[Lĩnh vực Sản xuất] - Kiểm tra thông số pin EV

Các yếu tố khác nhau trong việc thiết kế hệ thống pin xe theo Tiêu Chuẩn Pin EV được thảo luận trong bài viết này.

Hiện nay, các mẫu xe có giá cả phải chăng đang được các nhà sản xuất phát triển và tung ra do nhu cầu về xe điện (EV) ngày càng tăng. An toàn là yếu tố quan trọng nhất được cân nhắc khi thiết kế pin xe điện hoặc hệ thống quản lý pin (BMS). Trong ngành công nghệ kỹ thuật ô tô, sự an toàn luôn được chú trọng thông qua các quy định, chứng nhận và thử nghiệm nghiêm ngặt.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét kỹ lưỡng các yếu tố kiểm tra tiêu chuẩn pin áp dụng cho hệ thống pin xe điện.

Pin EV yêu cầu thử nghiệm kỹ lưỡng để đảm bảo sự an toàn cần thiết cho mục đích thương mại. Hình ảnh được sử dụng với sự cho phép của UL (Tổ Chức Hợp Tác Giữa Các Phòng Thí Nghiệm)

Tại sao kiểm tra pin xe điện lại quan trọng?

Chỉ những công nghệ pin với mật độ năng lượng cao mới thích hợp cho ô tô điện do mức tiêu thụ điện năng cao. Ngoài ra pin xe điện còn đòi hỏi khả năng tái sử dụng bằng cách nạp lại do chúng được sử dụng hàng ngày. Tuy nhiên, vì chúng có khả năng lưu trữ năng lượng cao hơn nên trong trường hợp pin ô tô gặp trục trặc (do sử dụng kim loại phản ứng) thì sức công phá của chúng có thể mạnh mẽ hơn.

Trong thời gian hỏng hóc, pin dựa trên lithium có thể giải phóng một lượng lớn khí hydro và nhiệt độ cao do đoản mạch bên trong gây ra sẽ đốt cháy hydro tạo ra súng phun lửa. Pin phải có nhiều tính năng an toàn để đảm bảo rằng nó không bốc cháy trong bất kỳ trường hợp nào vì ô tô rất dễ bị hư hỏng do va chạm.

"Chiến lược an toàn" cho từng cấp độ hệ thống xe điện, như được trình bày trong bài thuyết trình của GM cho Ủy ban Kinh tế Liên Hợp Quốc ở Châu Âu vào năm 2013

Thông số thử nghiệm EV

Bước đầu tiên trong bất kỳ dự án kỹ thuật nào luôn là nắm bắt và hiểu được môi trường mà sản phẩm của bạn dự kiến sẽ hoạt động trong đó.

Những khía cạnh nào của pin sẽ cần được xem xét khi ngành công nghiệp ô tô vốn dĩ đã khắc nghiệt như vậy?

·         Cơ khí

Do các bánh xe chuyển động liên tục và khả năng tiếp xúc với các bề mặt không bằng phẳng, ứng suất và các tác động cơ học của nó là rất nghiêm trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Vì vậy, hệ thống pin phải có khả năng xử lý các rung động mạnh này trong thời gian dài. Nguy cơ va chạm xe cộ cũng là một mối đe dọa. Bất kỳ hệ thống pin nào gặp sự cố như vậy đều phải có khả năng chịu đựng hoặc sẽ bị hỏng một cách nghiêm trọng. Điều quan trọng là bất kỳ ảnh hưởng hoặc ứng suất nào tác động lên hệ thống pin đều không dẫn đến hỏa hoạn hoặc rò rỉ khí gây nổ.

·         Nhiệt độ

Trong khi xe điện không có động cơ, dòng điện lớn từ ắc quy sẽ dẫn đến nhiệt độ tăng lên. Tuy nhiên, những loại pin này cũng có thể tồn tại ở nhiệt độ rất thấp tùy thuộc vào nơi sử dụng phương tiện. Nhưng dao động nhiệt độ hàng ngày với đêm lạnh và ngày nóng cũng có thể xảy ra, gây ra ứng suất nhiệt thường xuyên cần phải được xem xét. Các nhà thiết kế có thể cần cân nhắc xem liệu có cần hệ thống làm mát tự động hoạt động liên tục hay không nếu để phương tiện dưới ánh nắng mặt trời khi không sử dụng.

·         Điện

Trong điều kiện bình thường, các nhà thiết kế sẽ có thể tính toán dòng điện rút từ pin đến động cơ và từ đó đưa ra quyết định về kích thước cáp và cài đặt cầu chì phù hợp. Tuy nhiên, cần xem xét nhiều yếu tố điện khác vì chúng có thể ảnh hưởng đáng kể đến pin. Thứ nhất, tốc độ thay đổi điện áp của pin trong quá trình sạc và xả có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt. Bên cạnh đó, một yếu tố khác cần tính đến là điện áp tăng đột biến từ nguồn điện lưới trong thời gian xảy ra sự cố lưới điện, điều này có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng cho hệ thống pin.

Các loại kiểm tra để tuân thủ

Đối với xe điện, có rất nhiều tiêu chuẩn được áp dụng bởi các cơ quan quản lý. ISO đã công bố hơn 40 tiêu chuẩn đề cập đến vấn đề an toàn ở tất cả các cấp độ khác nhau, từ cấp độ của các thành phần riêng lẻ cho đến các giao thức V2X. UL (Tổ Chức Hợp Tác Giữa Các Phòng Thí Nghiệm) là một cơ quan quản lý khác đưa ra các quy tắc được hệ thống hóa để thử nghiệm pin, bao gồm UL 2580, đề cập đến an toàn pin xe điện và chỉ định các điều kiện theo đó những pin này phải có khả năng chịu được nhiều sự lạm dụng khác nhau.

Mặc dù có nhiều tiêu chuẩn và cơ quan quản lý, các thử nghiệm được thiết kế cho độ an toàn của pin đều tập trung vào việc đảm bảo rằng pin EV có thể chịu được các môi trường và điều kiện khác nhau có thể gây ra các vấn đề về an toàn.

Những điều kiện này bao gồm:

·         Thử nghiệm nhiệt tiêu chuẩn – Bảo quản ở nhiều nhiệt độ khác nhau,…

·         Khả năng chịu nhiệt độ cao – Chịu được nhiệt độ cao đột ngột,…

·         Tổn hao khả năng hạ nhiệt – Chịu được tình trạng không đủ mát

·         Rung động cơ học – Chịu được rung động của xe

·         Chống sốc cơ học – Chịu được những cú sốc đột ngột

·         Tác động cơ học và va đập – Tính khả năng chống va đập của pin khi va chạm.

·         Thâm nhập cơ học – Chịu được quá trình xâm nhập (nói cách khác là: các pin ngắn)

·         Ngắn mạch điện – Tay cầm bị chập mạch

·         Sạc quá mức điện – Sạc quá mức không gây hư hỏng pin hoặc dẫn đến lỗi

·         Xả lực điện – Xác định xem liệu phóng điện nhanh có gây hư hỏng do tích tụ khí,…

·         Độ nhạy EMC – Chịu được các nguồn gây nhiễu EM

·         Bảo vệ điện áp cao – Bảo vệ khỏi điện áp cao đột ngột

·         Tính toàn vẹn của ngắt điện – Đảm bảo rằng bộ tách tắt hoạt động chính xác

·         Sạc mất cân bằng điện – Đảm bảo rằng pin được an toàn trong quá trình sạc không cân bằng

·         Môi trường – Tồn tại ở độ cao, độ ẩm, độ ẩm và lửa

·         Ngâm nước – Đảm bảo rằng pin vẫn an toàn trong khi ngâm nước

Kết luận

Các tiêu chuẩn được đưa ra để đảm bảo rằng các thiết kế không chỉ sử dụng các giải pháp phần cứng và phần mềm tương thích phổ biến mà còn đảm bảo rằng chúng đáp ứng mức độ an toàn tối thiểu. Các hệ thống pin điện được cho là dễ bị lỗi và hư hỏng hơn khi so sánh với các hệ thống động cơ/nhiên liệu của chúng vì chúng rất nhạy cảm với sốc, rung, thay đổi nhiệt độ và sự xâm nhập. Để đảm bảo rằng các hệ thống pin điện vẫn an toàn ngay cả trong những trường hợp khắc nghiệt nhất, điều quan trọng là phải tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt khi kết hợp chúng với nhau.

Vì những lý do trên, để đảm bảo các pin xe điện đáp ứng những tiêu chuẩn nghiêm ngặt trước khi được lắp ráp vào các xe điện, các nhà sản xuất pin xe điện hay các nhà lắp sản xuất xe điện cần tiến hành kiểm tra kỹ lưỡng, sử dụng các thiết bị kiểm tra chất lượng trước khi đưa vào vận hành. Và để hỗ trợ các nhà sản xuất thực hiện tốt quá trình kiểm tra đó, COMIT đã hợp tác với các đối tác hàng đầy trên thế giới để cung cấp các thiết bị kiểm thử độ tin cậy, các thiết bị kiểm thử chức năng. Chúng tôi cung cấp tổng thể các giải pháp đo lường & quản lý chất lượng trong lĩnh vực sản xuất pin từ các bài kiểm tra chức năng, điện áp, dung lượng, sạc, xả pin,… đến các bài kiểm tra độ tin cậy, cơ lý tính, môi trường,.. và các thử nghiệm đặc biệt khác, cũng như các giải pháp tự động hóa trong dây chuyền sản xuất pin.

Về COMIT Corporation:

Kể từ khi thành lập tới nay, COMIT đã dần trở thành nhà cung cấp hàng đầu trong khu vực với các giải pháp và dịch vụ đo kiểm, tối ưu hóa mạng RAN, hệ thống hỗ trợ BSS/OSS trong lĩnh vực Viễn thông. Với hơn 250 nhân viên nhiệt huyết, sáng tạo, được dẫn dắt bởi đội ngũ ban lãnh đạo giàu kinh nghiệm và các công ty con tại 03 nước (Việt Nam, Myanmar, Philippines), COMIT đang cung cấp những giải pháp và dịch vụ phù hợp nhất cho các khách hàng trên toàn cầu, từ Đông Nam Á đến Châu Phi. Tiếp tục sứ mệnh đem đến những giải pháp sáng tạo cho khách hàng trong khắp các ngành, COMIT mở rộng danh mục giải pháp sang các lĩnh vực mới, bao gồm các giải pháp Đo kiểm chất lượng, Số hóa quản lý chất lượng, Ứng dụng AI Vision trong Kiểm soát chất lượng, Nhà máy thông minh trong các lĩnh vực Công nghiệp Chế biến chế tạo gồm: Sản xuất Điện tử & Bán dẫn, Sản xuất (linh kiện) ô tô / xe điện, Sản xuất pin và pin xe điện, Sản xuất trạm sạc xe điện, Sản xuất cơ khí chính xác và hàng không vũ trụ. Với mô hình hoạt động kinh doanh chuyên nghiệp và văn hóa lấy khách hàng làm trung tâm, COMIT cam kết gia tăng các giá trị cho khách hàng, cổ đông và cung cấp những cơ hội đầy triển vọng cho đội ngũ nhân viên.

Nguồn: https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/ev-battery-testing-parameters/