Dengan peningkatan penggunaan bateri litium-ion dalam dron, kenderaan elektrik (EV), dan storan tenaga suria, pengeluar bateri juga menggunakan teknologi moden dan komposisi kimia untuk menolak had ujian bateri dan keupayaan pembuatan.

Pada masa kini, prestasi dan hayat setiap bateri, tanpa mengira saiz, ditentukan dalam proses pembuatan, dan peralatan ujian direka untuk bateri tertentu. Walau bagaimanapun, kerana pasaran bateri litium-ion merangkumi semua bentuk dan kapasiti, adalah sukar untuk mencipta penguji bersepadu tunggal yang boleh mengendalikan kapasiti, arus dan bentuk fizikal yang berbeza dengan ketepatan dan ketepatan yang diperlukan.

Memandangkan permintaan yang semakin pelbagai untuk bateri litium-ion, kami amat memerlukan penyelesaian ujian berprestasi tinggi dan fleksibel untuk memaksimumkan pertukaran antara kebaikan dan keburukan serta mencapai keberkesanan kos.

Bateri litium-ion adalah kompleks dan pelbagai

Pada masa kini, bateri litium-ion mempunyai pelbagai saiz, voltan dan julat aplikasi, tetapi teknologi ini tidak direalisasikan apabila ia mula-mula diletakkan di pasaran. Bateri litium-ion pada asalnya direka untuk peranti yang agak kecil, seperti komputer notebook, telefon bimbit dan peranti elektronik mudah alih yang lain. Kini, dimensi mereka jauh lebih besar, seperti kereta elektrik dan storan bateri solar. Ini bermakna pek bateri selari bersiri yang lebih besar mempunyai voltan yang lebih tinggi dan kapasiti yang lebih besar, dan volum fizikal juga lebih besar. Sebagai contoh, pek bateri beberapa kenderaan elektrik boleh dikonfigurasikan dengan sehingga 100 dalam siri dan lebih daripada 50 secara selari.

Bateri bertindan bukanlah perkara baharu. Pek bateri litium-ion biasa yang boleh dicas semula dalam komputer notebook biasa terdiri daripada berbilang bateri secara bersiri, tetapi disebabkan volum pek bateri yang lebih besar, ujian menjadi lebih rumit dan mungkin menjejaskan prestasi keseluruhan. Agar prestasi keseluruhan pek bateri mencapai tahap yang optimum, setiap bateri mestilah hampir sama dengan bateri jirannya. Bateri akan menjejaskan satu sama lain, jadi jika bateri dalam satu siri mempunyai kapasiti yang rendah, bateri lain dalam pek bateri akan berada di bawah keadaan optimum, kerana kapasitinya akan direndahkan oleh sistem pemantauan dan pengimbangan semula bateri agar sepadan dengan prestasi terendah. Bateri. Bak kata pepatah, tahi tikus rosak seperiuk bubur.

Kitaran cas-nyahcas seterusnya menggambarkan bagaimana satu bateri boleh mengurangkan prestasi keseluruhan pek bateri. Bateri dengan kapasiti paling rendah dalam pek bateri akan mengurangkan keadaan casnya pada kelajuan terpantas, mengakibatkan paras voltan tidak selamat dan menyebabkan keseluruhan pek bateri tidak lagi dinyahcas. Apabila pek bateri dicas, bateri dengan kapasiti paling rendah akan dicas sepenuhnya terlebih dahulu, dan bateri yang selebihnya tidak akan dicas lagi. Dalam kenderaan elektrik, ini akan mengakibatkan pengurangan kapasiti pek bateri yang tersedia secara keseluruhan yang berkesan, sekali gus mengurangkan julat pelayaran kenderaan. Di samping itu, kemerosotan bateri berkapasiti rendah akan dipercepatkan kerana ia mencapai voltan yang terlalu tinggi pada penghujung pengecasan dan nyahcas sebelum langkah perlindungan keselamatan berkuat kuasa.

Tidak kira peranti terminal, lebih banyak bateri dalam pek bateri disusun secara bersiri dan selari, lebih serius masalahnya. Penyelesaian yang jelas adalah untuk memastikan bahawa setiap bateri dibuat betul-betul sama, dan untuk menggabungkan bateri yang sama dalam pek bateri yang sama. Walau bagaimanapun, disebabkan pembezaan proses pengilangan yang wujud bagi impedans dan kapasiti bateri, ujian telah menjadi kritikal-bukan sahaja untuk mengecualikan bahagian yang rosak, tetapi juga untuk membezakan bateri yang sama dan pek bateri yang hendak diletakkan. Selain itu, pengecasan dan keluk nyahcas bateri semasa proses pengeluaran mempunyai pengaruh yang besar pada ciri-cirinya dan sentiasa berubah.

Mengapa bateri litium-ion moden membawa cabaran ujian baharu?

Ujian bateri bukanlah sesuatu yang baharu, tetapi sejak kemunculannya, bateri litium-ion telah memberikan tekanan baharu pada ketepatan, daya pemprosesan dan ketumpatan papan litar peralatan ujian.

Bateri litium-ion adalah unik kerana ia mempunyai kapasiti penyimpanan tenaga yang sangat padat. Jika ia dicas dan dilepaskan secara tidak wajar, ia boleh menyebabkan kebakaran dan letupan. Dalam proses pembuatan dan ujian, teknologi penyimpanan tenaga ini memerlukan ketepatan yang sangat tinggi, dan banyak aplikasi baru muncul memburukkan lagi keperluan ini. Dari segi bentuk, saiz, kapasiti dan komposisi kimia, jenis bateri lithium-ion adalah lebih luas. Sebaliknya, mereka juga akan menjejaskan peralatan ujian, kerana mereka perlu memastikan bahawa lengkung pengecasan dan nyahcas yang betul diikuti dengan tepat untuk mencapai kapasiti penyimpanan dan kebolehpercayaan maksimum. Dan kualiti.

Memandangkan tiada satu saiz yang sesuai untuk semua bateri, memilih peralatan ujian yang sesuai dan pengeluar yang berbeza untuk bateri litium-ion yang berbeza akan meningkatkan kos ujian. Selain itu, inovasi perindustrian yang berterusan bermakna keluk caj-nyahcas yang sentiasa berubah dioptimumkan lagi, menjadikan penguji bateri sebagai alat pembangunan yang penting untuk teknologi bateri baharu. Tidak kira sifat kimia dan mekanikal bateri litium-ion, terdapat banyak kaedah pengecasan dan pelepasan dalam proses pembuatannya, yang membuatkan pengeluar bateri memberi tekanan kepada penguji bateri untuk memerlukannya mempunyai fungsi ujian yang unik.

Ketepatan jelas merupakan keupayaan yang diperlukan. Ia bukan sahaja bermaksud keupayaan untuk mengekalkan ketepatan kawalan arus yang tinggi pada tahap yang sangat rendah, tetapi juga termasuk keupayaan untuk menukar dengan cepat antara mod pengecasan dan nyahcas dan antara tahap arus yang berbeza. Keperluan ini bukan sahaja didorong oleh keperluan untuk menghasilkan bateri litium-ion secara besar-besaran dengan ciri dan kualiti yang konsisten. Pengeluar bateri juga berharap untuk menggunakan prosedur dan peralatan ujian sebagai alat inovatif untuk mencipta kelebihan daya saing dalam pasaran, seperti mengubah suai pengecasan. Algoritma untuk meningkatkan kapasiti.

Walaupun pelbagai ujian diperlukan untuk jenis bateri yang berbeza, penguji hari ini dioptimumkan untuk saiz bateri tertentu. Sebagai contoh, jika anda menguji bateri yang besar, anda memerlukan arus yang lebih besar, yang diterjemahkan kepada kearuhan yang lebih besar dan wayar yang lebih tebal dan ciri-ciri lain. Oleh itu, terdapat banyak aspek yang terlibat semasa mencipta penguji yang boleh mengendalikan arus tinggi. Namun begitu, banyak kilang bukan sahaja mengeluarkan satu jenis bateri. Mereka mungkin menghasilkan set lengkap bateri besar untuk pelanggan sambil memenuhi semua keperluan ujian untuk bateri ini, atau mereka mungkin menghasilkan satu set bateri yang lebih kecil dengan arus yang lebih kecil untuk pelanggan telefon pintar. .

Inilah sebab peningkatan kos ujian-penguji bateri dioptimumkan untuk semasa. Penguji yang boleh mengendalikan arus yang lebih tinggi biasanya lebih besar dan lebih mahal kerana ia bukan sahaja memerlukan wafer silikon yang lebih besar, tetapi juga komponen magnetik dan pendawaian untuk memenuhi peraturan migrasi elektro dan meminimumkan penurunan voltan parasit dalam sistem. Kilang perlu menyediakan pelbagai peralatan ujian pada bila-bila masa untuk memenuhi pengeluaran dan pemeriksaan pelbagai jenis bateri. Disebabkan oleh jenis bateri yang berbeza yang dihasilkan oleh kilang pada masa yang berbeza, sesetengah penguji mungkin tidak serasi dengan bateri khusus ini dan mungkin dibiarkan tidak digunakan, yang meningkatkan lagi kos kerana penguji adalah pelaburan yang besar.

Sama ada untuk kilang biasa dan baru muncul untuk pengeluaran besar-besaran bateri litium-ion biasa, atau pengeluar bateri yang ingin menggunakan proses ujian untuk berinovasi dan mencipta produk bateri baharu, mereka perlu menggunakan peralatan ujian yang fleksibel untuk menyesuaikan diri dengan julat yang lebih luas. bateri. Kapasiti dan saiz fizikal, dengan itu mengurangkan pelaburan modal, dan meningkatkan pulangan pelaburan peralatan ujian.

Apabila cuba mengoptimumkan penyelesaian ujian penyepaduan tunggal dengan betul, terdapat banyak keperluan yang bercanggah. Tiada ubat mujarab untuk semua jenis penyelesaian ujian bateri litium-ion, tetapi Texas Instruments (TI) telah mencadangkan reka bentuk rujukan yang meminimumkan pertukaran antara keberkesanan kos dan ketepatan.

Penyelesaian ujian ketepatan tinggi, sesuai untuk aplikasi arus tinggi

Keperluan senario ujian bateri yang unik akan sentiasa wujud, dan ia memerlukan penyelesaian yang sama unik dengan sewajarnya. Walau bagaimanapun, untuk kebanyakan jenis bateri litium, sama ada bateri telefon pintar kecil atau pek bateri besar untuk kenderaan elektrik, mungkin terdapat peralatan ujian yang menjimatkan kos.

Untuk mencapai ketepatan kawalan semasa cas dan pelepasan berskala penuh yang tepat yang diperlukan oleh banyak bateri lithium-ion di pasaran, reka bentuk rujukan penguji bateri modular Texas Instruments untuk aplikasi 50-A, 100-A dan 200-A menggunakan 50-A Dan gabungan reka bentuk ujian bateri 100-A untuk mencipta versi modular yang boleh mencapai tahap pengecasan dan nyahcas maksimum 200-A. Rajah blok penyelesaian ini ditunjukkan dalam Rajah 2.

Sebagai contoh, TI menggunakan gelung kawalan arus dan voltan malar untuk reka bentuk rujukan penguji bateri untuk aplikasi arus tinggi, yang menyokong sehingga 50A kadar cas dan nyahcas. Reka bentuk rujukan ini menggunakan pengawal arus dwiarah berbilang fasa LM5170-Q1 dan penguat instrumentasi INA188 untuk mengawal arus yang mengalir masuk atau keluar daripada bateri dengan tepat. INA188 melaksanakan dan memantau gelung kawalan arus malar, dan memandangkan arus boleh mengalir dalam mana-mana arah, pemultipleks SN74LV4053A boleh melaraskan input INA188 dengan sewajarnya.

Penyelesaian khusus ini mencipta platform yang boleh diubah suai untuk aplikasi yang memerlukan arus atau berbilang fasa yang lebih tinggi dengan menggabungkan beberapa teknologi TI utama, menunjukkan kebolehlaksanaan membina penyelesaian ujian yang menjimatkan kos. Penyelesaian yang fleksibel dan berpandangan ke hadapan ini bukan sahaja memenuhi keperluan hari ini, tetapi juga meramalkan trend pertumbuhan masa depan bateri automotif, yang tidak lama lagi akan meningkatkan permintaan untuk keupayaan semasa penguji melebihi 50A.

Memaksimumkan pelaburan peralatan ujian bateri litium-ion

Reka bentuk rujukan penguji bateri modular Texas Instruments menyelesaikan masalah ketepatan tinggi, arus tinggi dan fleksibiliti peralatan ujian bateri litium-ion. Reka bentuk rujukan ini merangkumi pelbagai bentuk, saiz dan kapasiti bateri yang tersedia, dan boleh mengatasi aplikasi yang baru muncul, seperti pek bateri besar dalam kenderaan elektrik dan loji tenaga solar, dan bateri bersaiz kecil yang biasa ditemui dalam elektronik pengguna seperti telefon pintar .

Reka bentuk rujukan untuk ujian bateri litium-ion membolehkan anda melabur dalam peralatan ujian bateri semasa yang lebih rendah dan menggunakannya secara selari, menghapuskan keperluan untuk pelaburan mahal dalam berbilang seni bina dengan tahap semasa yang berbeza. Keupayaan untuk menggunakan peralatan ujian dalam pelbagai julat semasa boleh mengoptimumkan pelaburan dalam peralatan ujian bateri ke tahap yang paling besar, mengurangkan jumlah kos, dan memberikan fleksibiliti untuk menyesuaikan diri dengan perubahan keperluan ujian bateri litium-ion.
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