Уз све већу примену литијум-јонских батерија у дроновима, електричним возилима (ЕВ) и складиштењу соларне енергије, произвођачи батерија такође користе савремену технологију и хемијски састав како би померили границе тестирања батерија и производних могућности.

Данас се перформансе и век трајања сваке батерије, без обзира на величину, одређују у процесу производње, а опрема за тестирање је дизајнирана за одређену батерију. Међутим, пошто тржиште литијум-јонских батерија покрива све облике и капацитете, тешко је створити један интегрисани тестер који може да управља различитим капацитетима, струјама и физичким облицима са потребном тачношћу и прецизношћу.

С обзиром на све разноврснију потражњу за литијум-јонским батеријама, хитно су нам потребна и флексибилна тест решења високих перформанси како бисмо максимизирали компромис између предности и недостатака и постигли исплативост.

Литијум-јонске батерије су сложене и разноврсне

Данас, литијум-јонске батерије имају различите величине, напоне и опсеге примене, али ова технологија није реализована када је први пут стављена на тржиште. Литијум-јонске батерије су првобитно биле дизајниране за релативно мале уређаје, као што су преносиви рачунари, мобилни телефони и други преносиви електронски уређаји. Сада су њихове димензије много веће, попут електричних аутомобила и складишта соларних батерија. То значи да већи серијски паралелни пакет батерија има већи напон и већи капацитет, а и физички волумен је већи. На пример, батерије неких електричних возила могу се конфигурисати са до 100 у серији и више од 50 у паралели.

Наслагане батерије нису ништа ново. Типична пуњива литијум-јонска батерија у обичном нотебоок рачунару састоји се од више батерија у серији, али због веће запремине батерије, тест постаје компликованији и може утицати на укупне перформансе. Да би перформансе комплетне батерије достигле оптималан ниво, свака батерија мора бити скоро идентична суседној батерији. Батерије ће утицати једна на другу, тако да ако батерија у серији има мали капацитет, остале батерије у комплету батерија ће бити испод оптималног стања, јер ће њихов капацитет бити деградиран од стране система за праћење и ребаланс батерије како би одговарао најнижим перформансама Батерија. Како се каже, пацовска измет поквари лонац каше.

Циклус пуњења-пражњења даље илуструје како једна батерија може смањити перформансе целог комплета батерија. Батерија са најмањим капацитетом у батеријском пакету ће смањити своје стање напуњености при највећој брзини, што ће резултирати несигурним нивоом напона и узроковати да се цео комплет батерија више не празни. Када се батерија напуни, батерија са најмањим капацитетом ће се прва напунити у потпуности, а преостале батерије се неће даље пунити. Код електричних возила, ово ће резултирати смањењем ефективног укупног расположивог капацитета батерије, чиме се смањује домет крстарења возила. Поред тога, деградација батерија малог капацитета ће се убрзати јер достижу претерано висок напон на крају пуњења и пражњења пре него што мере безбедности ступе на снагу.

Без обзира на терминални уређај, што је више батерија у батеријском пакету наслагано у серији и паралелно, то је проблем озбиљнији. Очигледно решење је да се обезбеди да свака батерија буде потпуно иста и да се исте батерије комбинују у истом батеријском пакету. Међутим, због инхерентног производног процеса диференцијације импедансе и капацитета батерије, тестирање је постало критично – не само да би се искључили неисправни делови, већ и да би се разликовало које су батерије исте и које батерије треба ставити. Поред тога, пуњење и крива пражњења батерије током процеса производње има велики утицај на њене карактеристике и стално се мења.

Зашто модерне литијум-јонске батерије доносе нове изазове за тестирање?

Тестирање батерија није ништа ново, али од његовог појављивања, литијум-јонске батерије су извршиле нови притисак на тачност, пропусност и густину штампаних плоча опреме за тестирање.

Литијум-јонске батерије су јединствене јер имају изузетно густ капацитет складиштења енергије. Ако се неправилно пуне и празне, могу изазвати пожар и експлозије. У процесу производње и тестирања, ова технологија складиштења енергије захтева веома високу тачност, а многе нове апликације додатно погоршавају овај захтев. У погледу облика, величине, капацитета и хемијског састава, типови литијум-јонских батерија су обимнији. Напротив, они ће такође утицати на опрему за тестирање, јер треба да осигурају да се исправне криве пуњења и пражњења тачно прате како би се постигао максимални капацитет складиштења и поузданост. И квалитет.

Пошто не постоји једна величина погодна за све батерије, одабир одговарајуће опреме за тестирање и различитих произвођача за различите литијум-јонске батерије ће повећати трошкове тестирања. Поред тога, стална индустријска иновација значи да је стално променљива крива пуњења-пражњења додатно оптимизована, чинећи тестер батерија важним развојним алатом за нову технологију батерија. Без обзира на хемијска и механичка својства литијум-јонских батерија, постоји безброј метода пуњења и пражњења у њиховом производном процесу, због чега произвођачи батерија врше притисак на тестере батерија да захтевају да имају јединствене тестне функције.

Тачност је очигледно неопходна способност. То не само да значи способност да се висока прецизност контроле струје задржи на веома ниском нивоу, већ укључује и могућност веома брзог пребацивања између режима пуњења и пражњења и између различитих нивоа струје. Ови захтеви нису само вођени потребом за масовном производњом литијум-јонских батерија са доследним карактеристикама и квалитетом. Произвођачи батерија се такође надају да ће користити процедуре тестирања и опрему као иновативне алате за стварање конкурентске предности на тржишту, као што је модификација пуњења. Алгоритам за повећање капацитета.

Иако су различити тестови потребни за различите типове батерија, данашњи тестери су оптимизовани за одређене величине батерија. На пример, ако тестирате велику батерију, потребна вам је већа струја, што значи већу индуктивност и дебље жице и друге карактеристике. Дакле, постоји много аспеката укључених у креирање тестера који може да поднесе велике струје. Међутим, многе фабрике не производе само једну врсту батерија. Они могу произвести комплетан сет великих батерија за купца док испуњавају све захтеве тестирања за ове батерије, или могу произвести сет мањих батерија са мањом струјом за купца паметног телефона. .

Ово је разлог повећања трошкова тестирања – тестер батерије је оптимизован за струју. Тестери који могу да поднесу веће струје су обично већи и скупљи јер не захтевају само веће силиконске плочице, већ и магнетне компоненте и ожичење како би се испунила правила електромиграције и минимизирали паразитски пад напона у систему. Фабрика треба да припреми разноврсну опрему за тестирање у сваком тренутку како би задовољила производњу и инспекцију различитих типова батерија. Због различитих типова батерија које фабрика производи у различито време, неки тестери могу бити некомпатибилни са овим специфичним батеријама и могу остати неискоришћени, што додатно повећава трошкове јер је тестер велика инвестиција.

Било да се ради о уобичајеним и новим фабрикама за масовну производњу обичних литијум-јонских батерија, или произвођачима батерија који желе да користе процес тестирања за иновације и креирање нових батеријских производа, они морају да користе флексибилну опрему за тестирање како би се прилагодили ширем спектру батерија. батерије. Капацитет и физичка величина, чиме се смањују капитална улагања и побољшава повраћај улагања у опрему за тестирање.

Када покушавате да правилно оптимизујете једно решење за тестирање интеграције, постоји много супротстављених захтева. Не постоји панацеја за све типове решења за тестирање литијум-јонских батерија, али Текас Инструментс (ТИ) је предложио референтни дизајн који минимизира компромис између исплативости и тачности.

Решење за испитивање високе прецизности, погодно за апликације велике струје

Јединствени захтеви за тестирање батерије ће увек постојати, и сходно томе је потребно једнако јединствено решење. Међутим, за многе врсте литијумских батерија, било да се ради о малој батерији паметног телефона или великом батеријском пакету за електрично возило, може постојати исплатива опрема за тестирање.

Да би се постигла прецизна, пуна тачност контроле струје пуњења и пражњења коју захтевају многе литијум-јонске батерије на тржишту, модуларни тестер батерија Текас Инструментс референтни дизајн за 50-А, 100-А и 200-А апликације користи 50-А И комбинација тестног дизајна батерије од 100-А за креирање модуларне верзије која може да достигне максимални ниво пуњења и пражњења од 200-А. Блок дијаграм овог решења је приказан на слици 2.

На пример, ТИ усваја контролну петљу константне струје и константног напона за референтни дизајн тестера батерија за апликације велике струје, који подржава брзину пуњења и пражњења до 50 А. Овај референтни дизајн користи вишефазни двосмерни струјни контролер ЛМ5170-К1 и инструментално појачало ИНА188 да прецизно регулише струју која тече у или из батерије. ИНА188 имплементира и надгледа контролну петљу константне струје, а пошто струја може тећи у оба смера, СН74ЛВ4053А мултиплексер може прилагодити улаз ИНА188 у складу са тим.

Ово конкретно решење ствара платформу која се може мењати за апликације које захтевају већу струју или вишефазну комбинацију комбиновањем неколико кључних ТИ технологија, демонстрирајући изводљивост изградње исплативог тест решења. Ово флексибилно и напредно решење не само да задовољава данашње потребе, већ предвиђа и будући тренд раста аутомобилских батерија, што ће ускоро повећати потражњу за тренутним капацитетом тестера да премаши 50А.

Максимизирање улагања у опрему за тестирање литијум-јонских батерија

Референтни дизајн модуларног тестера батерија компаније Текас Инструментс решава проблеме високе прецизности, велике струје и флексибилности опреме за тестирање литијум-јонских батерија. Овај референтни дизајн покрива различите доступне облике, величине и капацитете батерија и може да се носи са новим апликацијама, као што су велики пакети батерија у електричним возилима и соларним електранама, и мале батерије које се обично налазе у потрошачкој електроници као што су паметни телефони. .

Референтни дизајн за тестирање литијум-јонских батерија омогућава вам да инвестирате у опрему за тестирање батерија са нижом струјом и да је користите паралелно, елиминишући потребу за скупим улагањима у вишеструке архитектуре са различитим нивоима струје. Могућност коришћења опреме за тестирање у различитим опсегима струје може оптимизовати улагање у опрему за тестирање батерија у највећој мери, смањити укупне трошкове и обезбедити флексибилност прилагођавања променљивим потребама тестирања литијум-јонских батерија.
与 此 原文 有关 的 更多 信息 要 其他 翻译 翻译 信息 ， 您 必须 输入 相应 原文