ड्रोन, इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी), और सौर ऊर्जा भंडारण में लिथियम-आयन बैटरी के बढ़ते अनुप्रयोग के साथ, बैटरी निर्माता भी बैटरी परीक्षण और विनिर्माण क्षमताओं की सीमाओं को आगे बढ़ाने के लिए आधुनिक तकनीक और रासायनिक संरचना का उपयोग कर रहे हैं।

आजकल, प्रत्येक बैटरी का प्रदर्शन और जीवन, आकार की परवाह किए बिना, निर्माण प्रक्रिया में निर्धारित किया जाता है, और परीक्षण उपकरण एक विशिष्ट बैटरी के लिए डिज़ाइन किया गया है। हालांकि, क्योंकि लिथियम-आयन बैटरी बाजार में सभी आकार और क्षमताएं शामिल हैं, एक एकल, एकीकृत परीक्षक बनाना मुश्किल है जो आवश्यक सटीकता और सटीकता के साथ विभिन्न क्षमताओं, धाराओं और भौतिक आकृतियों को संभाल सकता है।

लिथियम-आयन बैटरी की तेजी से बढ़ती मांग को देखते हुए, हमें पेशेवरों और विपक्षों के बीच व्यापार-बंद को अधिकतम करने और लागत-प्रभावशीलता प्राप्त करने के लिए उच्च-प्रदर्शन और लचीले परीक्षण समाधानों की तत्काल आवश्यकता है।

लिथियम-आयन बैटरी जटिल और विविध हैं

आजकल, लिथियम-आयन बैटरियों में कई प्रकार के आकार, वोल्टेज और अनुप्रयोग रेंज होते हैं, लेकिन इस तकनीक का एहसास तब नहीं हुआ जब इसे पहली बार बाजार में उतारा गया। लिथियम-आयन बैटरियों को मूल रूप से अपेक्षाकृत छोटे उपकरणों, जैसे नोटबुक कंप्यूटर, सेल फोन और अन्य पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए डिज़ाइन किया गया था। अब, उनके आयाम बहुत बड़े हैं, जैसे कि इलेक्ट्रिक कार और सौर बैटरी भंडारण। इसका मतलब है कि एक बड़े श्रृंखला-समानांतर बैटरी पैक में एक उच्च वोल्टेज और एक बड़ी क्षमता होती है, और भौतिक मात्रा भी बड़ी होती है। उदाहरण के लिए, कुछ इलेक्ट्रिक वाहनों के बैटरी पैक को श्रृंखला में 100 तक और समानांतर में 50 से अधिक के साथ कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

स्टैक्ड बैटरी कोई नई बात नहीं है। एक सामान्य नोटबुक कंप्यूटर में एक विशिष्ट रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी पैक में श्रृंखला में कई बैटरी होती हैं, लेकिन बैटरी पैक की बड़ी मात्रा के कारण, परीक्षण अधिक जटिल हो जाता है और समग्र प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है। पूरे बैटरी पैक के प्रदर्शन के लिए इष्टतम स्तर तक पहुंचने के लिए, प्रत्येक बैटरी को अपनी पड़ोसी बैटरी के लगभग समान होना चाहिए। बैटरियां एक-दूसरे को प्रभावित करेंगी, इसलिए यदि किसी श्रृंखला की बैटरी की क्षमता कम है, तो बैटरी पैक में अन्य बैटरियां इष्टतम स्थिति से नीचे होंगी, क्योंकि उनकी क्षमता निम्नतम प्रदर्शन से मेल खाने के लिए बैटरी मॉनिटरिंग और रीबैलेंसिंग सिस्टम द्वारा कम हो जाएगी। बैटरी। जैसा कि कहा जाता है, चूहे का मल दलिया के बर्तन को खराब कर देता है।

चार्ज-डिस्चार्ज चक्र आगे बताता है कि कैसे एक बैटरी पूरे बैटरी पैक के प्रदर्शन को कम कर सकती है। बैटरी पैक में सबसे कम क्षमता वाली बैटरी सबसे तेज गति से अपने चार्ज की स्थिति को कम कर देगी, जिसके परिणामस्वरूप एक असुरक्षित वोल्टेज स्तर होगा और पूरे बैटरी पैक को अब डिस्चार्ज नहीं किया जा सकेगा। जब बैटरी पैक चार्ज किया जाता है, तो सबसे कम क्षमता वाली बैटरी पहले पूरी तरह चार्ज होगी, और शेष बैटरी आगे चार्ज नहीं होगी। इलेक्ट्रिक वाहनों में, इसके परिणामस्वरूप प्रभावी समग्र उपलब्ध बैटरी पैक क्षमता में कमी आएगी, जिससे वाहन की क्रूज़िंग रेंज कम हो जाएगी। इसके अलावा, कम क्षमता वाली बैटरियों के क्षरण में तेजी आएगी क्योंकि सुरक्षा सुरक्षा उपायों के प्रभावी होने से पहले चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के अंत में यह अत्यधिक उच्च वोल्टेज तक पहुंच जाती है।

टर्मिनल डिवाइस के बावजूद, बैटरी पैक में जितनी अधिक बैटरियों को श्रृंखला और समानांतर में स्टैक किया जाता है, समस्या उतनी ही गंभीर होती है। स्पष्ट समाधान यह सुनिश्चित करना है कि प्रत्येक बैटरी बिल्कुल एक जैसी हो, और समान बैटरी को एक ही बैटरी पैक में संयोजित किया जाए। हालांकि, बैटरी प्रतिबाधा और क्षमता की अंतर्निहित निर्माण प्रक्रिया भिन्नता के कारण, परीक्षण महत्वपूर्ण हो गया है-न केवल दोषपूर्ण भागों को बाहर करने के लिए, बल्कि यह भी भेद करने के लिए कि कौन सी बैटरी समान हैं और कौन सी बैटरी पैक में डालनी है। इसके अलावा, चार्जिंग और उत्पादन प्रक्रिया के दौरान बैटरी के डिस्चार्जिंग कर्व का इसकी विशेषताओं पर बहुत प्रभाव पड़ता है और यह लगातार बदल रहा है।

आधुनिक लिथियम-आयन बैटरी नई परीक्षण चुनौतियां क्यों लाती हैं?

बैटरी परीक्षण कोई नई बात नहीं है, लेकिन इसके आगमन के बाद से, लिथियम-आयन बैटरी ने परीक्षण उपकरणों की सटीकता, थ्रूपुट और सर्किट बोर्ड घनत्व पर नया दबाव डाला है।

लिथियम-आयन बैटरी अद्वितीय हैं क्योंकि उनमें अत्यधिक ऊर्जा भंडारण क्षमता होती है। यदि उन्हें अनुचित तरीके से चार्ज और डिस्चार्ज किया जाता है, तो वे आग और विस्फोट का कारण बन सकते हैं। निर्माण और परीक्षण प्रक्रिया में, इस ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी के लिए बहुत अधिक सटीकता की आवश्यकता होती है, और कई उभरते अनुप्रयोग इस आवश्यकता को और बढ़ा देते हैं। आकार, आकार, क्षमता और रासायनिक संरचना के संदर्भ में, लिथियम-आयन बैटरी के प्रकार अधिक व्यापक हैं। इसके विपरीत, वे परीक्षण उपकरण को भी प्रभावित करेंगे, क्योंकि उन्हें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि अधिकतम भंडारण क्षमता और विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए सही चार्जिंग और डिस्चार्जिंग कर्व्स का सही ढंग से पालन किया जाए। और गुणवत्ता।

चूंकि सभी बैटरियों के लिए उपयुक्त कोई एक आकार नहीं है, उपयुक्त परीक्षण उपकरण और विभिन्न लिथियम-आयन बैटरी के लिए विभिन्न निर्माताओं को चुनने से परीक्षण लागत में वृद्धि होगी। इसके अलावा, निरंतर औद्योगिक नवाचार का मतलब है कि लगातार बदलते चार्ज-डिस्चार्ज वक्र को और अधिक अनुकूलित किया जाता है, जिससे बैटरी परीक्षक नई बैटरी तकनीक के लिए एक महत्वपूर्ण विकास उपकरण बन जाता है। लिथियम-आयन बैटरी के रासायनिक और यांत्रिक गुणों के बावजूद, उनकी निर्माण प्रक्रिया में अनगिनत चार्जिंग और डिस्चार्जिंग विधियां हैं, जिससे बैटरी निर्माता बैटरी परीक्षकों पर दबाव डालते हैं ताकि उन्हें अद्वितीय परीक्षण कार्य करने की आवश्यकता हो।

सटीकता स्पष्ट रूप से एक आवश्यक क्षमता है। इसका मतलब न केवल उच्च वर्तमान नियंत्रण सटीकता को बहुत कम स्तर पर रखने की क्षमता है, बल्कि चार्जिंग और डिस्चार्जिंग मोड के बीच और विभिन्न वर्तमान स्तरों के बीच बहुत तेज़ी से स्विच करने की क्षमता भी शामिल है। ये आवश्यकताएं न केवल लगातार विशेषताओं और गुणवत्ता के साथ लिथियम-आयन बैटरी के बड़े पैमाने पर उत्पादन की आवश्यकता से प्रेरित हैं। बैटरी निर्माता भी बाजार में प्रतिस्पर्धात्मक लाभ बनाने के लिए परीक्षण प्रक्रियाओं और उपकरणों को नवीन उपकरणों के रूप में उपयोग करने की उम्मीद करते हैं, जैसे चार्जिंग को संशोधित करना। क्षमता बढ़ाने के लिए एल्गोरिदम।

हालांकि विभिन्न प्रकार की बैटरियों के लिए विभिन्न प्रकार के परीक्षणों की आवश्यकता होती है, लेकिन आज के परीक्षक विशिष्ट बैटरी आकारों के लिए अनुकूलित हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप एक बड़ी बैटरी का परीक्षण कर रहे हैं, तो आपको एक बड़े करंट की आवश्यकता होती है, जो बड़े इंडक्शन और मोटे तारों और अन्य विशेषताओं का अनुवाद करता है। इसलिए एक परीक्षक बनाते समय कई पहलू शामिल होते हैं जो उच्च धाराओं को संभाल सकते हैं। हालांकि, कई कारखाने न केवल एक प्रकार की बैटरी का उत्पादन करते हैं। वे इन बैटरियों के लिए सभी परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करते हुए एक ग्राहक के लिए बड़ी बैटरियों का एक पूरा सेट तैयार कर सकते हैं, या वे स्मार्टफोन ग्राहक के लिए छोटे करंट के साथ छोटी बैटरियों का एक सेट तैयार कर सकते हैं। .

परीक्षण की बढ़ती लागत का यही कारण है- बैटरी परीक्षक को वर्तमान के लिए अनुकूलित किया गया है। उच्च धाराओं को संभालने वाले परीक्षक आमतौर पर बड़े और अधिक महंगे होते हैं क्योंकि उन्हें न केवल बड़े सिलिकॉन वेफर्स की आवश्यकता होती है, बल्कि इलेक्ट्रोमाइग्रेशन नियमों को पूरा करने और सिस्टम में परजीवी वोल्टेज बूंदों को कम करने के लिए चुंबकीय घटकों और तारों की भी आवश्यकता होती है। विभिन्न प्रकार की बैटरियों के उत्पादन और निरीक्षण को पूरा करने के लिए कारखाने को किसी भी समय विभिन्न प्रकार के परीक्षण उपकरण तैयार करने की आवश्यकता होती है। अलग-अलग समय पर कारखाने द्वारा उत्पादित विभिन्न प्रकार की बैटरियों के कारण, कुछ परीक्षक इन विशिष्ट बैटरियों के साथ असंगत हो सकते हैं और अप्रयुक्त छोड़े जा सकते हैं, जिससे लागत में और वृद्धि होती है क्योंकि परीक्षक एक बड़ा निवेश है।

चाहे वह सामान्य लिथियम-आयन बैटरी के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आम और उभरते कारखानों के लिए हो, या बैटरी निर्माता जो नए बैटरी उत्पादों को नया करने और बनाने के लिए परीक्षण प्रक्रिया का उपयोग करना चाहते हैं, उन्हें व्यापक रेंज के अनुकूल होने के लिए लचीले परीक्षण उपकरण का उपयोग करने की आवश्यकता है। बैटरी। क्षमता और भौतिक आकार, जिससे पूंजी निवेश कम होता है, और परीक्षण उपकरणों के निवेश पर प्रतिफल में सुधार होता है।

एकल एकीकरण परीक्षण समाधान को ठीक से अनुकूलित करने का प्रयास करते समय, कई परस्पर विरोधी आवश्यकताएं होती हैं। सभी प्रकार के लिथियम-आयन बैटरी परीक्षण समाधानों के लिए कोई रामबाण नहीं है, लेकिन टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स (TI) ने एक संदर्भ डिजाइन का प्रस्ताव दिया है जो लागत-प्रभावशीलता और सटीकता के बीच व्यापार-बंद को कम करता है।

उच्च-सटीक परीक्षण समाधान, उच्च-वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त

अद्वितीय बैटरी परीक्षण परिदृश्य आवश्यकताएं हमेशा मौजूद रहेंगी, और इसके अनुसार समान रूप से अद्वितीय समाधान की आवश्यकता है। हालांकि, कई प्रकार की लिथियम बैटरी के लिए, चाहे वह एक छोटी स्मार्ट फोन बैटरी हो या इलेक्ट्रिक वाहन के लिए एक बड़ा बैटरी पैक, एक लागत प्रभावी परीक्षण उपकरण हो सकता है।

बाजार पर कई लिथियम-आयन बैटरी के लिए आवश्यक सटीक, पूर्ण-पैमाने पर चार्ज और डिस्चार्ज वर्तमान नियंत्रण सटीकता प्राप्त करने के लिए, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के 50-ए, 100-ए और 200-ए अनुप्रयोगों के लिए मॉड्यूलर बैटरी परीक्षक संदर्भ डिजाइन का उपयोग करता है। 50-ए और एक मॉड्यूलर संस्करण बनाने के लिए 100-ए बैटरी परीक्षण डिजाइन का संयोजन जो 200-ए के अधिकतम चार्ज और डिस्चार्ज स्तर तक पहुंच सकता है। इस समाधान का ब्लॉक आरेख चित्र 2 में दिखाया गया है।

उदाहरण के लिए, TI उच्च वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए बैटरी परीक्षक संदर्भ डिजाइन के लिए एक निरंतर वर्तमान और निरंतर वोल्टेज नियंत्रण लूप को अपनाता है, जो 50A चार्ज और डिस्चार्ज दर तक का समर्थन करता है। यह संदर्भ डिज़ाइन LM5170-Q1 मल्टीफ़ेज़ बाइडायरेक्शनल करंट कंट्रोलर और INA188 इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर का उपयोग करता है ताकि बैटरी के अंदर या बाहर बहने वाले करंट को ठीक से नियंत्रित किया जा सके। INA188 निरंतर करंट कंट्रोल लूप को लागू करता है और मॉनिटर करता है, और चूंकि करंट किसी भी दिशा में प्रवाहित हो सकता है, SN74LV4053A मल्टीप्लेक्सर INA188 के इनपुट को तदनुसार समायोजित कर सकता है।

यह विशेष समाधान लागत प्रभावी परीक्षण समाधान के निर्माण की व्यवहार्यता का प्रदर्शन करते हुए, कई प्रमुख टीआई प्रौद्योगिकियों के संयोजन से उच्च वर्तमान या मल्टीफ़ेज़ की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए एक परिवर्तनीय मंच बनाता है। यह लचीला और दूरंदेशी समाधान न केवल आज की जरूरतों को पूरा करता है, बल्कि ऑटोमोटिव बैटरी के भविष्य के विकास की प्रवृत्ति की भी भविष्यवाणी करता है, जो जल्द ही परीक्षक की वर्तमान क्षमता को 50A से अधिक करने की मांग को बढ़ाएगा।

लिथियम-आयन बैटरी परीक्षण उपकरण निवेश अधिकतमकरण

टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स का मॉड्यूलर बैटरी टेस्टर संदर्भ डिजाइन लिथियम-आयन बैटरी परीक्षण उपकरणों की उच्च-सटीक, उच्च-वर्तमान और लचीलेपन की समस्याओं को हल करता है। इस संदर्भ डिज़ाइन में विभिन्न प्रकार के उपलब्ध बैटरी आकार, आकार और क्षमताएं शामिल हैं, और उभरते अनुप्रयोगों, जैसे इलेक्ट्रिक वाहनों और सौर ऊर्जा संयंत्रों में बड़े बैटरी पैक, और आमतौर पर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे स्मार्ट फोन में पाए जाने वाले छोटे आकार की बैटरी का सामना कर सकते हैं। .

लिथियम-आयन बैटरी परीक्षण के लिए संदर्भ डिजाइन आपको कम वर्तमान बैटरी परीक्षण उपकरणों में निवेश करने और समानांतर में उनका उपयोग करने में सक्षम बनाता है, जिससे विभिन्न मौजूदा स्तरों के साथ कई आर्किटेक्चर में महंगे निवेश की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। विभिन्न मौजूदा श्रेणियों में परीक्षण उपकरण का उपयोग करने की क्षमता बैटरी परीक्षण उपकरणों में निवेश को सबसे बड़ी सीमा तक अनुकूलित कर सकती है, कुल लागत को कम कर सकती है, और लिथियम-आयन बैटरी परीक्षण की बदलती जरूरतों के अनुकूल लचीलापन प्रदान कर सकती है।
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