Testiranje baterijeVisoko natančen sistem za testiranje akumulatorjev

Kakšni so izzivi pri testiranju baterij?

Testiranje baterij predstavlja več izzivov, saj si proizvajalci originalne opreme, proizvajalci baterij in dobavitelji celic prizadevajo razviti visoko zmogljive, zanesljive in varne baterijske sisteme za električna vozila (EV) in aplikacije za shranjevanje energije. Zaradi vse večjih zahtev po večji gostoti energije, daljšem dosegu in hitrejšem polnjenju morajo biti rešitve za preskušanje natančne, razširljive in prilagodljive novim tehnologijam.

Eden glavnih izzivov je zagotavljanje natančnega in zanesljivega merjenja napetosti, toka in zmogljivosti različnih baterijskih celic in paketov.. Ker se obnašanje baterije v različnih pogojih delovanja spreminja, morajo preskusni sistemi zajemati podatke v realnem času v dinamičnih scenarijih obremenitve in hkrati ohranjati visoko natančnost. Poleg tega je pri visokonapetostnih in visokotokovnih meritvah potreben varen in izoliran zajem podatkov, da se preprečijo električne nevarnosti in zagotovi skladnost z industrijskimi varnostnimi standardi.

Drug velik izziv je povezovanje več področij testiranja.baterije je treba oceniti ne le glede električne zmogljivosti, temveč tudi glede mehanske vzdržljivosti, odpornosti na tresljaje in toplotne stabilnosti.. Za to je potrebno sinhronizirano testiranje z analizo moči, toplotnim slikanjem, merjenjem napetosti in okoljsko simulacijo, da bi odkrili morebitne okvare pred začetkom uporabe. Ker se tehnologije baterij razvijajo, morajo biti rešitve za testiranje razširljive in odporne na prihodnost, saj podpirajo kemikalije baterij naslednje generacije, polprevodniške baterije in nove arhitekture shranjevanja energije.

Dewesoft se teh izzivov loteva s ponudbo visoko natančnih, modularnih in integriranih rešitev za testiranje baterij, ki zagotavljajo celovito potrditev naslednje generacije sistemov, ki jih poganjajo baterije.

Večfizikalno testiranje

Dewesoftove integrirane testne rešitve omogočajo hkratno spremljanje več fizikalnih veličin:

• Mehanski (strukturni, vibracijski itd.)

• Električni (moč, energija, harmonske, učinkovitost)

• Toplotni

Ta celostni pristop omogoča celovito razumevanje vaših preskusnih vzorcev v različnih pogojih. Naša uporabniku prijazna programska oprema sistemov DAQ omogoča izjemno enostavno konfiguriranje različnih vhodov ter vizualizacijo in analizo podatkov v realnem času. S tem racionalizirate celoten postopek preskušanja in opazujete pogoje z vseh zornih kotov.

Z izbiro podjetja Dewesoft si zagotovite, da so vaši izdelki strogo preizkušeni, da zdržijo pogoje, v katerih morajo delovati.

Preizkušanje zmogljivosti in učinkovitosti baterije

Natančno analiza učinkovitosti in izgub je ključnega pomena pri testiranju baterij, saj zagotavlja optimalno delovanje in zanesljivost. Dewesoftovi analizatorji moči in sistemi za zajem podatkov zagotavljajo zelo natančne meritve enosmernega in izmeničnega toka za ocenjevanje učinkovitosti baterije, ciklov polnjenja in praznjenja, izgub energije in celotne pretvorbe energije.

Preizkušanje zmogljivosti in energetske učinkovitosti baterije vključuje vrsto pomembnih ključnih lastnosti:

• Zmogljivost: Količina naboja, ki jo lahko baterija shrani in odda, običajno merjena v miliamperskih urah (mAh) ali amperskih urah (Ah).

• Napetost: Razlika električnih potencialov med dvema točkama v bateriji. Napetost je ključnega pomena pri ugotavljanju, ali je baterija popolnoma napolnjena, izpraznjena ali slabo deluje.

• Trenutni: Tok električnega naboja, ki se običajno meri v amperih (A). Testiranje baterije pogosto vključuje merjenje toka med cikli polnjenja in praznjenja.

• Življenjski cikel: Število ciklov polnjenja in praznjenja baterije, preden se njena zmogljivost zmanjša na določeno raven, pogosto na 80 % prvotne zmogljivosti.

• Stanje napolnjenosti (SOC): Merilo trenutne napolnjenosti baterije glede na njeno skupno zmogljivost, običajno izraženo v odstotkih.

• Stanje zdravja (SOH): Merilo za splošno stanje baterije, vključno z njeno sposobnostjo ohranjanja napolnjenosti in zagotavljanja energije glede na prvotne specifikacije.

• Notranja upornost: Upor v bateriji, ki ovira pretok električnega toka. Večja notranja upornost lahko kaže na staranje ali slabo delovanje.

• Hitrost polnjenja/razreševanja: Hitrost polnjenja ali praznjenja baterije, pogosto izražena kot stopnja C (npr. 1C, 0,5C).

• Coulombova učinkovitost: Razmerje med količino naboja, ki ga lahko baterija odda med praznjenjem, in količino, ki jo je prejela med polnjenjem. Meri učinkovitost postopka polnjenja/razreševanja.

• Temperatura / toplotna celovitost: Temperatura lahko vpliva na zmogljivost, učinkovitost, varnost in življenjsko dobo baterije. Visoke temperature lahko pospešijo razgradnjo, nizke pa zmanjšajo zmogljivost. Najslabši možni scenarij je tako imenovani "termični pobeg".

• Gostota moči: Količina energije, ki jo baterija lahko zagotovi na enoto mase ali prostornine, običajno merjena v W/kg ali W/L.

• Energijska gostota: Količina shranjene energije na enoto mase ali prostornine, ki se običajno meri v Wh/kg ali Wh/L.

• Padec napetosti: Zmanjšanje napetosti baterije pod obremenitvijo. To lahko kaže na težavo, kot je prevelika upornost ali prekomerno praznjenje.

• Učinkovitost polnjenja/praznjenja: Kako učinkovito baterija pretvarja vhodno energijo med polnjenjem in koliko uporabne energije odda med praznjenjem.

• Prekomerno polnjenje/prekoračitev izpusta: Polnjenje ali praznjenje baterije prek varnih meja jo lahko poškoduje, kar vodi do skrajšanja življenjske dobe ali varnostnih tveganj.

• Impedančna spektroskopija: Metoda za merjenje in analizo impedance baterije pri različnih frekvencah. Pomaga razumeti notranje lastnosti in zdravje baterije.

• Preizkušanje skladnosti z varnostjo: Opravljeni preskusi, s katerimi se preverijo težave, kot so kratek stik, toplotni pobeg, uhajanje in prenapetost, ki bi lahko povzročile nevarnost med uporabo baterije.

Poznavanje teh izrazov omogoča celovito razumevanje delovanja, življenjske dobe in varnosti baterije.

Testiranje in analiza polnjenja baterij

Polnjenje baterije ima ključno vlogo pri delovanju, učinkovitosti in dolgi življenjski dobi vsake naprave, ki jo poganja baterija. Dewesoftovi analizatorji električne energije in sistemi za zajem podatkov zagotavljajo celovito rešitev za preskušanje in analizo procesov polnjenja z izmeničnim in enosmernim tokom, kar zagotavlja natančno oceno učinkovitosti, oceno kakovosti električne energije in optimizacijo časa polnjenja.

Sistemi Dewesoft omogočajo podrobno spremljanje in analizo:

• Delovanje polnjenja z izmeničnim in enosmernim tokom

• Poraba energije za polnjenje in učinkovitost polnjenja

• Analiza cikla polnjenja/razreševanja

• Časovno načrtovanje in optimizacija postopka polnjenja

• Analiza kakovosti električne energije in harmonikov

Induktivno polnjenje (induktivni prenos energije - IPT)

Tehnologija brezžičnega polnjenja zahteva natančno visokofrekvenčno analizo za optimalen prenos energije. Dewesoftove rešitve podpirajo:

• Meritve visoke preklopne frekvence (do 150 kHz)

• Analiza učinkovitosti za prenos moči do 6 kW (60-80 %)

Napredna programska in strojna oprema

Dewesoftove analizatorje električne energije poganja nagrajena programska oprema za pridobivanje podatkov, ki zagotavlja široko paleto analitičnih orodij za poglobljen vpogled v proces polnjenja:

• Vizualizacija procesa polnjenja v realnem času

• Obseg, FFT, 3D FFT, referenčna FFT

• Harmonska analiza in FFT (2 kHz - 150 kHz) za oceno kakovosti električne energije

• Harmonska tabela za podrobno analizo frekvenčnega področja

• Komutacija napetosti, neuravnoteženost in zaznavanje zagonskega toka

• Natančen izračun polnilne moči in prikaz widgetov

Dewesoftovo zajemanje podatkov visoke ločljivosti, analiza v realnem času in intuitivna vizualizacija omogočajo celovito testiranje konvencionalnega in induktivnega polnjenja baterij električnih vozil. Naše rešitve pomagajo inženirjem optimizirati prenos energije, zmanjšati izgube in izboljšati učinkovitost polnjenja.

Okoljsko testiranje

Baterije morajo zanesljivo delovati pri ekstremnih temperaturah, vlagi in tlaku, da se zagotovita varnost in učinkovitost pri uporabi v resničnem svetu. Sistemi Dewesoft DAQ zagotavljajo natančno spremljanje in analizo med testiranjem v okoljski komori, kar inženirjem omogoča, da ocenijo obnašanje baterij v nadzorovanih testnih okoljih.

Za okoljsko testiranje baterij, podporo sistemov Dewesoft:

• Večtočkovne meritve temperature, vlage in tlaka z uporabo zelo natančnih senzorjev

• Visokoizolirani termočleni ojačevalniki, zasnovani za visokonapetostna (VN) okolja, ki zagotavljajo natančno spremljanje toplote v težkih razmerah

• Spremljanje učinkovitosti v realnem času pri različnih okoljskih obremenitvah

• Sinhronizirana električna, toplotna in mehanska analiza za oceno poslabšanja zmogljivosti

• Napredna, a enostavna za uporabo orodja za analizo podatkov in poročanje

Dewesoftovo pridobivanje podatkov zagotavlja celovito spremljanje vzdržljivosti, učinkovitosti in varnosti baterije v različnih okoljskih pogojih. Z meritvami visoke ločljivosti in naprednimi orodji za analizo naša rešitev zagotavlja poglobljen vpogled v delovanje baterije med cikličnim spreminjanjem temperature, izpostavljenostjo vlagi in ekstremnimi okoljskimi obremenitvenimi testi.

Mehansko in strukturno preskušanje trajnosti

Baterije v električnih in hibridnih vozilih morajo vzdržati mehanske obremenitve, vibracije in udarce, da se zagotovijo varnost, zanesljivost in dolga življenjska doba. Sistemi za zajem podatkov Dewesoft zagotavljajo zelo natančne preskusne rešitve za ocenjevanje mehanske in strukturne vzdržljivosti v realnih in laboratorijskih razmerah.

Za mehansko testiranje baterij je potrebna podpora sistemov Dewesoft:

• Testiranje od ceste do naprave - zajemanje podatkov o vibracijah, udarcih in trkih vozil v resničnem svetu ter njihovo ponovitev v laboratorijskih pogojih.

• Shaker in 6DOF (šest stopenj svobode) - simulacija vibracij pri delovanju in večosnih obremenitev

• Meritve z merilnikom pospeška in tenzometrom - Spremljanje strukturne celovitosti in utrujenosti pri mehanskih obremenitvah

• Sinhronizirana električna in mehanska analiza - Povezovanje učinkov vibracij z zmogljivostjo in učinkovitostjo baterije

• Analiza utrujenosti in odpovedi - Ugotavljanje šibkih točk za izboljšanje zasnove ohišja baterije

Dewesoftove rešitve s hitrim zajemom večfizikalnih podatkov inženirjem omogočajo ocenjevanje robustnosti akumulatorjev, optimizacijo strukturne zasnove in zagotavljanje skladnosti z varnostnimi standardi v avtomobilski, vesoljski in industrijski industriji.

Testiranje sistema za upravljanje baterij (BMS)

Sistem za upravljanje baterije (BMS) je ključnega pomena za spremljanje, zaščito in optimizacijo delovanja baterije. Za zagotavljanje natančnosti in zanesljivosti sistema BMS je potrebno celovito testiranje njegovih funkcij napetosti, toka, temperature, komunikacije in uravnoteženja. Dewesoftovi sistemi za zajem podatkov zagotavljajo celovito rešitev za preizkušanje delovanja BMS v realnih pogojih.

Za testiranje sistema BMS podpirajo sistemi Dewesoft:

• Zelo natančno spremljanje napetosti in toka v posameznih celicah in modulih

• Merjenje temperature z visokoizoliranimi termočlenskimi ojačevalniki, ki zagotavljajo varno delovanje v visokonapetostnih (VN) okoljih

• Analiza uravnoteženja celic za preverjanje učinkovitosti sistema BMS pri izravnavi polnjenja

• Dekodiranje protokolov CAN, CAN FD, XCP in drugih protokolov v realnem času za testiranje komunikacije

• Vrednotenje stanja napolnjenosti (SoC) in stanja zdravja (SoH) za spremljanje stanja baterije

• Odkrivanje napak in beleženje za analizo odziva sistema BMS v stresnih razmerah

S sinhroniziranim zbiranjem električnih, toplotnih in komunikacijskih podatkov Dewesoft inženirjem omogoča potrjevanje algoritmov BMS, odkrivanje neučinkovitosti in zagotavljanje optimalnega delovanja baterije. Zaradi razširljivosti in hitrega pridobivanja podatkov je sistem idealen za raziskave, razvoj in potrjevanje BMS v aplikacijah za električna in hibridna vozila.

Testiranje baterij v električnih vozilih v realnem okolju

Samo laboratorijski testi ne zadostujejo za popolno razumevanje delovanja baterije v realnih pogojih. Dewesoftovi prenosni analizatorji energije in sistemi DAQ zagotavljajo zelo natančno zbiranje podatkov za testiranje baterij električnih vozil na cesti, kar zagotavlja natančno oceno dejanskega dosega, učinkovitosti in porabe energije v dinamičnih okoljih.

Ključne lastnosti za testiranje baterij v resničnem svetu:

• Prenosna in robustna zasnova strojne opreme DAQ za testiranje v vozilu v vseh pogojih

• Široko temperaturno območje delovanja (-40 °C do +85 °C) za ekstremne razmere

• Merjenje moči, porabe energije in učinkovitosti v realnem času

• Ocenjevanje dejanskega dosega v dejanskih voznih pogojih (WLTP, NEDC itd.)

• Visoka natančnost spremljanja napetosti in toka za cikle polnjenja/razreševanja

• Vgrajen GPS in beleženje podatkov o vozilu za popolno analizo testov

Sistemi Dewesoft inženirjem omogočajo zajemanje natančnih podatkov o delovanju pogonskega sklopa med delovanjem vozil v različnih voznih scenarijih, na različnih terenih in v različnih podnebnih razmerah. S sinhroniziranim zajemom podatkov in analizo v realnem času naša rešitev zagotavlja celovito razumevanje delovanja baterij električnih vozil, kar pomaga optimizirati učinkovitost in podaljšati doseg vožnje.