Методи експрес-тестування, які більше не працюють

Проблема точної діагностики

Ринок пропонує широкий вибір тестерів акумуляторів, усі з яких надають правильні прогнози, коли акумулятор розряджений, але те саме стосується і користувача. Завдання полягає в відстеженні ємності робочого акумулятора, який використовується нормально, але зрештою потребуватиме заміни.

Більшість тестерів вимірюють напругу та внутрішній опір, також відомий як імпеданс, але оцінка ємності недосяжна. Незважаючи на це обмеження, деякі виробники тестерів акумуляторів рекламують можливість оцінки ємності. Це збиває з пантелику галузь, змушуючи її вірити, що багатогранних результатів можна досягти за допомогою основних методів імпедансу. Термін «ємність» як здатність накопичувати енергію не завжди чітко зрозумілий.

Еволюція акумуляторів та застарілі методи

Швидке тестування акумуляторів було простішим у минулому. Ранні тестери просто вимірювали внутрішній опір акумулятора, який збільшувався з віком. Сучасні акумулятори покращилися, і універсальний підхід більше не застосовується. Добавки електролітів та вдосконалення в електродних матеріалах зменшили корозію, а опір залишається низьким протягом більшої частини терміну служби акумулятора. Ці вдосконалення стосуються як літій-іонних, так і свинцево-кислотних акумуляторів.

Ситуація в автомобільній промисловості

Удосконалення технології акумуляторів не усунуло поступової втрати ємності, і акумулятори мають певний термін служби. Це також відображається в автомобільній промисловості, особливо в стартерних акумуляторах. Короткий термін служби здебільшого спричинений функцією старт-стоп та додатковими навантаженнями сучасних автомобілів, що поглинають енергію.

Перевірка ємності шляхом розрядки повністю зарядженого акумулятора забезпечила б найнадійнішу оцінку, але це непрактично для великих систем і вимагає виведення акумулятора з експлуатації. Існує також фактор стресу. Свинцево-кислотний акумулятор назавжди втрачає приблизно два відсотки своєї ємності з кожним повним циклом. Стартерний акумулятор втрачає до восьми відсотків при повному розряді і не повинен піддаватися глибокому циклу.

Німецький виробник автомобілів класу люкс повідомляє, що половина всіх акумуляторів, замінених за гарантією, не мала жодних дефектів. Провідний виробник акумуляторів стверджує, що лише від 5 до 7 відсотків гарантійних акумуляторів мають заводський дефект. Це означає, що більшість несправностей викликані користувачем. В Японії поломка акумулятора є найбільшою скаргою власників нових автомобілів, часто через сульфатацію внаслідок недостатнього заряду.

Батарейні монітори

Відстежуй основні показники акумуляторів та будь у курсі стану твого акб

Батарейний монітор Victron BMV-700

Монітор підходить для AGM, GEL, а також літієвих батарей LiFePO4, і вимірює напругу, струм, спожиту ємність, час до розрядження, а також може опціонально відображати температуру батареї.

Купити

Батарейний монітор Victron SmartShunt 500A

Це інтелектуальний шунт з функціями повноцінного батарейного монітору, який підключається до вашого смартфона або GX-пристрою через вбудований Bluetooth або VE.Direct порт.

Купити

Батарейний монітор Victron SmartShunt 500A IP65

Вдосконалена версія популярного SmartShunt, розроблена для використання у вологих, пилових або морських умовах, з повним захистом корпусу за стандартом IP65

Купити

Подивитися більше

Обмеження тестування струму холодного пуску (CCA)

Акумулятор, який добре запускає двигун, не завжди є справним. Це дає водіям хибне відчуття безпеки. Ємність визначає стан, але це значення важко виміряти на ходу. Більшість тестерів вимірюють струм холодного пуску (CCA), який пов'язаний з внутрішнім опором. Проте, як було зазначено, опір сучасних акумуляторів майже не змінюється. Cadex протестував 175 стартерних акумуляторів і виявив, що кореляція між CCA та ємністю становить лише 0,55 (де 1 — ідеальний збіг). Визначення стану акумулятора на основі CCA – це як підкидання монети.

Інноваційні технології тестування

Швидке тестування акумуляторів розвивається за кількома напрямками та включає часову область з імпульсами розряду та частотну область зі скануванням частоти. Cadex розробила електрохімічний динамічний відгук (EDR) для перевірки малих літій-іонних елементів шляхом спостереження за відновленням напруги при застосуванні малих імпульсів. Швидке відновлення вказує на хороший іонний потік, повільна реакція вказує на втрату ємності. Аналогією може бути висохлий фломастер, який все ще пише, але потребує відпочинку для поповнення чорнила. Деякі старі акумулятори також можуть демонструвати підвищене відхилення напруги через вищий внутрішній опір, і EDR також оцінює це. На рисунку 2 порівнюється хороший акумулятор зі швидким відновленням з акумулятором зі згаслим зарядом та повільною реакцією.

Технології, що використовують частотну область, здебільшого базуються на електрохімічній імпедансній спектроскопії (EIS). Вчені вважають, що майбутнє експрес-тестування акумуляторів полягає в EIS. Акумулятор сканується з частотою від менш ніж одного герца до кількох кілогерців. Висока частота виявляє резистивні якості, також відомі як вид з висоти пташиного польоту, але унікальні характеристики акумулятора приховані в низьких частотах.

Cadex удосконалив EIS та розробив багатомодельну електрохімічну імпедансну спектроскопію, або скорочено Spectro™. Акумулятор сканується для створення графіка Найквіста, який характеризує окремі компоненти моделі Рендлса. Рендлс розбиває акумулятор на омічні та реактивні компоненти. Потім для оцінки значень ємності та CCA підбираються електрохімічні моделі, або матриці, розрахунки, які включають 40 мільйонів транзакцій для отримання кінцевого результату. Spectro™ та його матриці схожі на пристрої, які зчитують літери, відбитки пальців, сітківку очей та риси обличчя.

Перспективні застосування та майбутнє

Spectro™ може працювати на специфічній для акумулятора або універсальній матриці. Обидві створюються шляхом сканування кількох акумуляторів різного рівня продуктивності. Матриці, специфічні для акумулятора, мають перевагу відображення ємності у числовому вигляді (відсоток від повної ємності). Загальна матриця може включати групу стартових акумуляторів ємністю від 40 до 100 Аг та пропонує результат у класифікації «зараховано/не зараховано». Багато обслуговуючого персоналу цінують цей метод, оскільки він надає чітку оцінку «так/ні» та усуває втручання клієнта.

BMS для літієвих АКБ

Захищає батареї від перезаряду, глибокого розряду, перегріву та надвисокого струму

Victron VE.Bus BMS V2 – система управління літієвими акумуляторами LiFePO4 Smart

Розумна система керування батареями LiFePO4 Smart від Victron

Купити

SmallBMS – BMS для LiFePO4 Smart акумуляторів Victron

 Компактна система керування батареями Victron Lithium Smart (LiFePO4), що забезпечує базовий захист акумуляторів від глибокого розряду, надмірного заряду та перегріву.

Купити

Smart BMS CL 12/100 – інтелектуальний захист LiFePO4 батарей у 12В системах від Victron Energy

Поєднує обмеження струму з генератора, Bluetooth-моніторинг, аварійні виходи та модульну взаємодію з іншими пристроями Victron – все в одному пристрої!

Купити

Подивитися більше

Технологія Spectro™ вбудована в Spectro CA-12, портативний тестер акумуляторів, який оцінює ємність та CCA менш ніж за 30 секунд неінвазивним способом. Акумулятор повинен мати мінімальний заряд 60 відсотків. Найкращі результати досягаються шляхом тестування «справного» акумулятора, взятого зі звичайного обслуговування. Нові акумулятори, які не пройшли форматування, або акумулятори, що тривало зберігалися, можуть не проявляти тих самих симптомів.

Ще одним перспективним застосуванням для оцінки ємності є інтеграція технології Spectro™ у систему керування акумуляторами (BMS). Резервні акумулятори часто встановлюються та забуваються. Показники напруги та імпедансу не можуть оцінити ємність, і дуже мало великих акумуляторів розряджаються з метою перевірки достатнього накопичення енергії. BMS, що оцінює ємність, може підказати користувачеві, коли потрібно замінити акумулятор. 

Технології вимірювання стану акумулятора також можуть бути інтегровані в зарядний пристрій. Така система не тільки заряджатиме акумулятор, але й гарантуватиме, що акумулятор забезпечує ємність від 80 до 100 відсотків, коли загоряється індикатор готовності. Перевірка справності в зарядному пристрої забезпечує контроль якості без додаткових зусиль і повідомляє менеджерам автопарку, коли потрібно показати вицвілі акумулятори.

Підсумок

Акумулятори не демонструють видимих ​​змін у міру зношування та старіння; вони виглядають однаково, коли повністю заряджені або розряджені, нові чи старі та потребують заміни. Автомобільна шина, на відміну від неї, деформується, коли в ній мало повітря, і сигналізує про закінчення терміну служби, коли протектор зношений. 

Акумулятори повинні отримувати таке ж ставлення, як і критична деталь у літаку, медичному пристрої чи промисловій машині, де знос підпадає під суворі правила технічного обслуговування. Органи влади намагаються впровадити таку процедуру для акумуляторів, відсутність відповідної технології випробувань ускладнює це. Погані акумулятори можуть приховуватися та користуватися імунітетом серед конкурентів. Нові технології, що розробляються, зрештою вторгнуться в давній ексклюзивний статус і зроблять акумулятори відповідальними. Cadex є частиною цього розвитку.