Je, ni kanuni gani za msingi za majaribio na mbinu za betri za nishati?
Kanuni za Msingi na Mbinu za Kujaribu Betri ya Nishati
The basic electrochemical properties of chemical power sources include capacity, voltage, internal resistance, self-discharge, storage performance, high and low temperature performance, etc. As a typical secondary chemical power source, power batteries also include charge and discharge performance, cycle performance, internal pressure, etc. Therefore, the main performance testing contents for a single power battery cell include: charge and discharge performance testing, discharge performance testing, discharge capacity and rate performance testing, high and low temperature performance testing, energy na upimaji mahususi wa nishati, upimaji wa nishati na nishati mahususi, utendakazi wa hifadhi na{3}}jaribio la kutokwa na maji, majaribio ya maisha, majaribio ya ukinzani wa ndani, majaribio ya shinikizo la ndani na majaribio ya usalama, n.k.
Kwa mtazamo wa utumaji halisi wa gari, mfululizo wa majaribio yanayofaa kwa matumizi ya gari hufanywa kwa pakiti ya betri ya nguvu inayotumika kwa magari ya umeme kama kifaa cha majaribio, kama vile: utambuzi wa uwezo tuli, utambuzi wa uwezo unaobadilika, jaribio la utulivu, jaribio la nguvu la kuanzia, jaribio la uwezo wa kuchaji haraka, jaribio la maisha ya mzunguko, jaribio la usalama, jaribio la mtetemo wa betri, ugunduzi wa nguvu ya kilele, mtihani wa kutoweka kwa kiwango cha juu n.k.
(1) Utambuzi wa Uwezo Tuli Madhumuni makuu ya jaribio hili ni kubaini kuwa kifurushi cha betri ya nishati kina chaji na nishati ya kutosha wakati gari linatumika, na kinaweza kufanya kazi kwa kawaida chini ya viwango na halijoto mbalimbali za uondoaji zilizoamuliwa mapema. Njia kuu ya mtihani ni kupima kutokwa kwa polepole chini ya hali ya joto ya mara kwa mara, na kutokwa hukomeshwa wakati voltage ya pakiti ya betri ya nguvu inashuka hadi thamani iliyowekwa au uthabiti wa seli moja ndani ya pakiti ya betri ya nguvu (tofauti ya voltage) inafikia thamani iliyowekwa.
(2) Utambuzi wa Uwezo wa NguvuWakati wa uendeshaji wa gari la umeme, joto la uendeshaji na kiwango cha kutokwa kwa betri ya nguvu ni nguvu. Jaribio hili hutambua hasa uwezo wa kifurushi cha betri ya nishati chini ya hali ya kutokwa kwa nguvu, ambayo huonyeshwa zaidi katika nishati na uwezo katika viwango tofauti vya joto na viwango vya utumiaji. Mbinu kuu ya jaribio ni kufanya majaribio ya utendakazi wa kifurushi cha betri ya nishati kwa kutumia wasifu wa sasa uliobainishwa mapema au wasifu wa sasa uliokusanywa kutoka kwa programu ya gari. Hali ya kukomesha mtihani inarekebishwa kulingana na hali ya mtihani na sifa za betri ya nguvu, lakini kimsingi hufuata kiwango cha kushuka kwa voltage kwa thamani fulani. Njia hii inaweza kutafakari moja kwa moja na kwa usahihi mahitaji halisi ya matumizi ya magari ya umeme.
(3) Mtihani wa utulivuMadhumuni ya jaribio hili ni kutambua kupoteza uwezo wa kifurushi cha betri ya nishati wakati haitumiki kwa muda fulani, ambayo hutumiwa kuiga hali ambapo gari la umeme haliendeshwi kwa muda fulani na betri huachwa wazi-mzunguko. Jaribio la utulivu pia linajulikana kama jaribio la utendakazi- la utendakazi na uhifadhi, ambalo linarejelea uwezo wa betri kudumisha chaji iliyohifadhiwa chini ya hali fulani za mazingira wakati iko katika{3}hali ya mzunguko wazi.
(4) Kuanzisha Mtihani wa Nguvu Kwa kuwa nguvu ya kuanzia ya gari ni kubwa kiasi, ili kukabiliana na kuanza kwa gari chini ya hali tofauti za halijoto, majaribio ya nguvu ya kuanzia yanafanywa kwenye kifurushi cha betri ya nishati kwa halijoto ya chini ($−18\\text{℃}$) na halijoto ya juu ($50\\text{℃}$). Jaribio hili, pamoja na kupimwa kwenye joto la kawaida, kwa ujumla pia huwekwa kwa thamani ya SOC ili kubaini uwezo wa kutokwa kwa betri katika hali tofauti za chaji. Majaribio ya kawaida ni majaribio ya nishati yaliyofanywa kwa $90\\%$, $50\\%$, na $20\\%$ SOC.
(5) Mtihani wa Uwezo wa Kuchaji HarakaMadhumuni ya jaribio hili ni kujaribu uwezo wa kuchaji haraka wa betri kwa kufanya{0}}majaribio ya kuchaji chaji cha juu kwenye kifurushi cha betri ya nishati, na kuchunguza ufanisi wake, kuzalisha joto na athari kwa vipengele vingine. Ili kuchaji haraka, kiwango cha USABC kinalenga betri ya SOC kupata nafuu kutoka $40\\%$ hadi $80\\%$ ndani ya $15\\text{min}$. Kwa sasa, kiwango kilichowekwa na chama cha CHAdeMO cha Japani kinahitaji kwamba kuchaji pakiti ya betri ya nishati ya gari kwa takriban $10\\text{min}$ kunaweza kuhakikisha kwamba gari litasafiri $50\\text{km}$; kutoza zaidi ya $30\\text{min}$ kunaweza kuhakikisha kuwa gari litasafiri $100\\text{km}$.
(6) Mtihani wa Maisha ya MzungukoMuda wa mzunguko wa betri huathiri moja kwa moja uwezekano wa kiuchumi wa matumizi ya betri. Wakati uwezo halisi wa betri uko chini ya $80\\%$ ya uwezo wa awali au uwezo uliokadiriwa, betri ya nishati inachukuliwa kuwa imefikia mwisho wa maisha yake. Njia kuu inayotumiwa katika jaribio hili ni kufanya mizunguko ya malipo na kutokwa chini ya hali fulani, kwa kutumia idadi ya mizunguko kama kiashiria cha maisha yake. Kwa kuwa muda wa majaribio ya muda wa matumizi ya betri ni mrefu kiasi, jaribio hilo kwa ujumla hudumu kwa miezi kadhaa au hata mwaka. Kwa hiyo, katika operesheni ya vitendo, mbinu za kuamua idadi ya mizunguko ya mtihani, kupima uharibifu wa uwezo, na kisha kufanya uondoaji wa mstari kulingana na data hii mara nyingi hutumiwa kwa kupima. Katika nyanja ya utafiti, ili kufupisha muda wa majaribio ya matumizi ya betri, tafiti pia zinafanywa kuhusu kuongeza kasi ya kuzeeka kwa betri kwa kuongeza viwango vya joto vya majaribio na viwango vya chaji/kuchaji ili kujaribu maisha ya betri za nishati na pakiti za betri.
(7) Mtihani wa UsalamaUtendaji wa usalama wa betri unarejelea tathmini ya madhara yanayoweza kutokea kwa watu na vifaa ambayo yanaweza kusababishwa na kuhifadhi na kutumia betri za hifadhi. Hasa wakati betri inatumiwa vibaya, uingizaji maalum wa nishati husababisha vifaa vya ndani vya betri kuathiriwa kimwili au kemikali ambayo hutoa kiasi kikubwa cha joto. Ikiwa joto haliwezi kufutwa kwa wakati, inaweza kusababisha kuisha kwa betri. Kukimbia kwa joto kunaweza kusababisha betri kuungua, kutoa gesi inayoweza kuwaka, kupasuka, kupasuka, na kuambatana na moto, na kusababisha ajali za usalama. Miongoni mwa vyanzo vingi vya nishati ya kemikali, usalama wa betri za lithiamu-ioni ni muhimu sana. Vitu vya kawaida vya kupima usalama kwa betri za nguvu vinaonyeshwa kwenye Jedwali 6-1.
Jedwali 6-1 Vipengee vya Kujaribu Usalama vya Kawaida kwa Betri za Nguvu
| Kategoria | Mbinu kuu za Mtihani |
| Mtihani wa Utendaji wa Umeme | Kutozwa kupita kiasi,{0}}kutokwa na maji, mzunguko mfupi wa nje, kutokwa na maji moto, n.k. |
| Mtihani wa Mitambo | Kuanguka bila malipo, athari, extrusion, vibration, extrusion, nk. |
| Mtihani wa joto | Kuungua, picha ya joto, mshtuko wa joto, kushuka kwa joto, nk. |
| Mtihani wa Mazingira | Uigaji wa utupu, kuzamishwa, unyevu, nk. |
(8) Jaribio la Mtetemo wa BetriMadhumuni ya jaribio hili ni kugundua athari za mitikisiko ya mara kwa mara na mitetemo inayosababishwa na barabara kwenye utendakazi na maisha ya betri za nishati na pakiti za betri za nishati. Jaribio la mtetemo wa betri huchunguza hasa uimara wa mtetemo wa betri ya nguvu (pakiti) na hutumia hii kama msingi wa kuongoza uboreshaji wa muundo wa betri ya nguvu (pakiti). Kuna aina mbili za vibration katika kupima vibration: vibration sinusoidal au vibration random. Kwa kuwa vifurushi vya betri za nishati hutumiwa hasa katika magari, mtetemo wa nasibu kwa ujumla hupitishwa ili kuiga vyema hali halisi ya uendeshaji wa betri.
Haya hapo juu ni baadhi tu ya mahitaji ya jumla ya kupima betri za nguvu (pakiti). Vigezo maalum na mahitaji ya jaribio yatatofautiana kulingana na aina ya betri ya nguvu. Jedwali la 6-2 linaonyesha mahitaji ya utendakazi wa usalama na mbinu za majaribio kwa pakiti za betri za lithiamu-ioni na mifumo inayotumika katika magari yanayotumia umeme.
Jedwali la 6-Masharti 2 ya Utendaji wa Usalama na Mbinu za Jaribio la Vifurushi na Mifumo ya Betri ya Lithium-ion katika Magari ya Umeme.
| Kipengee | Kategoria | Mbinu ya Mtihani | Mahitaji ya Usalama |
| Jaribio la Kawaida la Usalama (Jedwali 6-1) | Mtihani wa Utendaji wa Umeme | Kutozwa kupita kiasi,{0}}kutokwa na maji, mzunguko mfupi wa nje, kutokwa na maji moto, n.k. | N/A |
| Mtihani wa Mitambo | Kuanguka bila malipo, athari, extrusion, vibration, extrusion, nk. | N/A | |
| Mtihani wa joto | Kuungua, picha ya joto, mshtuko wa joto, kushuka kwa joto, nk. | N/A | |
| Mtihani wa Mazingira | Uigaji wa utupu, kuzamishwa, unyevu, nk. | N/A | |
| Usalama wa Betri ya EV Li{0}ioni (Jedwali la 6-2) | Mtetemo | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 1. Rejelea mahitaji ya kupachika gari na GB/T 2423.43-2008, sakinisha kwenye jedwali la mtetemo. Jaribu katika mielekeo 3 ($Y \\to X \\to Z$). Utaratibu unarejelea GB/T 2423.56-2018. 2. Kwa usakinishaji wa mifumo ya chini, vigezo vya majaribio kulingana na 7.1.1.2 katika GB/T 31467.3-2015. 3. Muda wa kujaribu ni $2\\text{h}$ kwa kila mwelekeo (unaweza kupunguzwa hadi $0.5\\text{h}$). Uchunguzi wa $2\\text{h}$ unaruhusiwa wakati au baada ya $30\\text{min}$. 4. Fuatilia hali ya chini kabisa ya kitengo cha ufuatiliaji (voltage, upinzani, joto){16}} Angalia $2\\text{h}$ wakati wa jaribio{18}}Kwa vifaa vya elektroniki:i. Mbele-iliyopachikwa: Jaribio kwa kila 7.1.1.2.1 katika GB/T 31467.3-2015. Maeneo mengine: Jaribio kwa kila GB/T 28046.3-2011. $2\\text{h}$ katika maelekezo tofauti ya mhimili wa $Z$. Vitu vya pembeni: hali ya msisimko iliyofanywa. ii. Fanya kazi katika hali ya $3.2$ kwa kila GB/T 28046.1-2011. | Pakiti ya betri au mfumo lazima: Usiwe na uharibifu wa voltage katika kitengo cha ufuatiliaji cha chini kabisa ($< 0.5\text{V}$), 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. |
| Mshtuko wa Mitambo | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Rejelea 7.2 Shock $25\\text{g}\\text{-}15\\text{ms}$ half-sine pulse in GB/T 31467.3-2015, $3$ shocks\\text directions $Y$2, angalia $Y$2. | Hakuna kuvuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto, au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Acha | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Dondosha kutoka $1\\text{m}$ hadi kwenye ardhi ngumu katika mwelekeo unaowezekana wa kudondosha (vinginevyo, mwelekeo thabiti zaidi wa kudondosha, $X$-jaribio la mhimili), angalia $2\\text{h}$. | Hakuna kufuli ya sasa ya kutoa maji, kuongezeka kwa voltage au kuvuja, mpasuko wa ganda la nje, moto, au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. | |
| Rollover | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Rejelea 7.3.2 katika GB/T 31467.3-2015: $90\\text{℃}$ tilt kwa $6\\text{h}$, kisha $90\\text{degree }$ nyongeza, shikilia $1\\text{3}$0 kila,{3} $0 Angalia $2\\text{h}$. 3. Zungusha $360\\text{℃}$ karibu $X$-mhimili kwa $6\\text{℃}/\\text{s}$, kisha $90\\text{ digrii }$ nyongeza, shikilia $1\\text{h}$ kila, $360\\mzunguko{shahada ya $360\\text{} Angalia $2\\text{h}$. 4. Zungusha $360\\text{℃}$ karibu $Y$-axis kwa $6\\text{℃}/\\text{s}$, kisha $90\\text{℃}$ increments, shikilia $1\\text{h}$ kila, $360\\text{shahada} mzunguko umesimamishwa. Angalia $2\\text{h}$. | Hakuna uvujaji, mpasuko wa ganda la nje, moto, au mlipuko, dumisha muunganisho wa kuaminika. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. | |
| Upeo wa Gradient | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Umewekwa mlalo kwenye toroli. Rudia mpigo uliobainishwa katika Mchoro wa 3 wa Jedwali la 7 katika SAE J2380 au GB/T 31467.3-2015 (pamoja na $X$-mhimili $5\\text{s}$, kando ya $Y${11}}mhimili $5\\text{s}$) uelekeo wa usawa wa $Y$ kwa usawa wa usafiri $2\\maandishi{h}$. | Hakuna kuvuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto, au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. | |
| Ponda | 1. Test Object: Battery Pack or System. 2. Crush conditions: ① Crushing surface: $12.5\text{mm}$ diameter semi-cylinder, length $>upana wa $. ② Mwelekeo: $X$-mhimili, $Y$-mhimili. ③ Lazimisha: $200\\maandishi ya awali{kN}$ au usimame kwa $30\\%$ deformation. ④ Angalia $1\\text{h}$. ⑤ Shikilia kwa $10\\text{min}$. | Hakuna uvujaji, moto, au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. Hakuna moto au mlipuko (kwa seti ya pili ya mahitaji). | |
| Mshtuko wa Joto | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Halijoto mbadala $(-40\\pm2)\\text{℃}$, muda wa juu $30\\text{min}$ katika viwango vya juu sana. Endelea katika kila uliokithiri kwa mizunguko ya $6\\text{h}$, $5$. Angalia $2\\text{h}$ katika halijoto ya chumba. | Hakuna kuvuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto, au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. | |
| Mzunguko wa Joto Unyevu | 1. Kitu cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Rejelea GB/T 2423.4-2018 Jaribio la mizunguko ya unyevunyevu ya $Db$. Mchoro wa 4 katika GB/T 31467.3-2015 ($80\\text{℃}$ max temp), $5$ mizunguko. Angalia $2\\text{h}$ katika halijoto ya chumba. | Hakuna kuvuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto, au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ ndani ya $30\\text{min}$ baada ya jaribio. | |
| Kuzamishwa kwa Maji ya Bahari | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Imefungwa kwa njia salama ikiwa na waya iliyounganishwa, tumbukiza katika $3.5\\%$ suluhisho la NaCl (maji ya bahari) kwa $2\\text{h}$ juu ya umbali halisi wa usafiri. Sitisha kupitia fomu ya valve ya hydraulic. | Hakuna moto au mlipuko. | |
| Moto wa Nje | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Rejelea 7.10 Moto wa Nje katika GB/T 31467.3-2015. | Hakuna moto au mlipuko. Mwali ukitokea, lazima uzime ndani ya $2\\text{min}$ baada ya kuondolewa kwa chanzo cha moto. | |
| Dawa ya Chumvi | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Rejelea 7.11 Chumvi katika GB/T 31467.3-2015. | Hakuna kuvuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto, au mlipuko. | |
| Urefu wa Juu | 1. Kifaa cha Kujaribu: Kifurushi cha Betri au Mfumo. 2. Mwinuko $4000\\text{m}$ au shinikizo sawa, halijoto ya chumba. 3. Huhifadhiwa kwa $5\\text{h}$ katika mazingira ya jaribio kwa kila 7.12.2 ya GB/T 31467.3-2015, kisha kutolewa kwa maandishi{C}$1. $400\\text{A}$) au kukatwa. Angalia $2\\text{h}$. | Hakuna kufuli ya sasa ya kutoa maji, kuongezeka kwa voltage au kuvuja, mpasuko wa ganda la nje, moto, au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. | |
| Ulinzi dhidi ya{0}} juu ya halijoto | 1. Kitu cha Kujaribu: Mfumo wa Betri. 2. Rejelea 7.13 Ulinzi wa -Juu ya halijoto katika GB/T 31467.3-2015. | BMS itafanya kazi. Hakuna gesi inayovuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. | |
| Ulinzi wa Mzunguko Mfupi | 1. Kitu cha Kujaribu: Mfumo wa Betri. 2. Rejelea 7.14 Ulinzi wa Mzunguko Mfupi katika GB/T 31467.3-2015. | Kifaa cha ulinzi kitafanya kazi. Hakuna kuvuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto, au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. | |
| Ulinzi wa malipo ya ziada | 1. Kitu cha Kujaribu: Mfumo wa Betri. 2. Rejelea 7.15 Ulinzi wa Kutozwa Zaidi katika GB/T 31467.3-2015. | BMS itafanya kazi. Hakuna gesi inayovuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. | |
| Zaidi ya-Ulinzi wa kutokomeza malipo | 1. Kifaa cha Kujaribu: Mfumo wa Betri. 2. Rejelea Ulinzi wa 7.16 Zaidi ya-kutokwa kwa chaji katika GB/T 31467.3-2015. | BMS itafanya kazi. Hakuna gesi inayovuja, kupasuka kwa ganda la nje, moto au mlipuko. Upinzani wa insulation $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ baada ya jaribio. |
Kumbuka: Jedwali 6-2 hasa marejeleo GB/T 31467.3-2015, GB/T 2423.43-2008, GB/T 2423.56-2018, na GB/T 28046.1-2011.
