O que é o teste de descarga de carga da bateria de íons de lítio?
O testador de carga e descarga é o equipamento de teste mais comumente usado para baterias de lítio de potência. Novas baterias precisam ser montadas e testadas para consistência; no processo de design e finalização da bateria, vários testes precisam ser carregados e descarregados; o desempenho da bateria é inspecionado e o teste de condição de trabalho requer a ajuda de um testador de carga e descarga; baterias velhas, estado de saúde do teste de carga e descarga; algumas certificações, verificações pontuais e testes a pedido dos compradores exigem carga e descarga.
Parâmetros principais da bateria de lítio
Equipamento de teste de carga e descarga de bateria de lítioprecisa ser capaz de monitorar os parâmetros relevantes de células de bateria, módulos e baterias em tempo real durante o processo de carga e descarga. Esses parâmetros incluem o seguinte:
Capacidade: a bateria é descarregada do estado totalmente carregado para a condição de corte de descarga, a quantidade total de eletricidade liberada, a unidade é Ah. A capacidade é muito afetada pela corrente de descarga, temperatura ambiente, etc. Portanto, quando se trata de capacidade, é necessário falar sobre a capacidade sob a temperatura e corrente de descarga.
Estado de carga (SOC): A relação entre a capacidade atual da bateria e a capacidade geral disponível, expressa em porcentagem.
Profundidade de Descarga (DOD): A relação entre a energia descarregada e a capacidade total disponível da bateria, desde a carga total até o presente, também é expressa em porcentagem, e a relação com SOC é DOD=1-SOC;
Tensão de circuito aberto (VOC): A tensão entre os dois polos da bateria, medida ao desligar o circuito externo, é numericamente igual à força eletromotriz da bateria;
Tensão de trabalho: Após conectar o circuito externo, meça a tensão entre os dois polos da bateria, que é igual ao potencial da bateria menos a resistência interna da bateria (tomando como exemplo o processo de descarga);
A tensão de corte de carga: O sistema de gerenciamento de bateria define a tensão máxima que pode ser alcançada durante o processo de carregamento. Depois de atingir esta tensão, o sistema de gerenciamento de bateria requer que o processo de carregamento seja finalizado. A tensão de corte de carga é geralmente ligeiramente inferior à tensão máxima de circuito aberto permitida pela bateria;
Tensão de corte de descarga: A tensão mínima da bateria permitida durante o processo de descarga. Quando o processo de descarga atinge este valor e excede um certo tempo de atraso, o sistema de gerenciamento de bateria precisa desconectar o circuito de descarga.
Resistencia interna: a característica inerente da própria reação eletroquímica da bateria, é expressa na forma de impedância de loop durante o carregamento e descarregamento. É composto principalmente de duas partes, resistência interna ôhmica e resistência interna de polarização. Na curva de carga-descarga, a queda instantânea da tensão terminal da bateria no momento da carga de corrente é o impacto da resistência interna ôhmica; o aumento da tensão dentro de um período de tempo quando a carga é encerrada, a corrente desaparece e a tensão terminal é estável é a personificação da influência da resistência de polarização.
Quais são as funções do testador geral de carga e descarga?
- Tem a função de carga e descarga de corrente constante e tensão constante, que pode realizar o ciclo de vida automático e testar automaticamente as condições de trabalho padrão ou definir artificialmente as condições de trabalho; o teste de ciclo pode realizar o aninhamento de ciclos;
- Tem a função de registrar corrente, tensão, temperatura, carga e outros dados de teste relacionados e dados de falha em tempo real;
- Diferentes condições de terminação de carga e descarga podem ser definidas, como tensão total, tensão única, estado de carga da bateria, etc.;
- Função de monitoramento de segurança, lidando com sobrecorrente, sobretensão, sobretemperatura, subtensão, subcorrente, curto-circuito, proteção de desligamento e outras condições de falha;
- De acordo com os registros de teste, desenhe tempo-tensão, tempo-corrente, capacidade de estágio de tempo, capacidade cumulativa de carga de tempo, capacidade cumulativa de descarga de tempo, capacidade total de tempo, tempo-potência, tempo-resistência, tempo-energia, tempo -Tensão de bateria única, número de ciclos-capacidade em um estágio especificado (curva de decaimento da capacidade do ciclo) e outras curvas;
- Exibição de tela, exibição de computador superior, alarme de som e luz, entrada de tela, seleção, entrada de computador superior, seleção e outras funções de interação humano-computador.
Princípio básico de funcionamento do testador de carga e descarga
1. Processo de carregamento
O testador de carga e descarga pode realizar várias formas de processo de carregamento, como carregamento de tensão constante, carregamento de corrente constante, carregamento de corrente constante primeiro e depois carregamento de tensão constante, carregamento de pulso positivo, carregamento de pulso positivo e negativo e assim por diante. Diferentes formas de processos de carregamento podem ser concluídas de acordo com as necessidades de desempenho da bateria.
Carregamento de voltagem constante:O equipamento de carga e descarga é ajustado para o modo de fonte de tensão constante. Como a tensão de carga definida deve ser um valor próximo à tensão total da bateria, o valor atual é o maior no início do carregamento. À medida que a tensão do terminal da bateria aumenta, a diferença de tensão entre o carregador e a bateria torna-se cada vez menor e a corrente de carga também diminui gradualmente. Quando a corrente de carregamento diminui para um determinado valor, o carregamento termina. Carregamento de tensão constante, a corrente de carregamento é relativamente grande no estágio inicial, o que não é bom para a vida útil da célula da bateria.
Carregamento de voltagem constante: A corrente de carga é relativamente grande no estágio inicial, o que não é bom para a vida útil da célula da bateria.
Carregamento de corrente constante: O equipamento de carga e descarga é ajustado para o modo de corrente constante, a corrente permanece constante durante todo o processo de carga e a tensão do terminal da bateria aumenta gradualmente com o tempo até atingir a tensão de corte de carga e o processo de carga termina. Carregamento de corrente constante, se a configuração de corrente for relativamente pequena, levará muito tempo para carregar; se a corrente for relativamente alta, a polarização da bateria será mais óbvia e a tensão da bateria cairá significativamente após a remoção do circuito de carga.
Primeiro corrente constante e depois tensão constante: As vantagens do carregamento de corrente constante e carregamento de tensão constante, primeiro defina um carregamento de corrente constante relativamente grande, o objetivo é melhorar a eficiência de carregamento; quando a energia atingir um determinado valor, ela será convertida em carga de tensão constante e a corrente de carga diminuirá gradualmente. O objetivo é carregar a bateria com mais energia.
Carregamento de pulso: Carregando com uma grande corrente por um período de tempo, interrompido por um período de tempo de corrente zero, este período de tempo pode despolarizar a parte da bateria, reduzir a perda de energia durante o processo de carregamento e pode carregar mais eletricidade das baterias.
O carregamento de pulso pode ter muitas formas, carregamento de pulso de corrente variável, carregamento de pulso de tensão variável e carregamento de pulso positivo e negativo. Tomando como exemplo o carregamento de pulso de corrente variável, a corrente de carregamento é usada como objeto de ajuste, e a corrente permanece inalterada por um longo período de tempo e é interrompida por um curto período de tempo após esse período, seguido por um período de carregamento de corrente constante contínua e assim por diante. Em uma grande tendência, a corrente segue uma lei gradualmente decrescente. O carregamento de pulso de tensão variável é semelhante ao carregamento de pulso de corrente variável, exceto que o objeto de regulação é substituído por tensão. Durante o processo de carregamento, a corrente diminui de acordo com a lei, enquanto a tensão aumenta de acordo com a lei. Para carregamento de pulso positivo e negativo, o intervalo de tempo de corrente zero é substituído por corrente negativa. Diz-se que isso é feito para melhor despolarização.
2. Processo de trabalho de alta
O testador de carga e descarga testa o desempenho de descarga da bateria, principalmente para diferentes cenários, como teste de vida, teste de simulação de condição de trabalho, teste de capacidade, triagem de consistência e outros testes de parâmetros de bateria e testes de segurança. Diferentes propósitos de teste determinam a mudança da lei de corrente e tensão durante o processo de descarga. Os requisitos de corrente e tensão podem ser inseridos no computador host e o testador ajustará a saída de energia sob demanda de acordo com os requisitos do sistema de controle.
3. Princípio de funcionamento do testador de carga e descarga
As formas específicas de implementação do testador de carga e descarga variam de acordo com diferentes requisitos funcionais, mas incluem basicamente as seguintes partes: display ou computador superior, controlador (incluindo função de comunicação), módulo de potência programável, carga eletrônica, vários sensores e outros componentes auxiliares.
O computador hostinsere a intenção de teste do pessoal de teste, exibe os dados do resultado do teste e o gráfico da curva desenhado de acordo com o resultado.
O controlador, de acordo com as instruções do computador host, atribui tarefas específicas, como módulo de fonte de alimentação, módulo de comunicação, módulo de aquisição de sinal, etc., aceita os dados carregados por cada parte e processa os dados, processamento típico, como calcular o SOC de carga e descarga da bateria;
Módulo de fonte de alimentação programável, geralmente um grupo de dispositivos de alimentação AC-DC, ajusta a corrente de saída, tensão e potência de acordo com os requisitos de carga e descarga de dados de entrada;
carga eletrônica, durante o teste de descarga, a energia elétrica liberada pela bateria precisa ser consumida pela carga eletrônica;
Sensoresgeralmente incluem sensores de temperatura, sensores de tensão e sensores de corrente. A precisão do sensor do testador de carga e descarga deve ser superior à precisão do sensor selecionado na bateria, caso contrário, não pode ser usado como um dispositivo para calibrar o nível do sistema de gerenciamento de bateria.
Método de precisão e calibração do testador de carga e descarga
A resolução é a porcentagem do menor número (diferente de zero) que o medidor pode exibir para o maior número. Por exemplo, o número mínimo que pode ser exibido por um multímetro digital geral de {{0}}/2-dígitos é 1, e o número máximo pode ser 1999, então a resolução é igual a 1/1999≈0,05 por cento. O grau em que o valor medido está próximo do valor real é chamado de precisão. Além de ser afetada pela resolução, a precisão também está relacionada a muitos fatores, como método de medição, temperatura ambiente etc.
O método de calibração geral usa um multímetro, uma fonte de alimentação padrão e um resistor padrão com maior precisão do que o equipamento que está sendo calibrado para detecção e compara o valor de saída do equipamento com o valor de detecção do instrumento. Se o erro estiver dentro da faixa de precisão declarada, ele é qualificado.
A precisão atual do testador de carga e descarga distingue entre alta corrente e baixa corrente. Para equipamentos de teste de pequena corrente, é adotado o método de medição direta da tensão terminal do sistema; para o sistema de teste de grande corrente, o método de medição da tensão terminal do resistor padrão conectado ao loop é usado para calibração.
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