2020年5月8日
単一の数値だけでバッテリーを判断することはできません。最も一般的な間違いは、高電圧がバッテリーの健全性を意味すると信じていることです。大量の自己放電を起こして 6 か月間放置されていたバッテリーは、使用可能な容量が半分に減っているにもかかわらず、依然として完全に近い開路電圧を示すことがあります。逆に、何千サイクルも使用した古いバッテリーは許容可能な電圧を示しても、負荷がかかると電圧がカットオフを下回って低下する可能性があります。これら 2 つの例は、単一パラメータの判断が必然的に誤診につながることを示しています。容量、電圧、内部抵抗はすべて一緒に評価する必要があります。
容量は、バッテリーがまだどれだけのエネルギーを蓄えることができるかを示し、通常はアンペア時 (Ah)、つまり標準的な放電条件下で供給可能な総充電量で表されます。容量の低下は、バッテリーの劣化を示す最も直接的な指標です。定格 100Ah のバッテリーが 3 年後には 70Ah しか供給できない場合、健全性 (SOH) は 70% になります。容量テストにはカットオフ電圧まで完全に放電する必要があり、これにはかなりの時間がかかります。通常、日常の簡単なチェックには適していませんが、受け入れテスト、年次保守調査、および寿命の決定には不可欠です。
内部抵抗はバッテリー内部のインピーダンスを反映し、ミリオーム (mΩ) 単位で測定されます。これには、分極抵抗 (電気化学反応速度論から)、オーム抵抗 (電極材料の抵抗率と接触界面から)、電解質抵抗の 3 つの要素があります。通常、新しいバッテリーの内部抵抗は数十ミリオーム以下です。サイクル数が増加し、電解液が消耗すると、内部抵抗がゆっくりと上昇します。重要な洞察は、内部抵抗と容量の減衰が線形ではないということです。抵抗は寿命の前半ではほとんど変化せず、後半では加速します。容量が目に見えて低下するまでに、抵抗はすでに 2 倍以上になっている可能性があります。これにより、内部抵抗は最終的な判断ではなく早期警告に最適になります。
電圧は最も直観的なパラメータですが、最も誤解されやすいパラメータでもあります。開回路電圧 (OCV) は、バッテリーが実際に供給できる量ではなく、充電状態 (SOC)、つまりエネルギーがどのくらい残っているかのみを反映します。 12V 鉛蓄電池は 12.6V で完全に充電されます。 12.0V では SOC が約 75% になります。 11.4VでSOC約25%。 10.5Vではほぼ電圧が低下します。しかし、SOC と SOH は同じものではありません。SOC が高く、内部抵抗が高いバッテリーは、負荷がかかった瞬間に動作電圧を下回り、それに関係なく機器がシャットダウンします。電圧は、決して開回路電圧だけで解釈するのではなく、負荷テストまたは容量テストを通じて、常に負荷とともに解釈する必要があります。
アプリケーションごとに異なるテストアプローチが必要となり、間違った方法を選択すると時間が無駄になり、実際の問題を見逃してしまう可能性があります。容量テスト (完全放電) はバッテリーの状態を判断するためのゴールドスタンダードですが、前提条件が 2 つあります。1 つはバッテリーを完全に放電することです。これは、オンライン システムをオフラインにすることを意味します。それには長い時間がかかります。100Ah のバッテリーを 5A で放電するには 20 時間かかります。容量テストは、新しいバッテリーの受け入れ、年次保守調査、バッテリー交換前の寿命判定、および障害分析中の詳細な評価に適しています。
内部抵抗テストは高速かつ非破壊で、オンラインで行うことができます。測定にはわずか数秒しかかからず、バッテリーを使用から外す必要がなく、放電負荷も必要ありません。そのため、通信基地局での毎月のバッテリー検査、UPS バッテリーバンクの四半期ごとの内部抵抗調査、データセンターのバックアップバッテリーの定期検査などの定期検査に最適です。バッテリーストリング内の個々のセル間の内部抵抗を比較することで、弱いセルを特定できます。1 つのセルがグループ平均よりも 30% 以上高い抵抗を示した場合、その絶対値が仕様内であっても注意が必要です。
中間のアプローチは負荷電圧テストです。短時間の中程度の電流負荷 (通常、数秒から数十秒間数十アンペア) を適用し、電圧降下を測定します。これは、開放電圧よりも有益ですが、全容量テストよりもはるかに高速であるため、機器の起動時の瞬間的な電流サージにバッテリーが耐えられるかどうかの現場評価に適しています。 PK59A 蓄電池テスターは、この負荷テスト モードをサポートしています。バッテリーの取り外しや長時間の放電は必要ありません。
従来のバッテリーテストでは、電圧には電圧計、容量には放電計、抵抗には内部抵抗計という 3 つの個別のデバイスが使用されていました。問題は明らかです。複数のデバイス、複雑な配線、相関のないデータ、そして合成が難しい結果です。フィールド エンジニアは、測定値を 3 回に分けて書き留め、オフィスに戻ってシステムに入力する必要がありました。転記、データ入力、解釈などの一連のエラーは、データが整合していないことを意味します。
PK59A は、容量、電圧、内部抵抗の測定を 1 つのハンドヘルド デバイスに統合します。その中心となる測定アプローチでは、内部抵抗測定に 4 線 (ケルビン) 接続を使用し、テスト リード抵抗の影響を排除します。内蔵の標準放電回路により、必要に応じて短時間の放電で容量を検証できます。電圧は高精度 ADC を通じてサンプリングされます。 3 つのパラメータはすべて同じ画面に表示され、結果は自動的に関連付けられるため、手動で転記する必要はありません。
実際には、PK59A はより細かいディテールによって価値を追加します。鉛酸、リチウムイオン、ニッケル水素などの複数のバッテリー化学反応をサポートしており、すべて 1 台の機器で測定できるため、化学反応に特化したツールは必要ありません。履歴データと比較するためにテスト結果を保存します。ディスプレイには、単なる生の測定値ではなく、合格 / 警告 / 不合格という直接的な判定が表示されるため、現場スタッフはバッテリーの状態を一目で評価できます。また、自動温度補正機能も備えており、高温または低温環境での測定値を補正するため、周囲条件によって結果が歪むことはありません。
フィールドバッテリーテストの実践では、いくつかのミスが繰り返されると、不必要な損失が発生します。それらを理解することで、実際の問題を回避できます。最初の間違いは、内部抵抗なしで電圧を測定することです。説明したように、電圧は SOC のみを反映し、実際のバッテリーの状態は反映しません。電圧を信頼することに慣れている保守担当者は、通常の電圧が良好なバッテリであると考えており、重大な瞬間に機器が故障するまで、すでに内部抵抗が非常に高いバッテリで動作し続けます。
2 番目の間違いは、バッテリー ストリングの一貫性を無視することです。バッテリーストリングの性能は、最も弱いセルによって決まります。内部抵抗がセル間で大幅に異なる場合、個々のセルの絶対抵抗が規格内であっても、バレル効果により大電流放電中にストリングがカットオフ電圧を下回って低下します。ストリングをテストするときは、常に集合体と個々のセルの両方を測定し、抵抗がグループ平均から 30% 以上逸脱しているセルに細心の注意を払います。
3 番目の間違いは、データの記録と分析に失敗したことです。多くの現場スタッフはテストを完了し、数値を読み取って立ち去ります。データが保守システムに入力されることはありません。次のテストサイクルまでに、その間に何が変わったのかを知る方法はありません。正しいアプローチは、各テストの後に内部抵抗と電圧を記録し、各セルの時系列の健康記録を構築することです。セルの抵抗が加速的に上昇した場合は、故障する前に交換を計画する必要があります。
4 番目の間違いは、周囲温度の影響を見落とすことです。バッテリーの内部抵抗と容量は両方とも温度に大きく依存します。鉛蓄電池の場合、10℃上昇するごとに内部抵抗が約 30% 減少し、容量が約 10% 増加します。低温ではその逆が起こります。温度補正がなければ、異なる季節に測定した抵抗値を比較することはできません。 PK59A の温度補償機能は、特にこの問題を解決するために存在します。
包括的なバッテリーのメンテナンスは、単に電圧を測定するだけではありません。完全なテスト ワークフローには、新しいバッテリーの受け入れテスト (初期 SOH が 100% であることを確認)、使用中の定期的な内部抵抗検査 (一般使用の場合は四半期ごと、通信基地局の場合は毎月)、年次の容量スポット チェック (セルの 20% を完全に放電)、停電が頻繁に発生する地域での強化検査が含まれます。
検査機器を選択する際は、価格だけで決めるべきではありません。容量、電圧、内部抵抗を測定する 1 つの統合デバイスは、3 つの単機能デバイスよりも安価で信頼性が高く、時間がかかりません。 PK59A のようなデバイスの核となる価値は、測定精度だけではありません。配線、放電、データの転写に 2 時間かかる代わりに、完全なバッテリー評価を 5 分で完了できる能力です。
購入者は、マーケティング資料で見落とされがちな詳細にも注意を払う必要があります。デバイスが保守管理システムとの統合のためのデータ エクスポートをサポートしているかどうか。バッテリークリップが現場で見つかったさまざまな端子タイプに対応しているかどうか。オンライン (削除なし) テストがサポートされているかどうか。保証および校正サービスが適切であるかどうか。試験装置自体には定期的な校正が必要です。これらの詳細によって、デバイスが実際に使用されるか、引き出しの中に忘れ去られるかが決まります。 バッテリーテスト器コレクションをご覧ください
PK59A 蓄电池测试仪、PK59B 带温度蓄电池测试仪、PK59C 电池内阻测试仪、PK59D 高端内阻测试仪——四大系列覆盖从基础容量/电压/内阻测试到高精度内阻一致性分析的完整需求。手持式设计、支持在线测试、多化学体系兼容，适用于通信基站、UPS 和数据中心的电池维护与验收。
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