در زندگی روزمره ما اغلب با باتری های یکبار مصرف و باتری های ثانویه در تماس هستیم. باتری های یکبار مصرف به عنوان باتری های اولیه نیز شناخته می شوند، یعنی باتری هایی که قابل شارژ نیستند، مانند باتری های لیتیومی اولیه، باتری های خشک و غیره.
باتری ثانویه برای باتری قابل شارژ، عملکرد آن عمدتاً شامل موارد زیر است: ولتاژ، مقاومت داخلی، ظرفیت، فشار داخلی، نرخ خود تخلیه، عمر چرخه، عملکرد آب بندی، ظاهر و سایر عملکردها مانند شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد، جوش پذیری، مقاومت در برابر خوردگی، و غیره.
در این مقاله باتری لیتیومی را مثال می زنیم تا به طور خلاصه برخی از قابلیت اطمینان رایج آن را معرفی کنیم تست ها
استانداردهای تست باتری
فرمول یا تجدید نظر استانداردهای باتری لیتیوم یون بسیار فعال است، که همچنین بازار الزامات عملکرد ایمنی باتری لیتیوم یون همچنان به بهبود نیاز ادامه می دهد. از سوی دیگر، چالشهای شدیدتری را نیز برای تولیدکنندگان باتری به همراه دارد که تولیدکنندگان باتری را ملزم میکند تا سطح طراحی، تولید و آزمایش را به طور مداوم بهبود بخشند.
در حال حاضر، استانداردهای آزمایشی رایج برای باتری های لیتیومی IEC 61960، IEC 60086-4، IEC 62133، JIS C 8714، UL 1642، UL 2054 است.
موارد رایج تست قابلیت اطمینان باتری لیتیومی
1. تست عمر چرخه
باتریهای لیتیوم یونی به خاطر چگالی انرژی بالا و عمر طولانیشان شناخته میشوند که آنها را به گزینهای ایدهآل برای بسیاری از دستگاههای الکترونیکی تبدیل میکند. با این حال، مانند همه باتری ها، آنها در نهایت توانایی خود را برای نگه داشتن شارژ با گذشت زمان از دست می دهند. این تخریب به عنوان عمر چرخه باتری شناخته می شود و عامل مهمی است که هنگام طراحی و آزمایش سیستم های باتری باید در نظر گرفته شود.
آزمایش چرخه عمر فرآیندی است که باتری را در معرض چرخه های شارژ و دشارژ مکرر قرار می دهد تا زمانی که به پایان عمر خود برسد. بسته به کاربرد مورد نظر باتری، این آزمایش را می توان در محیط آزمایشگاهی یا در شرایط استفاده واقعی انجام داد. عوامل متعددی میتوانند بر عمر چرخه باتریهای لیتیوم یونی تأثیر بگذارند، از جمله دما، سرعت شارژ و عمق دشارژ. برای اطمینان از نتایج دقیق آزمایش، کنترل این عوامل در طول فرآیند آزمایش مهم است.
2. تست دمای بالا
در حال حاضر استانداردهای ایمنی باتری لیتیوم یون عمدتاً شامل استانداردهای بین المللی (مانند استانداردهای IEC)، استانداردهای ملی یا منطقه ای (مانند استانداردهای JIS، CB، EN و غیره) و استانداردهای صنعتی (مانند UL، IEEE، SJ، QB) می شود. استانداردها و غیره). در این استانداردهای موجود، روش های تست تجویز شده در دمای بالا عمدتاً شامل تست سوء استفاده از گرما، تست چرخه دما و تست قرارگیری در دمای بالا می باشد.
- تست سوء استفاده از گرما
روش آزمایش سوء استفاده از گرما که توسط IEC 62133:2002 تعیین شده است، قرار دادن باتری کاملاً شارژ شده در دمای اتاق در یک محفظه دما و رطوبت ثابت با همرفت هوای طبیعی یا در گردش است. محفظه آزمایش تا 130 درجه ± 2 درجه با سرعت 5 درجه / دقیقه ± 2 درجه / دقیقه گرم می شود. این دما را حفظ کنید، آزمایش را بعد از 10 دقیقه متوقف کنید، بررسی کنید که آیا باتری در حال آتش سوزی یا انفجار است. تست سوء استفاده از گرما IEC 62133 توسط JIS C8712، YD 1268، UL 1642 و سایر استانداردهای داخلی و خارجی پذیرفته شده است. آزمایش سوء استفاده از گرما به طور کلی برای ارزیابی ایمنی سلول باتری در دمای بالا استفاده می شود. نمونه باتری در طول آزمایش در حالت شارژ کامل است و نمونه در طول آزمایش شارژ یا دشارژ نمی شود.
- تست چرخه دما
روش تست چرخه دما که توسط IEC 62281:2004 تعیین شده است، قرار دادن سلول باتری یا بسته باتری در یک محیط 75 درجه برای حداقل 6 ساعت و سپس در محیط -40 درجه برای حداقل 6 ساعت است. زمان تبدیل بین دماهای مختلف بیش از 30 دقیقه نیست و در مجموع 10 چرخه دما انجام می شود. پس از آزمایش، نمونه نباید آتش بگیرد یا منفجر شود و افت کیفیت و افت ولتاژ نداشته باشد. تست چرخه دما IEC 62281 از UN 38.3 نقل شده است و روش تست نیز توسط EN 62281، CB 21966 و سایر استانداردهای داخلی و خارجی اتخاذ شده است. تست چرخه دما معمولاً برای شبیه سازی ایمنی سلول باتری یا بسته باتری تحت شرایط تغییرات دمای متناوب متعدد در طول حمل و نقل استفاده می شود. در طول آزمایش، نمونه باتری در حالت شارژ کامل بود و نمونه در طول آزمایش شارژ یا دشارژ نشد.
- تست کاهش استرس در دمای بالا
روش آزمایش برای از بین بردن تنش دمای بالا (توانایی کیس قالبی برای تحمل دمای بالا) که در IEC 62133:2002 تصریح شده است، قرار دادن بسته باتری در محیطی با دمای 70 درجه ± 2 درجه به مدت 7 ساعت است. پس از آزمایش، محفظه بسته باتری نباید دچار تغییر شکل فیزیکی شود که ترکیب داخلی را در معرض دید قرار دهد. تست تنش زدایی IEC 62133 توسط EN 62133، JIS C8712 و استانداردهای دیگر پذیرفته شده است.
تست کاهش تنش دمای بالا معمولاً برای آزمایش توانایی محفظه بسته باتری برای حفظ یکپارچگی در یک محیط با دمای بالا استفاده می شود. در طول آزمایش، نمونه بسته باتری در حالت شارژ کامل است و در طول آزمایش هیچ شارژ یا تخلیه ای انجام نمی شود.
بر اساس آزمایشات مربوط به دمای بالا در استانداردهای باتری لیتیوم یون داخلی و خارجی، آزمایش سوء استفاده از گرما با هدف توانایی هسته باتری در تحمل دمای بالا، چرخه دما شبیه سازی تغییر دما در فرآیند حمل و نقل و تست تنش زدایی در دمای بالا فقط برای ارزیابی توانایی پوسته قالبگیری شده برای تحمل دمای بالا استفاده میشود. نمونه ها در زمان انجام این تست ها کاملا شارژ می شوند و در طول آزمایش ها هیچ شارژ یا دشارژی انجام نمی شود.
LIBاتاق تست پایداریو محفظه شوک حرارتی می تواند به طور کامل از تست های دما که در بالا توضیح داده شد پشتیبانی کند.
اتاق تست پایداری
محفظه شوک حرارتی
3. تست غوطه وری
به عنوان منبع انرژی خودروی الکتریکی، ایمنی سیستم باتری لیتیوم یونی به طور مستقیم بر ایمنی کل وسیله نقلیه تأثیر می گذارد. سیستم باتری برق باید استاندارد IP67 یا الزامات ضد آب بالاتر را هنگام خروج از کارخانه برآورده کند، اما عملکرد آب بندی قطعات برای اطمینان از حفظ چنین سطح ضد آب بالا در کل چرخه عمر دشوار است و ممکن است خطر آب وجود داشته باشد. .
روش تست سیل سیستم باتری:
- پوشش بالایی بسته باتری را بردارید، به دسته سیم خودرو در حالت مونتاژ واقعی خودرو متصل شوید و با دستگاه بالایی ارتباط برقرار کنید.
- سیستم باتری را به طور کامل در آب نمک فرو کنید (غلظت جرمی کمتر از 3.5 درصد غلظت آب دریا است، اما ممکن است در برخی مناطق زیاد باشد)، و به مشاهده مشخصات خرابی سیستم باتری برای حدود 10 دقیقه (در صورت امکان بیشتر) ادامه دهید.
- هنگامی که مشخصات خرابی ثابت است، بسته باتری را از آب خارج کنید تا مشاهده کنید که آیا سیستم باتری آغشته به آب شور در دود، آتش و سایر پدیده های جو ظاهر می شود یا خیر.
- سیستم باتری را مطابق با شرایط آزمایش (خیساندن آب نمک) رفتار کنید و آزمایش خیساندن به پایان رسید.
IPX78
IPX78
