Опубліковано 08.05.2017 14:37 Abramova Olesya
Енергія, вміщена в акумулятор, може бути виміряна за допомогою аналізатора шляхом методу повної розрядки. Досліджуваний акумулятор спочатку повністю заряджають, а після розряджають контрольованої силою струму, вимірюючи час, за яке буде досягнута точка повної розрядки. (Дивіться: Що таке С-рейтинг акумулятора? ). Ємність в 100 відсотків вказує на наявність номінальної кількості ампер-годин, а, наприклад, 50 відсотків відповідають скоротити тривалість роботи в два рази при тих же умовах.
Вимірювання ємності за допомогою розрядки дає достовірну оцінку, і на додаток цей метод є найбільш ефективним для портативних акумуляторів. Періодичне використання такого виду тестування гарантує, що акумулятор знаходиться в межах допустимого діапазону продуктивності, а в разі, якщо ємність приймає значення нижче цільового порогового рівня і не може бути відновлена, то пропонується провести заміну такого елемента живлення. Великі акумулятори, як правило, не аналізуються методами, заснованими на циклах зарядки / розрядки, так як це займає багато часу і призводить до зносу. У цьому випадку застосовуються методи тестування, позбавлені шкідливого впливу на акумулятор. (Дивіться: Як виміряти ємність акумуляторної батареї ).
Прогресують і методи швидкого тестування, але вони оцінюють лише ступінь працездатності, і мають різну точність в залежності від використовуваної технології. У той час як більш старі методи швидкого тестування вимірюють внутрішній опір акумулятора, передові аналізують дифузію, перенесення заряду і потік іонів, - процеси, які присутні в літій-іонних і свинцево-кислотних акумуляторах. (Дивіться: Тестування акумуляторів на основі літію ).
Технічний персонал найчастіше тестує акумулятори за допомогою звичайного вольтметра, рідко хто особливо поглиблюється в цю сферу. Іноді навіть немає розуміння основних характеристик акумулятора, якими він маркується, - напруги, номінальної ємності в ампер-годинах, електрохімічної системи. Що говорити, коли у акумулятора взагалі кілька контактів. Такий пробіл в розумінні зрозумілий, так як зараз на ринку представлені найрізноманітніші електрохімічні системи і типорозміри, акумулятор може бути завбільшки з монету, а може займати цілу будівлю. Зняття показання напруги дасть миттєвий результат, який в цілому покаже, "живий" чи ні наш акумулятор. Але параметри, здатні вказати на ступінь його працездатності, даним методом виміряти неможливо.
Аналізатори стали популярними в 1980-і і 1990-і, коли вони використовувалися для відновлення нікель-кадмієвих акумуляторів страждали від "ефекту пам'яті". Сьогодні ці пристрої використовуються для аналізу широкого спектра акумуляторів, експлуатованих в різних областях. Періодичний аналіз потрібен акумуляторів, так як нерідко виникає ситуація, що їх ступінь працездатності деградує швидше раніше прогнозованого темпу. Аналізатор, по суті, прямо вказує, коли характеристики акумулятора впали нижче допустимого рівня і його вже необхідно змінювати.
На малюнку 1 показаний аналізатор Cadex серії C7000, який здатний працювати зі свинцево-кислотними , Нікелевими і літієвими акумуляторами . Особливостями цього пристрою є наявність автоматизованих сервісних програм і можливість працювати як автономно, так і за допомогою програмного забезпечення, встановленого на комп'ютер.
Малюнок 1: Аналізатор акумуляторних батарей Cadex C7400ER. Чотирьох канальний аналізатор може працювати з акумуляторами напругою від 1,2 до 36В і розрядних / зарядним струмом силою до 6А. Інтерфейс аналізатора дозволяє налаштувати його на конкретні характеристики акумулятора.
Найбільш використовуваною програмою даного аналізатора є Auto, яка заряджає акумулятор, застосовує до нього розрядку для вимірювання ємності та після знову заряджає. Інші програми, включаючи настроюється користувачем Custom, використовують різні комбінації таких операцій як зарядка, розрядка, очікування і повторення. Програма Lifecycle піддає акумулятор циклам зарядки / розрядки до тих пір, поки його ємність не знизиться до заданого цільового значення, в той час як кількість циклів підраховується. Дана програма використовується для оцінки тривалості терміну служби акумулятора . OhmTest вимірює внутрішній опір, а RunTime розряджає акумулятор трьома різними рівнями струму, для симуляції реальної експлуатації. QuickSort ™ сортує літій-іонні акумулятори на хороші, слабкі і погані, тестування одного примірника займає 30 секунд; програма Boost активує надмірно виряджені Li-ion акумулятори. Також в аналізаторі є програма Self-Discharge, що вимірює внутрішні втрати, і Prime, яка допомагає досягти максимальної місткості за допомогою циклів зарядки / розрядки. Prime також перевіряє наявність вільної ємності перед зарядкою.
Підключення до анализирующему пристрою акумуляторів різної форми і з різноманітним розміщенням контактів завжди було проблемою, але конструктори Cadex C7400ER для її вирішення розробили універсальний адаптер SnapLock ™. Завдяки йому стало можливим підключати і невеликі моделі з крихітними клемами, і смарт-акумулятори з великою кількістю контактів.
Ці адаптери прості у використанні і можуть фіксувати щупи на певний тип акумуляторів , Що полегшує роботу з декількома однаковими моделями. Адаптер має 10 вбудованих профілів з настройками (С-коди), які розраховані на найбільш поширені типи акумуляторів. Користувач може змінити ці настройки в меню аналізатора або за допомогою встановленої на комп'ютер програми PC-BatteryShop ™. Універсальний адаптер безпосередньо працює зі специфічними акумуляторами, наприклад, від мобільних телефонів; великі ж акумулятори під'єднуються за допомогою програмованого смарт-кабелю.
2. Програмне забезпечення ПК
Аналізатор акумуляторних батарей буде неповноцінним без інтуїтивно зрозумілого програмного забезпечення. PC-BatteryShop ™ надає простий, але потужний ПК-інтерфейс для управління і моніторингу аналізаторів Cadex серії C7000. За допомогою цієї програми комп'ютер стає керуючим центром і відображає зарядні і розрядні характеристики в режимі реального часу. Простий клік мишкою на один з 3000 акумуляторів з бази даних або зчитування штрих-коду безпосередньо з досліджуваного зразка дозволить моментально налаштувати наш аналізатор. На малюнку 2 ілюстрована така система.
Малюнок 2: Програмне забезпечення PC-BatteryShop ™. Запустивши цю програму, комп'ютер бере на себе управління аналізатором. Вибір моделі акумулятора доступний як з бази даних, так і за допомогою зчитування штрих-коду.
Смарт-акумулятори можна піддати глибшого аналізу шляхом зчитування з них інформації про серійний номер, моделі, тип і віці, а цифровий еквівалент такого акумулятора, який формувався протягом його служби з знімалися показань, відобразить ступінь працездатності без необхідності повної розрядки. Але варто зазначити, що смарт-акумулятори періодично вимагають повної розрядки для верифікації та калібрування.
3. Системи тестування акумуляторних батарей
У той час як аналізатори перевіряють акумулятори, що знаходяться в експлуатації, і пророкують час їх заміни, багатоцільові системи тестування призначені для використання в дослідницьких лабораторіях. Типовою сферою їх застосування є імітація роботи з навантаженням для перевірки довговічності в умовах, наближених до реальних, а також перевірка балансу елементів у великих акумуляторах. Ці тести можуть бути повністю автоматизовані за допомогою створеної користувачем програми.
На малюнку 3 можна побачити Cadex C8000, тест-систему яка може імітувати характеристики навантажень мобільних телефонів, ноутбуків, електроінструменту і інших пристроїв для перевірки часу роботи акумулятора, як ніби він експлуатуються в реальних умовах. Це пристрій може стежити за окремими елементами в акумуляторі за допомогою плаваючих аналогових входів. За допомогою кабелю Dual Power Port можна збільшити розрядний струм кожного каналу з 10 до 20А. Збільшення потужності можливо при підключенні до C8000 окремого модуля. Тест-система також керує кліматичної камерою і взаємодіє з системою управління акумулятора, контролюючи всі процеси з єдиного керуючого центру.
Малюнок 3: Тест-система Cadex C8000. Чотири незалежні канали мають силу струму до 10А і напруга до 36В кожен. Максимальна зарядна потужність складає 400Вт, а розрядна - 320Вт. Разрядная потужність може бути підвищена завдяки підключенню додаткового модуля навантаження.
Будучи цифровим пристроєм, Cadex C8000 має багато переваг в порівнянні з аналоговими, пропонуючи найширші можливості тестування в компактному корпусі. Немає необхідності покупки додаткових модулів для вимірювань низької і високої напруги і струму. Ще однією перевагою є підвищена взаємна стійкість прилеглих каналів. Обмеження присутній лише для вимірювань дуже низької напруги і сили струму, але і це вирішується підключенням спеціалізованого модуля. С8000 працює як автономно, так і в зв'язці з програмою PC-BatteryLab ™, яка в свою чергу може підтримувати до восьми таких тест-систем, що має на увазі одноразове незалежне обслуговування 32 акумуляторів.
Тест-системи, подібні Cadex C8000, часто мають безліч алгоритмів безпеки, які можуть передбачити небезпеку для акумулятора і переривають обслуговування ще до виникнення небажаного події. Такий захист може бути недоступна при використанні програмованого джерела живлення і програмованої навантаження для тестування акумуляторів. Хоча ці пристрої і забезпечують більшу гнучкість, для них потрібна ретельна настройка, щоб запобігти можливим пошкодженням акумулятора і викликані ними наслідки, такі як пожежа або навіть вибух. Але для проведення тестів пов'язаних з перевіркою цілісності, настройки безпеки на Cadex C8000 можуть бути відключені.
Останнє оновлення 2016-01-29
