Ohjelmoitavan tasavirtavirtalähteen käyttö akkujen testauksessa

Uusien energiamuotojen ja sähköajoneuvojen (EV) kehityksessä akun suorituskyky määrittää suoraan lopputuotteiden luotettavuuden ja turvallisuuden. Arvioidaksesi tarkasti keskeisiä indikaattoreita, kuten kapasiteettia, käyttöikää ja turvallisuutta, ohjelmoitava tasavirtakuorma on tullut välttämättömäksi työkaluksi akkujen testauksessa. Yleiskäyttöisten virtalaitteiden tapaan se ei keskity simuloimaan todellisia purkautumistilanteita ja tarkan kuormanohjauksen mahdollistamista – mikä sopii täydellisesti Zhuhai Jiuyuan Power Electronics Technology Co., Ltd.:n ydintoimintaan akkujen suorituskyvyn testauksessa (ei virtahuollon tarjoamisessa). Alla tarkastellaan ohjelmoitavan tasavirtakuorman erityiskäyttöjä akkujen testauksessa, keskittyen käytännöllisyyteen ja ymmärrettävyyteen tavallisille käyttäjille.

Akun kapasiteetin ja kunnon arviointi (SOH)

Ohjelmoitavan tasavirtakuorman perustavanlaatuisin käyttötarkoitus akkujen testauksessa on mitata akun todellinen kapasiteetti ja arvioida sen kunnon tila (SOH), mikä on ratkaisevaa siinä, täyttääkö akku suunnittelumääritykset vai onko se heikentynyt.

Akkukapasiteetti viittaa siihen kokonaisvaraukseen, jonka akku voi varastoida ja vapauttaa, ja se mitataan yleensä ampeeritunneissa (Ah). Ohjelmoitava tasavirtakuorma mahdollistaa tämän testin soveltamalla ohjattua vakiovirtakuormitusta (CC) akkuun purkautumisen aikana. Esimerkiksi 100 Ah:n litiumioniakkumoduulin testaamiseksi kuorma voidaan asettaa 0,5C-virraksi (50 A), jolloin akku purkautuu alhaisimpaan jänniterajaan saakka (esim. 3,0 V solua kohden). Järjestelmä laskee sen jälkeen kapasiteetin kertomalla purkamisvirran purkamisaikalla (Kapasiteetti = Virta × Aika).

Vertaamalla mitattua kapasiteettia akun nimelliskapasiteettiin lasketaan SOH (SOH = (Mitattu kapasiteetti / Nimelliskapasiteetti) × 100 %). Zhuhai Jiuyuanin ohjelmoitava tasavirtakuorma (integroitu SDCBUS-sarjan akkutestiinjärjestelmiin) saavuttaa ±0,05 %:n virranohjaustarkkuuden, mikä takaa, että laskettu SOH heijastaa akun todellista kuntoa – ei arvailua.

Oikeiden käyttöolosuhteiden purkautumistilanteiden simulointi

Sähköajoneuvojen, energiavarastojen tai kuluttajaelektroniikan akut kohtaavat käytännössä vaihtelevia purkautumisolosuhteita – ei ainoastaan vakiovirtaa. Ohjelmoitava tasavirtakuorma ratkaisee tämän simuloimalla dynaamisia, todellisia kuormituskuvioita ja auttaa testaamaan akkujen toimintaa todellisissa käyttöolosuhteissa.

Esimerkiksi sähköauton akku purkautuu eri tavalla kiihdytyksen aikana (suuri virta) verrattuna tasaisen ajamisen aikaan (pieni virta). Ohjelmoitava DC-kuorma voi jäljitellä tätä 'pulssikuormaa': asetetaan 200 A 10 sekunniksi (jäljitellään kiihdytystä) ja sen jälkeen 50 A 60 sekunniksi (jäljitellään tasaisen ajamisen tilaa), toistetaan sykliä, jotta simuloidaan tyypillistä ajoa. Vastaavasti kannettavan laitteen akun kohdalla kuorma voi simuloida epäsäännöllistä purkautumista (esim. 2 A viiden minuutin ajan, 0,5 A 15 minuutin ajan) käyttöajan testaamiseksi.

Tämä käyttötapa varmistaa, että laboratoriossa testattu akun suorituskyky vastaa todellista käyttäytymistä – tämä on keskeinen vaatimus Zhuhai Jiuyuanin asiakkaille sähköauto- ja uusiutuvan energian aloilla.

Akun turvallisuussuojauksen toiminnan varmistaminen

Akut on varustettu turvamekanismeilla (esim. ylivirtasuoja, liiallisen purkauksen esto), jotka estävät vaurioita tai vaaratilanteita. Ohjelmoitavaa DC-kuormaa käytetään näiden suojatoimintojen testaamiseen, jotta varmistetaan niiden luotettava toiminta poikkeusoloissa.

Esimerkiksi akun ylivirtasuojaus (OCP) testataan siten, että ohjelmoitava tasavirtakuorma lisää purkautumisvirtaa asteittain, kunnes akun sisäinen suojapiiri laukaisee sammutuksen. Kuorma tallentaa tarkan virran, jolla suojaus käynnistyy, ja varmistaa, onko se linjassa akun suunnittelumääritysten kanssa (esim. OCP 120 A EV-akussa).

Vastaavasti alipurkauksen eston testaamiseksi kuorma purkaa akkua sen suositeltua alinta jännitetasoa alemmas (esim. 2,5 V solua kohden), jotta voidaan vahvistaa, että akku katkaisee virran estääkseen pysyvän vaurion. Zhuhai Jiuyuanin järjestelmä lisää turvallisuustason integroimalla hätäpysäytystoiminnot (E-Stop) ja reaaliaikaisen jännite-/virranseurannan, mikä takaa riskittömän testauksen.

Akun kestokokeen nopeuttaminen

Akun kestokäyttöikä (lataus-purkaussyklien määrä, jonka akku kestää ennen kuin sen kapasiteetti laskee 80 % nimellisarvosta) on tärkeä pitkän aikavälin suorituskyvyn indikaattori. Ohjelmoitava tasavirtakuorma nopeuttaa tätä testiä automatisoimalla toistuvia lataus-purkaussyklejä, mikä vähentää siihen kuluva aika, joka tarvitaan käyttöiän arviointiin.

Perinteinen syklitestaus voisi kestää kuukausia, jos se tehdään manuaalisesti, mutta ohjelmoitava tasavirtakuorma (yhdistettynä tarkkuuslaturiin) automatisoi prosessin: purkaa akku alarajaan asti kuorman avulla, ja laukaisee sen jälkeen laturin lataamaan sen ylärajaan – toistamalla sykliä 500, 1000 tai useampia kertoja. Kuorma tallentaa kapasiteetin tiedot jokaisen syklin jälkeen, jolloin insinöörit voivat seurata, miten kapasiteetti heikkenee ajan myötä.

Zhuhai Jiuyuanin järjestelmä tukee vuorokauden ympäri jatkuvaa syklimittaus-testausta, ja monikanavainen rakenne mahdollistaa 8–16 akkumoduulin rinnakkaistestaamisen samanaikaisesti. Tämä vähentää testausaikaa jopa 70 % verrattuna yksikanavajärjestelmiin, mikä on kriittistä suuren volyymisen R&D:n tai tuotannon laadunvalvonnassa.

Akun sisäisen resistanssin testaus

Sisäinen resistanssi on piilotettu indikaattori akun kuntoon: korkeampi resistanssi tarkoittaa, että akku hukkaa enemmän energiaa lämpönä ja saattaa olla vaikeuksissa toimittaa suurta virtaa. Ohjelmoitava tasavirtakuorma auttaa mittaamaan tätä resistanssia käyttämällä "kuorman askelmenetelmää".

Näin se toimii: kuorma soveltaa akkuun kahta eri virtatasoa (esim. 10 A ja 50 A) ja rekisteröi vastaavat jännitepudotukset. Käyttäen Ohmin lakia (Resistanssi = Jännite-ero / Virta-ero) järjestelmä laskee akun sisäisen resistanssin. Esimerkiksi, jos 10 A aiheuttaa 32 V ja 50 A aiheuttaa 30 V, resistanssi on (32 V – 30 V) / (50 A – 10 A) = 0,05 Ω.

Tämä käyttö on erityisen tärkeää vanhentuville akkuille – nouseva sisäinen vastus usein viittaa lähenevään vikaantumiseen, mikä mahdollistaa virheellisten yksiköiden varhaisen tunnistamisen.

Miksi valita Zhuhai Jiuyuanin ohjelmoitavan tasavirtakomponentin akkujen testaukseen?

Zhuhai Jiuyuan on erikoistunut akkujen suorituskyvyn testauslaitteisiin, ja sen ohjelmoitava tasavirtakuorma (osa SDCBUS-sarjaa) on suunniteltu erityisesti uusiutuvan energian ja sähköautojen akkujen testaukseen – ei teollista automaatiota, UPS-invertteriä tai tarkkuusinstrumenttien testauskykyjä (linjassa yrityksen keskittymisen kanssa). Tärkeimmät edut ovat:

• Korkea tarkkuus: ±0,05 % virtasäätö ja ±0,05 % jännitemittaus varmistavat luotettavan testidatan.
• Oikean maailman simulointi: tukee dynaamisia kuormaprofiileja vastaamaan sähköautojen, energiavarastojen ja kuluttajalaitteiden käyttötapoja.
• Laajennettavuus: monikanavaiset ja kaskadikyvyt pieniin moduuleihin ja suuriin akkupaketteihin.
• Yrityksille ja laboratorioille, jotka tarvitsevat tarkan akkujen suorituskyvyn testauksen, Zhuhai Jiuyuanin ohjelmoitava tasavirtakuorma muuttaa monimutkaisen testauksen sujuvaksi ja luotettavaksi prosessiksi.

Yrityksille ja laboratorioille, jotka tarvitsevat tarkan akkujen suorituskyvyn testauksen, Zhuhai Jiuyuanin ohjelmoitava tasavirtakuorma muuttaa monimutkaisen testauksen sujuvaksi ja luotettavaksi prosessiksi.