隨著鋰離子電池在無人機、電動汽車(EV)和智慧電網等領域的應用日益增多,電池製造商也在試著利用現代科技和化學技術來挑戰電池測試和製造能力的極限,德州儀器目前也正在全力衝刺多功能鋰離子電池測試解決方案。

德州儀器表示,在眾多鋰離子電池需求市場上,為了滿足精確且全尺寸充放電電流控制準確度,針對50-A、100-A和200-A等應用,德州儀器模組化電池測試器參考設計特別組合了50-A和100-A電池測試設計,用來創建一個能夠達到200-A最大充放電水準的模組化版本。

除此之外,德州儀器工業系統/測試與測量部門主管Taras Dudar與德州儀器傑出技術人員Bryan Bloodworth還特別以多功能鋰離子電池測試解決方案為題,分享相關技術,以下是文章內容節錄:

為什麼現代鋰離子電池帶來了新的測試挑戰?

電池測試並非什麼新事物,但自從鋰離子電池問世以來,給測試設備的準確度、生產量和電路板密度帶來了新的壓力。

鋰離子電池十分獨特,因為它們具有極為密集的儲能容量,如果充電和放電不當,可能會引起火災和爆炸。在製造和測試過程中,這種儲能技術要求非常高的準確度,而許多新興應用進一步加劇了這一要求。

就形狀、尺寸、容量和化學成分而言,鋰離子電池的種類更為廣泛,反之其也會影響測試設備,因為它們需要確保準確遵循正確的充放電曲線,從而達到最大的儲存容量、可靠性和品質。

由於並沒有一種尺寸適合所有的電池,因此為不同的鋰離子電池選擇合適的測試設備和不同的製造商會增加測試成本。此外,不斷的產業創新意味著不斷變化的充放電曲線進一步優化,使電池測試器成為新電池技術的重要發展工具。不管鋰離子電池的化學和機械性質如何,在其製造過程中有無數種充放電方法,這使得電池製造商向電池測試器施加壓力,要求它們具備獨特的測試功能。

準確度顯然是一項必備能力,它不僅僅意味著能夠將大電流控制準確度保持在非常低的水準,還包括在充電和放電模式之間以及在不同電流水準之間非常快速切換的能力。

這些要求的產生不僅僅是因為需要大量生產具有一致特性和品質的鋰離子電池所驅動,電池製造商還希望將測試過程和設備用作為創新工具,使其在市場上創造競爭優勢,例如修改充電演算法以提高容量。

儘管對不同類型的電池需要進行各式各樣的測試,但如今的測試器針對特定的電池尺寸進行了優化。例如,如果測試的是大型電池,那麼就需要較大的電流,這會轉化為更大的電感和更粗的電線以及其他特性。

所以在創建一個能夠處理高電流的測試器時會涉及許多方面。然而,許多工廠並不只生產一種電池,它們可能會為一個客戶生產一整套大型電池,同時滿足這些電池所需的所有測試要求,也可能為一個智慧型手機客戶生產一套更小電流的小型電池。

這就是測試成本上升的原因——電池測試器針對電流進行了優化。能夠處理高電流的測試器通常會體積大且價錢昂貴,因為它們不僅需要更大的矽片(silicon),還需要磁性元件(magnetics)和路由(routing),以滿足電遷移規則(electro-migration rule)並且最大限度地降低系統中的寄生壓降(minimize parasitic IR drops in the system)。

工廠需要隨時準備各種測試設備,來滿足生產與檢驗各種類型的電池。由於工廠在不同時間生產的電池類型不同,一些測試器可能與這些特定電池不相容,並且可能閒置,這進一步增加了成本,因為測試器是一項大型投資。

無論是針對目前常見或新興的用於批量生產普通鋰離子電池的工廠,還是希望在測試過程中利用較小的力氣去創造更高的力量來創新和製造新電池產品的電池製造商,都需要使用靈活的測試設備,以適應更廣泛的電池容量和物理尺寸,從而減少資金支出,並提高測試設備的投資回報率。

智慧型手機電池和EV電池,即使它們都是鋰離子電池,也存在很大差異,但是鑑於它們趨於普遍,因此您應該能夠同時使用兩者對電池進行必要的測試相同的設備,以及其他許多鋰離子電池類型。當然,不同的尺寸僅在機械設計自動測試設備時就產生了問題,該設備可以處理您給它的任何問題。

在試圖適當優化單個整合的測試解決方案時,仍存在許多衝突的需求。雖然目前還沒有解決所有種類鋰離子電池測試方案的靈丹妙藥,但德州儀器已經提出了一種參考設計,在不影響準確度和精確度的前提下,可以最大程度地權衡取捨。

(工商 )

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