드론, 전기 자동차(EV) 및 태양 에너지 저장 장치에 리튬 이온 배터리의 적용이 증가함에 따라 배터리 제조업체는 현대 기술과 화학 성분을 사용하여 배터리 테스트 및 제조 능력의 한계를 뛰어 넘고 있습니다.

요즘은 크기에 관계없이 각 배터리의 성능과 수명이 제조 과정에서 결정되며, 테스트 장비는 특정 배터리에 맞게 설계됩니다. 그러나 리튬 이온 배터리 시장은 모든 형태와 용량을 다루기 때문에 요구되는 정확도와 정밀도로 다양한 용량, 전류 및 물리적 형태를 처리할 수 있는 단일 통합 테스터를 만들기가 어렵습니다.

리튬 이온 배터리에 대한 수요가 점점 다양화됨에 따라 장단점 간의 균형을 극대화하고 비용 효율성을 달성하기 위해 고성능의 유연한 테스트 솔루션이 시급히 필요합니다.

리튬 이온 배터리는 복잡하고 다양합니다.

현재 리튬 이온 배터리는 다양한 크기와 전압, 적용 범위를 가지고 있지만 이 기술이 처음 출시되었을 때는 실현되지 않았습니다. 리튬 이온 배터리는 원래 노트북 컴퓨터, 휴대폰 및 기타 휴대용 전자 장치와 같은 비교적 작은 장치용으로 설계되었습니다. 이제 전기 자동차 및 태양 전지 저장 장치와 같이 크기가 훨씬 커졌습니다. 이것은 직렬 병렬 배터리 팩이 클수록 더 높은 전압과 더 큰 용량을 가지며 물리적 볼륨도 더 크다는 것을 의미합니다. 예를 들어 일부 전기 자동차의 배터리 팩은 직렬로 최대 100개, 병렬로 50개 이상 구성할 수 있습니다.

스택 배터리는 새로운 것이 아닙니다. 일반적인 노트북 컴퓨터의 일반적인 충전식 리튬 이온 배터리 팩은 여러 개의 배터리가 직렬로 연결되어 있지만 배터리 팩의 부피가 커지면 테스트가 더 복잡해지고 전체 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 전체 배터리 팩의 성능이 최적 수준에 도달하려면 각 배터리가 인접 배터리와 거의 동일해야 합니다. 배터리는 서로 영향을 미치므로 직렬의 배터리 용량이 낮으면 배터리 팩의 다른 배터리는 최적 상태 미만이 됩니다. 배터리 모니터링 및 재조정 시스템이 최저 성능에 맞추기 위해 용량이 저하되기 때문입니다. 배터리. 쥐똥이 죽 한 그릇을 망친다는 속담이 있다.

충전-방전 주기는 단일 배터리가 전체 배터리 팩의 성능을 어떻게 감소시킬 수 있는지를 추가로 보여줍니다. 배터리 팩의 용량이 가장 낮은 배터리는 가장 빠른 속도로 충전 상태를 감소시켜 안전하지 않은 전압 레벨을 생성하고 전체 배터리 팩이 더 이상 방전되지 않게 합니다. 배터리 팩을 충전하면 가장 낮은 용량의 배터리가 먼저 완전히 충전되고 남은 배터리는 더 이상 충전되지 않습니다. 전기 자동차에서 이는 전체 유효 배터리 팩 용량을 감소시켜 차량의 순항 범위를 감소시킵니다. 또한, 안전 보호 조치가 시행되기 전에 충방전 종료 시점에 과도하게 높은 전압에 도달하기 때문에 저용량 배터리의 열화가 가속화됩니다.

단말 장치에 관계없이 배터리 팩의 배터리가 직렬 및 병렬로 적층될수록 문제는 더욱 심각해집니다. 확실한 해결책은 각 배터리를 정확히 동일하게 만들고 동일한 배터리 팩에 동일한 배터리를 결합하는 것입니다. 그러나 배터리 임피던스와 용량의 고유한 제조 공정 차별화로 인해 결함 부품을 배제하는 것뿐만 아니라 어떤 배터리가 동일한 배터리이고 어떤 배터리 팩을 넣을지 구별하기 위한 테스트가 중요해졌습니다. 또한 충전 및 생산 과정에서 배터리의 방전 곡선은 특성에 큰 영향을 미치며 끊임없이 변화합니다.

현대식 리튬 이온 배터리가 새로운 테스트 문제를 야기하는 이유는 무엇입니까?

배터리 테스트는 새로운 것이 아니지만 리튬 이온 배터리는 등장 이후 테스트 장비의 정확도, 처리량 및 회로 기판 밀도에 새로운 압력을 가했습니다.

리튬 이온 배터리는 매우 밀도가 높은 에너지 저장 용량을 가지고 있기 때문에 독특합니다. 부적절하게 충방전할 경우 화재 및 폭발의 원인이 될 수 있습니다. 제조 및 테스트 프로세스에서 이 에너지 저장 기술은 매우 높은 정확도를 요구하며 많은 새로운 애플리케이션은 이 요구 사항을 더욱 악화시킵니다. 모양, 크기, 용량 및 화학적 조성 측면에서 리튬 이온 배터리의 유형은 더 광범위합니다. 반대로 최대 저장 용량과 신뢰성을 달성하려면 올바른 충전 및 방전 곡선을 정확하게 따라야 하기 때문에 테스트 장비에도 영향을 미칩니다. 그리고 품질.

모든 배터리에 적합한 단일 크기가 없기 때문에 적합한 테스트 장비와 다양한 리튬 이온 배터리 제조업체를 선택하면 테스트 비용이 증가합니다. 또한 지속적인 산업 혁신은 끊임없이 변화하는 충방전 곡선이 더욱 최적화되어 배터리 테스터가 새로운 배터리 기술을 위한 중요한 개발 도구임을 의미합니다. 리튬 이온 배터리의 화학적 및 기계적 특성에 관계없이 제조 공정에는 수많은 충전 및 방전 방법이 있으므로 배터리 제조업체는 배터리 테스터에게 고유한 테스트 기능을 요구하도록 압력을 가하고 있습니다.

정확성은 분명히 필요한 능력입니다. 이는 높은 전류 제어 정확도를 매우 낮은 수준으로 유지하는 능력을 의미할 뿐만 아니라 충전 및 방전 모드 사이, 그리고 다른 전류 레벨 사이에서 매우 빠르게 전환하는 능력도 포함합니다. 이러한 요구 사항은 일관된 특성과 품질을 갖춘 리튬 이온 배터리를 대량 생산해야 하는 필요성 때문만은 아닙니다. 배터리 제조업체는 또한 충전 수정과 같은 시장에서 경쟁 우위를 창출하기 위한 혁신적인 도구로 테스트 절차와 장비를 사용하기를 희망합니다. 용량을 늘리는 알고리즘.

다양한 유형의 배터리에 대해 다양한 테스트가 필요하지만 오늘날의 테스터는 특정 배터리 크기에 최적화되어 있습니다. 예를 들어, 대형 배터리를 테스트하는 경우 더 큰 전류가 필요하며, 이는 더 큰 인덕턴스와 더 두꺼운 와이어 및 기타 특성으로 해석됩니다. 따라서 고전류를 처리할 수 있는 테스터를 만들 때 관련된 많은 측면이 있습니다. 그러나 많은 공장에서 한 가지 유형의 배터리만 생산하는 것은 아닙니다. 그들은 이러한 배터리에 대한 모든 테스트 요구 사항을 충족하면서 고객을 위해 완전한 대형 배터리 세트를 생산하거나 스마트폰 고객을 위해 더 작은 전류로 더 작은 배터리 세트를 생산할 수 있습니다. .

이것이 테스트 비용이 상승하는 이유입니다. 배터리 테스터는 전류에 최적화되어 있습니다. 더 높은 전류를 처리할 수 있는 테스터는 더 큰 실리콘 웨이퍼뿐만 아니라 전자이주 규칙을 충족하고 시스템의 기생 전압 강하를 최소화하기 위해 자기 부품과 배선이 필요하기 때문에 일반적으로 더 크고 더 비쌉니다. 공장은 다양한 종류의 배터리 생산 및 검사를 충족시키기 위해 언제든지 다양한 테스트 장비를 준비해야 합니다. 공장에서 서로 다른 시간에 생산되는 다양한 유형의 배터리로 인해 일부 테스터는 이러한 특정 배터리와 호환되지 않을 수 있고 사용하지 않을 수 있으며, 이는 테스터가 큰 투자이기 때문에 비용을 더욱 증가시킵니다.

일반 리튬 이온 배터리의 대량 생산을 위한 일반 및 신흥 공장이든 테스트 프로세스를 사용하여 새로운 배터리 제품을 혁신하고 만들려는 배터리 제조업체이든, 더 넓은 범위에 적응하기 위해 유연한 테스트 장비를 사용해야 합니다. 배터리. 용량 및 물리적 크기를 통해 자본 투자를 줄이고 테스트 장비의 투자 수익을 개선합니다.

단일 통합 테스트 솔루션을 적절하게 최적화하려고 할 때 많은 충돌 요구 사항이 있습니다. 모든 유형의 리튬 이온 배터리 테스트 솔루션에 대한 만병통치약은 없지만 텍사스 인스트루먼트(TI)는 비용 효율성과 정확도 간의 균형을 최소화하는 참조 설계를 제안했습니다.

고전류 애플리케이션에 적합한 고정밀 테스트 솔루션

고유한 배터리 테스트 시나리오 요구 사항은 항상 존재하며 그에 따라 똑같이 고유한 솔루션이 필요합니다. 그러나 많은 유형의 리튬 배터리에 대해 소형 스마트폰 배터리이든 전기 자동차용 대형 배터리 팩이든 비용 효율적인 테스트 장비가 있을 수 있습니다.

시장에 나와 있는 많은 리튬 이온 배터리에 필요한 정밀한 전체 범위의 충전 및 방전 전류 제어 정확도를 달성하기 위해 Texas Instruments의 50A, 100A 및 200A 애플리케이션용 모듈식 배터리 테스터 참조 설계는 다음을 사용합니다. 50-A 그리고 100-A 배터리 테스트 설계를 결합하여 200-A의 최대 충전 및 방전 수준에 도달할 수 있는 모듈식 버전을 만듭니다. 이 솔루션의 블록 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다.

예를 들어, TI는 최대 50A 충전 및 방전 속도를 지원하는 고전류 애플리케이션용 배터리 테스터 레퍼런스 디자인을 위해 정전류 및 정전압 제어 루프를 채택합니다. 이 레퍼런스 디자인은 LM5170-Q1 다상 양방향 전류 컨트롤러와 INA188 계측 증폭기를 사용하여 배터리에 들어오거나 나가는 전류를 정밀하게 조절합니다. INA188은 정전류 제어 루프를 구현하고 모니터링하며, 전류는 어느 방향으로든 흐를 수 있으므로 SN74LV4053A 멀티플렉서는 그에 따라 INA188의 입력을 조정할 수 있습니다.

이 특정 솔루션은 몇 가지 주요 TI 기술을 결합하여 더 높은 전류 또는 다상을 필요로 하는 애플리케이션을 위한 수정 가능한 플랫폼을 생성하여 비용 효율적인 테스트 솔루션 구축 가능성을 보여줍니다. 이 유연하고 미래 지향적인 솔루션은 오늘날의 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 자동차 배터리의 미래 성장 추세를 예측하여 테스터의 현재 용량에 대한 수요가 곧 50A를 초과하게 될 것입니다.

리튬이온 배터리 시험장비 투자극대화

Texas Instruments의 모듈식 배터리 테스터 참조 설계는 리튬 이온 배터리 테스트 장비의 고정밀, 고전류 및 유연성 문제를 해결합니다. 이 레퍼런스 디자인은 사용 가능한 다양한 배터리 모양, 크기 및 용량을 다루며 전기 자동차 및 태양광 발전소의 대형 배터리 팩과 스마트폰과 같은 소비자 전자 제품에서 흔히 볼 수 있는 소형 배터리와 같은 새로운 애플리케이션에 대처할 수 있습니다. .

리튬 이온 배터리 테스트를 위한 참조 설계를 통해 더 낮은 전류의 배터리 테스트 장비에 투자하고 이를 병렬로 사용할 수 있으므로 전류 수준이 서로 다른 여러 아키텍처에 값비싼 투자를 할 필요가 없습니다. 다양한 전류 범위에서 테스트 장비를 사용할 수 있는 능력은 배터리 테스트 장비에 대한 투자를 최대한 최적화하고 총 비용을 절감하며 리튬 이온 배터리 테스트의 변화하는 요구에 적응할 수 있는 유연성을 제공할 수 있습니다.
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