Sa pagtaas ng aplikasyon ng mga baterya ng lithium-ion sa mga drone, electric vehicle (EV), at solar energy storage, gumagamit din ang mga manufacturer ng baterya ng modernong teknolohiya at kemikal na komposisyon upang itulak ang mga limitasyon ng pagsubok ng baterya at mga kakayahan sa pagmamanupaktura.

Sa ngayon, ang pagganap at buhay ng bawat baterya, anuman ang laki, ay tinutukoy sa proseso ng pagmamanupaktura, at ang kagamitan sa pagsubok ay idinisenyo para sa isang partikular na baterya. Gayunpaman, dahil ang merkado ng baterya ng lithium-ion ay sumasaklaw sa lahat ng mga hugis at kapasidad, mahirap lumikha ng isang solong, pinagsamang tester na maaaring humawak ng iba’t ibang mga kapasidad, agos at pisikal na mga hugis na may kinakailangang katumpakan at katumpakan.

Dahil sa dumaraming sari-sari na pangangailangan para sa mga baterya ng lithium-ion, apurahang kailangan namin ng mataas na pagganap at nababaluktot na mga solusyon sa pagsubok upang mapakinabangan ang trade-off sa pagitan ng mga kalamangan at kahinaan at makamit ang pagiging epektibo sa gastos.

Ang mga baterya ng Lithium-ion ay kumplikado at magkakaibang

Sa ngayon, ang mga baterya ng lithium-ion ay may iba’t ibang laki, boltahe, at saklaw ng aplikasyon, ngunit ang teknolohiyang ito ay hindi natanto noong una itong inilagay sa merkado. Ang mga bateryang Lithium-ion ay orihinal na idinisenyo para sa medyo maliliit na device, tulad ng mga notebook computer, cell phone at iba pang portable na electronic device. Ngayon, ang kanilang mga sukat ay mas malaki, tulad ng mga de-koryenteng sasakyan at imbakan ng solar na baterya. Nangangahulugan ito na ang isang mas malaking series-parallel na battery pack ay may mas mataas na boltahe at mas malaking kapasidad, at mas malaki rin ang pisikal na volume. Halimbawa, ang mga baterya pack ng ilang mga de-koryenteng sasakyan ay maaaring i-configure na may hanggang sa 100 sa serye at higit sa 50 sa parallel.

Ang mga nakasalansan na baterya ay hindi bago. Ang isang tipikal na rechargeable lithium-ion battery pack sa isang ordinaryong notebook computer ay binubuo ng maraming baterya sa serye, ngunit dahil sa mas malaking volume ng battery pack, ang pagsubok ay nagiging mas kumplikado at maaaring makaapekto sa pangkalahatang pagganap. Upang maabot ng performance ng buong battery pack ang pinakamainam na antas, ang bawat baterya ay dapat na halos magkapareho sa kalapit na baterya nito. Ang mga baterya ay makakaapekto sa isa’t isa, kaya kung ang isang baterya sa isang serye ay may mababang kapasidad, ang iba pang mga baterya sa pack ng baterya ay magiging mas mababa sa pinakamainam na estado, dahil ang kanilang kapasidad ay mababawasan ng sistema ng pagsubaybay at rebalancing ng baterya upang tumugma sa pinakamababang pagganap Baterya. Sabi nga sa kasabihan, ang tae ng daga ay nakakasira ng kaldero ng lugaw.

Ang ikot ng pag-charge-discharge ay higit pang naglalarawan kung paano mababawasan ng isang baterya ang pagganap ng buong battery pack. Ang baterya na may pinakamababang kapasidad sa battery pack ay magbabawas sa estado ng pag-charge nito sa pinakamabilis na bilis, na magreresulta sa isang hindi ligtas na antas ng boltahe at nagiging sanhi ng hindi na ma-discharge ang buong battery pack. Kapag na-charge na ang battery pack, ang baterya na may pinakamababang kapasidad ay mauunang ma-charge, at ang natitirang mga baterya ay hindi na sisingilin pa. Sa mga de-kuryenteng sasakyan, ito ay magreresulta sa pagbawas sa epektibong pangkalahatang magagamit na kapasidad ng baterya pack, at sa gayon ay mababawasan ang saklaw ng paglalakbay ng sasakyan. Bilang karagdagan, ang pagkasira ng mababang kapasidad ng mga baterya ay bibilis dahil umabot ito sa sobrang mataas na boltahe sa pagtatapos ng pag-charge at pag-discharge bago magkabisa ang mga hakbang sa pagprotekta sa kaligtasan.

Anuman ang terminal device, mas maraming baterya sa pack ng baterya ang nakasalansan sa serye at magkatulad, mas malubha ang problema. Ang malinaw na solusyon ay upang matiyak na ang bawat baterya ay ginawang eksaktong pareho, at upang pagsamahin ang parehong mga baterya sa parehong baterya pack. Gayunpaman, dahil sa likas na pagkakaiba-iba ng proseso ng pagmamanupaktura ng impedance at kapasidad ng baterya, ang pagsubok ay naging kritikal-hindi lamang upang ibukod ang mga may sira na bahagi, kundi pati na rin upang makilala kung aling mga baterya ang pareho at kung aling mga pack ng baterya ang ilalagay. Bilang karagdagan, ang pag-charge at Ang discharging curve ng baterya sa panahon ng proseso ng produksyon ay may malaking impluwensya sa mga katangian nito at patuloy na nagbabago.

Bakit ang mga modernong lithium-ion na baterya ay nagdadala ng mga bagong pagsubok na hamon?

Ang pagsubok sa baterya ay hindi bago, ngunit mula nang dumating ito, ang mga baterya ng lithium-ion ay naglagay ng bagong presyon sa katumpakan, throughput at density ng circuit board ng mga kagamitan sa pagsubok.

Ang mga bateryang Lithium-ion ay natatangi dahil mayroon silang sobrang siksik na kapasidad sa pag-imbak ng enerhiya. Kung sila ay sinisingil at pinalabas nang hindi wasto, maaari silang magdulot ng sunog at pagsabog. Sa proseso ng pagmamanupaktura at pagsubok, ang teknolohiyang ito ng pag-iimbak ng enerhiya ay nangangailangan ng napakataas na katumpakan, at maraming mga umuusbong na aplikasyon ang higit pang nagpapalala sa pangangailangang ito. Sa mga tuntunin ng hugis, sukat, kapasidad at komposisyon ng kemikal, ang mga uri ng mga baterya ng lithium-ion ay mas malawak. Sa kabaligtaran, maaapektuhan din nila ang mga kagamitan sa pagsubok, dahil kailangan nilang tiyakin na ang tamang pagkarga at paglabas ng mga curve ay tumpak na sinusunod upang makamit ang pinakamataas na kapasidad ng imbakan at pagiging maaasahan. At kalidad.

Dahil walang isang sukat na angkop para sa lahat ng mga baterya, ang pagpili ng angkop na kagamitan sa pagsubok at iba’t ibang mga tagagawa para sa iba’t ibang mga baterya ng lithium-ion ay tataas ang gastos sa pagsubok. Bilang karagdagan, ang tuluy-tuloy na innovation sa industriya ay nangangahulugan na ang patuloy na pagbabago ng charge-discharge curve ay higit na na-optimize, na ginagawang isang mahalagang tool sa pag-develop ang battery tester para sa bagong teknolohiya ng baterya. Anuman ang mga kemikal at mekanikal na katangian ng mga baterya ng lithium-ion, maraming paraan ng pag-charge at pagdiskarga sa kanilang proseso ng pagmamanupaktura, na ginagawang pinipilit ng mga tagagawa ng baterya ang mga tester ng baterya upang hilingin sa kanila na magkaroon ng mga natatanging function ng pagsubok.

Ang katumpakan ay malinaw na isang kinakailangang kakayahan. Hindi lamang ito nangangahulugan ng kakayahang panatilihing mataas ang kasalukuyang katumpakan ng kontrol sa isang napakababang antas, ngunit kasama rin ang kakayahang lumipat nang napakabilis sa pagitan ng mga mode ng pag-charge at pagdiskarga at sa pagitan ng iba’t ibang kasalukuyang antas. Ang mga kinakailangang ito ay hindi lamang hinihimok ng pangangailangang gumawa ng mga baterya ng lithium-ion na may pare-parehong katangian at kalidad. Inaasahan din ng mga tagagawa ng baterya na gumamit ng mga pamamaraan at kagamitan sa pagsubok bilang mga makabagong tool upang lumikha ng isang mapagkumpitensyang kalamangan sa merkado, tulad ng pagbabago sa pagsingil. Algorithm upang madagdagan ang kapasidad.

Bagama’t ang iba’t ibang pagsubok ay kinakailangan para sa iba’t ibang uri ng mga baterya, ang mga tester ngayon ay na-optimize para sa mga partikular na laki ng baterya. Halimbawa, kung sinusubukan mo ang isang malaking baterya, kailangan mo ng isang mas malaking kasalukuyang, na isinasalin sa mas malaking inductance at mas makapal na mga wire at iba pang mga katangian. Kaya maraming aspeto ang kasangkot sa paggawa ng tester na kayang humawak ng matataas na agos. Gayunpaman, maraming mga pabrika ay hindi lamang gumagawa ng isang uri ng baterya. Maaari silang gumawa ng kumpletong hanay ng malalaking baterya para sa isang customer habang natutugunan ang lahat ng mga kinakailangan sa pagsubok para sa mga bateryang ito, o maaari silang gumawa ng isang set ng mas maliliit na baterya na may mas maliit na kasalukuyang para sa isang customer ng smartphone. .

Ito ang dahilan ng tumataas na halaga ng pagsubok-ang baterya tester ay na-optimize para sa kasalukuyang. Ang mga tester na kayang humawak ng mas matataas na agos ay kadalasang mas malaki at mas mahal dahil hindi lang sila nangangailangan ng mas malalaking silicon na wafer, kundi pati na rin ang mga magnetic na bahagi at mga kable upang matugunan ang mga panuntunan sa electromigration at mabawasan ang mga parasitic na pagbagsak ng boltahe sa system. Ang pabrika ay kailangang maghanda ng iba’t ibang kagamitan sa pagsubok anumang oras upang matugunan ang produksyon at inspeksyon ng iba’t ibang uri ng mga baterya. Dahil sa iba’t ibang uri ng mga baterya na ginawa ng pabrika sa iba’t ibang oras, ang ilang mga tester ay maaaring hindi tugma sa mga partikular na baterya na ito at maaaring iwanang hindi nagamit, na lalong nagpapataas ng gastos dahil ang tester ay isang malaking pamumuhunan.

Kung ito man ay para sa karaniwan at umuusbong na mga pabrika para sa mass production ng mga ordinaryong lithium-ion na baterya, o mga tagagawa ng baterya na gustong gamitin ang proseso ng pagsubok upang mag-innovate at lumikha ng mga bagong produkto ng baterya, kailangan nilang gumamit ng flexible na kagamitan sa pagsubok upang umangkop sa mas malawak na hanay ng mga baterya. Kapasidad at pisikal na sukat, sa gayon ay binabawasan ang pamumuhunan sa kapital, at pagpapabuti ng return on investment ng mga kagamitan sa pagsubok.

Kapag sinusubukang maayos na i-optimize ang isang solong solusyon sa pagsubok sa pagsasama, maraming magkasalungat na kinakailangan. Walang panlunas sa lahat ng uri ng mga solusyon sa pagsubok ng baterya ng lithium-ion, ngunit ang Texas Instruments (TI) ay nagmungkahi ng isang reference na disenyo na nagpapaliit sa trade-off sa pagitan ng cost-effectiveness at katumpakan.

High-precision test solution, na angkop para sa mga high-current na application

Palaging iiral ang natatanging senaryo ng pagsubok sa baterya, at nangangailangan ito ng parehong natatanging solusyon nang naaayon. Gayunpaman, para sa maraming uri ng mga lithium batteries, maliit man ito na baterya ng smart phone o malaking battery pack para sa isang de-kuryenteng sasakyan, maaaring mayroong isang cost-effective na kagamitan sa pagsubok.

Upang makamit ang tumpak, full-scale na pagsingil at kasalukuyang kontrol na katumpakan na kinakailangan ng maraming lithium-ion na baterya sa merkado, ang Texas Instruments’ modular battery tester reference na disenyo para sa 50-A, 100-A, at 200-A na mga application ay gumagamit 50-A At ang kumbinasyon ng 100-A na disenyo ng pagsubok ng baterya upang lumikha ng isang modular na bersyon na maaaring maabot ang pinakamataas na antas ng pagsingil at paglabas na 200-A. Ang block diagram ng solusyon na ito ay ipinapakita sa Figure 2.

Halimbawa, ang TI ay gumagamit ng pare-parehong kasalukuyan at pare-parehong boltahe na control loop para sa battery tester reference na disenyo para sa mataas na kasalukuyang mga aplikasyon, na sumusuporta hanggang sa 50A na rate ng pagsingil at paglabas. Ginagamit ng reference na disenyo na ito ang LM5170-Q1 multiphase bidirectional current controller at ang INA188 instrumentation amplifier upang tumpak na i-regulate ang kasalukuyang dumadaloy papasok o palabas ng baterya. Ang INA188 ay nagpapatupad at sinusubaybayan ang patuloy na kasalukuyang control loop, at dahil ang kasalukuyang ay maaaring dumaloy sa alinmang direksyon, ang SN74LV4053A multiplexer ay maaaring ayusin ang input ng INA188 nang naaayon.

Ang partikular na solusyon na ito ay lumilikha ng isang nababagong platform para sa mga application na nangangailangan ng mas mataas na kasalukuyang o multiphase sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng ilang mga pangunahing teknolohiya ng TI, na nagpapakita ng pagiging posible ng pagbuo ng isang cost-effective na solusyon sa pagsubok. Ang flexible at forward-looking na solusyon na ito ay hindi lamang nakakatugon sa mga pangangailangan ngayon, ngunit hinuhulaan din ang hinaharap na trend ng paglago ng mga automotive na baterya, na malapit nang magtataas ng demand para sa kasalukuyang kakayahan ng tester na lumampas sa 50A.

Pag-maximize ng pamumuhunan ng kagamitan sa pagsubok ng baterya ng lithium-ion

Ang modular battery tester reference design ng Texas Instruments ay nilulutas ang mga problema sa high-precision, high-current at flexibility ng lithium-ion battery test equipment. Sinasaklaw ng reference na disenyong ito ang iba’t ibang available na hugis, sukat, at kapasidad ng baterya, at kayang harapin ang mga umuusbong na application, gaya ng malalaking battery pack sa mga de-koryenteng sasakyan at solar power plant, at maliliit na baterya na karaniwang makikita sa consumer electronics gaya ng mga smart phone. .

Ang reference na disenyo para sa pagsubok ng baterya ng lithium-ion ay nagbibigay-daan sa iyo na mamuhunan sa mas mababang kasalukuyang kagamitan sa pagsubok ng baterya at gamitin ang mga ito nang magkatulad, na inaalis ang pangangailangan para sa mga mamahaling pamumuhunan sa maraming arkitektura na may iba’t ibang kasalukuyang antas. Ang kakayahang gumamit ng mga kagamitan sa pagsubok sa iba’t ibang kasalukuyang mga saklaw ay maaaring ma-optimize ang pamumuhunan sa mga kagamitan sa pagsubok ng baterya hanggang sa pinakamalaki, bawasan ang kabuuang gastos, at magbigay ng kakayahang umangkop sa mga nagbabagong pangangailangan ng pagsubok ng baterya ng lithium-ion.
与 此 原原 有关 的 更多 信息 要 查看 其他 翻译 信息 ， 您 必须 输入 相应 原