Güc batareyaları üçün əsas sınaq prinsipləri və üsulları hansılardır?
Güc Batareyasının Testinin Əsas Prinsipləri və Metodları
Kimyəvi enerji mənbələrinin əsas elektrokimyəvi xassələrinə tutum, gərginlik, daxili müqavimət, özünü boşalma, saxlama performansı, yüksək və aşağı temperatur performansı və s. daxildir. Tipik ikinci dərəcəli kimyəvi enerji mənbəyi kimi enerji batareyalarına həmçinin doldurma və boşalma performansı, dövriyyə performansı, daxili təzyiq və s. daxildir. Buna görə də, tək güc batareyası elementi üçün əsas performans testi məzmunlarına aşağıdakılar daxildir: doldurma və boşalma qabiliyyətinin testi, aşağı temperatur performansı və aşağı boşalma qabiliyyəti performans testi sınaq, enerji və xüsusi enerji sınağı, güc və xüsusi güc testi, saxlama performansı və özünü boşalma sınağı, həyat testi, daxili müqavimət testi, daxili təzyiq testi və təhlükəsizlik testi və s.
Avtomobilin faktiki tətbiqi baxımından, test obyekti kimi elektrikli nəqliyyat vasitələrinə tətbiq olunan güc batareyası paketi ilə avtomobilin istifadəsi üçün uyğun bir sıra sınaqlar aparılır, məsələn: statik tutumun aşkarlanması, dinamik tutumun aşkarlanması, sakitlik testi, başlanğıc gücü testi, sürətli doldurma qabiliyyəti testi, dövrün ömrü testi, təhlükəsizlik testi, batareyanın vibrasiya testi, pik gücün aşkarlanması, maksimum boşalma sınağı, s.
(1) Statik Tutumun Aşkarlanması Bu testin əsas məqsədi avtomobilin faktiki istifadədə olduğu zaman güc batareya paketinin kifayət qədər yük və enerjiyə malik olduğunu və əvvəlcədən müəyyən edilmiş müxtəlif boşalma dərəcələri və temperaturlarda normal işləyə biləcəyini müəyyən etməkdir. Əsas sınaq metodu sabit temperatur şəraitində yavaş boşalma sınağıdır və enerji batareya paketinin gərginliyi müəyyən edilmiş dəyərə düşdükdə və ya enerji batareyası paketindəki tək hüceyrələrin tutarlılığı (gərginlik fərqi) müəyyən edilmiş dəyərə çatdıqda boşalma dayandırılır.
(2) Dinamik Tutumun AşkarlanmasıElektrikli avtomobilin istismarı zamanı güc batareyasının işləmə temperaturu və boşalma dərəcəsi dinamikdir. Bu test əsasən dinamik boşalma şəraitində güc batareya paketinin qabiliyyətini aşkar edir ki, bu da əsasən müxtəlif temperaturlarda və boşalma dərəcələrində enerji və tutumda əks olunur. Əsas sınaq üsulu, əvvəlcədən müəyyən edilmiş cərəyan profilindən və ya avtomobilin tətbiqindən faktiki olaraq toplanmış cari profildən istifadə edərək, güc batareya paketinin boşalma performansının sınaqdan keçirilməsidir. Testin dayandırılması vəziyyəti sınaq şərtlərinə və güc batareyasının xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq tənzimlənir, lakin əsasən müəyyən bir dəyərə düşən gərginlik standartına uyğundur. Bu üsul elektrikli nəqliyyat vasitələrinin faktiki tətbiq ehtiyaclarını daha birbaşa və dəqiq əks etdirə bilər.
(3) Sakit TestBu testin məqsədi elektrik batareyası paketinin müəyyən müddət istifadə edilmədiyi zaman tutum itkisini aşkar etməkdir ki, bu da elektrik avtomobilinin müəyyən müddət idarə edilməməsi və batareyanın açıq-dövrədə qalması vəziyyətini simulyasiya etmək üçün istifadə olunur. Sakit sınaq, həmçinin, boşalma və saxlama performansı testi kimi də tanınır. Bu, batareyanın açıq dövrə vəziyyətində-müəyyən ətraf mühit şəraitində saxlanmış yükünü saxlamaq qabiliyyətinə istinad edir.
(4) Güc Testinin Başlanması Avtomobilin işə salma gücü nisbətən böyük olduğundan, müxtəlif temperatur şəraitində avtomobilin işə salınmasına uyğunlaşmaq üçün aşağı temperaturda ($−18\\text{derecə }$) və yüksək temperaturda ($50\\text{derecə }$) güc akkumulyatorunda start gücü testləri aparılır. Bu test otaq temperaturunda ölçülməklə yanaşı, müxtəlif doldurulma vəziyyətlərində batareyanın boşalma qabiliyyətini müəyyən etmək üçün ümumiyyətlə SOC dəyəri ilə də təyin edilir. Ümumi testlər $90\\%$, $50\\%$ və $20\\%$ SOC-da aparılan güc testləridir.
(5) Sürətli Doldurma İmkanı TestiBu testin məqsədi enerji batareyası paketində yüksək{0}}sürətli doldurma testləri həyata keçirməklə batareyanın sürətli doldurulma qabiliyyətini yoxlamaq və onun səmərəliliyini, istilik istehsalını və digər xüsusiyyətlərə təsirini yoxlamaqdır. Sürətli doldurma üçün USABC standartı batareyanın SOC-ni $15\\text{min}$ ərzində $40\\%$-dan $80\\%$-a bərpa etməyi hədəfləyir. Hal-hazırda, Yaponiyanın CHAdeMO assosiasiyası tərəfindən müəyyən edilmiş standart tələb edir ki, elektrikli avtomobilin batareya paketini təxminən $10\\text{min}$ doldurmaq avtomobilin $50\\text{km}$ səyahətinə zəmanət verə bilər; $30\\text{min}$-dan çox ödəniş etmək avtomobilin $100\\text{km}$ səyahətinə zəmanət verə bilər.
(6) Cycle Life TestBatareyanın istismar müddəti birbaşa batareyadan istifadənin iqtisadi səmərəliliyinə təsir göstərir. Batareyanın faktiki tutumu ilkin tutumun və ya nominal gücün $80\\%$-dan aşağı olduqda, enerji batareyası ömrünün sonuna çatmış hesab olunur. Bu sınaqda istifadə olunan əsas üsul, dövrlərin sayını onun ömrünün göstəricisi kimi istifadə edərək, müəyyən şərtlər altında doldurma və boşaltma dövrlərini yerinə yetirməkdir. Enerji batareyasının ömrünün sınaq müddəti nisbətən uzun olduğundan, test ümumiyyətlə bir neçə ay və ya hətta bir il davam edir. Buna görə də, praktiki əməliyyatda sınaq dövrlərinin sayını təyin etmək, tutumun deqradasiyasını ölçmək və sonra bu məlumatlar əsasında xətti ekstrapolyasiya aparmaq üsullarından sınaq üçün tez-tez istifadə olunur. Tədqiqat sahəsində, güc batareyasının ömrünü test müddətini qısaltmaq üçün, güc batareyalarının və güc batareya paketlərinin ömrünü sınamaq üçün test temperaturu və doldurma/boşaltma nisbətlərini artıraraq batareyanın yaşlanmasının sürətləndirilməsinə dair işlər də aparılır.
(7) Təhlükəsizlik TestiBatareyanın təhlükəsizliyi performansı, akkumulyator batareyalarının saxlanması və istifadəsi nəticəsində insanlara və avadanlıqlara dəyə biləcək potensial zərərin qiymətləndirilməsinə aiddir. Xüsusilə batareyadan sui-istifadə edildikdə, xüsusi enerji girişi batareyanın daxili tərkib materiallarının böyük miqdarda istilik yaradan fiziki və ya kimyəvi reaksiyalara məruz qalmasına səbəb olur. İstiliyi vaxtında dağıtmaq mümkün deyilsə, bu, batareyanın istilik itkisinə səbəb ola bilər. Termal qaçaq batareyanın qabarmasına, tez alışan qazın yaranmasına, qırılmasına, çatlamasına və yanğınla müşayiət olunmasına səbəb olaraq təhlükəsizlik qəzalarına səbəb ola bilər. Bir çox kimyəvi enerji mənbələri arasında litium{4}}ion batareyalarının təhlükəsizliyi xüsusilə vacibdir. Güc batareyaları üçün ümumi təhlükəsizlik sınaqları Cədvəl 6-1-də göstərilmişdir.
Cədvəl 6-1 Enerji Batareyaları üçün Ümumi Təhlükəsizlik Testi Maddələri
| Kateqoriya | Əsas test üsulları |
| Elektrik Performans Testi | Həddindən artıq yükləmə, artıq{0}}boşaltma, xarici qısaqapanma, isti boşalma və s. |
| Mexanik Test | Sərbəst düşmə, təsir, ekstruziya, vibrasiya, ekstruziya və s. |
| Termal test | Yanma, termal görüntüləmə, termal şok, temperaturun dəyişməsi və s. |
| Ətraf Mühit Testi | Vakuum simulyasiyası, daldırma, rütubət və s. |
(8) Batareyanın Vibrasiya TestiBu testin məqsədi yolların səbəb olduğu tez-tez vibrasiya və zərbələrin enerji batareyalarının və enerji batareya paketlərinin işinə və ömrünə təsirini aşkar etməkdir. Batareyanın vibrasiya testi əsasən enerji batareyasının (paketinin) vibrasiya davamlılığını yoxlayır və bundan enerji batareyasının (paketinin) struktur dizaynının təkmilləşdirilməsinə rəhbərlik etmək üçün əsas kimi istifadə edir. Vibrasiya testində iki növ vibrasiya var: sinusoidal vibrasiya və ya təsadüfi vibrasiya. Güc batareya paketləri əsasən nəqliyyat vasitələrində istifadə olunduğundan, batareyanın faktiki iş şəraitini daha yaxşı simulyasiya etmək üçün ümumiyyətlə təsadüfi vibrasiya qəbul edilir.
Yuxarıda göstərilənlər yalnız güc batareyalarının (paketlərinin) sınaqdan keçirilməsi üçün bəzi ümumi tələblərdir. Testin xüsusi parametrləri və tələbləri güc batareyasının növündən asılı olaraq dəyişəcəkdir. Cədvəl 6-2 elektrik avtomobillərində istifadə olunan litium-ion batareya paketləri və sistemləri üçün təhlükəsizlik performans tələblərini və sınaq üsullarını göstərir.
Cədvəl 6-2 Elektrikli Avtomobillərdə Litium-ion Batareya Paketləri və Sistemləri üçün Təhlükəsizlik Performans Tələbləri və Test Metodları
| Maddə | Kateqoriya | Test üsulu | Təhlükəsizlik Tələbləri |
| Ümumi Təhlükəsizlik Testi (Cədvəl 6-1) | Elektrik Performans Testi | Həddindən artıq yükləmə, artıq{0}}boşaltma, xarici qısaqapanma, isti boşalma və s. | N/A |
| Mexanik Test | Sərbəst düşmə, təsir, ekstruziya, vibrasiya, ekstruziya və s. | N/A | |
| Termal test | Yanma, termal görüntüləmə, termal şok, temperaturun dəyişməsi və s. | N/A | |
| Ətraf Mühit Testi | Vakuum simulyasiyası, daldırma, rütubət və s. | N/A | |
| EV Li{0}}ion Batareya Təhlükəsizliyi (Cədvəl 6-2) | Vibrasiya | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 1. Avtomobilin quraşdırılması tələblərinə və GB/T 2423.43-2008-ə baxın, vibrasiya masasına quraşdırın. 3 istiqamətdə sınaqdan keçirin ($Y \\to X \\to Z$). Prosedur GB/T-yə aiddir 2423.56-2018. 2. Aşağı gövdəli quraşdırmalar üçün 7.1.1.2-yə uyğun olaraq GB/T 31467.3-2015. 3. test parametrləri hər istiqamətə $2\\text{h}$ təşkil edir ($0,5\\text{h}$-a endirilə bilər). $2\\text{h}$ müşahidəsinə $30 zamanı və ya ondan sonra icazə verilir\\text{min}$. 4. Minimum monitorinq vahidinin vəziyyətinə (gərginlik, müqavimət, temp) nəzarət edin. 5. Test zamanı $2\\text{h}$ müşahidə edin. 6.Elektron cihazlar üçün:i. Ön-quraşdırılmış: GB/T 31467.3-2015-ci ildə 7.1.1.2.1 üzrə sınaq. Digər yerlər: GB/T 28046.3-2011 üçün sınaq. $2\\text{h}$ müxtəlif $Z$-ox istiqamətlərində. Yanal obyektlər: həyəcan rejimi həyata keçirilir. ii. GB/T 28046.1-2011 üçün $3,2$ rejimində işləyin. | Batareya paketi və ya sistem aşağıdakıları etməlidir: Minimum monitorinq bölməsində ($< 0.5\text{V}$), remain intact, structure sound, no leakage, no rupture, fire, or explosion. Insulation resistance $\ge 100\text{Ω}/\text{V}$ within $30\text{min}$ after test. Electronic devices: Reliable connection, structure sound, no disconnection. Post-test parameters meet Table 1 in GB/T 31467.3-2015. |
| Mexanik şok | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. Baxın 7.2 Şok $25\\text{g}\\text{-}15\\text{ms}$ half-sinema impuls GB/T 31467.3-2015, $3$ zərbələr $Y$t-h} istiqamətində $25, müşahidə edir. | Sızma, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Düşmək | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. $1\\text{m}$-dan ən çox ehtimal olunan düşmə istiqamətində sərt yerə endirin (əks halda mümkün olan ən sabit düşmə istiqaməti, $X$-ox testi), $2\\text{h}$-a əməl edin. | Boşaltma cərəyanının kilidi, gərginlik artımı və ya sızma, xarici korpusun yırtılması, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Dönmə | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. GB/T 31467.3-2015-ci ildə 7.3.2-yə baxın: $6\\text{h}$ üçün $90\\text{derece }$ tilt, sonra $90\\text{derecə }$ artımlar, $1\\text{3 dərəcə fırlanma saxlayın}$text{3} dayandı. $2\\text{h}$. 3. $360\\text{derecə }$$X$-ox ətrafında $6\\text{derece }/\\text{s}$, sonra $90\\text{derecə }$ artımlarla fırladın, $1\\text{h}$ hər birini saxlayın, $360-dərəcəli fırlanmanı saxlayın. $2\\text{h}$. 4. $360\\text{ dərəcə }$ $Y$-ox ətrafında $6\\text{derece }/\\text{s}$, sonra $90\\text{derecə }$ artımlarla fırladın, $1\\text{h}$ hər birini saxlayın, $360\\text{dərəcəsi dayandı. $2\\text{h}$-a diqqət yetirin. | Sızma, xarici korpusun yırtılması, yanğın və ya partlayış olmaması, etibarlı əlaqəni qoruyun. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Maksimum Gradient | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. Arabaya üfüqi şəkildə quraşdırılmışdır. SAE J2380 və ya GB/T 31467.3-2015-də Cədvəl 7-nin Şəkil 3-də göstərilən nəbzi ($X$-ox $5\\text{s}$ boyunca, $Y$-ox $5\\text{s}$) boyunca üfüqi)$-a səyahət istiqamətində təkrarlayın $2\\text{h}$. | Sızma, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Əzmək | 1. Test Object: Battery Pack or System. 2. Crush conditions: ① Crushing surface: $12.5\text{mm}$ diameter semi-cylinder, length $>$ eni. ② İstiqamət: $X$-ox, $Y$-ox. ③ Məcbur: İlkin $200\\text{kN}$ və ya $30\\%$ deformasiyasında dayanın. ④ $1\\text{h}$ qeyd edin. ⑤ $10\\text{min}$ üçün saxlayın. | Sızma, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. Yanğın və ya partlayış yoxdur (ikinci tələblər toplusu üçün). | |
| Temperatur şoku | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. Alternativ temperatur $(-40\\pm2)\\text{ dərəcə }$, maks. $30\\text{min}$ ifrat müddət. $6\\text{h}$, $5$ dövrləri üçün hər ifratda saxlayın. Otaq temperaturunda $2\\text{h}$ müşahidə edin. | Sızma, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Nəm İstilik Dövrü | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. GB/T 2423.4-2018 Test $Db$ nəm istilik dövrlərinə baxın. Şəkil 4 GB/T 31467.3-2015 ($80\\text{derece }$ maks temp), $5$ dövrlər. Otaq temperaturunda $2\\text{h}$ müşahidə edin. | Sızma, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ sınaqdan sonra $30\\text{min}$ daxilində. | |
| Dəniz suyuna daldırma | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. Qoşulmuş kəmərlə etibarlı şəkildə bərkidilmiş, faktiki nəqliyyat məsafəsi ərzində $2\\text{h}$ dəyərində $3,5\\%$ NaCl məhluluna (dəniz suyu) batırın. Hidravlik klapan forması vasitəsilə dayandırın. | Yanğın və partlayış yoxdur. | |
| Xarici yanğın | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. GB/T 31467.3-2015-də 7.10 Xarici Yanğına baxın. | Yanğın və partlayış yoxdur. Alov baş verərsə, yanğın mənbəyi aradan qaldırıldıqdan sonra $2\\text{min}$ ərzində söndürülməlidir. | |
| Duz Sprey | 1. Test Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. GB/T 31467.3-2015-də 7.11 Duz Spreyinə baxın. | Sızma, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. | |
| Yüksək hündürlük | 1. Sınaq Obyekti: Batareya Paketi və ya Sistem. 2. Hündürlük $4000\\text{m}$ və ya ekvivalent təzyiq, otaq temperaturu. 3. 7.12.2 GB/T 31467.3-2015-ci il üçün sınaq mühitində $5\\text{h}$ dəyərində saxlanılır, sonra $1\\text -$C səviyyəsində boşaldılır $400\\text{A}$) və ya kəsmək üçün. $2\\text{h}$-a diqqət yetirin. | Boşaltma cərəyanının kilidi, gərginlik artımı və ya sızma, xarici korpusun yırtılması, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Həddindən artıq-temperaturdan qorunma | 1. Sınaq Obyekti: Batareya Sistemi. 2. GB/T 31467.3-2015-də 7.13 -Həddindən artıq temperaturdan qorunmaya baxın. | BMS fəaliyyət göstərməlidir. Qaz sızması, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Qısa Qapanma Mühafizəsi | 1. Sınaq Obyekti: Batareya Sistemi. 2. GB/T 31467.3-2015-də 7.14 Qısa Qapanmadan Müdafiəyə baxın. | Qoruyucu cihaz işləməlidir. Sızma, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Həddindən artıq yükləmədən qorunma | 1. Sınaq Obyekti: Batareya Sistemi. 2. GB/T 31467.3-2015-də 7.15 Həddindən artıq yükləmədən qorunmaya baxın. | BMS fəaliyyət göstərməlidir. Qaz sızması, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Artıq{0}}boşaltmadan qorunma | 1. Sınaq Obyekti: Batareya Sistemi. 2. GB/T 31467.3-2015-də 7.16 Artıq -boşalmadan Müdafiəyə baxın. | BMS fəaliyyət göstərməlidir. Qaz sızması, xarici korpusun yırtığı, yanğın və ya partlayış yoxdur. İzolyasiya müqaviməti sınaqdan sonra $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. |
Qeyd: Cədvəl 6-2 əsasən GB/T 31467.3-2015, GB/T 2423.43-2008, GB/T 2423.56-2018 və GB/T 28046.1-2011-ə istinad edir.
