Test della batteriaSistema tester per batterie ad alta precisione

Quali sono le sfide del test delle batterie?

I test sulle batterie presentano diverse sfide, in quanto gli OEM, i produttori di batterie e i fornitori di celle si sforzano di sviluppare sistemi di batterie ad alte prestazioni, affidabili e sicuri per i veicoli elettrici (EV) e le applicazioni di stoccaggio dell'energia. Con la crescente richiesta di una maggiore densità energetica, di un'autonomia più lunga e di una ricarica più rapida, le soluzioni di test devono essere precise, scalabili e adattabili alle nuove tecnologie.

Una delle sfide principali è assicurando una misurazione accurata e affidabile della tensione, della corrente e della capacità di varie celle e pacchi di batterie. Poiché il comportamento della batteria varia in diverse condizioni operative, i sistemi di test devono acquisire dati in tempo reale in scenari di carico dinamico, mantenendo un'elevata precisione. Inoltre, le misure ad alta tensione e ad alta corrente richiedono un'acquisizione dei dati sicura e isolata per evitare rischi elettrici e garantire la conformità agli standard di sicurezza del settore.

Un'altra sfida importante è l'integrazione di più discipline di test.Le batterie devono essere valutate non solo per le prestazioni elettriche, ma anche per la durata meccanica, la resistenza alle vibrazioni e la stabilità termica.. Ciò richiede test sincronizzati tra analisi di potenza, imaging termico, misurazione delle deformazioni e simulazione ambientale per rilevare potenziali guasti prima dell'implementazione. Inoltre, con l'evoluzione delle tecnologie delle batterie, le soluzioni di test devono essere scalabili e a prova di futuro, in grado di supportare le batterie chimiche di nuova generazione, le batterie allo stato solido e le nuove architetture di stoccaggio dell'energia.

Dewesoft affronta queste sfide offrendo soluzioni di test delle batterie ad alta precisione, modulari e integrate, garantendo una convalida completa per la prossima generazione di sistemi alimentati a batteria.

Test multifisici

Le soluzioni di test integrate di Dewesoft consentono il monitoraggio simultaneo di grandezze multifisiche:

• Meccanico (strutturali, vibrazioni, ecc.)

• Elettrico (potenza, energia, armoniche, efficienza)

• Termico

Questo approccio olistico consente una comprensione completa dei vostri campioni di prova in varie condizioni. I nostri sistemi software DAQ di facile utilizzo rendono estremamente semplice la configurazione di diversi ingressi e facilitano la visualizzazione e l'analisi dei dati in tempo reale. In questo modo è possibile semplificare l'intero processo di prova e osservare le condizioni da tutti i punti di vista.

Scegliendo Dewesoft, vi assicurate che i vostri prodotti siano rigorosamente testati per resistere alle condizioni in cui devono operare.

Test sulle prestazioni e sull'efficienza della batteria

Preciso analisi dell'efficienza e delle perdite è fondamentale nei test delle batterie, per garantire prestazioni e affidabilità ottimali. Analizzatori di potenza Dewesoft e i sistemi di acquisizione dati forniscono misure di alta precisione in corrente continua e alternata per valutare l'efficienza delle batterie, i cicli di carica/scarica, le perdite di potenza e la conversione energetica complessiva.

I test sulle prestazioni e sull'efficienza energetica delle batterie coinvolgono una serie di importanti attributi chiave:

• Capacità: La quantità di carica che una batteria è in grado di immagazzinare ed erogare, tipicamente misurata in milliampere-ora (mAh) o ampere-ora (Ah).

• Tensione: La differenza di potenziale elettrico tra due punti di una batteria. La tensione è fondamentale per determinare se una batteria è completamente carica, scarica o malfunzionante.

• Attuale: Il flusso di carica elettrica, solitamente misurato in ampere (A). I test delle batterie spesso includono la misurazione della corrente durante i cicli di carica e scarica.

• Ciclo di vita: Il numero di cicli di carica e scarica che una batteria può subire prima che la sua capacità si degradi a un certo livello, spesso l'80% della capacità originale.

• Stato di carica (SOC): Misura della carica attuale di una batteria rispetto alla sua capacità totale, in genere rappresentata come percentuale.

• Stato di salute (SOH): Misura delle condizioni generali di una batteria, compresa la sua capacità di mantenere la carica e di fornire energia rispetto alle specifiche originali.

• Resistenza interna: La resistenza all'interno di una batteria che impedisce il flusso di corrente. Una resistenza interna più elevata può indicare invecchiamento o scarse prestazioni.

• Velocità di carica/scarica: La velocità con cui una batteria viene caricata o scaricata, spesso espressa come velocità C (ad esempio, 1C, 0,5C).

• Efficienza coulombiana: Rapporto tra la quantità di carica che una batteria può erogare durante la scarica e la quantità ricevuta durante la carica. Misura l'efficienza del processo di carica/scarica.

• Temperatura / integrità termica: La temperatura può influenzare le prestazioni, l'efficienza, la sicurezza e la durata della batteria. Le alte temperature possono accelerare il degrado, mentre le basse temperature possono ridurre la capacità. Lo scenario peggiore è la cosiddetta "fuga termica".

• Densità di potenza: La quantità di energia che una batteria è in grado di erogare per unità di massa o volume, solitamente misurata in W/kg o W/L.

• Densità di energia: La quantità di energia immagazzinata per unità di massa o volume, tipicamente misurata in Wh/kg o Wh/L.

• Caduta di tensione: Una diminuzione della tensione della batteria sotto carico. Questo può indicare un problema come una resistenza eccessiva o una scarica eccessiva.

• Efficienza di carica/scarica: L'efficienza con cui una batteria converte l'energia in ingresso durante la carica e la quantità di energia utilizzabile che fornisce durante la scarica.

• Sovraccarico/Sovrascarico: La carica o la scarica di una batteria oltre i limiti di sicurezza possono danneggiarla, con conseguente riduzione della durata di vita o rischi per la sicurezza.

• Spettroscopia di impedenza: Un metodo per misurare e analizzare l'impedenza di una batteria in una gamma di frequenze. Aiuta a comprendere le proprietà interne e lo stato di salute della batteria.

• Test di conformità alla sicurezza: Test condotti per verificare la presenza di problemi quali cortocircuiti, fughe termiche, perdite e sovratensioni che potrebbero causare pericoli durante l'uso della batteria.

La conoscenza di questi termini fornisce una comprensione completa delle prestazioni, della longevità e della sicurezza di una batteria.

Test e analisi della carica della batteria

La ricarica della batteria svolge un ruolo fondamentale per le prestazioni, l'efficienza e la longevità di qualsiasi dispositivo alimentato a batteria. Gli analizzatori di potenza e i sistemi di acquisizione dati Dewesoft offrono una soluzione completa per testare e analizzare i processi di ricarica sia in CA che in CC, garantendo una valutazione precisa dell'efficienza, della qualità dell'alimentazione e dell'ottimizzazione dei tempi di ricarica.

I sistemi Dewesoft consentono il monitoraggio e l'analisi dettagliata di:

• Prestazioni di ricarica in c.a. e c.c.

• Consumo di energia di ricarica ed efficienza

• Analisi del ciclo di carica/scarica

• Ottimizzazione e tempistica del processo di carica

• Analisi della qualità dell'alimentazione e delle armoniche

Ricarica induttiva (Trasferimento induttivo di potenza - IPT)

La tecnologia di ricarica wireless richiede un'analisi precisa delle alte frequenze per un trasferimento ottimale dell'energia. Le soluzioni Dewesoft supportano:

• Misure ad alta frequenza di commutazione (fino a 150 kHz)

• Analisi dell'efficienza per il trasferimento di potenza fino a 6 kW (60-80%)

Caratteristiche avanzate di software e hardware

Gli analizzatori di potenza Dewesoft sono alimentati dal pluripremiato software di acquisizione datya che fornisce un'ampia gamma di strumenti analitici per una comprensione approfondita del processo di carica:

• Visualizzazione del processo di ricarica in tempo reale

• Scope, FFT, FFT 3D, FFT di riferimento

• Analisi armonica e FFT (2 kHz - 150 kHz) per la valutazione della qualità dell'energia elettrica

• Tabella armonica per un'analisi dettagliata nel dominio della frequenza

• Commutazione di tensione, sbilanciamento e rilevamento della corrente di spunto

• Calcolo accurato della potenza di carica e visualizzazione dei widget

L'acquisizione di dati ad alta risoluzione, l'analisi in tempo reale e la visualizzazione intuitiva di Dewesoft consentono di eseguire test completi sulla ricarica delle batterie EV sia convenzionali che induttive. Le nostre soluzioni aiutano gli ingegneri a ottimizzare il trasferimento di energia, a ridurre le perdite e a migliorare l'efficienza della ricarica.

Test ambientali

Le batterie devono funzionare in modo affidabile in condizioni di temperatura, umidità e pressione estreme per garantire la sicurezza e l'efficienza nelle applicazioni reali. I sistemi Dewesoft DAQ forniscono un monitoraggio e un'analisi precisi durante i test in camera ambientale, consentendo agli ingegneri di valutare il comportamento delle batterie in ambienti di prova controllati.

Per i test ambientali delle batterie, i sistemi Dewesoft supportano:

• Misurazione di temperatura, umidità e pressione in più punti con sensori di alta precisione

• Amplificatori per termocoppie ad alto isolamento, progettati per ambienti ad alta tensione (HV), per garantire un monitoraggio termico accurato in condizioni gravose

• Tracciamento delle prestazioni in tempo reale in presenza di diverse sollecitazioni ambientali

• Analisi elettrica, termica e meccanica sincronizzata per valutare il degrado delle prestazioni.

• Strumenti di analisi dei dati e di reportistica avanzati e di facile utilizzo

L'acquisizione dati di Dewesoft garantisce un monitoraggio completo della durata, dell'efficienza e della sicurezza delle batterie in un'ampia gamma di condizioni ambientali. Grazie a misurazioni ad alta risoluzione e a strumenti di analisi avanzati, la nostra soluzione fornisce una visione approfondita delle prestazioni delle batterie durante i cicli di temperatura, l'esposizione all'umidità e i test di stress ambientale estremo.

Test di durata meccanica e strutturale

Le batterie dei veicoli elettrici e ibridi devono resistere alle sollecitazioni meccaniche, alle vibrazioni e agli urti per garantire sicurezza, affidabilità e longevità. I sistemi di acquisizione dati Dewesoft forniscono soluzioni di prova ad alta precisione per valutare la durata meccanica e strutturale in condizioni reali e di laboratorio.

Per il test meccanico della batteria, i sistemi Dewesoft supportano:

• Test su strada - Acquisire i dati relativi alle vibrazioni, agli urti e agli impatti dei veicoli nel mondo reale e riprodurli in condizioni di laboratorio.

• Scuotitore e 6DOF (sei gradi di libertà) - Simulazione di vibrazioni operative e condizioni di carico su più assi

• Misure con accelerometro ed estensimetro - Monitoraggio dell'integrità strutturale e della fatica sotto stress meccanico

• Analisi elettrica e meccanica sincronizzata - Correlazione degli effetti delle vibrazioni con le prestazioni e l'efficienza della batteria

• Analisi della fatica e dei guasti - Identificazione dei punti deboli per migliorare il design del contenitore della batteria

Grazie all'acquisizione di dati multifisici ad alta velocità, le soluzioni Dewesoft consentono agli ingegneri di valutare la robustezza delle batterie, ottimizzare la progettazione strutturale e garantire la conformità agli standard di sicurezza nelle applicazioni automobilistiche, aerospaziali e industriali.

Test del sistema di gestione delle batterie (BMS)

Un sistema di gestione della batteria (BMS) è fondamentale per monitorare, proteggere e ottimizzare le prestazioni della batteria. Per garantire l'accuratezza e l'affidabilità del BMS è necessario eseguire test completi delle funzioni di tensione, corrente, temperatura, comunicazione e bilanciamento. I sistemi di acquisizione dati Dewesoft offrono una soluzione completa per testare la funzionalità del BMS in condizioni reali.

Per i test BMS, i sistemi Dewesoft supportano:

• Monitoraggio di tensione e corrente ad alta precisione su singole celle e moduli

• Misura della temperatura con amplificatori per termocoppie ad alto isolamento, che garantiscono un funzionamento sicuro in ambienti ad alta tensione (HV)

• Analisi del bilanciamento delle celle per verificare l'efficienza del BMS nell'equalizzazione della carica

• Decodifica in tempo reale di CAN, CAN FD, XCP e altri protocolli per il test di comunicazione

• Valutazione dello stato di carica (SoC) e dello stato di salute (SoH) per il monitoraggio delle condizioni della batteria

• Rilevamento dei guasti e registrazione per analizzare la risposta del BMS in condizioni di stress

Grazie all'acquisizione sincronizzata dei dati elettrici, termici e di comunicazione, Dewesoft consente agli ingegneri di convalidare gli algoritmi BMS, individuare le inefficienze e garantire il funzionamento ottimale della batteria. La scalabilità del sistema e l'acquisizione di dati ad alta velocità lo rendono ideale per la ricerca, lo sviluppo e la convalida di BMS in applicazioni per veicoli elettrici e ibridi.

Test sulle batterie dei veicoli elettrici nel mondo reale

I test di laboratorio non sono sufficienti per comprendere appieno le prestazioni delle batterie in condizioni reali. Gli analizzatori di potenza portatili e i sistemi DAQ di Dewesoft forniscono un'acquisizione di dati ad alta precisione per i test delle batterie EV su strada, garantendo una valutazione accurata della reale autonomia di guida, dell'efficienza e del consumo energetico in ambienti dinamici.

Caratteristiche principali per il test delle batterie nel mondo reale:

• Design portatile e robusto dell'hardware DAQ per test a bordo del veicolo in qualsiasi condizione

• Ampio intervallo di temperatura operativa (da -40°C a +85°C) per condizioni estreme

• Misurazione in tempo reale di potenza, consumo energetico ed efficienza

• Valutazione dell'autonomia reale in condizioni di guida effettive (WLTP, NEDC, ecc.)

• Monitoraggio della tensione e della corrente ad alta precisione per i cicli di carica/scarica

• GPS integrato e registrazione dei dati del veicolo per un'analisi completa del test

I sistemi Dewesoft consentono agli ingegneri di acquisire dati precisi sulle prestazioni del gruppo propulsore mentre i veicoli operano in diversi scenari di guida, terreni e condizioni climatiche. Grazie all'acquisizione sincronizzata dei dati e all'analisi in tempo reale, la nostra soluzione garantisce una comprensione completa delle prestazioni delle batterie dei veicoli elettrici, contribuendo a ottimizzare l'efficienza e ad estendere l'autonomia di guida.