Zephyrnet Logosu

Pil döngüleyiciler: elektrokimyasal malzeme ve cihazların ayrıntılarına ışık tutuyor – Fizik Dünyası

Tarih:

AMETEK Scientific Instruments'ın çok yönlü pil analizörleri, uzun süreler boyunca tekrarlanabilir test dizilerine olanak tanıyan uygulamalı Ar-Ge ve üretim ortamlarında kullanılıyor

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/web-IMG_1666-scaled.jpg" data-caption="ölçmek için yapılmış AMETEK SI'nın SI-6200 ve SI-9300R akü döngüleyicileri, araştırmacıların ve üreticilerin yeni akü kimyaları ve malzemelerinin değerlerini karşılaştırmasına olanak tanır. Yukarıda: Bir AMETEK SI saha mühendisi, SI-9300R'nin bir müşteri test tesisinde kurulumunu, devreye alınmasını ve kabulünü denetlemektedir. (Nezaket: AMETEK SI)” title=”Resmi açılır pencerede açmak için tıklayın” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/web-IMG_1666-scaled.jpg”>AMETEK SI mühendisi akü döngüleyicinin kurulumunu denetler

Maliyet, performans ve inovasyona ilişkin tüm temelleri kapsayan en son teknolojiler. Ürün geliştirme ekibinin mantrası budur AMETEK Bilimsel Cihazlar (AMETEK SI), elektrokimyasal çalışmalar ve pil karakterizasyonuna yönelik uzman test sistemleri üreten ABD'li üretici. Biraz yakınlaştırdığınızda operasyonel referans noktalarının da benzer şekilde net olduğunu göreceksiniz. Önde ve merkezde, akademik araştırma, endüstri Ar-Ge ve toplu üretimi kapsayan kozmopolit bir müşteri karışımının yanı sıra kapsamlı bir elektrokimyasal portföy (batarya döngüleyicileri, potansiyostatlar, galvanostatlar, frekans tepkisi analizörleri ve yardımcı donanım ve yazılım açısından çok daha fazlası) yer alır.

AMETEK SI son kullanıcıları ve ürünleri, çok çeşitli test ve ölçüm uygulamaları (enerji depolama sistemleri, fiziksel elektrokimya, korozyon bilimi, biyomedikal cihazlar ve katı hal malzemeleri) genelinde eş zamanlı olarak haritalanır ve 100'den fazla birleşik malzeme üzerine inşa edilir. Üreticinin üç temel markası genelinde uzun yıllara dayanan teknoloji liderliği: Princeton Uygulamalı Araştırma, Solartron Analitik ve Sinyal Kurtarma.

Zaman içindeki performans

Eğer arka hikaye buysa, geliştirme yol haritasının şimdisi ve bir sonraki aşaması ne olacak? Yakın vadede, teknolojik yeniliklerin gelişen son kullanıcı gereksinimleriyle uyumlu hale getirilmesi, AMETEK SI'nın en yeni ürün tekliflerinin altını çiziyor: SI-6200 ve SI-9300R cep telefonları, PC'ler, elektrikli araçlar (EV'ler) ve benzerlerindeki uygulamalara yönelik gelişmiş pillerin araştırma ve üretim testleri için pil döngüleyicileri. Kısacası, bu yüksek performanslı pil döngüleyicileri, araştırmacıların ve üreticilerin yeni pil kimyalarının ve malzemelerinin avantajlarını, birden fazla koordinat boyunca ömür boyu performansı doğrulamak için uzun zaman dilimlerinde (birkaç haftadan birkaç aya kadar) yürütülen tekrarlanabilir bisiklet testleriyle karşılaştırmasına olanak tanır.

Bu nedenle, AMETEK SI akü döngüleyicileri her türlü test olanağını sağlar: sabit akım, sabit voltaj (CC-CV); sabit güç (CP); sabit direnç (CR); döngüsel voltametri (CV); yanı sıra bir dizi hızlı darbe ve gerilim/akım rampa şeması. Bu karışıma, "şarj durumu" (SOC) adı verilen analiz için tahribatsız bir teknik olan elektriksel empedans spektroskopisi (EIS) ve pil içindeki erken arıza tespiti dahil olmak üzere gelişmiş teşhis yöntemleri de dahildir; EV uygulamalarında pil hücrelerinin deneyimlediği gerçek dünya ortamını simüle etmek için kentsel sürüş profili döngü testi (rastgele dalga formları); ve sağlık durumunu (SOH) ve tekrarlanan şarj/deşarj döngüleri boyunca pil malzemelerindeki yapısal değişiklikleri izlemek için diferansiyel kapasite analizi.

The SI-6200kendi adına, yeni nesil pil malzemelerini, süper kapasitörleri ve mikro yakıt hücrelerini kanal başına 200 mA/10 V'ye kadar test etmek için tasarlanmıştır. Analizörün temel özellikleri arasında: istiflenebilir 10 kanallı modüller (veya kabin tabanlı) kullanılarak bağımsız çalışma; yüksek veri toplama hızları (tüm kanallarda saniyede binlerce ölçüm); ve yüksek çözünürlüklü 24 bit dönüştürücülerin dahil edilmesi (hücre davranışlarındaki küçük farklılıkların erken tespitini sağlamak için).

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/web-M-DeSantis-headshot.jpg" data-caption="Massimo DeSantis "Önemli olan her zaman memnun son kullanıcılara öncelik vermektir." (Nezaket: AMETEK SI)” title=”Resmi açılır pencerede açmak için tıklayın” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/web-M-DeSantis-headshot.jpg”>Massimo DeSantis

"Kanal başına nispeten düşük akım nedeniyle, SI-6200 AMETEK SI'yı da içeren daha geniş bir iş birimi olan AMETEK Gelişmiş Ölçüm Teknolojisi (AMT) Bölüm Başkan Yardımcısı Massimo DeSantis, "Öncelikle prototip madeni para hücrelerinin ve küçük ölçekli enerji depolama cihazlarının test edilmesine odaklanıyor" diye açıklıyor. "Bu ilk aşamadaki cihaz geliştirme ve testi, uygulamanın 'en iyi noktasını' temsil ediyor, ancak döngüleyici bir üretim ortamında da kullanılabilir."

Daha önce akademik araştırma ortamlarıyla sınırlı olan EIS yeteneğinin artık endüstriyel Ar-Ge ve üretim testlerine geçiş yaptığını belirtmekte fayda var. Nedenini görmek zor değil. Yeni başlayanlar için EIS, bir pilin elektriksel tepkisini izlemek için farklı frekanslarda direnç, kapasitans ve empedansın ayrıntılı analizini sağlar. Bu frekansa bağlı bilgiler, yan reaksiyonlar, elektrot bozulması, elektrolit yaşlanması ve SOH bozulması gibi çeşitli performans sorunlarına ışık tutuyor.

Dahası, EIS aşağıdakiler için kullanılabilecek invaziv olmayan bir tekniktir: in-situ veya pilin normal çalışma modunu kesintiye uğratmadan gerçek zamanlı izleme. Bu büyük bir kazançtır ve üreticilerin EIS ölçümlerini üretimin farklı aşamalarında piller üzerinde uygulayabileceği, performansta tutarlılık sağlayabileceği ve üretim sürecindeki herhangi bir kusur veya anormalliği erken tespit edebileceği (iş akışı verimliliği ve cihaz güvenilirliğinin önemli olduğu durumlarda) anlamına gelir.

Güç ilerlemeleri

Uzatma olarak, SI-9300R pil döngüleyici – pilin “ağabeyi” SI-6200 – 10 V/200 A'ya kadar yüksek güçlü pilleri, yakıt hücrelerini ve elektrolizörleri test etmek için tasarlanmıştır. Bu nedenle, her kanal SI-9300R ile aynı temel işlevleri yerine getirir. SI-6200 – dahili EIS özelliği ile – ancak EV pilleri geliştiricilerini ve EV “ikinci ömür” pilleri (“otomotiv ömrünün” sonuna ulaşmış ancak yaklaşık 70-80 kapasiteyi koruyan) geliştiricilerini hedef alan ek özelliklerle birlikte %).

Kardeş ürünü gibi, SI-9300R modüler ve ölçeklenebilirdir - birden fazla bilgisayar aracılığıyla kontrol edilebilen ve izlenebilen farklı kabin seçenekleriyle (42U ve 24U) ve 1000 A'ya kadar testleri mümkün kılmak için beş adede kadar kanal paralel olarak bağlanabilir. "Uygulamalara bakıyoruz endüstriyel Ar-Ge'de ve aslında yüksek güçlü piller ve yakıt hücrelerinin gelişmiş prototip testleriyle ilgilenen her türlü araştırma ortamında," diye belirtiyor DeSantis.

İşin önemli bir yönü SI-9300R Ürün ekibine göre, geleneksel akü döngüleyicilere göre 5 kata kadar yer tasarrufu ve yıllık işletme maliyetlerinde %90 tasarruf sağlayabilen rejeneratif güç yönetiminin uygulanmasıdır. Bu tür aktif müdahale olmadığında, hücreler birden fazla kanala boşalırken çok fazla ısının dağılması gerekir; bu da analizörün içindeki soğutma sistemleri için ilave alan anlamına gelir. İçinde SI-9300Rancak güç, aynı anda hem deşarj hem de şarj olan kanallar arasında dahili olarak yeniden dolaştırılır.

Bu arada, sistem güvenilirliği, akü-dönüştürücü ekipmanının son kullanıcıları için büyük bir endişe kaynağıdır; amaç, bu akü test dizilerinin gerçekten otonom olarak döngülenmesidir. Bunu akılda tutarak, hem SI-6200 ve SI-9300R Veri toplama ve depolama konusunda daha güvenli ve sağlam bir yaklaşım sağlamak için AMETEK SI'nın patentli Direct-to-Disk teknolojisine güvenin. Basitçe söylemek gerekirse: veri kaybı riskini en aza indirmek için pil döngüleyiciden gelen veriler doğrudan bir disk sürücüsüne (ara bilgisayar yok) depolanır.

Bunların hepsi güçlendirilmiş Aspire Enerji Yazılımı – “AMETEK akü analizörlerinin ruhu” – bisikletçilerin, iklim odalarının, veri kaydedicilerin ve yardımcı ekipmanların yönetimi için tam entegre bir test ortamı sağlar. Ürün geliştirme ekiplerinin genellikle dünya çapında dağıldığı göz önüne alındığında, Aspire'ın paylaşılabilir kitaplıkları, sonuçların tutarlılığını sağlamak için testlerin, grafiklerin ve veri analizlerinin önceden yapılandırılmasına ve tüm kullanıcılar tarafından paylaşılmasına olanak tanır.

Operasyonel olarak, AMETEK SI'nın, akü döngüleyicilerinin müşterinin laboratuarında veya test tesisinde kurulumu, devreye alınması ve kabulünü desteklemek üzere şirket tarafından eğitilmiş saha mühendislerini görevlendirme konusunda ısrar etmesi önemlidir. DeSantis şu sonuca varıyor: "Motivasyonlarımız açık." "Her şey daha sorunsuz bir katılım sürecine, teknik soruların daha hızlı çözümlenmesine ve her zaman memnun son kullanıcılara ulaşmayı amaçlayan bir eğitim programına öncelik vermekle ilgilidir."

AMETEK Bilimsel Cihazlar

spot_img

En Son İstihbarat

spot_img