I. Zweck und Anwendungsbereich:
Das Protection Circuit Module (PCM) ist eine wichtige elektronische Komponente, die für die Überwachung und den Schutz von Geräten in einer Vielzahl von Anwendungen verantwortlich ist - von kleinen Unterhaltungselektronikgeräten bis hin zu großen Industrieanlagen. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Sicherheit von Batterien und Geräten zu gewährleisten, indem es gefährliche Zustände wie Überladung, Überentladung, Überstrom und Kurzschlüsse verhindert.
Arbin bietet eine auf die Produktionslinien der Kunden zugeschnittene End-of-Line (EOL)-Prüflösung an, um die Funktionalität und Zuverlässigkeit von Schutzschaltungsmodulen (PCMs) zu bewerten. Diese Prüfung stellt sicher, dass das PCM angemessen reagiert, wenn die Spannung oder der Strom einer Batterie die vorgesehenen Mindest- oder Höchstwerte überschreitet. Unter solchen Bedingungen sollte sich das PCM automatisch abschalten, um Schäden oder Sicherheitsrisiken im Zusammenhang mit Überspannung, Unterspannung, Überstrom oder Kurzschluss zu vermeiden.
II. Prüfung
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Verfahren
Die folgenden Schritte beschreiben das Standardverfahren, das mit dem Arbin EOL-System zur Überprüfung der wichtigsten Schutzfunktionen des PCM durchgeführt wird. In jedem Schritt werden Fehlerbedingungen simuliert, um die Fähigkeit des PCM zur Abschaltung oder Wiederherstellung wie vorgesehen zu überprüfen.
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Schritt |
Prüfgegenstand |
Beschreibung |
|---|---|---|
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1 |
Schutz vor Überladung |
Simulieren Sie eine Überladung der Batterie. Erhöhen Sie die Spannung allmählich, bis das PCM die Verbindung unterbricht. Notieren Sie die Spannung, bei der der Ausgangsstrom auf 0 A abfällt. |
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2 |
Überladung freigeben |
Verringern Sie langsam die variable Versorgungsspannung. Notieren Sie die Spannung, bei der die Stromausgabe wieder einsetzt. |
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3 |
Schutz vor Unterladung |
Simulieren Sie eine Unterladung der Batterie. Verringern Sie allmählich die Spannung, bis das PCM die Verbindung unterbricht. Zeichnen Sie die Spannung auf, wenn der Ausgangsstrom auf 0 A fällt. |
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4 |
Unterladung Freigabe |
Erhöhen Sie langsam die variable Versorgungsspannung. Notieren Sie die Spannung, bei der die Stromausgabe wieder einsetzt. |
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5 |
Erkennung von Überströmen beim Laden |
Bestätigen Sie den Überstromschutz während des Ladevorgangs. Erhöhen Sie schrittweise den Strom und notieren Sie den Wert, bei dem das PCM die Abschaltung aktiviert. |
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6 |
Überstromerkennung bei Entladung |
Überprüfen Sie den Überstromschutz während des Entladens. Erhöhen Sie schrittweise den Entladestrom und notieren Sie den Wert, bei dem das PCM die Abschaltung aktiviert. |
Umsetzung mit der Software Arbin MITS 11:
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Schritt |
Test Name |
Beschreibung |
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|---|---|---|---|
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Test Überladungsspannung |
Simulieren Sie eine Überladung der Batterie, indem Sie die Spannung schrittweise erhöhen. Das PCM sollte den Ausgang abschalten, sobald die Spannung den vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Dies wird durch die Beobachtung bestätigt, dass der Ausgangsstrom auf 0 A. |
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2 |
Bestätigen Sie die Wiederherstellung der Überladung |
Verringern Sie langsam die Spannung, um zu überprüfen, ob das PCM die Ausgabe automatisch wieder aktiviert, wenn die Spannung in einen sicheren Bereich zurückkehrt. Dieser Schritt gewährleistet ein ordnungsgemäßes Wiederherstellungsverhalten nach einem Überladungsereignis. |
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3
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Test Unterspannung |
Simulieren Sie eine Tiefentladung durch allmähliches Absenken der Spannung. Das PCM sollte den Ausgang abschalten, um die Batterie vor einer Tiefentladung zu schützen, sobald die Spannung unter den sicheren Grenzwert fällt. |
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4 |
Unterlastfreigabe bestätigen |
Kehren Sie den Zustand der Unterladung um, indem Sie die Spannung schrittweise erhöhen. Das PCM sollte die Leistung wiederherstellen, wenn die Spannung ein sicheres Niveau erreicht, damit der Stromkreis nicht unnötig deaktiviert bleibt. |
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5 |
Bestätigen Sie den Überstromschutz der Ladung |
Legen Sie eine Ladestromrampe an. Das PCM muss erkennen, wenn der Ladestrom den zulässigen Grenzwert überschreitet, und die Verbindung unterbrechen, um Überhitzung oder Schäden zu vermeiden. Anmerkung: Zur Berechnung des Überstromwertes (IEnde), werden die folgenden Formeln verwendet: Methoden der Kapazitätserfassung: |
  LS_charge_capacity
 TC_Ladung_Kapazität
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6 |
Bestätigen Sie den Überstromschutz für die Entladung |
Testen Sie die Reaktion des PCM auf einen übermäßigen Entladestrom. Das PCM sollte den Ausgang abschalten, sobald der Entladestrom die Sicherheitsschwelle überschreitet. Anmerkung: Es gilt die gleiche Formel wie in Schritt 5:
Methoden der Kapazitätserfassung: |
  LS_Entladungskapazität
 TC_Entladungskapazität
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Integration der EOL-Automatisierungslinie:
Die folgenden Bilder zeigen die Konfigurations- und Automatisierungsmöglichkeiten von MITS 11 Software in einer End-of-Line (EOL) Testumgebung. Diese Setups sind speziell für die Durchführung der oben beschriebenen PCM-Validierungstests konzipiert:
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Schnittstelle des EOL-Dashboards |
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EOL-Testbericht |
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Details der Testzusammenfassung |
Test |
Kriterien |
Gemessener Wert |
Ergebnis |
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1 |
Überladung Spannung |
Im Bereich [4.1, 4.4] V |
4.007742A |
❌ Gescheitert |
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2 |
Überladung Spannungsauslösung |
Im Bereich [3,5, 4] V |
3.6116747 V |
✅ Bestanden |
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3 |
Unterladung Spannung |
Im Bereich [2.8, 3,2] V |
2.992585 V |
✅ Bestanden |
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4 |
Unterladung Spannungsfreigabe |
Im Bereich [3.35, 3.8] V |
3.406495 V |
✅ Bestanden |
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5 |
Ladung Überstrom |
Im Bereich [0,8, 1,26] A |
1.257388 A |
✅ Bestanden |
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6 |
Entladung Überstrom |
Im Bereich [-1.2,- 0.8] A |
-1.191427 |
✅ Bestanden |
Nachdem alle sechs kritischen Testschritte mit der EOL-Plattform von ARBIN durchgeführt wurden, zeigt das Ergebnis, dass das erste Kriterium nicht bestanden wurde und 5 weitere erfolgreich waren. Da ein Test fehlgeschlagen ist, können wir daraus schließen, dass das PCM nicht genau so funktioniert, wie es geplant war, d. h. es hat den Test nicht bestanden. Erst wenn alle 6 Tests bestanden sind, gilt das PCM als bestanden.
Mit dieser Testreihe wird sichergestellt, dass die Schutzlogik des PCM im realen Betrieb der Batterie nach dem Verlassen des Werks gut funktioniert. Dies ist nicht nur wichtig für Langlebigkeit der Batterien sondern auch für Benutzersicherheit und Produktzuverlässigkeit.
Wenn Sie weitere Unterstützung benötigen, wenden Sie sich bitte an uns: [email protected]
Für weitere Einzelheiten: Schutzschaltungsmodule für kundenspezifische Batteriepacks
