Що таке тест на розряд заряду літій-іонного акумулятора?
Тестер заряду та розряду є найбільш часто використовуваним тестовим обладнанням для живлення літієвих батарей. Нові батареї потрібно зібрати та перевірити на відповідність; у процесі проектування та фіналізації акумуляторної батареї необхідно заряджати та розряджати кілька тестів; продуктивність акумуляторної батареї перевіряється, а перевірка робочого стану вимагає допомоги тестера заряду та розряду; старі батареї, перевірка стану заряду та розряду; деякі сертифікації, вибіркові перевірки та випробування на прохання покупців вимагають стягнення та розрядки.
Основні параметри літієвої батареї
Обладнання для перевірки заряду та розряду літієвих батарейнеобхідно мати можливість контролювати відповідні параметри батарейних елементів, модулів і блоків батарей у режимі реального часу під час процесу заряджання та розряджання. Ці параметри включають наступне:
Ємність: батарея розряджена від повністю зарядженого стану до стану відключення розряду, загальна кількість вивільненої електроенергії, одиниця Ач. На ємність сильно впливає розрядний струм, температура навколишнього середовища і т. д. Тому, коли йдеться про ємність, необхідно говорити про ємність за температурою і розрядний струм.
Стан заряду (SOC): відношення поточної ємності акумулятора до загальної доступної ємності, виражене у відсотках.
Глибина розряду (DOD): відношення розрядженої потужності до загальної доступної ємності акумулятора від повного заряду до теперішнього часу також виражається у відсотках, а співвідношення з SOC становить DOD=1-SOC;
Напруга холостого ходу (VOC): Напруга між двома полюсами батареї, виміряна шляхом відключення зовнішнього ланцюга, чисельно дорівнює електрорушійній силі батареї;
Робоча напруга: Після підключення зовнішнього ланцюга виміряйте напругу між двома полюсами батареї, яка дорівнює потенціалу батареї мінус внутрішній опір батареї (взявши за приклад процес розряду);
Напруга відключення зарядки: Система керування акумулятором встановлює максимальну напругу, яка може бути досягнута під час процесу заряджання. Після досягнення цієї напруги система керування акумулятором вимагає завершення процесу заряджання. Напруга відключення заряду, як правило, трохи нижча за максимальну напругу холостого ходу, дозволену акумулятором;
Напруга відсічення розряду: Мінімальна напруга акумулятора, дозволена під час процесу розряду. Коли процес розряду досягає цього значення та перевищує певний час затримки, система керування акумулятором вимагає від’єднати ланцюг розряду.
Внутрішній опір: властива характеристика власної електрохімічної реакції батареї виражається у формі опору петлі під час заряджання та розряджання. В основному він складається з двох частин: омічного внутрішнього опору та поляризаційного внутрішнього опору. На кривій заряд-розряд миттєве падіння напруги на клемі акумулятора в момент навантаження струмом є впливом омічного внутрішнього опору; підвищення напруги протягом періоду часу, коли заряд припиняється, струм зникає і напруга на клемі є стабільною, є втіленням впливу опору поляризації.
Які функції має загальний тестер заряду та розряду?
- Він має функцію заряджання та розряджання постійного струму та постійної напруги, що може реалізувати автоматичний життєвий цикл і автоматично перевіряти стандартні робочі умови або штучно встановлені робочі умови; тест циклу може реалізувати вкладеність циклів;
- Він має функцію запису в реальному часі струму, напруги, температури, заряду та інших пов’язаних тестових даних і даних про несправності;
- Можна встановити різні умови завершення заряджання та розряджання, наприклад загальну напругу, одну напругу, стан заряду акумулятора тощо;
- Функція моніторингу безпеки, яка має справу з перевантаженням по струму, перенапругою, перетемпературою, низькою напругою, недостатнім струмом, коротким замиканням, захистом від вимкнення живлення та іншими умовами несправності;
- Відповідно до записів випробувань, споживайте час-напруга, час-струм, ємність у часі етапу, кумулятивна ємність у часі заряду, кумулятивна ємність у часі-розряді, загальна ємність у часі, час-потужність, опір у часі, час-енергія, час - напруга однієї батареї, кількість циклів-ємність на певному етапі (крива спаду ємності циклу) та інші криві;
- Екранний дисплей, верхній дисплей комп’ютера, звукова та світлова сигналізація, введення з екрана, вибір, введення з верхнього комп’ютера, вибір та інші функції взаємодії людини з комп’ютером.
Основний принцип роботи тестера заряду та розряду
1. Процес зарядки
Тестер заряду та розряду може реалізовувати різні форми процесу заряджання, такі як зарядка постійною напругою, зарядка постійною струмом, спочатку постійним струмом, а потім зарядка постійною напругою, зарядка позитивним імпульсом, зарядка позитивним і негативним імпульсом тощо. Різні форми процесів заряджання можуть бути виконані відповідно до потреб продуктивності акумулятора.
Зарядка постійною напругою: Зарядне та розрядне обладнання налаштовано на режим джерела постійної напруги. Оскільки встановлена напруга заряджання має бути близькою до повної напруги акумулятора, поточне значення є найбільшим на початку заряджання. У міру збільшення напруги на клемах батареї різниця напруг між зарядним пристроєм і батареєю стає все меншою і меншою, а зарядний струм також поступово зменшується. Коли зарядний струм зменшується до певного значення, зарядка закінчується. Постійна напруга заряджає, зарядний струм відносно великий на початковому етапі, що не добре для терміну служби елемента батареї.
Зарядка постійною напругою: Зарядний струм відносно великий на початковому етапі, що погано впливає на термін служби елемента батареї.
Зарядка постійним струмом: Обладнання для заряджання та розряджання налаштовано на режим постійного струму, струм залишається постійним протягом усього процесу заряджання, а напруга на клемах батареї поступово зростає з часом, поки не досягне напруги відключення заряджання, і процес заряджання завершиться. Постійний струм заряджання, якщо значення струму відносно невелике, заряджання займе багато часу; якщо струм відносно високий, поляризація батареї буде більш очевидною, і напруга батареї значно впаде після видалення ланцюга зарядки.
Спочатку постійний струм, а потім постійна напруга: Переваги постійного струму зарядки та постійної напруги зарядки, спочатку встановіть відносно великий струм постійного струму зарядки, метою є підвищення ефективності зарядки; коли потужність досягне певного значення, вона буде перетворена на зарядку постійної напруги, а зарядний струм буде поступово зменшуватися. Мета полягає в тому, щоб зарядити акумулятор більшою потужністю.
Імпульсна зарядка: зарядка великим струмом протягом певного періоду часу, перервана періодом часу нульового струму, цей період часу може деполяризувати частину батареї, зменшити втрату потужності під час процесу заряджання та може заряджати більше електроенергії від батарей.
Імпульсне заряджання може мати багато форм: імпульсне заряджання змінним струмом, імпульсне заряджання змінною напругою, заряджання позитивним і негативним імпульсом. Взявши як приклад імпульсну зарядку зі змінним струмом, зарядний струм використовується як об’єкт регулювання, і струм залишається незмінним протягом тривалого часу та переривається на короткий проміжок часу після цього періоду, за яким слідує період безперервного заряджання постійним струмом і так далі. У великому тренді течія дотримується поступового спадаючого закону. Імпульсна зарядка змінною напругою подібна до імпульсної зарядки змінним струмом, за винятком того, що об’єкт регулювання замінюється напругою. У процесі зарядки сила струму за законом зменшується, а напруга за законом зростає. Для зарядки позитивним і негативним імпульсом інтервал часу нульового струму замінюється негативним струмом. Кажуть, що це робиться для кращої деполяризації.
2. Робочий процес розряду
Тестер заряду-розряду перевіряє продуктивність розряду батареї, головним чином для різних сценаріїв, таких як перевірка терміну служби, перевірка моделювання робочих умов, перевірка ємності, перевірка консистенції та інші тести параметрів батареї та перевірки безпеки. Різні цілі тестування визначають закон зміни струму та напруги під час процесу розряду. Вимоги до струму та напруги можна ввести в головний комп’ютер, і тестер регулюватиме вихідну потужність на вимогу відповідно до вимог системи керування.
3. Принцип роботи тестера заряду та розряду
Конкретні форми реалізації тестера заряду та розряду відрізняються відповідно до різних функціональних вимог, але в основному включають такі частини: дисплей або верхній комп’ютер, контролер (включаючи функцію зв’язку), програмований модуль живлення, електронне навантаження, різні датчики та інші допоміжні компоненти.
Головний комп'ютервводить наміри випробувального персоналу, відображає дані результатів випробування та графік кривої, накреслений відповідно до результату.
Контролер, згідно з інструкціями головного комп’ютера, призначає конкретні завдання, такі як модуль живлення, модуль зв’язку, модуль збору сигналів тощо, приймає дані, завантажені кожною частиною, і обробляє дані, типову обробку, таку як обчислення SOC заряду та розряду акумулятора;
Програмований модуль живлення, як правило, група пристроїв живлення AC-DC, регулює вихідний струм, напругу та потужність відповідно до вимог вхідних даних заряджання та розряджання;
Електронне навантаження, під час випробування розряду електрична енергія, що вивільняється від батареї, повинна споживатися через електронне навантаження;
Датчикизазвичай включають датчики температури, датчики напруги та датчики струму. Точність датчика тестера заряду та розряду має бути вищою за точність датчика, вибраного в акумуляторній батареї, інакше його не можна використовувати як пристрій для калібрування рівня системи керування акумулятором.
Точність і метод калібрування тестера заряду і розряду
Роздільна здатність — це відсоткове відношення найменшого числа (крім нуля), яке може відобразити лічильник, до найбільшого числа. Наприклад, мінімальне число, яке може відобразити звичайний {{0}}/2-розрядний цифровий мультиметр, дорівнює 1, а максимальне число може бути 1999, тому роздільна здатність дорівнює 1/1999≈0,05 відсотка. Ступінь, до якого виміряне значення наближається до дійсного значення, називається точністю. Окрім роздільної здатності, точність також залежить від багатьох факторів, таких як метод вимірювання, температура навколишнього середовища тощо.
Загальний метод калібрування використовує мультиметр, стандартне джерело живлення та стандартний резистор з вищою точністю, ніж обладнання, яке калібрується для виявлення, і порівнює вихідне значення обладнання з значенням виявлення приладу. Якщо помилка знаходиться в межах заявленого діапазону точності, вона кваліфікується.
Точність струму тестера заряду та розряду розрізняє сильний і низький струм. Для випробувального обладнання з малим струмом використовується метод прямого вимірювання напруги на клемі системи; для випробувальної системи з великим струмом для калібрування використовується метод вимірювання напруги на клемі стандартного резистора, підключеного до контуру.
Acey new energy є професійним постачальником, що спеціалізується на машині для складання літієвих акумуляторів, наприклад, машині для класифікації ємності батареї, машині для наклеювання паперу для батареї, сортувальній машині для батареї, тестері BMS, машині для точкового зварювання батареї, комплексному тестері батареї,тестер заряду та розряду акумуляторної батареї, тощо, і ми надаємо універсальне рішення для лінії складання циліндричних батарейних блоків. Якщо хтось зацікавлений, зв’яжіться з нами.
