EN
За инженери по изследване и разработка на батерии, инженери по тестване и екипи за набавки на оборудване
РЕЗЮМЕ: При дискусиите за батерийно оборудване клиентите често поискват възможност за „отрицателно налягане“. Обаче „отрицателно налягане“ се отнася до два напълно различни концепта: вакуумно отрицателно налягане (пневматично) и отрицателен изходен напрежение (електрическо). Много проекти завършват с неподходящо оборудване, защото тези две концепции се смесват. Тази статия изяснява разликата, обяснява работните условия и ви помага да решите дали вашето тестване наистина изисква отрицателен изходен напрежение.
При специфициране на система за тестване на батерии „отрицателно налягане“ е едно от най-често срещаните устни изисквания. Същият израз може да се отнася до две напълно различни хардуерни функции. Ако изискването се разбере погрешно, доставената система може да не отговаря на плана за тестване — което води до забавяне на проекта.
Много хора също бъркат отрицателно напрежение с разряд . Нека започнем с ключевия извод:
Отрицателно напрежение ≠ разряд. Зареждането и разреждането описват посоката на тока и потока на енергията. Положителното и отрицателното напрежение описват полярността на напрежението между клемите на батерията. Това са два различни параметъра и не са задължително свързани.
Два вида "отрицателно налягане" — не ги бъркайте
1.1 Вакуумно отрицателно налягане (пневматично)
Това се отнася до налягане, по-ниско от стандартното атмосферно налягане, създадено от вакуумен насос.
Типично оборудване: оборудване за формиране на батерии, камери за изпитания при ниско налягане.
Основно се използва за отстраняване на газове по време на формирането на батерии или за симулиране на среда с ниско налягане / висока надморска височина.
⚠️ Важно: Стандартната система за изпитания на батерии за зареждане/разреждане НЕ не включва вакуумно отсмукване. Ако е необходима вакуумна среда за изпитания на батерии, нужна е отделна вакуумна изпитателна камера. Това не е електрическа функция на самата система за изпитания на батерии.
1.2 Изходно електрическо отрицателно напрежение (това, което клиентите обикновено имат предвид под "отрицателно налягане")
Това означава, че изходното напрежение на тестовата система може да преминава през 0 V и да се контролира в отрицателния диапазон на напрежението. Това е четириквадрантна, двупосочна тестова възможност.
На прост език: при нормална батерия положителният терминал има по-висок потенциал от отрицателния терминал, затова напрежението е положително. При обратна полярност потенциалът на положителния терминал става по-нисък от този на отрицателния терминал и напрежението изглежда отрицателно.
Когато клиентите казват, че им е необходима "отрицателна мощност", обикновено имат предвид следното — контролируем, контролируем отрицателен изход на напрежението , а не вакуумно изсмукване.
Защо отрицателното напрежение не е същото като разреждане
-
Зареждане / разреждане: наблюдавайте посоката на тока. Когато батерията освобождава енергия, токът излиза от положителния терминал — това е разреждане. При повечето стандартни тестове за разреждане напрежението на батерията остава положително и никога не навлиза в отрицателния диапазон на напрежението.
-
Положително / отрицателно напрежение: наблюдавайте полярността на терминалите. Това описва само потенциалната връзка между двата терминала. Няма нищо общо с посоката на енергийния поток.
В таблицата по-долу са показани четири типични работни режими и логиката на четирите квадранта, свързани с тях:
| Състояние | Състояние на напрежението | Посока на тока | ОПИСАНИЕ |
|---|---|---|---|
| Нормално зареждане | Положително напрежение |
Зарядният ток навлиза положителен край |
Стандартно напълване /разряден цикъл |
| Нормално разреждане | Положително напрежение |
Разрядният ток излиза от положителния терминал |
Производителността тестване на цикличния живот |
| Зареждане с обратна полярност | Отрицателно напрежение | Токът тече към положителния терминал |
Една клетка в серийна верига е прекалено разредена и заредена с обратна полярност от останалите клетки |
| Разряд с обратна полярност | Отрицателно напрежение | Токът излиза от положителния терминал | Рядко крайно повредено състояние на клетка |
Важно уведомление: Когато се появи отрицателно напрежение, батерията вероятно е в състояние на зареждане с обратна полярност, а не на разряд. Не приемайте, че „отрицателно напрежение“ означава „разряд“. При обратна полярност терминалното напрежение е отрицателно, но посоката на тока зависи от външната верига и трябва да се оценява отделно за всеки случай.
В кои тестови сценарии действително е необходим изход с отрицателно напрежение?
Не всеки тест на батерия изисква отрицателно напрежение. Стандартните тестове за капацитет, обичайното зареждане/разреждане и тестовете при различни скорости поддържат напрежението в положителния диапазон и не изискват отрицателно напрежение.
Следните сценарии за научноизследователска и развойна валидация изискват контролиран изход на отрицателно напрежение:
-
Симулация на обратна полярност и повреда от прекомерно разреждане на клетката
В мултиклетъчен низ една прекомерно разредена клетка може да бъде заредена в обратна посока от останалите клетки, което води до отрицателно напрежение с обратна полярност. Изходът с отрицателно напрежение възпроизвежда тази повреда, оценява поведението на клетката при отказ и проверява надеждността на логиката на BMS и защитната плоча. -
Симулация на реален спектър на пътната натовареност
По време на експлоатация на превозното средство или при превключване на преобразувателя за съхранение на енергия може да възникне кратковременен обратен поток на енергия, който предизвиква импулси на обратно напрежение. Тестовата система трябва да превключва безупречно между положително и отрицателно напрежение с висока скорост, за да възпроизведе реалните експлоатационни условия. -
характеризация на границата при 0 V
За силовите батерии и клетките за съхранение на енергия изучаването на работните характеристики при 0 V и зад точката на нулев потенциал подпомага дълбокото прекомерно разреждане и изследването на граничните условия за безопасност. -
Валидация на обратното устойчиво напрежение за BMS и защитни платки
Симулирането на обратно включване и повреди от обратен поток на енергия в системата потвърждава способността на BMS и защитните устройства да издържат вълни от обратно напрежение.
Как да разберете дали една система наистина поддържа изходно отрицателно напрежение
Четири точки за инженери по изпитания и екипи за набавки:
-
Първо уточнете понятието. Когато клиентът спомене „отрицателно налягане“, потвърдете дали има предвид вакуумно отрицателно налягане или изходно отрицателно електрическо напрежение. Това избягва недоразумения още в началото.
-
Различавайте „измерване на отрицателно напрежение“ от „изходно отрицателно напрежение“. Някои системи могат само пасивно да измерват отрицателно напрежение. Те не могат активно да генерират контролирано отрицателно напрежение, затова не могат да извършват симулации на повреди или тестване по спектър на пътната натовареност. Винаги потвърждавайте дали системата може изход отрицателно напрежение.
-
Потвърдете обхвата на отрицателното напрежение. Не спирайте при фразата „поддържа 0 V“. Зареждането при 0 V и изходът с отрицателно напрежение са две различни неща. Потвърдете конкретния обхват на напрежението и тока в отрицателната област и дали е поддържано двупосочното енергийно пренасяне.
-
Потвърдете защитните възможности. Тестването при отрицателно напрежение е граничен и опасен режим. Не заменяйте професионална батерийна тестваща система с модифицирана еднопосочна захранваща система. Без защита на хардуерно ниво това може да доведе до запалване на елемента или повреда на оборудването.
Ако работата ви включва само стандартни тестове за капацитет, цикъл и скорост, а напрежението винаги остава положително, нямате нужда от възможност за отрицателно напрежение.
Възможността за отрицателно напрежение може да се конфигурира според изискванията на проекта
Батерийните тестващи системи Zhuhai Jiuyuan поддържат четириквадрантно двупосочно изходно напрежение отрицателният диапазон на напрежението може да се конфигурира според изискванията на проекта. Моля, консултирайте се с нашите технически инженери за конкретните диапазони. Можем да предоставим възможност за тестване при отрицателно напрежение за приложения, вариращи от нисковолтови малки клетки до високоволтови големи батерийни пакети.
Типични нива на приложение:
| Етаж | Типичен обект за тестване | Конфигурация на каналите |
|---|---|---|
| Ниско напрежение | Малки клетки, модули | Многоканален, подходящ за групово тестване на клетки |
| Средна напрежение | Модули, пакети със средно напрежение | Многоканален, поддържа високи токови диапазони |
| Високо напрежение | Високоволтови батерийни пакети | По-малко канали, висока мощност, поддържа високоволтови условия |
Горната таблица е илюстрация на типичните нива на приложение. Конкретните стойности за напрежение, ток, мощност и брой канали могат да се конфигурират според изискванията на проекта. Моля, консултирайте се с нашите технически инженери за подробни диапазони.
Основни възможности при отрицателни напрежения:
-
Широк обхват на напрежението
Обхватът на напрежението е конфигурируем според изискванията на проекта и обхваща ниско, средно и високо напрежение. -
Висока точност в целия обхват
Точност на напрежението и тока: ±0,02 % от пълната скала; резолюция на напрежението ≤ 0,1 mV; резолюция на тока ≤ 0,1 mA. Високата точност на изхода и измерването се запазва и в областта на отрицателните напрежения — точността не намалява под 0 V. -
Бърз динамичен отклик
Време за отговор на тока: 5 ms (от 10 % до 90 %); време за превключване между зареждане и разреждане ≤ 5 ms (от –90 % до 90 %, при натоварена батерия, без преходни върхове). Поддържа тестове със спектър на пътната натовареност за 20 ms, за да се улавят преходни промени в обратното напрежение на милисекунден ниво. -
Регенерация на енергия
Коефициент на мощност ≥ 0,99 с възможност за обратно предаване на енергия. Енергията, генерирана по време на тестове в обратен режим, може да се връща в електрическата мрежа, което намалява енергийното потребление за тестване. -
Всеобхватна хардуерна защита
Интегрирана защита на батерията, защита при прекъсване на изходната линия, защита от прекалено високо напрежение, прекалено ниско напрежение, прекалено висок ток, претоварване, прекалено висока температура, защита от вълни на напрежение, анти-островна защита, мълниезащита, самодиагностика и хардуерна защита от прекалено висока температура. Поддържа възобновяване от точката на прекъсване и аварийно спиране. Тестването при отрицателно напрежение е гранично и опасно условие — хардуерната защита предпазва пробата, оборудването и персонала. -
Софтуерът е напълно адаптиран за условия с отрицателно напрежение
Поддържа агрегирано изобразяване по множество канали и пакетна операция, свързано управление на камерите, сравнение на данни за работните условия и изчисления с потребителски изрази. Данните при отрицателно напрежение се регистрират изцяло и могат да бъдат експортирани в шаблони на Excel за анализ на отказите.
Заключение
Тъй като изискванията за безопасност на батериите продължават да нарастват, граничните условия като обратна полярност и импулси на обратно напрежение са станали задължителни елементи за валидиране в много проекти. Контролируемият отрицателен напрежениен изход е ключова възможност на батерийните тестови системи от висок клас.
Батерийните тестови системи Zhuhai Jiuyuan поддържат конфигурируеми диапазони на отрицателно напрежение според изискванията на проекта, като осигуряват баланс между точност, скорост на отклик и защита за изследователската и развойна валидация на клетки, модули и пакети.
Ако имате нужда да оцените дали вашият проект изисква възможност за отрицателно напрежение или да потвърдите диапазона на отрицателно напрежение и конфигурацията на канала, моля, свържете се с нашите технически инженери.
Съдържание
- Два вида "отрицателно налягане" — не ги бъркайте
- Защо отрицателното напрежение не е същото като разреждане
- В кои тестови сценарии действително е необходим изход с отрицателно напрежение?
- Как да разберете дали една система наистина поддържа изходно отрицателно напрежение
- Възможността за отрицателно напрежение може да се конфигурира според изискванията на проекта
- Заключение