Litiumioniakkujen käytön lisääntyessä droneissa, sähköajoneuvoissa (EV) ja aurinkoenergian varastoinnissa akkujen valmistajat käyttävät myös nykyaikaista tekniikkaa ja kemiallista koostumusta ylittääkseen akkujen testauksen ja valmistuskyvyn rajoja.

Nykyään jokaisen akun suorituskyky ja käyttöikä koosta riippumatta määräytyy valmistusprosessissa ja testilaitteisto on suunniteltu tietylle akulle. Koska litiumioniakkumarkkinat kattavat kaikki muodot ja kapasiteetit, on kuitenkin vaikeaa luoda yhtä integroitua testaajaa, joka pystyy käsittelemään erilaisia ​​kapasiteettia, virtoja ja fyysisiä muotoja vaaditulla tarkkuudella ja tarkkuudella.

Litiumioniakkujen yhä monipuolistuvan kysynnän vuoksi tarvitsemme kiireesti tehokkaita ja joustavia testiratkaisuja maksimoidaksemme edut ja haitat sekä saavuttaaksemme kustannustehokkuuden.

Litiumioniakut ovat monimutkaisia ​​ja monipuolisia

Nykyään litiumioniakuilla on useita eri kokoja, jännitteitä ja käyttöalueita, mutta tätä tekniikkaa ei toteutettu, kun se tuotiin ensimmäisen kerran markkinoille. Litiumioniakut suunniteltiin alun perin suhteellisen pienille laitteille, kuten kannettaville tietokoneille, matkapuhelimille ja muille kannettaville elektronisille laitteille. Nyt niiden mitat ovat paljon suurempia, kuten sähköautot ja aurinkoakkujen varastointi. Tämä tarkoittaa, että suuremmassa sarja-rinnakkaisakussa on suurempi jännite ja suurempi kapasiteetti, ja myös fyysinen tilavuus on suurempi. Esimerkiksi joidenkin sähköajoneuvojen akut voidaan konfiguroida jopa 100 sarjaan ja yli 50 rinnakkain.

Pinotut akut eivät ole mitään uutta. Tavallisen kannettavan tietokoneen tyypillinen ladattava litiumioniakku koostuu useista sarjassa olevista akuista, mutta akun suuremman tilavuuden vuoksi testistä tulee monimutkaisempi ja se voi vaikuttaa yleiseen suorituskykyyn. Jotta koko akkuyksikön suorituskyky saavuttaisi optimaalisen tason, jokaisen akun on oltava lähes identtinen viereisen akun kanssa. Akut vaikuttavat toisiinsa, joten jos sarjassa olevan akun kapasiteetti on alhainen, muut akkupaketin akut ovat alle optimaalisen tilan, koska akun valvonta- ja tasapainotusjärjestelmä heikentää niiden kapasiteettia vastaamaan alhaisinta suorituskykyä. Akku. Kuten sanonta kuuluu, rotan kakka pilaa kattilan puuroa.

Lataus-purkausjakso havainnollistaa edelleen, kuinka yksi akku voi heikentää koko akun suorituskykyä. Akun kapasiteetin pienin akku laskee lataustasoaan nopeimmalla nopeudella, mikä johtaa vaaralliseen jännitetasoon eikä koko akkua enää purkaudu. Kun akku on ladattu, alhaisimman kapasiteetin akku latautuu ensin täyteen, eikä jäljellä olevia akkuja enää ladata. Sähköajoneuvoissa tämä vähentää tehokkaan käytettävissä olevan akun kokonaiskapasiteettia, mikä vähentää ajoneuvon matkasädettä. Lisäksi pienikapasiteettisten akkujen kuluminen kiihtyy, koska ne saavuttavat liian korkean jännitteen latauksen ja purkamisen lopussa ennen kuin turvatoimenpiteet tulevat voimaan.

Päätelaitteesta riippumatta, mitä enemmän akkupakkauksessa olevia akkuja on pinottu sarjaan ja rinnakkain, sitä vakavampi ongelma on. Ilmeinen ratkaisu on varmistaa, että jokainen akku on valmistettu täsmälleen samanlaisista, ja yhdistää samat akut samaan akkupakkaukseen. Akun impedanssin ja kapasiteetin luontaisen valmistusprosessin eron vuoksi testauksesta on kuitenkin tullut kriittistä – ei vain viallisten osien sulkemiseksi pois, vaan myös sen erottamiseksi, mitkä akut ovat samoja ja mitkä akkupaketit kannattaa laittaa. akun purkautumiskäyrä tuotantoprosessin aikana vaikuttaa suuresti sen ominaisuuksiin ja muuttuu jatkuvasti.

Miksi nykyaikaiset litiumioniakut tuovat uusia testihaasteita?

Akkujen testaus ei ole mitään uutta, mutta sen tulon jälkeen litiumioniakut ovat asettaneet uusia paineita testauslaitteiden tarkkuuteen, suorituskykyyn ja piirilevyjen tiheyteen.

Litiumioniakut ovat ainutlaatuisia, koska niissä on erittäin tiheä energian varastointikapasiteetti. Jos niitä ladataan ja puretaan väärin, ne voivat aiheuttaa tulipaloja ja räjähdyksiä. Valmistus- ja testausprosessissa tämä energian varastointitekniikka vaatii erittäin suurta tarkkuutta, ja monet uudet sovellukset pahentavat tätä vaatimusta entisestään. Muodon, koon, kapasiteetin ja kemiallisen koostumuksen suhteen litiumioniakkutyypit ovat laajempia. Päinvastoin, ne vaikuttavat myös testilaitteisiin, koska niiden on varmistettava, että oikeita lataus- ja purkukäyriä seurataan tarkasti maksimaalisen tallennuskapasiteetin ja luotettavuuden saavuttamiseksi. Ja laatua.

Koska kaikille akuille ei ole yhtä sopivaa kokoa, sopivien testilaitteiden ja eri valmistajien valitseminen eri litiumioniakuille lisää testikustannuksia. Lisäksi jatkuva teollinen innovaatio tarkoittaa, että jatkuvasti muuttuvaa lataus-purkauskäyrää optimoidaan entisestään, jolloin akkutesteri on tärkeä kehitystyökalu uuden akkuteknologian kehittämiseen. Litiumioniakkujen kemiallisista ja mekaanisista ominaisuuksista huolimatta niiden valmistusprosessissa on lukemattomia lataus- ja purkausmenetelmiä, mikä saa akkujen valmistajat painostamaan akkutestajia vaatimaan niiltä ainutlaatuisia testaustoimintoja.

Tarkkuus on tietysti välttämätön kyky. Se ei tarkoita vain kykyä pitää korkea virransäätötarkkuus erittäin alhaisella tasolla, vaan sisältää myös mahdollisuuden vaihtaa erittäin nopeasti lataus- ja purkutilojen välillä sekä eri virtatasojen välillä. Nämä vaatimukset eivät johdu pelkästään tarpeesta valmistaa massatuotantona litiumioniakkuja, joiden ominaisuudet ja laatu ovat tasaiset. Akkuvalmistajat toivovat myös voivansa käyttää testausmenetelmiä ja -laitteita innovatiivisina työkaluina kilpailuedun luomiseksi markkinoille, kuten latauksen muuttamiseen. Algoritmi kapasiteetin lisäämiseksi.

Vaikka erityyppisille akuille vaaditaan erilaisia ​​testejä, nykyiset testaajat on optimoitu tietyille akkukokoille. Jos esimerkiksi testaat suurta akkua, tarvitset suuremman virran, mikä tarkoittaa suurempaa induktanssia ja paksumpia johtimia ja muita ominaisuuksia. Joten suuria virtoja käsittelevän testerin luomiseen liittyy monia näkökohtia. Monet tehtaat eivät kuitenkaan tuota vain yhden tyyppisiä akkuja. Ne voivat tuottaa asiakkaalle täydellisen sarjan suuria akkuja täyttäen samalla kaikki näiden akkujen testivaatimukset, tai ne voivat tuottaa sarjan pienempiä akkuja pienemmällä virralla älypuhelinasiakkaalle. .

Tämä on syy testauskustannusten nousuun – akkutesteri on optimoitu virralle. Testaajat, jotka pystyvät käsittelemään suurempia virtoja, ovat yleensä suurempia ja kalliimpia, koska ne eivät ainoastaan ​​vaadi suurempia piikiekkoja, vaan myös magneettisia komponentteja ja johdotuksia, jotta ne täyttävät sähkönsiirtosäännöt ja minimoivat loisjännitehäviöt järjestelmässä. Tehtaan on valmisteltava erilaisia ​​testauslaitteita milloin tahansa vastaamaan erityyppisten akkujen tuotantoon ja tarkastukseen. Tehtaan eri aikoina valmistamien erityyppisten akkujen vuoksi jotkut testeistä voivat olla yhteensopimattomia näiden akkujen kanssa ja jäädä käyttämättä, mikä lisää kustannuksia entisestään, koska testeri on suuri investointi.

Olipa kyseessä yleiset ja nousevat tehtaat tavallisten litiumioniakkujen massatuotantoa varten tai akkuvalmistajat, jotka haluavat käyttää testausprosessia innovoidakseen ja luodakseen uusia akkutuotteita, heidän on käytettävä joustavia testauslaitteita, jotta ne voivat mukautua laajempaan valikoimaan paristot. Kapasiteetti ja fyysinen koko, mikä vähentää pääomasijoituksia ja parantaa testauslaitteiden tuottoa.

Yritettäessä optimoida yksittäistä integraatiotestiratkaisua oikein, on monia ristiriitaisia ​​vaatimuksia. Kaikille litiumioniakkujen testiratkaisuille ei ole ihmelääkettä, mutta Texas Instruments (TI) on ehdottanut vertailumallia, joka minimoi kustannustehokkuuden ja tarkkuuden välisen kompromissin.

Erittäin tarkka testiratkaisu, joka soveltuu suurivirtasovelluksiin

Ainutlaatuiset akkutestausskenaariot ovat aina olemassa, ja se tarvitsee vastaavasti yhtä ainutlaatuisen ratkaisun. Monille litiumakkutyypeille, olipa kyseessä sitten pieni älypuhelimen akku tai suuri akku sähköajoneuvoon, voi kuitenkin olla kustannustehokas testilaitteisto.

Monien markkinoilla olevien litiumioniakkujen vaatiman tarkan, täyden mittakaavan lataus- ja purkausvirran ohjaustarkkuuden saavuttamiseksi Texas Instrumentsin modulaarinen akkutestauslaitteen vertailurakenne 50-A, 100-A ja 200-A-sovelluksiin käyttää 50 A Ja yhdistelmä 100 A akkutestisuunnittelua modulaarisen version luomiseksi, joka voi saavuttaa maksimilataus- ja purkaustason 200 A. Tämän ratkaisun lohkokaavio on esitetty kuvassa 2.

Esimerkiksi TI ottaa käyttöön vakiovirran ja vakiojännitteen ohjaussilmukan akun testauslaitteen vertailumalliin suurivirtasovelluksissa, jotka tukevat jopa 50 A lataus- ja purkausnopeutta. Tässä vertailumallissa käytetään LM5170-Q1-monivaiheista kaksisuuntaista virransäädintä ja INA188-instrumentointivahvistinta säätämään tarkasti akkuun tulevaa tai siitä ulos tulevaa virtaa. INA188 toteuttaa ja valvoo vakiovirran ohjaussilmukkaa, ja koska virta voi virrata kumpaankin suuntaan, SN74LV4053A multiplekseri voi säätää INA188:n tuloa vastaavasti.

Tämä erityinen ratkaisu luo muunneltavan alustan suurempaa virtaa tai monivaiheisia sovelluksia vaativille sovelluksille yhdistämällä useita keskeisiä TI-tekniikoita, mikä osoittaa kustannustehokkaan testiratkaisun rakentamisen. Tämä joustava ja eteenpäin katsova ratkaisu ei ainoastaan ​​täytä tämän päivän tarpeita, vaan ennustaa myös autojen akkujen tulevaa kasvutrendiä, mikä lisää pian testerin nykyisen kapasiteetin kysyntää yli 50A.

Litiumioniakkujen testauslaitteiden investointien maksimointi

Texas Instrumentsin modulaarinen akkutestauslaite ratkaisee litiumioniakkujen testauslaitteiden tarkkuus-, suurvirta- ja joustavuusongelmat. Tämä viitemalli kattaa useita saatavilla olevia akkumuotoja, kokoja ja kapasiteettia, ja se pystyy selviytymään uusista sovelluksista, kuten suurista akkuista sähköajoneuvoissa ja aurinkovoimaloissa sekä pienikokoisissa akuissa, joita yleisesti löytyy kulutuselektroniikasta, kuten älypuhelimista. .

Litium-ioni-akkutestauksen referenssisuunnittelun avulla voit investoida alhaisemman virran akun testauslaitteisiin ja käyttää niitä rinnakkain, jolloin ei tarvita kalliita investointeja useisiin arkkitehtuureihin eri virtatasoilla. Mahdollisuus käyttää testauslaitteita useilla virta-alueilla voi optimoida akkutestauslaitteisiin tehdyt investoinnit suurimmassa määrin, vähentää kokonaiskustannuksia ja tarjota joustavuutta mukautua litiumioniakkujen testauksen muuttuviin tarpeisiin.
与 此 原文 有关 的 更多 信息 要 查看 其他 翻译 信息 ， 您 必须 输入 相应 原文