Kaip baterijų šiluminės bandomosios sistemos žemėlapis atspindi temperatūros poveikį

Kaip baterijų šiluminės bandomosios sistemos žemėlapis atspindi temperatūros poveikį

Kai baterijų programai reikia suprasti temperatūros elgesį, vieno kameros nustatytasis taškas nepakanka. baterijų šiluminės bandomosios sistemos padeda inžinieriams sukurti valdomą temperatūros istoriją, sinchronizuoti ją su elektrine apkrova ir užfiksuoti, kur ir kada bandymo objektas įšyla arba atšyla. Naudingas rezultatas yra ne tik „praeina / nepasiekia“ įrašas. Tai temperatūros poveikio žemėlapis, kuris rodo, kaip sąveikauja aplinkos sąlygos, srovės poreikis, jutiklių vietos ir šilumos kelias.

Iš šilumos valdymo taikomųjų inžinierių perspektyvos pirmasis klausimas dažniausiai nėra „Kurį įrenginį turėtume įsigyti?“ – jis yra „Kokį temperatūros poveikį bandome atskleisti?“ Ląstelės paviršius, kontaktinės juostos sritis, modulio centras ir aušalo sąlyčio taškas gali reaguoti skirtingais laiko intervalais. Gerai suprojektuota akumuliatorių šiluminio testavimo sistema padaro šiuos skirtumus matomus, neviršdama kiekvienos temperatūros pokyčio į neaiškią išvadą.

Ką iš tikrųjų rodo temperatūros poveikio žemėlapis

Temperatūros poveikio žemėlapis – tai sisteminga matuotų temperatūrų ir veikimo signalų palyginimo lentelė, atlikta nustatytomis sąlygomis. Horizontalioji ašis gali būti laikas, įkrovos būsena, iškrovos našumas arba programuojamas temperatūros žingsnis. Vertikalioji ašis gali rodyti jutiklių pozicijas, bandymo seką ar veikimo sąlygas. Spalvos ar atskiri grafikai tada atskleidžia temperatūros pokytį, temperatūros skirtumą, stabilizavimosi laiką arba uždelstą reakciją tarp aplinkos sąlygų ir akumuliatoriaus atsako.

Žemėlapis tampa naudingesnis, kai sujungia keturis įrodymų srautus:

• Ribinė sąlyga: komanduojama oro, skysčio, plokštės arba tvirtinimo įtaiso temperatūra.
• Baterijos reakcija: temperatūros dokumentuotose vietose elemente, modulyje arba baterijų rinkinyje.
• Elektrinis kontekstas: srovė, įtampa, krūvio būseną ir įkrovos, iškrovos ar poilsio laikotarpių laiką.
• Bandymų sistemos elgesys: faktinė temperatūra, temperatūros kaitos pobūdis, srautas, kur taikoma, signalai apie nesklandumus ir bet kokie valdymo nuokrypiai.

Baterijos šiluminės bandymų sistema gali nustatyti pakartotiną ribinę sąlygą, tačiau jos aiškinimas taip pat priklauso nuo jutiklių kontaktų, tvirtinimo įtaiso slėgio, šilumos šalinimo, laidynės ir elektrinės schemos.

Pradėkite nuo klausimo prieš nustatydami temperatūros profilį

Skirtingi klausimai reikalauja skirtingų žemėlapių. Pavyzdžiui, inžinerijos komanda gali norėti palyginti žemoje temperatūroje veikiančios galios elgesį, stebėti šilumos kaupimąsi pakartotinai perduodant impulsus, patikrinti temperatūros vienodumą visame module arba patikrinti atsigavimą po didelės apkrovos įvykio. Kiekvienas klausimas keičia naudingą temperatūros diapazoną, laukimo trukmę, imties dažnį ir jutiklių išdėstymą.

Patikimumo darbams taikytinas bandymų standartas ir gaminio specifikacija turėtų apibrėžti reikiamas sąlygas. IEC 62660-2:2018 apima antrinėms litio-ionų elementų ir elementų blokų patikimumo bei netinkamo naudojimo bandymų procedūras, kurios naudojamos kelių transporto priemonėse. Šio standarto antriniai aprašymai paminėja temperatūros ciklinimą tarp −40 °C ir +85 °C kaip vieną iš pavyzdinių sąlygų. Šią informaciją reikėtų laikyti kontekstu, o ne visuotiniais nurodymais: teisingos ribos, ciklų skaičius, įranga ir priėmimo kriterijai priklauso nuo atitinkamo standarto ir patvirtinimo plano.

Prieš konfiguruodami baterijos šiluminio bandymo sistemą, užrašykite tikėtiną sprendimą, kuris bus priimtas po bandymo pabaigos. Pavyzdžiai yra:

1. Nustatykite temperatūros intervalą, kuriame elektros charakteristikos keičiasi pakankamai, kad būtų reikalinga valdymo strategija.
2. Palyginkite šilumos gradientus tarp dviejų tvirtinimo įrenginių ar aušinimo sprendimų.
3. Nustatykite, ar temperatūros reakcija jau stabilizavosi prieš atliekant elektros matavimą.
4. Nustatykite vietas, kuriose vėlesniame patvirtinimo darbe reikės papildomo jutimo.

Sukurkite bandymo ciklą, apimaantį valdymą, matavimus ir koreliaciją

1. Apibrėžkite šiluminę ribą

Šiluminė riba gali būti gaunama iš kameros oro, skystojo plokščiojo paviršiaus, kondicionuoto įrenginio arba pramoninis šaldiklis prijungto prie kontroliuojamo ciklo. Metodas turėtų atitikti bandymo objektą ir tiriamą šilumos kelią. Oro kondicionavimas yra naudingas, kai tikslas – aplinkos poveikis; skystasis ciklas arba plokštasis paviršius gali būti labiau aktualūs, kai baterija suprojektuota taip, kad keistų šilumą per aušinimo skysčio kontaktinį paviršių.

Pramoninio aušintuvo sąrankoje dokumentuokite cirkuliuojančią terpę, tikslinę temperatūrą, nominalų srautą, prijungimo taškus, izoliacijos metodą bei taškus, kuriuose matuojamos tiekimo ir grąžinimo temperatūros. Tik stabilus valdiklio ekranas nepakanka. Bandymo įraše turi būti parodyta, ar baterijos kontaktinis paviršius patyrė numatytą sąlygą ir kiek šilumos buvo pašalinta ciklu per įvykį.

2. Įdėkite jutiklius, kad atsakyti į fizikinį klausimą

Jutiklių skaičius yra mažiau svarbus nei jų paskirtis. Įdėkite juos ten, kur šiluma tikėtina įeis, išeis arba susikaups: tipiškų elementų paviršiuose, kontaktinėse plokštėse, magistralėse, modulių centruose, aušinimo skysčio įėjimo ir išėjimo vietose bei patyrimo įrenginyje. Naudokite pakartotinai taikomą pritvirtinimo būdą ir užfiksuokite jį. Publikuotose matavimų aptarimuose taip pat nurodoma, kad jutiklių vieta, reakcijos delsos laikas ir elektrinio izoliavimo apribojimai gali turėti įtakos temperatūros kreivės reikšmei.

Vienas išorinis jutiklis gali būti naudingas apsaugai, tačiau jis negali apibrėžti visos temperatūros poveikio žemėlapio. Jei viršūnė pasirodo vienoje srityje anksčiau nei kitas jutiklis sureaguoja, delsa gali atspindėti šiluminį plitimą, jutiklio montavimą ar abu veiksnius. Todėl akumuliatorių šiluminio bandymo sistema turi užfiksuoti pakankamai konteksto, kad galėtų atskirti šias galimybes.

3. Sinchronizuokite šiluminius ir elektros duomenis

Suderinti temperatūros reikšmes su dabartine verte, įtampa ir krūvio būsenos rodikliu. Pažymėti temperatūros kylančiuosius ir nusileidžiančiuosius etapus, impulsus, laukimo periodus bei apsaugos ribas, kad žemėlapis galėtų būti peržiūrėtas palyginus su veikimo įvykiais.

Naudoti etapinį profilį vietoj vieno staigaus nuokrypio.

Praktiška akumuliatoriaus šiluminio bandymo sistema dažnai naudoja etapus: paruošti bandymo objektą, laukti, kol bus pasiektas nustatytas stabilumo kriterijus, pritaikyti elektrinį įvykį, stebėti reakciją ir atsigauti prieš einant prie kitos sąlygos. Šis požiūris aiškiau atskiria priežastis nuo padarinių nei staigus perėjimas iš vienos kraštutinės būsenos į kitą.

Prieš peržiūrint rezultatus, inžineriniame plane nustatykite laukimo kriterijų. Tai gali būti didžiausia skirtumo vertė tarp pasirinktų jutiklių arba nustatytas temperatūros pokyčio greitis.

Iš žaliųjų kreivių sukurti naudingą žemėlapį

Po bandymo duomenis organizuokite pagal palyginamas sąlygas, o ne pagal failų pavadinimus. Kiekvienai programuotai sąlygai apskaičiuokite arba vaizduokite išmatuotą ribinę temperatūrą, maksimalią akumuliatoriaus temperatūrą, didžiausią skirtumą tarp jutiklių, stabilizavimosi laiką bei laiko poslinkį tarp elektrinės apkrovos ir šiluminio maksimumo. Šie rodikliai palengvina pakartotinių bandymų ar alternatyvių aušinimo konfigūracijų palyginimą.

Neplanuotus modelius peržiūrėkite trumpa klausimų grandine:

• Ar valdymo riba pasiekė numatytąją reikšmę tikrojo sąlyčio paviršiuje?
• Ar bandymo objektas buvo panašioje įkrovos būsenoje ir elektrinės apkrovos sąlygomis?
• Ar pakartotinio bandymo metu tas pats jutiklio padėties taškas parodė tą patį poveikį?
• Ar šis modelis gali kilti iš montavimo, laidų traktavimo, izoliacijos ar duomenų sinchronizavimo problemos?
• Ar atsakas keičiasi priklausomai nuo pasirinktos temperatūros sąlygos ar šilumos šalinimo kelio?

Tai neleidžia priskirti sudėtingo atsako vienai priežasčiai ir suteikia bandymų, akumuliatorių bei šiluminės komandoms bendrą peržiūros kelią.

Pasirinkite temperatūros valdymo metodą iš bandymo sąlygų

Nurodant baterijos šiluminio bandymo sistemą, pradėkite nuo bandymo objekto, temperatūros diapazono, tikėtinos šilumos apkrovos, terpės, jungčių išdėstymo, valdymo metodo ir reikiamų duomenų signalų. Pramoninis aušintuvas gali būti viena iš sprendimo dalies skystai aušinamoms įrenginiams arba aušalo ciklo vertinimui, tuo tarpu kamera tinka aplinkos poveikiui imituoti. Kai kurios programos reikalauja abiejų, ypač kai aplinkos sąlygos ir aušinimo grandinė turi būti valdomos atskirai.

Paklauskite tiekėjų ir vidinių suinteresuotųjų šalių patvirtinti sąlygas, kurios lemia pasirinkimą:

• Elemento, modulio ar paketo matmenys ir montavimo orientacija.
• Tikslinis temperatūros diapazonas ir leistinas temperatūros kaitos pobūdis.
• Kiekvieno elektros įvykio metu tikėtina šilumos generacija.
• Aušinimo terpė, srauto reikalavimai, slėgio ribos ir medžiagų suderinamumas.
• Jutiklių skaičius ir tipas, imties reikalavimai bei izoliavimo reikalavimai.
• Jungtys prie ciklinių įrenginių, kamerų, saugos sistemų ir duomenų rinkimo sistemų.

Projektams, susijusiems su tikslia valdymo šilumos technologija, „Lingheng Thermal Control Technology (Suzhou) Co., Ltd.“ aptaria temperatūros reguliavimo įrangą remdamasi veikimo temperatūros diapazonu, šiluminės apkrovos dydžiu, naudojamuoju skysčiu, prijungimo schemomis ir valdymo reikalavimais. Toks sąlygų pirmenybės metodas yra naudingas, nes jis užtikrina, kad baterijų šiluminio testavimo sistema būtų susieta su patikrinimo metodu, o ne su bendru įrangos pavadinimu.

Išvada: nustatykite sąlygas, o ne tik temperatūras

Baterijos šiluminės būklės bandymų sistema nustato temperatūros poveikį, sujungdama kontroliuojamas sąlygas su dokumentuota jutiklių išdėstymo schema ir sinchronizuotais elektriniais duomenimis. Gautasis žemėlapis gali parodyti temperatūros gradientus, uždelstumus, stabilizaciją ir šilumos pašalinimo elgseną, kurių negalima aptikti vien tik nustatant vieną temperatūros reikšmę ar stebint vieną temperatūros kitimą. Pradėkite nuo inžinerinio sprendimo, apibrėžkite ribines sąlygas, matuokite svarbias vietas ir lyginkite tik vienodas bandymų fazes. Tokiu disciplinuotu požiūriu pramoninis aušintuvas ar kita šiluminės kontrolės priemonė tampa įrodymų pateikiančios bandymų grandinės dalimi, o ne izoliuota techninė priemonė.