Velkomin á bloggfærslu Toms litíum rafhlöðusérfræðings um rafhlöðuprófanir! Í þessari færslu munum við ræða allt sem tengist rafhlöðuprófunum. Við byrjum á því að ræða rafhlöðugerðir og hin ýmsu tæki og tæki sem notuð eru við rafhlöðuprófanir. Við munum síðan fara yfir í umfjöllun um prófunaraðferðirnar sem notaðar eru við rafhlöðuprófanir. Að lokum munum við loka með nokkrum ráðum um hvernig á að fá sem mest út úr rafhlöðuprófunum. Takk fyrir að lesa!

Hvaða tegundir af rafhlöðum eru til?

Jæja, það er frábær spurning! Það eru mismunandi gerðir af rafhlöðum, hver með sínum einstaka kosti og göllum. Við skulum skoða nokkrar af algengustu gerðum rafhlöðu: þurr rafhlöðu, hnapparafhlöðu, blýsýru rafhlöðu, nikkel rafhlöðu, litíum málm rafhlöðu, litíum rafhlöðu, vanadíum fljótandi rafhlöðu og natríum málm rafhlöðu.

Þurr rafhlaða inniheldur hraðvirkar kolefnisþurr rafhlöður og vinsælar alkaline þurrr rafhlöður. Öll nafnspenna er 1.5 spenna. Það eru líka mismunandi minna notaðar nafnspennur, svo sem 4.5 V, 6 V, 9 V og 12 Volt. Staðlaða líkanið inniheldur AAA, AA, C og D. Sjaldgæfu einstöku gerðirnar eru með AAAA, N, B, F, M2057, og svo framvegis.

Hnapparafhlaða, einnig þekkt sem mynt rafhlaða eða klefi rafhlaða, vísar til rafhlöðu með flatri kringlótt lögun og tiltölulega lítilli stærð. Hnapparafhlöður innihalda silfuroxíð rafhlöður (1.5V), litíum mangan díoxíð rafhlöður (3 volt) og litíum koltetreflúoríð rafhlöður (3.0 volt).

Blýsýrurafhlöður eru algengasta gerð í farartækjum og öðrum forritum. Innifalið AGM og GEL rafhlöðu, staðalspennan er 12 V og hún samanstendur af 6 2 volta blýfrumum í röð. Þetta eru endurhlaðanlegar rafhlöður. Hægt er að mynda rafhlöðupakka með hærri spennugetu með því að tengja í röð og samhliða til að mæta mismunandi forritum.

Nikkel rafhlaða er önnur endurhlaðanleg rafhlaða, sem inniheldur nikkel-kadmíum rafhlöðu (Ni-Cd), nikkel-málm hýdríð rafhlöðu (Ni-MH) og nikkel-sink rafhlöðu (Ni-Zn). Nafnspenna þess er 1.2 volt (Ni-Cd & Ni-Mh) eða 1.65 volt (Ni-Zn). Vinsælustu gerðirnar eru AAA, AA, SC og D. Sjaldgæfar gerðir eins og 4/5A, 2/3A, og svo framvegis.

Lithium málm rafhlöður eru óhlaðanlegar rafhlöður. Þær geta ekki endurhlaðað eins og aðrar endurhlaðanlegar rafhlöður, svo sem blýrafhlöður, nikkelrafhlöður og litíumjónarafhlöður. Einnig nefnd aðal litíum rafhlaða. Efnið inniheldur sex tegundir efna, litíum þíónýlklóríð rafhlöðu (ER röð, 3.6 volt.), litíum mangan díoxíð rafhlaða (CR röð, 3.0 volt.), litíum-brennisteinsdíoxíð rafhlaða (WR röð, 2.9 volt), litíum kopar tvísúlfíð rafhlaða (LiCuS2, 1.5 volt.), litíum járn tvísúlfíð rafhlaða (LiFeS2, 1.5 volt.), litíum kolefni tetraflúoríð rafhlaða (BR röð, 3 volt.)

Lithium-ion rafhlaðan er tegund endurhlaðanlegrar rafhlöðu. Það er nefnt auka litíum rafhlaða. Lithium-ion rafhlöður innihalda kóbaltoxíð litíum (LCO), manganoxíð litíum (LMO), litíum járnfosfat (LiFePO4 rafhlöðu), þrískipt litíum (NCM eða NCA) og litíum titanat rafhlöður. Nafnspenna þessara efna er 3.7V, 3.7V, 3.2V, 3.7V og 2.4V, í sömu röð. Samkvæmt mismunandi efnishlutföllum og skeljarformum getur það gert ýmsar endurhlaðanlegar rafhlöður til að uppfylla viðbótarkröfur um notkun. Vanadíum vökva- og natríumjónarafhlöður eru nýjar endurhlaðanlegar rafhlöður sem hafa verið settar á markað á undanförnum tveimur árum. Natríumjónarafhlaðan er nafnspenna 3 volt. Vanadíum fljótandi rafhlaða er 1.2 volta nafnspenna.

Hvaða breytu eða karakter er áhyggjuefni þitt?

Rafhlöður með mismunandi efni eða notkun hafa venjulega aðra rafmagnseiginleika eða breytur. En mest notuðu færibreyturnar fyrir hvern storm eru mál, spenna og getu. Innra viðnám hverrar rafhlöðu, afhleðsluhraði og endingartími (aðeins fyrir endurhlaðanlegar rafhlöður) hverrar rafhlöðu verða mismunandi.

Sem dæmigerður notandi ættir þú að hafa áhyggjur af stærð og spennu rafhlöðunnar. Stærð rafhlöðu er mikilvægt atriði fyrir daglegan notanda. Þú gætir verið áhugasamur um að skipta um gamlar rafhlöður sem bila. Svo þú verður að fylgja kortinu og reyna að finna það sama. Sem faglegur notandi ættir þú að hafa áhyggjur af fleiri stöfum, til dæmis útlínur (Eining: mm), spennu (Eining: V eða mV), innri viðnám (Eining: milliohm), losunarhraði (Eining: n C hlutfall, n táknar fasta frá 2 til 150), vinnsluhitastig (Eining: Celsíus eða Fahrenheit ), afkastageta (Eining: Ah eða mAh, Ampere-stundir eða milliamper-stundir), Orka (Eining: Wh (fyrir rafhlöðu), KWh, MWh, GWh (til að framleiða mælikvarða)). Til dæmis, ef verkefnið þitt er UAV-forrit, en þú velur dæmigerða orkurafhlöðu sem getur ekki veitt háan frárennslisstraum, mun það mistakast.

Hvaða verkfæri eða tæki verða notuð til að prófa?

Einfaldustu prófunartækin eru sniðmát eða málband, spennumælir og fjölmælir, algengustu verkfærin til að dæma rafhlöðumál, óhlaðna spennu og hleðsluspennu.

Ef þú getur gert það, geturðu notað aflviðnám til að prófa getu rafhlöðunnar. Það verða villur eftir innri viðnám og nákvæmni prófunarrásarinnar sem þú byggðir.

Fyrir faglega notendur, ef þú vilt prófa nákvæmari rafmagnsbreytur rafhlöðunnar. Þú þarft að fjárfesta ákveðna upphæð til að kaupa faglegan búnað. Til dæmis, rafrænir álagsmælar, stýrðar DC aflgjafar, viðnámsprófari eða innri viðnámsprófari, alhliða rafhlöðuprófunartæki, fagleg tæki eins og rafgeymisprófunarkerfi og hitakassa frá -50 gráðum á Celsíus til 100 gráður á Celsíus eða hærra. Ef það er líka nauðsynlegt að prófa þrýstingsþol, titring, fall og önnur frammistöðu rafhlöðunnar er nauðsynlegt að bæta við öðrum prófunartækjum.

Hvernig á að prófa þurr rafhlöðu?

Prófunarstaðalinn fyrir þurr rafhlöðu er í samræmi við IEC60086-1 og IEC60086-2. Þegar þurr rafhlaða er prófuð er algengasta aðferðin að athuga spennu rafhlöðunnar í opnu hringrásinni með því að nota fjölmæli eða voltmæli. Tengdu svarta leiðslu mælisins við neikvæða skaut rafgeymisins og þá rauðu við jákvæðu tengið. Rafhlaðan ætti þá að vera á. Þá getum við séð opna spennu rafhlöðunnar.

Ef við prófum nýju rafhlöðuna ætti óhlaða spennan að vera meiri en nafnspennan. Ef spennan er lægri en 1 volt., jafnvel í 0 V, gefur það til kynna að rafhlaðan sem prófuð er sé gölluð eða dauð. Til að vita raunverulega getu rafhlöðunnar eða úthleðslugetu, ættir þú að velja rafhleðslu eða rafhlöðuprófunartæki. Það getur hjálpað þér að klára stöðugt viðnám, stöðugt afl, stöðugt straumpróf eða stillt ástandspróf.

Hvernig á að prófa rafhlöðuna fyrir hnappinn?

Hnappurinn (mynt) rafhlaðan er pínulítil að stærð og getu. Algengt er að þú prófar að opinn hringspenna sé í lagi.

Ef þú vilt prófa fleiri rafmagnseiginleika mun það kosta þig meiri kostnað og tíma. Þú getur fullkomlega treyst gæðaskuldbindingum eigenda vörumerkja, framleiðenda og birgja. Flestar hnapparafhlöður á markaðnum koma frá Kína vegna þess að rafhlöðurnar eru litlar. Eftir svo margra ára þróun hefur framleiðslutæknin þroskast og kínverskar verksmiðjur hafa tekið upp sjálfvirkar framleiðslulínur og sjálfvirka framleiðslu í stórum stíl. Það verður aðeins að fara í gegnum strangt gæðaeftirlit þegar það uppfyllir kröfur.

Hvernig á að prófa nikkel rafhlöður?

Nikkel rafhlöðuprófun inniheldur IEC60285(Ni-Cd, útrunnið), IEC61436(Ni-Mh, útrunnið, skipt út fyrir IEC62133-1:2017).

Vegna þess að Ni-Cd rafhlaðan inniheldur þungmálm Cd, er hún ekki umhverfisvæn og fer smám saman.

Ni-Mh og Ni-Zn rafhlöður, við prófum venjulega óhlaða rafhlöðu og hleðsluspennu, afhleðslustraum og hleðslu/hleðslugetu við venjulegar aðstæður eða stofuhita.

Fyrst skaltu hlaða rafhlöðuna að fullu samkvæmt leiðbeiningum framleiðanda.

Í öðru lagi skaltu tengja rafhlöðuna rétt við tækið.

Láttu tækið virka eðlilega aftur þar til álagið hættir. Og útskriftinni er lokið.

Reiknaðu út keyrslutíma búnaðarins og athugaðu hvort hann standist væntingar þínar.

Reiknað með lögmáli Ohms getur krafturinn deilt með spennunni til að fá straum og strauminn er margfaldaður með vinnutímanum til að reikna út afkastagetu.

Fyrir faglega notandann, vinsamlegast prófið samkvæmt IEC62133 staðlinum eða hleðslu- og losunarprófunarstaðli eða forskrift birgja.

Við veljum venjulega rafhlöðuprófunarkerfi til að tengja tölvuna, rafhlöðuna og hleðslu aflgjafa.

Í fyrstu skaltu hlaða heildargetu með 0.1 C hraðstraumi 16 klukkustundir við 23 Celsíus.

Í öðru lagi, rafhlaðan afhleðsla 0.2 C hraða núverandi að skera-off spennu 1.0 V

Í þriðja lagi skaltu athuga nákvæman losunartíma, losunargetu og losunarferil frá prófunartölvunni. Ef við þurfum mismunandi hitastig aðstæðum losun stafa gögn. Rafhlaðan sem á að prófa verður að vera sett í stöðugt hita- og rakahólf og sett upp á réttan hátt.

Hvernig á að prófa blýsýru rafhlöður?

Blýsýrurafhlöðurnar innihalda lokastýrðar, gangsetningar-, almennar og toggerðir. Sérhver tegund af rafhlöðuprófunarstaðli er öðruvísi.

Loka-stýrður prófunarstaðall IEC/EN60896/GB19638.

Gerðarprófunarstaðallinn IEC/EN60095/GBT5008, INMETRO239/2012

Almennur gerðarprófunarstaðall IEC61056

Dráttarprófunarstaðallinn IEC60254/GBT7403

Fyrir venjulega notendur, vinsamlegast veldu viðeigandi gerð og afkastagetu í samræmi við sérstakar þarfir þínar og þarft aðeins að prófa óhlaðna spennu og hleðsluspennu rafhlöðunnar.

Blýsýrurafhlöður eru líka óvingjarnlegar umhverfinu vegna þess að þær innihalda þungmálma blý. Bandaríkin, Kanada og Evrópusambandið framleiða ekki lengur þessar rafhlöður. Kína, Víetnam, Indland, Brasilía og önnur lönd hafa framleiðslu og kínversk stjórnvöld hafa smám saman dregið úr þeim á skipulegan hátt. Lokaðu framleiðslu blýsýru rafhlöðu í áföngum.

Hvernig á að prófa litíumjónarafhlöður?

Lithium-ion rafhlaðan hefur verið vinsælasta endurhlaðanlega rafhlaðan í heiminum síðan 1990. Inniheldur sívalur, prismatísk, mjúkur fjölliða lithium-ion frumur. Li-ion rafhlöðuprófunarstaðalinn inniheldur IEC/EN62133-2:2017, UL1642, UL2054, UL2056, GB31241 og GB18287.

Vegna þess að lithium-ion rafhlaða/frumugeta er frá 5 mAh til 300 Ah, er nafnspenna frumunnar frá 2.4 volt til 3.8 volt. Full hleðsluspenna hans er frá 2.9 volt til 4.35 volt. Svo, hvers kyns litíumjónarafhlöðuprófunarfæribreytur eru ekki þær sömu, en allar litíumjónarhleðslu-/afhleðsluaðferðir eru þær sömu (stöðugur straumur og stöðug spenna). Prófunaraðferðir og prófunarkröfur litíumjónarafhlöðna fyrir litíumjónarafhlöður eru mun hærri en aðrar venjulegar rafhlöður.

Fyrir venjulegan notanda er litíumjónarafhlöðuprófunaraðferðin svipuð og nikkelrafhlöðunni: Stærð og spenna litíumjónarafhlöðunnar aðalprófun með mælum, málbandi og voltmæli eða fjölmæli. Raunveruleg getu og orka rafhlöðunnar getur ekki prófað með fjölmæli. Við getum metið afkastagetu rafhlöðunnar í gegnum hleðslu- og afhleðsluferil framleiðanda og birgja litíum rafhlöðu.

Auðvitað eru aðrir litíumjónar rafhlöður spennu/getu prófunartæki. Þegar þú hefur þessa prófunartæki, þegar þú tengir rétt á milli rafhlöðunnar og prófunartækisins, mun prófunartækið gefa til kynna spennu rafhlöðunnar og áætla getu. Þessir prófunartæki nota reiknirit innri samþættu flísarinnar, ásamt útskriftarferli litíum rafhlöðunnar, til að fá heildartöluna. Nákvæmni eða umburðarlyndi getu fer eftir samþætta flísinni sem birgirinn valdi.

Fyrir faglega notandann, vinsamlegast vísaðu í rafhlöðuforskrift birgirsins. Veldu viðeigandi prófunarmælingu og búnað, prófunarstaðal.

Athugið: Lithium-ion rafhlaðan tilheyrði hættulegum varningi. Öll rafmagnsprófun þarf að ljúka af faglegum prófunarverkfræðingi. Til öryggis mæla venjulegir notendur með því að prófa rafgetu litíumjónarafhlöðu. Fyrir prófið þarf öryggisvörn að gera til að forðast óþarfa áhættu.

Hvernig á að prófa aðal litíum rafhlöðu?

Prófunarstaðalinn fyrir litíum aðal rafhlöðu inniheldur IEC/EN60086-4, GB8897-4, UL1642, UL2054, og svo framvegis. Aðal litíum rafhlaða er svipuð og litíum-rafhlaða, með mikla þéttleika, háspennu, breitt rekstrarhitastig og meiri hættu en þurr rafhlaða. Svo, til öryggis, er ekki mælt með því að daglegir notendur prófi rafgetu litíumjónarafhlöðu. Þú getur prófað án hleðslu og hleðsluspennu.

Vegna þess að aðal litíum rafhlaðan er óendurhlaðanleg, eru öll rafmagnsprófun óafturkræf, hvort sem er stöðug viðnámslosun eða stöðug straumpróf. Þegar prófuninni er lokið mun líftíma rafhlöðunnar líka enda og verður ónothæf tæm rafhlaða. Auðvitað, ef þú prófar aðeins óhlaðna spennu stormsins, sama hversu oft þú ýtir á hann, mun getu hans ekki rotna.

Sem faglegir litíum rafhlöður eru eftirfarandi tillögur fyrir fagfólk sem vill vita um prófun á litíum málm rafhlöðum.

Prófunarfæribreytur hverrar tegundar rafhlöðu þurfa að staðfesta með. Reyndu aðeins að prófa innan umfangs prófsins.

Veldu viðeigandi rafeindahleðslutæki eða rafhlöðuprófunarbúnað: rétta losunarhitastig og rakaumhverfi.

Fyrst skaltu stilla prófunarfæribreytur til hægri, til dæmis stöðug viðnám, stöðugur straumur, stöðugur kraftur og stöðvunarspenna.

Í öðru lagi skaltu tengja rafhlöðuna, prófunartækið og tölvuna.

Í þriðja lagi, byrjaðu prófið til loka. Samkvæmt lögum Ohms, reiknaðu áætlaðan afhleðslutíma rafhlöðunnar.

Í fjórða lagi, hættu prófinu. Taktu rafhlöðuna úr prófunarbúnaðinum og settu rafhlöðuna í burtu.

Hvernig á að prófa natríumjónarafhlöðu?

Hleðslu- og afhleðsluaðferð natríumjónarafhlöðunnar er sú sama og litíumjónarafhlöðu. En full spenna hennar er 4.45 volt hærri en Li-ion rafhlaða. Spennan fyrir fjarlægingu er 1.8V minni en allar litíum rafhlöður. 

Natríumjónarafhlöðustaðall vísar til litíumjónarafhlöðu.

Prófunaraðferðin er eins og litíumjónarafhlöður, en stillingarbreytur þurfa að vera í samræmi við forskriftir framleiðanda natríumjónarafhlöðunnar.

Yfirlit

Að prófa afköst rafhlöðunnar er mikilvægur hluti af öryggi og áreiðanleika rafhlöðunnar. Það fer eftir gerð rafhlöðunnar að íhuga mismunandi prófunaraðferðir. Prófunarfæribreytur ættu að vera stilltar í samræmi við forskriftir rafhlöðubirgða og gerðar með viðeigandi rafhleðslutæki eða rafhlöðuprófara. Til öryggis getur algengasti notandinn prófað rafhlöðuna. Fagmenn geta leyft að prófa rafgeymi rafhlöðunnar.