Jak zkontrolovat kapacitu autobaterie, měření multimetrem, testerem

Při výběru baterie je třeba vzít v úvahu její vlastnosti: polaritu, velikost, studený startovací proud. Nejdůležitějším parametrem baterie je však kapacita. V našem článku se podíváme na to, jak zkontrolovat kapacitu baterie a určit její shodu s deklarovanými charakteristikami.

Co určuje kapacitu

Elektrická kapacita baterie je množství elektřiny, které může 100% nabitá baterie dodat za určitou dobu až do konečného napětí 10,5V. Měří se v ampérhodinách (Ah).

U starých baterií se skutečná kapacita baterie liší od deklarované jmenovité kapacity, což je přirozený proces opotřebení desek. V tomto případě bychom se měli bavit o zbytkové kapacitě baterie.

Normy pro stanovení kapacity baterie

Normy pro výpočet kapacity baterie se v jednotlivých zemích liší.

• Japonský standard JIS předpokládá vybíjení baterie proudem 1 ampér po dobu 5 hodin. Poté by mělo auto nastartovat. Zde je jednoduchý test.
• Americký výpočetní systém RC funguje trochu jinak. Baterie se vybíjí proudem 25A až 10,5V a čas se zaznamenává v minutách. Tímto způsobem se vypočítá rezervní kapacita baterie, která bude dostatečná k tomu, aby například v případě poruchy generátoru dojela na místo opravy pouze jedna baterie.
• Přejděme k evropské normě EN. Baterie se vybíjí proudem 5 % kapacity po dobu 20 hodin. Po dokončení procesu by napětí na svorkách baterie nemělo být nižší než 10,5 voltů. Nejedná se o skutečnou nebo zbytkovou kapacitu baterie, ale o jmenovitou kapacitu baterie, která je uvedena na obalu a měřena v ampérhodinách.

Test dlouhého vybíjení

Pomocí metody dlouhodobého vybíjení můžete zhruba určit kapacitu baterie. Chcete-li to provést, musíte změřit napětí před a po připojení zátěže a zaznamenat dobu, po kterou baterie vydala svou energii, než byla vybita na 10,5 V. Tato metoda je poměrně jednoduchá a levná, ale může trvat hodně času.

Pomocí Testeru

K rychlému určení zbývající kapacity baterie se používá speciální analytické zařízení – elektronický tester. Činnost zařízení je založena na speciálních algoritmech odeslaných na svorky baterie a obdržení odpovědi, která je přeložena z elektroniky do jazyka, kterému rozumíme, a zobrazena na displeji testeru.

Tento způsob měření kapacity baterie nezabere mnoho času. Takové analyzátory jsou však poměrně drahé a zpravidla se používají na specializovaných čerpacích stanicích.

Měření kapacity baterie multimetrem

Doma je možné přibližně zjistit skutečnou kapacitu baterie tak, že budete mít po ruce jakýkoli měřicí přístroj – multimetr a dvě potkávací svítilny o výkonu 55 wattů. Podívejme se na příklad baterie s kapacitou 66 A/h.

Baterie musí být plně nabitá, teplota vzduchu je 20-25 stupňů, svorky jsou odpojeny od palubní sítě vozidla.

Chcete-li zkontrolovat kapacitu, připojte multimetr a dvě kontrolky paralelně ke svorkám baterie, poznamenejte si čas a počkejte, dokud napětí na svorkách neklesne na 10,5 V.

uplynulo 6 hodin. Baterie vydávala proud 9A (pamatujte na školní fyziku).

Nyní vynásobíme 6 x 9 a dostaneme 54A/h. Zjistili jsme tedy přibližnou zbývající kapacitu vaší baterie. Tato metoda měření není složitá, ale zabere spoustu času.

Je třeba poznamenat, že pokud chcete proces urychlit připojením příliš velké zátěže, vstoupí v platnost Výkonový zákon, vypočítaný pomocí složitého vzorce: Cp = I k * t (Cp – kapacita baterie, k – Peukertova korekce faktor, t – čas). Peukertův koeficient je konstantní hodnota pro baterie, která je 1.15?1.35 jednotek.

Upozorňujeme na skutečnost, že po provedení všech testů je nutné baterii nabíjet na stacionární nabíječce, protože při skladování vybité baterie dochází k nevratnému procesu sulfatace desek a baterie se stane nepoužitelnou .

Objednejte výběr baterie

• Autobaterie
• Motocyklové baterie
• Průmyslové baterie
• Trakční baterie
• Zařízení spouštěcí nabíjení
• Аксессуары

Multimetr je praktické multifunkční zařízení, které lze použít ke snadné kontrole výkonu baterie. Tento kompaktní přístroj kombinuje funkce voltmetru, ampérmetru a ohmmetru. V souladu s tím vám umožňuje měřit napětí baterií s vysokou přesností. Kromě toho lze pomocí něj zjistit úroveň nabití baterie, její kapacitu, vnitřní odpor a celkový výkon.

Měření napětí

Chcete-li zkontrolovat výkon lithium-iontové baterie nebo zařízení pro ukládání energie s jiným chemickým složením, musíte určit její napětí. Chcete-li to provést, přepněte multimetr do režimu DC. V závislosti na jmenovitém napětí baterie zvolíme vhodný režim napětí. Pokud je například jmenovitá hodnota v rozmezí 20 V, nastavte přepínač do polohy 20 V.

• Černou sondu multimetru připojíme ke svorce „-“ a červenou ke svorce „+“;
• sledovat stejnosměrné napětí na displeji;
• Naměřenou hodnotu porovnáme s nominální hodnotou.

Jaké by mělo být napětí konkrétního modelu baterie, můžete vidět v dokumentaci nebo si to spočítat sami. Například Li-ion baterie mají jmenovité napětí 3,6 nebo 3,7 V a rozsah provozních hodnot (od vybitých po nabité) – od 2,5 do 4,2 V. Při zapojení prvků do série se jejich napětí sčítá .

Tabulka ukazuje hodnoty napětí pro různé verze Li-ion baterií v závislosti na počtu „plechovek“ zapojených do série:

Schéma sestavy Li-ion baterie

Nominální U, V

Minimální U (vybitý stav), V

Maximální U (plné nabití), V

Pro baterie typu LiFePO4 je jmenovité napětí 3,2 V na článek a rozsah provozních hodnot je od 2,1 do 3,65 V. V tabulce jsou uvedeny hodnoty napětí (minimální / jmenovité / maximální) pro fosforečnan lithný baterie v různých verzích sestavení:

Schéma montáže LiFePO4 baterie

Nominální U, V

Minimální U (vybitý stav), V

Maximální U (plné nabití), V

Určení úrovně nabití baterie

Podívejme se, jak zkontrolovat nabíjení baterie pomocí multimetru. Úroveň nabití baterie může být určena naměřeným napětím. Pokud se naměřené napětí blíží maximální hodnotě pro danou baterii, je nabitá a připravená k použití. Pokud se blíží minimální hranici, je nutné baterii nabít. Pokud je napětí kriticky nízké, baterie je nevhodná k použití a musí být zlikvidována a vyměněna.

Tabulka ukazuje přibližné hodnoty napětí baterie různých typů (ve voltech) v závislosti na úrovni nabití:

Úroveň nabití

Li-ion baterie 5S

Li-ion s 10S obvodem

LiFePO4 baterie 7S

LiFePO4 s 15S obvodem

Měření kapacity

Multimetr může sloužit jako tester pro zjištění kapacity baterie. K tomu se provede kontrolní vybití předem nabité baterie. Nejprve nabijeme baterii na maximum a změříme její napětí. Poté k němu připojíme zátěž o známém výkonu, například 24W lampu. Zaznamenáváme čas a pravidelně měříme napětí baterie.

K tomu připojte multimetr na póly baterie v režimu DC a nastavte přepínač do polohy 20 V Sledujte pokles napětí při zátěži. Když jeho hodnota dosáhne přípustného minima (pro lithium-iontové baterie – 2,5 V na článek, pro LiFePO4 – 2,1 V na článek), odpojte baterii od zátěže.

Pro výpočet kapacity baterie (v ampérhodinách) vynásobíme výkon připojené zátěže (ve wattech) provozní dobou (v hodinách) a vydělíme jmenovitým napětím (ve voltech). Pokud se například baterie o jmenovitém napětí 18 V při zátěži 24 W vybíjela 2 hodiny, dostaneme: (24 W x 2 hodiny)/18 V = 2,67 Ah. Na základě získané hodnoty kapacity lze snadno vypočítat provozní dobu baterie při připojení k zátěži jiného výkonu.

Co udává kapacita baterie?

Pokud hodnota kapacity vypočítaná během cyklu řízení nabíjení-vybíjení přibližně odpovídá jmenovité hodnotě, je baterie provozuschopná a provozuschopná. Li-ion články typu 18650 mají v průměru kapacitu od 1500 do 3600 mAh a články velikosti 21700 se pohybují od 3000 do 5000 mAh.

Pokud je vypočtená kapacita mnohem nižší než jmenovitá hodnota, znamená to opotřebení, nesprávnou funkci baterií a kritický pokles jejich technických vlastností. V průměru se kapacita lithiových baterií sníží o 20 % po 700–1000 cyklech nabití a vybití a u modelů s technologií LiFePO4 po 2000 cyklech. Poté se akumulované množství energie postupně snižuje a životnost baterie se snižuje. Baterie však mohou selhat před vyčerpáním cyklického zdroje, například pokud jsou skladovány po dlouhou dobu ve vybitém stavu.

Měření vnitřního odporu

K určení vnitřního odporu článků je nutné:

1. Připojte žárovku, elektromotor, elektrické nářadí nebo jinou zátěž k baterii na 5–10 sekund.
2. Změřte napětí na svorkách multimetrem. Zapište jeho význam.
3. Odpojte zátěž.
4. Znovu změřte napětí na pólech baterie. Zapište jeho význam.
5. Odečtěte druhou od první naměřené hodnoty napětí. Při zatěžovacím proudu 100 A je přípustná ztráta napětí 1 V, při proudu 5 A – cca 0,05 V. Větší rozptyl mezi naměřenými hodnotami svědčí o opotřebení baterie.
6. Výsledné číslo vydělte jmenovitým napětím baterie. Pro převod na procenta vynásobte 100. Při hodnotě do 0,4 % je vnitřní odpor považován za přijatelný a baterie jsou považovány za funkční. Při vyšších hodnotách je nebezpečné používat napájecí zdroje.

Co ovlivňuje vnitřní odpor?

Na tomto parametru závisí tendence baterií zahřívat se při proudovém zatížení. Při vysokých hodnotách vnitřního odporu je průchod proudu obtížný, prvky se zahřívají a proudový výkon ještě klesá. Při použití ve výkonných zařízeních se kvůli přehřátí spustí ochranná deska a baterie se odpojí od zátěže. Při výběru baterií je proto nutné porovnat jejich vnitřní odpor a výkon připojeného elektrického zařízení.

Například pro použití v elektronických cigaretách, šroubovácích a elektrických vozidlech jsou zapotřebí baterie s nízkým odporem. Kvůli jejich dobrému proudovému výstupu se nazývají vysokoproudé. Například baterie Samsung 18650 s provozním proudem 15 A mají vnitřní odpor v rozsahu 12–15 mOhm. Toto jsou nízké hodnoty typické pro silnoproudé prvky. Za průměrné jsou považovány indikátory 35–42 mOhm. Jsou určeny pro nižší proudové zatížení.

Na čem závisí R in ?

Vnitřní odpor baterií závisí na jejich chemickém složení, úrovni nabití, zátěži, teplotě a zejména se zvyšuje při použití v chladném počasí. Za takových podmínek probíhají chemické procesy pomaleji, zejména u prvků Li-ion a Li-Pol. Modely jako LiFePO4 a LTO jsou více přizpůsobeny pro provoz při nízkých teplotách, protože. jejich vnitřní odpor mírně vzroste.

Závěry

Pokud jde o to, jak správně otestovat baterii pomocí multimetru, vše začíná měřením napětí. Pokud jeho hodnota neklesne pod přijatelné minimum, je to dobré. Jinak je baterie k ničemu. Na základě naměřeného napětí se určí přibližná úroveň nabití baterie.

Další testování „živé“ baterie se provádí po jejím úplném nabití. Pod vlivem zátěže známého výkonu se zaznamená čas a baterie se vybije. Díky znalosti hodnot výkonu zátěže, doby vybíjení a jmenovitého napětí můžeme vypočítat kapacitu baterie. Od toho se odvíjí výdrž baterie výbavy a například dojezd elektromobilů na jedno nabití.

Dále změříme vnitřní odpor článků. Připojte zátěž na několik sekund a změřte napětí na svorkách baterie. Další měření provádíme po odpojení zátěže. Výsledný rozdíl porovnáme s přijatelnými hodnotami. Pokud je odpor do 30 mOhm, jsou takové baterie vhodné pro použití s ​​vysokým proudovým zatížením.

Tyto jednoduché metody umožňují zkontrolovat výkon baterií a jejich technické vlastnosti.