Drone’larda, elektrikli araçlarda (EV) ve güneş enerjisi depolamada lityum iyon pillerin artan uygulamasıyla, pil üreticileri de pil testi ve üretim yeteneklerinin sınırlarını zorlamak için modern teknolojiyi ve kimyasal bileşimi kullanıyor.

Günümüzde boyutu ne olursa olsun her pilin performansı ve ömrü üretim sürecinde belirlenmekte ve test cihazları belirli bir pil için tasarlanmaktadır. Ancak, lityum iyon pil pazarı tüm şekil ve kapasiteleri kapsadığından, farklı kapasiteleri, akımları ve fiziksel şekilleri gereken doğruluk ve hassasiyetle işleyebilen tek bir entegre test cihazı oluşturmak zordur.

Lityum-iyon pillere yönelik giderek çeşitlenen talep göz önüne alındığında, artılar ve eksiler arasındaki dengeyi en üst düzeye çıkarmak ve maliyet etkinliği elde etmek için acilen yüksek performanslı ve esnek test çözümlerine ihtiyacımız var.

Lityum iyon piller karmaşık ve çeşitlidir

Günümüzde lityum iyon pillerin çeşitli boyutları, voltajları ve uygulama aralıkları vardır ancak bu teknoloji piyasaya ilk sürüldüğünde gerçekleştirilmemişti. Lityum-iyon piller başlangıçta dizüstü bilgisayarlar, cep telefonları ve diğer taşınabilir elektronik cihazlar gibi nispeten küçük cihazlar için tasarlandı. Şimdi, elektrikli arabalar ve güneş pili deposu gibi boyutları çok daha büyük. Bu, daha büyük bir seri-paralel pil takımının daha yüksek voltaja ve daha büyük bir kapasiteye sahip olduğu ve fiziksel hacminin de daha büyük olduğu anlamına gelir. Örneğin, bazı elektrikli araçların pil paketleri, 100’e kadar seri ve 50’den fazla paralel olarak yapılandırılabilir.

Yığılmış piller yeni bir şey değil. Sıradan bir dizüstü bilgisayardaki tipik bir şarj edilebilir lityum iyon pil takımı, seri halinde birden fazla pilden oluşur, ancak pil takımının daha büyük hacmi nedeniyle, test daha karmaşık hale gelir ve genel performansı etkileyebilir. Tüm pil takımının performansının optimum seviyeye ulaşması için her pilin komşu pil ile hemen hemen aynı olması gerekir. Piller birbirini etkileyecektir, bu nedenle bir serideki pilin kapasitesi düşükse, pil takımındaki diğer piller optimum durumun altında olacaktır, çünkü kapasiteleri pil izleme ve yeniden dengeleme sistemi tarafından en düşük performansa uyacak şekilde düşürülecektir. Pil. Söylediği gibi, bir fare kakası bir kap yulaf lapasını bozar.

Şarj-deşarj döngüsü ayrıca tek bir pilin tüm pil takımının performansını nasıl azaltabileceğini gösterir. Pil paketindeki en düşük kapasiteye sahip pil, şarj durumunu en hızlı şekilde azaltarak, güvenli olmayan bir voltaj düzeyine ve tüm pil paketinin artık boşalmamasına neden olur. Pil takımı şarj edildiğinde, ilk önce en düşük kapasiteli pil tam olarak şarj edilecek ve kalan piller daha fazla şarj edilmeyecektir. Elektrikli araçlarda bu, etkin toplam mevcut pil paketi kapasitesinde bir azalmaya neden olacak ve böylece aracın seyir menzilini azaltacaktır. Ayrıca düşük kapasiteli pillerin bozulması, şarj ve deşarj sonunda güvenlik koruma önlemleri devreye girmeden aşırı yüksek voltaja ulaştığı için hızlanacaktır.

Terminal cihazdan bağımsız olarak, pil paketindeki piller ne kadar çok seri ve paralel olarak istiflenirse, sorun o kadar ciddi olur. Açık çözüm, her pilin tamamen aynı olmasını sağlamak ve aynı pilleri aynı pil paketinde birleştirmektir. Bununla birlikte, pil empedansının ve kapasitesinin doğal üretim süreci farklılaşması nedeniyle, test etme kritik hale geldi – yalnızca kusurlu parçaları hariç tutmak için değil, aynı zamanda hangi pillerin aynı olduğunu ve hangi pil paketlerinin yerleştirileceğini ayırt etmek için. Pilin üretim sürecindeki deşarj eğrisinin özellikleri üzerinde büyük etkisi vardır ve sürekli değişmektedir.

Modern lityum iyon piller neden yeni test zorlukları getiriyor?

Pil testi yeni bir şey değil, ancak ortaya çıkmasından bu yana, lityum iyon piller test ekipmanının doğruluğu, verimi ve devre kartı yoğunluğu üzerinde yeni bir baskı oluşturdu.

Lityum iyon piller benzersizdir çünkü son derece yoğun enerji depolama kapasitesine sahiptirler. Yanlış doldurulur ve boşaltılırsa yangın ve patlamalara neden olabilir. Üretim ve test sürecinde, bu enerji depolama teknolojisi çok yüksek doğruluk gerektirir ve ortaya çıkan birçok uygulama bu gereksinimi daha da artırmaktadır. Şekil, boyut, kapasite ve kimyasal bileşim açısından lityum iyon pillerin türleri daha kapsamlıdır. Aksine, maksimum depolama kapasitesi ve güvenilirliği elde etmek için doğru şarj ve deşarj eğrilerinin doğru bir şekilde takip edilmesini sağlamaları gerektiğinden, test ekipmanını da etkileyeceklerdir. Ve kalite.

Tüm pillere uygun tek bir boyut olmadığından, farklı lityum iyon piller için uygun test ekipmanı ve farklı üreticilerin seçilmesi test maliyetini artıracaktır. Ek olarak, sürekli endüstriyel yenilik, sürekli değişen şarj-deşarj eğrisinin daha da optimize edilmesi anlamına gelir ve bu da pil test cihazını yeni pil teknolojisi için önemli bir geliştirme aracı haline getirir. Lityum iyon pillerin kimyasal ve mekanik özelliklerinden bağımsız olarak, üretim süreçlerinde sayısız şarj ve deşarj yöntemi vardır ve bu da pil üreticilerinin benzersiz test işlevlerine sahip olmalarını istemek için pil test cihazlarına baskı yapmasına neden olur.

Doğruluk açıkça gerekli bir yetenektir. Bu sadece yüksek akım kontrol doğruluğunu çok düşük bir seviyede tutma yeteneği anlamına gelmez, aynı zamanda şarj ve deşarj modları arasında ve farklı akım seviyeleri arasında çok hızlı geçiş yapma yeteneğini de içerir. Bu gereksinimler, yalnızca tutarlı özelliklere ve kaliteye sahip lityum iyon pillerin seri üretimi ihtiyacından kaynaklanmaz. Pil üreticileri ayrıca, şarjı değiştirmek gibi piyasada rekabet avantajı yaratmak için test prosedürlerini ve ekipmanını yenilikçi araçlar olarak kullanmayı umuyor. Kapasiteyi artırmak için algoritma.

Farklı pil türleri için çeşitli testler gerekli olsa da, günümüzün test cihazları belirli pil boyutları için optimize edilmiştir. Örneğin, büyük bir pili test ediyorsanız, daha büyük bir akıma ihtiyacınız vardır, bu da daha büyük endüktans, daha kalın teller ve diğer özellikler anlamına gelir. Bu nedenle, yüksek akımları kaldırabilecek bir test cihazı oluştururken dahil olan birçok yön vardır. Ancak birçok fabrika sadece tek tip pil üretmiyor. Bu piller için tüm test gereksinimlerini karşılarken bir müşteri için eksiksiz bir büyük pil seti üretebilir veya bir akıllı telefon müşterisi için daha küçük bir akımla bir dizi daha küçük pil üretebilirler. .

Artan test maliyetinin nedeni budur – pil test cihazı akım için optimize edilmiştir. Daha yüksek akımları kaldırabilen test cihazları genellikle daha büyük ve daha pahalıdır çünkü yalnızca daha büyük silikon levhalar değil, aynı zamanda elektromigrasyon kurallarını karşılamak ve sistemdeki parazitik voltaj düşüşlerini en aza indirmek için manyetik bileşenler ve kablolar da gerektirir. Fabrika, çeşitli tipteki pillerin üretimini ve denetimini karşılamak için herhangi bir zamanda çeşitli test ekipmanları hazırlamalıdır. Fabrika tarafından farklı zamanlarda üretilen farklı pil türleri nedeniyle, bazı test cihazları bu belirli pillerle uyumsuz olabilir ve kullanılmadan bırakılabilir, bu da test cihazının büyük bir yatırım olması nedeniyle maliyeti daha da artırır.

Sıradan lityum iyon pillerin seri üretimi için yaygın ve gelişmekte olan fabrikalar için veya test sürecini yenilik ve yeni pil ürünleri oluşturmak için kullanmak isteyen pil üreticileri için olsun, daha geniş bir yelpazeye uyum sağlamak için esnek test ekipmanı kullanmaları gerekir. piller. Kapasite ve fiziksel boyut, böylece sermaye yatırımını azaltır ve test ekipmanının yatırım getirisini artırır.

Tek bir entegrasyon test çözümünü uygun şekilde optimize etmeye çalışırken, birbiriyle çelişen birçok gereksinim vardır. Her tür lityum iyon pil test çözümü için her derde deva yoktur, ancak Texas Instruments (TI), maliyet etkinliği ve doğruluk arasındaki değiş tokuşu en aza indiren bir referans tasarım önerdi.

Yüksek akım uygulamaları için uygun, yüksek hassasiyetli test çözümü

Benzersiz pil testi senaryosu gereksinimleri her zaman mevcut olacaktır ve buna göre eşit derecede benzersiz bir çözüme ihtiyacı vardır. Bununla birlikte, ister küçük bir akıllı telefon pili, ister elektrikli bir araç için büyük bir pil takımı olsun, birçok lityum pil türü için uygun maliyetli bir test ekipmanı olabilir.

Piyasadaki birçok lityum iyon pilin gerektirdiği hassas, tam ölçekli şarj ve deşarj akımı kontrol doğruluğunu elde etmek için, Texas Instruments’ın 50-A, 100-A ve 200-A uygulamaları için modüler pil test cihazı referans tasarımı şunları kullanır: 50-A Ve 100-A pil test tasarımının kombinasyonu, 200-A maksimum şarj ve deşarj seviyesine ulaşabilen modüler bir versiyon oluşturmak için. Bu çözümün blok şeması Şekil 2’de gösterilmektedir.

Örneğin, TI, 50A’ya kadar şarj ve deşarj oranını destekleyen yüksek akım uygulamaları için pil test cihazı referans tasarımı için bir sabit akım ve sabit voltaj kontrol döngüsü benimser. Bu referans tasarım, aküye giren veya aküden çıkan akımı hassas bir şekilde düzenlemek için LM5170-Q1 çok fazlı çift yönlü akım kontrol cihazını ve INA188 enstrümantasyon amplifikatörünü kullanır. INA188, sabit akım kontrol döngüsünü uygular ve izler ve akım her iki yönde de akabileceğinden, SN74LV4053A çoklayıcı, INA188’in girişini buna göre ayarlayabilir.

Bu özel çözüm, birkaç önemli TI teknolojisini birleştirerek daha yüksek akım veya çok faz gerektiren uygulamalar için değiştirilebilir bir platform oluşturur ve uygun maliyetli bir test çözümü oluşturmanın fizibilitesini gösterir. Bu esnek ve ileriye dönük çözüm, yalnızca bugünün ihtiyaçlarını karşılamakla kalmaz, aynı zamanda, yakında test cihazının mevcut kapasitesinin 50A’yı aşmasına yönelik talebi artıracak olan otomotiv akülerinin gelecekteki büyüme eğilimini de tahmin eder.

Lityum-iyon pil test ekipmanı yatırımı maksimizasyonu

Texas Instruments’ın modüler pil test cihazı referans tasarımı, lityum iyon pil test ekipmanının yüksek hassasiyet, yüksek akım ve esneklik sorunlarını çözer. Bu referans tasarım, mevcut çeşitli pil şekillerini, boyutlarını ve kapasitelerini kapsar ve elektrikli araçlardaki ve güneş enerjisi santrallerindeki büyük pil paketleri ve akıllı telefonlar gibi tüketici elektroniğinde yaygın olarak bulunan küçük boyutlu piller gibi gelişmekte olan uygulamalarla başa çıkabilir. .

Lityum iyon pil testi için referans tasarım, daha düşük akımlı pil test ekipmanına yatırım yapmanızı ve bunları paralel olarak kullanmanızı sağlayarak farklı akım seviyelerine sahip birden çok mimaride pahalı yatırımlara olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Test ekipmanını çeşitli akım aralıklarında kullanma yeteneği, pil test ekipmanına yapılan yatırımı büyük ölçüde optimize edebilir, toplam maliyeti azaltabilir ve lityum iyon pil testinin değişen ihtiyaçlarına uyum sağlamak için esneklik sağlayabilir.
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