8 مه 2020
شما نمی توانید باتری را با یک عدد قضاوت کنید. رایج‌ترین اشتباه این است که باور کنیم ولتاژ بالا به معنای یک باتری سالم است - یک باتری که به مدت شش ماه روی قفسه نشسته و با تخلیه‌ی خود شدید می‌تواند همچنان ولتاژ مدار باز تقریباً کامل را نشان دهد در حالی که ظرفیت قابل استفاده آن به نصف کاهش یافته است. برعکس، یک باتری قدیمی با هزاران سیکل ممکن است ولتاژ قابل قبولی را نشان دهد اما در زیر بار کاهش یابد. این دو مثال نشان می‌دهند که قضاوت تک پارامتری به ناچار منجر به تشخیص اشتباه می‌شود: ظرفیت، ولتاژ و مقاومت داخلی همه باید با هم ارزیابی شوند.
ظرفیت به شما می‌گوید باتری هنوز چقدر انرژی می‌تواند ذخیره کند، که معمولاً بر حسب آمپر ساعت (Ah) بیان می‌شود - کل شارژ قابل تحویل در شرایط تخلیه استاندارد. محو شدن ظرفیت مستقیم ترین شاخص پیری باتری است. باتری 100 آمپر ساعتی که فقط می تواند 70 آمپر ساعت بعد از سه سال تولید کند، وضعیت سلامت (SOH) 70 درصدی دارد. آزمایش ظرفیت نیاز به تخلیه کامل ولتاژ قطع دارد که زمان قابل توجهی را می طلبد - معمولاً برای بررسی های سریع روزانه مناسب نیست، اما برای آزمایش پذیرش، بررسی های نگهداری سالانه و تعیین پایان عمر ضروری است.
مقاومت داخلی نشان دهنده امپدانس داخل باتری است که بر حسب میلی اهم (mΩ) اندازه گیری می شود. دارای سه جزء است: مقاومت پلاریزاسیون (از سینتیک واکنش الکتروشیمیایی)، مقاومت اهمی (از مقاومت ماده الکترود و رابط های تماس) و مقاومت الکترولیت. باتری های جدید معمولاً مقاومت داخلی را در ده ها میلی اهم یا کمتر نشان می دهند. با افزایش تعداد چرخه و کاهش الکترولیت، مقاومت داخلی به آرامی افزایش می یابد. بینش مهم این است که مقاومت داخلی و محو شدن ظرفیت خطی نیستند - مقاومت در نیمه اول زندگی بسیار کم تغییر می کند، سپس در نیمه دوم شتاب می گیرد. زمانی که ظرفیت به طور محسوسی کاهش یافته است، مقاومت ممکن است دو برابر یا بیشتر شده باشد. این مقاومت داخلی را برای هشدار اولیه به جای قضاوت نهایی ایده آل می کند.
ولتاژ بصری ترین پارامتر است اما به راحتی خوانده می شود. ولتاژ مدار باز (OCV) فقط وضعیت شارژ (SOC) - مقدار انرژی باقی مانده - نه اینکه باتری واقعاً چقدر می تواند تحویل دهد را منعکس می کند. یک باتری 12 ولتی سرب اسیدی با ولتاژ 12.6 ولت به طور کامل شارژ می شود. در 12.0 ولت حدود 75٪ SOC است. در 11.4 ولت حدود 25٪ SOC؛ در 10.5 ولت تقریباً تخلیه می شود. اما SOC و SOH یکسان نیستند - یک باتری با SOC بالا با مقاومت داخلی بالا در لحظه اعمال بار، کمتر از ولتاژ کار می‌افتد و بدون توجه به این، تجهیزات خاموش می‌شوند. ولتاژ باید همیشه همراه با بار تفسیر شود، از طریق آزمایش بار یا آزمایش ظرفیت، هرگز از طریق ولتاژ مدار باز به تنهایی.
برنامه‌های کاربردی مختلف رویکردهای آزمایش متفاوتی را می‌طلبند و انتخاب روش نادرست زمان را تلف می‌کند و می‌تواند مشکلات واقعی را از دست بدهد. آزمایش ظرفیت (تخلیه کامل) استاندارد طلایی برای تعیین سلامت باتری است، اما دو پیش نیاز دارد: نیاز به تخلیه کامل باتری دارد، که به معنای آفلاین کردن یک سیستم آنلاین است. و زمان زیادی طول می کشد - یک باتری 100 آمپر ساعتی که در 5 آمپر تخلیه می شود به 20 ساعت نیاز دارد. آزمایش ظرفیت برای موارد زیر مناسب است: پذیرش باتری جدید، بررسی های نگهداری سالانه، تعیین پایان عمر قبل از تعویض باتری، و ارزیابی عمیق در طول تجزیه و تحلیل عیب.
تست مقاومت داخلی سریع، غیر مخرب است و می تواند آنلاین باشد. اندازه‌گیری فقط چند ثانیه طول می‌کشد، نیازی به خارج کردن باتری از سرویس ندارد و نیازی به بار تخلیه ندارد. این آن را برای بازرسی‌های معمولی ایده‌آل می‌کند: بررسی ماهانه باتری در ایستگاه‌های پایه مخابراتی، بررسی‌های مقاومت داخلی سه ماهه بانک‌های باتری UPS، و غربالگری دوره‌ای باتری‌های پشتیبان مرکز داده. با مقایسه مقاومت داخلی در بین سلول‌های تکی در یک رشته باتری، سلول‌های ضعیف را می‌توان شناسایی کرد - اگر یک سلول بیش از 30٪ مقاومت بالاتری نسبت به میانگین گروه نشان دهد، حتی اگر مقدار مطلق آن هنوز در محدوده مشخصات باشد، توجه را جلب می‌کند.
یک رویکرد میانی، آزمایش ولتاژ بار است: اعمال یک بار جریان کوتاه مدت و متوسط (معمولاً ده‌ها آمپر برای چند ثانیه تا ده‌ها ثانیه) و اندازه‌گیری کاهش ولتاژ. این اطلاعات بیشتر از ولتاژ مدار باز است، اما بسیار سریعتر از آزمایش ظرفیت کامل است، و آن را برای ارزیابی میدانی از اینکه آیا باتری می‌تواند در هنگام راه‌اندازی تجهیزات در برابر افزایش لحظه‌ای جریان زنده بماند، مناسب است. تستر باتری ذخیره‌سازی PK59A از این حالت تست بار پشتیبانی می‌کند - بدون حذف باتری و بدون تخلیه طولانی‌مدت مورد نیاز.
آزمایش باتری سنتی از سه دستگاه جداگانه استفاده می کرد: یک ولت متر برای ولتاژ، یک ابزار تخلیه برای ظرفیت و یک مقاومت سنج داخلی برای مقاومت. مشکلات آشکار هستند - چندین دستگاه، سیم کشی پیچیده، داده های نامرتبط، و نتایجی که به سختی ترکیب می شوند. مهندسان میدان باید سه قرائت جداگانه را یادداشت می‌کردند، سپس آنها را در یک سیستم در دفتر وارد می‌کردند. هر گونه خطایی در آن زنجیره - رونویسی، ورود داده یا تفسیر - به این معنی است که داده ها همسو نمی شوند.
PK59A ظرفیت، ولتاژ و اندازه گیری مقاومت داخلی را در یک دستگاه دستی ادغام می کند. رویکرد اندازه‌گیری هسته آن از یک اتصال چهار سیم (کلوین) برای اندازه‌گیری مقاومت داخلی استفاده می‌کند که تأثیر مقاومت سرب آزمایشی را از بین می‌برد. یک مدار تخلیه استاندارد داخلی، تأیید ظرفیت تخلیه کوتاه مدت را در صورت نیاز امکان پذیر می کند. ولتاژ از طریق یک ADC با دقت بالا نمونه برداری می شود. هر سه پارامتر در یک صفحه نمایش داده می شوند، نتایج به طور خودکار مرتبط می شوند و نیازی به رونویسی دستی نیست.
در عمل، PK59A از طریق جزئیات ریزتر ارزش می‌افزاید. این باتری از چندین شیمی باتری - سرب اسید، لیتیوم یون، هیدرید نیکل - فلز - پشتیبانی می کند که همه آنها با یک ابزار قابل اندازه گیری هستند و نیاز به ابزارهای خاص شیمی را از بین می برند. نتایج آزمایش را برای مقایسه با داده های تاریخی ذخیره می کند. نمایشگر آن به جای خوانش های خام، یک حکم مستقیم می دهد - PASS / WARNING / FAIL - و به کارکنان میدانی اجازه می دهد وضعیت باتری را در یک نگاه ارزیابی کنند. همچنین دارای جبران خودکار دما، تصحیح قرائت در محیط های با دمای بالا یا پایین است تا شرایط محیط نتایج را مخدوش نکند.
در آزمایش میدانی باتری، چندین اشتباه تکراری باعث تلفات غیر ضروری می شود. درک آنها از مشکلات واقعی جلوگیری می کند. اولین اشتباه اندازه گیری ولتاژ بدون مقاومت داخلی است. همانطور که بحث شد، ولتاژ فقط نشان دهنده SOC است، نه سلامت واقعی باتری. پرسنل تعمیر و نگهداری که عادت به اعتماد به ولتاژ دارند - فکر می کنند ولتاژ معمولی به معنای یک باتری خوب است - با باتری هایی که مقاومت داخلی آنها در حال حاضر بسیار بالا است به کار خود ادامه می دهند تا زمانی که تجهیزات در یک لحظه بحرانی از کار بیفتند.
اشتباه دوم نادیده گرفتن قوام رشته باتری است. یک رشته باتری فقط به اندازه ضعیف ترین سلول آن خوب است. اگر مقاومت داخلی به طور قابل توجهی در بین سلول ها متفاوت باشد، رشته در هنگام تخلیه جریان بالا به دلیل اثر بشکه، کمتر از ولتاژ قطع می شود، حتی اگر هر سلول جداگانه در محدوده مقاومت مطلق باشد. هنگام آزمایش یک رشته، همیشه هم مجموع و هم هر سلول جداگانه را اندازه گیری کنید و به سلول هایی که مقاومت آنها بیش از 30 درصد از میانگین گروه انحراف دارد، توجه دقیق داشته باشید.
اشتباه سوم عدم ثبت و تجزیه و تحلیل داده ها است. بسیاری از کارکنان میدانی آزمایشی را انجام می دهند، اعداد را می خوانند و خارج می شوند - داده ها هرگز وارد سیستم تعمیر و نگهداری نمی شوند. تا چرخه آزمون بعدی، هیچ راهی برای دانستن اینکه چه چیزی در این دوره تغییر کرده است وجود ندارد. روش صحیح این است که پس از هر آزمایش، مقاومت و ولتاژ داخلی را ثبت کنید و یک رکورد سلامت سری زمانی برای هر سلول ایجاد کنید. هنگامی که یک سلول افزایش مقاومت شتابان را نشان داد، باید قبل از شکست آن، جایگزینی آن برنامه ریزی شود.
اشتباه چهارم نادیده گرفتن اثرات دمای محیط است. مقاومت و ظرفیت داخلی باتری هر دو به شدت وابسته به دما هستند. برای باتری های سرب اسید، هر 10 درجه سانتی گراد افزایش مقاومت داخلی را تقریبا 30٪ کاهش می دهد و ظرفیت را حدود 10٪ افزایش می دهد. برعکس در دمای پایین اتفاق می افتد. بدون جبران دما، خوانش های مقاومت گرفته شده در فصول مختلف قابل مقایسه نیستند. ویژگی جبران دما PK59A به طور خاص برای حل این مشکل وجود دارد.
تعمیر و نگهداری جامع باتری فراتر از اندازه گیری ولتاژ است. یک گردش کار آزمایش کامل باید شامل موارد زیر باشد: آزمایش پذیرش باتری‌های جدید (تأیید SOH اولیه در 100%)، بازرسی‌های دوره‌ای مقاومت داخلی در حین سرویس (سه‌ماهه برای استفاده عمومی، ماهانه برای ایستگاه‌های پایه مخابراتی)، بررسی‌های نقطه‌ای ظرفیت سالانه (تخلیه کامل 20 درصد سلول‌ها)، و بازرسی‌های تقویت‌شده در مناطقی با قطع برق مکرر.
هنگام انتخاب تجهیزات تست، قیمت به تنهایی نباید عامل تعیین کننده باشد. یک دستگاه یکپارچه که ظرفیت، ولتاژ و مقاومت داخلی را اندازه‌گیری می‌کند ارزان‌تر، قابل اطمینان‌تر و زمان‌برتر از سه دستگاه تک‌کاره است. ارزش اصلی دستگاهی مانند PK59A فقط دقت اندازه گیری نیست، بلکه توانایی تکمیل ارزیابی کامل باتری در پنج دقیقه به جای دو ساعت سیم کشی، تخلیه و رونویسی داده ها است.
خریداران همچنین باید به جزئیاتی که به راحتی در مواد بازاریابی نادیده گرفته می شوند توجه کنند: آیا دستگاه از صادرات داده برای ادغام با سیستم مدیریت نگهداری پشتیبانی می کند یا خیر. آیا گیره های باتری انواع مختلف ترمینال موجود در میدان را در خود جای می دهند یا خیر. آیا آزمایش آنلاین (بدون حذف) پشتیبانی می شود یا خیر. و اینکه آیا خدمات گارانتی و کالیبراسیون کافی هستند یا خیر - ابزارهای آزمایش خود به کالیبراسیون دوره ای نیاز دارند. این جزئیات تعیین می کند که آیا دستگاه واقعاً مورد استفاده قرار می گیرد یا در کشو فراموش می شود. View the Battery Test Instruments Collection
سناریو و الزامات پروژه خود را به ما بگویید، و ما راه حل مناسب را مطابقت خواهیم داد و در عرض 24 ساعت یک پیشنهاد ارائه می دهیم.
یک پیشنهاد رایگان دریافت کنیدPK59A storage battery tester, PK59B tester with temperature, PK59C battery internal resistance tester, PK59D premium resistance tester — four series covering the complete needs from basic capacity/voltage/resistance testing to high-precision internal resistance consistency analysis. Handheld design, online testing supported, multi-chemistry compatible — designed for battery maintenance and acceptance at telecom base stations, UPS, and data centers.
Explore the Battery Test Instruments →