بسته‌های باتری سفارشی: تجهیزات آزمایشی در حال توسعه و تولید نوشته شده توسط آنتون بک ارسال شده در 30 مارس 2022 ساعت 9:48 ق.ظ.

هنگام توسعه یک بسته باتری سفارشی، ملاحظات الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی زیادی وجود دارد.علاوه بر تصمیم گیری در مورد شیمی سلول، مشتری همچنین باید بداند که بسته باتری چگونه ممکن است در شرایط مختلف محیطی مرتبط با کاربرد عمل کند.آنها می خواهند از عمر مفید باتری، نرخ شارژ/دشارژ، و خطرات احتمالی که ممکن است در هنگام استفاده از بسته باتری رخ دهد، بدانند.

آزمایش بسته های باتری به یک مرحله ضروری در فرآیند توسعه و تولید تبدیل می شود.این به مشتری این امکان را می دهد که بفهمد باتری چگونه کار می کند و اجازه می دهد تا قبل از شروع تولید کامل، تغییراتی برای رفع هر گونه مشکل ایجاد شود.

یاد بگیرید که چگونه هزینه بسته باتری و زمان تحویل محصول نهایی خود را کاهش دهید

ملاحظات الکتریکی و مکانیکی برای توسعه بسته باتری

جنبه‌های الکتریکی و مکانیکی ممکن است با تعیین میزان تخلیه و شارژ روی ظرفیت سلولی بسته باتری تمرکز کنند.ملاحظات دیگر شامل نحوه پیکربندی باتری ها در بسته، مانند موازی یا سری، و نحوه اتصال هر سلول به صورت داخلی در بسته است.موارد دیگری که باید در نظر بگیرید دمای بسته باتری در هنگام استفاده است که توسط اتصالات الکتریکی ایجاد می شود و همچنین ترکیب شیمیایی باتری، مقاومت الکتریکی جریان، وضعیت شارژ (SoC)، دمای سلول و وضعیت سلامت (SoH) ) از جمله عوامل دیگر.

برای باتری های مبتنی بر لیتیوم، یک سیستم مدیریت باتری (BMS) باید در بسته باتری گنجانده شود.این سیستم سلول های باتری را مدیریت می کند تا اطمینان حاصل کند که آنها در پارامترهای تعریف شده کار می کنند.اگر سلول ها دچار نوعی خرابی، خرابی یا گرم شدن بیش از حد شوند، سیستم BMS فعال می شود تا جریان سلول های باتری را قطع کند.

انواع تجهیزات تست بسته باتری

انواع مختلفی از تجهیزات تست بر اساس بسته باتری، آزمایش‌هایی که انجام می‌شوند و سایر عوامل استفاده می‌شوند.سه نوع متداول تستر دستی، الکترونیکی و خودکار هستند.

نمونه ای از یک دستگاه تست بسته باتری سفارشی.

تست کننده های دستی:آزمایش کننده های دستی برای نسل ها مورد استفاده قرار گرفته اند.در حالی که تسترهای الکترونیکی و خودکار معمولاً در آزمایشگاه‌ها یافت می‌شوند، آزمایش‌کننده‌های دستی هنوز هم گاهی اوقات مورد استفاده قرار می‌گیرند.دو راه اندازی تست - یک مقاومت فیزیکی و یک منبع DC - استفاده می شود.مقاومت فیزیکی برای تخلیه باتری استفاده می شود زیرا منبع DC باتری را شارژ می کند.این نوع آزمایش می‌تواند پیچیده و زمان‌بر باشد زیرا باید از سیم‌کشی و تجهیزات اضافی (مانند DMMS و رله‌ها) برای جابه‌جایی بین بارهای مختلف و همچنین اندازه‌گیری استفاده شود.

تست کننده های الکترونیکی:مهندسان اغلب تسترهای الکترونیکی سفارشی می سازند تا پارامترهای تست را با نیازهای برنامه هماهنگ کنند و پارامترهای بسته باتری را ارزیابی کنند.تسترهای الکترونیکی دارای یک بار DC الکترونیکی و یک منبع DC الکترونیکی در یک سیستم هستند.پارامترهای تست اندازه گیری در بار و منبع برنامه ریزی می شوند.تجهیزات جداگانه مانند DMM، رله‌های ایمنی، DAQ و مبدل‌ها همچنان مورد نیاز این تسترها هستند.در حالی که اندازه گیری ها و اتوماسیون داخلی بهبود یافته وجود دارد، هنوز هم می تواند یک فرآیند پیچیده باشد که زمان می برد.

تست کننده های خودکار:تسترهای خودکار قطعات تسترهای الکترونیکی را می گیرند و آنها را با ابزارهای اندازه گیری داخلی و خودکار ترکیب می کنند.در یک راه اندازی واحد یک بار DC الکترونیکی و یک منبع DC الکترونیکی وجود دارد.سپس قابلیت های قابل برنامه ریزی در تستر قرار می گیرد.تسترهای خودکار ممکن است به صورت سفارشی برای بسته باتری و کاربرد ساخته شوند یا محصولات تجاری خارج از قفسه باشند.در صورت دستیابی به یک مدل خارج از قفسه، ممکن است بسته به سازنده تستر، ادغام ها و ویژگی های اضافی محدودی وجود داشته باشد.

تست برای بسته های باتری

تجهیزات تست برای آزمایش نحوه عملکرد بسته های باتری در یک فرآیند کنترل شده و شبیه سازی شده توسعه یافته اند.این آزمایش امکان برنامه ریزی بیشتر سیستم های الکتریکی و همچنین کالیبراسیون را فراهم می کند.به خاطر داشته باشید که آزمایش فقط یک بار در مراحل توسعه و تولید انجام نمی‌شود، بلکه در فواصل زمانی جداگانه هنگام آزمایش مدار الکتریکی قبل از اتصال به سلول‌ها و پس از مونتاژ تقریباً بسته (تست خط نهایی) انجام می‌شود.انواع تست بسته باتری ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• تست های تعادلی تحقیق و توسعه (R&D).
• اندازه گیری ظرفیت
• خواص پیری باتری
• اثرات استرس مکانیکی
• اثرات SoH
• عملکرد شارژ سریع
• عملکرد محیطی شبیه سازی شده
• تست شارژ/تخلیه

تست شارژ و دشارژ شامل داشتن یک فیکسچر متنی برای قرار دادن انرژی در باتری برای ارزیابی شارژ یا ایجاد بار برای تخلیه انرژی در بسته باتری است.استفاده از این نوع فیکسچر متنی به مهندس این امکان را می دهد که ظرفیت باتری یا افزایش دما در حین تخلیه با نرخ های متفاوت را بررسی کند.

برای ارزیابی تخلیه، فیکسچر تست بین کاتد و آند متصل می شود.انرژی با حرکت کاتیون ها و الکترونیک از آند به سمت کاتد خارج می شود.برای ارزیابی بار، تستر جریان را به سلول های باتری وارد می کند، زیرا الکترون ها از کاتد به آند حرکت می کنند.

تست اعتبارسنجی سخت افزار BMS و داده ها

در حالی که آزمایش مدار معمولاً پس از چاپ انجام می شود برد مدار کامل است، تست نرم افزار BMS و سخت افزار هنگام مونتاژ بسته انجام می شود.بسته باتری چرخه می شود در حالی که مهندس نحوه کار نرم افزار و سخت افزار BMS با سلول ها را ارزیابی می کند.اندازه گیری ها برای طیف وسیعی از جنبه ها شامل دما، جریان، ولتاژ، SoC و انرژی انجام می شود.این آزمایش تضمین می کند که BMS همانطور که برای رویه های ایمنی و برای محاسبه ظرفیت بسته باتری در نظر گرفته شده است کار می کند.

جدول زمانی برای تجهیزات تست بسته باتری

هنگام به دست آوردن تجهیزات تست تولید سفارشی، جدول زمانی برای تجهیزات آزمایشی بر اساس اندازه بسته باتری، پیچیدگی تجهیزات الکترونیکی و BMS و نوع اندازه گیری هایی که روی بسته انجام می شود، برای هر مشتری منحصر به فرد خواهد بود.

توسعه تستر باید پس از به دست آوردن اسناد مورد نیاز در مورد بسته های باتری، ظرفیت سلول و نیازهای برق برنامه شروع شود.از آنجایی که این تسترها در مراحل مختلف چرخه عمر بسته مورد استفاده قرار می گیرند، باید زمانی که بسته باتری در هر مرحله تولید حرکت می کند، مونتاژ و آماده شوند.سپس اندازه‌گیری‌ها می‌توانند در حین تحقیق و توسعه، تولید و تعمیر انبار احتمالی آغاز شوند.

تعداد تست های مورد نظر و ضروری نیز باعث شکل گیری و تغییر تایم لاین می شود.اگر در حین آزمایش با مشکلی مواجه شد، بسته‌های باتری تحت آزمایش‌های ثانویه قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که اصلاحات لازم با موفقیت انجام می‌شوند یا اگر باید تغییرات اضافی انجام شود.

خلاصه

مشتریان باید به آزمایش‌کننده‌های باتری به‌عنوان یک رویه ضروری که صرفه‌جویی طولانی‌مدت در هزینه‌ها را ارائه می‌دهد، نگاه کنند.در حالی که نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه بزرگ در تجهیزات و هزینه‌های اضافی با به دست آوردن و تجزیه و تحلیل داده‌های اندازه‌گیری دارد، یک تستر بسته باتری تضمین می‌کند که بسته‌های با کیفیت بالاتر از خط تولید خارج می‌شوند که در برنامه مورد نظر با حداقل خطر خرابی کار می‌کنند.کار با سازنده ممکن است به مشتریان کمک کند تا توسعه و تولید این آزمایش‌کننده‌ها و همچنین جدول زمانی آزمایش‌ها را که در برنامه زمان‌بندی تولید نقش دارد، درک کنند.