Les tests sont une étape essentielle dans la fabrication de batteries lithium-ion sûres, efficaces et durables. Voici ce que les fabricants devraient tester sur chaque batterie qu’ils produisent.
La fabrication de batteries lithium-ion (Li-ion) est un métier qui implique de nombreuses responsabilités. Les batteries qui ne sont pas produites en tenant compte de certains facteurs et normes peuvent entraîner des performances défectueuses, une durée de vie réduite et même des situations dangereuses. Pour garantir la sécurité des consommateurs, il existe un certain nombre de certifications exigées par différents marchés en ce qui concerne les batteries Li-ion, notamment UN38.3, IEC62133, UL et CE. Ces certifications mettent en place des normes de test des batteries au lithium-ion que les fabricants de batteries lithium-ion doivent respecter. Voici ce que le fabricant de votre batterie devrait évaluer pendant le processus de test de la batterie.
Qu'est-ce qui est évalué lors des tests des batteries au lithium-ion ?
1. Matières premières (cellule, BMS et chargeur)
Les tests de matières premières impliquent l'évaluation avant production des cellules d'une batterie, du système de gestion de batterie (BMS) et du chargeur. Au cours de ce processus, les cellules doivent être inspectées avec un testeur de résistance interne, les BMS doivent être évalués via un testeur de carte de protection et les chargeurs doivent être évalués avec un wattmètre pour vérifier les spécifications du chargeur. Conformément aux normes de test des batteries lithium-ion, les tests des matières premières constituent une étape très importante dans la pré-production des batteries.
2. Le processus de tri et les machines de tri automatiques
Le tri des batteries est la première étape du processus de fabrication des batteries. Au cours de cette phase, les piles sont triées par tension, capacité et résistance interne, puis regroupées pour être assemblées en packs. Qu'ils soient effectués manuellement ou par une machine automatisée, les tests et l'audit de ce processus sont essentiels pour garantir la cohérence, la sécurité et la fiabilité des packs de batteries fabriqués.
3. Le processus de soudage par points et les machines de soudage par points
Dans la fabrication de batteries, le soudage par points est le processus consistant à assembler les cellules de la batterie via une bande de nickel conjonctive. Cela peut être fait à la main, à la machine ou par une combinaison des deux. Il existe quatre types de machines de soudage par points : automatiques, semi-automatiques, entièrement automatiques et pneumatiques. Le soudage par points est une solution sérieuse et intégrale processus de fabrication de batteries. Les machines à souder par points doivent être entretenues chaque semaine et l'aiguille de soudage par points doit être changée en fonction des spécifications de chaque bande de nickel. L'évaluation de ce processus et de toutes les machines impliquées garantit l'exactitude assemblage de packs de batteries lithium-ion.
4. Charge-Décharge et vieillissement
Un test de vieillissement charge-décharge détermine le nombre de fois qu'une batterie peut être utilisée en l'évaluant par des cycles répétés de charge et de décharge jusqu'à ce que la batterie se détériore. Lors des tests de vieillissement charge-décharge, la tension, la capacité, la décharge continue maximale, la charge continue maximale, les cycles de batterie, le soudage par points et l'assemblage BMS d'une batterie sont tous évalués.
5. Tolérance à la température et à l'humidité
La chimie des batteries Li-ion peut être affectée par les fluctuations de température et d'humidité, entraînant une modification des cycles de vie et des performances de la batterie. Un testeur de température et d'humidité constantes est une machine qui simule différentes conditions environnementales, testant les performances de la batterie à différents niveaux de température et d'humidité. Ce processus est utile pour analyser et modifier la conception des blocs-batteries afin de garantir les meilleures performances et fiabilité.
6. Tolérance aux vibrations
Lors des tests de vibration, les environnements de travail des batteries lithium-ion sont simulés tandis que des inspections du soudage par points, des points d'interface des connecteurs et des processus de câblage sont effectuées. Ces tests garantissent l’intégrité structurelle et la durabilité d’une batterie.
7. Charge électronique
Un test de charge électronique simule l'environnement de travail en temps réel d'une batterie tout en évaluant ses performances électroniques et ses fonctions de protection, telles que la protection contre les surtensions, la protection contre les surintensités, la protection contre les surpuissances, l'inversion de tension et la protection contre les surchauffes.
8. Niveaux de tension
Au cours du processus de test, il est courant d’évaluer les niveaux de tension dans les cellules d’une batterie. S'il s'avère qu'un bloc de batterie présente un écart de tension, une alimentation CC est utilisée pour charger les cellules avec une tension inférieure jusqu'à ce qu'elles correspondent aux niveaux des cellules à tension plus élevée, résolvant ainsi le problème.
9. Charge de la batterie
Le test de charge de la batterie évalue les données de sortie d'une batterie. Des compteurs de charge de batterie sont utilisés dans ce processus, testant les performances de sortie ultimes d'une batterie pour garantir la sécurité et la fiabilité.
10. Tests complets de batterie
Avant expédition, toutes les batteries doivent être évaluées avec un testeur de batterie complet. Ces appareils évaluent la résistance interne, la protection contre les décharges, la protection contre les courts-circuits, la protection contre les retards de coupure, etc.
11. Diagnostics
Lorsqu'on découvre qu'une batterie ne fonctionne pas correctement pendant le processus d'évaluation, on ne sait pas pourquoi, un multimètre est utilisé pour mesurer la tension, la résistance et le courant des cellules. Les résultats de ce test Li-ion indiquent d'où proviennent les problèmes (dans les cellules ou dans le BMS) afin qu'ils puissent être correctement résolus.
Conception et fabrication de batteries lithium-ion nécessite une expertise spécialisée et un engagement sans faille envers la qualité. Chaque étape de fabrication des batteries, y compris des tests approfondis avec un équipement de test lithium-ion avancé, est importante pour garantir une qualité et une fiabilité constantes.
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