¿Qué es la prueba de descarga de carga de la batería de iones de litio?
El probador de carga y descarga es el equipo de prueba más utilizado para alimentar baterías de litio. Las baterías nuevas deben ensamblarse y revisarse para verificar su consistencia; en el proceso de diseño y finalización del paquete de baterías, es necesario cargar y descargar múltiples pruebas; se inspecciona el rendimiento del paquete de baterías y la prueba de condiciones de trabajo requiere la asistencia de un probador de carga y descarga; baterías viejas, estado de salud de la prueba de carga y descarga; algunas certificaciones, verificaciones al azar y pruebas a pedido de los compradores requieren carga y descarga.
Parámetros principales de la batería de litio
Equipo de prueba de carga y descarga de batería de litionecesita poder monitorear los parámetros relevantes de las celdas, módulos y paquetes de baterías en tiempo real durante el proceso de carga y descarga. Estos parámetros incluyen lo siguiente:
Capacidad: la batería se descarga desde el estado de carga completa hasta la condición de corte de descarga, la cantidad total de electricidad liberada, la unidad es Ah. La capacidad se ve muy afectada por la corriente de descarga, la temperatura ambiente, etc. Por lo tanto, cuando se trata de capacidad, es necesario hablar de la capacidad bajo la temperatura y la corriente de descarga.
Estado de carga (SOC): La relación entre la capacidad actual de la batería y la capacidad total disponible, expresada como porcentaje.
Profundidad de descarga (DOD): La relación entre la energía descargada y la capacidad total disponible de la batería desde la carga completa hasta el presente también se expresa en porcentaje, y la relación con SOC es DOD=1-SOC;
Voltaje de circuito abierto (COV): La tensión entre los dos polos de la batería medida desconectando el circuito externo, es numéricamente igual a la fuerza electromotriz de la batería;
Tensión de trabajo: Después de conectar el circuito externo, mida el voltaje entre los dos polos de la batería, que es igual al potencial de la batería menos la resistencia interna de la batería (tomando como ejemplo el proceso de descarga);
El voltaje de corte de carga: El sistema de gestión de la batería establece el voltaje máximo que se puede alcanzar durante el proceso de carga. Una vez alcanzada esta tensión, el sistema de gestión de la batería solicita que finalice el proceso de carga. El voltaje de corte de carga es generalmente ligeramente más bajo que el voltaje máximo de circuito abierto permitido por la batería;
Voltaje de corte de descarga: El voltaje mínimo de la batería permitido durante el proceso de descarga. Cuando el proceso de descarga alcanza este valor y supera un determinado tiempo de retardo, el sistema de gestión de baterías requiere desconectar el circuito de descarga.
Resistencia interna: la característica inherente de la propia reacción electroquímica de la batería, se expresa en forma de impedancia de bucle durante la carga y descarga. Se compone principalmente de dos partes, resistencia interna óhmica y resistencia interna de polarización. En la curva de carga-descarga, la caída instantánea del voltaje terminal de la batería en el momento de la carga actual es el impacto de la resistencia interna óhmica; el aumento del voltaje dentro de un período de tiempo cuando la carga termina, la corriente desaparece y el voltaje terminal es estable es la encarnación de la influencia de la resistencia de polarización.
¿Cuáles son las funciones del probador general de carga y descarga?
- Tiene la función de carga y descarga de corriente constante y voltaje constante, que puede realizar un ciclo de vida automático y probar automáticamente las condiciones de trabajo estándar o las condiciones de trabajo establecidas artificialmente; la prueba de ciclo puede realizar el anidamiento de ciclos;
- Tiene la función de registrar en tiempo real la corriente, el voltaje, la temperatura, la carga y otros datos de prueba relacionados y datos de fallas;
- Se pueden configurar diferentes condiciones de terminación de carga y descarga, como voltaje total, voltaje único, estado de carga de la batería, etc.;
- Función de monitoreo de seguridad, que se ocupa de sobrecorriente, sobrevoltaje, sobretemperatura, bajo voltaje, bajo voltaje, cortocircuito, protección contra apagado y otras condiciones de falla;
- De acuerdo con los registros de prueba, dibujar tiempo-voltaje, tiempo-corriente, capacidad de etapa de tiempo, capacidad acumulada de carga de tiempo, capacidad acumulada de descarga de tiempo, capacidad total de tiempo, potencia de tiempo, resistencia de tiempo, energía de tiempo, voltaje de batería individual de tiempo, número de ciclos-capacidad en una etapa específica (curva de caída de capacidad de ciclo) y otras curvas;
- Visualización de pantalla, pantalla de computadora superior, alarma de luz y sonido, entrada de pantalla, selección, entrada de computadora superior, selección y otras funciones de interacción humano-computadora.
Principio de funcionamiento básico del probador de carga y descarga
1. Proceso de carga
El probador de carga y descarga puede realizar varias formas de proceso de carga, como carga de voltaje constante, carga de corriente constante, carga de corriente constante primero y luego carga de voltaje constante, carga de pulso positivo, carga de pulso positivo y negativo, etc. Se pueden completar diferentes formas de procesos de carga de acuerdo con las necesidades de rendimiento de la batería.
Carga de voltaje constante:El equipo de carga y descarga se ajusta al modo de fuente de voltaje constante. Dado que el voltaje de carga establecido debe ser un valor cercano al voltaje total de la batería, el valor actual es el más grande al comienzo de la carga. A medida que aumenta el voltaje del terminal de la batería, la diferencia de voltaje entre el cargador y la batería se vuelve cada vez más pequeña, y la corriente de carga también disminuye gradualmente. Cuando la corriente de carga disminuye a un cierto valor, la carga finaliza. Carga de voltaje constante, la corriente de carga es relativamente grande en la etapa inicial, lo que no es bueno para la vida útil de la celda de la batería.
Carga de voltaje constante: La corriente de carga es relativamente grande en la etapa inicial, lo que no es bueno para la vida útil de la celda de la batería.
Carga de corriente constante: El equipo de carga y descarga se ajusta al modo de corriente constante, la corriente permanece constante durante todo el proceso de carga y el voltaje del terminal de la batería aumenta gradualmente con el tiempo hasta que alcanza el voltaje de corte de carga y finaliza el proceso de carga. Carga de corriente constante, si la configuración actual es relativamente pequeña, la carga tardará mucho tiempo; si la corriente es relativamente alta, la polarización de la batería será más evidente y el voltaje de la batería caerá significativamente después de retirar el circuito de carga.
Primero corriente constante y luego voltaje constante: Las ventajas de la carga de corriente constante y la carga de voltaje constante, primero establezca una carga de corriente constante de corriente relativamente grande, el propósito es mejorar la eficiencia de carga; cuando la potencia alcanza un cierto valor, se convertirá en carga de voltaje constante, y la corriente de carga disminuirá gradualmente. El propósito es cargar la batería con más potencia.
Carga de pulso: La carga con una gran corriente durante un período de tiempo, interrumpida por un período de tiempo de corriente cero, este período de tiempo puede despolarizar la parte de la batería, reducir la pérdida de energía durante el proceso de carga y puede cargar más electricidad a las baterías.
La carga por pulsos puede tener muchas formas, carga por pulsos de corriente variable, carga por pulsos de voltaje variable y carga por pulsos positivos y negativos. Tomando como ejemplo la carga de pulso de corriente variable, la corriente de carga se utiliza como objeto de ajuste, y la corriente permanece sin cambios durante mucho tiempo, y se interrumpe por un corto período de tiempo después de este período, seguido de un período de carga de corriente constante continua, y así sucesivamente. En una gran tendencia, la corriente sigue una ley gradualmente decreciente. La carga por pulsos de voltaje variable es similar a la carga por pulsos de corriente variable, excepto que el objeto de regulación se reemplaza por el voltaje. Durante el proceso de carga, la corriente disminuye según la ley, mientras que el voltaje aumenta según la ley. Para carga de pulso positivo y negativo, el intervalo de tiempo de corriente cero se reemplaza por corriente negativa. Se dice que esto se hace para una mejor despolarización.
2. Proceso de trabajo de descarga
El probador de carga y descarga prueba el rendimiento de descarga de la batería, principalmente para diferentes escenarios, como prueba de vida útil, prueba de simulación de condiciones de trabajo, prueba de capacidad, evaluación de consistencia y otras pruebas de parámetros de batería y pruebas de seguridad. Diferentes propósitos de prueba determinan la ley cambiante de corriente y voltaje durante el proceso de descarga. Los requisitos de corriente y voltaje se pueden ingresar en la computadora host, y el probador ajustará la salida de energía a pedido de acuerdo con los requisitos del sistema de control.
3. Principio de funcionamiento del probador de carga y descarga
Las formas de implementación específicas del probador de carga y descarga varían según los diferentes requisitos funcionales, pero básicamente incluyen las siguientes partes: pantalla o computadora superior, controlador (incluida la función de comunicación), módulo de potencia programable, carga electrónica, varios sensores y otros componentes auxiliares.
La computadora anfitrionaingresa la intención de prueba del personal de prueba, muestra los datos del resultado de la prueba y el gráfico de curva dibujado de acuerdo con el resultado.
El controlador, de acuerdo con las instrucciones de la computadora host, asigna tareas específicas como módulo de fuente de alimentación, módulo de comunicación, módulo de adquisición de señal, etc., acepta los datos cargados por cada parte y procesa los datos, procesamiento típico como calcular el SOC de carga y descarga de la batería;
Módulo de fuente de alimentación programable, generalmente un grupo de dispositivos de fuente de alimentación AC-DC, ajusta la corriente de salida, el voltaje y la potencia de acuerdo con los requisitos de carga y descarga de datos de entrada;
Carga electronica, durante la prueba de descarga, la energía eléctrica liberada por la batería debe consumirse a través de la carga electrónica;
Sensoresgeneralmente incluyen sensores de temperatura, sensores de voltaje y sensores de corriente. La precisión del sensor del probador de carga y descarga debe ser mayor que la precisión del sensor seleccionado en el paquete de baterías; de lo contrario, no se puede usar como un dispositivo para calibrar el nivel del sistema de administración de baterías.
Precisión y método de calibración del probador de carga y descarga.
La resolución es el porcentaje del número más pequeño (que no sea cero) que el medidor puede mostrar hasta el número más grande. Por ejemplo, el número mínimo que puede mostrar un multímetro digital general de {{0}}/2-dígitos es 1, y el número máximo puede ser 1999, por lo que la resolución es igual a 1/1999≈0,05 por ciento. El grado en que el valor medido se acerca al valor real se llama precisión. Además de verse afectada por la resolución, la precisión también está relacionada con muchos factores, como el método de medición, la temperatura ambiente, etc.
El método de calibración general utiliza un multímetro, una fuente de alimentación estándar y una resistencia estándar con mayor precisión que el equipo que se calibra para la detección, y compara el valor de salida del equipo con el valor de detección del instrumento. Si el error está dentro del rango de precisión declarado, está calificado.
La precisión actual del probador de carga y descarga distingue entre corriente alta y corriente baja. Para equipos de prueba de corriente pequeña, se adopta el método de medir directamente el voltaje terminal del sistema; para el sistema de prueba de corriente grande, se usa para la calibración el método de medir el voltaje terminal de la resistencia estándar conectada al lazo.
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