Литий-иондық батарея сыйымдылығын сынау

Кіріспе: Литий-иондық батареялар үшін сыйымдылықты сынаудың маңызы

Литий-иондық батареялар электрлік көліктер мен энергия сақтау жүйелерінен бастап тасымалданатын электрондық құрылғыларға дейінгі заманауи өмірдегі ауыстырылмайтын энергия көзіне айналды.

Литий-иондық батареяның сыйымдылығы оның жұмыс істеу уақытын, сенімділігін және жалпы өнімділігін тікелей анықтайды — электрлік автомобильдің уәде етілген қашықтыққа жетуін немесе тұрғын үйдегі энергия сақтау жүйесінің үзілістер кезінде қуатты қамтамасыз етуін қамтамасыз ету.

Мұнда литий-иондық аккумуляторлардың сыйымдылығын тексеру маңызды рөл атқарады. Дәлдікпен жүргізілген сыйымдылықты тексеру тек өндірушілерге өнім сапасын тексеруге ғана емес, сонымен қатар пайдаланушыларға аккумулятордың жағдайын бағалауға, қызмет ету мерзімін болжауға және күтпеген дұрыс емес жұмыс істеуді болдырмауға көмектеседі.

Шынайы қолданбалы жағдайларда біз жаңа энергетика саласындағы көптеген клиенттермен ынтымақтастық жасап, маңызды мәселелерді шештік. Мысалы, электрлік көліктердің аккумуляторлық модульдерін шығаратын алдыңғы қатарлы компания өз өнімдерінде уақыттың қысқаруына байланысты мәселеге тап болды.

Дәлдікпен жүргізілген сыйымдылықты тексеру арқылы біз проблеманың негізгі себебі — элементтердің сыйымдылығындағы нәзік айырмашылықтар екенін анықтадық, бұл клиентке өндірістік процестерді тиімдестіруге және өнімнің біркелкілігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік берді. Сыйымдылықты тексеру циклдық қызмет ету мерзімі, ішкі кедергі және жұмыс режимін модельдеу кезіндегі реакция сияқты кеңірек аккумуляторлық өнімділікті бағалаудың негізі болып табылады.

Литий-иондық аккумуляторлардың сыйымдылығын тексерудің негізгі принциптері

Сыйымдылықты тексеруді түсіну үшін оның негізгі принциптерін меңгеру қажет, себебі бұл батареяның жалпы өнімділігін бағалаудың негізі болып табылады. Әдетте ампер-сағатпен (Ah) өрнектелетін батарея сыйымдылығы — белгілі бір шарттарда батареяның беруі мүмкін электр зарядының жалпы көлемін білдіреді. Тексеру процесі негізінен бақыланатын зарядтау мен разрядтау циклдерін қамтиды, онда батарея стандартталған ток пен кернеу профилі арқылы толық зарядталады, содан кейін белгіленген қиып тастау кернеуіне дейін тұрақты жылдамдықпен разрядталады. Разрядтау кезінде берілген жалпы заряд батареяның нақты сыйымдылығы ретінде есептеледі.

Бақылау дәлдігіне бірнеше факторлар маңызды әсер етеді. Біріншіден, «С-жылдамдық» деп аталатын разряд жылдамдығы саланың стандарттарына немесе қолдану талаптарына сәйкес келуі тиіс. 1C разряд жылдамдығы аккумулятордың бір сағат ішінде толығымен разрядталуын білдіреді, ал 0,5C жылдамдық екі сағатты құрайды. Тиісті емес C-жылдамдықты қолдану нәтижелердің бұрмалануына әкелуі мүмкін: жоғары жылдамдықтар ішкі кедергі шығындарына байланысты сыйымдылықты төмен бағалауға мәжбүр етеді. Екіншіден, температураны бақылау маңызды. Литий-ионды аккумуляторлар батареяның ішіндегі химиялық реакцияларға температураның шектеулі диапазоны (әдетте 20-25°C) әсер ететіндіктен, осы диапазонда ең жақсы жұмыс істейді. Біздің бақылау шешімдеріміз нақты температураны бақылауды қамтиды, соның арқасында нәтижелер шынайы жұмыс жағдайларын көрсетеді. Сонымен қатар, тоқтау кернеуі стандарттарына қатаң бағыну аккумулятордың ластануынан және бақылау деректерінің бұрмалануынан сақтайды. Халықаралық электротехникалық комиссиясы (IEC) сияқты салалық органдар осы параметрлер үшін анық нұсқаулар әзірлеген, стандартизацияланған бақылау сыйымдылықты бағалаудың сенімді негізі болып табылады.

Жоғары сапалы литий-иондық батарея сыйымдылығын тестерінің негізгі сипаттамалары

Литий-иондық батарея сыйымдылығын тестерін таңдағанда -дәлдікті, сенімділікті және үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін кейбір сипаттамалар міндетті болып табылады. Негізгі фактор — дәлдік: сыйымдылықты дәл есептеу үшін тестер токты, кернеуді және уақытты жоғары ажырату қабілетімен өлшеуі тиіс. Біздің шешімдеріміз ±0,05% кернеу мен ток дәлдігін және ±0,001 Гц жиілік тұрақтылығын қамтамасыз етеді, осылайша сыйымдылықтың ең азырақ өзгерістерін сенімді байқауға мүмкіндік береді. Сыйымдылықты өлшеуден тыс, бұл тестерлер батареяның нақты жұмыс жағдайларындағы өнімділігін бағалау үшін орташа және жүктемелік модельдеуді де қолдайды.

Байланыс мүмкіндіктері де маңызды аспект болып табылады, өйткені үздіксіз деректер беру және қашықтан басқару сынақтың тиімділігін арттырады. Дәстүрлі USB негізіндегі байланыстан өзгеше, алдыңғы қатарлы тестерлер қатаң сынақ сценарийлеріне арналған өнеркәсіптік деңгейдегі байланыс протоколдарын қолданады. Бұл протоколдар кедергіге төзімділіктің жоғары деңгейімен, беріліс қашықтығының ұзартылуымен және көп құрылғылы желілеуге берілетін мықты қолдаумен ерекшеленеді — бұл оларды аккумуляторлар өндірісі желілері немесе энергия сақтау зертханалары сияқты ірі масштабты сынақ орталары үшін идеалды таңдауға айналдырады. Мысалы, тізбектелген желілік топологияны қолдану бірнеше тестерді ыңғайлы түрде байланыстыруға, сымдардың орналасуын ықшамдауға және бүкіл сынақ жүйесін орталықтандырып басқаруға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, бұл өнеркәсіптік деңгейдегі протоколдар тестерлер мен жоғарғы деңгейлі басқару бағдарламалары арасындағы үздіксіз байланысты қамтамасыз етіп, нақты уақыт режимінде деректерді тіркеуге, автоматтандырылған есептерді құруға және сынақ процестерін тиімдестіруге мүмкіндік беретін толық тарихи деректерді талдауға мүмкіндік береді.

Энергия тиімділігі де басты мәселе. Дәстүрлі кедергі жүктемесін сынаушылар төгілу кезінде жылу түрінде едәуір энергияны ысырап етеді. Алайда қазіргі уақыттағы сыйымдылық тестілеушілерге екі бағыттағы қуат ағыны технологиясы қосылған. Бұл энергия тұтынуын 9698,5%-ға, қуат деңгейіне байланысты азайта алады, сонымен қатар, операциялық шығындарды төмендетеді бұл біздің клиенттер үлкен көлемде өндіріс және энергия сақтау жобаларында жоғары бағалайтын ерекшелік s .

Литий-ионды батареялардың сыйымдылығын сынаудың практикалық қолданылуы

Сыйымдылықты тестілеу әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады, олардың әрқайсысының өзіндік талаптары бар. Электрлік көліктер (EV) саласында дәлме-дәл сыйымдылықты тестілеу аккумулятор блоктарының жүріс қашықтығына берген міндеттемелерін орындауын қамтамасыз етеді. Өндірушілер қалалық жағдайлардан бастап ұзақ қашықтықтағы саяхаттарға дейінгі әртүрлі жағдайларда аккумулятордың жұмыс істеуін растау үшін ғылыми-зерттеу және өндіріс кезеңдерінде қатаң сыйымдылықты тестілеуге сүйенеді. Біздің тестерлер электрлік жеңіл автомобильдер, жүк көліктері және тіпті eVTOL (электрлік вертикальды ұшу және қону ұшақтары) үшін аккумулятор блоктарын тестілеу үшін пайдаланылды, бұл өндірушілерге аккумулятор дизайндарын тиімдестіруге және көлік құралдарының жалпы өнімділігін жақсартуға көмектесті.

Тұрақты энергия сақтау жүйелерінде (ESS) — желілік, коммерциялық және тұрғын үй сақтау жүйелерін қоса алғанда — сенімді электрмен жабдықтауды қамтамасыз ету үшін сыйымдылықты сынақтан өткізу маңызды. Мысалы, дерек орталығын қолдауға арналған коммерциялық сақтау жобасы мыңдаған зарядтау-разрядтау циклі кезінде батареялардың тұрақты сыйымдылығын сақтауды талап етеді. Регулярлы сыйымдылықты сынақтан өткізу операторларға батареяның бетондануын бақылауға, жөндеу жұмыстарын жоспарлауға және электр үзілулерінен қашуға мүмкіндік береді. Біздің шешімдеріміз ESS қолданбаларының әртүрлі қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жоғары сыйымдылықты батарея пакеттерімен жұмыс істеуге және жеке ұяшықтар мен модуль деңгейіндегі сынақтарды қолдауға арналған.

Смартфондар, ноутбуктар және портативтік аккумуляторлар сияқты тұтынушылық электроника да сыйымдылықты тестілеуден пайда көреді. Өндірушілер оны өз өнімдерінің жарияланған батарея қызмет ету мерзіміне сәйкес келетінін қамтамасыз ету үшін қолданады, ал үшінші тараптық тестілеу зертханалары өнімнің сипаттамаларының дұрыстығын тексеру үшін оған сүйенеді. Аэрокосмостық дрондар мен ғарыш кемелерінің қуат жүйелері сияқты арнайы қолданбаларда мінсияның сәтті өтуін қамтамасыз ету үшін дәл сыйымдылықты тестілеуді талап етеді, өйткені мұндай жағдайларда батареяның істен шығуы ауыр салдарларға әкелуі мүмкін.

Литий-иондық батареялардың сыйымдылығын тиімді тестілеу бойынша ең жақсы тәжірибелер

Батареяның жалпы өнімділігін бағалаудың негізі болып табылатын сыйымдылықты тестілеу кезінде сенімді және тұрақты нәтижелер алу үшін ең жақсы практикаларға сәйкес әрекет ету қажет. Біріншіден, тестерді регулярлы түрде калибрлеу керек. Уақыт өте келе электрондық компоненттер дрейфті тудыруы мүмкін және өлшеу дәлдігіне әсер етеді. Ұлттық метрология институттарымен сертификатталған стандарттарға сәйкес калибрлеу тестердің белгіленген допусстар шеңберінде жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Жиі пайдалану үшін біз төрт ай сайынғы, ал сирек тестілеу үшін жылына бір рет калибрлеуді ұсынамыз.

Екіншіден, тестілеу ортасын бақылау керек. Бұрын айтылғандай, температура батарея өнімділігіне үлкен әсер етеді. Тұрақты ортаны (20-25°C оптимальды) қамтамасыз ету үшін температурасы реттелетін камера ішінде тестілеуді жүргізіңіз. Тестерге немесе батареяға зақым келтіруі мүмкін ылғалдылық пен шаңды ортада тестілеуден аулақ болыңыз.

Үшіншіден, сынақ процедурасын стандарттау. Зарядтау мен разрядтау жылдамдықтары, өшетін кернеулер және демалыс уақыттары бойынша өнеркәсіп стандарттарын (мысалы, екінші реттік литий-ионды аккумуляторлар үшін IEC 61960) немесе шарт-сапалық сипаттамаларды қатаң сақтау қажет. Процедураның біркелкілігі әртүрлі аккумулятор партиялары немесе әртүрлі сынақ сессиялары арасындағы нәтижелерді салыстыруға мүмкіндік береді.

Төртіншіден, сынақ деректерін толық талдау. Аккумулятордың денсаулығы туралы толық ақпаратты бір ғана сыйымдылық көрсеткіші бермейді. Тозу динамикасын анықтау үшін бірнеше зарядтау-разрядтау циклдары бойынша сыйымдылықты бақылаңыз. Біздің тестерлеріміз қолданушыларға аккумуляторды пайдалану және ауыстыру туралы дұрыс шешім қабылдауға көмектесетін сыйымдылықтың сақталу деңгейі, ішкі кедергі өзгерістері және циклдық қызмет ету мерзімі болжамдарын қоса алатын егжей-тегжейлі есепттемелерді генерациялайтын деректерді талдау бағдарламасымен интеграцияланған.

Соңында, аккумуляторлармен ұқыпты жұмыс істеңіз. Тестілеу кезінде аккумулятордың зарядының тым көп болуын немесе тым төмен болуынан аулақ болыңыз, себебі бұл аккумуляторға зақым келтіруі мүмкін және оның жұмыс істеу мерзімін қысқартуы мүмкін. Қысқа тұйықталу немесе жылулық бейберекетті болдырмау үшін изоляцияланған қолғаптар мен көзілдірік сияқты қауіпсіздік құралдарын пайдаланыңыз және аккумулятормен жұмыс істеудің дұрыс ережелерін сақтаңыз.

Қорытынды

Литий-ионды аккумуляторлардың сыйымдылығын тестілеу — электрлік көліктер мен энергия сақтау жүйелерінен бастап тұтынушы электроникасы мен әуебаспалдақ технологияларына дейінгі кең қолданылатын салаларда аккумулятордың жұмыс уақытын, денсаулығын және сенімділігін қамтамасыз ететін негізгі процесс болып табылады. Дәлме-дәл сыйымдылықты өлшеу маңызды болса да, сонымен қатар зарядтау/разрядтау тиімділігі, ішкі кедергі, циклдық қызмет көрсету мерзімі, жылулық тәртібі және модельденген жұмыс жағдайларындағы реакция сияқты кеңірек аккумулятордың өнімділігін бағалаудың негізін де құрайды.

Жоғары сапалы аккумуляторлардың жұмыс істеуін тексеру жүйесі — дәл өлшеу, алдыңғы қатарлы байланыс интерфейстері, энергияны үнемдеу технологиясы, ыңғайлы бағдарламалық жабдық, сондай-ақ экологиялық және жүктеме симуляциялау мүмкіндіктерімен жабдықталған, нақты, қайталанатын және мағыналы нәтижелер алуға мүмкіндік береді. Регулярлы калибрлеу, бақыланатын орта, стандартталған процедуралар мен жұмыс режимдерін симуляциялау сияқты ең жақсы тәжірибелерге сүйене отырып, пайдаланушылар аккумуляторлардың әрекетін толық түсініп, нақты жағдайларда олардың жұмыс істеуін оптимизациялай алады.

Чжухай Цзюйюаньда біз жоғары дәлдіктегі, интеллектуалды және көпфункционалды аккумуляторларды тестілеу шешімдерін ұсынуға міндеттеміз. Біздің жүйелер жаңа энергетика саласының әртүрлі қажеттіліктерін қанағаттандырады, инновациялар мен таза энергияны енгізуді қолдайды. Сіз өндіруші, зертхана немесе соңғы пайдаланушы болуыңыздан қарамастан, біздің шешімдеріміз литий-ионды аккумуляторлардың сыйымдылығын дәл анықтау және жалпы өнімділікті бағалау арқылы олардың толық потенциалын ашуға көмектеседі.