PAQUETS FAITS SUR COMMANDE DE BATTERIE : SE DÉVELOPPANT ET MONTAGES d'ESSAI de PRODUCTION écrits par Anton Beck Posted le 30 mars 2022 à 9H48 DU MATIN

Il y a beaucoup de considérations électriques, mécaniques, et chimiques quand il s'agit de développer un paquet fait sur commande de batterie. En plus de décider de la chimie de cellules, un client doit également savoir le paquet de batterie peut exécuter dans diverses conditions environnementales liées à l'application. Ils veulent connaître la durée de conservation de la batterie, des taux de charge/décharge, et de tous les risques possibles qui pourraient se produire quand le paquet de batterie est en service.

Les paquets de essai de batterie deviennent une étape essentielle dans le développement et le processus de fabrication. Elle permet au client de comprendre comment la batterie fonctionnera et tient compte pour que les changements soient faits avant que la pleine production commence à aborder toutes les questions.

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Considérations électriques et mécaniques pour le développement de paquet de batterie

Les aspects électriques et mécaniques peuvent se concentrer sur la capacité de cellules du paquet de batterie en figurant le taux de décharge et de charge. Une autre considération implique comment les batteries sont configurées dans le paquet, tel que le parallèle ou d'une série, et comment chaque cellule sera reliée intérieurement dans le paquet. D'autres choses à considérer seront la température du paquet de batterie en service créé par les connexions électriques aussi bien que la chimie de batterie, de la résistance électrique du courant, de l'état de la charge (SoC), des températures de cellules, et de l'état de santé (SoH) entre d'autres facteurs.

Pour les batteries basées sur lithium, un système de gestion de batterie (BMS) doit être inclus dans le paquet de batterie. Ce système parvient les cellules de batterie pour s'assurer qu'elles fonctionnent dans des paramètres définis. Si les cellules éprouvent un certain type d'échec, de défaut de fonctionnement, ou de surchauffe, le système de BMS active pour découper le courant aux cellules de batterie.

Types de montages d'essai de paquet de batterie

Il y a beaucoup de différents types de montages d'essai utilisés basés sur le paquet de batterie, quels essais seront réalisés, et d'autres facteurs. Trois types communs d'appareils de contrôle sont manuels, électroniques, et automatisé.

Exemple d'un montage fait sur commande d'essai de paquet de batterie.

Appareils de contrôle manuels : Des appareils de contrôle manuels ont été employés pour des générations. Tandis que des appareils de contrôle électroniques et automatisés sont typiquement trouvés dans les laboratoires, des appareils de contrôle manuels encore sont de temps en temps employés aujourd'hui. Deux installations d'essai – une résistance physique et une source de C.C – sont employées. La résistance physique est utilisée pour décharger la batterie pendant que la source de C.C charge la batterie. Ce type d'essai peut être compliqué et long en tant que le câblage et équipement supplémentaires (tel que DMMS et relais) doit être employé pour commuter entre les différentes charges aussi bien que pour prendre des mesures.

Appareils de contrôle électroniques : Les ingénieurs construisent souvent les appareils de contrôle électroniques adaptés aux besoins du client pour aligner les paramètres de essai sur les besoins de l'application et pour évaluer les paramètres de paquet de batterie. Les appareils de contrôle électroniques ont une installation d'une charge électronique et d'une source électronique toutes de C.C de C.C dans un système. Des paramètres de essai de mesure sont programmés dans la charge et la source. L'équipement distinct est toujours une condition pour ces appareils de contrôle, tels que DMM, relais de sécurité, DAQ, et transducteurs. Tandis qu'il y a des mesures et d'automation intégrées améliorées, ce peut encore être un processus compliqué qui prend du temps.

Appareils de contrôle automatisés : Les appareils de contrôle automatisés prennent les parties d'appareils de contrôle électroniques et les combinent avec la mesure intégrée et les outils automatisés. Dans une installation simple il y a une charge électronique de C.C et une source électronique de C.C. Alors des capacités programmables sont placées dans l'appareil de contrôle. Les appareils de contrôle automatisés peuvent être sur commande pour le paquet et l'application de batterie ou être les produits disponibles immédiatement commerciaux. Si acquérant un modèle disponible immédiatement, il peut y avoir quelques intégrations limitées et caractéristiques ajoutées selon le fabricant d'appareil de contrôle.

Essais pour des paquets de batterie

Des montages d'essai sont développés pour examiner comment les paquets de batterie fonctionnent dans un processus commandé et simulé. Cet essai tient compte davantage de programmation des systèmes électriques aussi bien que du calibrage. Maintenez dans l'esprit que l'essai ne se produit pas simplement une fois pendant les étapes de développement et de production mais à intervalles distincts en examinant les circuits électriques avant d'être attachée aux cellules et après que le paquet est presque assemblé (ligne finale essai). Les types d'essai de paquet de batterie peuvent impliquer ce qui suit :

• Essais d'équilibrage de la recherche et développement (R&D)
• Mesures de capacité
• Propriétés de vieillissement de batterie
• Impacts mécaniques d'effort
• Effets de SoH
• Représentation de remplissage rapide
• Représentation simulée d'environnement
• Essai de charge/décharge

L'essai de charge et de décharge impliquent de faire fournir un montage des textes l'énergie pour placer dans la batterie pour évaluer la charge ou pour créer une charge pour extraire l'énergie dans le paquet de batterie. Utilisant ce type de texte le montage permet à l'ingénieur de vérifier la capacité de la batterie ou comment les températures s'élèvent pendant la décharge aux taux variables.

Pour évaluer la décharge, le montage de essai est relié entre la cathode et l'anode. L'énergie est tirée comme cations et mouvement de l'électronique de l'anode vers la cathode. Pour évaluer la charge, les forces d'appareil de contrôle actuelles dans les cellules de batterie comme électrons se déplacent de la cathode à l'anode.

Essai de validation de BMS Hardware And Data

Tandis que des circuits de essai sont habituellement faits une fois que le panneau de circuit imprimé est complet, l'essai du logiciel de BMS et de matériel sont réalisés quand le paquet est assemblé. Le paquet de batterie est fait un cycle tandis que l'ingénieur évalue comment le travail de logiciel et de matériel de BMS avec les cellules. Des mesures sont prises pour une gamme des aspects qui incluent la température, le courant, la tension, le SoC, et l'énergie. Cet essai s'assure que le BMS fonctionne comme prévu pour des procédures de sécurité et pour calculer la capacité du paquet de batterie.

Chronologie pour des montages d'essai de paquet de batterie

Quand obtenant des montages d'essai de production faite sur commande, la chronologie pour le montage d'essai sera unique à chaque client basé sur la taille du paquet de batterie, de la complexité de l'électronique et du BMS, et du type de mesures qui seront effectuées sur le paquet.

Le développement d'appareil de contrôle devrait commencer à obtenir une fois la documentation exigée concernant les paquets de batterie, la capacité de cellules, et les besoins de puissance de l'application. Puisque ces appareils de contrôle sont employés par différentes phases du cycle de vie du paquet, ils devraient être réunis et prêts quand le paquet de batterie se déplace par chaque phase de production. Alors les mesures peuvent commencer pendant la R&D, la production, et la réparation possible de dépôt.

Le nombre d'essais désirés et nécessaires également formera et changera la chronologie. Si un problème est produit pendant l'essai, les paquets de batterie subiront des procédures d'essais secondaires pour assurer que les modifications nécessaires sont réussies ou si des modifications supplémentaires doivent être apportées.

Résumé

Les clients devraient regarder des appareils de contrôle de batterie comme procédure nécessaire qui offre des économies à long terme. Tandis qu'elle exige de grands investissements initiaux dans l'équipement et ajoutait des coûts avec gagner et analyser des données de mesure, un appareil de contrôle de paquet de batterie s'assure que des paquets plus de haute qualité partent de la chaîne de production qui fonctionnera dans l'application prévue avec le risque d'insuffisance minimal. Le travail avec le fabricant peut aider des clients à comprendre plus loin que le développement et la production de ces appareils de contrôle aussi bien que la chronologie pour examiner cela factoriseront dans le programme de fabrication.