Trong xã hội ngày nay, pin lithium có ở khắp mọi nơi, từ việc sử dụng hàng ngày của chúng ta đối với điện thoại di động, máy tính xách tay, đến xe điện, trạm điện lưu trữ năng lượng và các thiết bị lớn khác, pin lithium với mật độ năng lượng cao, tuổi thọ chu kỳ dài và tỷ lệ tự xả thấp đã trở thành cốt lõi của lĩnh vực lưu trữ năng lượng hiện đại. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu suất, độ an toàn và chất lượng của pin lithium, một thiết bị chính - máy kiểm tra pin lithium.
1, tầm quan trọng củamáy kiểm tra pin lithium
Mặc dù pin lithium đã mang lại sự tiện lợi lớn cho cuộc sống của chúng ta, nhưng cũng có một số rủi ro nhất định. Các vấn đề như quá tải, quá tải, quá nhiệt và đoản mạch bên trong không chỉ làm giảm tuổi thọ của pin, làm giảm hiệu suất của pin mà còn gây ra hỏa hoạn, nổ và các tai nạn an toàn khác trong những trường hợp nghiêm trọng. Là mục tiêu "goalkeeper" để đảm bảo chất lượng của pin lithium, máy kiểm tra pin lithium có thể phát hiện các vấn đề tiềm ẩn kịp thời bằng cách đo chính xác các thông số khác nhau của pin và cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho nghiên cứu và phát triển, sản xuất, sử dụng và bảo trì pin lithium.
Trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, máy kiểm tra pin lithium giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về hiệu suất và đặc điểm của pin, để tối ưu hóa thiết kế pin và phát triển pin mới có hiệu suất tốt hơn. Trong quá trình sản xuất, nó kiểm tra nghiêm ngặt từng mảnh pin lithium để đảm bảo chất lượng pin của nhà máy là đáng tin cậy. Trong quá trình sử dụng, máy kiểm tra có thể giúp người dùng nắm bắt tình trạng của pin kịp thời để tránh hư hỏng thiết bị hoặc tai nạn an toàn do pin hỏng.
2, loại máy kiểm tra pin lithium
(1) Kiểm tra bo mạch bảo vệ
Bo mạch bảo vệ pin lithium là một bộ phận quan trọng để ngăn ngừa tình trạng pin sạc quá mức, xả quá mức và quá dòng, và máy kiểm tra bo mạch bảo vệ là một thiết bị chuyên dụng để kiểm tra hiệu suất của bo mạch bảo vệ. Loại máy kiểm tra này thường sử dụng tải tương tự điện dung để kiểm tra chức năng của bo mạch bảo vệ bằng cách mô phỏng quá trình sạc và xả của pin.
Lấy một máy kiểm tra bo mạch bảo vệ thông thường trên thị trường làm ví dụ, yêu cầu về nguồn điện đầu vào của nó là AC 220V±10%, 50Hz±2Hz, và công suất định mức 15VA. Về thông số thử nghiệm, phạm vi thử nghiệm điện áp quá tải là 0-5.0V, phạm vi thử nghiệm điện áp quá tải là 1.5-5.0V và thời gian phản hồi bảo vệ ngắn mạch thường trong vòng 200ms. Một số máy kiểm tra bo mạch bảo vệ tiên tiến, chẳng hạn như HT3672 thế hệ thứ hai, sử dụng công nghệ điều khiển máy vi tính, tốc độ thử nghiệm nhanh hơn, chỉ mất 3 giây để hoàn thành thử nghiệm toàn diện của bo mạch bảo vệ. Ngoài ra, máy kiểm tra còn có chức năng kiểm soát mục thử nghiệm độc lập, thử nghiệm điện trở bên trong và báo động vượt quá dung sai, giúp cải thiện đáng kể độ chính xác và hiệu quả của thử nghiệm.
(2)Máy kiểm tra dung lượng pin
Dung lượng pin là một trong những chỉ số quan trọng để đo hiệu suất của pin lithium, và máy kiểm tra dung lượng pin là thiết bị dùng để đo chính xác dung lượng pin. Ví dụ, máy tích hợp dung lượng do Jingshi Electromechanical của Huazi Technology phát triển có thể đồng thời kiểm tra nhiều pin lithium trong quá trình sạc và xả dòng điện không đổi và điện áp không đổi. Bằng cách theo dõi trạng thái của pin theo thời gian thực, dung lượng của từng pin được tính toán chính xác.
Ngoài các máy kiểm tra dung lượng lớn cấp công nghiệp, trên thị trường còn có các máy kiểm tra dung lượng pin nhỏ dành cho người tiêu dùng thông thường, chẳng hạn như máy kiểm tra dung lượng pin lithium 18650 bốn kênh. Máy kiểm tra này cho phép người dùng cá nhân kiểm tra dung lượng và điện trở bên trong của pin lithium 18650. Tuy nhiên, trong quá trình sử dụng, cần lưu ý rằng pin cần được xả hoàn toàn trước khi kiểm tra dung lượng và kết quả đo điện trở bên trong của máy kiểm tra có thể bị sai lệch.
(3) máy kiểm tra điện trở bên trong pin
Máy kiểm tra điện trở bên trong của pin lithium là thông số chính phản ánh hiệu suất của nó, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất xả, nhiệt độ tăng và tuổi thọ của pin. Hiện nay, có hai loại phương pháp kiểm tra điện trở bên trong của pin: DC máy kiểm tra điện trở bên trong pinphương pháp và phương pháp thử điện trở trong AC.
Phương pháp kiểm tra điện trở bên trong của pin DC là đo điện áp giảm ở cả hai đầu của pin bằng cách truyền dòng điện DC không đổi lớn (thường là 40A-80A) vào pin trong 2-3 giây để tính toánmáy kiểm tra điện trở bên trong pin của pin. Tuy nhiên, phương pháp này sẽ gây ra sự phân cực của điện cực pin và ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả thử nghiệm.
Nguyên lý thử nghiệm của ACmáy kiểm tra điện trở bên trong pinlà đưa tín hiệu dòng điện xoay chiều hình sin vào pin và tính toán dòng điện xoay chiều máy kiểm tra điện trở bên trong pin của pin bằng cách đo tín hiệu điện áp AC hình sin ở cả hai đầu của pin. Phương pháp này sử dụng dòng điện nhỏ (thường khoảng 50mA) và thời gian thử nghiệm ngắn (mili giây), có thể tránh hiệu quả ảnh hưởng của phân cực điện cực đến kết quả thử nghiệm. Lấy máy kiểm tra pin Chutian Electronics SBT300 làm ví dụ, nó áp dụng phương pháp thử nghiệm bốn đầu cuối AC, độ phân giải điện trở lên đến 0,1mΩ, độ phân giải điện áp lên đến 10tôiV. Máy kiểm tra còn có chức năng so sánh, có thể đủ điều kiện để đánh giá và có thể xuất tín hiệu tương tự, thuận tiện cho người dùng ghi dữ liệu dài hạn và phân tích thống kê, đồng thời cũng có thể vẽ bản đồ phân phối chuẩn.
3, Nguyên lý hoạt động của máy kiểm tra pin lithium
(1) Mô phỏng trạng thái hoạt động của pin
Hầu hết các máy kiểm tra pin lithium đều kiểm tra pin bằng cách mô phỏng trạng thái sạc, xả và nghỉ của pin trong quá trình sử dụng thực tế. Ví dụ, máy kiểm tra bo mạch bảo vệ phát hiện hiệu suất của bo mạch bảo vệ bằng cách mô phỏng quá trình sạc và xả của pin thông qua điện dung, kích hoạt chức năng bảo vệ của bo mạch bảo vệ.
(2) Phát hiện tham số cảm biến
Máy kiểm tra được trang bị nhiều loại cảm biến có độ chính xác cao để phát hiện thời gian thực các thông số điện áp, dòng điện, nhiệt độ và điện trở bên trong của pin. Các cảm biến này có thể chuyển đổi các đại lượng vật lý thành tín hiệu điện và truyền chúng đến hệ thống điều khiển của máy kiểm tra để xử lý. Lấy cảm biến điện áp làm ví dụ, độ chính xác đo lường của nó có thể đạt tới 1mV, có thể nắm bắt chính xác những thay đổi nhỏ trong điện áp pin.
(3) Phân tích dữ liệu và tạo báo cáo
Sau khi thu thập một lượng lớn dữ liệu thử nghiệm, người thử nghiệm sẽ phân tích và xử lý dữ liệu. Một số máy thử nghiệm tiên tiến cũng có chức năng phân tích thống kê có thể tính toán các thông số thống kê như giá trị trung bình, giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất và giá trị chuẩn của dữ liệu. Ngoài ra, người thử nghiệm cũng có thể tạo báo cáo thử nghiệm chi tiết, trình bày kết quả thử nghiệm dưới dạng biểu đồ hoặc văn bản, để người dùng có thể hiểu trực quan về hiệu suất của pin.
4. Kịch bản ứng dụng của máy kiểm tra pin lithium
(1) Sản xuất pin lithium
Trong dây chuyền sản xuất pin lithium, máy kiểm tra pin lithium là thiết bị không thể thiếu. Nó có thể tiến hành kiểm tra toàn diện mọi loại pin trong quá trình sản xuất và phát hiện kịp thời các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn để tránh chúng tràn vào thị trường. Ví dụ, máy kiểm tra dung lượng và máy kiểm tra điện trở bên trong có thể nhanh chóng sàng lọc ra các loại pin có dung lượng không đủ hoặc điện trở bên trong quá mức và máy kiểm tra bo mạch bảo vệ có thể đảm bảo chức năng bình thường của bo mạch bảo vệ. Bằng cách sử dụng máy kiểm tra pin lithium, các nhà sản xuất có thể cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.
(2) Nghiên cứu và phát triển pin lithium
Trong quá trình phát triển pin lithium, các nhà nghiên cứu cần hiểu sâu sắc về hiệu suất và đặc điểm của pin để phát triển công nghệ pin tiên tiến hơn. Máy kiểm tra pin lithium cung cấp cho các nhà nghiên cứu dữ liệu kiểm tra chính xác để giúp họ phân tích hành vi sạc-xả, tuổi thọ chu kỳ, hiệu suất năng lượng và các chỉ số hiệu suất khác của pin, để tối ưu hóa quá trình thiết kế và sản xuất pin.
5, xu hướng phát triển ngành công nghiệp kiểm tra pin lithium
(1) Nhu cầu thử nghiệm có độ chính xác cao tăng lên
Với sự mở rộng liên tục của lĩnh vực ứng dụng pin lithium, yêu cầu về hiệu suất của pin lithium ngày càng cao hơn. Điều này đòi hỏi độ chính xác và độ phân giải cao hơn đối với máy kiểm tra pin lithium để đáp ứng các tiêu chuẩn kiểm tra ngày càng nghiêm ngặt. Ví dụ, máy kiểm tra điện trở bên trong pin dòng HBT4000 của Hantai sử dụng độ phân giải 6 1/2 bit, độ phân giải điện trở lên đến 0,1mΩ, độ phân giải điện áp lên đến 1tôiV, cải thiện đáng kể độ chính xác của bài kiểm tra.
(2) Tích hợp công nghệ thông minh
Trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật và các công nghệ thông minh khác ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các máy kiểm tra pin lithium. Công nghệ trí tuệ nhân tạo có thể phân tích và khai thác một lượng lớn dữ liệu kiểm tra, dự đoán hiệu suất và tuổi thọ của pin và phát hiện trước các vấn đề tiềm ẩn. Công nghệ Internet vạn vật cho phép máy kiểm tra đạt được khả năng giám sát và truyền dữ liệu từ xa và người dùng có thể xem kết quả kiểm tra mọi lúc mọi nơi thông qua điện thoại di động hoặc máy tính để đạt được khả năng quản lý thông minh.
