Come testare con precisione la capacità della batteria ricaricabile?

Conoscere la capacità che una batteria ricaricabile è in grado di mantenere è molto importante. Diverse batterie ricaricabili immagazzinano quantità differenti di energia, quindi determinare con precisione quanta potenza possono fornire per far funzionare un dispositivo è un aspetto fondamentale. Indica anche per quanto tempo la batteria può far funzionare un dispositivo e con quale efficienza può essere ricaricata. Ma ecco il punto: nessuna di queste informazioni è utile se i risultati del test sulla capacità della batteria non sono accurati. Questo articolo ti guiderà passo dopo passo nel processo di esecuzione di test accurati sulla capacità della batteria, utilizzando apparecchiature della serie SDCBUS di Jiuyuan Tech per dispositivi di prova delle prestazioni delle batterie per veicoli elettrici.

Perché è importante testare con accuratezza la capacità della batteria

Scoprire la capacità di una batteria ricaricabile è molto importante. Poiché diverse batterie ricaricabili immagazzinano quantità differenti di energia, conoscere con precisione quanta potenza possono fornire per far funzionare un dispositivo è estremamente importante. Inoltre, permette di sapere per quanto tempo la batteria può alimentare un dispositivo e con quale efficienza può essere ricaricata. Tuttavia, tutte queste informazioni sono inutili se i risultati dei test che misurano la capacità della batteria non sono accurati. Questo articolo ti guiderà passo dopo passo nel processo di esecuzione di test accurati sulla capacità della batteria, utilizzando apparecchiature della serie SDCBUS di Jiuyuan Tech per dispositivi di prova delle prestazioni delle batterie per veicoli elettrici.

Cos'è la capacità della batteria

Se non si conosce la capacità di una batteria, confrontarla con una batteria da 5.000 mAh è privo di significato. Una batteria è considerata avere una certa capacità solo se riesce a far funzionare un dispositivo ricaricabile per la durata corrispondente. Ad esempio, si dice che una batteria abbia una capacità di 5.000 mAh solo se è in grado di alimentare un dispositivo per un'ora. La capacità di una batteria varia in base a diversi parametri, come temperature diverse, valori di uscita e l'età della batteria.

I metodi accurati per testare la capacità della batteria seguono un processo passo dopo passo: innanzitutto, si sovraccarica la batteria, quindi la si scarica a un ritmo lento. L'intera procedura si basa sul mantenere il dispositivo acceso per un periodo specifico e misurare l'energia erogata insieme alla capacità della batteria. Tuttavia, ogni procedura ha delle regole che devono essere seguite.

Preparazione al test e comprensione della chimica della batteria

Se la batteria è nuova e non utilizzata, la maggior parte degli esperti consiglia di effettuare prima 1 o 2 cicli di carica-scarica. Questo aiuta a stabilizzare le reazioni chimiche all'interno della batteria, rendendo più accurate le successive misurazioni della capacità.

Quando si allestisce l'area di prova, assicurarsi che sia delle dimensioni appropriate e con una buona circolazione dell'aria. Avere a disposizione contenitori ignifughi e mantenere l'equipaggiamento di protezione individuale (EPI) facilmente accessibile—questo è particolarmente importante quando si testano batterie ad alta potenza, come quelle utilizzate nelle automobili. Omettere questi passaggi di sicurezza potrebbe mettere in pericolo sé stessi e gli altri.

Anche il controllo della temperatura è fondamentale per ottenere risultati accurati. Di solito, testare le batterie a 25°C (±2°C) fornisce dati più affidabili. Temperature più elevate possono far risultare la capacità molto superiore al valore reale, quindi è essenziale mantenere la temperatura stabile durante il test.

Caricare completamente la batteria

È meglio utilizzare un grafico con coordinate XY per mostrare la tensione costante e la corrente costante durante i nostri test. Seguire la procedura CC-CV (Corrente Costante-Tensione Costante) senza alcuna modifica.

A questo stadio, è importante comprendere queste batterie e come utilizzarle correttamente. La ricarica non è completa finché la corrente di carica non raggiunge o supera il "livello di cutoff". È possibile calcolare facilmente questo valore determinando innanzitutto la corrente necessaria per caricare completamente la batteria. Ad esempio, se occorre 1 ampere per caricare completamente la batteria, è necessario caricarla in fasi e ridurre la corrente a 0,1 ampere una volta raggiunto il valore di 1 ampere; questa è chiamata corrente di riposo. Si noti che l'uso di un timer non è solo difficile, ma rende anche il processo di carica più lungo. In questa situazione, è necessaria un'alimentazione programmabile.

Il Periodo di Riposo

Al termine della ricarica, il passo successivo è il periodo di riposo, noto anche come bilanciamento post-ricarica, che di solito dura da 1 a 2 ore. Questa pausa è molto importante perché permette alle reazioni chimiche interne di stabilizzarsi e alla tensione di assestarsi (anche durante queste 1-2 ore, la tensione nel periodo di riposo può comunque fluttuare leggermente). Ciò garantisce l'accuratezza dei risultati del successivo test di scarica.

Scarica Controllata (Il Passaggio Più Critico)

Questo è il passaggio più cruciale dell'intero processo. I seguenti passi devono essere seguiti con attenzione e precisione; in caso contrario, la maggior parte degli errori nell'intera procedura si verificherà proprio in questa fase.

Utilizzare la Scarica a Corrente Costante (CC): La corrente di scarica deve rimanere invariata per tutta la durata di questo passaggio, anche durante il processo di scarica a corrente costante.

Scegli la corretta velocità di scarica (C-rate): La capacità della batteria può variare in base alla velocità di scarica. Ricorda che, affinché i tuoi risultati di test siano significativi e ripetibili, devi specificare il C-rate utilizzato.

La tensione alla quale termina la scarica è chiamata tensione di cutoff di scarica. Questa tensione deve essere registrata così com'è. Scarica la batteria fino a raggiungere la tensione minima sicura indicata nel relativo datasheet. Forzare o accelerare la scarica oltre questa tensione può danneggiare la batteria e influire sull'accuratezza dei risultati del test.

Durante brevi periodi di scarica, è facile perdere traccia della corrente. Pertanto, registrare con precisione tempo e corrente è la parte più basilare e importante per il calcolo della capacità della batteria.

Calcolo e Analisi

Puoi fare riferimento al diagramma del sistema dell'apparecchiatura di prova carica-scarica presente sul sito web dell'azienda. Il software fornito con l'attrezzatura ha un'interfaccia chiara e la pagina del computer superiore può visualizzare i dati in modo intuitivo. La maggior parte dei sistemi moderni può calcolare automaticamente l'ammontare totale di ampere-ora (Ah) erogati integrando la corrente nel tempo. Altri sistemi possono generare curve di scarica (che mostrano la tensione nel tempo), e tutti questi sistemi possono fornire dati più avanzati relativi allo stato e alle prestazioni della batteria, come le curve di tensione e tempo di scarica.

Perché l'attrezzatura specializzata è indispensabile

Sebbene tu possa eseguire un test a vuoto utilizzando un sistema semplice con un multimetro, non puoi garantire l'accuratezza del test senza un'adeguata strumentazione. La serie SDCBUS di Jiuyuan Tech integra tutte le funzioni necessarie per effettuare test accurati sulla capacità della batteria, rendendola uno strumento indispensabile.

Resa di misurazione ad alta precisione

Con la serie SDCBUS, i risultati della misurazione di tensione e corrente dei dispositivi chiave riducono gli errori di misurazione della capacità. L'utilizzo della serie SDCBUS significa che non è necessario ricorrere a sistemi di misurazione avanzati separati disponibili sul mercato.

L'intero processo di carica, pause intermittenti di carica e successiva scarica è automatizzato, eliminando gli errori umani. Ogni test può essere ripetuto in modo costante, rendendo il sistema altamente affidabile per test accurati della capacità.

Carico Rigenerativo Integrato

A differenza dei semplici carichi resistivi che dissipano energia sotto forma di calore, la serie SDCBUS funziona come un carico elettronico DC rigenerativo. Può assorbire l'energia in fase di scarica, convertirla in potenza AC e reimmetterla nella rete elettrica dell'edificio. Questa caratteristica rende i test a lungo termine e ad alta potenza molto più efficienti dal punto di vista energetico e convenienti dal punto di vista economico.

Registrazione e Analisi dei Dati

Durante il funzionamento del sistema, i dati vengono registrati continuamente. Ciò rende possibile generare rapporti e analizzare le curve di tensione per identificare eventuali problemi di degrado della batteria, anche quando è richiesto soltanto il valore base della capacità.

3 Domande Frequenti (FAQ)

Domanda 1: Quanto tempo richiede un test completo della capacità della batteria?

Il tempo di prova dipende principalmente dalla velocità di scarica. Un test effettuato con una scarica a 1C (che scarica completamente la capacità in un'ora) richiede circa un'ora, più il tempo necessario per la ricarica e il riposo. Una scarica più delicata a 0,5C richiede 2 ore. Considerando l'intero ciclo di carica, riposo e scarica, un singolo test richiede tipicamente da 3 a 8 ore, un intervallo realistico.

Domanda 2: Perché la mia batteria nuova non raggiunge la capacità pubblicizzata?

Prima di tutto, assicurati di eseguire il test correttamente utilizzando apparecchiature professionali. La maggior parte dei produttori affidabili indica la capacità della batteria in base a specifiche condizioni ideali (ad esempio, scarica a 0,2C a 25°C). Altre condizioni, come un'elevata velocità di scarica o temperature più basse, comporteranno una capacità misurata inferiore. Inoltre, alcune batterie necessitano di diversi cicli di carica-scarica per raggiungere la loro massima capacità.

Domanda 3: Posso utilizzare questo equipaggiamento con tutti i tipi di batterie?

Sì, sistemi come la serie SDCBUS di Jiuyuan Tech sono molto versatili. Funzionano con diverse chimiche delle batterie, inclusi agli ioni di litio (Li-ion), al fosfato di ferro e litio (LFP), nichel-metallo idruro (NiMH), batterie al piombo-acido e batterie a flusso. L'importante è impostare i limiti di tensione, le correnti e le condizioni di terminazione appropriati per ciascun tipo specifico di batteria. Si noti che questo equipaggiamento non viene utilizzato per testare singole celle batteria.