ملخص لاختبارات السلامة والتحقق منها لمجموعات بطاريات تخزين الطاقة

1، الاختبار الأساسي لمجموعات البطارية

فحص المظهر:تتكون مجموعة البطاريات عادةً من وحدات بطارية متعددة وصندوق عالي الجهد. نظرًا لأنه تم الانتهاء من فحص المظهر المقابل على مستوى وحدة البطارية، فإن فحص المظهر لمجموعة البطارية يستهدف بشكل أساسي صندوق الجهد العالي. تشمل الاهتمامات الرئيسية أثناء الفحص ما يلي: ما إذا كانت القشرة سليمة أو مشوهة، وما إذا كانت علامات القطب الموجبة والسالبة واضحة وصحيحة، وما إذا كانت مجموعة الأسلاك سليمة أم مكشوفة، وما إذا كانت مربوطة وثابتة وفقًا لدليل التشغيل

فحص الأسلاك:نظرًا للخصائص الهيكلية لمجموعات البطاريات، يلزم وجود خطوط طاقة متعددة وأدوات اتصال لتوصيل صندوق الجهد العالي ووحدات البطارية، وكذلك بين وحدات البطارية. الأسلاك معقدة وعرضة لوصلات فضفاضة. لذلك، من الضروري إجراء فحص الأسلاك لصندوق الجهد العالي. من الضروري تحديد ما إذا كانت الأسلاك مؤهلة عن طريق التحقق مما إذا كان رقم سلك تسخير الأسلاك متوافقًا مع تعريف الطرف الفعلي للأسلاك، وما إذا كانت الأسلاك ثابتة.

فحص التثبيت والتثبيت:يحتوي صندوق الجهد العالي على مكونات مختلفة، بما في ذلك المرحلات والصمامات ومقاومات الشحن المسبق ولوحات نظام إدارة البطارية والأجزاء الرئيسية الأخرى. قد تؤدي المكونات الرئيسية السائبة إلى تراكم كبير للحرارة أثناء الشحن والتفريغ، مما قد يتسبب بسهولة في وقوع حوادث تتعلق بالسلامة. قد يؤدي تثبيت المكونات الخاطئة إلى إتلاف المكونات ذات الصلة بل وقد يؤدي إلى عواقب وخيمة. لذلك، من الضروري فحص تركيب المكونات داخل صندوق الجهد العالي.

الغرض الرئيسي من فحص تثبيت الجهاز هو التحقق مما إذا كانت جميع الأجهزة مثبتة بشكل صحيح وموثوق. من بينها، يحتاج الموصل، باعتباره أحد المكونات الرئيسية، إلى التركيز على التحقق مما إذا كان اتجاهه متوافقًا مع متطلبات دليل التشغيل.

2، اختبار الأداء الأساسي

السلطة على الاختبار:بعد التجميع، يحتاج صندوق الجهد العالي إلى الخضوع لاختبار الطاقة، والذي يتضمن إمداد الطاقة إلى صندوق الجهد العالي، وإغلاق مفتاح الطاقة، والتحقق من حالة ضوء مؤشر التحكم الرئيسي في صندوق الجهد العالي. عندما يضيء ضوء مؤشر التحكم الرئيسي باستمرار، فهذا يشير إلى أن صندوق الجهد العالي يمكن أن يعمل بشكل طبيعي.

كشف رقم إصدار برنامج BMS والأجهزة:أثناء عملية تصميم وتطوير أنظمة بطاريات تخزين الطاقة، عادةً ما يتم إجراء تغييرات متعددة على إصدار البرامج والأجهزة، وينعكس كل تغيير في ملف أرشيف المشروع. لذلك، قد تظهر أرقام إصدارات البرامج والأجهزة المتعددة في المشروع. من أجل عدم الخلط بين إصدارات البرامج والأجهزة، من الضروري قراءة وتسجيل أرقام إصدارات برامج وأجهزة التحكم الرئيسية أثناء الاختبار، أي استخدام الكمبيوتر العلوي لقراءة وتسجيل أرقام إصدارات عنصر التحكم الرئيسي البرامج والأجهزة. يجب أن تكون معايير الحكم لاجتياز الاختبار متوافقة مع أرقام إصدارات برامج وأجهزة التحكم الرئيسية وملفات أرشيف المشروع

3، كشف نظام BMS

بالإضافة إلى التحكم في أرقام إصدارات برامج وأجهزة BMS، هناك أيضًا اختلافات كبيرة في معلمات تكوين BMS وأقنعة البطارية وأقنعة درجة الحرارة لنفس المشروع. بمجرد وجود أخطاء أو عدم تطابق في المعلمات، سوف يتعطل نظام البطارية. لذلك، من الضروري إجراء اختبار نظام BMS على كل صندوق عالي الجهد.

في حالة توصيل نظام إدارة البطارية ووحدة مراقبة البطارية للاتصالات، تحقق مما إذا كان الكمبيوتر العلوي يقرأ معلمات تكوين BMS، وقناع البطارية، وقناع درجة الحرارة بشكل صحيح، وما إذا كان هناك أي أخطاء في النظام تم الإبلاغ عنها. معايير اجتياز الاختبار هي الاتصال العادي، ومعلمات التكوين الصحيحة والأقنعة، وعدم عرض معلومات الخطأ على الكمبيوتر العلوي.

4 ، اختبار عزل التحكم الرئيسي

نظرًا لخصائص الطاقة العالية والجهد العالي لأنظمة بطاريات تخزين الطاقة، قد تشكل مشكلات العزل أثناء التشغيل خطر نشوب حريق وانفجار، مما يؤثر بشكل خطير على سلامة النظام والموظفين. لذلك، من الضروري مراقبة مقاومة العزل لنظام بطارية تخزين الطاقة بشكل مستمر أثناء تشغيلها. ومن الضروري أيضًا اختبار وظيفة الكشف عن العزل لنظام إدارة المباني (BMS) من أجل التحقق من عملها الطبيعي.

كائن الاختبار للكشف عن عزل عنصر التحكم الرئيسي هو صندوق الجهد العالي. عادة، يتم توصيل جهاز التحكم الرئيسي بالطاقة ذات الجهد المنخفض ويتم تسجيل قيمة مقاومة العزل المعروضة على الكمبيوتر العلوي. يجب أن يكون معيار اجتياز اختبار قيمة مقاومة العزل هو قيمة مقاومة العزل أكبر من القيمة المحددة.

5، اختبار وظيفة التتابع

باعتبارها أحد المكونات الرئيسية في أنظمة بطاريات تخزين الطاقة، يمكن أن تؤثر المرحلات على تشغيل وإيقاف دائرة الطاقة بأكملها لنظام بطارية تخزين الطاقة. عادةً ما يحتوي صندوق الجهد العالي لمجموعة البطاريات على مرحلات متعددة، ويتم تنسيق تشغيل/إيقاف دائرة طاقة النظام والتحكم فيها بواسطة مرحلات متعددة. بمجرد تعطل المرحل في صندوق الجهد العالي، لن يعمل نظام البطارية بشكل صحيح. لذلك، يعد الاختبار الوظيفي للمرحل أمرًا ضروريًا.

عادةً ما يتبع اختبار وظيفة الترحيل منطقًا معينًا لإغلاق أو فصل المرحلات في صندوق الجهد العالي. تشتمل المرحلات التي تم اختبارها عادةً على: المرحل الإيجابي الرئيسي، والمرحل السلبي الرئيسي، ومرحل الشحن المسبق، ومرحل المروحة. قم بقياس حالة التشغيل/الإيقاف لكل مرحل أو قيمة الجهد عند طرف الإخراج في صندوق الجهد العالي باستخدام مقياس متعدد، وتأكد مما إذا كانت العلاقة المقابلة بين المرحلات التي يتحكم فيها الكمبيوتر العلوي والحالة المادية متسقة. تجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لمرحل المروحة، من الضروري أيضًا التأكد مما إذا كانت المروحة تعمل بشكل صحيح وما إذا كان اتجاه نفخ المروحة يلبي متطلبات تصميم المشروع.

6، كشف الجهد الكلي

في ظل الظروف العادية، تتمتع أنظمة بطاريات تخزين الطاقة بوظيفة الكشف عن الجهد الإجمالي، والتي يمكن تقسيمها إلى شكلين: الأول هو جمع الجهد الإجمالي لدائرة طاقة البطارية من خلال أجهزة استشعار اكتساب الجهد، والمعروفة باسم جمع الجهد الإجمالي أوبات؛ هناك طريقة أخرى تتمثل في جمع جهد الخلايا الفردية ودمجه مع معلمات التكوين لنظام البطارية لتجميع الجهد الإجمالي لجميع خلايا البطارية، وهو ما يسمى مجموع الجهد الإجمالي التراكمي.

يهدف الكشف عن الجهد الإجمالي بشكل أساسي إلى اكتشاف الجهد الإجمالي التراكمي. من خلال قراءة وتسجيل قيمة الجهد الإجمالي التراكمي لمجموعة البطاريات المعروضة على الكمبيوتر العلوي، فإنه يحدد أيضًا ما إذا كانت معلمات تكوين البطارية صحيحة. إذا كان إجمالي الجهد التراكمي ضمن نطاق معقول، فهذا يشير إلى أن قيمة الجهد الإجمالي التراكمي تلبي المعيار.

7، إجمالي كشف خطأ الجهد

سيؤدي كل من الجهد الإجمالي المجمع والجهد الإجمالي المتراكم المذكور أعلاه إلى حدوث أخطاء في الجهد الإجمالي بسبب خطأ دقة مستشعر نظام البطارية. من بينها، يتأثر إجمالي الجهد المجمع بشكل أساسي بدقة مستشعر تجميع الجهد العالي في دائرة الطاقة لصندوق الجهد العالي، وسيتأثر إجمالي الجهد المتراكم بدقة تجميع الجهد الفردي على البطارية لوحة وحدة المراقبة من أجل الثقةإذا كان الخطأ الحقيقي للنوعين المذكورين أعلاه من إجمالي الجهد، فمن الضروري إجراء اكتشاف خطأ إجمالي الجهد.

قم بقياس الجهد بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة لمجموعة البطارية باستخدام مقياس متعدد عالي الدقة للحصول على إجمالي الجهد المقاس. قارن الجهد الإجمالي المقاس الذي تم الحصول عليه بواسطة المتر المتعدد عالي الدقة مع الجهد الإجمالي المجمع والجهد الإجمالي التراكمي. إذا كانت قيمتي AW أقل من القيمة المحددة، فسيتم اعتبار اكتشاف خطأ الجهد الإجمالي مؤهلاً.

8، الكشف عن جهد الخلية الساكنة

بعد التخزين لفترة طويلة، سيؤدي التفريغ الذاتي لخلايا البطارية إلى انخفاض بطيء في جهد البطارية. وفقًا لتأثير التفريغ الذاتي على البطاريات، يمكن تقسيم التفريغ الذاتي إلى فئتين: الأولى هي التفريغ الذاتي حيث يمكن تعويض فقدان السعة بشكل عكسي؛ أحد الأنواع هو التفريغ الذاتي حيث لا يمكن تعويض فقدان القدرة بشكل عكسي.

من الضروري اكتشاف جهد الخلية الساكنة عند اختبار نظام البطارية. استخدم الكمبيوتر العلوي لقراءة القيم القصوى والدنيا Umax وUmin لجهد جميع خلايا البطارية في مجموعة البطارية. في ظل الظروف العادية (الجهد الأولي للخلية)، تكون قيمة WUmin ^ UmaxW+△ "(الجهد الأولي للخلية) بشكل عام حوالي 0.01V.

9، كشف فرق الضغط الثابت

يؤثر عدم تناسق خلايا البطارية في نظام البطارية بشكل كبير على أدائها. ينعكس بشكل أساسي من حيث السعة والجهد والمقاومة الداخلية ومعدل التفريغ الذاتي وما إلى ذلك. للاختبار والتحقق، فإن الطريقة الأكثر سهولة وفعالية هي تقييم عدم تناسق البطارية من خلال جهد خلية البطارية. ولذلك، فإن الكشف عن فرق الجهد الثابت للبطاريات مهم جدًا.

تتمثل طريقة اكتشاف فرق الجهد الثابت للبطاريات في قراءة الفرق △ £/ بين قيم الجهد القصوى والدنيا لجميع خلايا البطارية في نظام البطارية من خلال الكمبيوتر العلوي. بشكل عام، الأنواع المختلفة من بطاريات الليثيوم لها معايير مختلفة لفرق الجهد، ومتطلبات فرق الجهد لبطاريات الليثيوم فوسفات الحديد في فترة هضبة الجهد أكثر صرامة من تلك الخاصة بالبطاريات الثلاثية.

10، كشف درجة حرارة مونومر ثابت

بعد إنتاج وتجميع مجموعات البطارية، من أجل ضمان وظيفة الكشف الطبيعية لنظام إدارة البطارية والتأكد من أن درجة حرارة البطارية ضمن نطاق درجة حرارة معقول، يجب إجراء الكشف عن درجة حرارة الخلية الفردية الثابتة على مجموعة البطارية. عادةً ما يستخدم عنصر الكشف هذا درجة حرارة الخلية الفردية المكتشفة كمؤشر فني، وتكون معايير الحكم واسعة نسبيًا. بالاشتراك مع درجة الحرارة المحيطة للبطارية، يكفي التأكد من أن درجة حرارة البطارية قريبة من درجة الحرارة المحيطة.

11، كشف الفرق في درجات الحرارة الثابتة

تتكون مجموعة البطاريات من خلايا بطارية متعددة متصلة على التوالي وبالتوازي. نظرًا لهيكل مجموعة البطاريات وبعض العوامل البيئية، قد تكون هناك اختلافات صغيرة نسبيًا في درجة الحرارة بين خلايا البطارية الفردية في المجموعة. بمجرد أن يكون الفرق في درجة الحرارة في مجموعة البطارية كبيرًا، يتم الحكم على وجود خلايا بطارية غير طبيعية أو تكوين غير صحيح لمعلمات نظام البطارية. لذلك، استنادًا إلى الكشف عن درجة الحرارة الفردية الثابتة، يعد اكتشاف فرق درجة الحرارة الثابتة ضروريًا للتأكد من أن درجة حرارة البطارية وتكوين معلمات نظام البطارية طبيعيان.

12، الكشف عن الدقة الحالية

يعد الكشف الحالي أحد الوظائف الأساسية لأنظمة إدارة البطارية، كما أن دقة الكشف الحالي لها تأثير مهم للغاية على تقدير SOC. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على SOC، بما في ذلك دقة قياس التيار الخام ودرجة الحرارة المحيطة وتسوس عمر البطارية ومعدل شحن البطارية وتفريغها. في أنظمة تخزين الطاقة، نظرًا لدور أنظمة الإدارة الحرارية، تكون بيئة التشغيل مستقرة نسبيًا. في هذه الحالة، هو ببساطة التكامل الحالي، دون أي تغييرات في معدلات شحن وتفريغ البطارية أو درجة حرارة البيئة. دقة SOC التي تم اختبارها هي دقة أخذ العينات للتيار. لذلك، في عملية الاختبار والتحقق، يعد الكشف عن الدقة الحالية أمرًا مهمًا للغاية.

في ظل الظروف العادية، يتم استخدام معدات شحن وتفريغ نظام البطارية عالية الدقة لشحن وتفريغ مجموعات البطاريات بتيارات مختلفة. يجب أن يتضمن النطاق الحالي المحدد الحد الأقصى لتيار الشحن والتفريغ المستمر الذي صممه النظام. تتم مقارنة البيانات التي يجمعها المستشعر مع بيانات معدات الشحن والتفريغ، ويستخدم الانحراف الحالي كمؤشر فني لتقييم الدقة الحالية لنظام إدارة البطارية.

13، اختبار DCR

بالنسبة لخلايا البطارية الفردية، تشتمل المقاومة الداخلية للبطارية على المقاومة الأومية ومقاومة الاستقطاب. في ظل ظروف درجة الحرارة الثابتة، تظل المقاومة الأومية مستقرة نسبيًا، بينما تختلف مقاومة الاستقطاب باختلاف العوامل المؤثرة على الاستقطاب.

تنقسم العوامل المؤثرة على المقاومة الداخلية لبطاريات الليثيوم إلى عوامل خارجية وعوامل داخلية للبطارية. العوامل الخارجية تشمل بشكل رئيسي درجة الحرارة والتيار. تعد درجة الحرارة البيئية عاملاً مؤثرًا مهمًا على المقاومات المختلفة. كما تؤثر درجة الحرارة على نشاط المواد الكهروكيميائية في بطاريات الليثيوم، فإنها تؤثر أيضًا على معدل التفاعلات الكهروكيميائية وحركة الأيونات. ويرتبط حجم التيار بشكل مباشر بمقاومة الاستقطاب، وكلما زاد التيار، زادت مقاومة الاستقطاب. بالإضافة إلى ذلك، فإن التأثير الحراري للتيار له أيضًا تأثير كبير على نشاط المواد الكهروكيميائية.

بالنسبة للمقاومة الداخلية للتيار المستمر لأنظمة البطاريات، بالإضافة إلى المقاومة الداخلية لخلايا البطارية نفسها، يجب أن تشمل أيضًا مقاومة توصيل الأجهزة في دائرة الطاقة. عادة ما يستخدم التيار العالي قصير المدى لشحن وتفريغ أنظمة البطاريات، ويتم حساب مقاومة التيار المستمر لنظام البطارية عن طريق حساب نسبة فرق الجهد إلى التيار.

14، اختبار فرق الضغط الديناميكي

تعد قيمة الجهد أثناء عملية الشحن والتفريغ للبطارية انعكاسًا شاملاً للحالة الديناميكية الحرارية والديناميكية للبطارية. ولا يتأثر فقط بظروف العمليات المختلفة في عملية إنتاج البطارية، ولكن أيضًا بالتيار ودرجة الحرارة والوقت والعوامل العرضية أثناء عملية شحن وتفريغ البطارية. لذلك، لا يمكن أن تكون قيم الجهد لكل بطارية في مجموعة البطارية هي نفسها تمامًا، مما يؤدي إلى تكوين اختلافات جهد ديناميكية.

في درجة حرارة الغرفة، قم بشحن A بتيار ثابت (دقيقة)، وتفريغ A بتيار ثابت (دقيقة)، وتسجيل أقصى فرق الضغط الديناميكي AW أثناء عمليات الشحن والتفريغ. استخدام فرق الضغط أثناء عملية الشحن والتفريغ كمؤشر فني لتقييم اختبار فرق الضغط الديناميكي. في ظل الظروف العادية، من أجل الحفاظ على نفس حالة شحن البطارية قبل الاختبار وبعده، يلزم LxR=Lx% للحفاظ على قدرة الشحن والتفريغ المتماثلة، حيث L هو الأصغر من الحد الأقصى لتيار الشحن المستمر مصمم بواسطة النظام والحد الأقصى لتيار الشحن المستمر الذي تسمح به البطارية عند درجة حرارة بيئة الاختبار؛ 4 هو أصغر تيار التفريغ المستمر الأقصى المصمم للنظام والحد الأقصى لتيار التفريغ المستمر الذي تسمح به البطارية عند درجة حرارة بيئة الاختبار.

15، ارتفاع درجة حرارة الخلية واختلاف درجة الحرارةاختبار ايرنس

تولد البطارية حرارة بسبب التغيرات الكهروكيميائية في بنيتها الداخلية أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية. بسبب الاختلافات في المقاومة الداخلية وقدرة البطاريات، فضلاً عن الاختلافات في موضع وقدرة تبديد الحرارة للخلايا الفردية في مجموعة البطارية، يمكن أن يختلف ارتفاع درجة حرارة الخلايا في مجموعة البطارية أثناء اختبار الشحن والتفريغ، مما يؤدي إلى اختلافات درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، عندما تواجه إحدى خلايا البطارية في مجموعة البطارية مشكلة في لحام الأذن أو التوصيلات غير الدقيقة في دائرة الطاقة، يمكن اكتشاف المشكلة وتحديد موقعها من خلال الشحن والتفريغ على المدى القصير. لذلك، أثناء اختبار فرق الضغط الديناميكي، من الضروري تسجيل ارتفاع درجة الحرارة T وفرق درجة الحرارة AT لخلايا البطارية المعروضة على الكمبيوتر العلوي أثناء عملية الشحن والتفريغ. استخدام ارتفاع درجة الحرارة T والفرق في درجة الحرارة كمؤشرات فنية لتقييم ارتفاع درجة الحرارة واختبار فرق درجة الحرارة لخلايا البطارية.

16، اختبار القدرة/الطاقة للشحن والتفريغ الأولي

تعد سعة/طاقة الشحن والتفريغ الأولية للبطارية أحد متطلبات الأداء الأساسية لمجموعة البطاريات، كما هو موضح في الشكل 9-13. من خلال إجراء شحن وتفريغ ثابت للطاقة على مجموعة البطارية، يمكن الحصول على سعة وطاقة مجموعة البطارية. من بينها، تشير سعة البطارية (C) إلى مقدار الشحن الذي يمكنها الاحتفاظ به أو تحريره، ووحدة السعة هي أمبير ساعة (Ah)، ويُختصر بساعة أمبير. تشير laah إلى سعة تيار 1A عند تنشيطه لمدة ساعة واحدة. تمثل الطاقة (E) للبطارية مقدار العمل الذي يمكنها القيام به، ويتم قياسه بالواط ساعة (Wh أو kWh).

على مستوى مجموعات البطاريات، وحدة القياس الأكثر شيوعًا هي كيلووات ساعة (kWh)، حيث تمثل IkWh الطاقة التي يستهلكها جهاز بقدرة IkW، بقيمة طاقة تبلغ حوالي 3.6 ميجا جول. كيلووات ساعة من الكهرباء تعادل 1 كيلووات ساعة من الكهرباء