Методы тестирования литий-ионных аккумуляторов

Растущая зависимость от литий-ионных батарей требует совершенствования диагностики их «здоровья». Для это используется множество методов тестирования: от простого измерения напряжения до электрохимической импедансной спектроскопии.
Промышленная литий-ионная батарея похожа на живой организм, состояние здоровья которого нельзя точно измерить, а можно только примерно оценить на основе симптомов. При этом придется проводить много тестов, применять правило исключения, учитывать химический состав ячеек. Кроме того, важно получать надежные результаты даже в условиях низкого заряда. Качественный литиевый аккумулятор, заряженный лишь частично, ведет себя так же, как и полностью заряженный. При диагностике «здоровья» аккумуляторной батареи используются, в первую очередь, следующие три статических показателя:
  • емкость – от нее зависит запас электрической энергии;
  • внутреннее сопротивление – оно связано с отдачей тока;
  • саморазряд – он отражает механическую целостность.
В дополнение к статическим показателям, при диагностике учитываются различные состояния заряда (SoC) и динамические показатели, влияющие на производительность. Одни лишь цифровые измерения не отражают всей картины. Чтобы точно предсказать окончание срока службы литий-ионной батареи, обязательно нужно изучать химические симптомы. Следует также учитывать, что отрицательные температуры замедляют химические реакции и влияют на точность тестирования.

Распространенные методы проверки литиевых батарей

  • Измерение напряжения. Выполняется оценка состояния заряда (SoC) в разомкнутой цепи. Само по себе напряжение не дает возможности оценить состояние здоровья (SoH) аккумулятора. Температура и активные материалы способны вызывать небольшие колебания напряжения.
  • Выполнение цикла «заряд-разряд-заряд» со считыванием емкости. Этот метод рекомендуется для маленьких элементов питания. При этом можно получить точные показания и откалибровать батарею, чтобы исправить ошибки отслеживания.
  • Измерение внутреннего сопротивления. Сопротивление аккумулятора возрастает при коррозии, механических дефектах. Эти аномалии указывают на окончание срока службы, однако часто высокое сопротивление не взаимосвязано с низкой емкостью.
  • Проверка с помощью платы BMS. Обычно плата управления оценивает SoC путем мониторинга напряжения, тока и температуры.
  • Экспресс-тестирование. Измеряется значение проводимости. В определенное время батарея активируется импульсами для наблюдения за потоком ионов, а также сканируется на нескольких частотах. Данный метод требует сложного программного обеспечения, учета химического состава ячеек.
  • Проверка кулонометром. Подсчет кулонов при полной зарядной емкости (FCC), которая связана с состоянием заряда (SoH). Данный метод не очень подходит для аккумуляторов с химсоставом LiFePO4 из-за более высокого саморазряда.
  • Тестирование зарядным устройством с технологией RAC (Read-and-Charge). SoC определяется с помощью специального алгоритма, а затем подсчитывается количество кулонов до полной зарядки.
  • Проверка индикатором состояния жизни (SOLI). Подсчитывается общее число кулонов, которые аккумулятор способен отдать за все время службы. Оценка состояния производится в процентах, где 100% – новая, не использованная батарея, а 0% – хлам.
Неожиданный выход аккумуляторов из строя может скоро остаться в прошлом. Новые микроконтроллеры с искусственным интеллектом значительно расширили возможности тестирования. Литий-ионные батареи становятся все более надежным, безопасным и экономичным источником энергии для электрического транспорта, промышленного оборудования, автономных зданий.
Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog. Использование материалов сайта без разрешения его владельца является нарушением авторских прав и преследуется по закону.
Автор статьи: Энергинский К.А.
Специалист по аккумуляторной технологии
Автор-эксперт в области литий-ионных аккумуляторов

Опубликовано: 06 мая 2022
  • Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.


Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog.

При согласованном использовании материалов необходима ссылка на https://www.forklift.blog/.

Использование материалов сайта без разрешения его владельца является нарушением авторских прав и преследуется по закону.


Все размещенные на нашем сайте ссылки предоставлены исключительно в информационных целях. Мы не осуществляем рекламную деятельность и не преследуем коммерческие интересы. Наша цель — обеспечить посетителям доступ к дополнительной информации, расширяя их знания на темы, затронутые нашим ресурсом.