سایناکو | تولید کننده و وارد کننده باتری و یوپیاس
S-2208 : تجهیزات تست باتری
Battery Test Equipment
انرژی درون یک باتری را می توان با دشارژ کامل باتری به وسیله یک آنالایزر اندازه گرفت؛ باتری ابتدا شارژ و سپس با یک جریان کنترل شده در حالی که بازه زمانی دشارژ را اندازه گیری می کند، تخلیه می شود. یک ظرفیت 100 درصد، آمپرساعت مشخصی را ارائه می دهد. اگر زمان دشارژ به نصف کاهش یابد، عدد 50 درصد نشان داده می شود.
اندازه گیری ظرفیت باتری با کمک دشارژ قابل اطمینان ترین ارزیابی را ارائه می دهد. این روش در باتری های قابل حمل موثرترین روش اندازه گیری ظرفیت است. آنالیز دوره ای باتری ها تضمین می کند که آن ها در محدوده عملکرد قابل قبولی نگهداری می شوند و در صورتی که ظرفیت کمتر از آستانه مورد نیاز و غیر قابل افزایش باشد، تعویض آن ها ضروری می باشد. در باتری های بزرگتر معمولاً از این روش به دلیل زمان بر بودن و فشار وارده به باتری استفاده نمی شود. اینجاست که روش‌های تست غیرتهاجمی وارد می‌شوند.
روش های تست سریع در حال پیشرفت هستند؛ اما این تست ها فقط نتایج تخمینی وضعیت سلامتی را ارائه می دهند و دقت تست بنا به فناوری مورد استفاده متفاوت است. در حالی که روش‌های تست سریع قدیمی‌تر مقاومت داخلی باتری را اندازه‌گیری می‌کردند، روش‌های تست سریع پیشرفته به ویژگی های باتری در فرکانس پایین (diffusion)، دامنه میانی فرکانس ها (charge transfer) و دامنه فرکانس بالا (migration) می‌پردازند که در باتری‌های لیتیوم یون و اسید سرب وجود دارد.
برای تکنسین‌ها اغلب راحت‌تر است که باتری را با ولت متر آزمایش کنند. روش های دیگر بین اکثر تکنسین ها رایج نیست. در این روش (ولت متر)، علائم شیمیایی، ولتاژ و Ah باتری اغلب به خوبی اندازه گرفته نمی شوند. همچنین تعمیرکاران مطمئن نیستند که در باتری به دنبال چه اشکالی بگردند. بسیاری از باتری های قابل حمل دارای چندین اتصال با علامت های نامشخص هستند. تردید در یافتن اشکال باتری قابل درک است؛ زیرا باتری ها مواد شیمیایی بسیار گوناگونی دارند و اندازه آنها از یک سکه تا تاسیساتی که کل ساختمان را پر می کنند متفاوت است.
یک قرائت ولتاژ با نشان دادن زنده بودن باتری نتایج فوری می دهد و یک بارگذاری مختصر از باتری، توان را مشخص می کند؛ اما این امر تحویل پایدار را که در باتری بسیار حیاتی است تضمین نمی کند.
پیشنهاد : دستگاه تست و آنالایزر باتری
آنالیزر باتری
آنالایزرهای باتری در دهه‌های 1980 و 1990 برای بازیابی باتری‌های نیکل-کادمیم که تحت تأثیر پدیده «حافظه» بودند، محبوب شدند. امروزه از این اسب‌های کار برای تجزیه و تحلیل طیف وسیعی از باتری‌ها به عنوان بخشی از مدیریت ناوگان و اطمینان از یکپارچگی سیستم استفاده می‌شود. تجزیه و تحلیل دوره ای باتری ها ضروری است؛ زیرا باتری ها نسبت به میزبانی که انرژی می دهند عمر کوتاه تری دارند. آنالایزرهای باتری به مانند یک نگهبان دروازه عمل می کنند تا باتری ها را زمانی که کمتر از معیارهای عملکرد از قبل تعیین شده قرار گیرند، بازنشسته کنند.
شکل1 یک تحلیلگر باتری Cadex C7x00 سری C را نشان می دهد که باتری های مبتنی بر سرب، نیکل و لیتیوم را در خود جای می دهد. این ابزار دارای برنامه های خدمات خودکار است و در حالت مستقل یا با نرم افزار کامپیوتری کار می کند.
آنالایزرهای چهار ایستگاهه، باتری ها را از 1.2 تا 36 ولت و جریان شارژ و دشارژ 6 آمپر سرویس می دهند. باتری ها با آداپتورهای باتری سفارشی ارتباط برقرار می کنند که آنالایزر را روی تنظیمات صحیح پیکربندی می کند.
رایج ترین مد برنامه Auto است که ابتدا باتری را شارژ می کند؛ سپس برای اندازه گیری ظرفیت، باتری را تخلیه می کند و با شارژ نهایی برنامه را کامل می کند. مدهای دیگر عبارتند از Custom برای قرار دادن باتری در یک وضعیت منحصر به فرد: شارژ، دشارژ، صبر و تکرار. مد Lifecycle باتری را تا زمانی که ظرفیت در حین شمارش چرخه ها به ظرفیت هدف از پیش تعیین شده کاهش یابد، شارژ و دشارژ می کند.
این مد برای ارزیابی دوام باتری استفاده می شود. OhmTest مقاومت داخلی باتری را اندازه گیری می کند و Runtime یک باتری را در سه سطح جریان دشارژ می کند تا الگوی منحصر به فرد مصرف را شبیه سازی کند. سپس باتری‌های لیتیوم یون را در 30 ثانیه به خوب، کم و ضعیف دسته‌بندی می کند.
Boost بسته‌هایی را که به دلیل تخلیه بیش از حد به خواب رفته‌اند، دوباره فعال میکند. مدهای دیگر شامل Self-discharge برای تست تلفات و Prime است که باتری را تا رسیدن به حداکثر ظرفیت در چرخه شارژ و دشارژ نگه می دارد. Prime همچنین ظرفیت اضافی را قبل از شارژ مشخص می کند.
اتصال اشکال مختلف باتری ها به یک آنالایزر همیشه یک چالش بوده است و مردم ابزارهای تجملی با فنرها و اهرم ها را به قدری پیچیده طراحی کرده اند که فقط مخترع آن می تواند با آن کار کند. هیچ راه ساده ای برای اتصال باتری به خصوص در هنگام سرویس دهی باتری های کوچک با کنتاکت های سطحی ریز یا باتری های هوشمند با تماس های تیغه ای متعدد، وجود ندارد.
Cadex مشکل رابط باتری را با آداپتورهای SnapLock حل کرد. استفاده از این آداپتورهای سفارشی آسان است زیرا برای یک نوع باتری خاص طراحی شده اند. آنها فقط در یک جهت متصل می شوند. هر آداپتور حداکثر 10 کد (C کد) را ذخیره می کند که آنالایزر را به تنظیمات صحیح پیکربندی میکند. کاربر میتواند پارامترها را با عملکرد منوی تحلیلگر یا با نرم افزار PC-BatteryShop ویرایش کند. آداپتورهای جهانی، رابط باتری های تخصصی مانند باتری تلفن همراه هستند. باتری های بزرگتر توسط کابل هوشمند قابل برنامه ریزی توسط کاربر متصل می شوند.
نرم افزار باتری
یک تحلیلگر باتری بدون نرم افزار بصری کامل نخواهد بود. PC-BatteryShop یک رابط PC ساده و در عین حال قدرتمند برای کنترل و نظارت بر آنالایزرهای باتری Cadex C7x00 C-Series ارائه می دهد. با نرم افزار، رایانه به مرکز فرمان تبدیل می شود و ویژگی های شارژ و دشارژ را در زمان واقعی نمایش می دهد. با کلیک کردن روی هر یک از 3000 باتری لیست شده در پایگاه داده یا کشیدن نوار کد روی برچسب باتری، آنالیزور پیکربندی می شود. شکل 2 چنین سیستمی را نشان می دهد.
رایانه ای که نرم افزار بر روی آن در حال اجرا است، کنترل تحلیلگر باتری را بر عهده می گیرد. برنامه نویسی با کلیک روی باتری در پایگاه داده یا اسکن برچسب باتری است.
باتری‌های هوشمند سطح جدیدی از تجزیه و تحلیل باتری را با خواندن شماره سریال باتری، مدل، نوع، سن و همچنین معادل دیجیتالی ظرفیتی که وضعیت سلامت باتری را بدون تخلیه کامل نشان می‌دهد، امکان‌پذیر می‌سازد. هرچند برای بررسی و کالیبره کردن باتری، گهگاه به تخلیه کامل نیاز است.
سیستم های تست باتری
در حالی که آنالایزرهای باتری باتری‌های در حال سرویس را بررسی می‌کنند و نیاز به جایگزینی آن را پیش‌بینی می‌کنند، سیستم‌های تست باتری عملکردهای آزمایشی چند منظوره را برای آزمایشگاه‌های تحقیقاتی ارائه می‌کنند. از کاربردهای معمول، آزمایش چرخه عمر برای شبیه‌سازی بارگذاری باتری و تأیید دوام در میدان و همچنین بررسی تعادل سلولی یک باتری چند سلولی در شبیه‌سازی میدانی است. این تست‌ها را می‌توان با یک برنامه سفارشی که کاربر می‌سازد، کاملاً خودکار کرد.
شکل 3 Cadex C8000 را نشان می‌دهد، یک سیستم تست باتری که علائم بارگذاری تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها و ابزارهای برقی را ثبت میکند و سپس بارهای شبیه‌سازی‌شده را برای تأیید زمان اجرای باتری اعمال میکند که گویی در موقعیت‌های واقعی استفاده می‌شود. این دستگاه با کمک ورودی های آنالوگ شناور قادر به نظارت بر سلول های جداگانه است.
کابل پورت دوگانه با عملکرد موازی جریان تخلیه را از 10 آمپر در هر ایستگاه به 20 آمپر افزایش می دهد. وات بالاتر با اتصال C8000 به بانک بار خارجی امکان پذیر است. این سیستم همچنین اتاق‌های محیطی را مدیریت میکند و باتری‌های SMBus را می‌خواند در حالی که کنترل کامل همه عملکردها را از یک نقطه مرکزی دارد.
چهار کانال مستقل هر کدام تا 10 آمپر و 36 ولت اسمی را ارائه می دهند. حداکثر توان شارژ 400 وات و دشارژ 320 وات است. قدرت تخلیه را می توان با بانک های بار خارجی افزایش داد.
دیجیتال بودن با ارائه محدوده تست بیشتر و محفظه جمع و جورتر مزایای بیشتری نسبت به آنالوگ دارد. این امر نیاز به خرید ماژول های اضافی برای انجام اندازه گیری های ولتاژ و جریان پایین و بالا را از بین می برد. مزیت دیگر ایمنی نهایی از کانال های همسایه است. محدودیت عدم توانایی در اندازه گیری ولتاژ و جریان بسیار کم است که با ماژول های تخصصی امکان پذیر است C8000 به‌صورت مستقل یا با PC-BatteryLab کار میکند که امکان استفاده تا هشت آنالایزر C8000 را ارائه می دهد که 32 باتری را به‌طور مستقل (با اکثر رایانه‌های شخصی) سرویس میکند.
یک سیستم تست باتری مانند Cadel C8000 شامل بسیاری از الگوریتم‌های ایمنی اضافی است که باتری معیوب را شناسایی کرده و قبل از وقوع یک رویداد ناخواسته، سرویس را خاتمه می‌دهد. چنین امنیتی ممکن است هنگام استفاده از منبع تغذیه قابل برنامه ریزی و بار قابل برنامه ریزی برای آزمایش باتری ها در دسترس نباشد. اگرچه یک پلت فرم باز انعطاف‌پذیری زیادی را ارائه می‌دهد، اما نیاز به برنامه‌ریزی دقیق دارد تا در صورت بروز ناهنجاری، از وارد کردن فشار به باتری و آسیب احتمالی یا آتش سوزی جلوگیری شود. برای آزمایش‌های مخرب، می‌توان محافظ‌های C8000 را نادیده گرفت.
منبع : باتری یونیورسیتی
