چگونه ظرفیت باتری قابل شارژ را به طور دقیق تست کنیم؟

دانستن اینکه یک باتری قابل شارژ چقدر ظرفیت دارد، اهمیت زیادی دارد. باتری‌های قابل شارژ مختلف، مقدار انرژی متفاوتی را ذخیره می‌کنند، بنابراین تشخیص دقیق اینکه آنها چقدر انرژی می‌توانند برای راه‌اندازی یک دستگاه فراهم کنند، نکته کلیدی است. همچنین این موضوع به شما اطلاع می‌دهد که باتری چقدر می‌تواند دستگاه را روشن نگه دارد و چقدر خوب می‌توان آن را دوباره شارژ کرد. اما نکته اینجاست که هیچ‌یک از این اطلاعات در صورتی که نتایج آزمون ظرفیت باتری دقیق نباشند، مفید نیستند. این مقاله شما را مرحله به مرحله از طریق فرآیند انجام آزمون‌های دقیق ظرفیت باتری همراه با تجهیزات سری SDCBUS شرکت Jiuyuan Tech برای آزمایش عملکرد باتری‌های برقی هدایت می‌کند.

اهمیت آزمایش دقیق ظرفیت باتری

دریافت ظرفیت یک باتری قابل شارژ امری بسیار مهم است. از آنجا که باتری‌های قابل شارژ مختلف، مقدار انرژی متفاوتی را ذخیره می‌کنند، دانستن اینکه دقیقاً چه مقدار توان برای راه‌اندازی یک دستگاه فراهم می‌کنند بسیار حیاتی است. همچنین این اطلاعات به شما نشان می‌دهد که باتری تا چه مدت می‌تواند یک دستگاه را تغذیه کند و عملکرد شارژ مجدد آن چگونه است. با این حال، تمام این اطلاعات در صورتی بی‌معنا هستند که نتایج آزمایش که ظرفیت باتری را اندازه‌گیری می‌کند دقیق نباشد. این مقاله شما را از طریق مراحل انجام آزمایش دقیق ظرفیت باتری، با استفاده از تجهیزات سری SDCBUS دستگاه‌های آزمایش عملکرد باتری قدرت Jiuyuan Tech راهنمایی می‌کند.

ظرفیت باتری چیست

اگر ظرفیت باتری را نمی‌دانید، مقایسه آن با یک باتری 5,000 میلی‌آمپر ساعتی بی‌معنی است. تنها زمانی می‌توان گفت باتری دارای ظرفیت مشخصی است که بتواند یک دستگاه قابل شارژ را به مدت معینی روشن نگه دارد. به عنوان مثال، فقط در صورتی می‌توان گفت باتری دارای ظرفیت 5,000 میلی‌آمپر ساعت است که بتواند دستگاهی را به مدت یک ساعت تغذیه کند. عملکرد ظرفیت باتری تحت پارامترهای مختلفی مانند دماهای متغیر، مقادیر خروجی و عمر باتری بهترین نتیجه را ارائه می‌دهد.

روش‌های دقیق برای تست ظرفیت باتری شامل فرآیندی گام‌به‌گام هستند: ابتدا باتری را بیش از حد شارژ کنید، سپس آن را با نرخ کمی تخلیه نمایید. تمام این روند به این موضوع متکی است که دستگاه را به مدت مشخصی روشن نگه داشته و انرژی خروجی همراه با ظرفیت باتری اندازه‌گیری شود. اما هر روشی قوانین خاصی دارد که باید رعایت شوند.

آماده‌سازی برای آزمایش و درک شیمی باتری

اگر باتری نو و استفاده‌نشده باشد، اکثر متخصصان توصیه می‌کنند که ابتدا ۱ تا ۲ چرخه شارژ و دشارژ انجام شود. این کار به پایدار شدن واکنش‌های شیمیایی درون باتری کمک می‌کند و اندازه‌گیری ظرفیت در مراحل بعدی دقیق‌تر خواهد بود.

هنگام آماده‌سازی محل آزمایش، اطمینان حاصل کنید که فضا از اندازه مناسبی برخوردار بوده و تهویه هوا به خوبی انجام شود. ظرف‌های مقاوم در برابر آتش را آماده نگه دارید و تجهیزات حفاظت فردی (PPE) را در دسترس داشته باشید — این موضوع به ویژه هنگام آزمایش باتری‌های پرقدرت مانند باتری‌های مورد استفاده در خودروها بسیار مهم است. عدم رعایت این موارد ایمنی می‌تواند شما و دیگران را در معرض خطر قرار دهد.

کنترل دما نیز برای دستیابی به نتایج دقیق بسیار مهم است. معمولاً آزمایش باتری در دمای ۲۵°C (±۲°C) قابل اعتمادترین داده‌ها را ارائه می‌دهد. دماهای بالاتر می‌توانند موجب شوند که مقدار ظرفیت اندازه‌گیری‌شده بسیار بیشتر از مقدار واقعی باشد، بنابراین حفظ ثبات دما در طول آزمایش ضروری است.

شارژ کامل کردن باتری

بهتر است از یک نمودار مختصات XY برای نشان دادن ولتاژ ثابت و جریان ثابت در طول آزمایش‌های ما استفاده کنید. روش CC-CV (جریان ثابت-ولتاژ ثابت) را بدون هیچ تغییری دنبال کنید.

در این مرحله، مهم است که این باتری‌ها و نحوه استفاده صحیح از آنها را درک کنید. شارژ تنها زمانی کامل است که جریان شارژ به «سطح قطع» برسد یا از آن فراتر رود. شما می‌توانید این مقدار را به راحتی محاسبه کنید، بدین صورت که ابتدا جریان مورد نیاز برای شارژ کامل باتری را تعیین کنید. به عنوان مثال، اگر برای شارژ کامل باتری به ۱ آمپر نیاز دارید، باید آن را در مراحل مختلف شارژ کنید و پس از رسیدن به ۱ آمپر، جریان را به ۰٫۱ آمپر کاهش دهید — این جریان خوابیده نامیده می‌شود. توجه داشته باشید که استفاده از تایمر نه تنها دشوار است، بلکه فرآیند شارژ را نیز طولانی‌تر می‌کند. در این شرایط، استفاده از منبع تغذیه برنامه‌پذیر ضروری است.

دوره استراحت

پس از پایان شارژ، مرحله بعدی، دوره استراحت (معروف به تعادل پس از شارژ) است که معمولاً بین ۱ تا ۲ ساعت طول می‌کشد. این وقفه بسیار مهم است، زیرا به تثبیت واکنش‌های شیمیایی داخلی و نشستن ولتاژ اجازه می‌دهد (در طول همین ۱ تا ۲ ساعت، ولتاژ در دوره استراحت ممکن است همچنان نوسانات جزئی داشته باشد). این امر به نوبه خود، دقت نتایج آزمون تخلیه بعدی را تضمین می‌کند.

تخلیه کنترل‌شده (مهم‌ترین مرحله)

این مرحله حیاتی‌ترین بخش در کل فرآیند است. مراحل زیر باید با دقت و دقیق انجام شوند؛ در غیر این صورت، اکثر خطاهای موجود در کل روش در همین مرحله رخ خواهد داد.

از تخلیه جریان ثابت (CC) استفاده کنید: جریان تخلیه در طول این مرحله باید بدون تغییر باقی بماند، حتی در حین فرآیند تخلیه جریان ثابت.

نرخ تخلیه صحیح (نرخ C) را انتخاب کنید: ظرفیت باتری ممکن است با تغییر نرخ تخلیه متفاوت باشد. به یاد داشته باشید، برای معنادار و قابل تکرار بودن نتایج آزمایش شما، باید نرخ C مورد استفاده را مشخص کنید.

ولتاژی که در آن فرآیند تخلیه متوقف می‌شود، ولتاژ قطع تخلیه نامیده می‌شود. این ولتاژ باید دقیقاً همان‌گونه که هست ثبت شود. باتری را تا رسیدن به حداقل ولتاژ ایمن مشخص‌شده در دیتاشیت آن تخلیه کنید. عجله یا اعمال فشار برای تخلیه بیش از این ولتاژ می‌تواند به باتری آسیب بزند و دقت نتایج آزمایش را تحت تأثیر قرار دهد.

در دوره‌های کوتاه تخلیه، گاهی راحت می‌توان جریان را از دست داد. بنابراین، ثبت دقیق زمان و جریان، پایه‌ای‌ترین و مهم‌ترین بخش محاسبه ظرفیت باتری است.

محاسبه و تحلیل

شما می‌توانید به نمودار سیستم تجهیزات آزمایش شارژ-دشارژ در وب‌سایت شرکت مراجعه کنید. نرم‌افزاری که همراه تجهیزات ارائه می‌شود دارای رابد کاربری شفاف است و صفحه کامپیوتر بالایی قادر به نمایش داده‌ها به‌صورت شهودی است. بیشتر سیستم‌های مدرن قادر به محاسبه خودکار کل آمپر-ساعت (Ah) تخلیه‌شده با ادغام جریان در طول زمان هستند. سیستم‌های دیگر قادر به تولید منحنی‌های تخلیه (که ولتاژ را در طول زمان نشان می‌دهند) هستند و تمام این سیستم‌ها قادر به ارائه داده‌های پیشرفته‌تری در مورد سلامت و عملکرد باتری، مانند منحنی‌های ولتاژ و زمان تخلیه، می‌باشند.

چرا تجهیزات تخصصی غیرقابل چانه‌زنی هستند

اگرچه می‌توانید با استفاده از یک سیستم ساده و مولتی‌متر تست بدون بار انجام دهید، اما بدون تجهیزات مناسب نمی‌توانید از دقت آزمون اطمینان حاصل کنید. سری SDCBUS شرکت Jiuyuan Tech تمامی عملکردهای مورد نیاز برای آزمون دقیق ظرفیت باتری را یکپارچه کرده و ابزاری ضروری محسوب می‌شود.

بهره اندازه‌گیری با دقت بالا

با استفاده از سری SDCBUS، نتایج اندازه‌گیری ولتاژ و جریان دستگاه‌های کلیدی خطای اندازه‌گیری ظرفیت را کاهش می‌دهد. استفاده از سری SDCBUS به این معنی است که نیازی به به‌کارگیری سیستم‌های پیشرفته اندازه‌گیری جداگانه موجود در بازار نخواهید داشت.

کل فرآیند شارژ، توقف‌های متناوب شارژ و تخلیه بعدی به‌صورت خودکار انجام می‌شود و خطاهای انسانی حذف می‌گردد. هر آزمون به‌صورت یکسان قابل تکرار است و این امر سیستم را بسیار قابل اعتماد برای آزمایش دقیق ظرفیت می‌کند.

بار تجدیدپذیر یکپارچه

برخلاف بارهای مقاومتی ساده که انرژی را به صورت گرما تلف می‌کنند، سری SDCBUS به عنوان یک بار الکترونیکی DC تجدیدپذیر عمل می‌کند. این سیستم قادر است انرژی تخلیه شده را جذب کرده، آن را به برق AC تبدیل کرده و دوباره به شبکه برق ساختمان بازگرداند. این ویژگی آزمایش‌های بلندمدت و با توان بالا را بسیار کارآمدتر از نظر انرژی و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کند.

ثبت و تحلیل داده‌ها

در طول عملکرد سیستم، داده‌ها به‌طور مداوم ثبت می‌شوند. این امر امکان تولید گزارش‌ها و تحلیل منحنی‌های ولتاژ برای شناسایی مشکلات احتمالی کاهش ظرفیت باتری را فراهم می‌کند — حتی زمانی که فقط به مقدار پایه ظرفیت نیاز دارید.

3 سؤال متداول (سوالات متداول)

سوال 1: آزمون کامل ظرفیت باتری چقدر طول می‌کشد؟

زمان آزمون عمدتاً به نرخ تخلیه بستگی دارد. آزمون با نرخ تخلیه 1C (که در یک ساعت ظرفیت کامل را تخلیه می‌کند) حدود یک ساعت طول می‌کشد، به علاوه زمان لازم برای شارژ و استراحت. نرخ تخلیه ملایم‌تر 0.5C دو ساعت طول می‌کشد. با در نظر گرفتن چرخه کامل شارژ، استراحت و تخلیه، یک آزمون معمولاً بین 3 تا 8 ساعت طول می‌کشد که یک بازه زمانی واقع‌بینانه است.

سوال 2: چرا باتری جدید من به ظرفیت تبلیغ‌شده نمی‌رسد؟

ابتدا مطمئن شوید که دستگاه را به‌درستی و با تجهیزات حرفه‌ای در حال تست کردن هستید. بیشتر تولیدکنندگان معتبر، ظرفیت باتری را بر اساس شرایط ایده‌آل خاصی (مانند تخلیه در نرخ 0.2C در دمای 25°C) مشخص می‌کنند. شرایط دیگر، مانند نرخ تخلیه بالا یا دماهای پایین‌تر، منجر به نمایش ظرفیت کمتری می‌شوند. علاوه بر این، برخی باتری‌ها برای رسیدن به حداکثر ظرفیت خود به چندین چرخه شارژ و دشارژ نیاز دارند.

سوال 3: آیا می‌توانم این تجهیزات را برای تمام انواع باتری استفاده کنم؟

بله، سیستم‌هایی مانند سری SDCBUS از جیویوان تک بسیار انعطاف‌پذیر هستند. این سیستم‌ها با شیمی‌های مختلف باتری کار می‌کنند، از جمله لیتیوم-یون (Li-ion)، لیتیوم فسفات آهن (LFP)، نیکل-متالهیدرید (NiMH)، باتری‌های سرب-اسید و باتری‌های جریانی. نکته کلیدی تنظیم حدود ولتاژ مناسب، نرخ جریان و شرایط پایانی برای هر نوع باتری خاص است. توجه داشته باشید که این تجهیزات برای تست سلول‌های باتری تکی استفاده نمی‌شوند.