Me aplikimin në rritje të baterive litium-jon në drone, automjete elektrike (EV) dhe ruajtjen e energjisë diellore, prodhuesit e baterive po përdorin gjithashtu teknologjinë moderne dhe përbërjen kimike për të shtyrë kufijtë e aftësive të testimit dhe prodhimit të baterive.

Në ditët e sotme, performanca dhe jetëgjatësia e secilës bateri, pavarësisht nga madhësia, përcaktohen në procesin e prodhimit, dhe pajisja e provës është projektuar për një bateri specifike. Megjithatë, për shkak se tregu i baterive litium-jon mbulon të gjitha format dhe kapacitetet, është e vështirë të krijosh një testues të vetëm, të integruar që mund të trajtojë kapacitete, rryma dhe forma të ndryshme fizike me saktësinë dhe saktësinë e kërkuar.

Duke pasur parasysh kërkesën gjithnjë e më të larmishme për bateritë litium-jon, ne kemi nevojë urgjente për zgjidhje testimi me performancë të lartë dhe fleksibël për të maksimizuar shkëmbimin midis avantazheve dhe disavantazheve dhe për të arritur efektivitetin e kostos.

Bateritë litium-jon janë komplekse dhe të ndryshme

Në ditët e sotme, bateritë litium-jon kanë një sërë madhësish, tensionesh dhe diapazoni të aplikimit, por kjo teknologji nuk u realizua kur u hodh për herë të parë në treg. Bateritë e litium-jonit fillimisht u krijuan për pajisje relativisht të vogla, të tilla si kompjuterë fletore, telefona celularë dhe pajisje të tjera elektronike portative. Tani, dimensionet e tyre janë shumë më të mëdha, si makinat elektrike dhe ruajtja e baterive diellore. Kjo do të thotë që një paketë baterie më e madhe paralele në seri ka një tension më të lartë dhe një kapacitet më të madh, dhe vëllimi fizik është gjithashtu më i madh. Për shembull, paketat e baterive të disa automjeteve elektrike mund të konfigurohen me deri në 100 në seri dhe më shumë se 50 paralelisht.

Bateritë e grumbulluara nuk janë asgjë e re. Një paketë tipike e baterive litium-jon të rikarikueshme në një kompjuter portativ të zakonshëm përbëhet nga bateri të shumta në seri, por për shkak të vëllimit më të madh të paketës së baterisë, testi bëhet më i ndërlikuar dhe mund të ndikojë në performancën e përgjithshme. Në mënyrë që performanca e të gjithë paketës së baterisë të arrijë nivelin optimal, çdo bateri duhet të jetë pothuajse identike me baterinë fqinje. Bateritë do të ndikojnë njëra-tjetrën, kështu që nëse një bateri në një seri ka një kapacitet të ulët, bateritë e tjera në paketën e baterive do të jenë nën gjendjen optimale, sepse kapaciteti i tyre do të degradohet nga sistemi i monitorimit dhe ribalancimit të baterisë për të arritur performancën më të ulët. Bateria. Siç thotë shprehja, jashtëqitja e minjve prish një tenxhere me qull.

Cikli i ngarkimit-shkarkimit ilustron më tej se si një bateri e vetme mund të zvogëlojë performancën e të gjithë paketës së baterisë. Bateria me kapacitetin më të ulët në paketën e baterisë do të zvogëlojë gjendjen e saj të karikimit me shpejtësinë më të madhe, duke rezultuar në një nivel të pasigurt të tensionit dhe duke shkaktuar që e gjithë paketa e baterisë të mos shkarkohet më. Kur mbushet paketa e baterisë, fillimisht bateria me kapacitetin më të ulët do të ngarkohet plotësisht dhe bateritë e mbetura nuk do të karikohen më. Në automjetet elektrike, kjo do të rezultojë në një reduktim të kapacitetit të përgjithshëm efektiv të paketës së baterisë, duke reduktuar kështu gamën e udhëtimit të automjetit. Përveç kësaj, degradimi i baterive me kapacitet të ulët do të përshpejtohet sepse arrin një tension tepër të lartë në fund të karikimit dhe shkarkimit përpara se të hyjnë në fuqi masat e mbrojtjes së sigurisë.

Pavarësisht nga pajisja terminale, sa më shumë bateri në paketën e baterive të grumbullohen në seri dhe paralelisht, aq më serioz është problemi. Zgjidhja e qartë është të siguroheni që secila bateri është bërë saktësisht e njëjtë dhe të kombinohen të njëjtat bateri në të njëjtën paketë baterish. Megjithatë, për shkak të diferencimit të natyrshëm të procesit të prodhimit të rezistencës dhe kapacitetit të baterisë, testimi është bërë kritik – jo vetëm për të përjashtuar pjesët me defekt, por edhe për të dalluar se cilat bateri janë të njëjta dhe cilat paketa baterish duhet vendosur. Përveç kësaj, karikimi dhe Kurba e shkarkimit të baterisë gjatë procesit të prodhimit ka një ndikim të madh në karakteristikat e saj dhe është vazhdimisht në ndryshim.

Pse bateritë moderne litium-jon sjellin sfida të reja testimi?

Testimi i baterive nuk është asgjë e re, por që nga ardhja e tij, bateritë litium-jon kanë bërë presion të ri mbi saktësinë, xhiros dhe densitetin e bordit të qarkut të pajisjeve të testimit.

Bateritë litium-jon janë unike sepse kanë kapacitet jashtëzakonisht të dendur të ruajtjes së energjisë. Nëse ato ngarkohen dhe shkarkohen në mënyrë jo të duhur, mund të shkaktojnë zjarre dhe shpërthime. Në procesin e prodhimit dhe testimit, kjo teknologji e ruajtjes së energjisë kërkon saktësi shumë të lartë dhe shumë aplikacione në zhvillim e përkeqësojnë më tej këtë kërkesë. Për sa i përket formës, madhësisë, kapacitetit dhe përbërjes kimike, llojet e baterive litium-jon janë më të gjera. Përkundrazi, ato do të ndikojnë gjithashtu në pajisjet e testimit, sepse ato duhet të sigurojnë që kurbat e sakta të karikimit dhe shkarkimit të ndiqen me saktësi për të arritur kapacitetin dhe besueshmërinë maksimale të ruajtjes. Dhe cilësi.

Meqenëse nuk ka një madhësi të vetme të përshtatshme për të gjitha bateritë, zgjedhja e pajisjeve të përshtatshme të testimit dhe prodhuesve të ndryshëm për bateri të ndryshme litium-jon do të rrisë koston e testimit. Përveç kësaj, inovacioni i vazhdueshëm industrial do të thotë që kurba e ngarkimit-shkarkimit gjithnjë në ndryshim optimizohet më tej, duke e bërë testuesin e baterisë një mjet të rëndësishëm zhvillimi për teknologjinë e re të baterive. Pavarësisht nga vetitë kimike dhe mekanike të baterive litium-jon, ekzistojnë metoda të panumërta karikimi dhe shkarkimi në procesin e prodhimit të tyre, gjë që i bën prodhuesit e baterive të ushtrojnë presion mbi testuesit e baterive për t’u kërkuar atyre që të kenë funksione unike testimi.

Saktësia është padyshim një aftësi e nevojshme. Ai jo vetëm që nënkupton aftësinë për të mbajtur saktësinë e lartë të kontrollit të rrymës në një nivel shumë të ulët, por përfshin gjithashtu aftësinë për të kaluar shumë shpejt midis mënyrave të karikimit dhe shkarkimit dhe midis niveleve të ndryshme të rrymës. Këto kërkesa nuk nxiten vetëm nga nevoja për të prodhuar në masë bateritë litium-jon me karakteristika dhe cilësi të qëndrueshme. Prodhuesit e baterive gjithashtu shpresojnë të përdorin procedurat dhe pajisjet e testimit si mjete inovative për të krijuar një avantazh konkurrues në treg, siç është modifikimi i karikimit. Algoritmi për të rritur kapacitetin.

Megjithëse kërkohen një sërë testesh për lloje të ndryshme baterish, testuesit e sotëm janë optimizuar për madhësi specifike të baterive. Për shembull, nëse jeni duke testuar një bateri të madhe, keni nevojë për një rrymë më të madhe, e cila përkthehet në induktivitet më të madh dhe tela më të trashë dhe karakteristika të tjera. Pra, ka shumë aspekte të përfshira kur krijoni një testues që mund të trajtojë rryma të larta. Megjithatë, shumë fabrika nuk prodhojnë vetëm një lloj baterie. Ata mund të prodhojnë një grup të plotë baterish të mëdha për një klient duke përmbushur të gjitha kërkesat e testimit për këto bateri, ose mund të prodhojnë një grup baterish më të vogla me një rrymë më të vogël për një klient smartfon. .

Kjo është arsyeja për rritjen e kostos së testimit – testuesi i baterisë është optimizuar për rrymën. Testuesit që mund të përballojnë rryma më të larta janë zakonisht më të mëdhenj dhe më të shtrenjtë, sepse ata jo vetëm që kërkojnë vafera më të mëdha silikoni, por edhe komponentë magnetikë dhe instalime elektrike për të përmbushur rregullat e elektromigrimit dhe për të minimizuar rëniet e tensionit parazitar në sistem. Fabrika duhet të përgatisë një sërë pajisjesh testimi në çdo kohë për të përmbushur prodhimin dhe inspektimin e llojeve të ndryshme të baterive. Për shkak të llojeve të ndryshme të baterive të prodhuara nga fabrika në kohë të ndryshme, disa testues mund të jenë të papajtueshëm me këto bateri specifike dhe mund të lihen të papërdorura, gjë që rrit më tej koston sepse testuesi është një investim i madh.

Qoftë për fabrikat e zakonshme dhe ato në zhvillim për prodhimin masiv të baterive të zakonshme litium-jon, ose prodhuesit e baterive që duan të përdorin procesin e testimit për të inovuar dhe krijuar produkte të reja baterish, ata duhet të përdorin pajisje testuese fleksibël për t’u përshtatur me një gamë më të gjerë bateritë. Kapaciteti dhe madhësia fizike, duke reduktuar kështu investimet kapitale, dhe duke përmirësuar kthimin e investimit të pajisjeve të testimit.

Kur përpiqeni të optimizoni siç duhet një zgjidhje të vetme të testit të integrimit, ka shumë kërkesa kontradiktore. Nuk ka asnjë ilaç për të gjitha llojet e zgjidhjeve të testimit të baterive litium-jon, por Texas Instruments (TI) ka propozuar një dizajn referencë që minimizon shkëmbimin midis efektivitetit të kostos dhe saktësisë.

Zgjidhje testimi me precizion të lartë, e përshtatshme për aplikime me rrymë të lartë

Kërkesat unike të skenarit të testimit të baterisë do të ekzistojnë gjithmonë, dhe në përputhje me rrethanat ka nevojë për një zgjidhje po aq unike. Megjithatë, për shumë lloje të baterive litium, pavarësisht nëse është një bateri e vogël telefoni inteligjent ose një paketë e madhe baterie për një automjet elektrik, mund të ketë një pajisje testimi me kosto efektive.

Për të arritur saktësinë e saktë të kontrollit të rrymës së ngarkimit dhe shkarkimit në shkallë të plotë të kërkuar nga shumë bateri litium-jon në treg, modeli i referencës së testuesit modular të baterive të Texas Instruments për aplikacionet 50-A, 100-A dhe 200-A përdor 50-A Dhe kombinimi i dizajnit të testimit të baterisë 100-A për të krijuar një version modular që mund të arrijë nivelin maksimal të ngarkimit dhe shkarkimit prej 200-A. Diagrami bllok i kësaj zgjidhjeje është paraqitur në Figurën 2.

Për shembull, TI miraton një qark kontrolli të rrymës dhe tensionit konstant për modelin e referencës së testuesit të baterisë për aplikimet me rrymë të lartë, i cili mbështet shkallën e ngarkimit dhe shkarkimit deri në 50A. Ky dizajn referencë përdor kontrolluesin e rrymës dykahëshe shumëfazore LM5170-Q1 dhe amplifikuesin e instrumenteve INA188 për të rregulluar me saktësi rrymën që rrjedh brenda ose jashtë baterisë. INA188 zbaton dhe monitoron qarkun e kontrollit të rrymës konstante dhe meqenëse rryma mund të rrjedhë në çdo drejtim, multiplekseri SN74LV4053A mund të rregullojë hyrjen e INA188 në përputhje me rrethanat.

Kjo zgjidhje e veçantë krijon një platformë të modifikueshme për aplikacionet që kërkojnë rrymë më të lartë ose shumëfazore duke kombinuar disa teknologji kyçe TI, duke demonstruar mundësinë e ndërtimit të një zgjidhje testimi me kosto efektive. Kjo zgjidhje fleksibël dhe largpamëse jo vetëm që plotëson nevojat e sotme, por gjithashtu parashikon tendencën e ardhshme të rritjes së baterive të automobilave, e cila së shpejti do të rrisë kërkesën për aftësinë aktuale të testuesit të kalojë 50A.

Maksimizimi i investimit të pajisjeve të testimit të baterive litium-jon

Dizajni i referencës së testuesit modular të baterive të Texas Instruments zgjidh problemet me precizion të lartë, rrymë të lartë dhe fleksibilitet të pajisjeve të testimit të baterive litium-jon. Ky dizajn referencë mbulon një sërë formash, madhësish dhe kapacitetesh të baterive të disponueshme dhe mund të përballet me aplikacione në zhvillim, të tilla si paketat e mëdha të baterive në automjetet elektrike dhe termocentralet diellore, dhe bateritë me përmasa të vogla që gjenden zakonisht në pajisjet elektronike të konsumit, si telefonat inteligjentë. .

Dizajni i referencës për testimin e baterive litium-jon ju mundëson të investoni në pajisjet e testimit të baterive me rrymë më të ulët dhe t’i përdorni ato paralelisht, duke eliminuar nevojën për investime të shtrenjta në arkitektura të shumta me nivele të ndryshme aktuale. Aftësia për të përdorur pajisjet e testimit në një sërë diapazoni të rrymës mund të optimizojë investimin në pajisjet e testimit të baterive në masën më të madhe, të zvogëlojë koston totale dhe të sigurojë fleksibilitet për t’u përshtatur me nevojat në ndryshim të testimit të baterive litium-jon.
此 原文 有关 更多 信息 要 查看 其他 翻译 信息 您 必须 输入 相应