Просмотры: 10 Автор: Редактор сайта Время публикации: 28.07.2026 Происхождение: Сайт
Пакетный аккумулятор большого формата может отлично выглядеть в технических характеристиках, но при этом не подходить для серийного аккумуляторного блока.
Номинальная мощность может быть правильной, но падение напряжения под нагрузкой может быть слишком высоким. Несколько образцов могут работать хорошо, в то время как производственная партия демонстрирует более широкий разброс по емкости или внутреннему сопротивлению. Ячейка также может соответствовать первоначальному чертежу, но после повторного цикла расширения выходит за пределы доступного пространства модуля.
Эти проблемы становятся более серьезными по мере увеличения емкости элемента и напряжения аккумулятора. Одна слабая ячейка в высоковольтной последовательной цепочке может ограничить полезную емкость, вызвать раннюю защиту BMS или создать неожиданную горячую точку. Механические проблемы, такие как поврежденные выступы, слабые уплотнения и неконтролируемое вздутие, может быть еще труднее исправить после того, как конструкция модуля будет запущена в производство.
По этой причине закупка крупноформатных пакетных ячеек не должна переходить непосредственно от проверки технических характеристик к оптовой закупке. Более надежный процесс включает в себя три этапа:
Проверка инженерного образца
Оценка соответствия пилотной партии
Безопасность, документация и одобрение поставки
В этом руководстве объясняется, что интеграторам аккумуляторов, OEM-производителям и группам закупок следует проверять на каждом этапе.
Прежде чем начать тестирование, покупатель и поставщик должны согласовать фактические эксплуатационные требования.
Как минимум, лист требований должен включать:
Номинальное и максимальное напряжение батареи
Требуемая мощность и полезная энергия
Последовательно-параллельная конфигурация
Нормальный ток заряда и разряда
Пиковый ток и пиковая продолжительность
Температура эксплуатации и хранения
Доступные размеры ячеек и модулей
Максимальный вес
Ожидаемый срок службы
Метод охлаждения
Структура сжатия
Пределы напряжения и температуры BMS
Требуемые функции связи
Целевое применение и требования к сертификации
Образцы и объемы годового заказа
Без этой информации лаборатория может подтвердить, что элемент соответствует его техническим характеристикам, но не сможет подтвердить, что он подходит для предполагаемой аккумуляторной системы.
Например, испытание на разряд 1C мало что говорит о проекте, который постоянно работает при температуре 0,3C, но испытывает кратковременные пики мощности 4C. Аналогичным образом, результат емкости при комнатной температуре не дает ответа на вопрос, может ли элемент поддерживать наружную систему хранения энергии или транспортное средство в холодном климате.
В некоторых программах развития этот этап можно назвать этапом A-образца или B-образца, хотя в разных компаниях терминология различается.
Его цель – ответить на два вопроса:
Обеспечивает ли ячейка производительность, заявленную поставщиком?
Сохраняет ли он свою пригодность в реальных условиях эксплуатации заказчика?
Прежде чем проводить электрические испытания, начните с физического элемента.
Проверять:
Модель ячейки и производственный код
Химический состав и номинальное напряжение
Длина, ширина и начальная толщина
Положение вкладки, ширина, толщина и полярность
Материал вкладки
Вес ячейки
Состояние поверхности пакета
Края уплотнения и размеры складывания
Изоляция и защитная пленка
Дата изготовления и номер партии
Размеры следует измерять с использованием согласованного метода. Это особенно важно для толщины, поскольку давление измерения может повлиять на результат.
Заказчик также должен подтвердить, относятся ли размеры, показанные на чертеже, к свежему аккумулятору, аккумулятору с определенным уровнем заряженности или к максимальной толщине, ожидаемой во время эксплуатации.
Для проектов замены соответствия номинальной мощности недостаточно. Положение выступа, толщина ячейки, диапазон напряжения, поверхность теплового контакта и требования к сжатию также должны соответствовать существующему модулю.
Емкость должна быть проверена в стандартных условиях, указанных поставщиком, прежде чем переходить к условиям конкретного применения.
Записывать:
Ток заряда
Напряжение отключения заряда
Ток согласования при постоянном напряжении
Время отдыха
Ток разряда
Напряжение отсечки разряда
Температура камеры
Измеренная емкость в Ач
Отправленная энергия, Втч
Кулон и энергоэффективность
Проверка только мощности в ампер-часах может ввести в заблуждение. Две ячейки могут обеспечивать одинаковые результаты Ач, но разную полезную энергию, поскольку их кривые напряжения различны.
После эталонного теста повторите оценку на текущих уровнях, ожидаемых в реальном приложении. Типичные программы могут включать 0,5C, 1C и более высокий показатель, но окончательные контрольные точки должны основываться на профиле нагрузки клиента, а не на общем контрольном списке.
Сопротивление переменному току полезно для быстрого контроля производства, но оно не полностью описывает падение напряжения и выделение тепла при реальной нагрузке.
Поэтому внутреннее сопротивление постоянному току, или DCIR, следует измерять с использованием определенного импульса тока в контролируемых условиях. Полезные баллы SOC могут включать 20%, 50% и 80%.
В отчете об испытаниях должно быть указано:
Запуск SOC
Температура ячейки
Импульсный ток
Длительность импульса
Точки измерения напряжения
Метод расчета DCIR
Время восстановления между импульсами
DCIR обычно меняется в зависимости от SOC, температуры и старения. Сравнение значений, измеренных в разных условиях, может привести к ложному выводу.
Для приложений с высокой мощностью наиболее важным результатом не обязательно является наименьшее значение сопротивления. Покупатель должен подтвердить, что провалы напряжения и повышение температуры остаются приемлемыми во время фактической пиковой нагрузки.
Температурные испытания должны отражать предполагаемую рабочую среду и оставаться в пределах заявленных производителем элементов.
В рамках проекта можно оценить характеристики разряда при таких температурах, как -20°C или 55°C, но их не следует рассматривать как универсальные контрольные точки для каждой ячейки-пакета.
Важные результаты включают в себя:
Доступная мощность
Сохранение энергии
Плато напряжения
DCIR
Пиковая мощность
Повышение температуры
Прием оплаты
Восстановление после возвращения к комнатной температуре
Зарядка при низких температурах требует особой осторожности. Элемент, который может разряжаться при низкой температуре, может быть небезопасно заряжать при той же температуре без снижения тока, предварительного нагрева или другой стратегии управления.
Ожидается некоторое изменение толщины во время циклирования в пакетных ячейках. Инженерный вопрос заключается в том, останется ли он совместимым со структурой модуля.
Тест должен определить:
Начальный SOC и толщина
Измерительная сила
Метод крепления или сжатия
Приложенная предварительная нагрузка или давление
Условия зарядки и разрядки
Температура ячейки
Количество циклов
Толщина в выбранных точках SOC
Постоянное изменение толщины после отдыха
Предварительная нагрузка, такая как 0,05–0,1 МПа, может использоваться в некоторых программах разработки, но это не универсальное значение. Правильный уровень сжатия зависит от химического состава ячеек, конструкции, площади поверхности и рекомендаций производителя.
Свободное тестирование ячейки без приспособления может не отражать ее поведение внутри реального модуля. С другой стороны, использование чрезмерного сжатия может временно скрыть расширение, одновременно увеличивая механическое напряжение.
Поэтому приспособление для проверки должно напоминать предполагаемый модуль настолько близко, насколько это практически возможно.
Верхние и боковые уплотнения защищают электроды и электролит от влаги и загрязнения. Слабое уплотнение может в конечном итоге привести к образованию газа, утечке, коррозии или преждевременной потере производительности.
В зависимости от проекта и возможностей поставщика оценка уплотнения может включать в себя:
Визуальный осмотр
Измерение ширины уплотнения
Испытание на прочность на отслаивание
Тестирование на утечки
Испытание на утечку гелия
Высокотемпературное хранение
Воздействие влажности
Проверка загрязнения электролита
Поставщик должен предоставить применимый метод испытаний и критерии приемки. Покупателям следует избегать сравнения показателей прочности уплотнения от разных поставщиков, если подготовка проб и метод испытаний не эквивалентны.
Ячейки большой емкости могут проводить значительный ток через относительно небольшие площади соединений. Плохая сварка, чрезмерное контактное сопротивление или неправильная конструкция шинопровода могут привести к возникновению локальных горячих точек, даже если корпус элемента остается в нормальном температурном диапазоне.
Во время нагрузочного тестирования измерьте температуру при:
Позитивная вкладка
Вкладка 'Негатив'
Сварное соединение
Шинный интерфейс
Клеточный центр
Край ячейки
Ожидаемая горячая точка модуля
Испытательное приспособление должно использовать метод подключения, соответствующий окончательной упаковке. Временные зажимы или кабели недостаточного размера могут увеличить сопротивление и исказить результат.
После испытаний проверьте выступы на предмет обесцвечивания, растрескивания, деформации, повреждения участков уплотнения и ослабления сварных швов.
Проверка полного цикла эксплуатации может занять месяцы, поэтому ее следует начинать как можно раньше.
Тест должен определить:
Окно SOC
Глубина разряда
Ток заряда и разряда
Температура
Метод сжатия
Периоды отдыха
Емкость в конце срока службы
Предел роста сопротивления
Предел роста толщины
Результаты раннего цикла могут помочь выявить аномальную жару, быстрый рост сопротивления или чрезмерный отек. Однако короткое испытание не может доказать заявление о длительном сроке службы. Долгая цикличность должна продолжаться, в то время как более поздние этапы проекта продвигаются вперед.
Хорошие инженерные образцы не гарантируют стабильную производственную партию.
Для аккумуляторной батареи распределение производительности часто важнее, чем лучший индивидуальный результат. Строка хорошо согласованных ячеек обычно работает лучше, чем строка, содержащая смесь необычно сильных и слабых ячеек.
Тестирование 30–50 ячеек из одной пилотной партии может дать полезную информацию о распределении параметров на ранней стадии. Однако правильный размер выборки зависит от:
Размер лота
Риск применения
История поставщика
Стоимость теста
Является ли тест разрушительным
Согласованный AQL
Требования клиентов и нормативные требования
Для формальной приемки партии покупатель должен использовать согласованный план статистического отбора проб, а не рассматривать 30 или 50 ячеек как универсальное правило.
Образцы следует отбирать из всей партии, а не из одной коробки или одной части производственного цикла.
Для каждого параметра запишите:
Иметь в виду
Минимум и максимум
Диапазон
Стандартное отклонение
Выбросы
Позиция в согласованной спецификации
Cp и Cpk могут быть полезны для оценки возможностей процесса, но только тогда, когда процесс достаточно стабилен и пределы спецификации четко определены. Значение Cpk, рассчитанное на основе небольшой нерепрезентативной группы, может создать ложную уверенность.
Цель состоит в том, чтобы понять, есть ли у поставщика контролируемый процесс, а не просто создать привлекательную электронную таблицу.
Устойчивость к OCV и переменному току практична для быстрого входного контроля и группировки ячеек. DCIR предоставляет дополнительную информацию о поведении под нагрузкой.
Все измерения должны использовать одни и те же:
СОЦ
Время отдыха
Температура ячейки
Инструмент
Частота, сопротивление переменному току
Способ связи
Импульс тока, для DCIR
Большие различия могут привести к неравномерному падению напряжения, выделению тепла и полезной мощности во время работы аккумулятора.
Приемлемый разброс должен определяться в соответствии с моделью ячейки, конфигурацией упаковки и применением. Для последовательного высоковольтного блока может потребоваться более точное согласование, чем для одноэлементного приложения с меньшим риском.
Согласование мощности важно, поскольку элемент с наименьшей емкостью может ограничить полезную энергию последовательной цепочки.
Допуск в пределах ±1% можно использовать в качестве целевого значения для плотно подобранных ячеек в некоторых требовательных проектах, но его не следует представлять как универсальный предел приемлемости. Покупатель и поставщик должны договориться о:
Условия испытаний
Номинальная мощность
Минимальная приемлемая мощность
Окно группировки
Лечение клеток с избыточной емкостью
Процедура повторного тестирования
Правила отклонения выбросов
Элементы следует классифицировать на основе сопоставимых данных испытаний, а не на основе данных поставщиков и результатов клиентов, полученных в разных условиях.
Вес и толщина являются полезными вспомогательными показателями стабильности процесса.
Аномальные результаты могут указывать на изменения в:
Заполнение электролитом
Загрузка электрода
Ламинирование
Генерация газа
Конструкция уплотнения
Формирование мешочка
Контроль размеров
Эти индикаторы сами по себе не могут диагностировать дефект, но необъяснимые выбросы не следует игнорировать.
Тестирование саморазряда помогает выявить элементы с микрозамыканиями, загрязнениями, повреждениями сепаратора или другими скрытыми дефектами.
Типичный процесс включает в себя:
Зарядите или разрядите элементы до определенного SOC.
Дайте достаточно времени для релаксации напряжения.
Измерьте и запишите начальное значение OCV.
Храните клетки при контролируемой температуре.
Измерьте OCV еще раз через согласованный интервал.
Рассчитайте скорость спада напряжения, часто выражаемую в мВ/день.
Для некоторых проектов может подойти период наблюдения в 14–28 дней. Также можно использовать ускоренный скрининг при повышенной температуре, но результаты не следует напрямую сравнивать с данными, полученными при комнатной температуре.
Значение K чувствительно к температуре, SOC, времени релаксации и точности измерений. Все клетки должны быть протестированы в одинаковых условиях.
Перед принятием окончательного решения подозреваемые отклонения должны быть проверены повторно. Единственное необычное показание напряжения может быть связано с изменением температуры, неполной релаксацией или измерительным контактом, а не с истинным внутренним дефектом.
Каждая ячейка должна прослеживаться до соответствующей информации о производстве и проверке.
В зависимости от системы поставщика это может включать:
Модель ячейки
Дата производства
Номер партии или партии
QR-код или серийный номер
Результат емкости
ОСВ
сопротивление переменному току
Оценка
Дата проверки
Отслеживаемость особенно важна, когда клиент утверждает одну пилотную партию, а затем получает оптовый заказ. В контракте должно быть определено, должны ли объемные элементы происходить из одной и той же производственной партии, эквивалентной квалифицированной партии или из контролируемого производственного процесса с использованием одних и тех же материалов и спецификаций.
Испытания производительности и квалификация безопасности служат разным целям.
Плановый входной контроль не может заменить формальную проверку безопасности. Аналогичным образом, отчет о транспортных испытаниях не доказывает, что ячейка подходит для любого конечного применения.
В зависимости от применимого стандарта и продукта тестирование может включать:
Вибрация
Механический удар
Раздавить
Влияние
Уронить
Контролируемое проникновение или другое моделирование внутреннего короткого замыкания
Проникновение иглы не является универсальным требованием для каждого литий-ионного элемента или каждого рынка. Его следует включать только в том случае, если этого требуют применимые стандарты, спецификации заказчика или оценка рисков.
Возможные оценки включают в себя:
Термальный велоспорт
Высокотемпературное воздействие
Моделирование низкого давления
Воздействие влажности
Длительное хранение
Оценка распространения тепла на уровне модуля или упаковки
В пакетных ячейках обычно не используются обычные цилиндрические предохранительные клапаны. Поэтому в ходе испытания следует наблюдать набухание пакета, разрыв уплотнения, утечку, поведение при вентиляции, возгорание, взрыв и температурную реакцию в соответствии с применимым методом испытаний.
Они могут включать в себя:
Внешнее короткое замыкание
Завышение цены
Принудительная разрядка
Переразряд
Аномальный ток
Моделирование отказов системы защиты
Разрушающие испытания и испытания на злоупотребление должны проводиться квалифицированным персоналом в надлежащим образом оборудованной лаборатории. Точная процедура и критерии приемки должны быть основаны на применимом стандарте, а не на основе импровизированных заводских испытаний.
При транспортировке литиевые элементы и батареи оцениваются по номеру ООН 38.3. Промышленные и стационарные приложения могут подпадать под действие таких стандартов, как IEC 62619, тогда как элементы для дорожных транспортных средств могут требовать оценки по серии IEC 62660. Могут также применяться дополнительные национальные требования, требования клиентов или требования к конечному продукту.
Тестирование ячейки — это только часть квалификации поставщика. В коммерческом соглашении также должно быть определено, какая документация будет сопровождать заказ.
Утвержденный паспорт
Контролируемое механическое волочение
Пересмотр спецификации ячейки
Сертификат анализа или отчет о проверке партии
Записи емкости, OCV и сопротивления
Информация об отслеживании партии и QR-кода
Паспорт безопасности
Сводка испытаний ООН 38.3
Применимые отчеты о сертификации
Спецификация упаковки
Инструкции по хранению и транспортировке
Срок годности и рекомендуемые условия хранения SOC
Условия гарантии
При необходимости покупатель может также запросить:
Спецификация ламината для пакетов
Объявление материала вкладки
Информация о конструкции уплотнения
Декларации о соответствии материалов
Записи рентгеновского или компьютерного обследования
Протоколы контроля сварных швов
Процедура контроля смены поставщиков
Некоторая подробная информация о материалах и процессах может являться собственностью компании. В этом случае контракт должен, по крайней мере, требовать от поставщика уведомлять клиента перед изменением критических материалов, размеров, производственных процессов или субпоставщиков.
Рентгеновское или компьютерное обследование может помочь выявить внутренние отклонения, такие как:
Неправильно выровненные пакеты электродов
Сложные или поврежденные слои
Дефекты сварных швов
Металлические частицы или заусенцы
Неравномерное внутреннее расстояние
Структурная деформация
Эти проверки обычно проводятся выборочно из-за стоимости и времени испытаний. Частота отбора проб должна отражать риски проекта и историю деятельности поставщика.
Утверждения типа «Ячейки класса А» недостаточно для заключения технического соглашения о покупке.
Контракт или соглашение о качестве должны определять:
Утвержденная модель ячейки и доработка чертежа
Ограничения емкости и окно группировки
OCV и пределы внутреннего сопротивления
Допуски по толщине и весу
Критерии внешнего вида
Пределы саморазряда или значения K
Метод выборки
Правила повторного тестирования
Условия отклонения
Обработка дефектных ячеек
Ответственность за замену
Требования к прослеживаемости
Требования к уведомлению об изменениях
Необходимые отчеты и сертификаты
Также полезно сохранить одобренные золотые образцы на этапе проектирования или пилотного проекта. Они обеспечивают физическую ссылку, если позже возникнут разногласия по поводу размеров, выступов, пломб, внешнего вида или упаковки.
Даже после того, как поставщик прошел квалификацию, каждая поставка должна пройти входной контроль.
Практический входящий процесс может включать в себя:
Проверка упаковки и этикетки
Проверка количества и партии
Визуальный осмотр
Случайные проверки размеров
скрининг OCV
Проверка сопротивления переменному току
Проверка веса
Тестирование емкости выбранных ячеек
Проверка CoA и данных прослеживаемости
Уровни контроля могут быть скорректированы в зависимости от результатов работы поставщика. Новый поставщик или партия с предыдущими отклонениями могут потребовать более тщательного контроля, в то время как стабильный поставщик с солидной историей может оправдать сокращение плана.
Однако критические характеристики не должны исчезнуть из входного контроля только потому, что более ранние образцы показали хорошие результаты.
Прежде чем утвердить серийное производство, подтвердите, что:
Ячейка соответствует электрической и механической конструкции.
Емкость и энергия были проверены при определенных условиях.
Непрерывная и пиковая токовая производительность соответствует приложению.
DCIR и повышение температуры допустимы.
При необходимости оценивалось поведение при низких и высоких температурах.
Увеличение толщины было проверено на репрезентативном приспособлении.
Качество печати и язычка проверено.
Согласованность пилотной партии приемлема.
Выбросы саморазряда были проверены.
Настройки BMS проверены.
Имеются необходимые документы по безопасности и транспортировке.
Прослеживаемость партии подтверждена.
Критерии приемки прописаны в договоре купли-продажи.
Утверждение образца не допускает неконтролируемых изменений материалов или процессов.
При выборе крупноформатных пакетных ячеек таблицы данных являются отправной точкой, а не окончательным утверждением.
Инженерные образцы показывают, может ли ячейка соответствовать основным требованиям проекта к производительности и интеграции. Пилотная партия покажет, сможет ли поставщик стабильно воспроизводить эту производительность. Тестирование безопасности, отслеживаемость и четкое соглашение о качестве определяют, готов ли продукт к долгосрочному коммерческому использованию.
Самое практичное правило простое:
Не оценивайте только лучший образец. Оцените процесс, который будет производить каждую ячейку в заказе.
Тщательная проверка увеличивает время и затраты в начале проекта по созданию батареи, но это гораздо дешевле, чем перепроектирование модуля, сортировка тысяч ячеек или устранение сбоев в эксплуатации после поставки.
В Misen Power мы поддерживаем коммерческие и промышленные проекты по производству аккумуляторов с использованием крупноформатных NMC, LiFePO4, LTO, полутвердых и других вариантов пакетных элементов. В зависимости от напряжения, мощности, тока, размеров, температурного диапазона и применения клиента мы можем помочь с выбором элементов, оценкой образцов, классификацией и соответствием элементов, координацией BMS и интеграцией аккумуляторных блоков.
Если вы оцениваете пакеты для нового проекта или заменяете снятую с производства модель ячейки, отправьте нам свои требования к применению, профиль нагрузки, доступные размеры и расчетное количество. Наша команда может помочь рассмотреть подходящие варианты ячеек, прежде чем вы перейдете к оптовому заказу.
Универсального количества образцов не существует. Тестирование 30–50 ячеек пилотной партии может дать первоначальное представление о распределении параметров, но окончательный план выборки должен учитывать размер партии, риск применения, стоимость испытаний, историю поставщиков и согласованный AQL.
Сопротивление переменному току полезно для быстрого экранирования, но DCIR предоставляет больше информации о падении напряжения и выделении тепла под нагрузкой. Требовательные аккумуляторные блоки должны оценивать емкость, OCV, сопротивление переменному току, DCIR и саморазряд вместе.
Правильный диапазон зависит от применения и конструкции упаковки. В тщательно подобранном высоковольтном блоке может использоваться узкое окно группировки, иногда около ±1%, но это должно быть согласовано в соответствии с моделью элемента и условиями испытаний, а не рассматриваться как универсальное правило.
Для детального скрининга можно использовать период 14–28 дней, хотя правильная продолжительность зависит от химического состава клеток, SOC, температуры и утвержденного поставщиком метода. Для проверки продукции можно использовать более короткие тесты, если они коррелируют с долгосрочными результатами.
№ ООН 38.3 в первую очередь связан с транспортными испытаниями. Требования безопасности конечного использования зависят от применения, рынка и применимых стандартов на элементы, батареи или оборудование.
Если в конечном модуле используется сжатие, настоятельно рекомендуется провести тестирование на репрезентативном приспособлении. Давление должно основываться на указаниях производителя элемента и конструкции модуля, а не на универсальном значении.
Укажите область применения, напряжение системы, требуемую мощность, непрерывный и пиковый ток, рабочую температуру, ограничения по размеру и весу, ожидаемый срок службы, требования к BMS, количество проб и предполагаемую потребность в объеме.