Daftar Periksa Pengujian Paket Baterai: Kapasitas, Pengosongan, Siklus Hidup dan Keamanan

Sebuah unit baterai tidak boleh disetujui hanya karena tegangan dan kapasitasnya tercantum pada lembar spesifikasi. Paket yang sudah jadi harus diuji sebagai sistem yang lengkap, termasuk sel, sambungan, BMS atau PCM, kabel, konektor, insulasi, dan penutup.

Untuk proyek OEM, pengujian harus menjawab empat pertanyaan:

• Apakah paket tersebut memberikan kinerja kelistrikan yang dibutuhkan?

• Bisakah itu mendukung beban normal dan puncak perangkat?

• Apakah tetap stabil saat digunakan berulang kali?

• Apakah fungsi perlindungan, mekanis, dan keselamatannya memenuhi persyaratan proyek?

Sebuah terdefinisi dengan baik rencana pengujian paket baterai membantu para insinyur membandingkan sampel, mengidentifikasi variasi produksi, dan mengurangi risiko menyetujui paket yang tidak berfungsi dengan benar di perangkat akhir.

Jawaban Cepat: Apa yang Harus Disertakan dalam Pengujian Paket Baterai?

Rencana pengujian paket baterai OEM yang lengkap mungkin mencakup:

1. Pemeriksaan penampilan dan dimensi.

2. Verifikasi tegangan dan polaritas sirkuit terbuka.

3. Pengujian kapasitas terukur.

4. Pengujian pelepasan berkelanjutan.

5. Pengujian beban puncak dan tegangan melorot.

6. Pengujian kinerja pengisian daya.

7. Pengujian fungsi proteksi.

8. Pengujian siklus hidup.

9. Pemantauan kenaikan suhu.

10. Pemeriksaan konektor, kabel dan isolasi.

11. Validasi mekanis dan lingkungan.

12. Catatan pengujian akhir dan tinjauan ketertelusuran.

Kriteria penerimaan yang tepat bergantung pada konfigurasi baterai, jenis sel, BMS, pengisi daya, beban perangkat, dan lingkungan pengoperasian yang diinginkan.

1. Konfirmasikan Spesifikasi Pengujian Sebelum Pengujian

Pengujian harus dimulai dengan spesifikasi yang disetujui dan bukan dengan daftar periksa laboratorium umum.

Mendefinisikan:

Hasil pengujian hanya bermakna jika arus, tegangan, suhu, kondisi batas waktu, dan waktu istirahat dicatat.

2. Inspeksi Visual, Dimensi dan Polaritas

Sebelum pengujian kelistrikan, periksa kemasan yang sudah jadi.

Memeriksa:

• dimensi baterai;

• berat;

• kondisi kotak atau kantong;

• isolasi;

• perutean kawat;

• posisi konektor;

• label dan penandaan;

• bagian konduktif terbuka;

• penyok, tusukan atau deformasi abnormal;

• pereda ketegangan kabel;

• polaritas.

Konektor harus diperiksa sesuai dengan gambar yang disetujui. Sebuah paket mungkin lulus uji kelistrikan tetapi masih gagal menyesuaikan dengan perangkat host karena kabel keluar dari posisi yang salah.

Untuk persyaratan terkait enklosur, tinjau jarak ruang baterai dan perlindungan mekanis.

3. Pengujian Tegangan dan Kontinuitas Sirkuit Terbuka

Pengujian tegangan rangkaian terbuka memberikan pemeriksaan awal pada paket rakitan.

Memeriksa:

• tegangan paket total;

• polaritas positif dan negatif;

• tegangan antara pin yang diperlukan;

• kontinuitas kabel listrik;

• kontinuitas kabel sinyal atau keseimbangan;

• tidak adanya korsleting yang tidak terduga.

Untuk paket multi-sel, tegangan sel individu atau grup juga dapat diperiksa melalui BMS atau antarmuka keseimbangan yang sesuai.

Tes ini tidak membuktikan kapasitas atau kinerja beban. Ini adalah langkah penyaringan awal yang dapat mengidentifikasi kesalahan pengkabelan, sambungan, atau perakitan sebelum pengujian yang lebih berat dimulai.

4. Pengujian Kapasitas Baterai

Pengujian kapasitas menentukan berapa banyak muatan yang dapat diberikan oleh paket dalam kondisi yang ditentukan.

Uji kapasitas harus mendokumentasikan:

• status biaya awal;

• tegangan pengisian;

• biaya saat ini;

• waktu istirahat;

• arus pelepasan;

• tegangan pemutusan pelepasan;

• suhu pengujian;

• diukur ampere-jam;

• diukur watt-jam;

• peralatan uji.

Kapasitas dapat dinyatakan dalam Ah atau mAh. Energi dapat dinyatakan dalam Wh.

Hasil yang diukur mungkin berbeda dengan:

• tingkat debit;

• tegangan pemutusan;

• suhu;

• usia baterai;

• pengaturan PASI;

• waktu istirahat;

• keakuratan alat uji.

Untuk perbandingan OEM, gunakan metode pengujian yang sama untuk setiap sampel. Angka kapasitas tanpa kondisi pengujian tidak boleh digunakan sebagai satu-satunya dasar evaluasi pemasok.

5. Pengujian Kinerja Pengisian dan Pengosongan

Pengisian dan pengosongan daya harus diuji bersama dengan pengisi daya dan sistem perlindungan yang dimaksudkan jika memungkinkan.

Pemeriksaan pengisian daya

Memeriksa:

• tegangan pengisian;

• pengisian arus;

• waktu pengisian;

• penghentian biaya;

• suhu saat pengisian;

• Komunikasi BMS atau pengisi daya;

• menyeimbangkan perilaku jika diperlukan.

Pemeriksaan pelepasan

Memeriksa:

• arus pelepasan terus menerus;

• stabilitas tegangan;

• perilaku terputus;

• kapasitas yang dapat digunakan;

• kenaikan suhu;

• respons perlindungan;

• pemulihan setelah penghapusan beban.

Pengujian harus mewakili beban perangkat sebenarnya, bukan hanya mengandalkan pengujian arus konstan sederhana.

Semakin luas panduan desain paket baterai lithium-ion menjelaskan bagaimana voltase, kapasitas, BMS, dan persyaratan waktu pengoperasian ditentukan sebelum pengujian.

6. Pengujian Arus Puncak dan Tegangan-Sag

Beberapa perangkat OEM menarik puncak arus berdurasi pendek selama penyalaan, transmisi, pengoperasian motor, atau pergerakan aktuator.

Pengujian beban puncak harus mencatat:

• arus puncak;

• durasi puncak;

• tegangan sebelum beban;

• tegangan minimum selama acara;

• tegangan pemulihan;

• suhu konektor dan kabel;

• apakah BMS mengaktifkan proteksi.

Sebuah paket mungkin memiliki kapasitas nominal yang cukup namun masih menyebabkan perangkat mati jika voltase turun di bawah voltase input minimum sistem host.

Pengujian harus menggunakan profil beban puncak aktual bila tersedia. Jika beban bervariasi dari waktu ke waktu, beban elektronik yang dapat diprogram atau perangkat akhir dapat memberikan hasil yang lebih representatif dibandingkan arus konstan tunggal.

7. Pengujian Siklus Hidup

Pengujian siklus hidup mengevaluasi bagaimana baterai berubah setelah siklus pengisian dan pengosongan berulang.

Definisi siklus harus menentukan:

• biaya saat ini;

• tegangan pengisian;

• waktu istirahat;

• arus pelepasan;

• penghentian pelepasan;

• suhu lingkungan;

• kedalaman pembuangan;

• kriteria retensi kapasitas;

• kondisi akhir pengujian.

Hasilnya harus mengidentifikasi jumlah siklus yang diselesaikan dan kapasitas yang diukur pada interval yang ditentukan.

Hasil siklus hidup dipengaruhi oleh:

• kimia sel;

• tingkat debit;

• tarif biaya;

• suhu pengoperasian;

• kedalaman pembuangan;

• pengaturan batas;

• perilaku PASI;

• kondisi mekanis.

Jangan membandingkan nilai umur siklus dari pemasok yang berbeda kecuali metode pengujiannya setara.

8. Pengujian Fungsi Proteksi dan PASI

Pengujian perlindungan memastikan apakah baterai merespons kondisi listrik abnormal dengan tepat.

Tergantung pada desainnya, uji:

• perlindungan harga yang berlebihan;

• perlindungan pelepasan berlebih;

• perlindungan arus lebih;

• perlindungan hubung singkat;

• perlindungan suhu berlebih;

• perlindungan pengisian daya di bawah suhu;

• respons ketidakseimbangan tegangan sel;

• fungsi penyeimbang;

• komunikasi dan pelaporan biaya negara.

Pengujian proteksi harus dilakukan menggunakan prosedur laboratorium yang disetujui dan kontrol keselamatan yang sesuai. Ini tidak boleh melibatkan korslet manual yang tidak aman, menusuk, membuka atau menyalahgunakan baterai secara paksa.

Pilihan BMS atau PCM harus konsisten dengan konfigurasi sel dan arsitektur perangkat. Melihat PCM vs. BMS untuk Baterai LiPo untuk perbedaan sistem perlindungan.

9. Pengujian Kenaikan Suhu

Suhu harus dipantau selama:

• pengisian daya normal;

• debit terus menerus;

• debit puncak;

• operasi berulang;

• penggunaan perangkat dengan beban tinggi;

• pengujian siklus hidup.

Ukur suhu di lokasi yang relevan, seperti:

• sel;

• PASI;

• konektor;

• terminal kabel;

• permukaan selungkup;

• komponen perangkat terdekat.

Catat suhu sekitar, arus beban, durasi pengujian, dan lokasi sensor. Hasil suhu tanpa kondisi pengujian sulit diinterpretasikan.

10. Pengujian Konektor, Kabel dan Isolasi

Konektor dan kabel adalah bagian dari jalur kelistrikan baterai dan harus disertakan dalam pengujian.

Memeriksa:

• polaritas konektor;

• penetapan pin;

• kontinuitas kontak;

• panjang kabel;

• pengukur kawat;

• pereda ketegangan kabel;

• perkawinan dan retensi;

• penurunan tegangan;

• kenaikan suhu;

• kondisi isolasi.

Untuk persyaratan kabel atau konektor khusus, lihat Cara Memilih Konektor untuk Paket Baterai Lithium Khusus.

11. Pengujian Mekanik dan Lingkungan

Tergantung pada aplikasinya, pengujian OEM dapat mencakup:

• getaran;

• kejutan mekanis;

• retensi konektor;

• pembengkokan kabel;

• kesesuaian kandang;

• simulasi transportasi;

• paparan suhu;

• paparan kelembaban;

• evaluasi debu atau kelembaban.

Metode pengujian spesifik harus sesuai dengan lingkungan pengoperasian produk. Perangkat genggam, produk medis, dan sistem industri yang dapat dikenakan mungkin memerlukan validasi mekanis yang berbeda.

Pengujian harus dilakukan pada konfigurasi baterai yang telah selesai, termasuk insulasi, konektor, BMS, dan penutupnya yang disetujui.

12. Pemeriksaan Keamanan dan Kondisi Tidak Normal

Pengujian keamanan paket baterai harus fokus pada risiko yang relevan dengan sistem yang telah selesai.

Tinjauan:

• respons yang terlalu mahal;

• respons pelepasan berlebih;

• respons arus yang berlebihan;

• respons suhu tidak normal;

• kondisi isolasi;

• perilaku dewan perlindungan;

• polaritas konektor;

• konsistensi tegangan sel;

• kerusakan mekanis setelah uji validasi yang disetujui.

Pengujian keselamatan harus dilakukan oleh personel yang berkualifikasi dengan peralatan dan prosedur yang sesuai. Tim OEM tidak boleh melakukan eksperimen baterai yang merusak atau membuka kemasan yang rusak atau bengkak secara manual.

Hasil uji keselamatan harus disimpan terpisah dari dokumentasi pengangkutan dan peraturan. Uji kinerja, uji keselamatan, dan dokumen pengangkutan tidak secara otomatis mewakili persyaratan yang sama.

13. Uji Baterai di Perangkat Akhir

Pengujian di bangku cadangan memang penting, tetapi baterai juga harus diuji pada produk sebenarnya.

Pengujian di tingkat perangkat dapat mengungkapkan:

• kerugian konverter;

• arus puncak yang tidak terduga;

• gangguan konektor;

• masalah elektromagnetik atau komunikasi;

• akumulasi termal;

• tekanan kandang;

• penghentian dini tegangan rendah;

• runtime yang berbeda dari perkiraan teoretis.

Tes tingkat perangkat praktis dapat mencakup:

• mode operasi normal;

• mode beban maksimum;

• memulai dan mematikan;

• siklus siaga dan tidur;

• mengisi daya saat dipasang;

• penggunaan berulang;

• kondisi suhu yang realistis.

Untuk persetujuan sampel pra-produksi, lihat Cara Memvalidasi Sampel Baterai LiPo Kustom Sebelum Produksi Massal.

14. Catatan Uji dan Kriteria Penerimaan

Setiap tes penting harus memiliki catatan yang jelas.

Catatan pengujian harus mencakup:

• model baterai atau nomor proyek;

• contoh nomor seri;

• informasi sel dan BMS;

• tanggal ujian;

• peralatan uji;

• operator atau laboratorium;

• suhu pengujian;

• kondisi pengisian dan pengosongan;

• hasil terukur;

• batas penerimaan;

• status lulus/gagal;

• komentar dan penyimpangan.

Kriteria penerimaan harus disepakati sebelum pengujian. Jika tidak, hasil yang sama mungkin dinilai berbeda oleh pemasok baterai dan pembeli OEM.

Suatu sampel tidak boleh disetujui semata-mata karena 'terlihat normal.' Data kelistrikan, kondisi mekanis, perilaku perlindungan, dan dokumentasi harus ditinjau bersama-sama.

15. Daftar Periksa Pengujian Paket Baterai

Spesifikasi

• Rentang tegangan ditentukan.

• Kapasitas terukur dan target energi ditentukan.

• Arus kontinu dan arus puncak didokumentasikan.

• Kondisi pengisian dan pengosongan ditentukan.

• Suhu pengujian dicatat.

• BMS dan fungsi perlindungan diidentifikasi.

Tes kelistrikan

• Tegangan rangkaian terbuka.

• Polaritas dan kontinuitas.

• Kapasitas terukur.

• Pengukuran energi.

• Debit terus menerus.

• Performa beban puncak.

• Tegangan melorot.

• Perilaku pengisian daya.

• Respon perlindungan.

• Fungsi komunikasi atau keseimbangan jika memungkinkan.

Tes mekanis dan keamanan

• Dimensi dan berat.

• Kondisi konektor dan kabel.

• Isolasi.

• Kenaikan suhu.

• Penutup pas.

• Getaran atau validasi mekanis jika diperlukan.

• Perlindungan kondisi tidak normal.

• Penampilan dan pelabelan.

Dokumentasi

• Metode pengujian.

• Peralatan uji.

• Kondisi pengujian.

• Hasil yang terukur.

• Batas penerimaan.

• Identifikasi sampel.

• Catatan ketertelusuran.

• Catatan penyimpangan dan tindakan korektif.

Pertanyaan Umum

Apa tes paket baterai yang paling penting?

Tidak ada pengujian tunggal yang dapat membuktikan kualitas baterai secara lengkap. Kapasitas, pengosongan, pengisian daya, perlindungan, suhu, kondisi mekanis, dan kinerja tingkat perangkat harus dievaluasi bersama.

Bagaimana kapasitas paket baterai litium diuji?

Paket diisi dalam kondisi tertentu dan kemudian dibuang pada arus tertentu hingga tegangan pemutusan tertentu. Ah atau Wh yang dikirimkan dicatat bersama dengan suhu, arus, tegangan dan durasi pengujian.

Seberapa sering pengujian siklus hidup harus dilakukan?

Pengujian siklus hidup harus ditentukan selama proyek OEM sesuai dengan persyaratan aplikasi dan kualifikasi pemasok yang dimaksudkan. Biasanya digunakan untuk verifikasi desain, kualifikasi atau pemantauan kualitas berkala daripada setiap pengiriman.

Mengapa pengujian tegangan sag penting?

Sag tegangan menunjukkan bagaimana paket berperilaku di bawah beban. Kendur yang berlebihan dapat menyebabkan penyetelan ulang perangkat, hilangnya kinerja motor, atau perlindungan tegangan rendah yang terlalu dini meskipun paket memiliki kapasitas nominal yang memadai.

Apakah tes kapasitas membuktikan bahwa baterai aman?

Tidak. Kapasitas hanya mengukur muatan atau energi yang dikirimkan dalam kondisi yang ditentukan. Keselamatan juga memerlukan evaluasi fungsi perlindungan, suhu, insulasi, mekanis, dan tingkat sistem.

Bisakah baterai lulus pengujian laboratorium tetapi gagal pada perangkatnya?

Ya. Perangkat mungkin memiliki profil beban, rugi-rugi konverter, susunan konektor, lingkungan termal, atau batas tegangan rendah yang berbeda. Oleh karena itu, pengujian di dalam perangkat yang sudah jadi sangatlah penting.

Kesimpulan

Pengujian paket baterai harus memverifikasi lebih dari volume nominaltage dan kapasitas. Rencana pengujian OEM harus mencakup pengisian daya, pelepasan kontinu dan puncak, penurunan tegangan, masa pakai siklus, fungsi perlindungan, suhu, konektor, insulasi, kesesuaian mekanis, dan pengoperasian tingkat perangkat.

Proses yang paling andal menggabungkan kondisi pengujian yang ditentukan, batas penerimaan yang terdokumentasi, peralatan yang konsisten, dan catatan yang dapat ditelusuri. Sampel harus dibandingkan menggunakan metode yang sama, dan kemasan akhir harus divalidasi dalam produk sebenarnya sebelum rilis produksi.

Untuk proyek OEM yang memerlukan desain baterai khusus, integrasi BMS, konfigurasi konektor, dan validasi sampel, hubungi ZERNE untuk dukungan paket baterai litium khusus.