Liitium-ioonakude üha laialdasema kasutamisega droonides, elektrisõidukites (EV) ja päikeseenergia salvestamisel kasutavad akutootjad ka kaasaegset tehnoloogiat ja keemilist koostist, et nihutada akude testimise ja tootmisvõimaluste piire.

Tänapäeval määratakse iga aku jõudlus ja eluiga olenemata suurusest tootmisprotsessis ning testimisseade on mõeldud konkreetse aku jaoks. Kuna liitiumioonakude turg hõlmab aga kõiki kujusid ja võimsusi, on keeruline luua ühtset integreeritud testrit, mis suudaks vajaliku täpsuse ja täpsusega toime tulla erinevate võimsuste, voolude ja füüsiliste kujudega.

Pidades silmas üha mitmekesisemat nõudlust liitium-ioonakude järele, vajame kiiresti suure jõudlusega ja paindlikke testlahendusi, et maksimeerida plusside ja miinuste vahelist kompromissi ning saavutada kulutõhusus.

Liitiumioonakud on keerulised ja mitmekesised

Tänapäeval on liitiumioonakudel mitmesuguseid suurusi, pingeid ja kasutusalasid, kuid seda tehnoloogiat ei rakendatud, kui see esmakordselt turule tuli. Liitiumioonakud olid algselt mõeldud suhteliselt väikeste seadmete jaoks, nagu sülearvutid, mobiiltelefonid ja muud kaasaskantavad elektroonikaseadmed. Nüüd on nende mõõtmed palju suuremad, näiteks elektriautod ja päikesepatareide hoidla. See tähendab, et suuremal jada-paralleelakuplokil on suurem pinge ja mahutavus ning ka füüsiline maht on suurem. Näiteks saab mõne elektrisõiduki akusid konfigureerida kuni 100 järjestikku ja üle 50 paralleelselt.

Virnastatud akud pole midagi uut. Tavalise sülearvuti tüüpiline laetav liitiumioonaku koosneb mitmest järjestikusest akust, kuid akupaki suurema mahu tõttu muutub test keerulisemaks ja võib mõjutada üldist jõudlust. Selleks, et kogu aku jõudlus saavutaks optimaalse taseme, peab iga aku olema peaaegu identne naaberakuga. Patareid mõjutavad üksteist, nii et kui seeria aku on väikese mahutavusega, on teiste akupatareide olek optimaalsest madalam, kuna aku jälgimise ja tasakaalustamise süsteem vähendab nende mahtuvust, et see vastaks madalaima jõudlusega. Aku. Nagu öeldakse, roti kaka rikub poti pudru ära.

Laadimis-tühjenemise tsükkel illustreerib veelgi, kuidas üks aku võib kogu aku jõudlust vähendada. Aku väikseima mahutavusega aku vähendab oma laetust kõige kiiremini, mille tulemuseks on ebaturvaline pingetase ja kogu aku ei tühjene enam. Kui aku on laetud, laetakse kõigepealt täis madalaima võimsusega aku ja ülejäänud akusid enam ei laeta. Elektrisõidukite puhul vähendab see efektiivset üldist saadaolevat akupaki mahtu, vähendades seeläbi sõiduki sõiduulatust. Lisaks kiireneb väikese võimsusega akude lagunemine, kuna need jõuavad laadimise ja tühjenemise lõpus enne ohutusmeetmete jõustumist liiga kõrgele pingele.

Sõltumata terminalseadmest, mida rohkem akupatareid on järjestikku ja paralleelselt virnastatud, seda tõsisem on probleem. Ilmselge lahendus on tagada, et iga aku on valmistatud täpselt sama, ja kombineerida samad akud samasse akukomplekti. Aku takistuse ja mahutavuse tootmisprotsessile omase erinevuse tõttu on aga testimine muutunud kriitiliseks – mitte ainult selleks, et välistada defektsed osad, vaid ka eristada, millised akud on samad ja milliseid akusid paigaldada. aku tühjenemiskõver tootmisprotsessi ajal mõjutab oluliselt selle omadusi ja muutub pidevalt.

Miks toovad kaasaegsed liitiumioonakud uusi katsetusi?

Akude testimine pole midagi uut, kuid liitiumioonakud on alates selle tulekust avaldanud uut survet katseseadmete täpsusele, läbilaskevõimele ja trükkplaadi tihedusele.

Liitiumioonakud on ainulaadsed, kuna neil on äärmiselt tihe energiasalvestusvõime. Kui neid laaditakse ja tühjendatakse valesti, võivad need põhjustada tulekahjusid ja plahvatusi. Tootmis- ja katsetamisprotsessis nõuab see energiasalvestustehnoloogia väga suurt täpsust ning paljud uued rakendused süvendavad seda nõuet veelgi. Kuju, suuruse, mahu ja keemilise koostise poolest on liitiumioonakude tüübid ulatuslikumad. Vastupidi, need mõjutavad ka katseseadmeid, sest maksimaalse salvestusmahu ja töökindluse saavutamiseks peavad need tagama õigete laadimis- ja tühjenduskõverate täpse järgimise. Ja kvaliteet.

Kuna kõikidele akudele ühte sobivat suurust pole, siis erinevate liitiumioonakude jaoks sobiva testimisseadme ja erinevate tootjate valimine suurendab testi maksumust. Lisaks tähendab pidev tööstuslik uuendus, et pidevalt muutuvat laadimis-tühjenemise kõverat optimeeritakse veelgi, muutes akutesti oluliseks arendusvahendiks uue akutehnoloogia jaoks. Olenemata liitium-ioonakude keemilistest ja mehaanilistest omadustest on nende tootmisprotsessis lugematu arv laadimis- ja tühjendusmeetodeid, mistõttu akude tootjad avaldavad akude testijatele survet, et nõuda neilt ainulaadsete testimisfunktsioonide olemasolu.

Täpsus on ilmselgelt vajalik oskus. See ei tähenda mitte ainult võimalust hoida kõrget voolujuhtimise täpsust väga madalal tasemel, vaid sisaldab ka võimalust väga kiiresti lülituda laadimis- ja tühjendusrežiimide ning erinevate voolutasemete vahel. Neid nõudeid ei ajenda mitte ainult vajadus masstootma ühtsete omaduste ja kvaliteediga liitiumioonakusid. Akutootjad loodavad kasutada ka testimisprotseduure ja -seadmeid uuenduslike vahenditena, et luua turul konkurentsieelist, näiteks muuta laadimist. Algoritm võimsuse suurendamiseks.

Kuigi erinevat tüüpi akude jaoks on vaja läbi viia mitmesuguseid teste, on tänapäevased testrid optimeeritud kindlate akude suuruse jaoks. Näiteks kui testite suurt akut, vajate suuremat voolu, mis tähendab suuremat induktiivsust ja paksemaid juhtmeid ja muid omadusi. Seega on suure vooluga toimetuleva testeri loomisel palju aspekte. Paljud tehased ei tooda aga ainult ühte tüüpi akusid. Nad võivad toota kliendile täiskomplekti suuri akusid, täites samal ajal nende akude testimisnõudeid, või toota nutitelefoni kliendi jaoks väiksema voolutugevusega väiksemate akude komplekti. .

See on testimise kallinemise põhjus – akutester on optimeeritud voolu jaoks. Suuremate vooludega hakkama saavad testrid on tavaliselt suuremad ja kallimad, kuna need ei vaja mitte ainult suuremaid räniplaate, vaid ka magnetilisi komponente ja juhtmeid, et need vastaksid elektromigratsioonireeglitele ja minimeeriksid parasiitpinge langust süsteemis. Tehas peab igal ajal ette valmistama mitmesuguseid katseseadmeid, et täita erinevat tüüpi akude tootmist ja kontrolli. Kuna tehases toodetakse erinevatel aegadel erinevat tüüpi akusid, võivad mõned testrid nende konkreetsete akudega kokkusobimatud olla ja võivad jääda kasutamata, mis tõstab kulusid veelgi, sest tester on suur investeering.

Olenemata sellest, kas tegemist on tavaliste ja tärkavate tehastega tavaliste liitiumioonakude masstootmiseks või akutootjatega, kes soovivad katseprotsessi kasutada uuenduste tegemiseks ja uute akutoodete loomiseks, peavad nad kasutama paindlikke katseseadmeid, et kohaneda laiema valikuga. patareid. Võimsus ja füüsiline suurus, vähendades seeläbi kapitaliinvesteeringuid ja parandades katseseadmete investeeringutasuvust.

Kui proovite üht integratsioonitesti lahendust õigesti optimeerida, on palju vastuolulisi nõudeid. Igat tüüpi liitiumioonakude testimislahenduste jaoks pole imerohtu, kuid Texas Instruments (TI) on välja pakkunud võrdlusdisaini, mis minimeerib kulutõhususe ja täpsuse vahelist kompromissi.

Kõrge täpsusega katselahendus, mis sobib suure vooluga rakendusteks

Unikaalsed aku testimise stsenaariumi nõuded on alati olemas ja see vajab vastavalt sama ainulaadset lahendust. Paljude liitiumakude tüüpide jaoks, olgu see siis väike nutitelefoni aku või suur elektrisõiduki aku, võib aga olla kuluefektiivne katseseade.

Täpse, täismahus laadimis- ja tühjendusvoolu juhtimise täpsuse saavutamiseks, mida nõuavad paljud turul olevad liitiumioonakud, kasutatakse Texas Instrumentsi modulaarset akutesti võrdluskonstruktsiooni 50-A, 100-A ja 200-A rakenduste jaoks. 50-A ja 100-A aku testimise kombinatsioon, et luua modulaarne versioon, mis suudab saavutada maksimaalse laadimis- ja tühjenemistase 200-A. Selle lahenduse plokkskeem on näidatud joonisel 2.

Näiteks kasutab TI suure voolutugevusega rakenduste jaoks aku testeri võrdluskonstruktsiooni jaoks konstantse voolu ja konstantse pinge juhtkontuuri, mis toetab kuni 50 A laadimis- ja tühjenemiskiirust. See võrdluskonstruktsioon kasutab LM5170-Q1 mitmefaasilist kahesuunalist voolukontrollerit ja INA188 mõõteriistade võimendit, et täpselt reguleerida akusse sisenevat või sellest väljuvat voolu. INA188 rakendab ja jälgib konstantse voolu juhtimisahelat ning kuna vool võib voolata mõlemas suunas, saab multiplekser SN74LV4053A INA188 sisendit vastavalt reguleerida.

See konkreetne lahendus loob muudetava platvormi suuremat voolu või mitmefaasilist voolu nõudvate rakenduste jaoks, kombineerides mitut peamist TI-tehnoloogiat, näidates kulutõhusa testlahenduse loomise teostatavust. See paindlik ja tulevikku vaatav lahendus ei vasta mitte ainult tänastele vajadustele, vaid ennustab ka autoakude tulevast kasvutrendi, mis suurendab peagi nõudlust testri praeguse võimekuse järele, mis ületab 50A.

Liitium-ioonaku testimisseadmete investeeringute maksimeerimine

Texas Instrumentsi moodulakutesti etalondisain lahendab liitiumioonakude testimisseadmete ülitäpse, suure voolutugevuse ja paindlikkuse probleemid. See võrdlusdisain hõlmab mitmesuguseid saadaolevaid akude kujusid, suurusi ja võimsust ning saab hakkama uute rakendustega, nagu suured akud elektrisõidukites ja päikeseelektrijaamades ning väikesed akud, mida tavaliselt leidub olmeelektroonikas, näiteks nutitelefonides. .

Liitium-ioonakude testimise etalondisain võimaldab teil investeerida madalama voolutugevusega akude testimisseadmetesse ja kasutada neid paralleelselt, välistades vajaduse kulukate investeeringute järele mitme erineva voolutasemega arhitektuuri jaoks. Võimalus kasutada katseseadmeid erinevates vooluvahemikes võib optimeerida investeeringuid aku testimisseadmetesse suurimal määral, vähendada kogukulusid ja pakkuda paindlikkust liitiumioonakude testimise muutuvate vajadustega kohanemiseks.
与 此 原文 有关 的 更多 信息 要 查看 翻译 翻译 信息 您 必须 输入 相应 原文