Les enjeux de la batterie de tests
Les batteries Li-ion peuvent être utilisées aussi bien dans les petits appareils électroniques que dans les très grandes applications, leur taille peut donc varier considérablement, tension et forme. Cependant, cette ampleur signifie que les fabricants de batteries doivent acheter et entretenir batterie de tests des solutions pour chaque type de batterie. L'investissement en capital associé peut devenir très important, rendant directement compte 20 pourcentage du coût final de la batterie.
Clairement, il y a un besoin d'un batterie de tests solutions qui peut gérer une plus large gamme de tensions de batterie, capacités, et dimensions physiques. La création d'une installation de test universelle complète est un défi car le marché illustré dans ffigure ci-dessous nécessite une solution rentable.
Une batterie de tests se compose de une série de tests administrés pour évaluer différentes facettes du fonctionnement d’un enfant ou d’un adulte
Comme n'importe quel autre appareil, les batteries doivent être testées pour déterminer s'ils sont en état de navigabilité. C'est, pour déterminer s'ils fonctionneront correctement lorsqu'ils sont requis dans des conditions normales et plus encore lorsqu'ils sont nécessaires dans des situations d'urgence.
Les méthodes de test vont de la prise d'une lecture de tension, pour mesurer la résistance interne par une méthode d'impulsion ou d'impédance alternative, à Coulomb compter, et à prendre un instantané de la batterie chimique avec la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIE).
Les enjeux de la batterie de tests
Après le processus d'assemblage de la batterie, chaque batterie lithium-ion subit un processus de charge progressif de sorte que il forme une membrane électrolytique solide (ÊTRE) couche. Donc ça est essentiel au fonctionnement à long terme des batteries lithium-ion. Si ce processus n'est pas correctement contrôlé, la batterie peut perdre jusqu'à 50% de sa capacité. Donc, l'équipement de test doit être capable de contrôler avec précision l'épaisseur de la couche SEI, ce qui peut réduire les pertes de capacité à moins de 5%. De nombreuses applications utilisent des batteries composées de plusieurs cellules connectées en série et en parallèle pour obtenir une tension de sortie plus élevée et une plus grande capacité énergétique..
Un essai batterie conçu spécifiquement pour une batterie ajoute sa propre complexité. Bcar toutes les cellules d'une batterie doivent être identiques non seulement en taille et en capacité, mais aussi dans des paramètres tels que l'impédance et la durée de vie. Compte tenu des changements inhérents au processus dans l'impédance et la capacité de la batterie, La batterie de tests devenir critique non seulement pour éliminer les cellules défectueuses, mais aussi de prélever des cellules identiques pour former un pack batterie. Comme pour tout ce qui est produit en série, un petit pourcentage de batteries s'avérera défectueuse. Les caractéristiques explosives potentielles et la densité de stockage d'énergie des batteries lithium-ion nécessitent une sécurité de fonctionnement élevée lors de la charge et de la décharge dans batterie test environnements. Donc, le testeur de batterie doit inclure des mesures de protection contre diverses pannes du système afin d'améliorer la robustesse et la fiabilité de l'ensemble de l'équipement.
Aujourd'hui batterie l'équipement de test est conçu pour des types de batteries spécifiques. Tester des batteries plus grosses nécessite plus de courant, les testeurs de batterie nécessitent donc des tranches de silicium plus grandes, inducteurs, composants magnétiques et câblage, ainsi que des fils plus épais. Fabricants de batteries produisant des petites cellules (avec des besoins en courant inférieurs) laissez souvent les testeurs de batterie à courant élevé inactifs en utilisant des testeurs optimisés pour des niveaux de courant plus faibles. Disposer d'un testeur capable de tester à la fois des batteries plus petites et plus grandes réduirait cette redondance et donc le coût global de production des batteries.. Afin d'améliorer au maximum la capacité et la qualité de la batterie, les fabricants de batteries améliorent constamment la courbe de charge-décharge pendant le processus de formation de la batterie.
De plus, parce que les équipements de test peuvent être utilisés pour développer de nouvelles technologies de batteries, essayez de nouvelles technologies et obtenez un avantage concurrentiel, les fabricants de batteries s'attendent à ce que les fabricants d'équipements de test fournissent davantage de fonctionnalités. Examinons de plus près pourquoi il est si difficile de concevoir une solution intégrée pour cette application..
Défis des solutions d’intégration
Les exigences du testeur de batterie sont tout à fait uniques, et il n'existe aucun nœud technique en place pour permettre aux concepteurs de répondre à toutes les exigences. Combiner la vitesse, pouvoir, et la précision dans une conception unique risque de sacrifier d'autres aspects de la performance, soit en n'étant pas assez rapide, ou en n'étant pas assez précis, ou en limitant l'efficacité du transfert de courant élevé. D'une part, il existe certaines exigences concernant la puissance des batteries lithium-ion. L'efficacité du processus est une considération clé en raison des niveaux élevés d'énergie nécessaires à transférer lorsqu'une batterie est chargée et déchargée.. D'autre part, il y a des exigences de précision. Il ne se contente pas de convertir l’énergie et de la transférer à la batterie, ou de la batterie à l'alimentation.
Le processus doit être extrêmement précis. Il a toujours été difficile de concevoir un produit capable de fournir une puissance élevée avec une grande précision.. Les technologies utilisées dans les produits d'alimentation se concentrent sur l'obtention de faibles résistances de conduction drain-source et de condensateurs de grille pour fournir une puissance plus élevée à faible coût.. Les techniques utilisées dans les produits de précision visent à obtenir de faibles tensions de décalage et dérives en introduisant d'autres étapes dans le processus de fabrication., ce qui peut augmenter le coût des circuits intégrés (ics). Les produits de puissance conçus avec des techniques de précision peuvent convenir aux faibles niveaux de puissance où le transistor à effet de champ de puissance de commutation (FET) a une petite superficie par rapport au reste du circuit. Cependant, pour les applications à courant élevé supérieur à 1A, l'intégration du FETS de puissance sur la même feuille nue avec le reste du circuit de précision n'est pas optimale. car la taille des FEt de puissance est relativement grande par rapport au reste du circuit. À ce point, les FET discrets deviennent une solution plus logique.
Conclusion
La grande variété de batteries lithium-ion disponibles aujourd'hui nécessite batterie de tests un équipement flexible et complet. Mais ça toujours peut être très précis sans le coût élevé des grosses batteries, plusieurs phases et modules complémentaires. La conception de référence du testeur de batterie modulaire montre que les problèmes de haute précision, courant élevé, la vitesse et la flexibilité élevées peuvent être résolues sans investissement important dans un équipement de test de batterie. Au lieu d'investir dans plusieurs architectures pour différents niveaux de courant, vous testez maintenant une série de courants afin que les appareils à courant élevé ne soient plus inactifs lors du test des batteries à faible courant. Cette conception de référence vous permet d'économiser de l'argent en investissant dans un équipement de test de batterie à faible courant., tout en offrant la capacité et la flexibilité de tester des applications à courant élevé sans sacrifier la précision.
Partager maintenant
Related Posts
