Một bộ pin tùy chỉnh có thể đáp ứng được điện áp danh định và mục tiêu Ah nhưng vẫn không phù hợp với máy mà nó cấp nguồn. Trong công nghiệpthiết kế gói pin tùy chỉnh, các đầu vào quyết định thường bị ẩn đằng sau thông số kỹ thuật tiêu đề: cấu hình dòng điện thực, thời lượng xung, phân bố nhiệt độ, tính nhất quán của tế bào, logic phản hồi BMS, đường dẫn lỗi cơ học và dữ liệu có sẵn khi gói cuối cùng cần chẩn đoán.
Bài viết này nằm trong vấn đề kỹ thuật đó. Nó không mở lại phần so sánh pin tùy chỉnh chung-so với-chuẩn. Nếu quyết định đó vẫn chưa được giải quyết, cuộc thảo luận của chúng ta vềthiết kế gói pin lithium tùy chỉnh cho OEMgiải quyết điểm quyết định trước đó. Ở đây, công việc là biến các yêu cầu về thiết bị thành các quyết định thiết kế có thể kiểm chứng được trước khi các giả định về nguyên mẫu trở thành những hạn chế trong sản xuất.
Thiết kế bộ pin tùy chỉnh bắt đầu với cấu hình tải, không phải điện áp và Ah
Đặc tả hữu ích đầu tiên chothiết kế gói pin tùy chỉnh cho thiết bị công nghiệplà chu kỳ làm việc của máy. Một yêu cầu như "48 V, 200 Ah" xác định hai nhãn; nó không xác định mức độ căng thẳng của pin.
AGV có thể di chuyển với công suất vừa phải nhưng tạo ra các đỉnh tăng tốc lặp đi lặp lại. Xe nâng có thể kết hợp nhu cầu lực kéo với nâng thủy lực. Rô-bốt di động có thể xen kẽ các khoảng thời gian-tải thấp dài bằng các xung chuyển động ngắn, trong khi một số hệ thống lực kéo sẽ trả lại dòng điện tái tạo cho gói. Những khác biệt này làm thay đổi tải tế bào, độ sụt điện áp, độ tăng nhiệt, kích thước dây dẫn, thời gian bảo vệ BMS và đôi khi là kiến trúc của công tắc tơ.
Để đánh giá thiết kế, bộ yêu cầu phải thiết lập cửa sổ điện áp hoạt động, năng lượng/thời gian chạy yêu cầu, dòng điện liên tục, dòng điện và thời lượng cực đại, cửa sổ sạc lại, nhiệt độ môi trường, khối lượng lắp đặt, mức độ rung hoặc sốc, giao diện giao tiếp và bất kỳ điều kiện-dòng điện tái tạo hoặc đảo ngược nào.
| Đầu vào thiết kế | Tại sao nó quan trọng trước khi kiến trúc bị đóng băng |
|---|---|
| Dải điện áp hoạt động | Xác định số lượng sê-ri thực tế và khả năng tương thích thiết bị trên SOC |
| Dòng điện liên tục | Đặt tải tế bào, thanh cái và dây dẫn được duy trì |
| Dòng điện cực đại + thời lượng | Ảnh hưởng đến độ võng điện áp, độ trễ bảo vệ và sự phối hợp của công tắc tơ/cầu chì |
| Thời gian chạy bắt buộc | Đặt năng lượng có thể sử dụng thay vì chỉ Ah danh nghĩa |
| Cửa sổ sạc | Hạn chế tốc độ sạc và chiến lược nhiệt |
| Môi trường | Thay đổi các điều kiện bao bọc, niêm phong, sưởi ấm/làm mát và xác nhận |
| Yêu cầu CAN/RS485 | Xác định những gì BMS phải trao đổi với máy |
| tái sinh | Yêu cầu hoạt động SOC-hiện tại và cao{1}}được thiết kế theo |
Máy có điện áp cao-cũng cho thấy lý do tại sao dòng điện danh định không đủ. Việc kết nối trực tiếp pin với thiết bị có điện dung liên kết DC{2}}đáng kể có thể tạo ra dòng điện khởi động cao và ứng suất của công tắc tơ, do đó, trình tự-sạc trước có thể cần phải là một phần của kiến trúc hệ thống. Texas Instruments ghi lại mối quan hệ này giữa điện dung liên kết DC, dòng điện khởi động và thiết kế trước khi sạc. (Dụng cụ Texas)
Nguyên tắc thiết kế: chỉ định pin theo chức năng thực sự của máy chứ không phải từ nhãn pin mà người ta định mua. Thời lượng xung là điều kiện biên. Đỉnh 200 ms, 5 giây và 60 giây ở cùng một dòng điện không tương đương vì các tế bào, kết nối và phần cứng bảo vệ tích tụ ứng suất điện và nhiệt khác nhau.
Đối với các nhóm OEM vẫn đang xác định những đầu vào này, chúng tôithiết kế gói pin tùy chỉnh cho thiết bị công nghiệptài nguyên bao gồm thông tin cần khóa trước khi RFQ tiếp cận kỹ thuật pin.
Chuyển chu trình nhiệm vụ thành kiến trúc điện
Khi đã biết được thông tin tải,thiết kế gói pin tùy chỉnh cho OEMcó thể chuyển yêu cầu đó thành số lượng chuỗi, công suất song song, đường dẫn hiện tại và phần cứng chuyển mạch.
Số sê-ri thiết lập cửa sổ điện áp có thể sử dụng. Công suất song song đóng góp năng lượng và khả năng hiện tại. Phần quan trọng không phải là số học. Vấn đề là liệu kiến trúc thu được có còn hoạt động ở SOC cao, SOC thấp, tải tối đa, điện trở tăng và phạm vi nhiệt độ dự định hay không.
| Yêu cầu | Quyết định kiến trúc | Bằng chứng để yêu cầu |
|---|---|---|
| Cửa sổ điện áp thiết bị | Số loạt | Khả năng tương thích-sạc đầy và-điện áp SOC thấp |
| Mục tiêu thời gian chạy | Công suất song song | kiểm tra thời gian chạy chu kỳ nhiệm vụ- |
| Tải liên tục | Tải tế bào + dây dẫn | Tăng nhiệt độ và sụt áp |
| Tải cao điểm | Tế bào, thanh cái, contactor, cầu chì | Kiểm tra xung ở khoảng thời gian xác định |
| tái sinh | Chấp nhận phí | Thử nghiệm tái tạo SOC-cao |
| Tải điện dung | Tính phí trước{0}} | Dấu vết xâm nhập/hiện tại trong quá trình khởi động |
Mối quan hệ điện cơ bản được đề cập riêng trong phầnthảo luận về kiến trúc sản xuất và thiết kế gói pin tùy chỉnh. Vấn đề kỹ thuật ở đây là điều gì sẽ xảy ra sau khi các tế bào đó được kết nối vật lý.
Các ô song song không phân chia dòng điện một cách hoàn hảo mãi mãi. Sự khác biệt về nhiệt độ, điện trở trong, trạng thái tích điện, điện trở kết nối và lão hóa có thể phân phối lại dòng điện bên trong một nhóm song song. Do đó, tính đối xứng đường dẫn-hiện tại, tính nhất quán của ô và trạng thái nhiệt cần được xem xét dưới dạng một vấn đề ở cấp độ một gói thay vì ba mục trong danh sách kiểm tra không liên quan.
Yêu cầu dấu vết điện áp tải-đỉnh và dữ liệu nhiệt từ cấu hình dự kiến, chứ không chỉ là phép tính cho thấy dòng điện danh nghĩa của tế bào nhân với số lượng song song vượt quá định mức của máy. Đây thường là điểm mà cấu hình phù hợp về mặt lý thuyết bắt đầu thể hiện biên độ thực tế của nó trong chu kỳ làm việc của thiết bị.
Khớp ô: Dung lượng chỉ có một biến
Việc so khớp tế bào phải kiểm soát các biến dẫn đến sự phân kỳ theo thời gian: công suất, điện trở trong hoặc trở kháng, điều kiện đo, SOC, nhiệt độ và truy xuất nguồn gốc sản xuất. Không nên so sánh giá trị điện trở được đo ở một SOC và nhiệt độ với giá trị được đo ở điều kiện khác.
Chỉ khớp công suất-không phải là thông số kỹ thuật đủ mạnh cho gói công nghiệp dự kiến mang lại hiệu suất lặp lại trong thời gian phục vụ lâu dài.
Polinovel đã công bố thử nghiệm gói LFP nội bộ để minh họa quy mô của vấn đề này. Trên các cấu hình được thử nghiệm tại25 độ, 80% DOD và tốc độ sạc 0,5C, gói được lắp ráp vớiNhỏ hơn hoặc bằng 3% dung sai ô-đến-ôđạt khoảng1,5–2 lầnsố chu kỳ trước 80% SOH so với các gói được lắp ráp bằngDung sai nhỏ hơn hoặc bằng 12%.
Những kết quả đó không nên được sao chép vào một cách tùy tiệnthiết kế gói pin LiFePO4 tùy chỉnhdưới dạng ngưỡng QC-đến phổ quát. Bản tóm tắt được công bố không thiết lập một mô hình ô, cỡ mẫu và phân bổ sản xuất làm đại diện cho mọi nền tảng LFP. Cửa sổ chấp nhận chính xác vẫn phải được rút ra từ thông số kỹ thuật của ô đã chọn, phân phối của nhà cung cấp và phương pháp đo lường được kiểm soát.
Nhà cung cấp nói rằng "chúng tôi sử dụng ô cấp-A" sẽ không trả lời câu hỏi phù hợp. Hỏi những gì được đo khi kiểm tra lần đầu, ở SOC và nhiệt độ bao nhiêu, dung sai nào được áp dụng, liệu công suất và DCIR có được kiểm soát hay không và liệu lô sản xuất có còn được truy nguyên sau khi lắp ráp hay không.
Việc so khớp ô sẽ làm giảm sự phân kỳ-dài hạn, không chỉ làm cho các chỉ số đầu đời--của cuộc đời trông giống nhau. Số dung sai không có SOC, nhiệt độ, dòng điện thử nghiệm và bối cảnh mô hình tế bào-không phải là chỉ số so sánh-nhà cung cấp có ý nghĩa.
Thiết kế đảm bảo sự đồng nhất về nhiệt độ, không chỉ là nhiệt độ trung bình an toàn
Vìquản lý nhiệt gói pin tùy chỉnh, nhiệt độ tối đa chỉ là một nửa của vấn đề. Nửa còn lại là sự phân bố nhiệt độ trên các tế bào và các đường dẫn song song.
A 2026 Năng lượngnghiên cứu đã báo cáo mộtĐộ dốc nhiệt độ bên trong gói-8,2 độliên quan, trong điều kiện thử nghiệm của nó, với khoảngMất 35% năng lượng sau 200 chu kỳ. (Khoa họcTrực tiếp)
A 2026 Giao thông điện tửnghiên cứu so sánh các ô-được kết nối song song trên1.200-chu kỳ sạc nhanh, bao gồm một mô-đun cóĐộ dốc nhiệt độ 10 độ. Tế bào ấm hơn ban đầu mang nhiều dòng điện hơn và sau đó cho thấy công suất giảm dần và tăng điện trở lớn hơn. (Khoa họcTrực tiếp)
A 2026 Tạp chí nguồn điệnnghiên cứu bằng cách sử dụng một101,8 Ah ô định dạng lớn{1}}và được kiểm soátĐộ dốc dọc 10 độsự khác biệt về mật độ-dòng điện cục bộ được báo cáo là xấp xỉ15–20%, với lớp mạ lithium xuất hiện sớm hơn trong điều kiện nhiệt độ-đồng nhất. (Khoa họcTrực tiếp)
Đây là kết quả thử nghiệm, không phải là giới hạn chấp nhận gói pin-chung. Giá trị của chúng là ở chỗ chúng thể hiện cùng một cơ chế kỹ thuật từ các góc độ khác nhau: tính không đồng nhất về nhiệt có thể làm thay đổi sự phân bố dòng điện và đẩy nhanh quá trình lão hóa không đồng đều.
Không có một "nhiệt độ đóng gói tốt" nào hữu ích nếu không có kịch bản vận hành.
Một gói cố định nhỏ gọn chạy gần trạng thái ổn định phải được đánh giá khác với một AGV luân phiên tăng tốc, sạc cơ hội và thời gian không tải. Xe công nghiệp-công suất cao bổ sung nhiệt thanh cái, công tắc tơ và vỏ bọc vào nhiệt lượng của tế bào. Do đó, mục tiêu xác nhận cần cả nhiệt độ tuyệt đối và phân bố không gian theo cấu hình tải thực tế.
Dữ liệu trường chuỗi lạnh{0}}được xuất bản của Polinovel cung cấp một điều kiện biên hữu ích khác. Trong quá trình triển khai kho lưu trữ-lạnh, các phép đo tại hiện trường đã cho thấy gần như80–90% công suất xả định mức được giữ lại ở mức −20 độ. Con số đó không chứng tỏ rằng một gói có độ đồng đều nhiệt tốt. Nó chứng minh tại sao dữ liệu băng đo nhiệt độ phòng-không thể thay thế các phép đo trong môi trường dự định.
Yêu cầu bản đồ nhiệt dưới tải đại diện, xác định ô hoặc nhóm nóng nhất và mức lan truyền nóng nhất-đến-lạnh nhất, sau đó xác minh xem vị trí đặt cảm biến có thể thực sự nhìn thấy khu vực dẫn đến đỉnh hay không. Một kênh nhiệt độ BMS duy nhất nằm ở vị trí--đi dây dễ dàng có thể báo cáo số an toàn trong khi một phần khác của gói hoạt động ở điều kiện nhiệt khác biệt đáng kể.
Sự đồng đều về nhiệt độ rất quan trọng vì sự khác biệt về nhiệt độ có thể trở thành sự khác biệt về dòng điện và lão hóa.Câu hỏi-cụ thể của dự án là trạng thái hoạt động nào tạo ra bản đồ nhiệt kém nhất và điều đó không thể được suy ra chỉ từ xếp hạng gói danh nghĩa.
Thiết kế BMS là một đặc tả hành vi, không phải là một danh sách kiểm tra tính năng
Một hữu íchthiết kế BMS gói pin tùy chỉnhthông số kỹ thuật xác định hành vi: ngưỡng, độ trễ, độ trễ, khả năng phục hồi, logic cân bằng, vị trí cảm biến, điều khiển công tắc tơ, sạc trước, giao tiếp và lịch sử lỗi.
Danh sách OV/UV/OCP/OTP/CAN chỉ xác nhận rằng các chức năng đó tồn tại. Nó không thiết lập cách hoạt động của gói khi thiết bị đạt đến ranh giới.
Bảo vệ quá dòng-là một ví dụ điển hình. Xung khởi động động cơ-hợp lệ có thể vượt quá dòng điện liên tục một cách đáng kể. Nếu nhà cung cấp chỉ đưa ra ngưỡng OCP mà không có đường cong độ trễ thì OEM không thể xác định liệu BMS sẽ ngắt trong khi hoạt động bình thường hay vẫn cho phép trong một sự kiện không an toàn.
Điều tương tự cũng áp dụng cho việc bảo vệ nhiệt độ. Một yêu cầu hoàn chỉnh phải xác định cảm biến nào sẽ kích hoạt hành động, liệu việc sạc và xả có sử dụng các giới hạn khác nhau hay không, độ trễ hoặc độ trễ nào được áp dụng, quá trình phục hồi diễn ra như thế nào và sự kiện nào vẫn có sẵn để chẩn đoán.
Những gì cần xác minh:đối với mỗi sự kiện bảo vệ quan trọng, hãy yêu cầu nhà cung cấp cung cấp ma trận hành vi với trình kích hoạt → độ trễ → hành động → khôi phục → thông tin được ghi lại. Tài liệu đó có nhiều thông tin hơn một tập tài liệu chứa mười biểu tượng bảo vệ.
Truyền thông cũng phải phục vụ máy móc. Dữ liệu CAN hoặc RS485 có thể bao gồm dòng điện gói, điện áp nhóm-ô, nhiệt độ, SOC, SOH, lỗi hoạt động, sự kiện lịch sử và trạng thái công tắc tơ. Ánh xạ chính xác vẫn cần được thống nhất cho bộ điều khiển đích thay vì chỉ giả định từ tên giao thức.
Thông tin chẩn đoán chưa từng được thiết kế vào BMS sẽ không thể được xây dựng lại một cách đáng tin cậy sau khi xảy ra lỗi tại hiện trường. Đây là điểm mà kiến trúc bảo vệ bắt đầu xác định khả năng bảo trì cũng như độ an toàn.
Thiết kế cơ khí phải kiểm soát cả căng thẳng hàng ngày và trường hợp hỏng hóc-tồi tệ nhất
Vìthiết kế vỏ pin tùy chỉnh, câu hỏi kỹ thuật đầu tiên là chế độ hỏng hóc cơ, nhiệt và điện nào mà vỏ bọc phải kiểm soát trong suốt tuổi thọ của sản phẩm.
Các yêu cầu hàng ngày bao gồm hạn chế tế bào, chống rung, đỡ thanh cái, giữ đầu nối, cách điện, bịt kín, đường dẫn nhiệt và tải lắp đặt.
Lựa chọn vật liệu nên tuân theo chế độ thất bại.Rào chắn dựa trên mica-rất hữu ích khi khả năng cách điện mỏng và khả năng chịu nhiệt-cao được ưu tiên giữa các tế bào hoặc mô-đun.Chất cách nhiệt bằng sợi gốm-thích hợp hơn khi cách ly nhiệt trong trường hợp nhiệt bất thường quan trọng hơn độ nén.Bề mặt dẫn nhiệt hoặc vật liệu làm bầuphù hợp với một vấn đề khác: di chuyển nhiệt hoạt động bình thường sang đường dẫn nhiệt được kiểm soát, mặc dù việc đổ đầy bầu có thể làm phức tạp khả năng bảo trì và làm lại. Polyme kết cấu chống cháy-có thể thích hợp cho vỏ hoặc giá đỡ bên trong khi có tác động, cách nhiệt và trọng lượng nhưng chúng không được coi là chất thay thế cho hàng rào lan truyền đã được xác nhận.
Lớp vật liệu và độ dày cuối cùng vẫn phải được xác nhận theo định dạng ô đã chọn, chiến lược truyền sóng, mô hình dịch vụ và hình dạng bao vây. Điều chỉnh quan trọng là "phụ thuộc vào ứng dụng" không có nghĩa là "không tồn tại ưu tiên kỹ thuật nào". Nó có nghĩa là vật liệu được ưu tiên tuân theo chế độ hư hỏng vượt trội.
Thiết kế-xấu nhất bắt đầu với một giả định ít thoải mái hơn: một ô có thể bị hỏng mặc dù được sản xuất đúng cách và bảo vệ bình thường.
Chương trình pin X-57 của NASA đã thể hiện mặt tích cực của triết lý thiết kế đó. Trong một cuộc thử nghiệm trong đó một sự kiện nhiệt của tế bào được cố tình kích hoạt, NASA đã báo cáo rằng hệ thống này chứa sự kiện này trong tế bào kích hoạt thay vì cho phép lan truyền đến các tế bào lân cận. (NASA)
Cuộc điều tra pin APU của Boeing 787 cho thấy điều ngược lại. NTSB kết luận rằng hiện tượng đoản mạch bên trong một ô đã dẫn đến sự thoát nhiệt và truyền sang các ô lân cận, đồng thời cuộc điều tra của họ chỉ trích khả năng của thiết kế trong việc giảm thiểu những hậu quả nghiêm trọng nhất của hiện tượng đoản mạch bên trong. (NTSB)
Do đó, câu hỏi thiết kế không chỉ là:
"Làm thế nào để chúng ta ngăn chặn tình trạng hỏng tế bào?"
Nó cũng là:
"Nếu một ô đã gặp lỗi, kiến trúc gói có hạn chế việc truyền bá và duy trì đường dẫn lỗi được kiểm soát không?"
Câu hỏi đó thúc đẩy khoảng cách, rào chắn, đường thông hơi, cảm biến, cách nhiệt, độ bền của vỏ và xác nhận. Đó cũng là lý do tại sao thử nghiệm sạc/xả thông thường cho biết rất ít về sự an toàn cơ học trong trường hợp xấu nhất.
Thiết kế để có thể bảo trì trước nguyên mẫu đầu tiên
Một loại pin khó chẩn đoán thường sẽ tốn kém để hỗ trợ, ngay cả khi danh mục vật liệu ban đầu của nó đã được tối ưu hóa mạnh mẽ.
hữu íchdữ liệu bảo trì thiết kế gói pin tùy chỉnhnên được chọn từ mô hình dịch vụ lạc hậu thay vì thêm mọi kênh đo từ xa có thể.
Đối với AGV hoặc nhóm tự động, việc ghi nhật ký sự kiện và điện áp,{0}}điện áp, nhiệt độ, dòng điện, SOC và lịch sử lỗi của nhóm ô có thể đọc được từ xa thường phải được thực hiện trước khi truy cập dịch vụ vật lý phức tạp. Người điều hành đội xe cần xác định các mẫu trên nhiều gói hàng mà không cần mở từng khu vực bao bọc.
Đối với thiết bị được bảo trì bởi các kỹ thuật viên được đào tạo, giao tiếp chẩn đoán có thể truy cập và kiểm tra các đầu nối, cầu chì hoặc các thành phần dịch vụ được chỉ định khác có thể được ưu tiên cao hơn.
Đối với sản phẩm dịch vụ cấp thấp,{0}}được niêm phong, khả năng tiếp cận vật lý có thể bị hạn chế một cách có chủ ý. Trong trường hợp đó, lịch sử lỗi liên tục và chẩn đoán từ xa trở nên quan trọng hơn vì việc mở gói không phải là cách khắc phục sự cố như mong đợi.
Polinovel đã xuất bản một ví dụ thực tế cho thấy tại sao điều này lại quan trọng. Trong trường hợp hỗ trợ AGV 2023 liên quan đến gói LFP của nhà cung cấp trước đó, BMS đã sử dụngDòng cân bằng 80 mA. Sau khoảngsáu tháng, sự phân bố điện áp-của tế bào đã trôi tới63 mVvà gói đã kích hoạt việc ngừng bảo vệ khiến khoảngbốn giờ ngừng hoạt động-dây chuyền sản xuất.
Phần quan trọng của trường hợp đó không phải là 63 mV là ngưỡng thất bại chung. Không phải vậy. Bài học là rất khó để khắc phục hiện tượng hiện trường như "pin tắt"- trừ khi hệ thống bảo toàn dữ liệu nhóm-ô di động, các sự kiện bảo vệ và bối cảnh hoạt động.
Trước khi phát hành nguyên mẫu, hãy viết ra năm câu hỏi hiện trường mà bạn mong đợi kỹ thuật viên hoặc người quản lý đội xe sẽ hỏi sau khi xảy ra lỗi. Sau đó kiểm tra xem BMS và thiết kế cơ khí có lưu giữ bằng chứng cần thiết để trả lời chúng hay không. Nếu không thể trả lời một vấn đề từ dữ liệu có sẵn hoặc giao diện dịch vụ thì đó là lỗ hổng thiết kế chứ không phải là vấn đề sau{2}}bán hàng trong tương lai.
Khả năng bảo trì phải được thiết kế trước khi triển khai.Những tín hiệu chẩn đoán nào xứng đáng được ưu tiên tùy thuộc vào việc sản phẩm được-quản lý theo nhóm, được kỹ thuật viên-bảo dưỡng hay được niêm phong hiệu quả trọn đời.
Xác thực gói với tải thực trước khi sản xuất hàng loạt
Một nguyên mẫu cung cấp năng lượng cho máy thành công đã chứng tỏ khả năng tương thích cơ bản. Nó chưa chứng minh được sự xác thựcthiết kế gói pin tùy chỉnh.
Đặc tính nguyên mẫu, DVT, thí điểm/PVT và thử nghiệm EOL sản xuất phục vụ các mục đích khác nhau. Việc đặt tên có thể khác nhau tùy theo OEM, nhưng mỗi yêu cầu quan trọng cuối cùng sẽ ánh xạ tới một phương pháp chấp nhận.
Vìxác nhận thiết kế gói pin tùy chỉnh, điều đó thường có nghĩa là kiểm tra công suất có thể sử dụng, độ sụt điện áp, hoạt động nhiệt, phản hồi dòng điện-đỉnh, hoạt động bảo vệ BMS, hoạt động giao tiếp, sạc, điều kiện môi trường và các chế độ lỗi liên quan đến ứng dụng.
Quy tắc xác thực:nếu một bài kiểm tra không thể truy ngược lại yêu cầu thì việc vượt qua nó không chứng tỏ được thiết kế hoạt động trong máy dự định. Ví dụ: thử nghiệm xung 200 A sẽ không đầy đủ nếu yêu cầu thiết bị là 200 A trong 30 giây và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm chỉ kéo dài hai giây.
Trình độ vận chuyển và an toàn ứng dụng cũng cần phải tách biệt.
UN 38.3 thuộc khuôn khổ thử nghiệm-vận chuyển của Liên hợp quốc đối với pin và pin lithium. Nó giải quyết các yêu cầu kiểm tra liên quan đến-giao thông thay vì thay thế chứng chỉ an toàn-cụ thể của ứng dụng. (UNECE)
IEC 62619:2022giải quyết các yêu cầu an toàn đối với pin và pin lithium thứ cấp công nghiệp, đồng thời bao gồm các ứng dụng động cơ công nghiệp như xe nâng hàng, xe chơi gôn và AGV trong phạm vi ứng dụng đã nêu. Do đó, đối với một dự án xe công nghiệp nhằm mục đích triển khai ở Châu Âu hoặc Bắc Mỹ, các yêu cầu về-an toàn ứng dụng và yêu cầu vận chuyển phải được phân bổ riêng biệt khi bắt đầu dự án thay vì coi UN 38.3 là kế hoạch tuân thủ hoàn chỉnh.
Chứng nhận trả lời xem pin có đáp ứng tiêu chuẩn hoặc yêu cầu kiểm tra xác định hay không. Xác nhận kỹ thuật trả lời xem liệu pin này, trong thiết bị này, dưới tải trọng và môi trường này, có hoạt động như dự kiến hay không.
Những điều cần xác minh trước khi sản xuất hàng loạt:báo cáo DVT/PVT phải hiển thị đường dẫn trực tiếp từ từng yêu cầu bị khóa đến điều kiện thử nghiệm, kết quả và tiêu chí chấp nhận của nó. "Đã thử nghiệm thành công" nếu không có ba phần đó thì không đủ bằng chứng để đưa ra thiết kế.
Dữ liệu hiện trường nào nên kích hoạt bảo trì hoặc đánh giá kỹ thuật?
Chẩn đoán dựa trên tình trạng-hữu ích hơn việc áp dụng một ngưỡng chung cho mọidữ liệu bảo trì thiết kế gói pin tùy chỉnhbộ.
| Tín hiệu trường | Xu hướng thay đổi nào có thể biện minh cho việc xem xét |
|---|---|
| Tăng mức lan truyền điện áp nhóm-tế bào | Tính nhất quán của tế bào, sự cân bằng, khả năng chống kết nối hoặc lão hóa |
| Sự lan truyền nhiệt độ ngày càng tăng | Đường dẫn nhiệt, vị trí cảm biến, mất kết nối hoặc lão hóa cục bộ |
| Giảm thời gian chạy dưới nhiệm vụ tương đương | Công suất hữu dụng, mức tăng điện trở hoặc thay đổi-tải máy |
| Tăng độ võng điện áp | Điện trở tế bào, điện trở kết nối hoặc tải đỉnh cao hơn |
| Mã lỗi lặp đi lặp lại | Cài đặt bảo vệ, hoạt động của thiết bị hoặc sự cố phần cứng mới nổi |
| Hệ thống sưởi đầu nối cục bộ | Điện trở tiếp xúc, mô-men xoắn, ô nhiễm hoặc hư hỏng |
| Sự không nhất quán SOC/SOH | Mô hình ước tính, hiệu chuẩn hoặc lịch sử vận hành bất thường |
Điều kiện so sánh quan trọng. Thời gian chạy được thu thập trong kho lạnh không thể được so sánh một cách mù quáng với thời gian chạy trong chu kỳ làm việc ấm hơn, nhẹ hơn và hoàn toàn do quá trình lão hóa.
Điều tương tự cũng áp dụng cho nhóm ô-ΔV hoặc mức chênh lệch nhiệt độ. Một đỉnh bị cô lập trong một sự kiện nhất thời và xu hướng ngày càng xấu đi ở các điều kiện SOC/tải tương đương là các tín hiệu chẩn đoán khác nhau.
Quy tắc trường:xác định đường cơ sở khi gói được đưa vào vận hành, sau đó so sánh dữ liệu sau này trong các điều kiện phù hợp nếu thực tế. Chất lượng xu hướng quan trọng hơn số lượng kênh bảng điều khiển.
Danh sách kiểm tra đánh giá thiết kế bộ pin tùy chỉnh trước khi bạn đưa ra thiết kế
A danh sách kiểm tra thiết kế gói pin Li-ion tùy chỉnhnên làm nhiều hơn là hỏi xem mọi hệ thống con đã được thảo luận chưa. Cần xác định các câu trả lời quá mơ hồ để đưa vào chế tạo công cụ hoặc sản xuất hàng loạt.
| Khu vực đánh giá | Phát hành câu hỏi | Cờ đỏ nên dừng đánh giá |
|---|---|---|
| Tải hồ sơ | Tải liên tục, nhất thời, tái tạo và khởi động có được xác định không? | Chỉ có dòng điện danh định |
| Kiến trúc điện áp | Cửa sổ vận hành đầy đủ có tương thích với máy không? | Chỉ kiểm tra điện áp danh định |
| Lựa chọn ô | Khả năng hóa học và năng lượng có phù hợp với chu kỳ nhiệm vụ không? | Xác nhận vòng đời-chỉ đến từ một biểu dữ liệu chung |
| Khớp ô | Các số liệu, điều kiện đo lường và truy xuất nguồn gốc có được xác định không? | Nhà cung cấp chỉ nói "Hạt-Ô A" |
| Chuỗi-thiết kế song song | Đường dẫn dòng điện và độ võng điện áp đã được kiểm tra chưa? | Số lượng song song chỉ được chứng minh bởi Ah |
| Thiết kế nhiệt | Nhiệt độ và mức lan truyền-của tế bào nóng nhất có được đo khi có tải không? | Chỉ báo cáo môi trường xung quanh hoặc một cảm biến thuận tiện |
| BMS | Ngưỡng, độ trễ, độ trễ, khả năng phục hồi và ghi nhật ký có được ghi lại không? | Bảo vệ chỉ được hiển thị dưới dạng biểu tượng tính năng |
| Sạc trước/công tắc tơ | Khởi động có phù hợp với thiết bị được kết nối không? | Không có bản đánh giá liên kết/inrush DC nào tồn tại |
| Thiết kế cơ khí | Rung động, hạn chế, cách nhiệt và ngăn chặn hư hỏng có được giải quyết không? | Đánh giá bao vây chỉ bao gồm xếp hạng phù hợp và IP |
| Chẩn đoán | Các lỗi trường trong tương lai có thể được xây dựng lại từ dữ liệu có sẵn không? | Không có lịch sử sự kiện hoặc ngữ cảnh nhóm ô |
| Xác thực | Mỗi yêu cầu quan trọng có liên quan đến một bài kiểm tra không? | “Mẫu thử đã hoạt động” là bằng chứng chấp nhận chính |
| Sự tuân thủ | Các tiêu chuẩn vận chuyển và ứng dụng có được phân tách chính xác không? | UN 38.3 được trình bày là yêu cầu an toàn duy nhất |
| Chế tạo | Các biện pháp kiểm soát QC, truy xuất nguồn gốc và EOL đầu vào có được xác định không? | Nhà cung cấp không thể hiển thị những gì được đo trước khi giao hàng |
| Dịch vụ | Mô hình dịch vụ có được phản ánh trong khả năng truy cập và chẩn đoán không? | Khả năng bảo trì được chuyển sang-sau bán hàng |
Nếu nhóm kỹ thuật OEM yêu cầucách thiết kế bộ pin tùy chỉnh, danh sách kiểm tra này là câu trả lời thực tế: mọi yêu cầu tiêu đề cuối cùng phải trở thành một quyết định về kiến trúc, một tiêu chí chấp nhận có thể đo lường được và bằng chứng tồn tại trong quá trình sản xuất.
Đối với các dự án đã xác định chu kỳ làm việc, điện áp vận hành, tải tối đa, phạm vi lắp đặt, yêu cầu về môi trường và truyền thông, Polinovel có thể xem xét các đầu vào đó dựa trên các tác động về điện, BMS, nhiệt, cơ khí, xác nhận và sản xuất của một dự án.giải pháp pin công nghiệp tùy chỉnh.
Mục tiêu củathiết kế gói pin tùy chỉnhkhông phải là làm tăng thêm sự phức tạp. Nó nhằm phơi bày các biến số có thể làm mất hiệu lực các giả định về hiệu suất, an toàn hoặc khả năng bảo trì trong khi thiết kế vẫn có thể được thay đổi.
Một gói được thiết kế theo cách này không chỉ được xác định bởi điện áp và công suất danh nghĩa. Nó được xác định bằng liệu kiến trúc điện, hoạt động nhiệt, logic BMS, khả năng bảo vệ cơ học và bằng chứng chẩn đoán có còn nhất quán với cỗ máy được chế tạo để cung cấp năng lượng hay không.
Câu hỏi thường gặp
Cần có thông tin gì trước khi bắt đầu thiết kế bộ pin tùy chỉnh?
Xác định dải điện áp hoạt động, năng lượng/thời gian chạy cần thiết, dòng điện liên tục và đỉnh, thời lượng cao điểm, hồ sơ sạc, nhiệt độ vận hành, vỏ cơ học, tải môi trường, giao diện truyền thông và các yêu cầu tuân thủ hiện hành.
Độ dốc nhiệt ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ pin tùy chỉnh như thế nào?
Độ dốc nhiệt độ có thể thay đổi điện trở cục bộ và phân bố dòng điện, khiến các tế bào hoặc nhóm song song chịu ứng suất điện không đồng đều và có khả năng già đi ở các tốc độ khác nhau.
Thông số kỹ thuật BMS của bộ pin tùy chỉnh nên bao gồm những gì ngoài khả năng bảo vệ điện áp?
Nó phải xác định các giới hạn dòng điện và nhiệt độ, độ trễ, độ trễ, logic khôi phục, cân bằng, vị trí cảm biến, hành vi CAN/RS485, ghi nhật ký lỗi và công tắc tơ hoặc điều khiển-sạc trước nếu có.
Bộ pin tùy chỉnh nên được thiết kế như thế nào để bảo trì dễ dàng hơn?
Quyết định trong quá trình thiết kế dữ liệu chẩn đoán, giao diện dịch vụ, lịch sử sự kiện, bản ghi nhiệt độ, thông tin-nhóm ô, truy xuất nguồn gốc và quyền truy cập kiểm tra hoặc thay thế sẽ được yêu cầu tại hiện trường.
UN 38.3 có đủ cho bộ pin lithium công nghiệp không?
Số 38.3 của UN đề cập đến việc thử nghiệm vận chuyển pin và-pin lithium; Các yêu cầu về an toàn của ứng dụng phải được đánh giá riêng theo thiết bị, thị trường và các tiêu chuẩn liên quan.
