Hur man testar återladdbar batterikapacitet noggrant?

Att veta hur mycket kapacitet en laddningsbar batteri kan hålla spelar stor roll. Olika laddbara batterier lagrar olika mängder energi, så att ta reda på exakt hur mycket effekt de kan leverera för att driva en enhet är en nyckelpunkt. Det anger också hur länge batteriet kan hålla en enhet igång och hur bra det kan laddas igen. Men här är saken – ingen av denna information är användbar om testresultaten för batteriets kapacitet inte är tillförlitliga. I den här artikeln går vi igenom steg-för-steg-processen för att utföra noggranna batterikapacitetstester, med hjälp av utrustning från Jiuyuan Techs SDCBUS-seriens testutrustning för prestanda hos elbilsbatterier.

Varför noggrann batterikapacitetstestning är viktig

Att ta reda på kapaciteten hos ett återladdningsbart batteri är mycket viktigt. Eftersom olika återladdningsbara batterier lagrar olika mängder energi är det ytterst viktigt att veta exakt hur mycket ström de kan leverera för att driva en enhet. Det informerar dig också om hur länge batteriet kan driva en enhet och hur bra det kan laddas upp igen. Men all denna information betyder inget om testresultaten som mäter batteriets kapacitet inte är tillförlitliga. I den här artikeln guidar vi dig genom steg-för-steg-processen att utföra noggranna tester av batterikapacitet, med hjälp av utrustning från Jiuyuan Techs SDCBUS-seriens testenheter för prestanda hos kraftbatterier.

Vad är batterikapacitet

Om du inte känner till ett batteris kapacitet är det meningslöst att jämföra det med ett 5 000 mAh-batteri. Ett batteri anses endast ha en viss kapacitet om det kan driva en laddbar enhet under motsvarande tidsperiod. Till exempel sägs ett batteri ha 5 000 mAh kapacitet endast om det kan mata en enhet i en timme. Ett batteris kapacitet presterar olika beroende på parametrar som temperatur, utsignal och batteriets ålder.

De korrekta metoderna för att testa batterikapacitet följer en steg-för-steg-process: först överladdar man batteriet, sedan urladdar man det i en långsam takt. Hela proceduren bygger på att låta enheten köras under en viss tidsperiod och mäta den utgående energin tillsammans med batteriets kapacitet. Men varje procedur har regler som måste följas.

Förberedelse inför testning och förståelse av batterikemi

Om batteriet är nytt och oanvänt rekommenderar de flesta experter att utföra 1 till 2 laddnings- och urladdningscykler först. Detta hjälper till att stabilisera de kemiska reaktionerna inuti batteriet, vilket gör efterföljande kapacitetsmätningar mer exakta.

När du sätter upp testområdet ska du se till att det har rätt storlek och god luftcirkulation. Ha brandsäkra behållare i närheten och ha personlig skyddsutrustning (PPE) lättillgänglig – detta är särskilt viktigt vid testning av högeffektsbatterier, som de som används i bilar. Att hoppa över dessa säkerhetsåtgärder kan utgöra en fara för dig och andra.

Temperaturreglering är också avgörande för exakta resultat. Vanligtvis ger testning av batterier vid 25°C (±2°C) de mest tillförlitliga data. Högare temperaturer kan göra att kapacitetsavläsningen blir mycket högre än det faktiska värdet, så det är viktigt att hålla temperaturen stabil under testet.

Fulladda batteriet

Det är bäst att använda en XY-koordinatgraf för att visa den konstanta spänningen och den konstanta strömmen under våra tester. Följ CC-CV-förfarandet (konstant ström – konstant spänning) utan några ändringar.

I detta skede är det viktigt att förstå dessa batterier och hur man använder dem korrekt. Laddningen är inte klar förrän laddströmmen når eller överstiger »avstängningsnivån«. Du kan enkelt beräkna detta genom att först fastställa den ström som krävs för att fullständigt ladda batteriet. Om det till exempel krävs 1 ampere för att fullt ladda batteriet, måste du ladda det i steg och minska strömmen till 0,1 ampere när den når 1 ampere – detta kallas vilostrom. Observera att användning av timer inte bara är svårt utan också gör laddningsprocessen längre. I detta fall är en programmerbar strömförsörjning nödvändig.

Vilotiden

När laddningen är klar följer nästa steg, vilket är vilotiden, även kallat efterladdningsbalansering, och som vanligtvis varar 1 till 2 timmar. Denna paus är mycket viktig eftersom den ger de interna kemiska reaktionerna tid att stabiliseras och spänningen att lägga sig (även under dessa 1 till 2 timmar kan spänningen fortfarande variera något). Detta säkerställer i sin tur noggrannheten i resultaten från den efterföljande urladdningstestet.

Kontrollerad urladdning (det mest kritiska steget)

Detta är det viktigaste steget i hela processen. Följande steg måste utföras noggrant och exakt; annars kommer de flesta fel i hela proceduren att uppstå i detta skede.

Använd konstant ström (CC) vid urladdning: Urladdningsströmmen måste förbli oförändrad under hela detta steg, även under själva konstanta strömurladdningsprocessen.

Välj rätt urladdningshastighet (C-hastighet): Batterikapaciteten kan variera med urladdningshastigheten. Kom ihåg att för att dina testresultat ska vara meningsfulla och repeterbara måste du ange den använda C-hastigheten.

Spänningen vid vilken urladdning stoppas kallas urladdningsslutspänning. Denna spänning bör registreras som den är. Urladda batteriet tills det når den minsta säkra spänning som anges i dess datablad. Att skynda eller tvinga urladdningsprocessen bortom denna spänning kan skada batteriet och påverka noggrannheten i testresultaten.

Under korta urladdningsperioder är det lätt att tappa bort strömmen. Att noggrant registrera tid och ström är därför den mest grundläggande och viktiga delen av beräkningen av batterikapaciteten.

Beräkning och analys

Du kan referera till systemdiagrammet för ladd- och urladdningsprovutrustningen på företagets webbplats. Programvaran som följer med utrustningen har ett tydligt gränssnitt, och den övre datorsidan kan visa data intuitivt. De flesta moderna system kan automatiskt beräkna den totala mängden ampertimmar (Ah) som urladdats genom att integrera strömmen över tiden. Andra system kan generera urladdningskurvor (som visar spänning över tid), och alla dessa system kan ge mer avancerad information relaterad till batteriets hälsa och prestanda, såsom kurvor för urladdningsspänning och tid.

Varför specialiserad utrustning är oersättlig

Även om du kan utföra en tomgångstest med ett enkelt system och en multimeter kan du inte garantera testets noggrannhet utan rätt utrustning. Jiuyuan Techs SDCBUS-serie integrerar alla funktioner som behövs för exakt mätning av batterikapacitet och är därför ett oumbärligt verktyg.

Mätning med hög precision ger resultat

Med SDCBUS-serien minskar spännings- och strömmätningsresultaten för centrala enheter kapacitetsmätningsfel. Genom att använda SDCBUS-serien behöver du inte använda separata avancerade mätsystem som finns på marknaden.

Hela processen med laddning, tillfälliga laddningspauser och efterföljande urladdning är automatiserad, vilket eliminerar mänskliga fel. Varje test kan upprepas konsekvent, vilket gör systemet mycket pålitligt för noggrann kapacitetsprovning.

Integrerad regenerativ last

Till skillnad från enkla resistiva laster som slösar bort energi som värme fungerar SDCBUS-serien som en regenerativ likströmselektronisk last. Den kan absorbera urladdningsenergin, omvandla den till växelström och återföra den till byggnadens elnät. Denna funktion gör långsiktig, kraftfull provning mycket energieffektivare och kostnadseffektivare.

Dataloggning och analys

Under hela systemets drift loggas data kontinuerligt. Detta gör det möjligt att generera rapporter och analysera spänningskurvor för att identifiera potentiella problem med batteridegradering – även när du bara behöver det grundläggande kapacitetsvärdet.

3 Vanliga frågor (FAQ)

Q1: Hur lång tid tar en fullständig testning av batterikapaciteten?

Testtiden beror främst på urladdningshastigheten. En testning med 1C-urladdningshastighet (som urladdar hela kapaciteten på en timme) tar cirka en timme, plus tiden för laddning och vila. En mildare 0,5C-urladdningshastighet tar två timmar. Om man tar hänsyn till hela cykeln med laddning, vila och urladdning tar ett enda test vanligtvis 3 till 8 timmar, vilket är en realistisk tidsram.

Q2: Varför når mitt nya batteri inte den annonserade kapaciteten?

Först och främst måste du se till att du testar det korrekt med professionell utrustning. De flesta anmärkningsvärda tillverkare anger batterikapacitet baserat på specifika ideala förhållanden (till exempel urladdning vid 0,2C vid 25°C). Andra förhållanden, som en hög urladdningshastighet eller lägre temperaturer, kommer att resultera i en lägre kapacitetsmätning. Dessutom behöver vissa batterier flera ladd- och urladdningscykler innan de når sin maximala kapacitet.

Q3: Kan jag använda denna utrustning för alla batterityper?

Ja, system som SDCBUS-serien från Jiuyuan Tech är mycket mångsidiga. De fungerar med olika batterikemier, inklusive litiumjon (Li-ion), litiumjärnfosfat (LFP), nickel-metallhydrid (NiMH), bly-syra-batterier och flödesbatterier. Nyckeln är att ställa in lämpliga spänningsgränser, strömhastigheter och avslutningsvillkor för varje specifik batterityp. Observera att denna utrustning inte används för att testa enskilda battericeller.