Các loại pin
Có nhiều loại pin khác nhau, mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng. Các ngành công nghiệp khác nhau sẽ dựa trên các yêu cầu cụ thể của ứng dụng để lựa chọn. Nhìn chung, các nhà sản xuất sẽ cân nhắc đến chi phí, mật độ năng lượng, tuổi thọ chu kỳ và tác động đến môi trường khi lựa chọn loại pin phù hợp cho một ứng dụng nhất định.
Các loại pin khác nhau bao gồm:
Pin Lithium-ion (Li-ion)
Pin Li-ion sử dụng hóa học lithium-ion, được biết đến với mật độ năng lượng cao khiến chúng nhẹ và nhỏ gọn. Chúng đã trở nên phổ biến trong ô tô, thiết bị tiêu dùng và dụng cụ y tế cầm tay do mật độ năng lượng cao, tuổi thọ chu kỳ dài hơn, tỷ lệ tự xả thấp hơn và thiết kế tương đối nhẹ. Chúng được sử dụng cho cả động cơ đẩy và nguồn điện phụ trợ trong các phương tiện hiện đại. Với tuổi thọ chu kỳ dài, chúng lý tưởng cho các thiết bị trải qua chu kỳ sạc và xả thường xuyên và cực kỳ đáng tin cậy. Mặt khác, pin Li-ion có thể đắt hơn khi sản xuất và có thể bị hỏng nếu sạc quá mức, có khả năng dẫn đến các vấn đề về an toàn. Việc thải bỏ và tái chế pin Li-ion đòi hỏi phải quản lý cẩn thận do tính chất hóa học của chúng.
Pin axit chì
Pin chì-axit sử dụng điện cực dương chì dioxide, điện cực âm chì xốp và chất điện phân axit sunfuric. Chúng tương đối rẻ để sản xuất, khiến chúng trở nên phổ biến trong các ứng dụng ô tô và công nghiệp. Chúng cũng được sử dụng trong các thiết bị y tế lớn hơn, chẳng hạn như bộ nguồn điện liên tục (UPS) cho bệnh viện hoặc hệ thống nguồn điện dự phòng, nhưng chúng nặng và có mật độ năng lượng thấp, khiến chúng ít phù hợp hơn cho các ứng dụng di động. Chúng có thể xử lý được tình trạng xả sâu và cung cấp nguồn điện đáng tin cậy nhưng có số chu kỳ sạc và xả hạn chế trước khi hiệu suất của chúng giảm sút.
Đây là loại ắc quy truyền thống và được sử dụng rộng rãi nhất trong các loại xe có động cơ đốt trong (ICE). Chúng có giá cả phải chăng và cung cấp công suất khởi động cần thiết để khởi động động cơ. Ắc quy tấm thủy tinh hấp thụ (AGM) là một dạng ắc quy axit chì có hiệu suất được cải thiện, đặc biệt là trong các hệ thống khởi động-dừng và các loại xe có tải điện cao hơn.
Pin Niken-Cadmium (NiCd)
Pin NiCd sử dụng điện cực dương niken oxit-hydroxit, điện cực âm cadmium và chất điện phân kali hydroxit. Cadmium là chất độc, do đó pin NiCd gây ra những lo ngại về môi trường và cần được tái chế đúng cách. Chúng được biết đến với độ bền và khả năng chống chịu nhiệt độ khắc nghiệt. Chúng có thể cung cấp dòng điện đầu ra cao, khiến chúng phù hợp với các công cụ điện và các ứng dụng có nhu cầu cao khác và có thể chịu được nhiều chu kỳ sạc và xả. Pin NiCd được biết đến là gặp phải hiệu ứng bộ nhớ, làm giảm dung lượng nếu không xả hết trước khi sạc lại và có mật độ năng lượng thấp hơn.
Pin Niken-Kim loại Hydride (NiMH):
Pin NiMH được sử dụng trong các thiết bị y tế, nơi mà hiệu quả về chi phí và các cân nhắc về môi trường là quan trọng. Những loại pin này ít độc hại hơn pin NiCd, khiến chúng thân thiện hơn với môi trường. Chúng có mật độ năng lượng tương đối cao, hiệu quả về chi phí và có tỷ lệ tự xả tương đối thấp khiến chúng phù hợp với một số thiết bị y tế di động và các thiết bị không được sử dụng liên tục. Pin NiMH đã được sử dụng trong các loại xe hybrid trong nhiều năm.
Pin kiềm:
Pin kiềm có thời hạn sử dụng dài, phù hợp với các thiết bị có thể được lưu trữ trong thời gian dài. Chúng thường được tìm thấy trong nhiều ngăn kéo bị lãng quên trong nhà vì chúng thường được sử dụng cho điều khiển từ xa, đèn pin, đồ chơi, v.v. Tuy nhiên, chúng cũng thường được sử dụng trong các thiết bị y tế dùng một lần hoặc dùng một lần, như máy trợ thính vì chúng tiết kiệm chi phí và thông dụng trên thị trường.
Pin Kẽm-Cacbon:
Pin kẽm-cacbon là lựa chọn ít tốn kém nhất và được sử dụng trong các thiết bị điện tử tiêu dùng cơ bản như đồ chơi giá rẻ, đồng hồ và các thiết bị nhỏ. Chúng có tuổi thọ ngắn hơn và thường không sạc lại được.
Pin Lithium Polymer (LiPo):
Pin LiPo là một dạng pin Li-ion và được biết đến với tính linh hoạt về hình dạng và kích thước. Chúng được sử dụng trong các thiết bị mỏng và nhẹ, chẳng hạn như máy bay không người lái, đồ chơi điều khiển từ xa và một số máy tính xách tay nhỏ hơn. Pin LiPo thường được lựa chọn khi các nhà sản xuất cần pin có hình dạng tùy chỉnh để phù hợp với các thiết kế thiết bị cụ thể.
Khối pin đặc chế:
Ngoài ra, không có gì lạ khi các nhà sản xuất thiết bị y tế hoặc nhà sản xuất thiết bị điện tử đặc chế pin để đáp ứng các yêu cầu về điện áp, dung lượng và kích thước cụ thể. Các gói pin đặc chế có thể bao gồm nhiều loại hóa chất pin khác nhau, chẳng hạn như Li-ion, Li-polymer hoặc NiMH, được điều chỉnh theo nhu cầu của thiết bị.
Pin thể rắn:
Mặc dù vẫn đang trong quá trình phát triển và không được sử dụng phổ biến như các loại trước đây, pin thể rắn đang thu hút sự chú ý trong ngành công nghiệp ô tô do tiềm năng về mật độ năng lượng cao hơn, tuổi thọ dài hơn và độ an toàn được cải thiện. Chúng đang được nghiên cứu và phát triển để sử dụng trong xe điện.
Thành phần của pin
Tất cả các loại pin đều được cấu tạo từ 4 thành phần chính:
1. Tế bào Pin:
Các khối cơ bản của hệ thống pin, thường có dạng hình trụ, dạng túi hoặc hình lăng trụ, chứa lõi điện hóa.
Pin dạng túi có thể cung cấp mật độ năng lượng cao hơn các dạng pin khác, nhưng độ bền có thể kém hơn do không có lớp vỏ kim loại bảo vệ.
Hình dạng của pin đề cập đến hình dạng và kích thước vật lý của pin.
Mỗi loại có hình dạng khác nhau được thiết kế cho các ứng dụng khác nhau và có những đặc điểm riêng biệt.
Sau đây là một số dạng pin phổ biến nhất và sự khác biệt của chúng:
- Pin hình trụ - Pin hình trụ là loại pin phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất. Chúng có nhiều kích cỡ khác nhau, phổ biến nhất là AA, AAA và 18650. Pin hình trụ có mật độ năng lượng tốt và có thể xử lý tốc độ xả cao. Chúng thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử tiêu dùng, đèn pin và một số thiết bị cầm tay.
- Pin lập phương - Pin lập phương có hình chữ nhật phẳng, phù hợp với các thiết kế tiết kiệm không gian. Chúng thường được sử dụng trong điện thoại thông minh, máy tính bảng và máy tính xách tay do hình dạng mỏng và nhẹ. Pin lăng trụ thường có mật độ năng lượng thấp hơn so với pin hình trụ nhưng tiện lợi hơn cho một số ứng dụng nhất định.
- Pin dạng túi - Pin dạng túi mỏng, linh hoạt và nhẹ vì chúng không có vỏ kim loại cứng. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng mà không gian và trọng lượng là quan trọng, chẳng hạn như trong xe điện (EV) và máy bay không người lái.
2. Mô-đun pin: Sự kết hợp của các tế bào pin riêng lẻ, thường được kết nối theo cấu hình nối tiếp và song song, với hệ thống quản lý nhiệt.
3. Khối pin : Các khối pin được lắp ráp hoàn chỉnh và khép kín bao gồm nhiều mô-đun, được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể.
4. Bộ quản lý pin (BMU): Hệ thống điều khiển điện tử giám sát, quản lý và đảm bảo an toàn cho toàn bộ khối pin
Mỗi thành phần này phải được kiểm tra riêng biệt trước khi lắp ráp.
Xu hướng pin theo ngành
.png?width=97&height=96&name=Icone-Automotive(EV).png)
Ô tô
Điều quan trọng cần lưu ý là việc lựa chọn loại pin trong ngành công nghiệp ô tô phụ thuộc vào loại xe và ứng dụng cụ thể. Các loại xe ICE thông thường thường sử dụng pin axit chì cho nhu cầu khởi động, chiếu sáng và đánh lửa (SLI), trong khi xe điện và xe hybrid dựa vào các công nghệ pin tiên tiến hơn như Li-ion và NiMH cho hệ thống đẩy của chúng. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, có xu hướng ngày càng tăng về việc sử dụng pin Li-ion và pin thể rắn trong xe điện, do nhu cầu về mật độ năng lượng cao hơn, phạm vi lái xe dài hơn và giảm tác động đến môi trường.
Điện tử tiêu dùng
Các thiết bị tiêu dùng , bao gồm điện thoại thông minh, máy tính xách tay, máy tính bảng, máy ảnh kỹ thuật số và nhiều thiết bị điện tử cầm tay khác, thường dựa vào pin sạc do tính hiệu quả về chi phí và sự tiện lợi của chúng. Những cân nhắc khác bao gồm mật độ năng lượng, hình dáng, chi phí và các yêu cầu cụ thể của thiết bị. Pin Li-ion là lựa chọn hàng đầu cho hầu hết các thiết bị điện tử cầm tay do mật độ năng lượng cao và tuổi thọ chu kỳ dài. Tuy nhiên, lựa chọn có thể thay đổi tùy theo mục đích sử dụng, hạn chế về kích thước và cân nhắc về ngân sách của thiết bị.
Thiết bị y tế
Việc lựa chọn loại pin trong các ứng dụng y tế phụ thuộc vào các yếu tố như mật độ năng lượng, tuổi thọ chu kỳ, độ an toàn và mục đích sử dụng của thiết bị. Các tiêu chuẩn về an toàn và quy định, bao gồm việc tuân thủ các chỉ thị về thiết bị y tế, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định công nghệ pin phù hợp cho một ứng dụng y tế nhất định. Ngoài ra, các cân nhắc như kích thước, trọng lượng và tính dễ bảo trì cũng có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại pin tốt nhất cho một thiết bị y tế cụ thể.
Kiểm tra pin
Có nhiều cân nhắc cần được thực hiện khi thiết kế và thiết lập quy trình đo kiểm để sản xuất pin. An toàn luôn phải là ưu tiên hàng đầu khi xem xét các ứng dụng cần chạy công suất cao và điện áp cao. Một số trường hợp kiểm tra pin phổ biến bao gồm:
Kiểm tra điện áp
Kiểm tra điện áp là bước cơ bản trong sản xuất pin để đảm bảo chất lượng, hiệu suất và độ an toàn của pin được sản xuất và nó bao gồm nhiều nội dung trong sản xuất pin.
Điều quan trọng là phải đo điện áp mạch hở (OCV) của pin, đây là điện áp khi không có tải hoặc dòng điện chạy qua. OCV là một thông số quan trọng vì nó cung cấp chỉ báo về trạng thái sạc của pin. Nó giúp đảm bảo rằng pin đã được sạc đúng cách trong quá trình sản xuất. Điều quan trọng là phải xác minh rằng từng tế bào pin riêng lẻ trong một khối pin có mức điện áp nhất quán. Điều này đảm bảo rằng chúng đóng góp như nhau vào hiệu suất tổng thể của khối pin.
Trong một khối pin đa tế bào pin, kiểm tra điện áp để kiểm tra cân bằng tế bào pin. Nó đảm bảo rằng không có tế bào pin nào bị sạc quá mức hoặc sạc quá ít, điều này có thể dẫn đến các vấn đề như giảm dung lượng, quá nhiệt và giảm tuổi thọ pin. Nếu một cell có điện áp thấp hơn hoặc cao hơn đáng kể so với các cell khác, điều đó có thể chỉ ra một cell bị lỗi cần được thay thế trước khi lắp ráp thêm. Kiểm tra điện áp cũng có thể bao gồm việc đo điện áp của pin khi pin đang chịu một tải cụ thể. Kiểm tra này giúp đánh giá khả năng duy trì điện áp ổn định của pin trong quá trình hoạt động, điều này rất cần thiết cho hiệu suất đáng tin cậy của pin trong ứng dụng dự định. Điều quan trọng nữa là phải kiểm tra xem điện áp của pin có nằm trong phạm vi dung sai đã chỉ định hay không. Phạm vi này thường được xác định bởi thiết kế của pin và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Độ lệch khỏi phạm vi này có thể chỉ ra các vấn đề về chất lượng hoặc lỗi.
Kiểm tra điện áp cũng có thể xác minh rằng các tính năng an toàn như bảo vệ quá tải hoặc bảo vệ quá dòng đang hoạt động đúng. Các tính năng này ngăn không cho pin vượt quá mức điện áp an toàn. Trong một số trường hợp, kiểm tra điện áp có thể bao gồm việc đưa pin vào các bài kiểm tra sức chiu đựng của điện áp. để mô phỏng các điều kiện thực tế. Điều này đặc biệt quan trọng đối với pin ô tô và công nghiệp, nơi chúng có thể trải qua các tải trọng và điều kiện môi trường khác nhau.
Kiểm tra dòng điện
Kiểm tra dòng điện là điều cần thiết để xác minh rằng pin có thể cung cấp đáng tin cậy công suất và năng lượng cần thiết cho mục đích sử dụng dự kiến trong khi vẫn duy trì các tiêu chuẩn về an toàn và hiệu suất. Kiểm tra dòng điện giúp xác định dung lượng của pin, tức là khả năng lưu trữ và cung cấp năng lượng. Bằng cách xả pin ở tốc độ dòng điện được chỉ định, thử nghiệm sẽ đo thời gian pin đạt đến ngưỡng điện áp cụ thể. Sau đó, dung lượng được tính toán dựa trên thời gian xả và dòng điện, cung cấp thông tin về lượng năng lượng mà pin có thể lưu trữ và cung cấp.
Kiểm tra dòng điện đánh giá khả năng cung cấp điện của pin ở các mức khác nhau. Bằng cách áp dụng các mức xả khác nhau, các nhà sản xuất có thể đánh giá hiệu suất của pin trong các điều kiện tải khác nhau. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng mà pin phải cung cấp điện năng cao, chẳng hạn như trong xe điện hoặc dụng cụ điện. Nó cũng đo phản ứng điện áp của pin khi chịu các dòng điện xả khác nhau. Nó kiểm tra cách điện áp của pin thay đổi khi cung cấp dòng điện, đảm bảo rằng điện áp vẫn nằm trong giới hạn chấp nhận được cho ứng dụng dự định.
Một số loại pin, đặc biệt là trong các ứng dụng ô tô, cần xử lý nhu cầu dòng điện cực đại trong các tình huống căng thẳng cao như khởi động xe hoặc tăng tốc nhanh. Kiểm tra dòng điện xác minh khả năng cung cấp dòng điện cực đại của pin mà không gặp các vấn đề như sụt áp hoặc quá nhiệt. Giống như kiểm tra điện áp, trong nhiều khối pin đa tế bào, kiểm tra dòng điện xác minh rằng các tế bào riêng lẻ trong bộ pin đóng góp như nhau vào tổng sản lượng dòng điện. Sự mất cân bằng trong phân phối dòng điện có thể dẫn đến quá tải một số cell, làm giảm tuổi thọ pin.
Điều quan trọng nữa là phải xác minh rằng pin có cơ chế bảo vệ quá dòng và chúng đang hoạt động bình thường. Các cơ chế này giúp ngăn ngừa hư hỏng cho pin và các thiết bị liên quan trong trường hợp dòng điện quá lớn, như đoản mạch. Ngoài ra, khả năng duy trì dòng điện đầu ra ổn định của pin khi chịu tải thay đổi hoặc thay đổi tải đột ngột phải được kiểm tra và phải theo dõi những thay đổi nhiệt độ bên trong pin. Nhiệt độ tăng quá mức có thể chỉ ra tình trạng kém hiệu quả hoặc lo ngại về an toàn.
Kiểm tra dung lượng
Kiểm tra dung lượng đo lượng năng lượng thực tế mà pin có thể lưu trữ và sau đó giải phóng trong các điều kiện cụ thể. Nó chủ yếu liên quan đến kiểm tra sạc-xả. Trong quá trình thử nghiệm này, pin được xả ở tốc độ dòng điện được kiểm soát, thường được gọi là tốc độ C. Quá trình xả tiếp tục cho đến khi điện áp của pin đạt đến điện áp cắt được chỉ định. Trong suốt quá trình kiểm tra xả, dòng điện chạy từ pin và thời gian đạt đến điện áp cắt được đo liên tục. Tích của dòng điện và thời gian cung cấp dung lượng xả theo ampe-giờ (Ah) hoặc watt-giờ (Wh), tùy thuộc vào ứng dụng dự định. Dung lượng đo được được so sánh với dung lượng định mức hoặc danh nghĩa của pin để đảm bảo rằng pin đáp ứng các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Bất kỳ độ lệch đáng kể nào so với dung lượng danh nghĩa đều có thể chỉ ra vấn đề về chất lượng hoặc lỗi tiềm ẩn.
Kiểm tra trở kháng
Kiểm tra trở kháng đánh giá điện trở bên trong của pin. Trở kháng cao có thể dẫn đến hiệu suất giảm và tuổi thọ ngắn hơn. Kiểm tra bao gồm việc áp tín hiệu AC vào pin trong khi đo điện áp và phản ứng dòng điện. Có một số thông số được đo bao gồm:
Điện trở DC (R_dc): Đo điện trở dòng điện một chiều (DC) bên trong pin, chủ yếu là do điện trở của chất điện phân, điện cực và các thành phần bên trong khác. Điện trở DC cao hơn có thể chỉ ra các vấn đề như điện cực bị thoái hóa hoặc lão hóa pin.
Phổ trở kháng AC: Bằng cách thay đổi tần số của tín hiệu AC, các nhà sản xuất có thể thu được phổ trở kháng chi tiết, cho biết thông tin về cấu trúc bên trong của pin, bao gồm điện trở và điện dung. Phương pháp này cho phép xác định các thành phần trở kháng cụ thể ở các tần số khác nhau.
Đánh giá an toàn: Kiểm tra trở kháng rất quan trọng để đánh giá tính an toàn của pin, đặc biệt là trong các ứng dụng mà sự mất kiểm soát nhiệt (ví dụ, trong pin lithium-ion) có thể dẫn đến nguy cơ cháy nổ. Điện trở bên trong cao hoặc các trở kháng không đều có thể chỉ ra các rủi ro an toàn tiềm ẩn.
Kiểm tra so sánh: Các nhà sản xuất có thể sử dụng thử nghiệm trở kháng để so sánh các thiết kế, vật liệu và quy trình sản xuất pin khác nhau nhằm tối ưu hóa hiệu suất và độ an toàn.
Kết quả từ kiểm tra trở kháng cung cấp thông tin chi tiết có giá trị về pin như tình trạng sức khỏe (SoH), Trạng thái sạc (SoC) và chất lượng tổng thể.
Kiểm tra chu kỳ
Còn được gọi là chu kỳ sạc-xả hoặc kiểm tra tuổi thọ chu kỳ, kiểm tra chu kỳ mô phỏng các chu kỳ sạc và xả để đánh giá hiệu suất và độ bền lâu dài của pin. Trong quá trình kiểm tra chu kỳ, pin phải trải qua một mô hình chu kỳ sạc và xả được xác định trước. Mô hình này có thể thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng dự định và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Một số thông số được theo dõi trong quá trình kiểm tra chu kỳ, bao gồm điện áp, dòng điện, nhiệt độ, dung lượng và điện trở bên trong.
Mục tiêu chính của thử nghiệm chu kỳ là xác định tuổi thọ chu kỳ của pin, tức là số chu kỳ sạc và xả mà pin có thể chịu được trong khi vẫn duy trì hiệu suất và mức dung lượng đã chỉ định. Tuổi thọ chu kỳ của pin có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào thành phần hóa học, thiết kế và độ sâu xả trong mỗi chu kỳ. Điều này có thể tiết lộ cách thức và thời điểm pin hỏng. Các lỗi có thể bao gồm giảm dung lượng, tăng điện trở bên trong hoặc các vấn đề về an toàn như mất kiểm soát nhiệt. Hiểu rõ các lỗi là cách hiệu quả nhất để cải thiện thiết kế pin và xác định các vấn đề tiềm ẩn ngay từ đầu trong quá trình sản xuất. Dữ liệu cũng được sử dụng để giúp thiết lập các điều khoản bảo hành và đảm bảo cho khách hàng về độ tin cậy lâu dài của pin.
Kiểm tra ở cấp độ thành phần
Hiểu được các chi tiết của việc đo kiểm tế bào pin, mô-đun, bộ pin và BMU là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng, hiệu suất và độ an toàn của sản phẩm. Thiết bị kiểm tra tự động, buồng môi trường và hệ thống thu thập dữ liệu tiên tiến là một phần không thể thiếu của quy trình này, cung cấp độ chính xác và khả năng lặp lại cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt trong ngành sản xuất pin.
Kiểm tra cấp độ tế bào pin
Kiểm tra tế bào pin tập trung vào từng tế bàotrước khi tích hợp vào các mô-đun hoặc gói lớn hơn. Kiểm tra giai đoạn đầu này giúp xác định các tế bào pin bị lỗi hoặc kém chất lượng.
Kiểm tra tế bào pin thường bao gồm:
- Điện áp - Đo trong các điều kiện tải khác nhau.
- Dung lượng - Xác định khả năng lưu trữ năng lượng.
- Nội trở - Biểu thị sức khỏe và hiệu suất của tế bào.
- Tuổi thọ chu kỳ - Ước tính số chu kỳ sạc và xả mà pin có thể chịu được.
Kiểm tra cấp độ mô-đun
Kiểm tra mô-đun pin xác minh hiệu suất và độ an toàn của một nhóm tế bào pin được lắp ráp thành một mô-đun. Bao gồm các kiểm tra như phân tích nhiệt, đặc tính điện và thử nghiệm va đập.
Những cân nhắc chính khi thử nghiệm mô-đun pin bao gồm:
- Cân bằng - Đảm bảo quá trình sạc và xả đồng đều giữa các tế bào pin.
- Quản lý nhiệt - Giám sát và kiểm soát nhiệt độ bên trong mô-đun.
- Cơ chế an toàn - Kiểm tra các tính năng an toàn, như chức năng ngắt nhiệt.
Kiểm tra cấp độ gói pin
Kiểm tra khối pin đánh giá hiệu suất và độ an toàn tổng thể của toàn bộ hệ thống pin, thường đặt hệ thống vào các điều kiện nghiêm ngặt để mô phỏng việc sử dụng thực tế.
Các tình huống kiểm tra để kiểm tra gói pin trong phòng thí nghiệm bao gồm:
- Kiểm tra môi trường - Đánh giá hiệu suất trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và độ cao khắc nghiệt.
- Kiểm tra vận hành ở điều kiện bất thường - Mô phỏng hư hỏng vật lý, sạc quá mức và đoản mạch.
- Kiểm tra vòng đời - Đánh giá độ bền và độ tin cậy lâu dài trong điều kiện vận hành.
Các kịch bản kiểm tra gói pin trong sản xuất bao gồm:
- Chu kì sạc-xả hoặc chu kỳ vi mô
- Các thành phần an toàn – Ví dụ bao gồm khóa liên động, tín hiệu tắt, v.v.
- Kiểm tra điện trở cách điện và độ bền chất diện dung
- Dữ liệu nhiệt
- OCV và SoC
Kiểm tra BMU
BMU đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và quản lý sức khỏe và sự an toàn của khối pin. Việc kiểm tra BMU đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của chúng.
Các bài kiểm tra chức năng và kiểm tra sức chịu đựng sau đây đảm bảo rằng BMU hoạt động như mong muốn, theo dõi chính xác và bảo vệ khối pin và duy trì sự an toàn và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống pin:
- Ước tính tình trạng sạc (SOC) và tình trạng sức khỏe (SOH) - Xác minh rằng BMU ước tính chính xác SOC và SOH của khối pin trong nhiều điều kiện hoạt động khác nhau.
- Cân bằng tế bào pin - Đảm bảo rằng BMU có thể chủ động cân bằng các tế bào trong khối pin, ngăn ngừa tình trạng sạc quá mức hoặc xả quá mức của từng tế bào.
- Giám sát điện áp - Xác nhận rằng BMU đo và giám sát chính xác điện áp của từng tế bào pin trong khối pin
- Đo dòng điện - Xác minh rằng BMU đo chính xác dòng điện chạy vào và ra khỏi khối pin trong quá trình sạc và xả.
- Giám sát nhiệt độ - Kiểm tra khả năng giám sát và phản ứng của BMU với các biến đổi nhiệt độ trong khối pin, đảm bảo hoạt động an toàn.
- Bảo vệ chống sạc quá mức và xả quá mức - Đảm bảo BMU kích hoạt cơ chế bảo vệ để ngăn ngừa sạc quá mức hoặc xả quá mức, có thể làm hỏng các tế bào pin.
- Kiểm tra điện trở cách điện và độ bền chất diện dung
- Phát hiện và báo cáo lỗi - Kiểm tra khả năng phát hiện lỗi của BMU, chẳng hạn như ngắn mạch hoặc tình trạng nhiệt độ cao, và báo cáo những vấn đề này để có hành động thích hợp.
- Giao diện truyền thông - Xác minh rằng BMU có thể giao tiếp với các hệ thống bên ngoài, chẳng hạn như bộ điều khiển xe hoặc cơ sở hạ tầng sạc, bằng cách sử dụng các giao thức truyền thông tiêu chuẩn như Mạng khu vực điều khiển (CAN) hoặc các giao thức khác.
- Xác thực tế bào pin - Kiểm tra khả năng xác minh tế bào pin chính hãng và sự toàn vẹn của tế bào pin của BMU để ngăn ngừa hàng giả hoặc thay thế không an toàn.
- Kiểm tra sức chịu đựng: Bao gồm quá tải, xả quá mức, quá nhiệt, rung động và sốc, EMI/EMC (tương thích điện từ nhiễu điện từ), thử nghiệm tải và thử nghiệm môi trường.
Tối đa hóa khoản đầu tư vào thiết bị kiểm tra pin của bạn
Có 5 bí quyết cho bất kỳ khoản đầu tư thiết bị kiểm tra thông minh nào: tự động hóa, tính mô-đun, khả năng mở rộng, tính linh hoạt và chuẩn hóa. Điều này đặc biệt đúng trong trường hợp phát triển và sản xuất pin. Khi ngành công nghiệp phát triển, các công nghệ tiếp tục thay đổi. Đầu tư vào thiết bị có thể thích ứng với sản phẩm giúp giảm chi phí vật liệu và sự can thiệp của người vận hành. Bạn nên cân nhắc:
- Tự động hóa – Loại bỏ tính chủ quan và sự can thiệp không cần thiết của người vận hành đồng thời tăng tốc quy trình để có kết quả có độ chính xác cao.
- Tính mô-đun – Khi các yêu cầu thay đổi, thiết bị và phần mềm phải thay đổi theo. Khi làm việc với các mô-đun nhỏ có thể thay đổi, không có thời gian nào bị lãng phí để làm lại những thứ đã có sẵn.
- Khả năng mở rộng - Khi nhu cầu về một sản phẩm tăng lên hoặc giảm đi, một hệ thống có khả năng mở rộng sẽ có khả năng đáp ứng nhu cầu của khách hàng vào thời điểm họ cần.
- Tính linh hoạt – Kết hợp cả tính mô-đun và khả năng mở rộng và tính linh hoạt của thiết kế đo kiểm cho phép thực hiện các sửa đổi thông minh và tiết kiệm chi phí.
- Chuẩn hóa – Bằng cách chia sẻ thiết bị kiểm tra chung trên khắp các địa điểm và phòng ban của công ty, mọi nhân viên đều nói cùng một ngôn ngữ. Từ R&D đến sửa chữa, kết quả trở nên nhất quán trên toàn bộ hệ thống và thời gian đào tạo hoặc tăng tốc được giảm đáng kể.
Một phương pháp hay nhất để kiểm tra pin là tận dụng một nền tảng chung đã được thiết lập trong ngành như Kiểm tra pin™. 
Với nhiều thông số kiểm tra, Batterie Inspektor™ đảm bảo các sản phẩm chất lượng hàng đầu bao gồm tế bào pin, module, BMU và bộ pin, ở mọi giai đoạn sản xuất. Thiết kế thông minh, dạng mô-đun và có thể mở rộng của nó cho phép bạn xây dựng giải pháp phù hợp nhất và phát triển cùng với các yêu cầu sản xuất của bạn từ một nguồn duy nhất. Nó cải thiện hiệu suất sản phẩm với khả năng tự động hóa linh hoạt, cải tiến bền vững và quản lý dữ liệu thông minh.
Ngược lại với việc bắt đầu từ con số 0, một nền tảng hiện có sẽ nhanh chóng giảm chi phí kỹ thuật ban đầu (NRE), có thể chiếm phần lớn chi phí. Ngoài ra còn có sự thoải mái và an toàn về độ tin cậy của một thương hiệu nổi tiếng.
Hãy theo dõi chuyên gia kiểm tra của chúng tôi!
Cập nhật các xu hướng công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và mẹo được chia sẻ trong sách điện tử, sách trắng và nhiều nội dung khác của chúng tôi.
