Hogyan teszteljük pontosan az akkumulátor kapacitását?

Nagyon fontos, hogy mennyi kapacitást képes tárolni egy újratölthető akkumulátor. A különböző újratölthető akkumulátorok eltérő mennyiségű energiát tárolnak, így az egyik legfontosabb szempont annak pontos meghatározása, hogy mennyi teljesítményt tudnak biztosítani egy eszköz működtetéséhez. Ez azt is megmutatja, hogy mennyi ideig képes az akkumulátor üzemben tartani az eszközt, és milyen jól tölthető újra. Ám itt jön a lényeg: ezek az információk semmire sem használhatók, ha az akkumulátor kapacitására vonatkozó teszteredmények nem pontosak. Ez a cikk végigvezeti Önt a pontos akkumulátor-kapacitás-tesztelés lépésről lépésre történő folyamatán Jiuyuan Tech SDCBUS sorozatú teljesítményakkumulátor-tesztelő készülékeinek felhasználásával.

Miért fontos a pontos akkumulátor-kapacitás mérése

A feltölthető akkumulátor kapacitásának megállapítása nagyon fontos. Mivel a különböző típusú újratölthető akkuk eltérő mennyiségű energiát tárolnak, ezért rendkívül lényeges pontosan tudni, hogy mekkora teljesítményt képesek biztosítani egy eszköz működtetéséhez. Ez azt is jelzi, hogy mennyi ideig tudja az akkumulátor táplálni az eszközt, és milyen jól tölthető vissza. Ugyanakkor mindez az információ semmit sem ér, ha az akkumulátor kapacitását mérő teszteredmények nem pontosak. Cikkünk lépésről lépésre vezeti végig Önt a pontos akkumulátor-kapacitás mérések elvégzésén, a Jiuyuan Tech SDCBUS sorozatú teljesítmény-akkumulátor tesztelő készülékeinek felhasználásával.

Mi az akkumulátor-kapacitás

Ha nem ismeri egy akkumulátor kapacitását, akkor értelmetlen összehasonlítani egy 5000 mAh-s akkumulátorral. Egy akkumulátor csak akkor számít adott kapacitásúnak, ha képes egy újratölthető eszközt a megfelelő ideig működtetni. Például egy akkumulátornak csak akkor mondható 5000 mAh-es kapacitása, ha egy órán át képes táplálni egy eszközt. Egy akkumulátor teljesítménye különböző paraméterek mellett, például hőmérsékletváltozások, kimeneti értékek és az akkumulátor életkora függvényében változik.

A pontos akkumulátor-kapacitás-mérési módszerek lépésről lépésre történő eljáráson alapulnak: először túltöltik az akkumulátort, majd lassú ütemben kisütik. Az egész eljárás során az eszközt meghatározott ideig működtetik, és mérik a kimenő energiát, valamint az akkumulátor kapacitását. Minden eljárásnak azonban szabályai vannak, amelyeket be kell tartani.

Tesztelésre való felkészülés és az akkumulátorok kémiai felépítésének megértése

Ha az akkumulátor új és még nem használták, a szakértők többsége azt javasolja, hogy először végezzen el 1–2 teljes töltési és kisütési ciklust. Ez segít stabilizálni az akkumulátor belsejében lejátszódó kémiai reakciókat, így a későbbi kapacitásmérések pontosabbak lesznek.

A tesztelési terület beállításakor győződjön meg arról, hogy megfelelő méretű és jó légcirkulációjú legyen. Készítsen elő tűzálló edényeket, és tartsa kéznél a személyi védőfelszereléseket (PPE) – ez különösen fontos nagy teljesítményű akkumulátorok, például autókban használt elemek tesztelésekor. Ezeknek a biztonsági lépéseknek az elhagyása magát és másokat is veszélybe sodorhat.

A pontos eredményekhez a hőmérséklet-szabályozás is alapvető fontosságú. Általában a 25 °C (±2 °C) hőmérsékleten végzett akkumulátor-tesztelés adja a legmegbízhatóbb adatokat. A magasabb hőmérséklet jelentősen megnövelheti a kapacitásmérés értékét a ténylegesnél, ezért elengedhetetlen a hőmérséklet stabilitásának fenntartása a teszt során.

Az akkumulátor teljes feltöltése

Az állandó feszültség és állandó áram bemutatásához a legjobb az XY-koordináta-grafikon használata a tesztelés során. Kövesse a CC-CV (Constant Current-Constant Voltage) eljárást mindenféle módosítás nélkül.

Ezen a ponton fontos megérteni ezeket az akkumulátorokat, és azt, hogyan kell őket helyesen használni. A töltés addig nem teljes, amíg a töltőáram el nem éri vagy nem haladja meg a „kikapcsolási szintet”. Ezt könnyen kiszámíthatja úgy, hogy először meghatározza a teljes töltéshez szükséges áramerősséget. Például, ha 1 amperre van szükség az akkumulátor teljes feltöltéséhez, több szakaszban kell tölteni, és amikor az áram eléri az 1 amper értéket, csökkentenie kell 0,1 amperre – ezt nevezzük nyugalmi áramnak. Vegye figyelembe, hogy időzítő használata nemcsak nehézkes, hanem hosszabbá is teszi a töltési folyamatot. Ebben az esetben programozható tápegység szükséges.

Pihenőidő

A töltés befejezése után következik a pihenőidő, más néven poszt-töltési kiegyensúlyozódás, amely általában 1–2 órát vesz igénybe. Ez a szünet nagyon fontos, mivel lehetővé teszi, hogy a belső kémiai reakciók leálljanak és a feszültség stabilizálódjon (a pihenőidő alatt a feszültség ennek ellenére még mindig enyhén ingadozhat). Ez viszont biztosítja a következő kisütési teszt eredményeinek pontosságát.

Szabályozott kisütés (A legfontosabb lépés)

Ez az egész folyamat leglényegesebb lépése. A következő lépéseket gondosan és pontosan kell végrehajtani; ellenkező esetben a teljes eljárás során fellépő hibák többsége ezen a ponton keletkezik.

Állandó áramú (CC) kisütés használata: Az áramerősségnek ezen a lépésen keresztül változatlanul kell maradnia, még a konstans áramú kisütés folyamata alatt is.

Válassza ki a megfelelő kisütési rátát (C-rate): A kisütési ráta befolyásolhatja az akkumulátor kapacitását. Ne feledje, hogy a teszteredmények értelmesek és ismételhetőek legyenek, meg kell adnia a használt C-rátát.

A kisütés befejeződésének feszültsége a kisütési végponti feszültség néven ismert. Ezt a feszültséget pontosan fel kell jegyezni. Kisüsse az akkumulátort addig, amíg eléri az adatlapján megadott minimális biztonságos feszültséget. Az ezen túli kisütés siettetése vagy kényszerítése károsíthatja az akkumulátort, és torzíthatja a teszteredmények pontosságát.

Rövid idejű kisütés során könnyen elveszíthető a folyamatos áramfigyelem. Ezért a pontos idő és áramerősség feljegyzése az akkumulátor kapacitásának kiszámításának legalapvetőbb és legfontosabb része.

Számítás és elemzés

Tekintse meg a vállalat honlapján a töltés-kisütés tesztberendezés rendszerdiagramját. A berendezéshez tartozó szoftver átlátható felülettel rendelkezik, a felső számítógépes oldal pedig intuitívan jeleníti meg az adatokat. A legtöbb modern rendszer automatikusan kiszámíthatja az összes kisütött amperórá (Ah) értéket az áramerősség időbeli integrálásával. Más rendszerek kisütési görbéket hozhatnak létre (amelyek megmutatják a feszültséget az idő függvényében), és mindezen rendszerek további speciális adatokat is szolgáltathatnak az akkumulátor állapotáról és teljesítményéről, például a kisütési feszültség- és időgörbékről.

Miért nélkülözhetetlen a szakosodott berendezés

Bár egyszerű mérőeszközzel, multiméterrel végezhető terhelésmentes teszt, a megfelelő berendezés nélkül nem garantálható a vizsgálat pontossága. A Jiuyuan Tech SDCBUS sorozata integrálja az összes pontos akkumulátorkapacitás-méréshez szükséges funkciót, így elengedhetetlen eszközzé válik.

Nagy pontosságú mérési eredmény

Az SDCBUS sorozattal a feszültség- és áramerősség-mérési eredmények kulcsfontosságú eszközökön csökkentik a kapacitásmérés hibáit. Az SDCBUS sorozat használata azt jelenti, hogy nincs szükség a piacon elérhető különálló, fejlett mérőrendszerekre.

A töltési folyamat, az időszakos töltésszünetek és a következő kisütés teljes folyamata automatizált, így kiküszöböli az emberi hibákat. Minden tesztet egységesen meg lehet ismételni, ami megbízható rendszert biztosít a pontos kapacitásméréshez.

Integrált visszatápláló terhelés

Ellentétben az egyszerű ellenállásos terhelésekkel, amelyek az energiát hőként disszipálják, az SDCBUS sorozat visszatápláló egyenáramú elektronikus terhelésként működik. Képes a kisütési energiát elnyelni, váltóárammá alakítani, majd visszatáplálni az épület villamos hálózatába. Ez a funkció sokkal energiahatékonyabbá és költséghatékonyabbá teszi a hosszú távú, nagy teljesítményű tesztelést.

Adatgyűjtés és elemzés

A rendszer működése során folyamatosan rögzítésre kerülnek az adatok. Ez lehetővé teszi a jelentések készítését és a feszültséggörbék elemzését, így akár olyan akkumulátor-degradációs problémák is felismerhetők, amikor csak az alapvető kapacitásértékre van szükség.

3 Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)

K1: Mennyi ideig tart egy teljes akkumulátor-kapacitás-teszt?

A tesztidő elsősorban a kisütési sebességtől függ. Egy 1C-es kisütési sebességnél (ami egy óra alatt süti ki a teljes kapacitást) a teszt körülbelül egy órát vesz igénybe, plusz a töltéshez és nyugalmi időhöz szükséges idő. Egy enyhébb, 0,5C-es kisütési sebesség körülbelül 2 órát vesz igénybe. Figyelembe véve a teljes ciklust – töltés, nyugalom és kisütés – egyetlen teszt általában 3–8 órát vesz igénybe, ami valós időkeretnek tekinthető.

K2: Miért nem éri el az új akkumulátorom a hirdetett kapacitást?

Először is győződjön meg arról, hogy megfelelő szakmai felszereléssel végzi a tesztet. A tiszteletben tartott gyártók általában meghatározott ideális körülmények között adják meg az akkumulátor kapacitását (például 0,2C merítés 25 °C-on). Más körülmények, például magas merítési ráta vagy alacsonyabb hőmérséklet esetén az akkumulátor kapacitása alacsonyabb lehet. Emellett egyes akkumulátorok több töltési-merítési ciklus után érik el maximális kapacitásukat.

3. kérdés: Használhatom ezt a berendezést minden akkumulátortípusnál?

Igen, a Jiuyuan Tech SDCBUS sorozatú rendszerei nagyon sokoldalúak. Különböző akkumulátor-kémiai típusokkal működnek, beleértve a lítium-ion (Li-ion), lítium-vas-foszfát (LFP), nikkel-fém-hidrid (NiMH), ólom-savas akkumulátorokat és redox-áramforrásokat. A lényeg az, hogy minden konkrét akkumulátortípushoz megfelelő feszültséghatárokat, áramerősségeket és leállítási feltételeket állítsanak be. Figyelem: ezt a berendezést nem egyedi akkumulátorcellák tesztelésére használják.