Naarmate het energiesysteem zich ontwikkelt, blijft de omvang van het elektriciteitsnet toenemen, wat leidt tot hogere eisen aan energiecommunicatie. Batterijen hebben, als cruciaal onderdeel van het telecom-energiesysteem, een directe impact op de betrouwbaarheid van de stroomcommunicatie. Het uitvoeren van capaciteitstesten door middel van laad- en ontlaadcycli is een essentiële methode om de prestaties van de batterij te behouden en de levensduur van de batterij te verlengen. Volgens de onderhoudsvoorschriften voor telecom-energiesystemen hebben batterijen regelmatig onderhoud nodig. Vergeleken met methoden zoals het meten van klemspanning en het testen van interne weerstand, biedt capaciteitstesten een grotere nauwkeurigheid. Voor nieuw geïnstalleerde batterijen is een ontladingstest op volledige capaciteit vereist, gevolgd door een jaarlijkse ontladingstest. Voor batterijen die vier jaar in bedrijf zijn, is een halfjaarlijkse capaciteitstest noodzakelijk. Als een batterij er na drie opeenvolgende tests niet in slaagt 80% van zijn nominale capaciteit te bereiken, moet vervanging worden overwogen.
Momenteel worden er in de techniek op grote schaal drie algemene testschema's voor de batterijcapaciteit toegepast: dummyload, DC/AC-conversie en DC/DC-verhoogde spanning.
Het capaciteitstestapparaat bestaat voornamelijk uit een hoogfrequente DC/DC-batterijpakket met versterkte circuitmodule, een hoogfrequente DC/DC-batterijpakket met constante stroomlaadmodule, schakelaars en diodes. Het systeem werkt in drie toestanden: stand-by drijvende lading, capaciteitsontlading en constante stroomlading. Deze toestanden vormen een volledige operationele cyclus voor capaciteitstests.
Stand-by zwevende laadstatus
In de zwevende ladingstoestand is de NC-schakelaar K1 gesloten en de NO-schakelaar KM geopend. De batterij is online en de gelijkrichter levert stroom aan zowel het batterijpakket als de belasting. In het geval van een onverwachte stroomstoring kan het accupakket rechtstreeks stroom leveren aan de belasting, waardoor een ononderbroken stroomvoorziening wordt gegarandeerd.
Figuur 1: Batterij in stand-by-status met zwevende lading
Capaciteit ontladingsstatus
Tijdens capaciteitsontlading opent de NC-schakelaar K1 en sluiten de NO-schakelaars KM en KC. Het hoogfrequente DC/DC-batterijpakket werkt. De batterij wordt door het DC/DC-circuit opgevoerd tot een spanning die iets hoger is dan de gelijkrichterspanning, waardoor de gelijkrichter wordt vervangen bij het leveren van stroom aan de belasting. Na voltooiing van het ontladen schakelt het systeem automatisch over op laden met constante stroom, waarbij de laadcircuitmodule met constante stroom werkt.
Figuur 2: Accu in ontladen toestand
Constante huidige laadstatus
Na capaciteitsontlading schakelt het systeem automatisch over op constantstroomladen. De hoogfrequente DC/DC accu-laadcircuitmodule met constante stroom werkt en past de laadstroom automatisch aan op de ingestelde waarde terwijl de originele gelijkrichter wordt gebruikt voor opladen met constante stroom. Naarmate de accuspanning tegen het einde van het laadproces toeneemt, neemt de laadstroom af. Wanneer de stroom onder de ingestelde drempel van het apparaat daalt, beëindigt het systeem automatisch het laadproces met constante stroom. De NC-schakelaar K1 sluit, waardoor de hoogfrequente DC/DC-laadcircuitmodule met constante stroom van het batterijpakket stopt en KM en KC worden losgekoppeld. Het accupakket keert vervolgens terug naar de stand-by-zwevende laadstatus.
Figuur 3: Accu in constante laadstatus
Het bovenstaande beschrijft de implementatie van een capaciteitstestsysteem op basis van DC/DC. De oplossing wordt op grote schaal toegepast door industriële fabrikanten. DFUN heeft bijvoorbeeld een uitgebreide oplossing voor online capaciteitstests op afstand ontworpen, waarmee gecentraliseerde controle over verspreide locaties op afstand wordt bereikt, wat tijdbesparend, handig en betrouwbaar is.
De DFUN-capaciteitstestoplossing omvat, naast de capaciteitstestfunctie, realtime batterijmonitoring en batterijactiveringsfuncties, waardoor 24-uurs monitoring en onderhoud van batterijpakketten op afstand mogelijk is.
