Hvordan teste oppladbare batterikapasiteter nøyaktig?

Å vite hvor mye kapasitet et oppladbart batteri kan ha, er veldig viktig. Forskjellige oppladbare batterier lagrer ulike mengder energi, så å finne ut nøyaktig hvor mye strøm de kan levere for å drive en enhet, er et sentralt punkt. Det forteller også hvor lenge batteriet kan holde en enhet i drift og hvor godt det kan lades opp igjen. Men her kommer poenget – ingen av disse opplysningene er nyttige hvis testresultatene for batterikapasiteten ikke er nøyaktige. I denne artikkelen går vi steg for steg gjennom prosessen med å utføre nøyaktige tester av batterikapasitet, ved bruk av utstyr fra Jiuyuan Techs SDCBUS-serie for testing av ytelse til kraftbatterier.

Hvorfor nøyaktig testing av batterikapasitet er viktig

Å finne ut kapasiteten til et oppladbart batteri er viktig. Siden ulike oppladbare batterier lagrer forskjellige mengder energi, er det ekstremt viktig å vite nøyaktig hvor mye strøm de kan levere for å drive en enhet. Det forteller også hvor lenge batteriet kan forsyne en enhet med strøm og hvor godt det lar seg lade opp igjen. Imidlertid betyr all denne informasjonen ingenting hvis testresultatene som måler batteriets kapasitet ikke er nøyaktige. Denne artikkelen vil guide deg gjennom trinn-for-trinn-prosessen med å utføre nøyaktige kapasitetstester av batterier, ved bruk av utstyr fra Jiuyuan Techs SDCBUS-serie for testing av ytelse i kraftbatterier.

Hva er batterikapasitet

Hvis du ikke kjenner et batteris kapasitet, er det meningsløst å sammenligne det med et 5 000 mAh-batteri. Et batteri anses bare å ha en viss kapasitet hvis det kan drive en oppladbart enhet i den tilhørende tidsperioden. For eksempel sies et batteri å ha 5 000 mAh kapasitet bare dersom det kan forsyne en enhet med strøm i én time. Et batteris kapasitet presterer best under ulike parametere, som varierende temperaturer, utgangsverdier og batteriets alder.

De nøyaktige metodene for å teste batterikapasitet følger en trinnvis prosess: først overopplad batteriet, deretter utlad det med en lav hastighet. Hele prosedyren er avhengig av at enheten kjører i en spesifikk periode, mens uttatt energi og batterikapasiteten måles. Men enhver prosedyre har regler som må følges.

Forberedelse til testing og forståelse av batterikjemi

Hvis batteriet er nytt og ubrukt, anbefaler de fleste eksperter å gjøre 1 til 2 oppladings- og utladningssykluser først. Dette hjelper til med å stabilisere de kjemiske reaksjonene inne i batteriet, noe som gjør at påfølgende kapasitetsmålinger blir mer nøyaktige.

Når du setter opp testområdet, må du sørge for at det er riktig størrelse med god luftsirkulasjon. Ha brannsikre beholdere klare og hold personlig verneutstyr (PPE) lett tilgjengelig—dette er spesielt viktig når du tester høyeffektsbatterier, som de som brukes i biler. Å hoppe over disse sikkerhetsstegene kan sette deg og andre i fare.

Temperaturregulering er også avgjørende for nøyaktige resultater. Vanligvis gir testing av batterier ved 25 °C (±2 °C) de mest pålitelige dataene. Høyere temperaturer kan føre til at kapasitetsavlesningen blir mye høyere enn den faktiske verdien, så det er viktig å holde temperaturen stabil under testen.

Fullt opplading av batteriet

Det er best å bruke en XY-koordinatgraf for å vise konstant spenning og konstant strøm under testingen vår. Følg CC-CV-prosedyren (konstant strøm – konstant spenning) uten noen modifikasjoner.

På dette stadiet er det viktig å forstå disse batteriene og hvordan de skal brukes riktig. Oppladingen er ikke fullført før oppladingsstrømmen når eller overstiger «avkortningsnivået». Du kan enkelt beregne dette ved først å bestemme den strømmen som trengs for å fullt lade opp batteriet. For eksempel, hvis det tar 1 ampere å fullt lade opp batteriet, må du lade det i trinn og redusere strømmen til 0,1 ampere når den når 1 ampere – dette kalles hvilestrøm. Merk at bruk av timer ikke bare er vanskelig, men også gjør oppladingsprosessen lengre. I denne situasjonen er en programmerbar strømforsyning nødvendig.

Rusteperioden

Når oppladingen er ferdig, er neste steg hvileperioden, også kjent som post-oppladingsbalanse, som vanligvis varer 1 til 2 timer. Denne pausen er svært viktig fordi den gir de indre kjemiske reaksjonene tid til å stabilisere seg og spenningen til å slå seg (selv under disse 1 til 2 timene kan spenningen under hvileperioden fortsatt svinge litt). Dette sikrer igjen nøyaktigheten av resultatene fra den påfølgende utladningstesten.

Kontrollert utlading (det mest kritiske steget)

Dette er det viktigste steget i hele prosessen. Følgende trinn må følges nøye og nøyaktig; ellers vil de fleste feil i hele prosedyren oppstå i dette stadiet.

Bruk konstant strøm (CC) ved utlading: Utladingsstrømmen må forbli uendret gjennom hele dette steget, selv under konstant strømutladningsprosessen.

Velg riktig utladningshastighet (C-rate): Batterikapasiteten kan variere med utladningshastigheten. Husk at for at testresultatene skal være meningsfulle og repeterbare, må du spesifisere den brukte C-raten.

Spenningen der utladningen stopper, kalles utladningssluttningspenning. Denne spenningen bør registreres som den er. Lad batteriet ut til det når den minimale trygge spenningen som er angitt i databladet. Å skynde eller tvinge utladningsprosessen utover denne spenningen kan skade batteriet og påvirke nøyaktigheten av testresultatene.

Under korte utladningsperioder er det lett å miste oversikten over strømmen. Derfor er nøyaktig registrering av tid og strøm den mest grunnleggende og viktige delen av beregningen av batterikapasitet.

Beregning og analyse

Du kan se systemdiagrammet for lade-/utlade-testutstyr på selskapets nettside. Programvaren som følger med utstyret har et klart grensesnitt, og siden på den øvre datamaskinen kan vise data intuitivt. De fleste moderne systemer kan automatisk beregne totale ampere-timer (Ah) utladet ved å integrere strømmen over tid. Andre systemer kan generere utladningskurver (som viser spenning over tid), og alle disse systemene kan gi mer avanserte data relatert til batteriets helse og ytelse, som utladningsspenning og tidskurver.

Hvorfor spesialisert utstyr er uunnværlig

Selv om du kan utføre en tomgangstest ved hjelp av et enkelt system med multimeter, kan du ikke garantere nøyaktigheten av testen uten riktig utstyr. SDCBUS-serien fra Jiuyuan Tech integrerer alle funksjonene som trengs for nøyaktig testing av batterikapasitet, noe som gjør den til et uvurderlig verktøy.

Måling med høy presisjon gir

Med SDCBUS-serien reduseres spenning og strømmåleresultater for nøkkelenheter kapasitetsmålefeil. Ved å bruke SDCBUS-serien trenger du ikke å benytte separate avanserte målesystemer tilgjengelig på markedet.

Hele prosessen med lading, mellomliggende ladehender og etterfølgende utladning er automatisert, noe som eliminerer menneskelige feil. Hver test kan gjentas konsekvent, noe som gjør systemet svært pålitelig for nøyaktig kapasitetstesting.

Integrert regenerativ belastning

I motsetning til enkle resistive belastninger som spiller bort energi som varme, virker SDCBUS-serien som en regenerativ DC elektronisk belastning. Den kan absorbere utladningsenergien, konvertere den til vekselstrøm og levere den tilbake til byggets strømnett. Denne funksjonen gjør langsiktig, kraftig testing mye mer energieffektiv og kostnadseffektiv.

Dataloggning og analyse

Under hele systemets drift logges data kontinuerlig. Dette gjør det mulig å generere rapporter og analysere spenningskurver for å identifisere potensielle problemer med batterideteriorering – selv når du bare trenger den grunnleggende kapasitetsverdien.

3 Ofte stilte spørsmål (FAQ)

Q1: Hvor lang tid tar en full test av batterikapasitet?

Testtiden avhenger hovedsakelig av utladningsraten. Testing med en 1C utladningsrate (som tømmer full kapasitet på én time) tar omtrent én time, pluss tiden som trengs for opplading og hvile. En mildere 0,5C utladningsrate tar 2 timer. Med tanke på hele syklusen av opplading, hvile og utlading, tar en enkelt test typisk 3 til 8 timer, noe som er et realistisk tidsrom.

Q2: Hvorfor oppnår ikke mitt nye batteri den annonserte kapasiteten?

Først må du sørge for at du tester det riktig med profesjonell utstyr. De fleste anerkjente produsenter angir batterikapasitet basert på spesifikke ideelle forhold (for eksempel utladning ved 0,2C ved 25 °C). Andre forhold, som høy utladningshastighet eller lavere temperaturer, vil gi en lavere kapasitetsavlesning. I tillegg trenger noen batterier flere oppladnings- og utladningssykluser før de når sin maksimale kapasitet.

Q3: Kan jeg bruke dette utstyret til alle battersorter?

Ja, systemer som SDCBUS-serien fra Jiuyuan Tech er svært allsidige. De fungerer med ulike baterikjemi, inkludert litiumion (Li-ion), litiumjernfosfat (LFP), nikkel-metallhydrid (NiMH), bly-syre-batterier og strømbatterier. Nøkkelen er å sette riktige spenningsgrenser, strømfrekvenser og avslutningsbetingelser for hver enkelt battersort. Merk at dette utstyret ikke brukes til testing av individuelle battericeller.