Тестирование аккумуляторовВысокоточная система тестера батарей

Какие проблемы возникают при тестировании батарей?

Испытание аккумуляторов сопряжено с рядом проблем, поскольку OEM-производители, производители аккумуляторов и поставщики элементов стремятся разработать высокопроизводительные, надежные и безопасные аккумуляторные системы для электромобилей (EV) и систем хранения энергии. В связи с растущими требованиями к более высокой плотности энергии, увеличению дальности действия и скорости зарядки, решения для тестирования должны быть точными, масштабируемыми и адаптируемыми к новым технологиям.

Одной из главных задач является обеспечение точного и надежного измерения напряжения, тока и емкости различных элементов и блоков батарей. Поскольку поведение батареи меняется в различных условиях эксплуатации, испытательные системы должны собирать данные в реальном времени при динамических нагрузках, сохраняя при этом высокую точность. Кроме того, измерение высокого напряжения и силы тока требует безопасного и изолированного сбора данных для предотвращения электрических рисков и обеспечения соответствия промышленным стандартам безопасности.

Еще одна серьезная проблема - интеграция нескольких дисциплин тестирования.Батареи должны оцениваться не только по электрическим характеристикам, но и по механической прочности, виброустойчивости и термической стабильности. Для этого необходимо синхронизировать испытания с анализом мощности, тепловидением, измерением деформации и моделированием окружающей среды, чтобы обнаружить потенциальные сбои до начала эксплуатации. Кроме того, по мере развития аккумуляторных технологий решения для тестирования должны быть масштабируемыми и перспективными, поддерживающими химические составы батарей нового поколения, твердотельные батареи и новые архитектуры хранения энергии.

Dewesoft решает эти проблемы, предлагая высокоточные, модульные и интегрированные решения для тестирования батарей, обеспечивая всестороннюю проверку следующего поколения систем с батарейным питанием.

Мультифизические испытания

Интегрированные решения Dewesoft для тестирования позволяют одновременно контролировать несколько физико-математических величин:

• Механические (структурные, вибрационные и т.д.)

• Электрика (мощность, энергия, гармоники, эффективность)

• Термо

Такой комплексный подход позволяет получить полное представление об испытуемых образцах в различных условиях. Наше удобное программное обеспечение систем DAQ позволяет легко настраивать различные входы и облегчает визуализацию и анализ данных в режиме реального времени. Это упрощает весь процесс испытаний и позволяет наблюдать за условиями со всех сторон.

Выбирая Dewesoft, вы гарантируете, что ваши продукты будут тщательно протестированы на соответствие условиям, в которых им предстоит работать.

Тестирование производительности и эффективности аккумуляторов

Точный анализ эффективности и потерь имеет решающее значение при тестировании батарей, обеспечивая оптимальную производительность и надежность. Анализаторы мощности Dewesoft и системы сбора данных обеспечивают высокоточные измерения постоянного и переменного тока для оценки эффективности батарей, циклов заряда/разряда, потерь мощности и общего преобразования энергии.

Тестирование производительности и энергоэффективности аккумуляторов включает в себя ряд важных ключевых атрибутов:

• Вместимость: Количество заряда, которое может накопить и отдать батарея, обычно измеряется в миллиампер-часах (мАч) или ампер-часах (Ач).

• Напряжение: Разность электрических потенциалов между двумя точками батареи. Напряжение имеет решающее значение для определения того, полностью ли заряжен, разряжен или неисправен аккумулятор.

• Текущий: Поток электрического заряда, обычно измеряемый в амперах (A). Тестирование аккумуляторов часто включает измерение тока во время циклов заряда и разряда.

• Цикл жизни: Количество циклов заряда и разряда, которое может пройти батарея, прежде чем ее емкость снизится до определенного уровня, часто до 80% от первоначальной емкости.

• Состояние заряда (SOC): Мера текущего заряда батареи по отношению к ее общей емкости, обычно представленная в процентах.

• Состояние здоровья (SOH): Показатель общего состояния батареи, включая ее способность удерживать заряд и отдавать энергию в соответствии с первоначальными характеристиками.

• Внутреннее сопротивление: Сопротивление внутри батареи, препятствующее прохождению тока. Повышенное внутреннее сопротивление может указывать на старение или плохую работу.

• Скорость заряда/разряда: Скорость, с которой батарея заряжается или разряжается, часто выражается как C-rate (например, 1C, 0.5C).

• Кулоновская эффективность: Отношение количества заряда, которое батарея может отдать во время разряда, к количеству, полученному во время зарядки. Оно измеряет эффективность процесса заряда/разряда.

• Температура / тепловая целостность: Температура может влиять на производительность, эффективность, безопасность и срок службы батареи. Высокая температура может ускорить деградацию, а низкая - снизить емкость. Худший сценарий - так называемый "тепловой разгон".

• Плотность мощности: Количество энергии, которое батарея может выдать на единицу массы или объема, обычно измеряется в Вт/кг или Вт/л.

• Плотность энергии: Количество энергии, запасенной на единицу массы или объема, обычно измеряется в Втч/кг или Втч/л.

• Падение напряжения: Снижение напряжения батареи под нагрузкой. Это может указывать на такую проблему, как чрезмерное сопротивление или чрезмерный разряд.

• Эффективность заряда/разряда: Насколько эффективно батарея преобразует поступающую энергию во время зарядки и сколько полезной энергии она отдает во время разрядки.

• Перезарядка/переразрядка: Зарядка или разрядка аккумулятора сверх безопасных пределов может привести к его повреждению, сокращению срока службы или угрозе безопасности.

• Импедансная спектроскопия: Метод измерения и анализа импеданса батареи в диапазоне частот. Он помогает понять внутренние свойства и состояние батареи.

• Испытания на соответствие требованиям безопасности: Испытания, проводимые для проверки на наличие таких проблем, как короткое замыкание, тепловой отказ, утечка и перенапряжение, которые могут вызвать опасность при использовании батареи.

Знание этих терминов позволяет получить полное представление о производительности, долговечности и безопасности батареи.

Тестирование и анализ зарядки аккумуляторов

Зарядка аккумуляторов играет решающую роль в производительности, эффективности и долговечности любого устройства с батарейным питанием. Анализаторы мощности и системы сбора данных Dewesoft представляют собой комплексное решение для тестирования и анализа процессов зарядки как переменного, так и постоянного тока, обеспечивая точную оценку эффективности, качества электроэнергии и оптимизации времени зарядки.

Системы Dewesoft позволяют проводить детальный мониторинг и анализ:

• Производительность зарядки переменным и постоянным током

• Энергопотребление и эффективность зарядки

• Анализ циклов заряда/разряда

• Время и оптимизация процесса зарядки

• Анализ качества электроэнергии и гармоник

Индуктивная зарядка (индуктивная передача энергии - IPT)

Технология беспроводной зарядки требует точного высокочастотного анализа для оптимальной передачи энергии. Решения Dewesoft поддерживают:

• Измерения с высокой частотой переключения (до 150 кГц)

• Анализ эффективности при передаче мощности до 6 кВт (60-80%)

Расширенные программные и аппаратные возможности

Анализаторы мощности Dewesoft работают на базе отмеченного наградами программного обеспечения для сбора данных datya, которое предоставляет широкий спектр аналитических инструментов для глубокого понимания процесса зарядки:

• Визуализация процесса зарядки в режиме реального времени

• Scope, FFT, 3D FFT, Reference FFT

• Анализ гармоник и БПФ (2 кГц - 150 кГц) для оценки качества электроэнергии

• Таблица гармоник для детального анализа в частотной области

• Коммутация напряжения, обнаружение дисбаланса и пускового тока

• Точный расчет мощности зарядки и виджеты на дисплее

Сбор данных высокого разрешения, анализ в реальном времени и интуитивно понятная визуализация позволяют Dewesoft проводить комплексное тестирование как обычной, так и индуктивной зарядки аккумуляторов EV. Наши решения помогают инженерам оптимизировать передачу энергии, снизить потери и повысить эффективность зарядки.

Экологические испытания

Батареи должны надежно работать в условиях экстремальных температур, влажности и давления, чтобы обеспечить безопасность и эффективность в реальных приложениях. Системы Dewesoft DAQ обеспечивают точный мониторинг и анализ во время испытаний в камерах окружающей среды, позволяя инженерам оценить поведение батареи в контролируемых условиях.

Для тестирования батарей на воздействие окружающей среды, поддержка систем Dewesoft:

• Многоточечные измерения температуры, влажности и давления с помощью высокоточных датчиков

• Высокоизолированные усилители термопар, разработанные для высоковольтных сред (HV), обеспечивают точный тепловой контроль в суровых условиях

• Отслеживание производительности в реальном времени при различных нагрузках окружающей среды

• Синхронизированный электрический, тепловой и механический анализ для оценки снижения производительности

• Передовые, но простые в использовании инструменты анализа данных и отчетности

Система сбора данных Dewesoft обеспечивает комплексный мониторинг долговечности, эффективности и безопасности батарей в широком диапазоне условий окружающей среды. Благодаря измерениям с высоким разрешением и передовым инструментам анализа наше решение позволяет получить глубокое представление о производительности батарей при циклическом изменении температуры, воздействии влажности и экстремальных нагрузочных испытаниях.

Механические и структурные испытания на прочность

Батареи в электрических и гибридных автомобилях должны выдерживать механические нагрузки, вибрации и удары, чтобы обеспечить безопасность, надежность и долговечность. Системы сбора данных Dewesoft обеспечивают высокоточные решения для оценки механической и структурной прочности как в реальных, так и в лабораторных условиях.

Для механического тестирования аккумуляторов, поддержка систем Dewesoft:

• Испытания на переходе от дороги к рельсам - Сбор данных о вибрации, ударах и столкновениях автомобилей в реальных условиях и их воспроизведение в лабораторных условиях

• Шейкер и 6DOF (шесть степеней свободы) - имитация эксплуатационных вибраций и многоосевых нагрузок

• Измерения с помощью акселерометра и тензодатчика - Мониторинг структурной целостности и усталости при механических нагрузках

• Синхронизированный электрический и механический анализ - Корреляция влияния вибрации на производительность и эффективность аккумулятора

• Анализ усталости и разрушения - Выявление слабых мест для улучшения конструкции корпуса батареи

Благодаря высокоскоростному сбору мультифизических данных решения Dewesoft позволяют инженерам оценивать надежность батарей, оптимизировать конструкцию и обеспечивать соответствие стандартам безопасности в автомобильной, аэрокосмической и промышленной отраслях.

Тестирование системы управления аккумулятором (BMS)

Система управления аккумулятором (BMS) имеет решающее значение для мониторинга, защиты и оптимизации работы аккумулятора. Для обеспечения точности и надежности BMS требуется всестороннее тестирование функций напряжения, тока, температуры, связи и балансировки. Системы сбора данных Dewesoft представляют собой комплексное решение для тестирования функциональности BMS в реальных условиях.

Для тестирования BMS, поддержка систем Dewesoft:

• Высокоточный контроль напряжения и тока на отдельных элементах и модулях

• Измерение температуры с помощью высокоизолированных термопарных усилителей, обеспечивающих безопасную работу в высоковольтных средах (HV)

• Анализ балансировки ячеек для проверки эффективности BMS при выравнивании заряда

• Декодирование CAN, CAN FD, XCP и других протоколов в реальном времени для тестирования связи

• Оценка состояния заряда (SoC) и состояния здоровья (SoH) для мониторинга состояния батареи

• Обнаружение неисправностей и ведение журнала для анализа реакции BMS в стрессовых условиях

Благодаря синхронизированному сбору электрических, тепловых и коммуникационных данных Dewesoft позволяет инженерам проверять алгоритмы BMS, выявлять неэффективность и обеспечивать оптимальную работу батареи. Масштабируемость системы и высокоскоростной сбор данных делают ее идеальной для исследований, разработок и проверки BMS в электрических и гибридных транспортных средствах.

Испытания аккумуляторных батарей в реальных условиях для электромобилей

Одних лабораторных испытаний недостаточно для полного понимания характеристик батареи в реальных условиях. Портативные анализаторы мощности и системы DAQ компании Dewesoft обеспечивают высокоточный сбор данных для тестирования батарей EV на дорогах, гарантируя точную оценку реальной дальности хода, эффективности и энергопотребления в динамичных условиях.

Ключевые характеристики для тестирования батарей в реальных условиях:

• Портативная и прочная конструкция оборудования DAQ для тестирования в автомобиле в любых условиях

• Широкий диапазон рабочих температур (от -40°C до +85°C) для экстремальных условий

• Измерение мощности, энергопотребления и эффективности в режиме реального времени

• Оценка истинного запаса хода в реальных условиях вождения (WLTP, NEDC и т.д.)

• Высокоточный контроль напряжения и тока для циклов заряда/разряда

• Встроенный GPS и регистрация данных об автомобиле для полного анализа испытаний

Системы Dewesoft позволяют инженерам получать точные данные о работе силовых агрегатов во время эксплуатации автомобилей в различных сценариях движения, на различных участках местности и в различных климатических условиях. Благодаря синхронизированному сбору данных и анализу в режиме реального времени наше решение обеспечивает полное понимание работы батареи EV, помогая оптимизировать эффективность и увеличить запас хода.