جهاز اختبار سعة البطارية ومقاومتها الداخلية

فرز البطاريات يُقاس بأربعة أرقام على الأقل، وأيّها يقرأه جهاز منفرد يكلّف مرة في المعدّة ومرة في الزمن. وهذا الجهاز يضع الجهد والتيار الزائد والمقاومة الداخلية والسعة على مسار قياس واحد، ويعيد الخلية إلى حالة معروفة بعد كل فحص.

نظرة عامة على المنتج

طرازان يتقاسمان البنية والواجهة والمنهج، ويفترقان في الجهد والتيار. فالأصغر يقيس حتى 20 V ويشحن بمصدر 20 V و2 A؛ والأكبر حتى 80 V بمصدر 60 V و5 A. والمديات الأخرى، المقاومة الداخلية ومقاومة التعريف والسعة، مطبوعة للطرازين معًا.

والجهاز يعمل على خلية واحدة في المرة، على أربعة أطراف: طرفا تيار P يحملان الشحن والتفريغ، وطرفا استشعار R يقرآن الجهد عند الخلية. واللوحة تحمل الشاشة، وأطراف P+ وR+ وP− وR−، ومجموعة أطراف أخرى في الظهر، ومقبس USB لقرص وميضي في ناحية أخرى.

والوظيفتان الزمنيتان مختلفتان جدًا: الاختبار الساكن يستغرق من ثانية إلى ثانيتين، ودورة السعة من ثلاث إلى أربع ساعات عند 1C. فمنضدة تفرز بالاختبار الساكن تحتاج الجهاز دقائق، ومنضدة تقيس السعة تحتاج ساعات، والجهاز نفسه يخدم الحالتين.

آلية عمل الجهاز في قياس البطارية

تعتمد المقاومة الداخلية على طريقة القياس كما تعتمد على الخلية. والجهاز يطبّق تغيّرًا في التيار ويقيس تغيّر الجهد الناتج عنه، ثم يقسم. ولهذا كان الفصل بين أسلاك التيار وأسلاك الاستشعار شرطًا لا تحسينًا: فمقاومة التلامس في مسار التيار تدخل في تغيّر الجهد، فتُحسب جزءًا من مقاومة الخلية.

أما السعة فتُقاس بالزمن والتيار: يشحن الجهاز الخلية أو يفرّغها بتيار معروف ويسجّل الزمن اللازم للوصول إلى جهد القطع، ويضرب. وهذا هو السبب في أن اختبار السعة يستغرق ساعات: فهو قياس تراكمي لا لحظي.

ومقاومة التعريف تُقرأ عادةً من مقاومة مثبَّتة داخل الحزمة تُعرّف نوعها أو سعتها. والجهاز يقيسها ويقارنها بحدّ، وهو ما يصلح لفرز حزم تحمل مقاومة تعريف مضبوطة على طراز بعينه.

والمصدر المدمج يعيد الخلية إلى حالة معروفة. فبعد تفريغ السعة تحتاج الخلية إلى شحن قبل أن تُخزَّن أو تُعاد إلى الخط، والجهاز يفعل ذلك بنفسه بدل أن يُنقل إلى شاحن منفصل.

كيف تختار الطراز المناسب

احسم جهد الحزمة أولًا. فحتى 20 V تغطّي خلية ليثيوم أيون مفردة وبطارية رصاصية بستّ خلايا وعدة تراكيب مشابهة؛ وحتى 80 V تغطّي حزمة مركبات كهربائية أو حزمة تخزين منزلية. والجهد هو السقف الذي لا يُتجاوز، ويجب أن يُقرأ من أعلى جهد شحن لا من الجهد الاسمي.

ثم احسم تيار التفريغ عند 1C. فحزمة بسعة 10 AH تُفرَّغ عند 10 A، وهذا فوق مدى الطراز الأصغر بقليل وداخل مدى الأكبر. والحساب نفسه يجريه المشتري قبل الطلب، لأن مدى التيار لا يُستنتج من الجهد.

ثم احسم هل تُجمع النتائج. فمقبس USB يقبل قرصًا وميضيًا، والنتائج تُحفظ عليه دون شبكة ودون حاسوب مضيف. ومنضدة فرز خط إنتاج تريد سجلًّا لكل خلية، وورشة إصلاح تريد الشاشة وحدها. والواجهة تُبدَّل بين الصينية والإنجليزية من الجهاز، وهو ما يهمّ منضدة يعمل عليها أكثر من لغة.

وأخيرًا احسم العدّة. فأطراف التوصيل يجب أن تبلغ نقطة نظيفة على الخلية أو الحزمة؛ وحزمة بألسنة ملحومة أو موصل مجمَّع قد لا تعطي نقطة نظيفة لأسلاك الاستشعار، والمشبك النابضي الذي استُعمل آلاف المرات يضيف مقاومة تلامس لا يستطيع الجهاز إزالتها.

حدود القياس واعتبارات الاختيار

مقاومة التلامس تُقاس جزءًا من الخلية إن لم تُطرح. ولهذا كانت العدّة جزءًا من القياس، ويجب فحص المشابك في روتين المنضدة لا عند ظهور قراءة خاطئة وحدها.

والأرقام المنصوص عليها عند 10 kΩ و10 AH تعطي قراءة قرب هاتين النقطتين ولا تكفي لوعد بالدقة نفسها على المدى كله، فاختبار يعتمد على الدقة عند الطرف الأدنى يحتاج تأكيد النقطة من المورّد.

والمصدر المدمج ليس محاكي بطارية. فخرجه لا يتجاوز 60 V و5 A على الطراز الأكبر، وضبط الحمل منصوص عليه نسبةً من الضبط لا رقمًا بالملّي فولت، فيجب حساب التغيّر الفعلي عند الحمل المستعمل. ولتوصيف سلوك منتج تحت جهد مبرمج يكون المحاكي المخصّص الجهاز الأنسب؛ وهذا مبنيّ لتدوير بطارية وقراءتها.

وتوصيل الأربعة أطراف يعتمد على بلوغ العدّة للخلية. فحزمة بألسنة ملحومة أو موصل مجمَّع قد لا تعطي نقطة نظيفة لأسلاك الاستشعار، والمشبك النابضي المستعمل آلاف المرات يضيف مقاومة تلامس لا يُزيلها الجهاز. ويجب فحص المشابك في روتين المنضدة، لا عند ظهور قراءة خاطئة وحدها.