EN
Для інженерів з досліджень і розробок акумуляторів, інженерів з випробувань та команд з закупівлі обладнання
ПІДСУМКИ: Під час обговорення обладнання для акумуляторів клієнти часто просять забезпечити можливість «негативного тиску». Проте термін «негативний тиск» стосується двох абсолютно різних понять: вакуумний негативний тиск (пневматичного) та вихідне напруга від'ємного поля (електричного). Багато проектів завершуються закупівлею неправильного обладнання через плутанину між цими двома поняттями. У цій статті пояснюється різниця між ними, описуються умови експлуатації й надається допомога у визначенні того, чи потрібен вашим випробуванням вихід негативної напруги.
При визначенні технічних вимог до системи випробування акумуляторів «негативний тиск» є однією з найпоширеніших усних вимог. Однак цей самий термін може стосуватися двох принципово різних функцій апаратного забезпечення. Якщо вимогу неправильно зрозуміти, поставлене обладнання може не відповідати плану випробувань — що призведе до затримок у проекті.
Багато людей також плутають негативну напругу з розрядом . Почнемо з ключового висновку:
Негативна напруга ≠ розряд. Заряджання та розряджання описують напрямок струму й потік енергії. Додатна й від’ємна напруга описують полярність напруги між клемами акумулятора. Це два різні виміри, і вони не обов’язково пов’язані.
Два типи «негативного тиску» — не плутайте їх
1.1 Вакуумний від’ємний тиск (пневматичний)
Це означає тиск навколишнього середовища нижче стандартного атмосферного тиску, створений вакуумним насосом.
Типове обладнання: обладнання для формування акумуляторів, камери низького тиску для випробувань.
Його використовують переважно для дегазації під час формування акумуляторів або для імітації умов низького тиску / високогір’я.
⚠️ Головний момент: Стандартна система випробувань акумуляторів на заряджання/розряджання ні не має функції вакуумного відкачування. Якщо для випробувань акумуляторів потрібне вакуумне середовище, необхідна окрема вакуумна випробувальна камера. Це не електрична функція самої системи випробувань акумуляторів.
1.2 Вихідна від’ємна напруга (те, що зазвичай мають на увазі замовники під терміном «від’ємний тиск»)
Це означає, що вихідна напруга тестової системи може перетинати 0 В і керуватися в діапазоні негативної напруги. Це чотирьохквадрантна двонапрямлена тестова здатність.
Простими словами: у звичайної батареї позитивний вивід має вищий потенціал, ніж негативний вивід, тому напруга є позитивною. За умов зворотної полярності потенціал позитивного виводу стає нижчим за потенціал негативного виводу, і напруга набуває негативного значення.
Коли клієнти кажуть, що їм потрібен «негативний тиск», зазвичай вони мають на увазі — кероване, кероване вихідне негативне напруження , а не вакуумне відкачування.
Чому негативна напруга — це не те саме, що розряд
-
Заряд / розряд: зверніть увагу на напрямок струму. Коли батарея віддає енергію, струм виходить із позитивного виводу — це й є розряд. У більшості стандартних тестів розряду напруга батареї залишається позитивною й ніколи не входить у діапазон негативної напруги.
-
Позитивна / негативна напруга: зверніть увагу на полярність виводів. Це описує лише потенційний зв’язок між двома клемами. Це не має нічого спільного з напрямком потоку енергії.
У таблиці нижче наведено чотири типові режими роботи та логіку чотирьох квадрантів, що стоїть за ними:
| Стан | Стан напруги | Напрямок струму | ОПИС |
|---|---|---|---|
| Звичайне заряджання | Додатна напруга |
Струм заряджання надходить у позитивний термінал |
Стандартне зарядження /циклічний розряд |
| Нормальний розряд | Додатна напруга |
Струм розряду виходить із позитивного контакту |
Потужності та тестування терміну служби при циклічному заряджанні-розряджанні |
| Заряджання з оберненою полярністю | Негативна напруга | Струм тече в позитивний затискач |
Одна комірка в послідовному з’єднанні перерозряджається й зазнає зворотного заряджання іншими комірками |
| Заряджання зі зворотною полярністю | Негативна напруга | Струм виходить із позитивного затискача | Рідкісний екстремальний стан відмови комірки |
Важлива увага: Коли виникає негативна напруга, акумулятор, ймовірно, перебуває в стані зворотного заряджання, а не розряджання. Не вважайте, що «негативний тиск» означає «розряд». За умов зворотної полярності напруга на затискачах є негативною, проте напрямок струму залежить від зовнішнього кола й має оцінюватися окремо для кожного випадку.
У яких сценаріях тестування справді потрібен вихід негативної напруги?
Не всі тести акумуляторів потребують негативної напруги. Стандартні тести ємності, звичайні цикли заряджання/розряджання та тести за швидкістю підтримують напругу в позитивному діапазоні й не вимагають негативної напруги.
Наступні сценарії науково-дослідних перевірок потребують керованого вихідного значення негативної напруги:
-
Моделювання несправності зворотної полярності елемента та надмірного розряду
У багатоелементному ряді надмірно розряджений елемент може заряджатися в зворотному напрямку іншими елементами, що призводить до виникнення негативної напруги зворотної полярності. Вихідна негативна напруга відтворює цю несправність, дозволяє оцінити поведінку елемента під час виходу з ладу та перевірити надійність логіки системи управління акумулятором (BMS) та плати захисту. -
Моделювання реального спектра навантаження на дорозі
Під час руху транспортного засобу або перемикання перетворювача системи накопичення енергії може виникнути тимчасовий зворотний потік енергії, що призводить до стрибків негативної напруги. Тестова система має безперервно та з високою швидкістю перемикатися між позитивною та негативною напругою, щоб відтворити реальні умови експлуатації. -
характеризація на межі 0 В
Дослідження характеристик потужних акумуляторів та елементів систем накопичення енергії при напрузі 0 В і нижче нульового потенціалу сприяє вивченню глибокого надмірного розряду та визначенню меж безпеки. -
Перевірка стійкості системи управління акумулятором (BMS) та плати захисту до зворотної напруги
Імітація зворотного підключення та несправностей зворотного потоку енергії в системі перевіряє здатність BMS і захисних пристроїв витримувати сплески зворотної напруги.
Як визначити, чи система справді підтримує вихід негативної напруги
Чотири пункти для інженерів-випробувачів та команд закупівель:
-
Спочатку уточніть поняття. Коли замовник каже «негативний тиск», уточніть, чи мається на увазі вакуумний негативний тиск чи вихід електричної негативної напруги. Це допомагає уникнути недорозумінь на ранніх етапах.
-
Розрізняйте «вимірювання негативної напруги» та «вихід негативної напруги». Деякі системи можуть лише пасивно вимірювати негативну напругу. Вони не можуть активно виходити керовану негативну напругу, тому не здатні виконувати імітацію несправностей або випробування за спектром навантаження на дорозі. Завжди уточнюйте, чи може система вихід виходити негативну напругу.
-
Уточніть діапазон негативної напруги. Не зупиняйтесь на фразі «підтримує 0 В». Заряджання при 0 В і вихідна негативна напруга — це дві різні речі. Підтвердьте конкретний діапазон напруги та струму в негативній області й те, чи підтримується двонапрямлений потік енергії.
-
Підтвердьте можливості захисту. Тестування при негативній напрузі — це граничний і небезпечний режим. Не замінюйте професійну систему тестування акумуляторів модифікованим одностороннім джерелом живлення. Без захисту на рівні апаратного забезпечення це може призвести до займання елементів або пошкодження обладнання.
Якщо ваша робота обмежується стандартними тестами ємності, циклів і швидкості заряджання/розряджання, а напруга завжди залишається додатною, вам не потрібна здатність працювати з негативною напругою.
Можливість видачі негативної напруги може бути налаштована залежно від вимог проекту
Системи тестування акумуляторів Zhuhai Jiuyuan підтримують двонапрямлений вихід у всіх чотирьох квадрантах негативний діапазон напруги можна налаштувати згідно з вимогами проекту. Зверніться до наших інженерів-техніків для отримання конкретних діапазонів. Ми забезпечуємо можливість тестування негативної напруги для застосувань від маловольтних малих акумуляторних елементів до високовольтних великих акумуляторних батарей.
Типові рівні застосування:
| Ярус | Типовий об’єкт тестування | Конфігурація каналів |
|---|---|---|
| Низька напруга | Малі акумуляторні елементи, модулі | Багатоканальний, підходить для серійного тестування акумуляторних елементів |
| Середньої частоти | Модулі, акумуляторні батареї середньої напруги | Багатоканальний, підтримує високі струмові діапазони |
| Високе напругу | Високовольтні акумуляторні батареї | Менше каналів, висока потужність, підтримує умови високої напруги |
Наведена вище таблиця — це типова ілюстрація рівнів застосування. Конкретні значення напруги, струму, потужності та кількості каналів можна налаштувати згідно з вимогами проекту. Зверніться до наших інженерів-техніків для отримання детальних діапазонів.
Основні можливості за умов негативної напруги:
-
Широкий діапазон напруг
Діапазон напруг налаштовується залежно від вимог проекту й охоплює низький, середній та високий рівні напруг. -
Висока точність у всьому діапазоні
Точність вимірювання напруги та струму — ±0,02 % від повного діапазону, роздільна здатність за напругою ≤0,1 мВ, за струмом ≤0,1 мА. Висока точність вихідних параметрів і вимірювань зберігається й у зоні негативної напруги — точність не погіршується нижче 0 В. -
Швидка динамічна відповідь
Час реакції струму — 5 мс (від 10 % до 90 %), час перемикання між зарядом і розрядом ≤5 мс (від −90 % до 90 %, при навантаженні акумулятором, без перерегулювання). Підтримує тестування за спектром навантаження на дорозі тривалістю 20 мс для фіксації транзитних змін негативної напруги на рівні мілісекунд. -
Регенерація енергії
Коефіцієнт потужності ≥0,99 із можливістю зворотної передачі енергії. Енергія, що виробляється під час тестування в умовах негативного режиму, може повернутися до мережі, що зменшує енергоспоживання під час тестування. -
Комплексний апаратний захист
Інтегрований захист акумулятора, захист від роз’єднання вихідної лінії, захист від перевищення напруги, заниження напруги, перевищення струму, перевантаження, підвищеної температури, імпульсного захисту, протидії острововому режиму, блискавковий захист, самодіагностика та апаратний захист від підвищеної температури. Підтримує відновлення після перерви та аварійне вимкнення. Тестування при негативній напрузі є граничним та небезпечним станом — апаратний рівень захисту забезпечує безпеку зразка, обладнання та персоналу. -
Програмне забезпечення повністю адаптоване до умов негативної напруги
Підтримує агреговане відображення кількох каналів та групові операції, керування камерами в режимі зв’язку, порівняння даних робочих умов та розрахунки за користувацькими виразами. Дані негативної напруги повністю реєструються й можуть експортуватися в шаблони Excel для аналізу збоїв.
Висновок
Оскільки вимоги до безпеки акумуляторів постійно посилюються, граничні умови, такі як зворотна полярність та імпульсні спалахи зворотної напруги, стали обов’язковими пунктами перевірки у багатьох проектах. Контрольований вихід негативної напруги є ключовою можливістю тестових систем для акумуляторів преміум-класу.
Тестові системи для акумуляторів Zhuhai Jiuyuan підтримують налаштовувані діапазони негативної напруги залежно від вимог проекту, забезпечуючи баланс між точністю, швидкістю реакції та захистом безпеки під час дослідження та валідації елементів, модулів і блоків.
Якщо вам потрібно оцінити, чи вимагає ваш проект можливості негативної напруги, або підтвердити діапазон негативної напруги та конфігурацію каналів, зверніться до наших технічних інженерів.
Зміст
- Два типи «негативного тиску» — не плутайте їх
- Чому негативна напруга — це не те саме, що розряд
- У яких сценаріях тестування справді потрібен вихід негативної напруги?
- Як визначити, чи система справді підтримує вихід негативної напруги
- Можливість видачі негативної напруги може бути налаштована залежно від вимог проекту
- Висновок