Ako poskytovateľ simulátorov batériových buniek je jednou z otázok, ktorá v našich diskusiách so zákazníkmi často vzniká, či simulátor batériových buniek dokáže účinne simulovať skratky a správanie sa obvodu batériovej bunky. Toto vyšetrovanie má veľký význam, pretože porozumenie krátkemu obvodu batériových buniek je rozhodujúce pre bezpečnosť batérie, dizajn a hodnotenie výkonu. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do tejto témy a skúmam schopnosti a obmedzenia simulátorov batériových buniek pri simulácii scenárov krátkych obvodov.
Pochopenie krátkeho - správania sa obvodov batériových buniek
Pred diskusiou, či simulátor batérií môže simulovať skratky - správanie obvodov, je nevyhnutné pochopiť, aké krátke správanie obvodov v bunke batérie znamená. Krátky obvod v batériovej bunke sa vyskytuje, keď sú kladné a záporné terminály pripojené cez cestu s nízkym odporom. To vedie k náhlemu a veľkému prúdu, ktorý môže spôsobiť rýchle zvýšenie teploty, rozkladu elektrolytov a v závažných prípadoch tepelného úteku.
Proces krátkeho obvodu je zložitý a zahŕňa viacnásobné fyzikálne a chemické javy. Prúd počas krátkeho obvodu je určený vnútorným odporom batériovej bunky a vonkajším krátkym odporom obvodu. Napätie naprieč svorkami batérie rýchlo klesá počas krátkeho obvodu a energia rozptýlená v batérii môže viesť k výraznému generovaniu tepla.
Schopnosti simulátorov batérií
Moderné simulátory batériových buniek sú vysoko sofistikované zariadenia navrhnuté na napodobňovanie elektrických charakteristík batériových buniek. Sú vybavené pokročilými riadiacimi algoritmami a vysokou elektronickou elektronikou, ktorá dokáže presne replikovať rôzne prevádzkové podmienky batérie.
Jednou z kľúčových funkcií simulátorov batériových buniek je ich schopnosť riadiť výstupné napätie a prúd. V krátkom scenári obvodu môže byť simulátor naprogramovaný tak, aby rýchlo znížil výstupné napätie na veľmi nízku úroveň a zároveň umožnil prietok vysokého prúdu, podobne ako to, čo sa deje v skutočnej krátkej batériovej bunke.
Napríklad nášN8336 Ultra - simulátor batérií s vysokou presnosťou (16ch)je schopný poskytovať širokú škálu výstupných prúdov a napätia. Môže presne ovládať prúd počas simulovaného krátkeho obvodu, čo vedcom a inžinierov umožňuje študovať vplyv rôznych skratových prúdov obvodov na výkon batérie.
Simulátory batérií tiež ponúkajú výhodu opakovateľnosti. V skutočnom testovaní batérií v reálnom svete môže byť náročné reprodukovať rovnaké krátke podmienky obvodu v dôsledku zmien vo výrobe batérií a faktoroch životného prostredia. S simulátorom však môžu byť krátke obvodové podmienky presne definované a opakované, čo umožňuje presnejšie a spoľahlivejšie zber údajov.
Obmedzenia pri simulácii krátkeho - správania obvodu
Napriek svojim schopnostiam majú simulátory batériových buniek určité obmedzenia, pokiaľ ide o simuláciu krátkeho správania obvodu. Jednou z hlavných obmedzení je neschopnosť úplne replikovať tepelné a chemické procesy, ktoré sa vyskytujú v skutočnej batériovej bunke počas krátkeho obvodu.
Generovanie tepla počas krátkeho obvodu v skutočnej bunke batérie je výsledkom elektrických strát a chemických reakcií v batérii. Zatiaľ čo simulátor môže generovať teplo v dôsledku rozptylu elektrickej energie, nemôže replikovať komplexné chemické reakcie, ktoré sa uskutočňujú v elektrolyte a elektródach.
Ďalšie obmedzenie súvisí s mechanickým napätím, ktoré batéria zažije počas krátkeho obvodu. Rýchle rozšírenie a kontrakcia elektród a elektrolytu môže spôsobiť mechanické poškodenie štruktúry batérie, ktoré je ťažké simulovať pomocou simulátora batériových buniek.
Okrem toho sa vnútorný odpor skutočnej batériovej bunky môže zmeniť počas krátkeho obvodu v dôsledku faktorov, ako je zvýšenie teploty a rozklad elektrolytov. Väčšina simulátorov batériových buniek predpokladá konštantný vnútorný odpor, ktorý nemusí presne predstavovať skutočné správanie sveta.
Faktory ovplyvňujúce presnosť simulácie
Niekoľko faktorov môže ovplyvniť presnosť simulácie krátkeho obvodu pomocou simulátora batériových buniek. Prvým faktorom je šírka pásma simulátora. Simulátor s vysokou šírkou pásma môže reagovať rýchlejšie na zmeny v podmienkach krátkych obvodov, čím poskytuje presnejšie znázornenie správania skutočného času.
Presnosť snímačov prúdu a napätia v simulátore je tiež rozhodujúca. Akékoľvek chyby merania môžu viesť k nepresným výsledkom simulácie. NášN83624 24 kanálov simulátor batérií (6v, 15v/ch)je vybavený vysokými a presnými senzormi, ktoré zabezpečujú presné meranie prúdu a napätia, čím sa zvyšuje presnosť simulácie.
Riadiaci algoritmus použitý v simulátore hrá dôležitú úlohu pri určovaní presnosti simulácie. Dobre navrhnutý algoritmus sa môže prispôsobiť rôznym scenárom krátkeho obvodu a udržiavať stabilné riadenie výstupných parametrov.
Aplikácie krátkeho simulácie obvodov
Napriek obmedzeniam má skratka simulácie obvodov pomocou simulátorov buniek batérií mnoho praktických aplikácií. Pri dizajne batérie sa môže použiť na vyhodnotenie bezpečnosti a výkonu rôznych chemikácií a vzorov batérií. Simuláciou podmienok krátkych obvodov môžu inžinieri identifikovať potenciálne slabé body v návrhu batérie a zlepšiť sa, aby sa zvýšila bezpečnosť.
Pri testovaní a certifikácii batérie sa môže skratka simulácie obvodu použiť na dodržiavanie bezpečnostných štandardov. Mnoho medzinárodných štandardov vyžaduje, aby batérie podstúpili krátke testovanie obvodov, aby sa zabezpečila ich bezpečnosť v rôznych aplikáciách. Simulátor batérií môže poskytnúť náklady - efektívny a efektívny spôsob vykonania týchto testov.
Vo výskume môže simulácia s krátkym obvodom pomôcť vedcom pochopiť základné mechanizmy zlyhania batérie. Analýzou údajov zozbieraných zo simulovaných skratových testov obvodu môžu vedci vyvinúť nové stratégie, ktoré zabránia tepelnému úteku a zlepšili bezpečnosť batérie.
Záver
Záverom možno povedať, že simulátor batériových buniek môže simulovať určité aspekty krátkeho obvodu batériovej bunky. Môže presne ovládať prúd a napätie počas krátkeho obvodu, čo poskytuje cenné údaje pre výskum batérie, návrh a testovanie. Má však obmedzenia pri replikácii tepelných, chemických a mechanických procesov, ktoré sa vyskytujú v skutočnej batériovej bunke počas krátkeho obvodu.
Ako poskytovateľ simulátorov batériových buniek neustále pracujeme na zlepšovaní schopností našich výrobkov na lepšom simulácii krátkeho správania obvodu. NášN8361 Simulátor batérie s vysokým obsahom historického vysokého výšky (0 ~ 20 V)je príkladom nášho záväzku k inováciám v tejto oblasti.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich simulátoroch batériových buniek a ich schopnosti simulovať krátke správanie sa alebo ak máte konkrétne požiadavky na potreby testovania batérie, vyzývame vás, aby ste nás kontaktovali kvôli podrobnej diskusii. Náš tím expertov je pripravený pomôcť vám pri hľadaní najvhodnejšieho riešenia pre vašu aplikáciu.
Odkazy
- Zhang, X. a Wang, Cy (2018). Preskúmanie obáv o bezpečnosť batérií lítium: Problémy, stratégie a budúce vyhliadky. Journal of Energy Storage, 18, 267 - 284.
- Chen, Z., & Evans, JW (2016). Modelovanie a simulácia lítium -iónových batérií z hľadiska systémového inžinierstva. Journal of Power Sources, 327, 302 - 321.
- Spotnitz, RM a Franklin, J. (2014). Preskúmanie metód tepelného modelovania batérie. Journal of the Electrochemical Society, 161 (3), R1 - R25.