






















Літій-іонні акумулятори (Li-ion) революціонізували способи використання портативних електронних пристроїв, від смартфонів і ноутбуків до електричних дронів, таких як NGI. програмований блок живлення LabViewВони забезпечують високу щільність енергії, тривалий термін служби та відносно швидкий час заряджання. Однак, як і з будь-якою складною технологією, існують обмеження та компроміси, які слід враховувати. Однією з багатьох проблем літій-іонних акумуляторів є їхня висока чутливість до старіння, пошкодження та інших факторів, які можуть погіршити роботу елементів або пошкодити їх. Щоб вирішити ці нагальні проблеми, інженери та вчені використовують симулятори літій-іонних акумуляторів для моделювання, тестування та оптимізації роботи та безпеки цих акумуляторів.
Симулятор живлення літій-іонного акумулятора - це комп'ютерний пристрій або програмне забезпечення, яке імітує поведінку літій-іонного акумулятора, що, безумовно, реально за різних умов роботи, таких як NGI. триканального джерела постійного струмуВін використовуватиме моделі, які можуть бути математичними алгоритмами, для моделювання електрохімічних, теплових та технічних явищ, пов'язаних з акумуляторним блоком, таких як дифузія, кінетика реакцій, виділення тепла, розподіл напруги та зменшення ємності. Керуючи вхідними параметрами, такими як струм, напруга, тепло, стан заряду (SoC) та SoH (стан справності), симулятор може передбачити, як акумулятор реагуватиме та розвиватиметься протягом тривалого періоду.

Симулятори літій-іонних акумуляторів є необхідними інструментами з кількох причин:
1. Проектування та оптимізація: Перш ніж створювати літій-іонний акумулятор, важливо зрозуміти, як він працюватиме в різних сценаріях та конструкціях. За допомогою симулятора інженери можуть оцінити компроміси між щільністю енергії, товщиною батареї, безпекою, вартістю та іншими факторами, а також вибрати найбільш вигідний варіант. Крім того, вони можуть дослідити матеріали, їх геометрію та виробничі процеси, зменшуючи ризик пошкодження справжніх акумуляторів. Крім того, симулятори допоможуть оптимізувати протоколи заряджання та розряджання, мінімізувати деградацію та підвищити ефективність акумулятора.
2. Тестування та валідація: Після створення літій-іонного акумулятора вкрай важливо перевірити його продуктивність та захист за різних умов, таких як, наприклад, зміни температури, перезаряджання, швидке замикання та технічні удари. Однак проведення випробувань таких реальних акумуляторів може бути трудомістким, дорогим та ризикованим. Симулятори літій-іонних акумуляторних блоків можуть імітувати ці випробування контрольованим та повторюваним методом, який надає точну та детальну інформацію про поведінку цього акумулятора. Потім ці записи порівнюються, щоб отримати експериментальні результати, які підтверджують роботу симулятора та підвищують його точність.
3. Діагностика та прогнозування: Літій-іонні акумулятори можуть з часом деградувати та виходити з ладу з різних причин, таких як неправильне використання процесу, старіння, виробничі дефекти або фактори навколишнього середовища. Раннє виявлення та діагностика цих нагальних проблем може запобігти катастрофічним проблемам, продовжити термін служби акумулятора та мінімізувати витрати на обслуговування та заміну. Симулятори літій-іонних акумуляторів можуть аналізувати напругу, струм, температуру та інші сигнали акумулятора, щоб зробити висновок про його стан та передбачити термін його служби, щоб він залишався придатним для використання. Симулятор також може вивчати попередню поведінку акумулятора та підвищувати точність прогнозування за допомогою машинного навчання та методів штучного інтелекту.

Симулятори літій-іонних акумуляторних блоків можуть відрізнятися за складністю, розміром та вартістю залежно від застосування, а також рівня відомостей про необхідність або NGI. програмоване електронне навантаженняОднак, багато що загалом має деякі спільні риси, які можуть бути спільними елементами, наприклад:
1. Електричне коло: електричне коло симулятора літій-іонного акумулятора включає джерело живлення, тобто електричний резистор, та блок керування. Джерело живлення подає на симулятор напругу та струм, які можуть бути постійними або регульованими залежно від випробування. Будь-яка небезпека деформації резистора імітує омічні втрати в електрохімічній реакції акумулятора та розсіює тепло, що генерується акумулятором. Блок керування регулює струм, напругу та тепло акумулятора, а також збирає та аналізує дані з датчиків і симулятора.
2. Математична модель: математична модель симулятора живлення літій-іонного акумулятора відображає фізичні та хімічні процеси, що стосуються акумулятора, такі як електрохімічний транспорт, іонна дифузія, перенесення заряду, а також теплоутворення. Вона базується на різних концепціях та рівняннях, таких як рівняння Батлера-Фольмера, модель Ньюмена або модель Дойла-Фуллера-Гуденафа. Ця математична модель може бути реалізована програмно, прошивково або апаратно, залежно від потреб та доступних ресурсів.
3. Контроль температури: Контроль температури, пов'язаний із симулятором літій-іонного акумулятора, важливий для забезпечення точності та повторюваності цих випробувань. Більшість симуляторів літій-іонних акумуляторів використовують камеру з термічним радіатором, а іноді навіть елемент Пельтьє для контролю температури, пов'язаної з акумулятором. Теплота може бути різною або вибраною в діапазоні, який залежить від умов випробування. Контроль температури також може запобігти тепловому розгону, що є небезпечним станом, коли акумулятор швидко та неконтрольовано нагрівається в результаті внутрішніх реакцій.
4. Аналіз та збір даних: збір та аналіз інформації симулятора літій-іонного акумулятора може бути процедурою збору, обробки та інтерпретації сигналів, що надходять від датчиків, а також від симулятора. Інформація та дані надходять у формі напруги, струму, температури, опору, ємності або імпедансу, і можуть бути вибірково підібрані на різних частотах та з різною роздільною здатністю. Інформація аналізується за допомогою різних методів, таких як перетворення Фур'є, регресійний аналіз або машинне навчання. Дані можуть бути візуалізовані у вигляді графіків, діаграм або таблиць для полегшення інтерпретації та передачі результатів.

Симулятори літій-іонних акумуляторів стикаються з кількома проблемами та можливостями з точки зору точності, складності, масштабованості та ціни, такими як NGI. Блок живлення постійного струму потужністю 1800 Вт.
1. Точність: Точність симуляторів живлення літій-іонних акумуляторів залежить від повноти виробу та якості моделей, що є математично обґрунтованими, точності та безпеці, пов'язаних з датчиками, а також від точності та повторюваності випробувань. Підвищення точності симуляторів літій-іонних акумуляторів вимагає кращого розуміння електрохімічних та теплових властивостей акумуляторів, калібрування, що покращує розміри датчиків, а також кращого контролю та перевірки умов оцінки.
2. Складність: Складність симуляторів літій-іонних акумуляторів залежить від кількості відомих даних та необхідної точності для тестів. Складніші моделі та тести можуть вимагати більше енергії, тобто більше обчислювальних ресурсів, апаратного та програмного забезпечення, а також більше знань, тобто спеціалізованих навичок. Спрощення моделей та тестів може знизити складність та цінність цього симулятора, але також може призвести до певних збитків у точності та реалістичності.
3. Масштабованість: Масштабованість симуляторів літій-іонних акумуляторних блоків залежить від різноманітності та діапазону акумуляторів і застосувань, які вони можуть імітувати. Різні хімічні склади, розміри, форми та конфігурації літій-іонних акумуляторів можуть вимагати моделей, які проходять різні випробування, а також можуть мати суттєво відмінні показники продуктивності та безпеки. Забезпечення масштабованості симуляторів літій-іонних акумуляторів вимагає великого набору даних, який є різноманітним для різних застосувань, а також гнучкої та адаптивної структури, яка може враховувати нові та розвиваються технології.
4. Вартість: Вартість симуляторів літій-іонних акумуляторів залежить від їхньої елегантності та універсальності, а також від обсягу та регулярності оцінювання. Високоякісні симулятори літій-іонних акумуляторів можуть коштувати тисячі доларів або більше та вимагатимуть спеціалізованого обладнання та персоналу. Низькобюджетні симулятори живлення літій-іонних акумуляторів можуть бути трохи дешевшими та доступнішими, але також можуть мати обмежену функціональність та точність. Зниження ціни на симулятори літій-іонних акумуляторів може вимагати кращого виробництва та стандартизованої процедури обігу, а також більш прозорого та конкурентоспроможного ринку.
NGI ввела в експлуатацію базу нового симулятора літій-іонних акумуляторів. Виробнича потужність бази становить 500 000 000 юанів, а операційна площа становить 16 000 квадратних метрів. У штаті працює понад 200 фахівців. Загальна кількість персоналу становить 50% від загальної кількості науково-дослідних працівників.
Різні лідери ринку пропонують рішення для інтеграційного тестування, прилади для симуляції літій-іонних акумуляторів, вимірювачі джерел, системи тестування суперконденсаторів, електронні навантаження постійного струму, джерела живлення постійного струму та симулятори акумуляторів, вироблені NGI та запрограмовані.
Значно зменшити вартість та простір можна за допомогою 24 каналів з інтегрованим високим рівнем заряду, що має симулятор акумулятора NGI N83624. Провідні виробники систем керування акумуляторами (BMS) з Індії, Франції, Німеччини та США використовують симулятор акумулятора N83624.
З рівнем струму нА та напругою 0.1 мВ, симулятор акумуляторів NGI N8336 є симулятором літій-іонних акумуляторів. За допомогою N8336 можна тестувати побутову електроніку, плати захисту акумуляторів, а також мікросхеми BMS AFE, що є чудовим інструментом.