Miten testata uudelleenladattavan akun kapasiteetti tarkasti?

On erittäin tärkeää tietää, kuinka paljon energiaa uudelleenladattava akku pystyy säilyttämään. Eri uudelleenladattavat akut säilyttävät eri määrän energiaa, joten on keskeistä selvittää tarkkaan, kuinka paljon virtaa ne voivat tarjota laitteen käyttämiseen. Se kertoo myös, kuinka kauan akku pystyy pitämään laitteen toiminnassa ja kuinka hyvin sitä voidaan ladata uudelleen. Mutta tässäpä juuri se juttu – tämä tieto ei ole lainkaan hyödyllistä, ellei akun kapasiteetin testitulokset ole tarkkoja. Tässä artikkelissa käydään läpi vaihe vaiheelta tarkan akkukapasiteetin testauksen suorittaminen Jiuyuan Techin SDCBUS-sarjan tehoakkujen suorituskyvyn testauslaitteistolla.

Miksi tarkka akkukapasiteetin testaus on tärkeää

Akun kapasiteetin selvittäminen on erittäin tärkeää. Koska eri uudelleenladattavat akut varastoidtavat eri määrän energiaa, on äärimmäisen tärkeää tietää tarkalleen, kuinka paljon virtaa ne voivat toimittaa laitteen käyttöön. Se kertoo myös, kuinka kauan akku pystyy käyttämään laitetta ja kuinka hyvin sitä voidaan ladata uudelleen. Kaikki tämä tieto ei kuitenkaan merkitse mitään, jos testitulokset akun kapasiteetin mittaamiseksi eivät ole tarkkoja. Tässä artikkelissa käydään läpi vaihe vaiheelta tarkan akunkapasiteetin testauksen suorittaminen Jiuyuan Techin SDCBUS-sarjan tehoakun suorituskyvyn testauslaitteistolla.

Mikä on akun kapasiteetti

Jos akun kapasiteetista ei tiedetä, sen vertaaminen 5 000 mAh akkuun on merkityksetöntä. Akkua pidetään tietyllä kapasiteetilla vasta silloin, kun se pystyy käyttämään uudelleenladattavaa laitetta vastaavan ajan. Esimerkiksi akulla sanotaan olevan 5 000 mAh kapasiteetti vain, jos se pystyy toimittamaan virtaa laitteelle tunnin ajan. Akun kapasiteetti toimii parhaimmillaan eri parametrien alaisuudessa, kuten vaihtelevissa lämpötiloissa, tulostusarvoissa ja akun iässä.

Tarkat menetelmät akun kapasiteetin testaamiseksi noudattavat vaiheittaista prosessia: ensin ylikuormitetaan akku, jonka jälkeen se purkaudutaan hitaalla nopeudella. Koko menettely perustuu siihen, että laite jätetään käyntiin tietyn ajanjakson ja mitataan samalla tuotettu energia sekä akun kapasiteetti. Mutta kaikilla menettelyillä on säännöt, joita on noudatettava.

Testauksen valmistelu ja akkujen kemian ymmärtäminen

Jos akku on uusi ja käyttämätön, suositellaan useimpien asiantuntijoiden mukaan tehdä ensin 1–2 latauspurkukierrosta. Tämä auttaa stabiloimaan akun sisäisiä kemiallisia reaktioita, mikä tekee myöhemmistä kapasiteetin mittauksista tarkempia.

Testausalueen varustelussa on varmistettava, että alue on oikeankokoinen ja ilmanvaihto toimiva. On valmistauduttava palonkestävillä säilytysastioilla ja henkilönsuojaimet (PPE) on pidettävä helposti saatavilla – erityisen tärkeää korkean tehon akkuja testatessa, kuten autoissa käytettäviä. Näiden turvatoimenpiteiden laiminlyönti voi asettaa sinut ja muut vaaraan.

Lämpötilan hallinta on myös ratkaisevan tärkeää tarkkojen tulosten saamiseksi. Yleensä akkujen testaus 25 °C:ssa (±2 °C) antaa luotettavimmat tiedot. Korkeammat lämpötilat voivat nostaa kapasiteettiarvoa huomattavasti todellista arvoa suuremmaksi, joten lämpötilan on oltava vakio testin ajan.

Akun täydellinen lataus

On parasta käyttää XY-koordinaattikuvaajaa, jotta voidaan esittää vakiovirta ja vakiojännite testin aikana. Noudata muuttumattomana CC-CV-menetelmää (vakiovirta–vakiojännite).

Tässä vaiheessa on tärkeää ymmärtää nämä akut ja niiden oikea käyttö. Lataus ei ole valmis ennen kuin latausvirta saavuttaa tai ylittää 'katkaisutaso'-arvon. Voit helposti laskea tämän määrittämällä ensin virran, joka tarvitaan akun täydelliseen lataukseen. Esimerkiksi jos akun täyteen lataukseen tarvitaan 1 ampeeri, sinun on ladattava se vaiheittain ja vähennettävä virta 0,1 ampeeriin, kun se saavuttaa 1 ampeerin – tätä kutsutaan leporvirraksi. Huomaa, että ajastimen käyttö ei ole vain vaikeaa, vaan se myös pidentää latausaikaa. Tässä tilanteessa ohjelmoitava virtalähde on välttämätön.

Lepoaika

Latauksen jälkeen seuraavana vaiheena on lepopäivystys, jota kutsutaan myös jälkilataustasapainoksi, ja joka kestää yleensä 1–2 tuntia. Tämä tauko on erittäin tärkeä, koska sen aikana akun sisäiset kemialliset reaktiot vakautuvat ja jännite asettuu tasapainoon (jännite voi silti heilahtaa hieman näiden 1–2 tunnin aikana). Tämä puolestaan varmistaa seuraavan purkutestin tulosten tarkkuuden.

Ohjattu purku (tärkein vaihe)

Tämä on koko prosessin tärkein vaihe. Seuraavat vaiheet on suoritettava huolellisesti ja tarkasti; muuten suurin osa koko menettelyn virheistä tapahtuu juuri tässä vaiheessa.

Käytä vakiovirtapurkua (CC): Purkuvirta on pidettävä muuttumattomana koko tämän vaiheen ajan, myös vakiovirtapurkun aikana.

Valitse oikea purkautumisnopeus (C-nopeus): Akun kapasiteetti voi vaihdella purkautumisnopeuden mukaan. Muista, että testitulosten ollessa merkityksellisiä ja toistettavissa, sinun on määriteltävä käytetty C-nopeus.

Jännite, jossa purkaus päättyy, on nimeltään poiskytkentäjännite. Tämä jännite tulisi kirjata sellaisenaan. Purkaa akku, kunnes se saavuttaa tietolehdessä määritetyn minimiturvajännitteen. Kiirehtiminen tai pakottaminen tämän jännitteen yli voi vahingoittaa akkua ja vaikuttaa testitulosten tarkkuuteen.

Lyhyiden purkautumisaikojen aikana on helppo unohtaa virta. Siksi ajan ja virran tarkka kirjaaminen on tärkein ja perustavanlaatuinen osa akun kapasiteetin laskemisessa.

Laskenta ja analyysi

Voit katsoa lataus- ja purkauksen testauslaitteiston järjestelmäkaaviota yrityksen verkkosivuilta. Laitteeseen kuuluva ohjelmisto on selkeärajapinta, ja ylemmällä tietokoneen sivulla voidaan näyttää tietoja havainnollisesti. Useimmat modernit järjestelmät voivat automaattisesti laskea kokonaisampetunnit (Ah), jotka puretaan integroimalla virta ajan funktiona. Toiset järjestelmät voivat tuottaa purkautumiskäyriä (jännite ajan funktiona), ja kaikki nämä järjestelmät voivat tarjota lisäksi edistyneempää tietoa akun terveydestä ja suorituskyvystä, kuten purkauksen jännite- ja aikakäyriä.

Miksi erikoislaitteet ovat välttämättömiä

Vaikka voit suorittaa kuormittamattoman testin yksinkertaisella järjestelmällä, jossa käytetään vain multimetriä, et voi taata testin tarkkuutta ilman asianmukaista laitteistoa. Jiuyuan Techin SDCBUS-sarja sisältää kaikki toiminnot, jotka tarvitaan tarkan akkukapasiteetin testaukseen, ja se on siksi korvaamaton työkalu.

Korkean tarkkuuden mittausvuokra

SDCBUS-sarjan avulla keskeisten laitteiden jännite- ja virtamittaukset vähentävät kapasiteettimittausvirheitä. SDCBUS-sarjan käyttö tarkoittaa, että erillisiä markkinoilla saatavilla olevia edistyneitä mittausjärjestelmiä ei tarvita.

Latausprosessi, välittömät latauspysähdystilat ja seuraava purkaminen automatisoidaan kokonaan, mikä eliminoi ihmisten aiheuttamat virheet. Jokainen testi voidaan toistaa johdonmukaisesti, mikä tekee järjestelmästä erittäin luotettavan tarkkaan kapasiteettitestaukseen.

Integroitu regeneratiivinen kuorma

Yksinkertaiset resistiiviset kuormat, jotka hukkaavat energiaa lämpönä, poiketen SDCBUS-sarja toimii regeneratiivisena DC-elektronikuormana. Se voi ottaa vastaan purkautumisenergian, muuntaa sen vaihtosähköksi ja syöttää sen takaisin rakennuksen sähköverkkoon. Tämä ominaisuus tekee pitkäkestoisesta, suurtehoisesta testauksesta paljon energiatehokkaampaa ja kustannustehokkaampaa.

Tietojen tallentaminen ja analysointi

Järjestelmän toiminnan aikana tietoja kirjataan jatkuvasti. Tämän ansiosta voidaan luoda raportteja ja analysoida jännitekäyriä mahdollisten akun heikkenemisongelmien tunnistamiseksi – myös silloin, kun tarvitset vain peruskapasiteettiarvoa.

3 Usein kysyttyä kysymystä (UKK)

K1: Kuinka kauan täysi akun kapasiteetintarkistus kestää?

Testin kesto riippuu pääasiassa purkautumisnopeudesta. Testaus 1C-purkautumisnopeudella (joka tyhjentää täyden kapasiteetin yhdessä tunnissa) kestää noin tunnin, plus lataamiseen ja lepovaiheeseen käytetty aika. Lempeämpi 0,5C-purkautumisnopeus kestää 2 tuntia. Ottaen huomioon koko syklin – lataus, lepo ja purkautuminen – yksi testi kestää tyypillisesti 3–8 tuntia, mikä on realistinen aikajänne.

K2: Miksi uusi akkuni ei saavuta mainostettua kapasiteettia?

Varmista ensin, että testaat sitä oikein ammattimaisella laitteistolla. Useimmat arvostetut valmistajat ilmoittavat akkukapasiteetin tietyissä ihanteellisissa olosuhteissa (kuten purkautumisessa 0,2C:llä 25 °C:ssa). Muut olosuhteet, kuten korkea purkautumisnopeus tai alhaisempi lämpötila, johtavat alhaisempaan kapasiteettiarvoon. Lisäksi jotkin akut vaativat useita lataus-purkausjaksoja saavuttaakseen maksimikapasiteettinsa.

Q3: Voinko käyttää tätä laitteistoa kaikentyyppisiin akkuihin?

Kyllä, järjestelmät kuten Jiuyuan Techin SDCBUS-sarja ovat erittäin monikäyttöisiä. Ne toimivat useiden eri akkukemioiden kanssa, mukaan lukien litiumioni (Li-ion), litiumrauta-fosfaatti (LFP), nikkeli-metallihydridi (NiMH), lyijy-happoakut ja virta-akut. Avaintekijä on asettaa jokaiselle akkutyypille sopivat jännitetasot, virran arvot ja pysäytusehdot. Huomaa, että tätä laitteistoa ei käytetä yksittäisten akkukenkien testaukseen.