ด้วยการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เพิ่มขึ้นในโดรน ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) และการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ ผู้ผลิตแบตเตอรี่ยังใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยและองค์ประกอบทางเคมีเพื่อผลักดันขีดจำกัดของการทดสอบและความสามารถในการผลิตแบตเตอรี่

ทุกวันนี้ ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่แต่ละก้อนโดยไม่คำนึงถึงขนาดจะถูกกำหนดในกระบวนการผลิต และอุปกรณ์ทดสอบได้รับการออกแบบสำหรับแบตเตอรี่เฉพาะ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากตลาดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนครอบคลุมรูปร่างและความจุทั้งหมด จึงเป็นเรื่องยากที่จะสร้างเครื่องทดสอบแบบบูรณาการเพียงเครื่องเดียวที่สามารถรองรับความจุ กระแสน้ำ และรูปร่างทางกายภาพต่างๆ ได้อย่างแม่นยำและแม่นยำตามที่ต้องการ

ในมุมมองของความต้องการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความหลากหลายมากขึ้น เราจึงต้องการโซลูชันการทดสอบที่มีประสิทธิภาพสูงและยืดหยุ่นอย่างเร่งด่วน เพื่อเพิ่มการแลกเปลี่ยนระหว่างข้อดีและข้อเสียและบรรลุความคุ้มค่าสูงสุด

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความซับซ้อนและหลากหลาย

ทุกวันนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีขนาด แรงดันไฟฟ้า และช่วงการใช้งานที่หลากหลาย แต่เทคโนโลยีนี้ไม่เป็นที่รู้จักเมื่อออกสู่ตลาดครั้งแรก เดิมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ขนาดค่อนข้างเล็ก เช่น คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก โทรศัพท์มือถือ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาอื่นๆ ตอนนี้ ขนาดของมันใหญ่ขึ้นมาก เช่น รถยนต์ไฟฟ้าและที่เก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่าชุดแบตเตอรี่แบบขนานที่ใหญ่ขึ้นจะมีแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าและความจุที่มากกว่า และปริมาณทางกายภาพก็ใหญ่ขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ชุดแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าบางรุ่นสามารถกำหนดค่าได้ถึง 100 ชุดในซีรีย์และมากกว่า 50 รายการแบบขนาน

แบตเตอรี่แบบเรียงซ้อนไม่มีอะไรใหม่ ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จซ้ำได้ทั่วไปในคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กทั่วไปประกอบด้วยแบตเตอรี่หลายก้อนเป็นชุด แต่เนื่องจากแบตเตอรี่มีปริมาณมาก การทดสอบจึงซับซ้อนขึ้นและอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวม เพื่อให้ประสิทธิภาพของชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดถึงระดับที่เหมาะสม แบตเตอรี่แต่ละก้อนจะต้องเกือบจะเหมือนกันกับแบตเตอรี่ที่อยู่ใกล้เคียง แบตเตอรี่จะส่งผลถึงกัน ดังนั้นหากแบตเตอรี่ในซีรีย์มีความจุต่ำ แบตเตอรี่อื่นๆ ในก้อนแบตเตอรี่จะอยู่ในสถานะที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากความจุของแบตเตอรี่จะลดลงตามระบบตรวจสอบและปรับสมดุลแบตเตอรี่เพื่อให้ตรงกับประสิทธิภาพต่ำสุด แบตเตอรี่. ดังคำกล่าวที่ว่า ขี้หนู จะทำให้โจ๊กเน่าเสีย

รอบการชาร์จ-คายประจุยังแสดงให้เห็นอีกว่าแบตเตอรี่เพียงก้อนเดียวสามารถลดประสิทธิภาพของก้อนแบตเตอรี่ทั้งหมดได้อย่างไร แบตเตอรี่ที่มีความจุต่ำสุดในก้อนแบตเตอรี่จะลดสถานะการชาร์จด้วยความเร็วที่เร็วที่สุด ส่งผลให้ระดับแรงดันไฟฟ้าไม่ปลอดภัยและทำให้แบตเตอรี่ทั้งหมดไม่คายประจุอีกต่อไป เมื่อชาร์จแบตเตอรี่แล้ว แบตเตอรี่ที่มีความจุต่ำสุดจะถูกชาร์จจนเต็มก่อน และจะไม่ชาร์จแบตเตอรี่ที่เหลืออีก สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า การทำเช่นนี้จะส่งผลให้ความจุของก้อนแบตเตอรี่โดยรวมมีประสิทธิภาพลดลง ซึ่งส่งผลให้ระยะการแล่นของรถลดลง นอกจากนี้ ความเสื่อมโทรมของแบตเตอรี่ความจุต่ำจะเร่งความเร็วขึ้น เนื่องจากมีแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปเมื่อสิ้นสุดการชาร์จและการคายประจุก่อนที่มาตรการป้องกันความปลอดภัยจะมีผล

ไม่ว่าอุปกรณ์ปลายทางจะเป็นแบบใด ยิ่งใส่แบตเตอรี่ในชุดแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนานกันมากเท่าใด ปัญหาก็จะยิ่งร้ายแรงขึ้นเท่านั้น วิธีแก้ปัญหาที่ชัดเจนคือต้องแน่ใจว่าแบตเตอรี่แต่ละก้อนผลิตออกมาเหมือนกันทุกประการ และรวมแบตเตอรี่เดียวกันไว้ในก้อนแบตเตอรี่เดียวกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแตกต่างของกระบวนการผลิตโดยธรรมชาติของอิมพีแดนซ์และความจุของแบตเตอรี่ การทดสอบจึงกลายเป็นเรื่องสำคัญ ไม่เพียงแต่จะไม่รวมชิ้นส่วนที่บกพร่องเท่านั้น แต่ยังต้องแยกแยะว่าแบตเตอรี่ชนิดใดเหมือนกันและต้องใส่ชุดแบตเตอรี่ชนิดใด นอกจากนี้ การชาร์จและ เส้นโค้งการคายประจุของแบตเตอรี่ในระหว่างกระบวนการผลิตมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณลักษณะของแบตเตอรี่และมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา

เหตุใดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสมัยใหม่จึงนำความท้าทายในการทดสอบครั้งใหม่มาใช้

การทดสอบแบตเตอรี่ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่นับตั้งแต่มีมา แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้สร้างแรงกดดันใหม่ต่อความแม่นยำ ปริมาณงาน และความหนาแน่นของแผงวงจรของอุปกรณ์ทดสอบ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีลักษณะเฉพาะเนื่องจากมีความจุพลังงานที่หนาแน่นมาก หากชาร์จและระบายออกอย่างไม่เหมาะสม อาจทำให้เกิดไฟไหม้และระเบิดได้ ในกระบวนการผลิตและทดสอบ เทคโนโลยีการเก็บพลังงานนี้ต้องการความแม่นยำสูงมาก และการใช้งานที่เกิดขึ้นใหม่จำนวนมากทำให้ข้อกำหนดนี้แย่ลงไปอีก ในแง่ของรูปร่าง ขนาด ความจุ และองค์ประกอบทางเคมี ประเภทของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นกว้างขวางกว่า ในทางกลับกัน สิ่งเหล่านี้จะส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ทดสอบด้วย เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปฏิบัติตามเส้นโค้งการชาร์จและการคายประจุที่ถูกต้องอย่างถูกต้อง เพื่อให้ได้ความจุและความน่าเชื่อถือสูงสุด และคุณภาพ

เนื่องจากไม่มีขนาดใดที่เหมาะกับแบตเตอรี่ทุกขนาด การเลือกอุปกรณ์ทดสอบที่เหมาะสมและผู้ผลิตหลายรายสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่แตกต่างกันจะทำให้ต้นทุนการทดสอบสูงขึ้น นอกจากนี้ นวัตกรรมทางอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่องหมายความว่าเส้นโค้งการคายประจุที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาได้รับการปรับให้เหมาะสมยิ่งขึ้น ทำให้ผู้ทดสอบแบตเตอรี่เป็นเครื่องมือในการพัฒนาที่สำคัญสำหรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ โดยไม่คำนึงถึงคุณสมบัติทางเคมีและทางกลของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน มีวิธีการชาร์จและการคายประจุจำนวนนับไม่ถ้วนในกระบวนการผลิต ซึ่งทำให้ผู้ผลิตแบตเตอรี่กดดันผู้ทดสอบแบตเตอรี่เพื่อให้มีฟังก์ชันการทดสอบที่ไม่เหมือนใคร

เห็นได้ชัดว่าเป็นความสามารถที่จำเป็น ไม่เพียงแต่หมายถึงความสามารถในการรักษาความแม่นยำในการควบคุมกระแสไฟสูงไว้ที่ระดับที่ต่ำมากเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถในการสลับอย่างรวดเร็วมากระหว่างโหมดการชาร์จและการคายประจุ และระหว่างระดับปัจจุบันที่แตกต่างกัน ข้อกำหนดเหล่านี้ไม่ได้ขับเคลื่อนโดยความจำเป็นในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำนวนมากโดยมีลักษณะและคุณภาพที่สม่ำเสมอเท่านั้น ผู้ผลิตแบตเตอรี่ยังหวังที่จะใช้ขั้นตอนการทดสอบและอุปกรณ์เป็นเครื่องมือนวัตกรรมเพื่อสร้างความได้เปรียบในการแข่งขันในตลาด เช่น การปรับเปลี่ยนการชาร์จ อัลกอริทึมเพื่อเพิ่มความจุ

แม้ว่าแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ จะต้องใช้การทดสอบที่หลากหลาย แต่ผู้ทดสอบในปัจจุบันได้รับการปรับให้เหมาะกับขนาดแบตเตอรี่เฉพาะ ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังทดสอบแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ คุณต้องใช้กระแสไฟที่มากขึ้น ซึ่งแปลเป็นค่าความเหนี่ยวนำที่มากขึ้น สายไฟที่หนาขึ้น และคุณลักษณะอื่นๆ ดังนั้นจึงมีหลายแง่มุมที่เกี่ยวข้องในการสร้างเครื่องทดสอบที่สามารถรองรับกระแสน้ำสูงได้ อย่างไรก็ตาม โรงงานหลายแห่งไม่ได้ผลิตแบตเตอรี่เพียงชนิดเดียวเท่านั้น พวกเขาอาจผลิตแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ครบชุดสำหรับลูกค้าในขณะที่ตรงตามข้อกำหนดการทดสอบทั้งหมดสำหรับแบตเตอรี่เหล่านี้ หรืออาจผลิตชุดแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่มีกระแสไฟน้อยกว่าสำหรับลูกค้าสมาร์ทโฟน .

นี่คือเหตุผลที่ทำให้ค่าใช้จ่ายในการทดสอบสูงขึ้น – เครื่องทดสอบแบตเตอรี่ได้รับการปรับให้เหมาะสมกับกระแสไฟในปัจจุบัน เครื่องทดสอบที่สามารถรองรับกระแสไฟที่สูงกว่ามักจะมีขนาดใหญ่กว่าและมีราคาแพงกว่า เนื่องจากไม่เพียงแต่ต้องใช้ซิลิคอนเวเฟอร์ขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังต้องใช้ส่วนประกอบที่เป็นแม่เหล็กและสายไฟเพื่อให้เป็นไปตามกฎการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า และลดแรงดันไฟฟ้าตกในระบบให้น้อยที่สุด โรงงานจำเป็นต้องเตรียมอุปกรณ์ทดสอบต่างๆ ตลอดเวลา เพื่อให้เป็นไปตามการผลิตและการตรวจสอบแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ เนื่องจากแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ ที่ผลิตขึ้นโดยโรงงานในช่วงเวลาที่ต่างกัน ผู้ทดสอบบางรายอาจใช้ไม่ได้กับแบตเตอรี่เฉพาะเหล่านี้และอาจไม่ได้ใช้งาน ซึ่งจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นเนื่องจากเครื่องทดสอบเป็นการลงทุนขนาดใหญ่

ไม่ว่าจะเป็นสำหรับโรงงานทั่วไปและโรงงานเกิดใหม่เพื่อการผลิตจำนวนมากของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนธรรมดา หรือผู้ผลิตแบตเตอรี่ที่ต้องการใช้กระบวนการทดสอบเพื่อคิดค้นและสร้างผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ใหม่ พวกเขาจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ทดสอบที่ยืดหยุ่นเพื่อปรับให้เข้ากับช่วงกว้างของ แบตเตอรี่ ความจุและขนาดทางกายภาพ ซึ่งช่วยลดการลงทุน และเพิ่มผลตอบแทนการลงทุนของอุปกรณ์ทดสอบ

เมื่อพยายามปรับโซลูชันการทดสอบการรวมระบบเดียวให้เหมาะสม มีข้อกำหนดที่ขัดแย้งกันหลายประการ ไม่มียาครอบจักรวาลสำหรับโซลูชันการทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทุกประเภท แต่ Texas Instruments (TI) ได้เสนอการออกแบบอ้างอิงที่ลดการแลกเปลี่ยนระหว่างความคุ้มค่าและความแม่นยำให้เหลือน้อยที่สุด

โซลูชันการทดสอบที่มีความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟสูง

ข้อกำหนดสำหรับสถานการณ์การทดสอบแบตเตอรี่ที่ไม่ซ้ำกันจะมีอยู่เสมอ และจำเป็นต้องมีโซลูชันที่ไม่เหมือนใครตามลำดับ อย่างไรก็ตาม สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมหลายประเภท ไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่สมาร์ทโฟนขนาดเล็กหรือแบตเตอรี่ขนาดใหญ่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า อาจมีอุปกรณ์ทดสอบที่คุ้มค่า

เพื่อให้ได้ความแม่นยำในการควบคุมกระแสไฟชาร์จและดิสชาร์จแบบเต็มขนาดที่ต้องการโดยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำนวนมากในตลาด การออกแบบอ้างอิงเครื่องมือทดสอบแบตเตอรี่แบบแยกส่วนของ Texas Instruments สำหรับการใช้งาน 50-A, 100-A และ 200-A 50-A และการผสมผสานระหว่างการออกแบบการทดสอบแบตเตอรี่ 100-A เพื่อสร้างรุ่นโมดูลาร์ที่สามารถเข้าถึงระดับการชาร์จและคายประจุสูงสุด 200-A บล็อกไดอะแกรมของโซลูชันนี้แสดงในรูปที่ 2

ตัวอย่างเช่น TI ใช้วงจรควบคุมแรงดันไฟคงที่และกระแสคงที่สำหรับการออกแบบอ้างอิงเครื่องทดสอบแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟสูง ซึ่งรองรับอัตราการชาร์จและอัตราการคายประจุสูงสุด 50A การออกแบบอ้างอิงนี้ใช้ตัวควบคุมกระแสไฟแบบสองทิศทางแบบหลายเฟส LM5170-Q1 และแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด INA188 เพื่อควบคุมกระแสที่ไหลเข้าหรือออกจากแบตเตอรี่ได้อย่างแม่นยำ INA188 ดำเนินการและตรวจสอบลูปควบคุมกระแสคงที่ และเนื่องจากกระแสอาจไหลในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง มัลติเพล็กเซอร์ SN74LV4053A สามารถปรับอินพุตของ INA188 ได้ตามลำดับ

โซลูชันเฉพาะนี้สร้างแพลตฟอร์มที่ปรับเปลี่ยนได้สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการกระแสไฟหรือหลายเฟสที่สูงขึ้นโดยการรวมเทคโนโลยี TI ที่สำคัญหลายอย่างเข้าด้วยกัน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการสร้างโซลูชันการทดสอบที่คุ้มค่า โซลูชันที่ยืดหยุ่นและมองการณ์ไกลนี้ไม่เพียงแต่ตอบสนองความต้องการในปัจจุบัน แต่ยังคาดการณ์แนวโน้มการเติบโตในอนาคตของแบตเตอรี่รถยนต์ ซึ่งในไม่ช้าจะเพิ่มความต้องการสำหรับความสามารถในปัจจุบันของผู้ทดสอบเกิน 50A

การลงทุนอุปกรณ์ทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้เกิดประโยชน์สูงสุด

การออกแบบอ้างอิงเครื่องทดสอบแบตเตอรี่แบบโมดูลของ Texas Instruments ช่วยแก้ปัญหาความเที่ยงตรงสูง กระแสไฟสูง และความยืดหยุ่นของอุปกรณ์ทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การออกแบบอ้างอิงนี้ครอบคลุมรูปร่าง ขนาด และความจุของแบตเตอรี่ที่หลากหลาย และสามารถรับมือกับการใช้งานที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น ชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ในรถยนต์ไฟฟ้าและโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่มักพบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เช่น สมาร์ทโฟน .

การออกแบบอ้างอิงสำหรับการทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำให้คุณสามารถลงทุนในอุปกรณ์ทดสอบแบตเตอรี่ที่มีกระแสไฟต่ำและใช้อุปกรณ์เหล่านี้แบบคู่ขนานกัน ขจัดความจำเป็นในการลงทุนที่มีราคาแพงในสถาปัตยกรรมหลายแบบที่มีระดับกระแสไฟต่างกัน ความสามารถในการใช้อุปกรณ์ทดสอบในช่วงกระแสไฟที่หลากหลายสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการลงทุนในอุปกรณ์ทดสอบแบตเตอรี่ในระดับสูงสุด ลดต้นทุนรวม และให้ความยืดหยุ่นในการปรับให้เข้ากับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของการทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
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