EN
充電式バッテリーがどれだけの容量を持っているかを知ることは非常に重要です。異なる充電式バッテリーはそれぞれ異なる量のエネルギーを蓄えるため、デバイスを駆動するためにどの程度の電力を供給できるかを正確に把握することは重要なポイントです。また、バッリーがデバイスをどれだけの時間動作させられるか、および再充電性能がどの程度かについてもわかります。しかし、肝心なのは、バッテリー容量のテスト結果が正確でなければ、これらの情報のいずれも役に立たないということです。この記事では、九源科技のSDCBUSシリーズ電源バッテリー性能試験装置を使用して、正確なバッテリー容量テストを行うステップバイステップの手順を紹介します。
なぜ正確なバッテリー容量テストが重要なのか
充電池の容量を把握することは非常に重要です。さまざまな充電池は異なる量のエネルギーを蓄えるため、デバイスを駆動するために供給できる電力の正確な量を知ることは極めて重要です。また、どのくらいの時間バッテリーがデバイスに電力を供給できるか、および再充電性能がどの程度かについてもわかります。しかし、バッテリー容量を測定する際のテスト結果が正確でなければ、こうした情報はすべて意味をなしません。この記事では、九源科技（Jiuyuan Tech）のSDCBUSシリーズ電源バッテリー性能試験装置を使用して、正確なバッテリー容量テストを段階的に実施する方法を紹介します。
バッテリー容量とは
バッテリーの容量がわからない場合、5,000 mAhのバッテリーと比較しても意味がありません。バッテリーは、対応する時間だけ充電式デバイスを動作させることができる場合にのみ、特定の容量を持っていると見なされます。たとえば、あるバッテリーが1時間デバイスに電力を供給できる場合にのみ、その容量は5,000 mAhであると言えます。バッテリーの容量は、温度、出力値、バッテリーの使用年数といった異なる条件でそれぞれ最適な性能を発揮します。
バッテリー容量を正確に測定する方法には、段階的なプロセスがあります。まずバッテリーを過充電し、その後ゆっくりとしたレートで放電します。この一連の手順は、装置を一定期間稼働させ続け、出力エネルギーとバッテリー容量を測定することに依存しています。ただし、どのような手順にも守るべきルールがあります。
テストの準備とバッテリーの化学的性質の理解
バッテリーが新品で未使用の場合、多くの専門家はまず1〜2回の充放電サイクルを行うことを推奨しています。これにより、バッテリー内部の化学反応が安定し、その後の容量測定がより正確になります。
テストエリアを設置する際は、適切なサイズで空気の循環が良好であることを確認してください。耐火性の容器を用意し、個人用保護具（PPE）はすぐに手の届く場所に置いてください。これは、自動車用などの高出力バッテリーをテストする場合に特に重要です。これらの安全対策を省略すると、あなた自身や周囲の人々の危険につながる可能性があります。
正確な結果を得るためには、温度管理も非常に重要です。通常、25°C（±2°C）でバッテリーをテストすることで、最も信頼性の高いデータが得られます。高温環境では容量の測定値が実際よりも高くなるため、テスト中は温度を一定に保つことが不可欠です。
バッテリーの完全充電
テスト中に定電圧および定電流を示すには、XY座標グラフを使用するのが最適です。CC-CV（定電流-定電圧）手順を一切変更せずに従ってください。
この段階では、これらのバッテリーの理解と正しい使用方法を把握することが重要です。充電電流が「カットオフレベル」に達するか、それを上回るまで、充電は完了したとはみなされません。まず、バッテリーを完全に充電するために必要な電流を算出することで、これを簡単に計算できます。たとえば、バッテリーを完全に充電するのに1アンペアかかる場合、複数段階で充電を行い、1アンペアに達した時点で電流を0.1アンペアまで低下させる必要があります。これを静止電流（クワイエサント電流）と呼びます。タイマーを使用することは困難であるだけでなく、充電時間をさらに長くしてしまうため、この状況ではプログラマブル電源装置が不可欠です。
休止期間
充電が終了した後、次のステップは休止期間、いわゆる充電後バランスです。この期間は通常1〜2時間続きます。この中断は非常に重要であり、内部の化学反応が安定し、電圧が落ち着く時間を提供します（この1〜2時間の間でも、休止期間中の電圧はわずかに変動する可能性があります）。これにより、その後の放電テスト結果の正確性が保証されます。
制御された放電（最も重要なステップ）
これは全工程の中で最も重要なステップです。以下の手順は注意深くかつ正確に実行しなければなりません。そうでない場合、プロセス全体における大部分の誤差がこの段階で発生します。
定電流（CC）放電を使用：このステップ中は、定電流放電プロセス中を含め、放電電流は一定に保たなければなりません。
正しい放電レート（Cレート）を選択してください：バッテリー容量は放電レートによって変化する可能性があります。テスト結果に意味があり再現可能にするためには、使用したCレートを必ず明記する必要があります。
放電が停止するときの電圧は放電終止電圧と呼ばれます。この電圧はそのまま記録すべきです。バッテリーのデータシートに記載されている最小安全電圧まで放電を行ってください。この電圧を超えて無理に放電を進めると、バッテリーを損傷し、テスト結果の正確性に影響を与える可能性があります。
短期間の放電中は、電流の管理を見失いやすくなります。そのため、時間と電流を正確に記録することは、バッテリー容量を計算する上で最も基本的で重要な作業です。
計算と分析
充放電試験装置のシステム図は、会社のウェブサイトを参照してください。 機器に付属するソフトウェアは明確なインターフェースを備えており、上位コンピュータのページでデータを直感的に表示できます。多くの現代システムでは、電流を時間で積分することで、放出された総電気量（Ah）を自動的に計算できます。他のシステムでは放電曲線（時間に対する電圧の変化）を生成でき、これらのすべてのシステムは放電電圧や時間曲線など、バッテリーの健康状態と性能に関するより高度なデータを提供できます。
専門機器が不可欠である理由
マルチメータを使用した簡易システムで無負荷テストを行うことは可能ですが、適切な機器なしではテストの正確性を保証できません。九源科技のSDCBUSシリーズは、正確なバッテリー容量テストに必要なすべての機能を統合しており、欠かせないツールとなっています。
高精度測定による収率
SDCBUSシリーズを使用することで、主要なデバイスの電圧および電流の測定結果が得られ、容量測定の誤差を低減します。SDCBUSシリーズを利用すれば、市販の個別の高度測定システムを使用する必要がなくなります。
充電、間欠的な充電停止、その後の放電に至るまでの全プロセスが自動化されており、人的ミスを排除します。すべてのテストを一貫して繰り返すことが可能であり、正確な容量試験において非常に信頼性の高いシステムです。
統合型再生負荷
単純な抵抗負荷のようにエネルギーを熱として無駄にするのとは異なり、SDCBUSシリーズは再生可能DC電子負荷として機能します。放電エネルギーを吸収し、交流電力に変換して建物内の電力系統に再供給することが可能です。この機能により、長期的かつ高電力での試験がはるかに省エネルギーでコスト効率が良くなります。
データ記録と分析
システムの運用中、データは継続的に記録されます。これにより、基本的な容量値しか必要としない場合でも、レポートの生成や電圧曲線の分析を通じて、潜在的なバッテリー劣化の問題を特定することが可能になります。
3 よくある質問 (FAQ)
Q1: バッテリー容量の完全なテストにはどのくらいの時間がかかりますか？
テスト時間は主に放電レートによって異なります。1Cの放電レート（1時間で全容量を放電する）でのテストには約1時間かかり、充電および休止に必要な時間を加えるとさらに長くなります。より穏やかな0.5C放電レートでは2時間かかります。充電、休止、放電の一連のサイクル全体を考慮すると、通常1回のテストに3〜8時間程度かかります。これは現実的な所要時間です。
Q2: 新しいバッテリーなのに、宣伝されている容量に達しないのはなぜですか？
まず、専門の機器を使用して正しくテストしていることを確認してください。多くの信頼できるメーカーは、特定の理想的な条件下（例えば25°Cで0.2Cでの放電など）でバッテリー容量を評価しています。高い放電レートや低い温度などの他の条件下では、測定される容量が低くなることがあります。また、いくつかのバッテリーは最大容量に達するまでに数回の充放電サイクルを必要とします。
Q3: この装置をすべてのバッテリー種類に使用できますか？
はい、Jiuyuan TechのSDCBUSシリーズのようなシステムは非常に多用途です。リチウムイオン（Li-ion）、リン酸鉄リチウム（LFP）、ニッケル水素（NiMH）、鉛蓄電池、フロー電池など、さまざまなバッテリー化学系に対応しています。ポイントは、それぞれのバッテリー種類に適した電圧制限、電流レート、および終了条件を設定することです。なお、この装置は個別のバッテリーセルのテストには使用されません。