배터리 테스트를 위한 마르포스 솔루션

서론

배터리 팩은 전기 자동차의 가장 복잡한 구성 요소 중 하나입니다. 축전지는 그 자체로 엔티티의 집합체입니다. 이는 각 요소의 공칭 데이터가 동일하더라도 모듈의 셀과 팩의 모듈, 즉 성능의 합, 한계의 합, 오류의 합, 작업 수명의 합, 일반적으로 잠재적으로 매우 다른 특성의 합입니다.

그렇기 때문에 축전지를 구성하는 요소의 균형은 전력, 에너지, 범위, 수명 및 안전을 최적화하기 위한 제조의 핵심 단계입니다.

소개

축전지는 오랫동안 우리의 일상 생활에서 친숙해 왔습니다.: 배터리는 대부분의 장치에 전원을 공급합니다. 모빌리티의 진화로 인해 우리는 애플리케이션, 성능, 충전에 대한 아이디어를 RC미니카에서 실제 차량에 이르기까지 새로운 "차원"으로 확장하는 것을 고려해야 했습니다. 1.5V 및 400mAh에서는 무시할 수 있는 것으로 간주될 수 있었던 것이 오늘날 단일 셀 당 4V 및 150Ah의 평균 값으로 증폭됩니다. 힘이 클수록 고려해야 할 현상도 커집니다.

또 다른 중요한 변수는 축전지의 품질에 따라 달라지기 때문에 주의해야 합니다. 환경 및 축전지 자체의 온도. 사실, 오늘날 요구되는 중요한 전류는 줄 효과와 함께 축전지의 화학 및 전기 공학에 영향을 미칩니다. 더욱이 일교차나 계절적 변화는 특히 자동차분야의 경우 관련성이 많은 외부변수 입니다.

주로 품질과 신뢰성에 기반한 시장 경쟁 규칙과 결합된 이러한 측면은 산업계를 배터리 제조 체인에 대한 새로운 관리 및 테스트의 구현으로 이끌었습니다.

배터리는 그 자체로 엔티티의 집합체입니다. 우리의 경우 셀을 모듈로, 모듈을 팩으로 결합하는 것입니다. 각 요소의 명목 데이터는 동일합니다. 즉, 성능의 합, 한계의 합, 오류의 합, 작업 수명의 합 및 일반적으로 각 요소의 명목 데이터가 동일하더라도 잠재적으로 훨씬 다른 특성의 합입니다. 축전지 테스트가 생산의 핵심 단계가 되는 첫 번째 이유는 축전지를 구성하는 요소의 균형 또는 제어입니다.

또한, 축전지 성능을 최대화하고 조기 손상을 방지하려면 배터리 로직 관리를 알아야 합니다. 배터리의 효율성, 수명, 열 안정성 및 안전을 유지하는 작업은 배터리 관리 시스템(BMS)에 의존합니다. 배터리 관리 시스템(BMS)은 셀로 들어오고 나가는 에너지의 흐름과 분배를 조절하는 내장형 논리 장치입니다.

BMS는 작동 변수를 수집 및 평가하여 각 단일 배터리 셀에 대한 전류 공급을 조정하고, 최적화된 안전 및 상태를 감독합니다. 이는 축전지의 손상을 방지하려는 경향이 있지만 전지 전체의 성능을 제한하는 배터리 관리에 대한 현재의 패러다임입니다.

충전 상태

BMS가 셀의 충전 상태 밸런싱 (이른바 SOC: Status of Charge balancing)을 담당하더라도 고려해야 하는 다른 변수 때문에 이상적인 최적의 결과에 도달할 수 없습니다.
BMS는 배터리 팩 요소를 물리적 실체로 본질적으로 특징짓는 매개 변수와 함께 작동합니다.; BMS는 값을 획득하고 계산하여 최상의 축전지 관리를 실행하고 안타깝게도 전체 배터리 팩의 출력을 가장 약한 단일 요소로 출력 (충전 및 방전 측면에서)을 평준화합니다.

위에서 말했듯이 BMS가 하는 일은 개입할 가능성이 전혀 없는 데이터를 수집하는 것뿐입니다. BMS가 가장 뛰어난 성능을 활용할 수 있도록 동일한 모듈의 요소들의 동질성을 보장하기 위해서는 예비 평가와 셀 및 모듈의 연속적인 등급지정 및 정렬을 통해 동일한 주요 기능을 가진 축전지 세트를 결합하는 것이 중요합니다.

가장 많이 요청되는 측정은 개방 회로 전압 테스트(소위 OCV), 교류(소위 ACIR 또는 보다 심층적인 EIS 전기화학 임피던스 분광법) 또는 직류(소위 DCIR)를 통한 내부 저항 평가 혹은 최종적으로 인클로저 절연 (HiPot 또는 Dielectric Strength라고 함) 테스트 입니다.

건강 상태

그러나 위에서 언급한 테스트는 건강 상태에 대한 언급이 없는 축전지 상태의 그림일 뿐입니다. 새 배터리와 비교하여 배터리의 전기 에너지 저장 및 전달 능력을 측정하는 배터리의 상태(SOH: state of health)를 추정하는 것도 중요합니다.

이러한 이유로 우리 연구에서는 모니터링 된 에이징 기간과 결과적인 정상화(normalization) 기간 후에 동일한 테스트를 수행할 것을 제안합니다. 노화는 축전지를 활성화하고 안정화하기 위한 일련의 충전 및 방전 주기로 작동합니다. 대신, 정상화(normalization) 는 축전지를 고정 및 알려진 충전 상태로 유지하기 위한 단일 방전 및 충전 사이클로 구성된 더 짧은 작업입니다. 이러한 방식으로 앞에서 설명한 이러한 테스트는 여전히 한 순간의 그림이지만, 이제는 동적 운영의 긴 모니터링 체인의 마지막 단계입니다.

이 절차는 셀 생산에서 모듈 및 팩 조립 단계에 이르기까지 축전지가 오랫동안 창고에 보관되거나 오랜 배송 후 배송되기 때문에 작동하지 않는 상태로 유지되는 경우에 특히 권장됩니다

마르포스 접근

이 마지막 진행 방식은 표준이 아니며 기술 규정에 의해 부과되지 않습니다. 이것은 마르포스가 주제에 대해 깊이 연구한 후에 얻은 최고의 접근법입니다.
마르포스는 이미 성숙된 전문 지식과 새로운 성과와 새로운 노하우를 결합한 새로운 산업 애플리케이션을 연구하는 것을 목표로 하는 개발 전담팀이 있습니다. 이 문제를 해결하는 동안 마르포스는 대학, 공급업체 및 고객과 같은 기술 파트너와 협력했습니다. 고객의 요구에 대한 이해는 시장에서 인식할 수 있고 유용한 솔루션에 도달하기 위해 문제에 직면하는 주요 방법입니다. 마르포스는 적극적이고 목적 있는 역할을 합니다. 마르포스 철학의 부가가치는 테스트를 실행하는 것이 아니라 테스트의 신뢰성을 보장하는 것입니다.

이를 위해 마르포스는 전체 수명 주기 동안 테스트 스테이션의 정확한 기능을 확인하기 위해 기준 게이지 및 연결된 절차를 개발하고 있습니다.

물론 이론 너머에는 실천이 있습니다. 어큐뮬레이터를 테스트하기 위한 솔루션의 실현은 테스트 방식의 적용일 뿐만 아니라, 실제 시험 및 검증을 기반으로 선호되는 측정 도구를 사용하여 시장에서 선택된 최고의 기기로 측정을 수행할 것으로 생각되는 시스템 설계입니다. , 작업자와 환경을 안전하게 보호하기 위해 가장 엄격한 예방 조치를 취합니다.

마르포스는 셀, 모듈 및 배터리 팩 테스트에서 가장 중요한 자동차 또는 축전지 제조업체를 만족시킬 수 있는 테스트 벤치를 제공할 기회를 가졌습니다. 제공된 솔루션에서 그룹 역량은 다음과 같은 횡단적 통합을 발견했습니다. 조립 작업, 케이스 변형을 감지하기 위한 치수 측정, 종종 화학적 예상치 못한 현상 표시 전기 테스트를 위한 전극의 접촉; 케이스의 무결성을 확인하기 위한 전해질 스니핑; 이상을 식별하기 위한 냉각 회로의 리크 테스트.

따라서 마르포스는 프로세스 개선, 제품 품질 및 성능 개선, 그리고 최종적으로 동일한 이점의 신뢰성 측면에서 객관적인 입증 측면에서 향상을 제공하는 역량 및 역량 성장에서 세계 산업을 지원할 수 있는 파트너입니다.