[技術探討]車用電池為何需要漣波電流測試?

22 Jan 2021

漣波(ripple)為電子學名詞,最常見的定義是指在直流電源上,不希望出現的交流電壓變動量。車用電池在車載電力轉換環境下需要經常性面對非理想的電源漣波,長期將可能加速電池劣化,在嚴苛低溫環境下尤其顯著,也因如此,車用電池需要漣波電流測試以確保品質。

電源轉換時從馬達驅動器、車載充電器、直流充電樁、煞車充電等裝置引入,是漣波電流的主要來源, 在電池滿充電或低電力的狀態可能產生瞬間暫態的過充電或過放電,現行BMS保護機制大概在10mS~1mS的範圍, 頻率在100Hz~1kHz以上暫態過充電與過放電無法及時透過外部阻斷達到電壓保護。

暫態的過充電與過放電可能是微量劣化,但經過時間積累將反應在容量衰退,導致電池上車後的使用壽命短於保障里程數的問題!許多研究表示,電池過充電有機會觸發鋰金屬沉積在負極表面,部份鋰金屬會變成死鋰 (dead lithium),無法再參與氧化還原的過程,進而造成容量衰退,甚至沉積嚴重衍生成鋰枝晶造成電池內短的風險;另一方面,電芯過放電使用可能造成固態電解質介面層SEI層分解,而造成下次充電會重新生成SEI層消耗鋰離子,進而造成鋰損失,也有機會導致負極銅的析出,沉積在正極邊緣形成金屬毛刺增加內短風險。

 

漣波電流測試最主要目的為測試電池對暫態超規使用的耐受性

致茂所提供的漣波電流測試方案可增加電池暫態超規使用的耐受性,藉由正弦波來模擬車載情境的電源漣波,若期望縮短測試時間,常見的方式有加嚴漣波電流振幅或測試於低溫環境下,以下為測試方案特點:

  • 100Hz~20kHz,最大150Ap-p振幅,適用於各種車用電池的漣波老化分析
  • 獨立交直流迴路的設計對直流充放電截止判斷影響最低
  • 漣波電流可疊加於各種CC , CV, CP充放電模式
  • 可程式化整合溫箱控制

致茂漣波電流充放電測試方案近期成功獲得歐洲電池製造大廠採用,相關產品訊息請瀏覽致茂官網並留下您的需求與聯絡⽅式,我們將竭誠為您服務。

電池芯充放電測試系統