EN
Dành cho kỹ sư nghiên cứu và phát triển pin, kỹ sư kiểm tra và đội ngũ mua sắm thiết bị
TÓM TẮT: Trong các cuộc thảo luận về thiết bị pin, khách hàng thường yêu cầu khả năng "áp suất âm". Tuy nhiên, "áp suất âm" đề cập đến hai khái niệm hoàn toàn khác nhau: áp suất chân không (âm) (khí nén) và điện áp âm đầu ra (điện). Nhiều dự án kết thúc bằng việc lựa chọn sai thiết bị do nhầm lẫn giữa hai khái niệm này. Bài viết này làm rõ sự khác biệt, giải thích các điều kiện vận hành và giúp bạn xác định xem bài kiểm tra của bạn thực sự có cần đầu ra điện áp âm hay không.
Khi xác định thông số kỹ thuật cho hệ thống kiểm tra pin, "áp suất âm" là một trong những yêu cầu nói miệng phổ biến nhất. Cùng một cụm từ có thể ám chỉ hai chức năng phần cứng hoàn toàn khác nhau. Nếu yêu cầu bị hiểu sai, hệ thống được cung cấp có thể không đáp ứng được kế hoạch kiểm tra — dẫn đến chậm trễ dự án.
Nhiều người cũng nhầm lẫn điện áp âm với xả điện . Hãy bắt đầu với kết luận then chốt:
Điện áp âm ≠ xả điện. Sạc và xả mô tả hướng dòng điện và chiều dòng năng lượng. Điện áp dương và âm mô tả cực tính của điện áp giữa hai đầu cực pin. Đây là hai khía cạnh khác nhau và không nhất thiết liên hệ với nhau.
Hai loại "áp suất âm" — Đừng nhầm lẫn chúng
1.1 Áp suất âm chân không (khí nén)
Điều này đề cập đến áp suất môi trường thấp hơn áp suất khí quyển tiêu chuẩn, được tạo ra bởi bơm chân không.
Thiết bị điển hình: thiết bị tạo hình pin, buồng thử nghiệm áp suất thấp.
Chủ yếu được sử dụng để loại bỏ khí trong quá trình tạo hình pin hoặc để mô phỏng môi trường áp suất thấp / độ cao lớn.
⚠️ Điểm chính: Một hệ thống thử nghiệm sạc/xả pin tiêu chuẩn KHÔNG không bao gồm chức năng bơm chân không. Nếu bạn cần môi trường chân không để thử nghiệm pin, bạn phải sử dụng buồng thử nghiệm chân không riêng biệt. Đây không phải là chức năng điện của bản thân hệ thống thử nghiệm pin.
1.2 Đầu ra điện áp âm (điều khách hàng thường gọi là "áp suất âm")
Điều này có nghĩa là điện áp đầu ra của hệ thống kiểm tra có thể vượt qua mức 0 V và được điều khiển trong dải điện áp âm. Đây là khả năng kiểm tra bốn góc phần tư và hai chiều.
Nói một cách đơn giản: đối với pin thông thường, cực dương có điện thế cao hơn cực âm, do đó điện áp mang giá trị dương. Trong điều kiện phân cực ngược, điện thế ở cực dương trở nên thấp hơn điện thế ở cực âm, khiến điện áp biểu thị giá trị âm.
Khi khách hàng nói họ cần "điện áp âm", đây thường là điều họ muốn đề cập đến — đầu ra điện áp âm có thể điều khiển được, có thể điều khiển được , chứ không phải bơm chân không.
Tại sao điện áp âm không giống như xả
-
Sạc / xả: xét theo chiều dòng điện. Khi pin giải phóng năng lượng, dòng điện chảy ra từ cực dương — đó là quá trình xả điện. Trong hầu hết các bài kiểm tra xả tiêu chuẩn, điện áp pin luôn duy trì ở giá trị dương và không bao giờ đi vào dải điện áp âm.
-
Điện áp dương / âm: xét theo cực tính của các đầu nối. Điều này chỉ mô tả mối quan hệ tiềm năng giữa hai đầu nối. Nó không liên quan đến chiều của dòng năng lượng.
Bảng dưới đây trình bày bốn điều kiện vận hành điển hình và logic bốn góc phần tư đằng sau chúng:
| Tình trạng | Trạng thái điện áp | Chiều dòng điện | MÔ TẢ |
|---|---|---|---|
| Sạc bình thường | Điện áp dương |
Dòng sạc chảy vào kết thúc dương tính |
Sạc tiêu chuẩn /chu kỳ xả |
| Xả bình thường | Điện áp dương |
Dòng xả chảy ra từ cực dương |
Và kiểm tra tuổi thọ chu kỳ |
| Sạc cực tính ngược | Điện áp âm | Dòng điện chảy vào cực dương |
Một tế bào trong chuỗi nối tiếp bị xả quá mức và nạp ngược bởi các tế bào khác |
| Xả với cực tính đảo | Điện áp âm | Dòng điện chảy ra từ cực dương | Tình trạng hỏng hóc nghiêm trọng ở mức độ cực kỳ hiếm gặp của một tế bào |
Lưu ý quan trọng: Khi xuất hiện điện áp âm, pin rất có khả năng đang ở trạng thái sạc ngược chứ không phải đang xả. Không nên giả định rằng "áp suất âm" có nghĩa là "xả". Khi cực tính bị đảo, điện áp đầu cực là âm, nhưng chiều dòng điện phụ thuộc vào mạch ngoài và cần được đánh giá riêng cho từng trường hợp.
Các kịch bản kiểm tra nào thực sự yêu cầu đầu ra điện áp âm?
Không phải mọi phép kiểm tra pin đều cần điện áp âm. Các phép kiểm tra dung lượng tiêu chuẩn, chu kỳ sạc/xả thông thường và các phép kiểm tra tốc độ đều giữ điện áp trong dải dương và không yêu cầu điện áp âm.
Các kịch bản xác nhận R&D sau đây thực sự yêu cầu đầu ra điện áp âm có thể điều khiển được:
-
Mô phỏng sự cố đảo cực và xả quá mức của tế bào
Trong một chuỗi nhiều tế bào, một tế bào bị xả quá mức có thể bị sạc ngược bởi các tế bào khác, tạo ra điện áp âm đảo cực. Đầu ra điện áp âm tái tạo sự cố này, đánh giá hành vi hỏng hóc của tế bào và xác minh độ tin cậy của logic BMS và bo mạch bảo vệ. -
Mô phỏng phổ tải thực tế trên đường
Trong quá trình vận hành xe hoặc chuyển mạch bộ đổi nguồn lưu trữ năng lượng, dòng năng lượng phản hồi tức thời có thể xảy ra, gây ra các đỉnh điện áp ngược. Hệ thống kiểm tra phải chuyển đổi liền mạch giữa điện áp dương và âm với tốc độ cao để tái tạo điều kiện vận hành thực tế. -
đặc tính hóa tại ranh giới 0 V
Đối với pin động lực và tế bào lưu trữ năng lượng, việc nghiên cứu hiệu năng ở mức 0 V và vượt qua điểm thế năng bằng không hỗ trợ khám phá xả quá mức sâu và ranh giới an toàn. -
Xác thực điện áp chịu đựng ngược của BMS và bo mạch bảo vệ
Mô phỏng sự cố kết nối ngược và dòng năng lượng quay ngược trong hệ thống nhằm kiểm tra khả năng chịu đựng các đợt xung điện áp ngược của BMS và các thiết bị bảo vệ.
Cách xác định một hệ thống thực sự hỗ trợ đầu ra điện áp âm
Bốn điểm dành cho kỹ sư thử nghiệm và đội mua hàng:
-
Làm rõ khái niệm trước tiên. Khi khách hàng nói đến "áp suất âm", hãy xác nhận xem họ đang đề cập đến áp suất chân không âm hay đầu ra điện áp âm về mặt điện. Việc này giúp tránh hiểu lầm ngay từ giai đoạn đầu.
-
Phân biệt rõ giữa "đo điện áp âm" và "đầu ra điện áp âm". Một số hệ thống chỉ có thể đo điện áp âm một cách thụ động. Chúng không thể chủ động đầu ra điện áp âm được điều khiển, do đó không thể thực hiện mô phỏng sự cố hoặc kiểm tra theo phổ tải đường. Luôn xác nhận hệ thống có khả năng đầu ra đầu ra điện áp âm.
-
Xác nhận dải điện áp âm. Đừng dừng lại ở cụm ‘hỗ trợ 0 V’. Sạc ở 0 V và đầu ra điện áp âm là hai khái niệm khác nhau. Hãy xác nhận dải điện áp và dòng điện cụ thể trong vùng âm, cũng như việc có hỗ trợ luồng năng lượng hai chiều hay không.
-
Xác nhận khả năng bảo vệ. Kiểm tra điện áp âm là một điều kiện biên và nguy hiểm. Không được thay thế hệ thống kiểm tra pin chuyên dụng bằng nguồn cấp điện một chiều đã bị sửa đổi. Nếu thiếu cơ chế bảo vệ ở cấp phần cứng, điều này có thể gây cháy tế bào hoặc hư hỏng thiết bị.
Nếu công việc của bạn chỉ liên quan đến kiểm tra dung lượng tiêu chuẩn, chu kỳ và tốc độ, đồng thời điện áp luôn duy trì ở giá trị dương, thì bạn không cần khả năng điện áp âm.
Khả năng điện áp âm có thể được cấu hình theo yêu cầu dự án
Các hệ thống kiểm tra pin Zhuhai Jiuyuan hỗ trợ đầu ra hai chiều bốn góc phần tư dải điện áp âm có thể được cấu hình theo yêu cầu của dự án. Vui lòng liên hệ kỹ sư kỹ thuật của chúng tôi để biết các dải cụ thể. Chúng tôi có khả năng kiểm tra điện áp âm cho các ứng dụng từ pin nhỏ điện áp thấp đến cụm pin lớn điện áp cao.
Các mức ứng dụng điển hình:
| Tầng | Đối tượng kiểm tra điển hình | Cấu hình kênh |
|---|---|---|
| Điện áp thấp | Pin nhỏ, mô-đun | Nhiều kênh, phù hợp cho kiểm tra hàng loạt pin |
| Điện áp trung bình | Mô-đun, cụm pin điện áp trung bình | Nhiều kênh, hỗ trợ dải dòng điện cao |
| Điện áp cao | Cụm pin điện áp cao | Ít kênh hơn, công suất cao, hỗ trợ điều kiện điện áp cao |
Bảng trên minh họa các mức ứng dụng điển hình. Điện áp, dòng điện, công suất và số lượng kênh cụ thể có thể được cấu hình theo yêu cầu của từng dự án. Vui lòng liên hệ kỹ sư kỹ thuật của chúng tôi để biết các dải chi tiết.
Các khả năng cốt lõi trong điều kiện điện áp âm:
-
Phạm vi điện áp rộng
Dải điện áp có thể cấu hình theo yêu cầu dự án, bao phủ các mức điện áp thấp, trung và cao. -
Độ chính xác cao trên toàn dải
Độ chính xác điện áp và dòng điện ±0,02% F.S., độ phân giải điện áp ≤0,1 mV, độ phân giải dòng điện ≤0,1 mA. Đầu ra và đo lường độ chính xác cao được duy trì trong vùng điện áp âm — độ chính xác không suy giảm dưới 0 V. -
Phản hồi động nhanh
Thời gian đáp ứng dòng điện 5 ms (10%–90%), thời gian chuyển đổi sạc/xả ≤5 ms (-90%–90%, tải pin, không quá dao động). Hỗ trợ kiểm tra phổ tải đường bộ 20 ms để ghi lại các biến đổi điện áp ngược ở cấp độ miligiây. -
Hồi phục năng lượng
Hệ số công suất ≥0,99 với khả năng phản hồi năng lượng. Năng lượng phát sinh trong các bài kiểm tra điều kiện ngược có thể được phản hồi trở lại lưới điện, giúp giảm tiêu thụ năng lượng trong quá trình kiểm tra. -
Bảo vệ phần cứng toàn diện
Bảo vệ pin tích hợp, bảo vệ ngắt kết nối dây đầu ra, quá áp, thấp áp, quá dòng, quá tải, quá nhiệt, bảo vệ chống xung, bảo vệ chống đảo chiều (anti-islanding), bảo vệ sét, tự chẩn đoán và bảo vệ quá nhiệt ở cấp phần cứng. Hỗ trợ tiếp tục từ điểm dừng (breakpoint resume) và dừng khẩn cấp. Kiểm tra điện áp âm là điều kiện giới hạn và nguy hiểm — bảo vệ ở cấp phần cứng đảm bảo an toàn cho mẫu thử, thiết bị và nhân viên. -
Phần mềm được tối ưu đầy đủ cho các điều kiện điện áp âm
Hỗ trợ hiển thị tổng hợp đa kênh và thao tác hàng loạt, điều khiển liên động buồng thử, so sánh dữ liệu điều kiện vận hành, cũng như tính toán biểu thức tùy chỉnh. Dữ liệu điện áp âm được ghi đầy đủ và có thể xuất sang mẫu Excel để phân tích sự cố.
Kết luận
Khi yêu cầu về độ an toàn pin ngày càng gia tăng, các điều kiện giới hạn như cực tính ngược và xung điện áp ngược đã trở thành các mục kiểm định bắt buộc trong nhiều dự án. Đầu ra điện áp âm có thể điều khiển là một khả năng cốt lõi của các hệ thống kiểm tra pin cao cấp.
Các hệ thống kiểm tra pin Zhuhai Jiuyuan hỗ trợ dải điện áp âm có thể cấu hình theo yêu cầu dự án, cân bằng giữa độ chính xác, tốc độ phản hồi và bảo vệ an toàn cho việc xác thực R&D ở cấp độ tế bào, mô-đun và cụm pin.
Nếu quý khách cần đánh giá xem dự án của mình có yêu cầu khả năng điện áp âm hay không, hoặc cần xác nhận dải điện áp âm và cấu hình kênh, vui lòng liên hệ với kỹ sư kỹ thuật của chúng tôi.