Che cos'è il test di scarica della carica della batteria agli ioni di litio?
Il tester di carica e scarica è l'apparecchiatura di prova più comunemente utilizzata per le batterie al litio di potenza. Le nuove batterie devono essere assemblate e schermate per coerenza; nel processo di progettazione e finalizzazione del pacco batteria, è necessario caricare e scaricare più test; le prestazioni del pacco batteria vengono ispezionate e il test delle condizioni di lavoro richiede l'assistenza di un tester di carica e scarica; vecchie batterie, stato di salute del test di carica e scarica; alcune certificazioni, controlli a campione e collaudi su richiesta degli acquirenti prevedono addebito e scarico.
Parametri principali della batteria al litio
Attrezzatura per il test di carica e scarica della batteria al litiodeve essere in grado di monitorare i parametri rilevanti di celle, moduli e pacchi batteria in tempo reale durante il processo di carica e scarica. Questi parametri includono quanto segue:
Capacità: la batteria viene scaricata dallo stato completamente carico alla condizione di interruzione della scarica, la quantità totale di elettricità rilasciata, l'unità è Ah. La capacità è fortemente influenzata dalla corrente di scarica, dalla temperatura ambiente, ecc. Pertanto, quando si tratta di capacità, è necessario parlare della capacità sotto la temperatura e la corrente di scarica.
Stato di carica (SOC): Il rapporto tra la capacità attuale della batteria e la capacità totale disponibile, espresso in percentuale.
Profondità di scarica (DOD): Il rapporto tra la potenza scaricata e la capacità totale disponibile della batteria dalla carica completa al presente, è anch'esso espresso in percentuale e il rapporto con SOC è DOD=1-SOC;
Tensione a circuito aperto (VOC): La tensione tra i due poli della batteria misurata scollegando il circuito esterno, è numericamente uguale alla forza elettromotrice della batteria;
Tensione di lavoro: Dopo aver collegato il circuito esterno, misurare la tensione tra i due poli della batteria, che è pari al potenziale della batteria meno la resistenza interna della batteria (prendendo come esempio il processo di scarica);
La tensione di interruzione della carica: Il sistema di gestione della batteria imposta la tensione massima che può essere raggiunta durante il processo di ricarica. Dopo aver raggiunto questa tensione, il sistema di gestione della batteria richiede la fine del processo di ricarica. La tensione di interruzione della carica è generalmente leggermente inferiore alla massima tensione a circuito aperto consentita dalla batteria;
Tensione di interruzione della scarica: La tensione minima della batteria consentita durante il processo di scarica. Quando il processo di scarica raggiunge questo valore e supera un certo tempo di ritardo, il sistema di gestione della batteria richiede di scollegare il circuito di scarica.
Resistenza interna: la caratteristica intrinseca della reazione elettrochimica propria della batteria, è espressa sotto forma di impedenza di loop durante la carica e la scarica. È composto principalmente da due parti, resistenza interna ohmica e resistenza interna di polarizzazione. Sulla curva di carica-scarica, la caduta istantanea della tensione ai morsetti della batteria al momento del caricamento di corrente è l'impatto della resistenza ohmica interna; l'aumento della tensione entro un periodo di tempo in cui la carica è terminata, la corrente scompare e la tensione del terminale è stabile è l'incarnazione dell'influenza della resistenza di polarizzazione.
Quali sono le funzioni del tester generale di carica e scarica?
- Ha la funzione di carica e scarica a corrente costante e tensione costante, che può realizzare un ciclo di vita automatico e testare automaticamente le condizioni di lavoro standard o le condizioni di lavoro impostate artificialmente; il ciclo di prova può realizzare l'annidamento dei cicli;
- Ha la funzione di registrare in tempo reale corrente, tensione, temperatura, carica e altri dati di test correlati e dati di guasto;
- È possibile impostare diverse condizioni di terminazione di carica e scarica, come tensione totale, tensione singola, stato di carica della batteria, ecc.;
- Funzione di monitoraggio della sicurezza, che si occupa di protezione da sovracorrente, sovratensione, sovratemperatura, sottotensione, sottocorrente, cortocircuito, spegnimento e altre condizioni di guasto;
- Secondo i record di prova, assorbimento tempo-tensione, tempo-corrente, capacità tempo-fase, capacità cumulativa tempo-carica, capacità cumulativa tempo-scarica, capacità tempo-totale, tempo-potenza, tempo-resistenza, tempo-energia, tempo -Tensione singola della batteria, numero di cicli-capacità in una fase specificata (curva di decadimento della capacità del ciclo) e altre curve;
- Display dello schermo, display del computer superiore, allarme sonoro e luminoso, input dello schermo, selezione, input del computer superiore, selezione e altre funzioni di interazione uomo-computer.
Principio di funzionamento di base del tester di carica e scarica
1. Processo di ricarica
Il tester di carica e scarica può realizzare varie forme di processo di carica, come carica a tensione costante, carica a corrente costante, carica a corrente costante prima e poi a tensione costante, carica a impulsi positivi, carica a impulsi positivi e negativi e così via. Diverse forme di processi di ricarica possono essere completate in base alle esigenze delle prestazioni della batteria.
Ricarica a tensione costante: L'apparecchiatura di carica e scarica è regolata sulla modalità sorgente di tensione costante. Poiché la tensione di carica impostata deve essere un valore vicino alla tensione massima della batteria, il valore corrente è il più alto all'inizio della carica. All'aumentare della tensione del terminale della batteria, la differenza di tensione tra il caricabatterie e la batteria diventa sempre più piccola e anche la corrente di carica diminuisce gradualmente. Quando la corrente di carica scende a un certo valore, la carica termina. Carica a tensione costante, la corrente di carica è relativamente grande nella fase iniziale, il che non va bene per la durata della cella della batteria.
Ricarica a tensione costante: La corrente di carica è relativamente elevata nella fase iniziale, il che non va bene per la durata della cella della batteria.
Ricarica a corrente costante: L'apparecchiatura di carica e scarica è regolata sulla modalità a corrente costante, la corrente rimane costante durante tutto il processo di carica e la tensione del terminale della batteria aumenta gradualmente nel tempo fino a raggiungere la tensione di interruzione della carica e il processo di carica termina. Ricarica a corrente costante, se l'impostazione corrente è relativamente piccola, la ricarica richiederà molto tempo; se la corrente è relativamente elevata, la polarizzazione della batteria sarà più evidente e la tensione della batteria diminuirà notevolmente dopo la rimozione del circuito di carica.
Prima corrente costante e poi tensione costante: I vantaggi della carica a corrente costante e della carica a tensione costante, in primo luogo impostano una carica a corrente costante di corrente relativamente grande, lo scopo è migliorare l'efficienza di carica; quando la potenza raggiunge un certo valore, verrà convertita in carica a tensione costante e la corrente di carica diminuirà gradualmente. Lo scopo è caricare la batteria con più potenza.
Ricarica a impulsi: Caricando con una grande corrente per un periodo di tempo, interrotto da un periodo di tempo corrente zero, questo periodo di tempo può depolarizzare la parte della batteria, ridurre la perdita di potenza durante il processo di ricarica e può caricare più elettricità delle batterie.
La carica a impulsi può avere molte forme, carica a impulsi a corrente variabile, carica a impulsi a tensione variabile e carica a impulsi positivi e negativi. Prendendo come esempio la carica a impulsi di corrente variabile, la corrente di carica viene utilizzata come oggetto di regolazione e la corrente rimane invariata per lungo tempo e viene interrotta per un breve periodo di tempo dopo questo periodo, seguito da un periodo di carica continua a corrente costante e così via. In una grande tendenza, la corrente segue una legge gradualmente decrescente. La carica a impulsi a tensione variabile è simile alla carica a impulsi a corrente variabile, tranne per il fatto che l'oggetto della regolazione è sostituito dalla tensione. Durante il processo di ricarica, la corrente diminuisce a norma di legge, mentre la tensione aumenta a norma di legge. Per la carica a impulsi positivi e negativi, l'intervallo di tempo di corrente zero viene sostituito da corrente negativa. Si dice che questo sia fatto per una migliore depolarizzazione.
2. Processo di lavoro di scarico
Il tester di carica-scarica testa le prestazioni di scarica della batteria, principalmente per diversi scenari come test di vita, test di simulazione delle condizioni di lavoro, test di capacità, screening della coerenza e altri test dei parametri della batteria e test di sicurezza. Diversi scopi di test determinano la legge mutevole della corrente e della tensione durante il processo di scarica. I requisiti di corrente e tensione possono essere immessi nel computer host e il tester regolerà la potenza in uscita su richiesta in base ai requisiti del sistema di controllo.
3. Principio di funzionamento del tester di carica e scarica
Le specifiche forme di implementazione del tester di carica e scarica variano in base ai diversi requisiti funzionali, ma includono fondamentalmente le seguenti parti: display o computer superiore, controller (compresa la funzione di comunicazione), modulo di alimentazione programmabile, carico elettronico, vari sensori e altri componenti ausiliari.
Il computer hostimmette l'intenzione del test del personale addetto al test, visualizza i dati del risultato del test e il grafico della curva disegnato in base al risultato.
Il controllore, secondo le istruzioni del computer host, assegna compiti specifici come modulo di alimentazione, modulo di comunicazione, modulo di acquisizione del segnale, ecc., accetta i dati caricati da ciascuna parte ed elabora i dati, elaborazioni tipiche come il calcolo del SOC di carica e scarica della batteria;
Modulo di alimentazione programmabile, generalmente un gruppo di dispositivi di alimentazione CA-CC, regola la corrente, la tensione e la potenza di uscita in base ai requisiti di carica e scarica dei dati di ingresso;
Carico elettronico, durante la prova di scarica, l'energia elettrica rilasciata dalla batteria deve essere consumata attraverso il carico elettronico;
Sensorigeneralmente includono sensori di temperatura, sensori di tensione e sensori di corrente. La precisione del sensore del tester di carica e scarica deve essere superiore alla precisione del sensore selezionato nel pacco batteria, altrimenti non può essere utilizzato come dispositivo per calibrare il livello del sistema di gestione della batteria.
Precisione e metodo di calibrazione del tester di carica e scarica
La risoluzione è la percentuale del numero più piccolo (diverso da zero) che il misuratore può visualizzare rispetto al numero più grande. Ad esempio, il numero minimo che può essere visualizzato da un multimetro digitale generico a {{0}}/2-cifre è 1 e il numero massimo può essere 1999, quindi la risoluzione è pari a 1/1999≈0,05 percento . Il grado in cui il valore misurato è vicino al valore reale è chiamato precisione. Oltre ad essere influenzata dalla risoluzione, la precisione è anche correlata a molti fattori, come il metodo di misurazione, la temperatura ambiente, ecc.
Il metodo di calibrazione generale utilizza un multimetro, un alimentatore standard e un resistore standard con una precisione maggiore rispetto all'apparecchiatura da calibrare per il rilevamento e confronta il valore di uscita dell'apparecchiatura con il valore di rilevamento dello strumento. Se l'errore rientra nell'intervallo di precisione dichiarato, viene qualificato.
La precisione attuale del tester di carica e scarica distingue tra alta corrente e bassa corrente. Per apparecchiature di prova a bassa corrente, viene adottato il metodo di misurazione diretta della tensione terminale del sistema; per il sistema di test a corrente elevata, per la calibrazione viene utilizzato il metodo di misurazione della tensione terminale del resistore standard collegato al loop.
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