока на живот.

Традиционното тестване на цикли може да отнеме месеци, ако се извършва ръчно, но програмируем товар за постоянен ток (в комбинация с прецизно зарядно устройство) автоматизира процеса: разреждане на батерията до долния лимит чрез товара, след което активиране на зарядно устройство за премахване до горния лимит — повтаряне на цикъла 500, 1000 или повече пъти. Товарът записва данни за капацитета след всеки цикъл, като позволява на инженерите да проследяват как капацитетът намалява с времето.

Системата на Zhuhai Jiuyuan поддържа непрекъснато тестване в режим 24/7, като многоканалните конфигурации позволяват паралелно тестване на 8–16 батерийни модула едновременно. Това съкращава времето за тестване до 70% в сравнение с едноканални конфигурации, което е от решаващо значение за изследвания с голям обем или контрол на качеството в производството.

Тестване на вътрешното съпротивление на батерии

Вътрешното съпротивление е скрит индикатор за състоянието на батерията: по-високото съпротивление означава, че батерията губи повече енергия под формата на топлина и може да има затруднения при доставянето на висок ток. Програмируем товар с постоянно напрежение помага за измерване на това съпротивление чрез метода „ступка на товара“.

Ето как работи: товарът прилага два различни тока (например 10 А и 50 А) към батерията и записва съответните падове на напрежението. Използвайки закона на Ом (Съпротивление = Разлика в напрежението / Разлика в тока), системата изчислява вътрешното съпротивление на батерията. Например, ако 10 А причиняват 32 V, а 50 А причиняват 30 V, съпротивлението е (32 V – 30 V) / (50 A – 10 A) = 0,05 Ω.

Това приложение е особено важно за стареещи батерии — увеличаващото се вътрешно съпротивление често сочи надвлижаващ неуспех, което позволява на инженерите да идентифицират дефектни батерии още в ранна фаза.

Защо да изберете програмируем DC товар от Zhuhai Jiuyuan за тестване на батерии?

Zhuhai Jiuyuan се специализира в оборудване за тестване на производителността на батерии, а неговият програмируем DC товар (част от серията SDCBUS) е проектиран изключително за тестване на батерии за нова енергия и EV — без възможности за промишлена автоматизация, тестване на UPS инвертори или прецизни уреди (съобразено с фокуса на компанията). Основните предимства включват:

• Висока точност: контрол на тока ±0,05% и измерване на напрежението ±0,05% осигуряват надеждни тестови данни.
• Симулация в реални условия: Поддържа динамични профили на натоварване, съответстващи на употребата в EV, системи за съхранение на енергия и потребителски устройства.
• Мащабируемост: Многоканални и каскадни възможности за обработка както на малки модули, така и на големи батерийни пакети.
• За бизнеси и лаборатории, които се нуждаят от точни тестове за производителността на батерии, програмируемото DC натоварване от Zhuhai Jiuyuan превръща сложното тестване в опростен и надежден процес.

За бизнеси и лаборатории, които се нуждаят от точни тестове за производителността на батерии, програмируемото DC натоварване от Zhuhai Jiuyuan превръща сложното тестване в опростен и надежден процес.