الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۰۹
کد مقاله
IND109
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم – یون شیمی، اجزا، انواع و اصطلاحات – فصل ۱۲: تلرانس استفاده نامناسب از باتری
نام انگلیسی
The Handbook of Lithium-Ion Battery Pack Design – Chemistry, Components, Types and Terminology-Chapter12: Battery Abuse Tolerance
تعداد صفحه به فارسی
۳۲
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۸
کلمات کلیدی به فارسی
باتری لیتیوم – یون
کلمات کلیدی به انگلیسی
Lithium-Ion Battery
مرجع به فارسی
جان وارنر، الزویر
مرجع به انگلیسی
John Warner; XALT Energy, Midland, MI, USA; Elsevier
کشور
ایالات متحده
کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم – یون
شیمی، اجزا، انواع و اصطلاحات
فصل ۱۲: تلرانس استفاده نامناسب از باتری
حال که تمامی زیر سیستم های عمده را در باتری لیتیوم یون بررسی کرده ایم، لازم است تا موارد مرتبط با تست و استفاده نامناسب از سیستم باتری را نیز مورد بحث قرار دهیم. در تمام موارد، سیستم باتری برای بهینه سازی عملکرد و حفاظت از سل های لیتیوم یون طراحی شده است. با این حال، رویدادهایی وجود دارند که در آنها سل ها / سلول های باتری ممکن است از دامنه عملیاتی نرمال خود خارج شوند. بیشتر این حوادث در رابطه با دستورالعمل های طراحی است که در مورد آنها بحث شده است، اما اکنون آنها را در رابطه با طراحی، فرآیند ارزیابی و گزارش (DVP&R)، همراه با مقوله تست مورد بحث قرار می دهیم. این موارد را می بایست به منظور تضمین موفق رویه های مشخص شده و ایمن مرتبط با سل ها در دامنه عملکردی از پیش تعریف شده اعمال نمود.
تست باتری لیتیوم یون را می توان بطور کلی در یکی از مراحل سه گانه ذیل در نظر داشت: ۱) تست خصوصیات و عملکرد، ۲) تست استفاده نامناسب و ۳) تست تأیید و صدور گواهی مرتبط. تست عملکرد و خصوصیات بر ارزیابی نحوه عملکرد باتری تحت یک مجموعه خاص از معیارهای تست تأکید دارد. تست خصوصیت عمدتا در سطح سل برای شناخت عملکرد بنیادی یک سل در ماژول، پک / کلاس خاص و سطح سیستم برای ارزیابی نحوه عملکرد پک در طی پروفیل های عملکردی خاص انجام می شود. تست استفاده نامناسب بعنوان اعمال نوعی فشار و بار کاری بیش از حد بر روی باتری تا لحظه خرابی و ارزیابی نتایج برای انجام تغییرات در طراحی جهت کاهش این خرابی ها بشمار می آید. این نوع تست ممکن است شامل تست شارژ بیش از اندازه، تست ولتاژ بیش از اندازه، تست نفوذ میخ، تست اتصال کوتاه و حتی تست سقوط می باشد. در نهایت، تست تصدیق با کامل کردن یک مجموعه خیلی خاص از تست ها انجام می شود که توسط بخش تصدیق مربوطه تعیین شده و کانون های مختلفی دارند. نمونه هایی از تست تصدیق شامل دستورالعمل های تست تصدیق سازمان ملل برای انتقال کالاهای خطرناک جهت صدور مجوز حمل این کالاها از طریق حمل و نقل جاده ای، هوایی خصوصی یا عمومی می باشد.
در طی فرایند طراحی و در تمامی بحث های مداوم انجام شده با مشتری، مهندس تست باتری باید اطلاعات کافی را برای تدوین یک طرح DVP&R جمع آوری کند. طرح DVP&R شامل مشخصات تمامی تست های کامل شده است که شامل کیفیت واحدهای تست شده، دوره تست، مکان تست و معیارهای موفقیت یا شکست هر یک از سه نوع تست می باشند.
در نمونه گزارش زیر(جدول۱)، یک مثال را از آنچه ممکن است در طرح DVP&R قرار داشته باشند را مشاهده می کنید. طرح DVP&R باید تمامی تست های مورد نیاز انجام شده را در برگیرد و آنها را با یک مجموعه خاص از نیازها یا معیارهای تصدیق و همچنین معیارهایی که نشان می دهند تست تأیید شده است شامل شود. این طرح همچنین باید یک بخش را در مورد گزارش تست دربرگیرد تا اطمینان حاصل شود که نتایج تست بطور دقیق مستندسازی شده اند. این سند یک ابزار پویا است که به طور مداوم با کامل شدن نتایج تست به روز می شود. ایجاد یک جدول نظیر جدول فوق برای هر مرحله از فرایند طراحی و تست معمول است.
تلرانس استفاده نامناسب باتری ۱۲ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
حالت های خرابی باتری های لیتیوم یون
شاید در این نقطه بحث مختصر حالت هایی ارزشمند باشد که در آن باتری های لیتیوم یون می توانند قبل از این که بحث در مورد انواع واقعی تست که ممکن است انجام شود خراب شوند. ما بطور کلی می توانیم حالت های خرابی را در دو طبقه مختلف جای دهیم: حالت های خرابی داخلی و حالت های خرابی بیرونی.
یک حالت خرابی داخلی می تواند از طریق یک نقص تولید، نظیر تولید واریزه در درون jellyroll روی دهد.نقص داخلی دیگر که ممکن است روی دهد افزایش مقاومت داخلی است که بطور کلی ممکن است در انتهای طول عمر باتری ها روی دهد. یک حالت نقص بیرونی زمانی می تواند روی دهد که باتری در خارج از منطقه ایمن خود کار کند یا بخاطر خرابی کنترل ها و سیستم های حرارتی بروز می کند. بدترین حالت خرابی بیرونی در طی تصادف خودرو یا زمانی که یک یا چند سلول در معرض گسیختگی حرارتی قرار می گیرند روی می دهد.
یکی از بزرگترین فراخوان های باتری لیتیوم یون در طی ۲۰ سال گذشته بخاطر حالت خرابی داخلی بود. در اویل سده ۲۰۰۰، شرکت سونی صدها هزار باتری لیتیوم یون که در کامپیوترهای لپ تاپ استفاده می شد را بخاطر خطر آتش سوزی از رده خارج کرد. با وجود این که ممکن است چندین دلیل بالقوه برای خرابی های این سل ها وجود داشته باشد، آیتمی که شناسایی شد یک نقص در فرایند تولید در زمان بررسی درب های سل های نوع ۱۸۶۵۰ بود. برمبنای این بررسی مشخص شد که روکش نیکل روی محفظه ها آسیب دیده و ذرات خرد در طی فرایند محکم کردن پوسته پوسته شد. این فرایند به ورود مواد به jellyroll و در نهایت اتصال کوتاه داخلی منجر می شد. در نتیجه این فرایند، شرکت سونی فرایندهای مونتاژ خود را در جهت جوش کردن درب ها تغییر داد.
تلرانس استفاده نامناسب باتری ۱۲ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
تست ویژگی و عملکرد
تست عملکرد باتری معمولا در چندین مرحله انجام می شود که شروع آن با تعیین مشخصه سل انجام م شود. هدف از این کار تعیین نحوه عملکرد سل تحت یک مجموعه خاص از معیارهای عملیاتی است. این فرایند به مهندس سیستم اجازه می دهد تا سیستمی را طراحی کند که تضمین می کند سل ها در خارج از دامنه عملیاتی خود کار نمی کنند. تعیین مشخصه معمولا یک سری از سیکل های شارژ و دشارژ است که در محدوده های دمایی مختلف تحت سیکل های تست همسان انجام شده اند.
بطور کلی تست مشخصه با استفاده از یک کانال یا سیل گذار انجام شده است که جریان و توان را برای سلول یا پک فراهم می کند و با یک واحد مجزا کنترل شده است که ویژگی های قابل برنامه ریزی را فراهم می کند(شکل۱) و در نهایت در یک محفظه حرارتی انجام شده است تا دماهای سل را در طی تست مدیریت کند. محفظه حرارتی سل ها،ماژول ها و پک های تست شده را در دماهای خاص از ۴۰- درجه تا حدود ۶۰ درجه وبیشتر فعال می سازد (شکل ۲).
تلرانس استفاده نامناسب باتری ۱۲ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
تست ایمنی و استفاده نامناسب
تست ایمنی و استفاده نامناسب می توانند طیف وسیعی از شرایط را بسته به نیازهای خاص کاربردی از شارژ بیش از اندازه یک سل تا شارژ بیش از اندازه یک پک کامل، تا جایگذاری یک میخ در داخل یک سل یا پک برای ارزیابی نحوه خرابی آن، انجام تست ارتعاش و شوک، فرسودگی باتری در طی زمان، پاشش محفظه با یک اسپری نمک خورنده و اسپری های ماسه ای و تست های نفوذ آب فشار بالا برای استفاده تکراری در زمینه های خودروسازی دربرگیرد. تمامی این تست ها برای هر زمینه کاربردی مورد نیاز خواهند بود بنابراین ذکر این نکته مهم است که کدام بازار، برنامه کاربردی و منطقه مکانی محصول شما برای تعیین مجموعه درست از تست های ایمنی و استفاده نامطلوب در نظر گرفته شده است.
تلرانس استفاده نامناسب باتری ۱۲ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
تست تأیید فنی / گواهی
تست تأیید با هدف عمده انجام شده است. اول تأیید محصولات برای مصرف مطابق با کاربردهای صنعتی یا دولتی خاص. نمونه هایی از این نوع تست شامل تأییدیه DNV برای پک های دریایی، تست NHTSA برای زمینه های خودروسازی و تست UL برای تجهیزات و زمینه های خانگی می باشد. نوع دوم تست تأیید برای تضمین ایمنی افراد و تجهیزات در زمان حمل و نقل انجام شده است. این نوع تست عمدتا بنابر پیشنهادات سازمان ملل در مورد حمل کالاهای خطرناک انجام می شود و شامل دستورالعمل های تست و معیارهایی است که طبق آن بیشتر کشورها قواعد حمل و نقل خود را تنظیم کرده اند.
سازمان ملل
ماده ۳۸٫۳ دستورالعمل سازمان ملل در مورد حمل و نقل کالاهای خطرناک باتری های لیتیوم یون و فلز لیتیوم نام دارد و تستی که لازم است قبل از حمل و نقل پک باتری یا سل لیتیوم یون انجام شود را دربرمی گیرد. ماده ۳۸٫۳ یک مجموعه خیلی خاص از تست را شرح می دهد که باید از طریق یک منبع تست معتبر برای تأییدیه حمل باتری انجام شود. این ماده از دستورالعمل تست پس از چندین حادثه بزرگ مربوط به حمل و نقل هوایی در زمانی که سل های لیتیوم یون در طی حمل و نقل آسیب دیدند یا برخی خرابی هایی دیگر که حین حمل سل ها با هواپیما روی داد تدوین شد. متاسفانه،چندین حادثه مشابه در اوایل سده ۲۰۰۰ روی داد که نیاز به این نوع تأییدیه را مطرح کرد.
تلرانس استفاده نامناسب باتری ۱۲ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
آزمایشگاه Underwriter
آزمایشگاه Underwriter (UL) در زمینه تأیید تست باتری لیتیوم یون خیلی فعال است. بخشی از فعالیت صدور مجوز UL و استانداردهای آن تا به امروز بر زمینه های غیر از خودروسای ،بخصوص بر محصولات برق همراه، تجهیزات خانگی، صنعتی و تجاری تأکید کرده است. در حالی که UL با کمیسیون بین المللی الکترونیکی (IEC) همگام شده است، سازندگان تجهیزات اصلی خودرو مجوز UL برای خودروسازی را نادیده گرفتند. چون این سازندگان قبلا تست های متعدد و همکاری زیادی را با سازمان هایی نظیر جامعه مهندسین خودروساز (SAE) برای تدوین استانداردهای طراحی و تست باتری گذرانده اند، تمایلی به اضافه کردن سطح دیگری از تایید که تقریبا همان ضوابط قبلی را اعمال می کند ندارند بخصوص این که یک لایه جدید هزینه به باتری گران قیمت قبلی اضافه خواهد شد.
تابه امروز، UL همچنان به مشارکت با SAE، IEC، و دیگر گروه های صنعت خودرو ادامه می دهد اما استانداردهای مجوز اصلی امروز بر تجهیزات برق قابل حمل و خانگی تأکید کرده اند. با این حال، ULاستاندارد باتری های ۲۵۸۰ را برای استفاده در خودروهای برقی وضع کرد که مجموعه ای از استانداردهای صدور مجوز را در مورد توانایی باتری ها برای مقاومت در برابر شرایط شبیه سازی شده استفاده نامناسب ارائه می کند. ضرورت های تست این شبیه سازی استاندارد برخی از موارد مورد نیاز توسط تولیدکنندگان خودرو و راهنمای تست سازمان ملل، شامل یک سری از آزمایشات الکتریکی، آزمایش مکانیکی، و آزمون های زیست محیطی است. بنابراین تست UL در مورد آنچه برای حمل ونقل UL لازم است انجام می شود، اما بطور گسترده مورد قبول سازندگان تجهیزات اصلی خودرو به عنوان یک نیاز طراحی پذیرفته نشده است.
تلرانس استفاده نامناسب باتری ۱۲ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
ضرورت های عمده تأیید UL برای باتری های لیتیوم یون که امروزه وجود دارند شامل :
* سل لیتیوم UL 1642
* باتری های UL 1973 برای استفاده در کاربردهای ریل برق سبک و تجهیزات برقی ثابت
* باتری های حالت انتظار UL 1989
* سل آلکالین UL 2054 یا پک های آلکالین/لیتیوم
* باتری های UL 2271 برای استفاده در تجهیزات خودروی برقی سبک
* باتری های UL 2580 برای استفاده از خودروهای برقی
* UL/CSA/IEC 60950 ( ممکن است در ارتباط با UL 2054 ارزیابی شود)
* باتری های UL/CSA/IEC 60065 بکار رفته در تجهیزات ویدئویی و صوتی
تلرانس استفاده نامناسب باتری ۱۲ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
صدور گواهینامه برای کاربردهای دریایی
گروه دیگری از مجوزها باید در صورتی بررسی شوند که سیستم ذخیره سازی شما برای برای تجهیزات دریایی گواهینامه های DNV-GL, Lloyd’s, و ABS باشد. این سازمان ها در محل اولیه گسترش گواهینامه های منحصر به فرد خود برای باتری های لیتیوم یون قرار دارند که در کاربردهای دریایی استفاده شده اند. امروزه، این سه سازمان یک مجموعه منتشرشده جدید از استانداردهای تصویبی را با تأکید بر استفاده از باتری های لیتیوم یون در سطح پک یا سیستم دارند، اما تا به امروز این نهادها استانداردهای نوع سطح سل یا صدور گواهینامه را تدوین کرده اند.
تلرانس استفاده نامناسب باتری ۱۲ کتاب راهنمای طراحی باتری لیتیوم یون شیمی
دستورالعمل های طراحی و بهترین شیوه ها
* اول، مطمئن شوید که کاربرد بازار مصرف کننده نهایی باتری را می دانید. این کار شاید مهم ترین مرحله برای تدوین یک طرح DVP&R کامل و کارآمد باشد.
* طرح تست باید هر تست خاص صنعت و مجوزها را علاوه بر نیازهای تست مشخص شده توسط مشتری در نظر گیرد.
* دوم، با مشتری صحبت کنید. هر مشتری، خواه یک سازنده تجهیزات اصلی باشد، یک تولیدکننده کوچک یا جایی میان این دو باشد، وظیفه شما اطمینان از این مسئله است که آنها درک می کنند که تست صنعت و قانونی لازم است، اما تست باید تضمین کند که نیازهای مشتری شما نیز در نظر گرفته شده اند.
* سه نوع اساسی تست که در باتری های لیتیوم یون انجام می شود شامل تست مشخصه، تست ایمنی و استفاده نامناسب و تست گواهینامه است.
* ماده ۳۸٫۳ راهنمای سازمان ملل در مورد حمل و نقل کالاهای خطرناک مقرر می دارد تست باید برای حمل و نقل سل ها، ماژول ها و پک های لیتیوم یون انجام شود.
* کاربردهای دریایی به تأیید و تصویب سازمان هایی نظیر DNV-GL, Lloyd’s, and ABS. نیاز دارد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
