Принсипҳо ва усулҳои асосии санҷиши батареяҳои барқӣ кадомҳоянд?
Принсипҳо ва усулҳои асосии санҷиши батареяи барқ
Хусусиятҳои асосии электрохимиявии манбаъҳои кимиёвии нерӯи кимиёвӣ иқтидор, шиддат, муқовимати дохилӣ, разряди худ{0}}, иҷрои нигоҳдорӣ, иҷрои ҳарорати баланд ва паст ва ғайраро дар бар мегиранд. Батареяҳои барқ ҳамчун манбаи маъмулии химиявии қувваи барқ инчунин иҷрои барқ ва холӣ, иҷрои давра, фишори дохилӣ ва ғайраро дар бар мегиранд. Аз ин рӯ, мундариҷаи асосии санҷиши кор барои як ҳуҷайраи батареяи барқӣ иборатанд аз: санҷиши иҷрои ҳарорати пасти барқ ва разряд, санҷиши иҷрои ҳарорати паст ва разряд, санҷиши иҷрои ҳарорати паст ва разряд. озмоиш, озмоиши энергетикӣ ва мушаххаси энергетикӣ, қувва ва озмоиши махсуси қувваи барқ, иҷрои нигаҳдорӣ ва худ-озмоиши разряд, озмоиши ҳаёт, озмоиши муқовимати дохилӣ, озмоиши фишори дохилӣ ва озмоиши бехатарӣ ва ғайра.
Аз нуқтаи назари татбиқи воқеии мошин, як қатор санҷишҳои барои истифодаи автомобил мувофиқ бо бастаи батареяи барқӣ, ки ба мошинҳои барқӣ ҳамчун объекти санҷиш татбиқ карда мешаванд, гузаронида мешаванд, аз қабили: муайянкунии иқтидори статикӣ, муайянкунии иқтидори динамикӣ, озмоиши ором, озмоиши оғозёбӣ, санҷиши қобилияти пуркунии босуръат, санҷиши мӯҳлат, санҷиши бехатарӣ, санҷиши ларзиши батарея, муайянкунии қуллаи қувваи барқ, санҷиши ҳадди ниҳоии қувваи барқ, санҷиши ҳадди ниҳоии барқ, санҷиши ифлосшавӣ ва ғайра.
(1) Муайянкунии иқтидори статикӣ Мақсади асосии ин санҷиш муайян кардани он аст, ки батареяи барқӣ ҳангоми истифодаи воқеии мошин дорои барқ ва энергияи кофӣ аст ва метавонад дар зери суръат ва ҳарорати гуногуни разряди пешакӣ муқарраршуда кор кунад. Усули асосии санҷиш санҷиши сусти разряд дар шароити ҳарорати доимӣ мебошад ва разряд вақте қатъ карда мешавад, ки шиддати батареяи барқ ба арзиши муқарраршуда паст мешавад ё мувофиқати ҳуҷайраҳои ягона дар батареяи барқ (фарқи шиддат) ба арзиши муқарраршуда мерасад.
(2) Муайянкунии иқтидори динамикӣҲангоми кори мошини барқӣ ҳарорати корӣ ва разряди батареяи барқ динамикӣ аст. Ин озмоиш асосан қобилияти бастаи батареяи барқро дар шароити разряди динамикӣ муайян мекунад, ки асосан дар энергия ва иқтидор дар ҳарорат ва суръати разряд инъикос меёбад. Усули асосии санҷиш ин аст, ки санҷиши разряди батареяи барқ бо истифода аз профили ҷорӣи пешакӣ муайяншуда ё профили ҷорӣ, ки воқеан аз замимаи мошин ҷамъоварӣ шудааст. Ҳолати қатъи санҷиш мувофиқи шароити санҷиш ва хусусиятҳои батареяи барқ тасҳеҳ карда мешавад, аммо асосан ба стандарти пастшавии шиддат ба арзиши муайян мувофиқат мекунад. Ин усул метавонад эҳтиёҷоти воқеии истифодаи мошинҳои барқиро мустақимтар ва дақиқтар инъикос кунад.
(3) Санҷиши оромМақсади ин санҷиш муайян кардани талафоти иқтидори батареяи барқӣ ҳангоми дар муддати тӯлонӣ истифода нашудани он мебошад, ки он барои тақлид кардани вазъияте истифода мешавад, ки автомобили барқӣ дар муддати чанд вақт идора накардааст ва батарея дар ҳолати кушода боқӣ мемонад. Санҷиши оромӣ инчунин ҳамчун озмоиши худ-баровардани разряд ва нигоҳдорӣ маълум аст, ки қобилияти нигоҳ доштани заряди захирашудаи худро дар шароити муайяни муҳити зист ҳангоми дар ҳолати кушода-будани он дар назар дорад.
(4) Оғози санҷиши нерӯ Азбаски иқтидори оғози мошин нисбатан калон аст, барои мутобиқ шудан ба оғози кори мошин дар шароити ҳарорат дар батареяи барқӣ дар ҳарорати паст ($−18\\text{grade }$) ва ҳарорати баланд ($50\\text{grade }$) озмоишҳои қувваи оғозкунанда гузаронида мешаванд. Ин озмоиш, илова бар он, ки дар ҳарорати хонагӣ чен карда мешавад, одатан инчунин бо арзиши SOC барои муайян кардани қобилияти холӣ кардани батарея дар ҳолатҳои гуногуни заряд муқаррар карда мешавад. Санҷишҳои маъмулӣ озмоишҳои қудратӣ мебошанд, ки дар $90\\%$, $50\\%$ ва $20\\%$ SOC гузаронида мешаванд.
(5) Санҷиши қобилияти пуркунии зудМақсади ин санҷиш санҷиши қобилияти пуркунии босуръати батарея тавассути гузаронидани санҷишҳои бо суръати баланд дар бастаи батареяи барқӣ ва санҷиши самаранокӣ, тавлиди гармӣ ва таъсири он ба дигар хосиятҳо мебошад. Барои пуркунии зуд, стандарти USABC ҳадаф дорад, ки батареяи SOC аз $40\\%$ то $80\\%$ дар давоми $15\\text{min}$ барқарор шавад. Айни замон стандарте, ки ассотсиатсияи CHAdeMO-и Ҷопон муқаррар кардааст, талаб мекунад, ки пур кардани батареяи барқии мошини барқӣ ба маблағи тақрибан $10\\text{min}$ кафолат дода метавонад, ки ҳаракати мошинро $50\\text{km}$ кафолат диҳад; пардохти зиёда аз $30\\text{min}$ метавонад кафолати сафар кардани мошинро $100\\text{km}$ кунад.
(6) Санҷиши умри даврӣДавомнокии давраи батарея бевосита ба самаранокии иқтисодии истифодаи батарея таъсир мерасонад. Ҳангоме ки иқтидори воқеии батарея аз $80\\%$ аз иқтидори ибтидоӣ ё иқтидори номиналӣ камтар аст, батареяи барқӣ ба охир расидани мӯҳлати хизмати худ ҳисобида мешавад. Усули асосие, ки дар ин озмоиш истифода мешавад, иҷрои давраҳои заряд ва разряд дар шароити муайян бо истифода аз шумораи давраҳо ҳамчун шохиси умри он мебошад. Азбаски давраи санҷиши мӯҳлати батареяи барқ нисбатан дароз аст, санҷиш одатан якчанд моҳ ё ҳатто як сол давом мекунад. Аз ин рӯ, дар амалиёти амалӣ аксар вақт барои санҷиш усулҳои муайян кардани шумораи давраҳои санҷишӣ, чен кардани таназзули иқтидор ва баъдан дар асоси ин маълумотҳо гузаронидани экстраполяцияи хатӣ истифода мешаванд. Дар соҳаи тадқиқот, бо мақсади кӯтоҳ кардани мӯҳлати санҷиши батареяи барқ, инчунин оид ба суръат бахшидан ба пиршавии батарея тавассути баланд бардоштани ҳарорати санҷиш ва суръати барқ / разряд барои санҷиши ҳаёти батареяҳои барқ ва бастаҳои батареяҳои барқӣ тадқиқотҳо гузаронида мешаванд.
(7) Санҷиши бехатарӣФаъолияти бехатарии батарея ба арзёбии зарари эҳтимолӣ ба одамон ва таҷҳизот, ки метавонад аз нигоҳдорӣ ва истифодаи батареяҳои нигоҳдорӣ расонида шавад, дахл дорад. Хусусан, вақте ки батарея сӯиистифода мешавад, воридшавии мушаххаси энергия ба маводи дохилии батарея дучори реаксияҳои физикӣ ё химиявӣ мегардад, ки миқдори зиёди гармиро тавлид мекунанд. Агар гармиро сари вақт пароканда карда натавонанд, он метавонад ба рафъи гармии батарея оварда расонад. Тарки гармидиҳӣ метавонад боиси қад кашидани батарея, тавлиди гази оташгиранда, кандашавӣ, кафида ва бо сӯхтор гардад, ки боиси садамаҳои бехатарӣ гардад. Дар байни бисёр манбаъҳои кимиёвии нерӯ бехатарии батареяҳои литий- махсусан муҳим аст. Ҷузъҳои умумии санҷиши бехатарӣ барои батареяҳои барқӣ дар ҷадвали 6-1 нишон дода шудаанд.
Ҷадвали 6-1 Ҷузъҳои санҷиши умумии бехатарӣ барои батареяҳои барқ
| Категория | Усулҳои асосии санҷиш |
| Санҷиши иҷрои барқ | Аз ҳад зиёд заряд, разряди зиёдатӣ-, расиши кӯтоҳи беруна, разряди гарм ва ғ. |
| Санҷиши механикӣ | Фурӯпошии озод, таъсир, экструзия, ларзиш, экструзия ва ғайра. |
| Санҷиши гармӣ | Сӯхтан, тасвири гармӣ, зарбаи гармӣ, тағирёбии ҳарорат ва ғайра. |
| Санҷиши экологӣ | Моделсозии вакуумӣ, таъмид, намӣ ва ғайра. |
(8) Санҷиши ларзиши батареяМақсади ин санҷиш муайян кардани таъсири ларзишҳои зуд-зуд ва зарбаи роҳҳо ба кор ва мӯҳлати батареяҳои барқӣ ва бастаҳои батареяҳои барқӣ мебошад. Санҷиши ларзиши батарея асосан устувории ларзиши батареяи барқро (маҷмӯаро) месанҷад ва онро ҳамчун асос барои роҳнамоии такмили тарҳи сохтории батареяи барқӣ (маҷмӯа) истифода мебарад. Дар озмоиши ларзиш ду намуди ларзиш вуҷуд дорад: ларзиши синусоидалӣ ё ларзиши тасодуфӣ. Азбаски бастаҳои батареяҳои барқӣ асосан дар мошинҳо истифода мешаванд, одатан ларзиши тасодуфӣ барои беҳтар тақлид кардани шароити воқеии кори батарея қабул карда мешавад.
Дар боло танҳо баъзе талаботи умумӣ барои санҷиши батареяҳои барқӣ (бастаҳо) мебошанд. Параметрҳо ва талаботи мушаххаси санҷиш вобаста ба намуди батареяи барқӣ фарқ мекунанд. Ҷадвали 6-2 талаботҳои иҷрои бехатарӣ ва усулҳои санҷиши батареяҳои литий-ион ва системаҳои дар мошинҳои барқӣ истифодашавандаро нишон медиҳад.
Ҷадвали 6-2 Талабот оид ба иҷрои бехатарӣ ва усулҳои санҷиш барои бастаҳо ва системаҳои батареяҳои литий-ионӣ дар мошинҳои барқӣ
| Адад | Категория | Усули санҷиш | Талаботи бехатарӣ |
| Санҷиши умумии бехатарӣ (Ҷадвали 6-1) | Санҷиши иҷрои барқ | Аз ҳад зиёд заряд, разряди зиёдатӣ-, расиши кӯтоҳи беруна, разряди гарм ва ғ. | N/A |
| Санҷиши механикӣ | Фурӯпошии озод, таъсир, экструзия, ларзиш, экструзия ва ғайра. | N/A | |
| Санҷиши гармӣ | Сӯхтан, тасвири гармӣ, зарбаи гармӣ, тағирёбии ҳарорат ва ғайра. | N/A | |
| Санҷиши экологӣ | Моделсозии вакуумӣ, таъмид, намӣ ва ғайра. | N/A | |
| Бехатарии батареяи EV Li-ion (Ҷадвали 6-2) | Вибрация | 1. Объекти санҷиш: Маҷмӯи батарея ё система. 1. Ба талаботи насби мошин ва GB/T 2423.43-2008 муроҷиат кунед, дар ҷадвали ларзиш насб кунед. Санҷиш дар 3 самт ($ Y \\ то X \\ то Z $). Тартиб ба GB/T дахл дорад 2423.56-2018. 2. Барои насбҳои ҷисми поёнтар, параметрҳои санҷиш мувофиқи 7.1.1.2 дар GB/T 31467.3-2015. 3. Вақти санҷиш $2\\text{h}$ барои як самт (мумкин аст то $0,5\\text{h}$ кам карда шавад). $2\\text{h}$ мушоҳида дар давоми ё баъд аз $30\\text{min}$. 4. Мониторинги ҳадди ақали ҳолати воҳиди мониторинг (вольт, муқовимат, ҳарорат). 5. Ҳангоми санҷиш $2\\text{h}$-ро риоя кунед. 6.Барои дастгоҳҳои электронӣ:i. Пеш-васлшуда: Санҷиши 7.1.1.2.1 дар GB/T 31467.3-2015. Дигар ҷойҳо: Санҷиши як GB / T 28046.3-2011. $2\\text{h}$ дар самтҳои гуногуни $Z$-меҳвар. Объектҳои паҳлӯӣ: режими ҳаяҷонбахш гузаронида мешавад. ii. Дар ҳолати $3,2 $ барои як GB/T 28046.1-2011 кор кунед. | Батарея ё система бояд: Дар воҳиди ҳадди ақали мониторинг ($< 0.5\text{V}$), 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. |
| Зарбаи механикӣ | 1. Объекти санҷиш: Маҷмӯаи батарея ё система. 2. Муроҷиат кунед 7.2 Shock $25\\text{g}\\text{-}15\\text{ms}$ ним-набзи синус дар GB/T 31467.3-2015, $3$ зарба ба самти $Y$-servet$2} мушоҳида мешавад. | Ҳеҷ гуна ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$. | |
| Тарки | 1. Объекти санҷиш: Маҷмӯаи батарея ё система. 2. Аз $1\\text{m}$ ба замини сахт ба самти эҳтимоли афтидан (дар акси ҳол устувортарин самти таркиш, $X$-озмоиши меҳвар) партоед, $2\\text{h}$-ро риоя кунед. | Қулфи ҷараёни разряд, афзоиши шиддат ё ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш вуҷуд надорад. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. | |
| Чарх зан | 1. Объекти санҷиш: Маҷмӯаи батарея ё система. 2. Ба 7.3.2 дар GB/T 31467.3-2015 муроҷиат кунед: $90\\text{grade }$ tilt for $6\\text{h}$, пас $90\\text{grade }$ афзоянда, нигоҳ доштани $1}$text, $6{3} ҳар як гардиш. боздошт. $2\\text{h}$. 3. гардиши $360\\text{grade }$ дар атрофи $X$-меҳвар дар $6\\text{grade }/\\text{s}$, пас $90\\text{grade }$ афзоишро нигоҳ доред, ҳар як $1\\text{h}$ро нигоҳ доред, гардиши ${360\\t қатъ карда шавад. $2\\text{h}$. 4. $360\\text{grade }$ро дар атрофи $Y$-меҳвар бо $6\\text{grade }/\\text{s}$ гардиш кунед, сипас $90\\text{grade }$ афзоиш диҳед, ҳар як $1\\text{h}$-ро нигоҳ доред, гардиши $360$матнро {дараҷа} қатъ кунед}. $2\\text{h}$-ро риоя кунед. | Ҳеҷ гуна ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш, пайвасти боэътимодро нигоҳ доред. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. | |
| Максимум градиент | 1. Объекти санҷиш: Маҷмӯи батарея ё система. 2. ба таври уфуқӣ дар троллейбус васл карда шудааст. Набзи дар расми 3-и Ҷадвали 7 дар SAE J2380 ё GB/T 31467.3-2015 зикршударо такрор кунед (қад-қади $X$-меҳвари $5\\text{s}$, дар баробари $Y$-меҳвари $5\\text{s}$) дар самти уфуқӣ-$Y $2\\text{h}$. | Ҳеҷ гуна ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. | |
| Пахш кардан | 1. Test Object: Battery Pack or System. 2. Crush conditions: ① Crushing surface: $12.5\text{mm}$ diameter semi-cylinder, length $>$ бар. ② Самт: $X$-меҳвар, $Y$-меҳвар. ③ Маҷбур: Аввалин $200\\text{kN}$ ё дар деформатсияи $30\\%$ қатъ кунед. ④ $1\\text{h}$-ро риоя кунед. ⑤ Барои $10\\text{min}$ нигоҳ доред. | Ҳеҷ гуна ихроҷ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. Ягон сӯхтор ё таркиш (барои маҷмӯи дуюми талабот). | |
| Зарбаи ҳарорат | 1. Объекти санҷиш: Бастаи батарея ё система. 2. Ҳарорати алтернативӣ $(-40\\pm2)\\text{дараҷа }$, давомнокии макс $30\\text{min}$ дар ниҳоят. $6\\text{h}$, $5$ давраҳоро дар ҳар як ҳадди ниҳоӣ нигоҳ доред. $2\\text{h}$-ро дар ҳарорати хонагӣ риоя кунед. | Ҳеҷ гуна ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. | |
| Давраи гармии намӣ | 1. Объекти санҷиш: Маҷмӯаи батарея ё система. 2. Ба GB/T 2423.4-2018 Давраи гармии намии $Db$ муроҷиат кунед. Тасвири 4 дар GB/T 31467.3-2015 ($80\\text{дараҷа }$ max temp), $5$ давраҳо. $2\\text{h}$-ро дар ҳарорати хонагӣ риоя кунед. | Ҳеҷ гуна ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ дар доираи $30\\text{min}$ пас аз санҷиш. | |
| Гирифтани оби баҳр | 1. Объекти санҷиш: Маҷмӯаи батарея ё система. 2. ба таври амн пайвастшуда бо сими пайвастшуда, ба маҳлули $3,5\\%$ NaCl (оби баҳр) барои $2\\text{h}$ дар масофаи воқеии интиқол ғарқ кунед. Таваққуф тавассути шакли клапан гидравликӣ. | Сӯхтор ё таркиш нест. | |
| Оташи беруна | 1. Объекти санҷиш: Бастаи батарея ё система. 2. Ба 7.10 Оташи беруна дар GB/T 31467.3-2015 муроҷиат кунед. | Сӯхтор ё таркиш нест. Агар шӯъла ба амал ояд, пас аз бартараф кардани манбаи оташ бояд дар давоми $2\\text{min}$ хомӯш карда шавад. | |
| Пошидани намак | 1. Объекти санҷиш: Маҷмӯи батарея ё система. 2. Ба 7.11 Spray Salt дар GB/T 31467.3-2015 муроҷиат кунед. | Ҳеҷ гуна ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. | |
| Баландии баланд | 1. Объекти санҷиш: Батарея ё система. 2. Баландӣ $4000\\text{m}$ ё фишори баробар, ҳарорати хона. 3. Дар муҳити озмоишӣ барои $5\\text{h}$ барои 7.12.2 GB/T 31467.3-2015 нигоҳ дошта мешавад, сипас дар $1$t холӣ карда мешавад ($1$} $400\\text{A}$) ё барои қатъ кардан. $2\\text{h}$-ро риоя кунед. | Қулфи ҷараёни разряд, афзоиши шиддат ё ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш вуҷуд надорад. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. | |
| Ҳифзи ҳарорат аз-бештар | 1. Объекти санҷиш: Системаи батарея. 2. Ба 7.13 Ҳифзи ҳарорат аз-бештар дар GB/T 31467.3-2015 муроҷиат кунед. | BMS амал мекунад. Ягон ихроҷи газ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. | |
| Муҳофизати ноқилҳои кӯтоҳ | 1. Объекти санҷиш: Системаи батарея. 2. Ба 7.14 Муҳофизати ноқилҳои кӯтоҳ дар GB/T 31467.3-2015 муроҷиат кунед. | Дастгоҳи муҳофизатӣ бояд кор кунад. Ҳеҷ гуна ихроҷ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. | |
| Муҳофизати аз ҳад зиёд | 1. Объекти санҷиш: Системаи батарея. 2. Ба 7.15 Муҳофизати изофӣ дар GB/T 31467.3-2015 муроҷиат кунед. | BMS амал мекунад. Ягон ихроҷи газ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. | |
| Муҳофизати разряди зиёда{{0} | 1. Объекти санҷиш: Системаи батарея. 2. Ба 7.16 Муҳофизати зиёдатӣ-дар GB/T 31467.3-2015 муроҷиат кунед. | BMS амал мекунад. Ягон ихроҷи газ, шикастани корпуси берунӣ, сӯхтор ё таркиш. Муқовимати изолятсия $\\ge 100\\text{Ω}/\\text{V}$ пас аз санҷиш. |
Эзоҳ: Ҷадвали 6-2 асосан ба GB/T 31467.3-2015, GB/T 2423.43-2008, GB/T 2423.56-2018 ва GB/T 28046.1-2011 ишора мекунад.
