Використання програмованого постійного навантаження у тестуванні акумуляторів

У галузі розвитку нових джерел енергії та електромобілів (EV) продуктивність акумулятора безпосередньо визначає надійність і безпеку кінцевих продуктів. Щоб точно оцінити ключові показники, такі як ємність, термін служби та безпека, програмований постійний навантажувач став незамінним інструментом у тестуванні акумуляторів. На відміну від універсального електроустаткування, він спеціалізується на моделюванні реальних сценаріїв розрядки та точному керуванні навантаженням — що цілком відповідає основному напряму компанії Zhuhai Jiuyuan Power Electronics Technology Co., Ltd., спрямованому на тестування продуктивності акумуляторів (а не на постачання електроживлення). Нижче ми детально розглянемо конкретне використання програмованого постійного навантажувача для тестування акумуляторів, зосереджуючись на практичності та легкості сприйняття для звичайних користувачів.

Тестування ємності акумулятора та стану його працездатності (SOH)

Найбільш фундаментальне використання програмованого постійного навантаження у тестуванні акумуляторів полягає в вимірюванні фактичної ємності акумулятора та оцінці його стану (SOH) — критично важливо для визначення того, чи відповідає акумулятор проектним стандартам чи деградував.

Ємність акумулятора вказує на загальний заряд, який акумулятор може зберігати та віддавати, зазвичай вимірюється в ампер-годинах (А·год). Програмоване постійне навантаження дозволяє проводити цей тест шляхом застосування контрольованого постійного струмового навантаження (CC) під час розрядження акумулятора. Наприклад, щоб протестувати модуль літій-іонного акумулятора 100 А·год, навантаження можна встановити на струм 0,5C (50 А), щоб розрядити акумулятор до досягнення нижньої межі напруги (наприклад, 3,0 В на елемент). Потім система обчислює ємність, множачи струм розряду на час розряду (Ємність = Струм × Час).

Шляхом порівняння виміряної ємності з номінальною ємністю акумулятора визначається стан здоров'я (SOH = (виміряна ємність / номінальна ємність) × 100%). Програмований постійний струмовий навантажувач компанії Zhuhai Jiuyuan (інтегрований у серію систем тестування акумуляторів SDCBUS) забезпечує точність керування струмом ±0,05%, що гарантує, що розрахований SOH відображає справжній стан акумулятора — без припущень.

Моделювання сценаріїв розряду в реальних умовах

Акумулятори в електромобілях, системах зберігання енергії чи побутовій електроніці стикаються зі змінними умовами розряду в реальному використанні — не тільки постійним струмом. Програмований постійний струмовий навантажувач вирішує цю проблему, моделюючи динамічні профілі навантаження, які відповідають реальним умовам експлуатації, і допомагає перевірити, як акумулятори працюють у фактичних режимах.

Наприклад, акумулятор електромобіля розряджається по-різному під час прискорення (високий струм) і під час руху з постійною швидкістю (низький струм). Програмований постійний навантажувальний пристрій може відтворити такий профіль «імпульсного навантаження»: встановлюючи 200 А на 10 секунд (імітація прискорення), потім 50 А на 60 секунд (імітація руху з постійною швидкістю), повторюючи цикл для моделювання типового режиму руху. Аналогічно, для акумулятора переносного пристрою навантаження може імітувати переривчастий розряд (наприклад, 2 А протягом 5 хвилин, 0,5 А протягом 15 хвилин) для перевірки терміну роботи.

Це використання забезпечує відповідність характеристик акумулятора, випробуваних в лабораторії, реальним умовам експлуатації — ключову вимогу клієнтів Zhuhai Jiuyuan у секторах електромобілів та нових джерел енергії.

Перевірка функцій захисту акумулятора

Акумулятори оснащено механізмами безпеки (наприклад, захист від надмірного струму, захист від глибокого розряду), що запобігають пошкодженню або небезпечним ситуаціям. Програмований постійний навантажувальний пристрій використовується для перевірки цих функцій захисту, забезпечуючи їх надійне спрацьовування в аварійних режимах.

Наприклад, щоб перевірити захист акумулятора від надструму (OCP): програмований постійний навантаження поступово збільшує струм розряду, доки внутрішній захисний ланцюг акумулятора не спрацює на вимкнення. Навантаження фіксує точне значення струму, при якому активується захист, і перевіряє, чи відповідає воно проектним характеристикам акумулятора (наприклад, OCP на рівні 120 А для акумулятора електромобіля).

Аналогічно, для перевірки захисту від надмірного розряду: навантаження розряджає акумулятор нижче рекомендованого мінімального рівня напруги (наприклад, 2,5 В на елемент), щоб переконатися, що акумулятор відключає живлення для запобігання постійних пошкоджень. Система компанії Zhuhai Jiuyuan додає додатковий рівень безпеки, інтегруючи функції аварійного зупинення (E-Stop) та моніторинг у реальному часі напруги/струму, забезпечуючи безпечність самого тестування.

Прискорене тестування терміну служби акумулятора

Термін служби батареї (кількість циклів заряду-розряду, які може витримати акумулятор до того, як його ємність знизиться до 80% номінальної) є ключовим показником довгострокової продуктивності. Програмований постійний навантаження прискорює це випробування, автоматизуючи повторювані цикли заряду-розряду, скорочуючи час, необхідний для оцінки терміну служби.

Традиційне тестування циклів могло займати місяці при ручному виконанні, але програмований постійний струмовий навантаження (у поєднанні з точним зарядним пристроєм) автоматизує процес: розряджає акумулятор до нижнього порогу за допомогою навантаження, потім активує зарядний пристрій для зарядки до верхнього порогу — повторюючи цикл 500, 1000 або більше разів. Навантаження реєструє дані ємності після кожного циклу, дозволяючи інженерам відстежувати, як знижується ємність з часом.

Система Zhuhai Jiuyuan підтримує циклічне тестування без перерв 24/7, багатоканальні конфігурації дозволяють паралельно тестувати від 8 до 16 модулів акумуляторів одночасно. Це скорочує час тестування до 70% у порівнянні з одноканальними системами, що критично важливо для масштабних НДР або контролю якості виробництва.

Тестування внутрішнього опору акумулятора

Внутрішній опір — прихований показник стану акумулятора: більший опір означає, що акумулятор втрачає більше енергії у вигляді тепла та може мати проблеми з подачею високого струму. Програмований постійний навантажувальний пристрій допомагає виміряти цей опір за допомогою «методу ступінчастого навантаження».

Ось як це працює: навантаження подає два різних значення струму (наприклад, 10 А і 50 А) на акумулятор, фіксуючи відповідні падіння напруги. Використовуючи закон Ома (Опір = Різниця напруг / Різниця струмів), система обчислює внутрішній опір акумулятора. Наприклад, якщо при струмі 10 А напруга становить 32 В, а при 50 А — 30 В, то опір дорівнює (32 В – 30 В) / (50 А – 10 А) = 0,05 Ом.

Це використання особливо важливе для старіючих акумуляторів — зростання внутрішнього опору часто сигналізує про майбутній вихід з ладу, що дозволяє інженерам на ранній стадії виявляти несправні елементи.

Чому варто обрати програмований постійний навантажувач Zhuhai Jiuyuan для тестування акумуляторів?

Zhuhai Jiuyuan спеціалізується на обладнанні для перевірки продуктивності акумуляторів, а її програмований постійний навантажувач (частина серії SDCBUS) розроблений виключно для тестування акумуляторів у сфері нових джерел енергії та електромобілів — без можливостей тестування промислової автоматизації, ІБП-інверторів чи прецизійних інструментів (що відповідає напряму діяльності компанії). Основні переваги включають:

• Висока точність: керування струмом ±0,05% та вимірювання напруги ±0,05% забезпечують надійні дані тестування.
• Імітація реальних умов: підтримка динамічних профілів навантаження для моделювання використання в електромобілях, системах зберігання енергії та побутових пристроях.
• Масштабованість: багатоканальні та каскадні можливості для тестування як окремих модулів, так і великих блоків акумуляторів.
• Для підприємств і лабораторій, яким потрібно точно тестувати продуктивність акумуляторів, програмований постійний навантажувач від Zhuhai Jiuyuan перетворює складне тестування на оптимізований та надійний процес.

Для підприємств і лабораторій, яким потрібно точно тестувати продуктивність акумуляторів, програмований постійний навантажувач від Zhuhai Jiuyuan перетворює складне тестування на оптимізований та надійний процес.