ECSS-E-HB-20-02A Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ - Hướng dẫn Kiểm tra Pin Lithium-Ion

Tài liệu có tiêu đề “ECSS-E-HB-20-02A Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ - Hướng dẫn Thử nghiệm Pin Lithium-ion”, do Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Hàng không Vũ trụ Châu Âu (ECSS) phát triển, hỗ trợ việc thử nghiệm pin lithium-ion và việc tạo ra các tài liệu thử nghiệm liên quan.

Mục đích của hướng dẫn này như sau:

• Để giải thích các phép thử đặc trưng quan trọng nhất.
• Cung cấp hướng dẫn về kiểm tra pin lithium-ion.
• Cung cấp hướng dẫn về việc lập hồ sơ liên quan đến pin lithium-ion hoặc thử nghiệm pin.
• Cung cấp tổng quan về các phương pháp thử nghiệm phù hợp.
• Để đưa ra những phương pháp thực hành tốt nhất

Mỗi viên pin hoặc bộ pin được sử dụng trong các ứng dụng không gian đều trải qua nhiều thử nghiệm khác nhau, chẳng hạn như thử nghiệm nghiệm thu và kiểm định chất lượng. Các thử nghiệm này được mô tả chi tiết trong kế hoạch thử nghiệm hỗ trợ, các quy trình liên quan (bao gồm tiêu chí thử nghiệm và phương pháp thử nghiệm) và báo cáo thử nghiệm.

Pin bao gồm các tế bào, mảng hoặc mô-đun được kết nối điện với nhau. Các tế bào đơn lẻ được kết nối điện để tạo thành một mảng tế bào. Các mảng sau đó được kết nối để tạo thành một khối cấu tạo. Các khối cấu tạo sau đó được lắp ráp để tạo thành một mô-đun. Các mô-đun sau đó được lắp ráp với nhau thành một bộ pin. Và các thử nghiệm được mô tả trong tài liệu này được thực hiện trên các đối tượng thử nghiệm khác nhau, có thể là các tế bào đơn lẻ, mảng, khối cấu tạo, mô-đun hoặc bộ pin hoàn chỉnh.

Kế hoạch thử nghiệm nêu chi tiết các đặc tính của pin hoặc bộ pin cần kiểm tra, các tiêu chí thử nghiệm và các điều kiện thử nghiệm. Quy trình thử nghiệm mô tả tất cả các phương pháp thử nghiệm và các bước khác nhau để áp dụng các thử nghiệm được nêu trong kế hoạch nhằm đo lường và xác minh các đặc tính của pin hoặc bộ pin.

Báo cáo thử nghiệm nêu rõ các hạng mục thử nghiệm và điều kiện thử nghiệm. Dữ liệu thử nghiệm và phân tích dữ liệu thử nghiệm được cung cấp. Tất cả các báo cáo về sự không phù hợp liên quan đến hạng mục thử nghiệm và tình trạng của chúng đều được giải thích trong báo cáo. Có thể cung cấp các báo cáo thử nghiệm riêng biệt để bao gồm các chủ đề thử nghiệm chính sau:

• Kiểm tra điện
• Xét nghiệm môi trường
• kiểm tra tuổi thọ
• Kiểm tra an toàn

Ví dụ, trong báo cáo thử nghiệm môi trường, các điều kiện thử nghiệm, chi tiết cụ thể về thiết lập thử nghiệm (ví dụ: kết nối, kiểm soát nhiệt độ, thiết bị sử dụng, loại và vị trí của gia tốc kế), dữ liệu thử nghiệm và phân tích dữ liệu thử nghiệm thường được cung cấp riêng biệt dưới dạng bảng tính.

Các bài kiểm tra được mô tả trong hướng dẫn này như sau:

• kiểm tra
• Các thử nghiệm đặc tính điện ban đầu
• Dung lượng tiêu chuẩn và các phép đo năng lượng
• Đo điện trở trong
• Đo trở kháng AC
• Thử nghiệm phóng điện tự phát
• Kiểm tra giữ phí
• Dung lượng tốc độ tế bào
• Đo EMF của tế bào
• Đo momen từ của pin
• Kiểm tra phóng điện corona của pin
• Kiểm tra môi trường:
• Mục đích của việc kiểm tra môi trường như sau:
• Nhằm xác định những hạn chế của công nghệ và kiểm chứng tính phù hợp của pin hoặc bộ pin đối với ứng dụng và nhiệm vụ mục tiêu.
• Để kiểm tra khả năng hoạt động ban đầu của pin hoặc mô-đun.
• Kiểm tra cơ học: Rung động (sóng sin cường độ thấp, ngẫu nhiên, sóng sin) và va đập.
• Kiểm tra chân không nhiệt
• Kiểm tra rò rỉ
• Kiểm tra độ kín (Kiểm tra bằng khí heli)
• Kiểm tra bức xạ
• Kiểm tra tuổi thọ:
• Mục đích của các bài kiểm tra khả năng sống sót như sau:
• Nhằm xác định những hạn chế về công nghệ và kiểm chứng các yêu cầu đối với ứng dụng mục tiêu.
• Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và suy giảm dài hạn để áp dụng vào việc tính toán kích thước và hiệu suất pin.

Một thử nghiệm tuổi thọ mang tính đại diện đầy đủ được thực hiện trên loại pin đã chọn. Một số lượng pin đủ lớn được sử dụng để tính đến sự biến đổi trong thiết kế hoặc quy trình.

• Các bài kiểm tra theo lịch (bài kiểm tra khả năng sống sót)
• Kiểm tra chu kỳ
• Kiểm tra bảo mật:
• Mục đích của các bài kiểm tra này như sau:
• Để đánh giá các biện pháp bảo vệ an ninh của sản phẩm được thử nghiệm.

Các mối nguy hiểm tiềm ẩn của pin lithium-ion bao gồm:

• thông gió
• lửa
• tiếng nổ
• Sự nhiễm trùng
• Rò rỉ chất điện giải.

Tài liệu tham khảo cung cấp giải thích chi tiết về các mối nguy hiểm liên quan đến các loại hóa chất pin khác nhau.

Mục đích của việc kiểm tra pin hoặc kiểm tra an toàn pin như sau:

• Xác định những hạn chế của công nghệ,
• Kiểm tra các tính năng an toàn của pin hoặc mức pin.
• Tính phí quá cao
• Xả quá mức
• Kiểm tra ngắn mạch
• Kiểm tra thông gió và nổ
• Thiết bị bảo vệ
• Lưu trữ, xử lý, vận chuyển, lắp ráp, tích hợp và thử nghiệm.
• Các hoạt động lưu trữ, xử lý và vận chuyển được thực hiện theo các yêu cầu của tiêu chuẩn ECSS-Q-ST-20-08.
• Điều kiện bảo quản và bảo dưỡng
• sự điều khiển
• giao thông vận tải
• Kiểm thử tích hợp lắp ráp

ECSS-E-HB-20-02A là một tài liệu hướng dẫn bổ sung, không bắt buộc. Tài liệu này cung cấp hướng dẫn thực tiễn để thử nghiệm pin lithium-ion (cả pin đơn và pin/bộ pin) được thiết kế để sử dụng trong các dự án và ứng dụng không gian. Nó hỗ trợ việc tuân thủ các tiêu chuẩn ECSS có liên quan (cụ thể là loạt tiêu chuẩn ECSS-E-ST-20 về kỹ thuật điện và điện tử và hệ thống điện).

Mục đích của hướng dẫn này như sau:

• Nhằm thiết lập các phương pháp tiêu chuẩn hóa để thử nghiệm pin lithium-ion trong môi trường không gian.
• Nhằm hướng dẫn việc tạo lập tài liệu kiểm thử phù hợp.
• Điều này bao gồm các thử nghiệm liên quan đến đặc tính điện, hiệu suất, tính phù hợp với môi trường và an toàn.

Các phần chính của hướng dẫn này bao gồm:

• Phạm vi và tài liệu tham khảo
• Các thuật ngữ, định nghĩa và từ viết tắt đặc thù của pin lithium-ion được sử dụng trong không gian.
• Kiểm tra pin hoặc bộ pin:
• Tài liệu kiểm thử (kế hoạch kiểm thử, quy trình, báo cáo)
• Đánh giá đặc tính điện ban đầu (dung lượng, năng lượng, điện trở trong, trở kháng AC, tự phóng điện, khả năng giữ điện tích, tốc độ sạc/xả, suất điện động)
• Các thử nghiệm chuyên biệt (ví dụ: mômen từ của pin, thử nghiệm phóng điện hào quang)
• Các thử nghiệm môi trường (rung động, va đập, chân không nhiệt)
• Bảng chi tiết về phạm vi áp dụng của các bài kiểm tra (ví dụ: bài kiểm tra nào áp dụng cho tế bào và bao bì, mức độ thành thạo và mức độ chấp nhận)
• Kiểm tra rò rỉ, các vấn đề an toàn và các vấn đề đặc thù khác liên quan đến không gian (khả năng tương thích với chân không, sự phát tán khí).

Hướng dẫn này đặc biệt quan trọng đối với:

• Kiểm định và nghiệm thu pin lithium-ion dùng cho vệ tinh, tàu thăm dò, phương tiện phóng hoặc các tàu vũ trụ khác.
• Đảm bảo độ tin cậy trong điều kiện môi trường không gian (chân không, nhiệt độ khắc nghiệt, bức xạ, tải trọng cơ học trong quá trình phóng).

Tóm lại, ECSS-E-HB-20-02A hỗ trợ các tiêu chuẩn kỹ thuật ECSS liên quan đến các hệ thống con điện và điện tử, nhằm mục đích hỗ trợ các kỹ sư trong việc lập kế hoạch, tiến hành và ghi chép quá trình thử nghiệm pin lithium-ion. Các mục tiêu chính của nó là:

• Tóm tắt các bài kiểm tra đặc tính pin chính.
• Cung cấp hướng dẫn về quy trình kiểm tra pin lithium-ion.
• Giải thích về quy trình lập tài liệu và báo cáo thử nghiệm.
• Trình bày các phương pháp thử nghiệm được đề xuất.
• Chia sẻ những kinh nghiệm và bài học kinh nghiệm quý báu từ các chương trình không gian châu Âu.

Tóm lại, ECSS-E-HB-20-02A là một tài liệu kỹ thuật cung cấp các hướng dẫn toàn diện để thử nghiệm, xác minh và đảm bảo an toàn cũng như độ tin cậy của pin lithium-ion được sử dụng trong các hệ thống không gian, hỗ trợ các kỹ sư trong việc thiết kế và kiểm định hệ thống điện của tàu vũ trụ.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử tuân thủ tiêu chuẩn ECSS-E-HB-20-02A.