Senarai Semak Ujian Pek Bateri: Kapasiti, Nyahcas, Hayat Kitaran dan Keselamatan

Pek bateri tidak boleh diluluskan hanya kerana voltan dan kapasitinya kelihatan betul pada helaian spesifikasi. Pek siap mesti diuji sebagai sistem yang lengkap, termasuk sel, sambungan, BMS atau PCM, wayar, penyambung, penebat dan kepungan.

Untuk projek OEM, ujian harus menjawab empat soalan:

• Adakah pek menyampaikan prestasi elektrik yang diperlukan?

• Bolehkah ia menyokong beban normal dan puncak peranti?

• Adakah ia kekal stabil semasa penggunaan berulang?

• Adakah fungsi perlindungan, mekanikal dan keselamatannya memenuhi keperluan projek?

A yang jelas pelan ujian pek bateri membantu jurutera membandingkan sampel, mengenal pasti variasi pengeluaran dan mengurangkan risiko meluluskan pek yang tidak berfungsi dengan betul dalam peranti akhir.

Jawapan Pantas: Apa yang Perlu Disertakan dalam Ujian Pek Bateri?

Pelan ujian pek bateri OEM yang lengkap mungkin termasuk:

1. Penampilan dan pemeriksaan dimensi.

2. Pengesahan voltan litar terbuka dan kekutuban.

3. Ujian kapasiti dinilai.

4. Ujian pelepasan berterusan.

5. Ujian beban puncak dan voltan kendur.

6. Ujian prestasi pengecasan.

7. Ujian fungsi perlindungan.

8. Ujian kitaran-hidup.

9. Pemantauan kenaikan suhu.

10. Pemeriksaan penyambung, kabel dan penebat.

11. Pengesahan mekanikal dan alam sekitar.

12. Rekod ujian akhir dan semakan kebolehkesanan.

Kriteria penerimaan yang tepat bergantung pada konfigurasi bateri, jenis sel, BMS, pengecas, beban peranti dan persekitaran operasi yang dimaksudkan.

1. Sahkan Spesifikasi Ujian Sebelum Menguji

Pengujian harus bermula dengan spesifikasi yang diluluskan dan bukannya senarai semak makmal generik.

takrifkan:

Keputusan ujian bermakna hanya apabila arus, voltan, suhu, keadaan pemotongan dan tempoh rehat direkodkan.

2. Pemeriksaan Visual, Dimensi dan Polariti

Sebelum ujian elektrik, periksa pek siap.

Semak:

• dimensi bateri;

• berat;

• keadaan kes atau beg;

• penebat;

• penghalaan wayar;

• kedudukan penyambung;

• label dan tanda;

• bahagian konduktif terdedah;

• penyok, tusukan atau ubah bentuk yang tidak normal;

• pelepasan ketegangan kabel;

• kekutuban.

Penyambung hendaklah diperiksa terhadap lukisan yang diluluskan. Pek mungkin lulus ujian elektrik tetapi masih gagal untuk memuatkan peranti hos kerana kabel keluar dari kedudukan yang salah.

Untuk keperluan berkaitan kandang, semak semula kelegaan petak bateri dan perlindungan mekanikal.

3. Ujian Voltan Litar Terbuka dan Kesinambungan

Ujian voltan litar terbuka menyediakan pemeriksaan awal bagi pek yang dipasang.

Sahkan:

• jumlah voltan pek;

• kekutuban positif dan negatif;

• voltan antara pin yang diperlukan;

• kesinambungan wayar kuasa;

• kesinambungan wayar isyarat atau imbangan;

• ketiadaan litar pintas yang tidak dijangka.

Untuk pek berbilang sel, voltan sel individu atau kumpulan juga boleh disemak melalui BMS atau antara muka imbangan yang sesuai.

Ujian ini tidak membuktikan kapasiti atau prestasi beban. Ia merupakan langkah saringan awal yang boleh mengenal pasti ralat pendawaian, sambungan atau pemasangan sebelum ujian yang lebih mencabar bermula.

4. Ujian Kapasiti Bateri

Ujian kapasiti menentukan jumlah caj yang boleh dihantar oleh pek dalam keadaan yang ditetapkan.

Ujian kapasiti harus mendokumenkan:

• keadaan awal caj;

• voltan cas;

• cas semasa;

• masa rehat;

• arus pelepasan;

• voltan pemotongan pelepasan;

• suhu ujian;

• diukur ampere-jam;

• diukur watt-jam;

• peralatan ujian.

Kapasiti boleh dinyatakan dalam Ah atau mAh. Tenaga boleh dinyatakan dalam Wh.

Hasil yang diukur mungkin berbeza dengan:

• kadar pelepasan;

• voltan potong;

• suhu;

• umur bateri;

• tetapan BMS;

• masa rehat;

• menguji ketepatan peralatan.

Untuk perbandingan OEM, gunakan kaedah ujian yang sama untuk setiap sampel. Angka kapasiti tanpa syarat ujian tidak boleh digunakan sebagai satu-satunya asas untuk penilaian pembekal.

5. Ujian Prestasi Caj dan Pelepasan

Pengecasan dan nyahcas hendaklah diuji bersama pengecas dan sistem perlindungan yang dimaksudkan jika boleh.

Mengecas cek

Sahkan:

• mengecas voltan;

• mengecas semasa;

• masa pengecasan;

• penamatan caj;

• suhu semasa pengecasan;

• BMS atau komunikasi pengecas;

• mengimbangi tingkah laku di mana diperlukan.

Pemeriksaan pelepasan

Sahkan:

• arus pelepasan berterusan;

• kestabilan voltan;

• tingkah laku cutoff;

• kapasiti boleh guna;

• kenaikan suhu;

• tindak balas perlindungan;

• pemulihan selepas penyingkiran beban.

Ujian harus mewakili beban peranti sebenar dan bukannya bergantung hanya pada ujian arus malar yang mudah.

Lebih luas panduan reka bentuk pek bateri litium-ion menerangkan cara voltan, kapasiti, BMS dan keperluan masa jalan ditakrifkan sebelum ujian.

6. Ujian Arus Puncak dan Voltan-Kendur

Sesetengah peranti OEM melukis puncak arus jangka pendek semasa permulaan, penghantaran, operasi motor atau pergerakan penggerak.

Ujian beban puncak hendaklah merekodkan:

• arus puncak;

• tempoh puncak;

• voltan sebelum beban;

• voltan minimum semasa acara;

• voltan pemulihan;

• penyambung dan suhu kabel;

• sama ada BMS mengaktifkan perlindungan.

Pek mungkin mempunyai kapasiti nominal yang mencukupi tetapi masih menyebabkan penutupan peranti jika voltan jatuh di bawah voltan input minimum sistem hos.

Ujian harus menggunakan profil beban puncak sebenar apabila ia tersedia. Jika beban berubah mengikut masa, beban elektronik boleh atur cara atau peranti akhir boleh memberikan hasil yang lebih mewakili daripada arus malar tunggal.

7. Ujian Kitaran-Hidup

Ujian hayat kitaran menilai cara pek bateri berubah selepas kitaran cas dan nyahcas berulang.

Definisi kitaran hendaklah menyatakan:

• cas semasa;

• voltan cas;

• tempoh rehat;

• arus pelepasan;

• pemotongan pelepasan;

• suhu persekitaran;

• kedalaman pelepasan;

• kriteria pengekalan kapasiti;

• keadaan akhir ujian.

Hasilnya harus mengenal pasti bilangan kitaran yang telah selesai dan kapasiti yang diukur pada selang waktu tertentu.

Keputusan kitaran hayat dipengaruhi oleh:

• kimia sel;

• kadar pelepasan;

• kadar caj;

• suhu operasi;

• kedalaman pelepasan;

• tetapan pemotongan;

• tingkah laku BMS;

• keadaan mekanikal.

Jangan bandingkan nilai kitaran hayat daripada pembekal yang berbeza melainkan kaedah ujian adalah setara.

8. Ujian BMS dan Perlindungan-Fungsi

Ujian perlindungan mengesahkan sama ada bateri bertindak balas dengan sewajarnya kepada keadaan elektrik yang tidak normal.

Bergantung pada reka bentuk, uji:

• perlindungan caj berlebihan;

• perlindungan lebihan pelepasan;

• perlindungan arus lebih;

• perlindungan litar pintas;

• perlindungan suhu berlebihan;

• perlindungan pengecasan bawah suhu;

• tindak balas ketidakseimbangan voltan sel;

• fungsi mengimbangi;

• komunikasi dan pelaporan negeri.

Ujian perlindungan hendaklah dilakukan menggunakan prosedur makmal yang diluluskan dan kawalan keselamatan yang sesuai. Ia tidak sepatutnya melibatkan pintasan manual yang tidak selamat, menusuk, membuka atau menyalahgunakan pek bateri secara paksa.

Pilihan BMS atau PCM hendaklah konsisten dengan konfigurasi sel dan seni bina peranti. Lihat PCM lwn. BMS untuk Bateri LiPo untuk perbezaan sistem perlindungan.

9. Ujian Kenaikan Suhu

Suhu perlu dipantau semasa:

• pengecasan biasa;

• pelepasan berterusan;

• pelepasan puncak;

• operasi berulang;

• penggunaan peranti beban tinggi;

• ujian kitaran hayat.

Ukur suhu di lokasi yang berkaitan, seperti:

• sel;

• BMS;

• penyambung;

• terminal kabel;

• permukaan kandang;

• komponen peranti berdekatan.

Rekod suhu ambien, arus beban, tempoh ujian dan lokasi penderia. Keputusan suhu tanpa keadaan ujian sukar untuk ditafsirkan.

10. Ujian Penyambung, Kabel dan Penebat

Penyambung dan kabel adalah sebahagian daripada laluan elektrik bateri dan harus disertakan dalam ujian.

Semak:

• kekutuban penyambung;

• pin tugasan;

• kesinambungan hubungan;

• panjang kabel;

• tolok wayar;

• pelepasan ketegangan kabel;

• mengawan dan pengekalan;

• penurunan voltan;

• kenaikan suhu;

• keadaan penebat.

Untuk keperluan kabel atau penyambung tersuai, lihat Cara Memilih Penyambung untuk Pek Bateri Litium Tersuai.

11. Ujian Mekanikal dan Persekitaran

Bergantung pada aplikasi, ujian OEM mungkin termasuk:

• getaran;

• kejutan mekanikal;

• pengekalan penyambung;

• lenturan kabel;

• kesesuaian kandang;

• simulasi pengangkutan;

• pendedahan suhu;

• pendedahan kelembapan;

• penilaian habuk atau kelembapan.

Kaedah ujian khusus mesti sepadan dengan persekitaran operasi produk. Peranti boleh pakai, pegang tangan, produk perubatan dan sistem perindustrian mungkin memerlukan pengesahan mekanikal yang berbeza.

Pengujian hendaklah dilakukan pada konfigurasi bateri yang telah siap, termasuk penebat, penyambung, BMS dan penutup yang diluluskan.

12. Pemeriksaan Keselamatan dan Keadaan Tidak Normal

Ujian keselamatan pek bateri harus memberi tumpuan kepada risiko yang berkaitan dengan sistem siap.

Semakan:

• tindak balas caj berlebihan;

• tindak balas pelepasan berlebihan;

• tindak balas semasa yang berlebihan;

• tindak balas suhu yang tidak normal;

• keadaan penebat;

• tingkah laku lembaga perlindungan;

• kekutuban penyambung;

• ketekalan voltan sel;

• kerosakan mekanikal selepas ujian pengesahan yang diluluskan.

Ujian keselamatan hendaklah dijalankan oleh kakitangan yang berkelayakan dengan peralatan dan prosedur yang sesuai. Pasukan OEM tidak seharusnya mencuba eksperimen bateri yang merosakkan atau membuka pek yang rosak atau bengkak secara manual.

Keputusan ujian keselamatan hendaklah diasingkan daripada dokumentasi pengangkutan dan peraturan. Ujian prestasi, ujian keselamatan dan dokumen pengangkutan tidak mewakili keperluan yang sama secara automatik.

13. Uji Bateri dalam Peranti Akhir

Ujian bangku adalah penting, tetapi bateri juga harus diuji dalam produk sebenar.

Ujian peringkat peranti boleh mendedahkan:

• kerugian penukar;

• arus puncak yang tidak dijangka;

• gangguan penyambung;

• isu elektromagnet atau komunikasi;

• pengumpulan haba;

• tekanan kepungan;

• penutupan voltan rendah pramatang;

• masa jalan yang berbeza daripada anggaran teori.

Ujian peringkat peranti praktikal mungkin termasuk:

• mod operasi biasa;

• mod beban maksimum;

• permulaan dan penutupan;

• kitaran siap sedia dan tidur;

• mengecas semasa dipasang;

• penggunaan berulang;

• keadaan suhu yang realistik.

Untuk kelulusan sampel pra-pengeluaran, lihat Cara Mengesahkan Sampel Bateri LiPo Tersuai Sebelum Pengeluaran Besar-besaran.

14. Rekod Ujian dan Kriteria Penerimaan

Setiap ujian penting harus mempunyai rekod yang jelas.

Rekod ujian hendaklah mengandungi:

• model bateri atau nombor projek;

• nombor siri sampel;

• maklumat sel dan BMS;

• tarikh ujian;

• peralatan ujian;

• pengendali atau makmal;

• suhu ujian;

• keadaan caj dan pelepasan;

• hasil yang diukur;

• had penerimaan;

• status lulus/gagal;

• komen dan penyelewengan.

Kriteria penerimaan hendaklah dipersetujui sebelum ujian. Jika tidak, keputusan yang sama mungkin dinilai secara berbeza oleh pembekal bateri dan pembeli OEM.

Sampel tidak boleh diluluskan semata-mata kerana ia 'kelihatan biasa.' Data elektrik, keadaan mekanikal, tingkah laku perlindungan dan dokumentasi harus disemak bersama.

15. Senarai Semak Ujian Pek Bateri

Spesifikasi

• Julat voltan ditentukan.

• Kapasiti berkadar dan sasaran tenaga ditentukan.

• Arus berterusan dan puncak didokumenkan.

• Syarat caj dan pelepasan dinyatakan.

• Suhu ujian direkodkan.

• BMS dan fungsi perlindungan dikenal pasti.

Ujian elektrik

• Voltan litar terbuka.

• Polariti dan kesinambungan.

• Kapasiti dinilai.

• Pengukuran tenaga.

• Pelepasan berterusan.

• Prestasi beban puncak.

• Voltan mengendur.

• Tingkah laku mengecas.

• Tindak balas perlindungan.

• Fungsi komunikasi atau pengimbangan jika berkenaan.

Ujian mekanikal dan keselamatan

• Dimensi dan berat.

• Keadaan penyambung dan kabel.

• Penebat.

• Kenaikan suhu.

• Kesesuaian kandang.

• Pengesahan getaran atau mekanikal jika diperlukan.

• Perlindungan keadaan tidak normal.

• Penampilan dan pelabelan.

Dokumentasi

• Kaedah ujian.

• Peralatan ujian.

• Keadaan ujian.

• Hasil yang diukur.

• Had penerimaan.

• Pengenalan sampel.

• Rekod kebolehkesanan.

• Rekod sisihan dan tindakan pembetulan.

Soalan Lazim

Apakah ujian pek bateri yang paling penting?

Tiada ujian tunggal yang membuktikan kualiti pek bateri yang lengkap. Kapasiti, nyahcas, pengecasan, perlindungan, suhu, keadaan mekanikal dan prestasi peringkat peranti harus dinilai bersama.

Bagaimanakah kapasiti pek bateri litium diuji?

Pek dicas di bawah keadaan yang ditetapkan dan kemudian dilepaskan pada arus tertentu sehingga voltan pemotongan yang ditetapkan. Ah atau Wh yang dihantar direkodkan bersama suhu, arus, voltan dan tempoh ujian.

Berapa kerapkah ujian kitaran hayat perlu dilakukan?

Ujian kitaran hayat hendaklah ditakrifkan semasa projek OEM mengikut keperluan permohonan dan kelayakan pembekal yang dimaksudkan. Ia biasanya digunakan untuk pengesahan reka bentuk, kelayakan atau pemantauan kualiti berkala dan bukannya setiap penghantaran.

Mengapakah ujian kendur voltan penting?

Voltan sag menunjukkan bagaimana pek berkelakuan di bawah beban. Kendur yang berlebihan boleh menyebabkan penetapan semula peranti, kehilangan prestasi motor atau perlindungan voltan rendah pramatang walaupun apabila pek mempunyai kapasiti nominal yang mencukupi.

Adakah ujian kapasiti membuktikan bahawa bateri selamat?

Tidak. Kapasiti hanya mengukur cas atau tenaga yang dihantar dalam keadaan yang ditetapkan. Keselamatan juga memerlukan fungsi perlindungan, suhu, penebat, penilaian peringkat mekanikal dan sistem.

Bolehkah pek bateri lulus ujian makmal tetapi gagal dalam peranti?

ya. Peranti mungkin mempunyai profil beban yang berbeza, kehilangan penukar, susunan penyambung, persekitaran terma atau had voltan rendah. Oleh itu, ujian di dalam peranti siap adalah penting.

Kesimpulan

Ujian pek bateri harus mengesahkan lebih daripada voltan dan kapasiti nominal. Pelan ujian OEM harus meliputi pengecasan, nyahcas berterusan dan puncak, kendur voltan, hayat kitaran, fungsi perlindungan, suhu, penyambung, penebat, kesesuaian mekanikal dan operasi peringkat peranti.

Proses yang paling boleh dipercayai menggabungkan keadaan ujian yang ditetapkan, had penerimaan yang didokumenkan, peralatan yang konsisten dan rekod yang boleh dikesan. Sampel hendaklah dibandingkan menggunakan kaedah yang sama, dan pek akhir hendaklah disahkan dalam produk sebenar sebelum pengeluaran pengeluaran.

Untuk projek OEM yang memerlukan reka bentuk bateri tersuai, penyepaduan BMS, konfigurasi penyambung dan pengesahan sampel, hubungi ZERNE untuk sokongan pek bateri litium tersuai.