Controlelijst voor het testen van accu's: capaciteit, ontlading, levensduur en veiligheid

Een accu mag niet alleen worden goedgekeurd omdat de spanning en capaciteit correct op een specificatieblad staan ​​vermeld. Het voltooide pakket moet worden getest als een compleet systeem, inclusief cellen, verbindingen, GBS of PCM, draden, connectoren, isolatie en behuizing.

Voor OEM-projecten moeten tests vier vragen beantwoorden:

• Levert het pakket de vereiste elektrische prestaties?

• Kan het de normale en piekbelastingen van het apparaat ondersteunen?

• Blijft het stabiel bij herhaald gebruik?

• Voldoen de beveiligings-, mechanische en veiligheidsfuncties aan de projectvereisten?

Een goed gedefinieerde Het testplan voor batterijpakketten helpt ingenieurs monsters te vergelijken, productievariaties te identificeren en het risico te verkleinen dat een pakket wordt goedgekeurd dat niet correct presteert in het uiteindelijke apparaat.

Snel antwoord: wat moet er bij het testen van accu's inbegrepen zijn?

Een compleet OEM-batterijtestplan kan het volgende omvatten:

1. Uiterlijk en dimensionale inspectie.

2. Verificatie van nullastspanning en polariteit.

3. Testen van nominale capaciteit.

4. Continue ontladingstests.

5. Testen van piekbelasting en spanningsdaling.

6. Testen van oplaadprestaties.

7. Testen van beveiligingsfuncties.

8. Testen van de levensduur.

9. Bewaking van temperatuurstijging.

10. Connector-, kabel- en isolatie-inspectie.

11. Mechanische en omgevingsvalidatie.

12. Laatste testgegevens en beoordeling van de traceerbaarheid.

De exacte acceptatiecriteria zijn afhankelijk van de batterijconfiguratie, het celtype, het GBS, de oplader, de apparaatbelasting en de beoogde gebruiksomgeving.

1. Bevestig de testspecificatie vóór het testen

Het testen moet beginnen met een goedgekeurde specificatie in plaats van met een algemene laboratoriumchecklist.

Definiëren:

Testresultaten zijn alleen zinvol als de stroom, spanning, temperatuur, uitschakelomstandigheden en rustperioden worden geregistreerd.

2. Visuele, dimensionele en polariteitsinspectie

Inspecteer het voltooide pakket voordat u een elektrische test uitvoert.

Rekening:

• afmetingen van de batterij;

• gewicht;

• staat van hoesje of zakje;

• isolatie;

• draadgeleiding;

• connectorpositie;

• etiketten en markeringen;

• blootliggende geleidende delen;

• deuken, lekke banden of abnormale vervorming;

• trekontlasting van kabels;

• polariteit.

De connector moet worden gecontroleerd aan de hand van de goedgekeurde tekening. Het kan zijn dat een pakket een elektrische test doorstaat, maar toch niet op het hostapparaat past, omdat de kabel op de verkeerde plek naar buiten komt.

Raadpleeg voor behuizingsgerelateerde vereisten ruimte voor het batterijcompartiment en mechanische bescherming.

3. Testen van spanning en continuïteit in open circuit

Spanningstests bij open circuit bieden een eerste controle van het geassembleerde pakket.

Verifiëren:

• totale pakketspanning;

• positieve en negatieve polariteit;

• spanning tussen vereiste pinnen;

• continuïteit van stroomdraden;

• continuïteit van signaal- of balansdraden;

• afwezigheid van onverwachte kortsluitingen.

Voor pakketten met meerdere cellen kunnen de individuele cel- of groepsspanningen ook worden gecontroleerd via de juiste BMS- of balansinterface.

Deze test bewijst geen capaciteit of belastingprestaties. Het is een eerste screeningstap die bedradings-, verbindings- of montagefouten kan identificeren voordat zwaardere tests beginnen.

4. Testen van de batterijcapaciteit

Capaciteitstests bepalen hoeveel lading het pakket kan leveren onder gedefinieerde omstandigheden.

Een capaciteitstest moet het volgende documenteren:

• aanvankelijke laadstatus;

• laadspanning;

• laadstroom;

• rusttijd;

• ontlaadstroom;

• ontlading afschakelspanning;

• testtemperatuur;

• gemeten ampère-uren;

• gemeten wattuur;

• testapparatuur.

Capaciteit kan worden uitgedrukt in Ah of mAh. Energie kan worden uitgedrukt in Wh.

Het meetresultaat kan variëren met:

• ontladingssnelheid;

• uitschakelspanning;

• temperatuur;

• leeftijd van de batterij;

• GBS-instellingen;

• rusttijd;

• nauwkeurigheid van testapparatuur.

Gebruik voor OEM-vergelijking voor elk monster dezelfde testmethode. Een capaciteitscijfer zonder testomstandigheden mag niet als enige basis voor leveranciersbeoordeling worden gebruikt.

5. Testen van laad- en ontlaadprestaties

Het laden en ontladen dient waar mogelijk samen met de beoogde lader en beveiligingssysteem te worden getest.

Laadcontroles

Verifiëren:

• laadspanning;

• laadstroom;

• oplaadtijd;

• beëindiging van de kosten;

• temperatuur tijdens het opladen;

• BMS- of ladercommunicatie;

• evenwichtig gedrag waar nodig.

Controles op kwijting

Verifiëren:

• continue ontlaadstroom;

• spanningsstabiliteit;

• afsnijgedrag;

• bruikbare capaciteit;

• temperatuurstijging;

• beschermingsreactie;

• herstel na het verwijderen van de last.

De test moet de daadwerkelijke apparaatbelasting weergeven en niet alleen gebaseerd zijn op een eenvoudige test met constante stroom.

Hoe breder De ontwerpgids voor lithium-ionbatterijen legt uit hoe de vereisten voor spanning, capaciteit, BMS en looptijd worden gedefinieerd vóór het testen.

6. Testen van piekstroom en spanningsdaling

Sommige OEM-apparaten verbruiken kortstondige stroompieken tijdens het opstarten, de transmissie, de werking van de motor of de beweging van de actuator.

Piekbelastingtests moeten het volgende registreren:

• piekstroom;

• piekduur;

• spanning vóór de belasting;

• minimale spanning tijdens het evenement;

• herstelspanning;

• connector- en kabeltemperatuur;

• of het GBS de beveiliging activeert.

Een pakket kan voldoende nominale capaciteit hebben, maar er toch voor zorgen dat het apparaat wordt uitgeschakeld als de spanning onder de minimale ingangsspanning van het hostsysteem daalt.

Bij de test moet gebruik worden gemaakt van het daadwerkelijke piekbelastingsprofiel wanneer dit beschikbaar is. Als de belasting in de loop van de tijd varieert, kan een programmeerbare elektronische belasting of het uiteindelijke apparaat representatievere resultaten opleveren dan een enkele constante stroom.

7. Testen van de levensduur

Bij het testen van de levensduur wordt geëvalueerd hoe de accu verandert na herhaalde laad- en ontlaadcycli.

Een cyclusdefinitie moet het volgende specificeren:

• laadstroom;

• laadspanning;

• rustperiode;

• ontlaadstroom;

• afvoerafsluiting;

• omgevingstemperatuur;

• diepte van ontlading;

• criterium voor capaciteitsbehoud;

• einde van de testtoestand.

Het resultaat moet het aantal voltooide cycli en de gemeten capaciteit op gedefinieerde intervallen identificeren.

De resultaten van de levensduur worden beïnvloed door:

• celchemie;

• ontladingssnelheid;

• tarief;

• bedrijfstemperatuur;

• diepte van ontlading;

• afsnij-instellingen;

• GBS-gedrag;

• mechanische omstandigheden.

Vergelijk geen levensduurwaarden van verschillende leveranciers, tenzij de testmethoden gelijkwaardig zijn.

8. Testen van gebouwbeheersystemen en beveiligingsfuncties

Beveiligingstesten bevestigen of de batterij op de juiste manier reageert op abnormale elektrische omstandigheden.

Afhankelijk van het ontwerp, test:

• bescherming tegen overbelasting;

• bescherming tegen overmatige ontlading;

• overstroombeveiliging;

• kortsluitbeveiliging;

• bescherming tegen oververhitting;

• bescherming tegen te lage temperatuur;

• respons op onbalans van celspanning;

• balanceringsfunctie;

• communicatie en statusrapportage.

Beschermingstesten moeten worden uitgevoerd met behulp van een goedgekeurde laboratoriumprocedure en passende veiligheidscontroles. Er mag geen sprake zijn van onveilig handmatig kortsluiten, doorboren, openen of geforceerd misbruik van een accu.

De BMS- of PCM-keuze moet consistent zijn met de celconfiguratie en apparaatarchitectuur. Zien PCM versus BMS voor LiPo-batterijen vanwege het onderscheid tussen beveiligingssystemen.

9. Testen van temperatuurstijging

De temperatuur moet worden gecontroleerd tijdens:

• normaal opladen;

• continue ontlading;

• piekontlading;

• herhaalde bediening;

• gebruik van apparaten met hoge belasting;

• testen van de levensduur van de cyclus.

Meet de temperatuur op relevante locaties, zoals:

• cellen;

• GBS;

• verbindingsstuk;

• kabelterminals;

• behuizingsoppervlak;

• apparaatonderdelen in de buurt.

Registreer de omgevingstemperatuur, belastingsstroom, testduur en sensorlocatie. Een temperatuurresultaat zonder testomstandigheden is moeilijk te interpreteren.

10. Connector-, kabel- en isolatietests

De connector en kabel maken deel uit van het elektrische pad van de batterij en moeten bij het testen worden betrokken.

Rekening:

• connectorpolariteit;

• pintoewijzing;

• contactcontinuïteit;

• kabel lengte;

• draaddikte;

• trekontlasting van kabels;

• paring en retentie;

• spanningsval;

• temperatuurstijging;

• isolatie staat.

Voor aangepaste kabel- of connectorvereisten, zie Hoe u een connector kiest voor een aangepast lithiumbatterijpak.

11. Mechanische en omgevingstesten

Afhankelijk van de toepassing kunnen OEM-tests het volgende omvatten:

• trillingen;

• mechanische schok;

• connectorbehoud;

• kabel buigen;

• behuizing passend;

• transportsimulatie;

• blootstelling aan temperatuur;

• blootstelling aan vochtigheid;

• stof- of vochtevaluatie.

De specifieke testmethode moet overeenkomen met de gebruiksomgeving van het product. Voor een draagbaar, draagbaar apparaat, medisch product en industrieel systeem kunnen verschillende mechanische validaties nodig zijn.

Er moeten tests worden uitgevoerd op de voltooide batterijconfiguratie, inclusief de goedgekeurde isolatie, connector, GBS en behuizing.

12. Controles op veiligheid en abnormale omstandigheden

Veiligheidstests voor accu's moeten zich richten op de risico's die relevant zijn voor het voltooide systeem.

Beoordeling:

• reactie op overbelasting;

• reactie op overmatige ontlading;

• overmatige huidige reactie;

• abnormale temperatuurreactie;

• isolatieconditie;

• gedrag van beschermingsborden;

• connectorpolariteit;

• consistentie van de celspanning;

• mechanische schade na goedgekeurde validatietests.

Veiligheidstests moeten worden uitgevoerd door gekwalificeerd personeel met de juiste apparatuur en procedures. OEM-teams mogen geen destructieve batterij-experimenten uitvoeren of beschadigde of gezwollen pakketten handmatig openen.

De resultaten van veiligheidstests moeten gescheiden worden gehouden van de transport- en regelgevingsdocumentatie. Een prestatietest, veiligheidstest en transportdocument vertegenwoordigen niet automatisch dezelfde eis.

13. Test de batterij in het uiteindelijke apparaat

Testen op een bank is belangrijk, maar de batterij moet ook in het daadwerkelijke product worden getest.

Testen op apparaatniveau kunnen het volgende aan het licht brengen:

• converterverliezen;

• onverwachte piekstromen;

• connectorinterferentie;

• elektromagnetische of communicatieproblemen;

• thermische accumulatie;

• druk behuizing;

• voortijdige laagspanningsuitschakeling;

• looptijd verschilt van de theoretische schatting.

Een praktische test op apparaatniveau kan het volgende omvatten:

• normale bedrijfsmodus;

• maximale belastingmodus;

• opstarten en afsluiten;

• stand-by- en slaapcycli;

• opladen terwijl geïnstalleerd;

• herhaald gebruik;

• realistische temperatuuromstandigheden.

Voor goedkeuring van pre-productiemonsters, zie Een aangepast LiPo-batterijmonster valideren vóór massaproductie.

14. Testregistraties en acceptatiecriteria

Elke belangrijke test moet een gedefinieerd record hebben.

Een testverslag moet het volgende bevatten:

• batterijmodel of projectnummer;

• voorbeeld serienummer;

• cel- en BMS-informatie;

• testdatum;

• testapparatuur;

• exploitant of laboratorium;

• testtemperatuur;

• laad- en ontlaadvoorwaarden;

• gemeten resultaat;

• acceptatielimiet;

• geslaagd/mislukt-status;

• opmerkingen en afwijkingen.

Acceptatiecriteria moeten vóór het testen worden overeengekomen. Anders kan hetzelfde resultaat verschillend worden beoordeeld door de batterijleverancier en de OEM-koper.

Een monster mag niet alleen worden goedgekeurd omdat het 'er normaal uitziet'. Elektrische gegevens, mechanische staat, beschermingsgedrag en documentatie moeten samen worden beoordeeld.

15. Controlelijst voor het testen van accu's

Specificatie

• Het spanningsbereik is gedefinieerd.

• Het nominale vermogen en de energiedoelstelling zijn gedefinieerd.

• Continu- en piekstroom zijn gedocumenteerd.

• Laad- en ontlaadvoorwaarden zijn gespecificeerd.

• De testtemperatuur wordt geregistreerd.

• BMS- en beveiligingsfuncties worden geïdentificeerd.

Elektrische tests

• Open circuit spanning.

• Polariteit en continuïteit.

• Nominale capaciteit.

• Energiemeting.

• Continue ontlading.

• Prestaties bij piekbelasting.

• Spanning zakt.

• Laadgedrag.

• Beschermingsreactie.

• Communicatie- of balanceringsfunctie indien van toepassing.

Mechanische en veiligheidstests

• Afmetingen en gewicht.

• Conditie van connector en kabel.

• Isolatie.

• Temperatuurstijging.

• Behuizing past.

• Trillingen of mechanische validatie waar nodig.

• Bescherming tegen abnormale omstandigheden.

• Uiterlijk en etikettering.

Documentatie

• Testmethode.

• Testapparatuur.

• Testomstandigheden.

• Gemeten resultaten.

• Acceptatielimieten.

• Monsteridentificatie.

• Traceerbaarheidsrecord.

• Afwijking en correctieve actieregistratie.

Veelgestelde vragen

Wat is de belangrijkste accutest?

Er bestaat geen enkele test die de volledige kwaliteit van accu's aantoont. Capaciteit, ontlading, opladen, bescherming, temperatuur, mechanische toestand en prestaties op apparaatniveau moeten samen worden geëvalueerd.

Hoe wordt de capaciteit van een lithiumbatterij getest?

Het pakket wordt onder gedefinieerde omstandigheden opgeladen en vervolgens met een gespecificeerde stroomsterkte ontladen tot een gedefinieerde uitschakelspanning. De geleverde Ah of Wh wordt geregistreerd samen met temperatuur, stroom, spanning en testduur.

Hoe vaak moeten levensduurtests worden uitgevoerd?

Het testen van de levensduur moet tijdens het OEM-project worden gedefinieerd in overeenstemming met de beoogde toepassing en de kwalificatievereisten van de leverancier. Het wordt normaal gesproken gebruikt voor ontwerpverificatie, kwalificatie of periodieke kwaliteitsmonitoring, in plaats van voor elke zending.

Waarom is het testen van spanningsverzakking belangrijk?

Spanningsdaling laat zien hoe het pakket zich gedraagt ​​onder belasting. Overmatige doorzakking kan resetten van het apparaat, verlies van motorprestaties of voortijdige laagspanningsbeveiliging veroorzaken, zelfs als het pakket voldoende nominale capaciteit heeft.

Bewijst een capaciteitstest dat een batterij veilig is?

Nee. Capaciteit meet alleen de geleverde lading of energie onder gedefinieerde omstandigheden. Veiligheid vereist ook evaluatie van de beschermingsfunctie, temperatuur, isolatie en mechanische en systeemniveaus.

Kan een batterijpakket laboratoriumtests doorstaan, maar faalt het in het apparaat?

Ja. Het apparaat kan een ander belastingsprofiel, converterverlies, connectoropstelling, thermische omgeving of laagspanningslimiet hebben. Testen in het voltooide apparaat is daarom belangrijk.

Conclusie

Bij het testen van accupakketten moet meer dan de nominale spanning en capaciteit worden geverifieerd. Een OEM-testplan moet het opladen, continue ontlading en piekontlading, spanningsdaling, levensduur, beveiligingsfuncties, temperatuur, connectoren, isolatie, mechanische pasvorm en werking op apparaatniveau omvatten.

Het meest betrouwbare proces combineert gedefinieerde testomstandigheden, gedocumenteerde acceptatielimieten, consistente apparatuur en traceerbare gegevens. Monsters moeten worden vergeleken met behulp van dezelfde methoden, en de uiteindelijke verpakking moet worden gevalideerd in het daadwerkelijke product voordat de productie wordt vrijgegeven.

Voor OEM-projecten die een aangepast batterijontwerp, BMS-integratie, connectorconfiguratie en monstervalidatie vereisen, kunt u contact opnemen met ZERNE voor ondersteuning op maat gemaakte lithiumbatterijpakketten.