ДВОНАПРАВЛЕНІ ДЖЕРЕЛА DC ДЛЯ ТЕСТУВАННЯ АКУМУЛЯТОРНИХ БАТАРІВ

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою джерел живлення постійного струму, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

Магазин Gtest® - офіційний постачальник джерел (блоків) живлення постійного струму в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnee-pribory/bloky-pitaniya

ПРИМІТКА ЗАСТОСУВАННЯ:

ВИКОРИСТАННЯ ДВОНАПРАВЛЕНИХ ПРОГРАМУВАНИХ ДЖЕРЕЛОВ ЖИВЛЕННЯ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ ДЛЯ ТЕСТУВАННЯ АКУМУЛЯТОРНИХ БАТАРІВ

ВСТУП

У сучасному світі, що швидко змінюється, потреба у створенні більш швидких і мобільних механічних пристроїв неухильно зростає. Одним з основних методів досягнення цього є заміна традиційних газових або пристроїв, що підключаються на акумуляторні батареї. В результаті батареї стали меншими та ефективнішими. Щоб йти в ногу зі швидкістю розвитку технологій, обладнання, яке використовується для тестування передових технологій, також має бути передовим, гнучким та чуйним. З цих причин серія двонаправлених програмованих джерел живлення постійного струму PSB від EA Elektro-Automatik ідеально підходить для розширеного тестування батарей. Двонаправлене джерело живлення PSB може плавно перемикатися між подачею живлення для заряджання батареї та керуванням розрядження батареї. Вказавши лише правильне обладнання, нижче будуть надані деякі основні рекомендації та міркування про те, як створити надійну систему тестування батарей, щоб гарантувати безпеку та належне функціонування всього випробувального обладнання та батарей, що тестуються.

КРИТИЧНЕ ОБЛАДНАННЯ

Факт залишається фактом: можна протестувати акумулятор за допомогою простого джерела постійного струму та кількох кабелів, але ризик пошкодження вас, джерела живлення або акумулятора буде досить високий. Розумний та відповідальний спосіб протестувати акумулятор за допомогою джерела постійного струму – мати належне обладнання для моніторингу та безпеки, щоб значно знизити ризик виникнення проблем. Належне обладнання для створення повністю функціонального випробувального стенду для акумуляторів можна розділити на 3 основні категорії: керування, моніторинг та безпека. По суті вам потрібно мати план, спосіб перевірити, що все працює правильно, і резервну копію на випадок непередбаченої поведінки.

КОНТРОЛЬ

Як і має на увазі категорія, ми повинні спочатку мати можливість повністю контролювати випробування акумуляторів, які будуть проводитись. Для цього нам доведеться контролювати наступні змінні струму заряду/розряду, напруги та потужності. Повне рішення для досягнення цього — джерело живлення постійного струму, що програмується, в парі з програмованим навантаженням постійного струму. Ще більш ідеальним було б мати обидві функції в одному пристрої, такому як серія Elektro-Automatik PSB. PSB є двоспрямованим, тобто він може постачати (забезпечувати) або поглинати (поглинати) струм та регенерувати цей струм у локальну електромережу з ефективністю до 95%. Все вірно, функція електронного навантаження є регенеративною, що робить це дуже екологічним рішенням, крім мінімізації простору для випробувального обладнання та інвестицій. PSB має ті ж елементи керування та функції традиційного програмованого джерела живлення постійного струму або електронного навантаження постійного струму, щоб легко контролювати напругу заряду/розряду, струм і потужність, що надходять в акумулятор та від нього.

Другим та дуже важливим компонентом системи заряду/розряду акумулятора є спосіб керування фізичним підключенням PSB до акумулятора. Це важливо з кількох причин: щоб уникнути іскор при підключенні акумулятора та можливості швидкого відключення від акумулятора з метою безпеки. Контактор, реле або перемикач є типовими варіантами цієї функції. Якщо ви вибираєте підключення контакторного типу, ми рекомендуємо використовувати герметичний контактор постійного струму. Вони мають герметичні контактори, оточені інертним газом, що дозволяє користувачеві відкривати або закривати контактор під навантаженням. Якщо традиційний контактор закривається або відкривається під навантаженням, дуга, що виникає, зазвичай зварює контакти. Тому, щоб уникнути заміни контактора після кожного випробування, переконайтеся, що обраний вами контактор розрахований на постійну напругу та струм, які ви плануєте мати під час випробування.

МОНІТОРИНГ

Наступна категорія критичного обладнання задовольняє потребу в моніторингу батареї та обладнання під час тестування, щоб переконатися, що все працює правильно. Змінні, які необхідно виміряти, це: полярність батареї, температура батареї, напруга та струм в/з батареї. З них полярність батареї є найважливішою змінною із самого початку. Якщо батарея підключена безпосередньо до вхідних клем PSB, пристрій може бути миттєво пошкоджений. Ось чому перевірка полярності така важлива. Система тестування батареї повинна мати можливість перевіряти полярність підключеної батареї та запобігати підключенню до PSB, якщо полярність зворотна. Пізніше, у розділі безпеки, ми обговоримо реле відключення або контактор між батареєю та PSB. На малюнку 1 показано перевірка полярності розміщення та захисний контактор. Щоб увімкнути захисний контактор, перевірка полярності повинна подати сигнал про правильність полярності.

Це гарантує, що оператор не зможе підключити акумулятор до PSB, якщо полярність не буде правильною.

Також слід контролювати температуру акумулятора, щоб переконатися, що акумулятор працює правильно і не нагрівається через будь-яку проблему.

Виробник акумулятора зможе надати безпечні та небезпечні діапазони температур акумулятора, які можна використовувати для встановлення сигналів тривоги температури акумулятора у системі тестування акумулятора. Як і температура акумулятора, струм заряду акумулятора та напруга необхідно уважно відстежувати, щоб забезпечити правильну роботу під час всіх тестів. Обидва параметри можна легко контролювати з PSB, де ви також можете запрограмувати граничні та надлишкові захисту, щоб гарантувати, що блок живлення контролюватиме ці значення для нормальних діапазонів і негайно відключати вихід блоку живлення, якщо якась змінна вийде з-під контролю.

БЕЗПЕКА

У той час як усі контрольовані змінні сприяють безпечному тестуванню батареї з використанням двоспрямованого програмованого джерела живлення постійного струму, є один компонент, який має важливе значення для безпеки оператора та обладнання. Цей компонент є контактором постійного струму або реле, яке може ізолювати батарею від решти випробувальної системи. Це реле з самого початку тесту діє як воротар від батареї до джерела живлення. Використання перевірки полярності для увімкнення контактора гарантує, що батарея не пошкодить джерело живлення через стрибок негативної напруги. Друга важлива функція реле або контактора - відключення батареї від PSB у разі виникнення проблеми, наприклад, перегріву батареї, що тестується. Функції захисту PSB можуть надсилати сигнал на розмикання контактора приблизно через 10 мкс, щоб гарантувати, що PSB і батарея захищені один від одного.

ОПТИМІЗАЦІЯ ПІДКЛЮЧЕННЯ АКУМУЛЯТОРНОЇ БАТАРЕЇ

Останнім важливим міркуванням системи тестування акумуляторів з використанням двоспрямованого джерела живлення постійного струму PSB є процес підключення акумулятора до джерела живлення. Щоб зробити це правильно, вам необхідно перевірити полярність підключення акумулятора та зіставити напругу PSB з напругою на клемах акумулятора. На рисунках 2 і 3 показані дві зміни з позначкою «іскри при підключенні». Якщо різниця у потенціалі напруги перевищує 1–200 мВ, при підключенні акумулятора до PSB виникне іскра. Акумулятори хочуть розрядитись у щось, і коли вони підключені до PSB, вони розрядяться в PSB, який заряджає вхідні конденсатори. Цей швидкий сплеск енергії призводить до іскріння та може пошкодити клеми акумулятора. Це також може пошкодити контакти контактора або реле, підключеного між PSB та акумулятором. Аналогічно, коли акумулятор підключений до зворотної полярності, ви отримаєте іскри при підключенні акумулятора. Крім того, PSB, швидше за все, буде пошкоджений, оскільки він не може захистити себе від негативної напруги на своїх вихідних клемах. 

Висновок

Найважливіше, що потрібно пам'ятати, це спланувати процедуру тестування та налаштування, перш ніж намагатися використовувати програмоване джерело постійного струму для тестування акумуляторів. Спрощений підхід може підійти деяким, але більшості потрібно захистити свій акумулятор, джерело постійного струму і, звичайно, оператора. Планування з урахуванням 3 елементів: управління, моніторингу та безпеки дасть вам найкращі шанси на розробку повного та безпечного рішення для тестування акумуляторів. Використання EA PSB ще більше спростить систему, оскільки дозволить заряджати та розряджати від одного пристрою, уникаючи необхідності переміщувати акумулятор або використовувати кілька реле для перемикання між джерелом живлення та навантаженням, що йде до акумулятора.