Vis dažniau naudojant ličio jonų baterijas dronuose, elektrinėse transporto priemonėse (EV) ir saulės energijos kaupikliuose, baterijų gamintojai taip pat naudoja šiuolaikines technologijas ir cheminę sudėtį, kad padidintų baterijų bandymų ir gamybos galimybių ribas.

Šiais laikais kiekvieno akumuliatoriaus našumas ir tarnavimo laikas, nepriklausomai nuo dydžio, nustatomi gamybos procese, o testavimo įranga yra skirta konkrečiai baterijai. Tačiau, kadangi ličio jonų baterijų rinka apima visas formas ir talpas, sunku sukurti vieną integruotą testerį, galintį reikiamu tikslumu ir tikslumu valdyti skirtingas talpas, sroves ir fizines formas.

Atsižvelgiant į vis įvairesnę ličio jonų baterijų paklausą, mums skubiai reikia didelio našumo ir lanksčių bandymo sprendimų, kad maksimaliai padidintume privalumų ir trūkumų kompromisą ir pasiektume ekonominį efektyvumą.

Ličio jonų baterijos yra sudėtingos ir įvairios

Šiais laikais ličio jonų baterijos yra įvairių dydžių, įtampos ir pritaikymo diapazonų, tačiau ši technologija nebuvo realizuota, kai ji pirmą kartą buvo pateikta rinkai. Ličio jonų baterijos iš pradžių buvo skirtos palyginti mažiems įrenginiams, tokiems kaip nešiojamieji kompiuteriai, mobilieji telefonai ir kiti nešiojamieji elektroniniai prietaisai. Dabar jų matmenys yra daug didesni, pavyzdžiui, elektromobilių ir saulės baterijų saugykla. Tai reiškia, kad didesnis serijinis lygiagretus akumuliatoriaus blokas turi didesnę įtampą ir didesnę talpą, o fizinis tūris taip pat yra didesnis. Pavyzdžiui, kai kurių elektromobilių akumuliatorių blokus galima sukonfigūruoti iki 100 nuosekliai ir daugiau nei 50 lygiagrečiai.

Sukrautos baterijos nėra jokia naujiena. Įprastą įkraunamą ličio jonų akumuliatorių paketą įprastame nešiojamajame kompiuteryje sudaro keli nuosekliai sujungti akumuliatoriai, tačiau dėl didesnio akumuliatoriaus paketo tūrio testas tampa sudėtingesnis ir gali turėti įtakos bendram veikimui. Kad visos baterijos našumas pasiektų optimalų lygį, kiekviena baterija turi būti beveik identiška šalia esančiam akumuliatoriui. Baterijos paveiks viena kitą, todėl jei serijoje esantis akumuliatorius turi mažą talpą, kitų baterijų bloko akumuliatorių būsena bus žemesnė už optimalią būseną, nes jų talpa bus sumažinta dėl akumuliatoriaus stebėjimo ir perbalansavimo sistemos, kad atitiktų mažiausią našumą. Baterija. Kaip sakoma, žiurkės kakas sugadina puodą košės.

Įkrovimo-iškrovimo ciklas dar labiau parodo, kaip viena baterija gali sumažinti viso akumuliatoriaus bloko veikimą. Mažiausios talpos akumuliatorius sumažins savo įkrovimo būseną didžiausiu greičiu, todėl bus nesaugus įtampos lygis ir visas akumuliatorius nebeišsikraus. Kai akumuliatorius įkraunamas, pirmiausia bus visiškai įkraunamas mažiausios talpos akumuliatorius, o likę akumuliatoriai toliau nebus įkraunami. Elektrinėse transporto priemonėse dėl to sumažės efektyvi bendra galimo akumuliatoriaus talpa, todėl sumažės transporto priemonės kreiserinis nuotolis. Be to, mažos talpos baterijų degradacija paspartės, nes įkrovimo ir iškrovimo pabaigoje, prieš įsigaliojant saugos priemonėms, jos pasiekia pernelyg aukštą įtampą.

Nepriklausomai nuo galinio įrenginio, kuo daugiau baterijų baterijų pakete sukrauta nuosekliai ir lygiagrečiai, tuo rimtesnė problema. Akivaizdus sprendimas yra užtikrinti, kad kiekviena baterija būtų pagaminta tiksliai vienodai, ir sujungti tas pačias baterijas tame pačiame baterijų pakete. Tačiau dėl įgimto gamybos proceso skirtumo tarp akumuliatoriaus varžos ir talpos testavimas tapo labai svarbus – ne tik siekiant pašalinti sugedusias dalis, bet ir atskirti, kurios baterijos yra vienodos ir kurias baterijas įdėti. Be to, įkrovimas ir talpa akumuliatoriaus išsikrovimo kreivė gamybos proceso metu turi didelę įtaką jo charakteristikoms ir nuolat kinta.

Kodėl šiuolaikinės ličio jonų baterijos kelia naujų išbandymų iššūkių?

Baterijų testavimas nėra jokia naujiena, tačiau nuo tada, kai atsirado ličio jonų akumuliatoriai, jie padarė naują spaudimą bandymo įrangos tikslumui, pralaidumui ir plokštės tankiui.

Ličio jonų baterijos yra unikalios, nes turi itin tankią energijos kaupimo talpą. Jei jie netinkamai įkraunami ir iškraunami, jie gali sukelti gaisrą ir sprogimą. Gamybos ir bandymo procese ši energijos kaupimo technologija reikalauja labai didelio tikslumo, o daugelis naujų programų šį reikalavimą dar labiau apsunkina. Kalbant apie formą, dydį, talpą ir cheminę sudėtį, ličio jonų baterijų tipai yra platesni. Priešingai, jie taip pat turės įtakos bandymo įrangai, nes jie turi užtikrinti, kad būtų tiksliai laikomasi teisingų įkrovimo ir iškrovimo kreivių, kad būtų pasiekta didžiausia saugojimo talpa ir patikimumas. Ir kokybės.

Kadangi nėra vieno visiems akumuliatoriams tinkamo dydžio, pasirinkus tinkamą bandymo įrangą ir skirtingus skirtingų ličio jonų akumuliatorių gamintojus, bandymo kaina padidės. Be to, nuolatinės pramonės naujovės reiškia, kad nuolat kintanti įkrovimo ir iškrovimo kreivė yra dar labiau optimizuojama, todėl akumuliatoriaus testeris tampa svarbiu naujų akumuliatorių technologijų kūrimo įrankiu. Nepriklausomai nuo ličio jonų akumuliatorių cheminių ir mechaninių savybių, jų gamybos procese yra daugybė įkrovimo ir iškrovimo metodų, todėl baterijų gamintojai daro spaudimą baterijų testeriams reikalauti, kad jie turėtų unikalių testavimo funkcijų.

Akivaizdu, kad tikslumas yra būtinas gebėjimas. Tai ne tik reiškia galimybę išlaikyti aukštą srovės valdymo tikslumą labai žemame lygyje, bet taip pat apima galimybę labai greitai persijungti tarp įkrovimo ir iškrovimo režimų bei tarp skirtingų srovės lygių. Šiuos reikalavimus lemia ne tik poreikis masiškai gaminti vienodų charakteristikų ir kokybės ličio jonų baterijas. Akumuliatorių gamintojai taip pat tikisi naudoti bandymo procedūras ir įrangą kaip naujoviškus įrankius konkurenciniam pranašumui rinkoje sukurti, pavyzdžiui, keisti įkrovimą. Algoritmas padidinti pajėgumą.

Nors įvairių tipų akumuliatoriams reikia atlikti įvairius testus, šiandieniniai testeriai yra optimizuoti konkretaus dydžio akumuliatoriams. Pavyzdžiui, jei bandote didelę bateriją, jums reikia didesnės srovės, o tai reiškia didesnį induktyvumą ir storesnius laidus bei kitas charakteristikas. Taigi kuriant testerį, galintį valdyti dideles sroves, reikia atsižvelgti į daugybę aspektų. Tačiau daugelis gamyklų gamina ne tik vieno tipo baterijas. Jie gali pagaminti visą didelių baterijų rinkinį klientui, tenkindami visus šių baterijų bandymo reikalavimus, arba gali pagaminti mažesnių baterijų rinkinį su mažesne srove išmaniojo telefono klientui. .

Dėl šios priežasties kylančios bandymo kainos – akumuliatoriaus testeris optimizuotas srovei. Testeriai, galintys atlaikyti didesnes sroves, paprastai yra didesni ir brangesni, nes jiems reikia ne tik didesnių silicio plokštelių, bet ir magnetinių komponentų bei laidų, kad atitiktų elektromigracijos taisykles ir sumažintų parazitų įtampos kritimą sistemoje. Gamykla bet kuriuo metu turi paruošti įvairią bandymo įrangą, kad atitiktų įvairių tipų akumuliatorių gamybą ir patikrinimą. Dėl skirtingų gamykloje skirtingu laiku gaminamų akumuliatorių tipų kai kurie testeriai gali būti nesuderinami su šiomis specifinėmis baterijomis ir gali būti nenaudojami, o tai dar labiau padidina išlaidas, nes testeris yra didelė investicija.

Nesvarbu, ar tai būtų įprastos ir besikuriančios gamyklos, skirtos masinei paprastų ličio jonų akumuliatorių gamybai, ar baterijų gamintojai, norintys naudoti bandymo procesą naujovėms kurti ir naujiems baterijų gaminiams kurti, jie turi naudoti lanksčią bandymo įrangą, kad prisitaikytų prie įvairesnių baterijos. Pajėgumas ir fizinis dydis, taip sumažinant kapitalo investicijas ir pagerinant investicijų į bandymo įrangą grąžą.

Bandant tinkamai optimizuoti vieną integracijos testavimo sprendimą, kyla daug prieštaringų reikalavimų. Nėra panacėjos visų tipų ličio jonų akumuliatorių bandymo sprendimams, tačiau „Texas Instruments“ (TI) pasiūlė standartinį dizainą, kuris sumažina kompromisą tarp ekonomiškumo ir tikslumo.

Didelio tikslumo bandymo sprendimas, tinkamas didelės srovės naudojimui

Unikalūs akumuliatoriaus bandymo scenarijaus reikalavimai visada egzistuos, todėl jam reikia tokio pat unikalaus sprendimo. Tačiau daugeliui ličio baterijų tipų, nesvarbu, ar tai mažas išmaniojo telefono akumuliatorius, ar didelis elektromobilio akumuliatorių paketas, gali būti ekonomiška bandymo įranga.

Kad būtų pasiektas tikslus, viso masto įkrovimo ir iškrovimo srovės valdymo tikslumas, kurio reikia daugeliui rinkoje esančių ličio jonų baterijų, „Texas Instruments“ modulinio baterijų testerio etaloninis dizainas naudojamas 50 A, 100 A ir 200 A programoms. 50 A Ir 100 A akumuliatoriaus bandymo dizaino derinys, kad būtų sukurta modulinė versija, kuri gali pasiekti maksimalų 200 A įkrovimo ir iškrovimo lygį. Šio sprendimo blokinė schema parodyta 2 pav.

Pavyzdžiui, TI taiko nuolatinės srovės ir nuolatinės įtampos valdymo kilpą, skirtą akumuliatoriaus testerio etaloniniam dizainui didelės srovės įrenginiams, kurie palaiko iki 50 A įkrovimo ir iškrovimo greitį. Šiame etaloniniame projekte naudojamas daugiafazis dvikryptis srovės valdiklis LM5170-Q1 ir prietaisų stiprintuvas INA188, kad būtų galima tiksliai reguliuoti srovę, patenkančią į akumuliatorių arba iš jos. INA188 įgyvendina ir stebi nuolatinės srovės valdymo kilpą, o kadangi srovė gali tekėti bet kuria kryptimi, multiplekseris SN74LV4053A gali atitinkamai reguliuoti INA188 įvestį.

Šis konkretus sprendimas sukuria modifikuojamą platformą programoms, kurioms reikia didesnės srovės arba daugiafazės, derinant kelias pagrindines TI technologijas, parodydamas ekonomiško bandymo sprendimo kūrimo galimybes. Šis lankstus ir į ateitį orientuotas sprendimas ne tik atitinka šiandienos poreikius, bet ir prognozuoja būsimą automobilių akumuliatorių augimo tendenciją, kuri netrukus padidins testerio dabartinės galios poreikį viršyti 50A.

Ličio jonų baterijų bandymo įrangos investicijų maksimizavimas

„Texas Instruments“ modulinis baterijų testeris išsprendžia didelio tikslumo, didelės srovės ir lankstumo problemas, susijusias su ličio jonų akumuliatorių bandymo įranga. Šis orientacinis dizainas apima įvairias galimas baterijas formas, dydžius ir talpas ir gali susidoroti su naujomis programomis, tokiomis kaip didelės baterijos elektrinėse transporto priemonėse ir saulės elektrinėse bei mažos baterijos, dažniausiai naudojamos plataus vartojimo elektronikoje, pavyzdžiui, išmaniuosiuose telefonuose. .

Ličio jonų baterijų testavimo etaloninis dizainas leidžia investuoti į mažesnės srovės akumuliatorių bandymo įrangą ir naudoti ją lygiagrečiai, todėl nereikia brangiai investuoti į kelias architektūras su skirtingais srovės lygiais. Galimybė naudoti bandymo įrangą įvairiuose srovės diapazonuose gali maksimaliai optimizuoti investicijas į akumuliatorių bandymo įrangą, sumažinti bendras išlaidas ir suteikti lankstumo prisitaikyti prie kintančių ličio jonų akumuliatorių testavimo poreikių.
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