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#Neues aus der Industrie
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Fehlerdiagnose der EV-Batterie mit Batteriemodultestgeräten
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Fehlerdiagnose der EV-Batterie mit Batteriemodultestgeräten
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Neben der Sicherheit der Fahrzeuginsassen muss die Batterielebensdauer über die Modulanordnung und die Strategie für das Batterie-Lebensdauer-Management maximiert werden. Betriebsstrom, Dicke, Lade-/Entladegeschwindigkeit und Temperatur haben einen starken Einfluss auf die Lebensdauer der Batterie. Aufgrund des zunehmenden Zeit- und Kostendrucks, dem die OEMs für die neueste Generation der Elektrifizierungstechnologie ausgesetzt sind, wurde ein brandneues dediziertes Zentrum für umfassende Batteriemodultests eröffnet. Das Programm steuert, welche Art von Batteriemodul- und Pakettests notwendig sind.
Bei Batteriemodul- und Pakettests werden die inneren chemischen Reaktionen der jeweiligen Zellen kaum getestet. Übliche leistungsbasierte Tests umfassen Fahrzyklen, Spitzenleistungskapazität, BMS-Softwarevalidierung sowie andere anwendungsspezifische Charakterisierungsbewertungen. Batteriemodultestgeräte sind in jeder Phase des Lebenszyklus eines Artikels, wie z. B. in der Forschung und Entwicklung, in der Produktion und bei der Reparatur im Depot, unerlässlich.
Herausforderungen beim Testen von Batteriemodulen
Das Testen von Batteriepaketen und -modulen ist heute wichtiger denn je. Die Ingenieure sehen sich heute mit neuen Herausforderungen konfrontiert, wie z. B. der zunehmenden Komplexität der Auswertungen und Aufbauten, langen Entwicklungs- und Auswertungszeiten, der Berücksichtigung von Sicherheitsanforderungen und der Vermeidung von Gefährdungen.
Darüber hinaus müssen beim Testen reale Bedingungen nachgebildet werden, indem auf Kommunikationssignale in der Batterie, in externen Geräten oder im System reagiert wird. Obwohl das Testen von Batterien wie eine einfache Aufgabe erscheinen mag, gibt es verschiedene Herausforderungen aufgrund ihrer Raffinesse und giftigen Natur. In drei liefern Alternativen, um alle diese Schmerzpunkte zu überwinden.
Das Testen von Batterien erfordert einen langen Zeitraum.
Batteriemodultests können langwierig sein, und es handelt sich dabei nicht um chemische Experiment-Reaktionstests. Zum Beispiel führen viele EV-Hersteller beschleunigte Lebenszyklustests durch, die bis zu sechs Wochen dauern können.
Fehler führen zur Wiederholung von Tests
aufgrund der Raffinesse der Batterietests; es wird wahrscheinlich Fehler geben. Die Tests müssen erneut durchgeführt werden, und es gibt keine Abkürzungen, um die fehlende Zeit zu sparen.
Batterietests erfordern eine umfangreiche und teure Ausrüstung
Batterietestgeräte beanspruchen viel Platz und sind mit hohen Investitionskosten verbunden. Deshalb ist es sehr wichtig, die ideale Testlösung zu wählen, die flexibel für eine Vielzahl von Programmen und Anforderungen ist.
Batteriezelle Vs. Batteriemodul Vs. Batteriepacks Testunterschiede
Definitionen für Batteriezelle, Modul und Pack
Ein Batteriemodul umfasst einige Zellen zusammen mit Anschlüssen, elektronischer Ausrüstung oder einer anderen mechanischen Verpackung.
Ein Batteriepack umfasst eine beliebige Anzahl von Batteriemodulen und zusätzliche Bänder, elektronische Geräte oder Verpackungen. Wie bei der Prüfung elektrischer Geräte gibt es ziemlich unterschiedliche Prüfziele, die bei der Bewertung von Komponenten anstelle einer kompletten Baugruppe verwendet werden.
Bei der Prüfung von Batteriemodulen wird die Dynamik ihrer chemischen Reaktionen untersucht, um die elektrochemischen Leistungsmerkmale zu verstehen und die Eignung für die Verwendung in einem Batteriemodul oder -paket vorherzusagen.
Bei der Analyse von Zellen führen die Ingenieure elektrochemische Methoden durch, um die internen chemischen Reaktionen zu bewerten und die Grundlagen des mobilen Materials zu verstehen. Zelltests werden durchgeführt, bevor die Tests auf Modul- und Gehäuseebene fortgesetzt werden.
Nachdem die Dynamik und das Verhalten der mobilen Komponente bekannt sind, werden die Zellen zu einzelnen Packs und Modulen zusammengesetzt. Das 2018 Nissan Leaf Battery Pack besteht beispielsweise aus 24 Modulen, die jeweils aus zahlreichen Zellen bestehen. Arten von Batterie-Mobil-Evaluierungen und -Techniken können Folgendes umfassen.
Arten der Prüfung von Batteriemodulen und -packs
Die Prüfung von Batteriemodulen und -paketen ist entscheidend für die Beurteilung des Zustands und der Funktionalität der Batterie. Es können auch Tests durchgeführt werden, um die Funktion der elektronischen Teile und Systeme zu beurteilen, die mit der Batterie verbunden sind, wie das BMS, angeschlossene Kabel, Sensoren und Batteriesicherungen.
Modul-Ebene
Batterietests auf Modulebene umfassen in der Regel Lade- und Freigabetests, um sicherzustellen, dass die mobilen Verbindungen sicher und leistungsfähig genug sind, um die erwarteten Stromlasten zu bewältigen, ohne dass es zu einer Neufärbung, einem Ausfall oder einer Überhitzung kommt. Weitere Tests könnten sicherstellen, dass die Zellen ausgeglichener sind, die Spannungen korrekt gemeldet werden und die Temperaturdetektoren wie erforderlich arbeiten.
Pack-Level
Eine komplette Gruppe von Evaluierungen muss durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass jedes Subsystem des Pakets einwandfrei funktioniert, einschließlich der Sicherheitsmechanismen, der externen Hardware und der BMS-Kommunikation.
Erforderliche Batteriemodul-Testeinrichtungen für die Fehleridentifikation
Beschleunigungs-Testausrüstung
Im Geschwindigkeitstest wurde die Energie über 3 Minuten auf 27,5 kW erhöht und dann über 2 Sekunden auf Null gesenkt. Es wurde ein ungewöhnlich hoher relativer Spannungsabfall unter den gleichzeitigen Streifen in Modul 5 festgestellt, was auf einen vermuteten Fehler hindeutete.
Akku-Zyklen
Battery Cycling ist bei allen Prüfungen von grundlegender Bedeutung; ein Kernbestandteil der Batteriemodul- und Gehäuseprüfung ist Battery Biking. Battery Biking ist das Verfahren zum Entladen, und auch das Laden einer Batterie spielt bei allen Arten von Tests eine Rolle. Die Art und Weise, wie die Batterie zykliert wird, hängt von der Chemie, dem Programm und dem Katalog mit den Zielen des Tests ab.
Schwingungsprüfgeräte
Wiederaufladbare Batterien wären die beliebteste Art von Batterien in Elektrofahrzeugen, EV und Hybriden, HV. Während ihrer Lebensdauer werden die Akkus wahrscheinlich Vibrationen ausgesetzt sein, und folglich wird eine Vibrationsprüfung von zahlreichen Normen gefordert.
Es werden Tests an verschiedenen Größen dieser Batterien, d.h. mobil, als Modul oder als Paket, vorgeschlagen. Vibrationstests sind in der Automobilbranche weit verbreitet. Es werden sowohl ganze Autos als auch Teile analysiert. Ein Fahrzeug ist eine riesige Struktur und hat deshalb niedrige Resonanzfrequenzen, und der Schaden wird hauptsächlich durch den sehr niederfrequenten Anteil des Schwingungsspektrums hervorgerufen.
Tests mit konstanter Entladung
Beim Test der konstanten Entladung wurde der Strom auf ca. 20 kW erhöht und dann allmählich gesenkt, bis ein vergleichsweise gleichmäßiger Strom von ca. 100 A pro Seitenpodest beibehalten wurde, bevor eine minimale Spannung von 2,9 V in jedem Mobil quantifiziert werden konnte. Kleine Änderungen in der Stromaufnahme wurden ausgelöst, wobei der Motorist versuchte, eine kontinuierliche Anwesenheit zu halten.
DGBELL eröffnet einen neuen Horizont für Batteriemodul-Testgeräte
Die Anlage des Antriebsstrang-Experten DGBELL ermöglicht die Demontage von kompakten und modularen Autobatterien für die Bewertung nach dem Test. Sie bietet eine klimatisierte Umgebung für die Durchführung von Tests unter realen Bedingungen, um die Evaluierungs- und Identifizierungsphasen von neuen Technologien zu rationalisieren.
Zusätzlich zur Überprüfung der Eignung nach dem Test ermöglicht die Test- und Montageeinrichtung für EV-Batteriemodule eine Simulation, die unter den Anforderungen des Fahrzyklus arbeitet, um den Betrieb von batteriebetriebenen Technologien in einer praktischen Umgebung zu bewerten. Es erlaubt auch Ihre Fähigkeit, Module, Zellen und EV-Batterie-Packs zu bewerten, um kontinuierliche Spannung im Falle von Leerlaufzustandstests, Batteriespeicherfähigkeit und thermische Eigenschaften, wie Spannungsreaktion unter hohem Freigabeverhalten und Innenwiderstand zu erhalten.
Unser Testequipment bietet die Möglichkeit, Auswertungen innerhalb eines anpassbaren Temperaturbereichs mit präziser Temperatur- und Feuchtigkeitssteuerung durchzuführen. Die kabellose Prüfkammer erhält eine bidirektionale Stromversorgung, die für die Prüfung von EV-Batteriepackmodulen mit der Steuerung und Software der Umweltkammern akzeptabel ist.
Bedeutung & Anwendungen des Batteriemodultests
Der Batteriemarkt wächst schnell aufgrund der Elektrifizierung in den Bereichen Automobil, Luftfahrt und Energie. In der Folge werden Batterien die entscheidende Komponente für die Elektrifizierung von Autos, Flugzeugen, Zügen und dem Stromnetz sein. Daher müssen die heutigen Ingenieure, Forscher und Aufsichtspersonen die Grundlagen der Prüfung von Batterien und die effektivsten Ansätze verstehen, um Produktfunktionalität, Sicherheit und Markteinführungszeit zu gewährleisten.
Alterungsmerkmale der Batterie
Fähigkeitsmessung
Qualität der Fertigung
Externe mechanische Druckeffekte
Kühlsystem der Batterie
Bewertung des Wirkungsgrades
Schnellladeleistung
Zuordnung von Handy zu Modul/Pack
Fertigung Produktion
Vorbereitung der Auslieferung
Validierung der Garantie
Abschluss
Batterietests sind mit der Elektrifizierung bedeutender denn je, und es gibt zahlreiche Herausforderungen, da sie kompliziert, zeitaufwendig, informationsintensiv und giftig sind. Die wichtigsten Grundlagen für das Testen der Batterielebensdauer umfassen das Verstehen von Schlüsselbegriffen wie dem Ladezustand (SOC), dem Batteriemanagementsystem (BMS), das wichtige Funktionen wie Kommunikation, Sicherheit und Sicherung hat, und dem Batterie-Biking (Laden und Entladen), das im Mittelpunkt der meisten Tests steht. Im Gegensatz zu mobilen Tests sind Modul- und Pakettests programmbasiert.
Diese Application Note hat gezeigt, dass Batterietests hauptsächlich in der Entwicklung (Technologie-Charakterisierung) und in der Produktion eingesetzt werden, und jeder hat ein anderes Ziel. Bei der Überprüfung des Wachstums von Batterietests haben wir festgestellt, dass viele Herausforderungen bei der Analyse durch die Wahl der richtigen Lösung überwunden werden können.