Тестування батарейних блоків на кінці життєвого циклу: практичний посібник щодо відповідності вимогам для EV та BESS

Короткий підсумок

• Випробування батарейних блоків у кінці життєвого циклу перевіряє, як саме було зібрано цей конкретний блок — ізоляцію, витримуваний напругу, внутрішній опір, загальну напругу, розкид напруги між елементами та температурний розкид, дані BMS. Лабораторні випробування перевіряють поведінку конструкції. Ці два типи випробувань не є взаємозамінними.

• Випробування батарейних блоків у кінці життєвого циклу також відрізняється від старіння (етапу підготовки) та від циклічного пристрою для акумуляторів (пристрою для характеристики). Змішування цих чотирьох понять — найпоширеніша помилка при закупівлі обладнання для виробництва батарейних блоків.

Що означає «кінець лінії» — і чого він не означає

По-перше, термінологічна пастка, яка коштує покупцям реальних грошей. Кінець лінії (EOL) — це виробничий термін: остання станція перед упаковкою в коробку. Кінець життєвого циклу це термін, пов’язаний із станом акумулятора: пакет, який втратив ефективність і його виводять із експлуатації, перевикористовують або переробляють. Те саме скорочення, але протилежні кінці життєвого циклу продукту.

У цій статті EOL завжди означає «кінець лінії» для випробування батарейних блоків у кінці життєвого циклу .

Станція EOL для батарейних блоків відповідає на одне питання щодо кожного окремого виробу: чи цей комплект зібрано правильно й безпечний для підключення до живлення?

Це не дослідницький інструмент, не кліматична камера й не сертифікаційна лабораторія. Це ворота виробництва: швидкі, повторювані, автоматизовані та прив’язані до серійного номера.

Примітка щодо сфери застосування. У цьому посібнику розглядаються остаточні випробування (EOL) на рівні комплекту та модуля в 12–400 В постійного струму клас — діапазон, що використовується в акумуляторних пакетах для легкових і комерційних транспортних засобів, у промислових і комерційних системах зберігання енергії (C&I), у побутових системах зберігання енергії та у мобільних системах зберігання енергії. Контейнеризовані шафи для мереж напругою 1500 В, призначені для електроенергетичних систем масштабу корисної установки, — це інша інженерна задача, що вимагає інших засобів забезпечення безпеки та іншої архітектури станції.

Чотири випробування, які завжди плутають

Якщо ви запам’ятаєте лише один пункт із цього посібника, то запам’ятайте цю таблицю. Остаточні випробування (EOL), лабораторна валідація, випробування старіння та циклювання — це чотири різні завдання. Замовники часто замовляють одне з них, а очікують виконання всіх чотирьох.

 

Три практично важливі уточнення:

Сертифікація не охоплює збірку. Типове випробування проводиться на кількох одиницях, які збирають уважно, часто вручну. Ваша виробнича лінія збирає сотні одиниць на тиждень за допомогою динамометричних гайкових ключів і змін робітників. Кожен дефект збирання є невидимим під час типового випробування — і кожен такий дефект становить ризик на рівні окремої одиниці.

Старіння не є бар’єром безпеки. Умови старіння комірок у контролюваному стані заряду та температури. Цей процес не застосовує випробування на витримку напруги, не вимірює ізоляцію й не перевіряє, чи блок витримав переміщення зі стелажа для старіння до остаточної збірки. Блоки часто не проходять EOL після успішного старіння — частіше, ніж очікує більшість людей, оскільки саме при прокладанні жгутів та закритті кришки найчастіше виникають пошкодження.

Циклер не є станцією EOL. Циклер — це прецизійний інструмент для вимірювання комірки або блоку протягом годин. Він не має джерела випробування на витримку напруги, не виконує послідовності випробувань ізоляції й не має робочого процесу «прийнято/відхилено», що керується MES. Циклер можна розмістити всередині станції EOL, але самостійний циклер неможливо перетворити на таку станцію.

Що саме перевіряє станція EOL для блоків

Послідовність EOL у виробництві виявляє дефекти. Вона не характеризує продуктивність. Кожен крок фіксується з вказанням часу й зберігається разом із серійним номером акумуляторного блоку.

3.1 Електробезпека

 

Варто сказати вголос: Випробування на витримку напруги та вимірювання опору ізоляції — це різні випробування, і жодне з них не замінює інше. Опір ізоляції вимірює струм витоку при заданій постійній напрузі; випробування на витримку напруги (hipot) навантажує систему ізоляції, щоб довести її стійкість до пробою. Одне — це вимірювання, інше — випробування на механічне навантаження. Станція, яка пропонує лише одне з цих випробувань, не є повноцінною станцією безпеки.

Перевіряйте діапазон приладу, а не лише випробувальну напругу. Тестер безпеки, розрахований лише на сучасний продукт, може не підходити для продукту наступного року. У системі, про яку йде мова, джерело постійної напруги hipot має номінальне значення 0,05–6 кВ при 10 мА а вимірювач опору ізоляції охоплює 0,1 МОм до 10 ГОм , тому той самий шаф можна перевпрограмувати при зростанні напруги пакета замість того, щоб купувати новий.

3.2 Електричні характеристики

 

3.3 Зв’язок BMS та перевірка даних

Місце розташування EOL у лінії

Типовий потік виглядає так:

Інспекція надходження елементів → збирання модулів → збирання батарейних блоків → старіння / формування → фінальне тестування (EOL) → упаковка → відправлення

Два правила розміщення:

EOL розташовується після етапу старіння та після повного механічного збирання. Усе, що відбувається після тестування — прокладання кабельної системи, закриття кришки, транспортування до контейнера — не перевіряється. Розміщуйте станцію якомога ближче до контейнера, дозволяючи це ваша схема розташування.

EOL — це остання контрольна точка, а не перша. Перевірка надходжень елементів і модульний контроль виявляють проблеми на ранніх етапах, коли їх усунення ще недороге. Виявлення поганого зварного з’єднання на етапі кінцевого контролю означає необхідність переделки готового пакета. Ефективна лінія переносить контроль якнайдалі вгору за технологічним процесом і використовує кінцевий контроль для підтвердження якості готового продукту.

Чому 100-відсоткове тестування на етапі кінцевої перевірки стало базовою вимогою

Безпеку. Пошкодження ізоляції, ненадійне затягування контактів та з’єднання з високим опором не виявляються при вибірковому тестуванні й не проявляють себе очевидним чином. Вони проявляються у вигляді спонтанних відключень, нагрітих роз’ємів або теплових подій після введення в експлуатацію — на об’єкті клієнта. Кінцевий контроль — це остання точка, де виправлення проблеми займає хвилини замість виїзду на місце.

Відповідність вимогам та тендерні процедури Програми, пов’язані з підключенням до мережі та автомобільною галуззю, усе частіше вимагають реєстрів іспитів на одиницю продукції як частини комплекту документації: файли СЕ, якісні подання за зразком PPAP, тендерні пропозиції комунальних підприємств, приймальні випробування на місці та тепер — дані паспорта. У Італії документація, підготовлена під час введення в експлуатацію згідно з практикою CEI 64-8, систематично включає реєстри перевірки обладнання; у тендерних пропозиціях індійських комунальних підприємств докази іспитів на одиницю продукції стали стандартним очікуванням, а не відмінною рисою. Відсутність таких записів затримує приймання, блокує досягнення платіжних етапів та погіршує позиції щодо гарантії.

Витрати на польове обслуговування Усунення несправностей у батарейному модулі на віддаленому сайті сонячної електростанції з накопичувачем або розгляд гарантійного зобов’язання щодо транспортного засобу, розташованого за три ринки, коштує у кілька разів більше, ніж іспит, який міг би виявити несправність. Кожна одиниця, що виходить із ладу на етапі EOL замість того, щоб зазнати збою в експлуатації, — це поїздка техніка, за яку ви не заплатили.