Test de la batterieSystème de test de batterie de haute précision

Quels sont les défis à relever en matière d'essais de batteries ?

Les essais de batteries présentent plusieurs défis, car les équipementiers, les fabricants de batteries et les fournisseurs de cellules s'efforcent de développer des systèmes de batteries performants, fiables et sûrs pour les véhicules électriques (VE) et les applications de stockage d'énergie. Face à la demande croissante d'une densité énergétique plus élevée, d'une plus grande autonomie et d'une charge plus rapide, les solutions d'essai doivent être précises, évolutives et adaptables aux nouvelles technologies.

L'un des principaux défis consiste à assurer une mesure précise et fiable de la tension, du courant et de la capacité de divers éléments et blocs de batterie. Comme le comportement des batteries varie en fonction des conditions d'utilisation, les systèmes d'essai doivent capturer des données en temps réel dans des scénarios de charge dynamique tout en conservant une grande précision. En outre, les mesures de haute tension et de courant élevé nécessitent une acquisition de données sûre et isolée afin d'éviter les risques électriques et de garantir la conformité aux normes de sécurité de l'industrie.

Un autre défi majeur est l'intégration de plusieurs disciplines d'essai.les piles doivent être évaluées non seulement en fonction de leurs performances électriques, mais aussi de leur durabilité mécanique, de leur résistance aux vibrations et de leur stabilité thermique. Cela nécessite des essais synchronisés entre l'analyse de la puissance, l'imagerie thermique, la mesure de la déformation et la simulation environnementale afin de détecter les défaillances potentielles avant le déploiement. En outre, à mesure que les technologies des batteries évoluent, les solutions d'essai doivent être évolutives et à l'épreuve du temps, afin de prendre en charge les batteries de nouvelle génération, les batteries à l'état solide et les nouvelles architectures de stockage de l'énergie.

Dewesoft relève ces défis en proposant des solutions de test de batteries de haute précision, modulaires et intégrées, garantissant une validation complète de la prochaine génération de systèmes alimentés par des batteries.

Essais multi-physiques

Les solutions de test intégrées de Dewesoft permettent de contrôler simultanément des quantités multi-physiques :

• Mécanique (structure, vibrations, etc.)

• Électricité (puissance, énergie, harmoniques, efficacité)

• Thermique

Cette approche holistique permet une compréhension complète de vos échantillons d'essai dans diverses conditions. Notre logiciel DAQ convivial permet de configurer très facilement les différentes entrées et facilite la visualisation et l'analyse des données en temps réel. Cela permet de rationaliser l'ensemble du processus d'essai et d'observer les conditions sous tous les angles.

En choisissant Dewesoft, vous vous assurez que vos produits sont rigoureusement testés pour résister aux conditions dans lesquelles ils doivent fonctionner.

Tests de performance et d'efficacité des batteries

Précision l'analyse de l'efficacité et des pertes est essentiel pour tester les batteries et garantir des performances et une fiabilité optimales. Analyseurs de puissance Dewesoft et les systèmes d'acquisition de données fournissent des mesures CC et CA de haute précision pour évaluer l'efficacité des batteries, les cycles de charge/décharge, les pertes de puissance et la conversion globale de l'énergie.

Les tests de performance et d'efficacité énergétique des batteries portent sur une série d'attributs clés importants :

• Capacité: La quantité de charge qu'une batterie peut stocker et délivrer, généralement mesurée en milliampères-heure (mAh) ou en ampères-heure (Ah).

• Tension : Différence de potentiel électrique entre deux points d'une batterie. La tension est essentielle pour déterminer si une batterie est complètement chargée, déchargée ou si elle fonctionne mal.

• Actuel: Le flux de charge électrique, généralement mesuré en ampères (A). Les tests de batterie comprennent souvent la mesure du courant pendant les cycles de charge et de décharge.

• Cycle de vie: Le nombre de cycles de charge et de décharge qu'une batterie peut subir avant que sa capacité ne se dégrade jusqu'à un certain niveau, souvent 80% de sa capacité d'origine.

• État de charge (SOC) : Mesure de la charge actuelle d'une batterie par rapport à sa capacité totale, généralement représentée sous forme de pourcentage.

• État de santé (SOH): Mesure de l'état général d'une batterie, y compris sa capacité à maintenir la charge et à fournir de l'énergie par rapport à ses spécifications d'origine.

• Résistance interne: La résistance à l'intérieur d'une batterie qui entrave la circulation du courant. Une résistance interne élevée peut indiquer un vieillissement ou de mauvaises performances.

• Taux de charge/décharge: La vitesse à laquelle une batterie est chargée ou déchargée, souvent exprimée en taux C (par exemple, 1C, 0,5C).

• Efficacité coulombienne: Le rapport entre la quantité de charge qu'une batterie peut délivrer pendant la décharge et la quantité qu'elle a reçue pendant la charge. Il mesure l'efficacité du processus de charge/décharge.

• Température / intégrité thermique: La température peut affecter les performances, l'efficacité, la sécurité et la durée de vie de la batterie. Les températures élevées peuvent accélérer la dégradation, tandis que les basses températures peuvent réduire la capacité. Le pire scénario est celui de l'"emballement thermique"

• Densité de puissance : La quantité d'énergie qu'une batterie peut fournir par unité de masse ou de volume, généralement mesurée en W/kg ou W/L.

• Densité énergétique: La quantité d'énergie stockée par unité de masse ou de volume, généralement mesurée en Wh/kg ou Wh/L.

• Chute de tension: Diminution de la tension de la batterie sous charge. Cela peut indiquer un problème comme une résistance excessive ou une surcharge.

• Efficacité de charge/décharge : L'efficacité avec laquelle une batterie convertit l'énergie d'entrée pendant la charge et la quantité d'énergie utilisable qu'elle délivre pendant la décharge.

• Surcharge/décharge excessive: Charger ou décharger une batterie au-delà de ses limites de sécurité peut l'endommager, entraînant une réduction de sa durée de vie ou des risques pour la sécurité.

• Spectroscopie d'impédance: Méthode de mesure et d'analyse de l'impédance d'une batterie sur une gamme de fréquences. Elle permet de comprendre les propriétés internes et l'état de santé de la batterie.

• Essais de conformité en matière de sécurité: Tests effectués pour vérifier les problèmes tels que les courts-circuits, l'emballement thermique, les fuites et les surtensions qui pourraient entraîner des risques lors de l'utilisation de la batterie.

La connaissance de ces termes permet de comprendre les performances, la longévité et la sécurité d'une batterie.

Test et analyse de la charge des batteries

La charge des batteries joue un rôle crucial dans la performance, l'efficacité et la longévité de tout appareil alimenté par batterie. Les analyseurs de puissance et les systèmes d'acquisition de données Dewesoft offrent une solution complète pour tester et analyser les processus de charge AC et DC, garantissant une évaluation précise de l'efficacité, de la qualité de l'énergie et de l'optimisation du temps de charge.

Les systèmes Dewesoft permettent un contrôle et une analyse détaillés des :

• Performances de charge en courant alternatif et continu

• Consommation d'énergie et efficacité de la recharge

• Analyse du cycle de charge/décharge

• Optimisation et synchronisation du processus de chargement

• Analyse de la qualité de l'énergie et des harmoniques

Chargement par induction (transfert de puissance par induction - IPT)

La technologie de recharge sans fil nécessite une analyse précise à haute fréquence pour un transfert d'énergie optimal. Les solutions Dewesoft sont prises en charge :

• Mesures à haute fréquence de commutation (jusqu'à 150 kHz)

• Analyse du rendement pour le transfert de puissance jusqu'à 6 kW (60-80%)

Fonctionnalités logicielles et matérielles avancées

Les analyseurs de puissance Dewesoft sont alimentés par le logiciel d'acquisition primé datya qui fournit une large gamme d'outils analytiques pour une compréhension approfondie du processus de charge :

• Visualisation du processus de charge en temps réel

• Scope, FFT, FFT 3D, FFT de référence

• Analyse harmonique et FFT (2 kHz - 150 kHz) pour l'évaluation de la qualité de l'énergie électrique

• Tableau des harmoniques pour une analyse détaillée du domaine des fréquences

• Commutation de tension, détection de déséquilibre et de courant d'appel

• Calcul précis de la puissance de charge et widgets d'affichage

L'acquisition de données à haute résolution, l'analyse en temps réel et la visualisation intuitive de Dewesoft permettent d'effectuer des tests complets sur la charge conventionnelle et inductive des batteries de véhicules électriques. Nos solutions aident les ingénieurs à optimiser le transfert d'énergie, à réduire les pertes et à améliorer l'efficacité de la charge.

Essais environnementaux

Les batteries doivent fonctionner de manière fiable dans des conditions extrêmes de température, d'humidité et de pression pour garantir la sécurité et l'efficacité des applications réelles. Les systèmes DAQ Dewesoft assurent une surveillance et une analyse précises pendant les essais en chambre environnementale, permettant aux ingénieurs d'évaluer le comportement des batteries dans des environnements d'essai contrôlés.

Pour les tests environnementaux de la batterie, le support des systèmes Dewesoft :

• Mesures multipoints de la température, de l'humidité et de la pression à l'aide de capteurs de haute précision

• Amplificateurs de thermocouple hautement isolés, conçus pour les environnements à haute tension (HV), assurant une surveillance thermique précise dans des conditions difficiles.

• Suivi des performances en temps réel sous différentes contraintes environnementales

• Analyse électrique, thermique et mécanique synchronisée pour évaluer la dégradation des performances

• Des outils d'analyse de données et de reporting avancés, mais faciles à utiliser

L'acquisition de données de Dewesoft assure un suivi complet de la durabilité, de l'efficacité et de la sécurité des batteries dans un large éventail de conditions environnementales. Grâce à des mesures haute résolution et à des outils d'analyse avancés, notre solution fournit des informations détaillées sur les performances des batteries pendant les cycles de température, l'exposition à l'humidité et les tests de stress environnementaux extrêmes.

Essais de durabilité mécanique et structurelle

Les batteries des véhicules électriques et hybrides doivent résister aux contraintes mécaniques, aux vibrations et aux impacts pour garantir leur sécurité, leur fiabilité et leur longévité. Les systèmes d'acquisition de données Dewesoft fournissent des solutions d'essai de haute précision pour évaluer la durabilité mécanique et structurelle dans des conditions réelles et en laboratoire.

Pour les essais mécaniques de la batterie, Dewesoft apporte son soutien aux systèmes :

• Essais route-engin - Capturer des données sur les vibrations, les chocs et les impacts des véhicules dans le monde réel et les reproduire dans des conditions de laboratoire.

• Shaker et 6DOF (six degrés de liberté) - Simulation des vibrations opérationnelles et des conditions de charge multiaxiale

• Mesures par accéléromètre et jauge de contrainte - Surveillance de l'intégrité structurelle et de la fatigue sous contrainte mécanique

• Analyse électrique et mécanique synchronisée - Corrélation entre les effets des vibrations et les performances et l'efficacité des batteries

• Fatigue et analyse des défaillances - Identifier les points faibles pour améliorer la conception des boîtiers de batterie

Grâce à l'acquisition de données multi-physiques à grande vitesse, les solutions Dewesoft permettent aux ingénieurs d'évaluer la robustesse des batteries, d'optimiser la conception structurelle et de garantir la conformité aux normes de sécurité dans les applications automobiles, aérospatiales et industrielles.

Test du système de gestion de la batterie (BMS)

Un système de gestion de la batterie (BMS) est essentiel pour surveiller, protéger et optimiser les performances de la batterie. Pour garantir la précision et la fiabilité du système de gestion de la batterie, il est nécessaire de procéder à des tests complets des fonctions de tension, de courant, de température, de communication et d'équilibrage. Les systèmes d'acquisition de données Dewesoft offrent une solution complète pour tester les fonctionnalités du BMS dans des conditions réelles.

Pour les tests BMS, le support des systèmes Dewesoft :

• Surveillance de haute précision de la tension et du courant dans les cellules et les modules individuels

• Mesure de la température à l'aide d'amplificateurs de thermocouple hautement isolés, garantissant un fonctionnement sûr dans des environnements à haute tension (HV)

• Analyse de l'équilibrage des cellules pour vérifier l'efficacité du BMS dans l'égalisation de la charge

• Décodage en temps réel des protocoles CAN, CAN FD, XCP et autres pour les tests de communication

• Évaluation de l'état de charge (SoC) et de l'état de santé (SoH) pour la surveillance de l'état des batteries

• Détection et enregistrement des défaillances pour analyser la réponse du système de gestion des bâtiments dans des conditions de stress.

Grâce à l'acquisition synchronisée des données électriques, thermiques et de communication, Dewesoft permet aux ingénieurs de valider les algorithmes du BMS, de détecter les inefficacités et d'assurer un fonctionnement optimal de la batterie. L'évolutivité du système et l'acquisition de données à grande vitesse en font un outil idéal pour la recherche, le développement et la validation des BMS dans les applications de véhicules électriques et hybrides.

Essais en conditions réelles de la batterie des VE

Les tests en laboratoire ne suffisent pas à comprendre pleinement les performances des batteries dans des conditions réelles. Les analyseurs de puissance portables et les systèmes DAQ de Dewesoft fournissent une acquisition de données de haute précision pour les tests de batteries de VE sur route, garantissant une évaluation précise de l'autonomie, de l'efficacité et de la consommation d'énergie réelles dans des environnements dynamiques.

Caractéristiques principales pour les tests de batterie dans le monde réel :

• Conception portable et robuste du matériel DAQ pour les essais à bord des véhicules dans toutes les conditions

• Large plage de températures de fonctionnement (-40°C à +85°C) pour les conditions extrêmes

• Mesure en temps réel de la puissance, de la consommation d'énergie et de l'efficacité

• Évaluation de l'autonomie réelle dans des conditions de conduite réelles (WLTP, NEDC, etc.)

• Surveillance de haute précision de la tension et du courant pour les cycles de charge/décharge

• GPS intégré et enregistrement des données du véhicule pour une analyse complète des tests

Les systèmes Dewesoft permettent aux ingénieurs de recueillir des données précises sur les performances du groupe motopropulseur pendant que les véhicules fonctionnent dans différents scénarios de conduite, sur différents terrains et dans différentes conditions climatiques. Grâce à l'acquisition de données synchronisées et à l'analyse en temps réel, notre solution garantit une compréhension complète des performances des batteries des véhicules électriques, ce qui permet d'optimiser l'efficacité et d'augmenter l'autonomie.