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張工聊測量 | 電池可拆卸性的測試與分析

2022-03-23 14:53:04·  來源：HBM測試與測量  
　
我們每天都在慢慢接近可持續(xù)發(fā)展的綠色能源能源時(shí)代，電動(dòng)化汽車和飛機(jī)正在迅速發(fā)展。減少二氧化碳排放的“可持續(xù)解決方案”，正在推動(dòng)高容量/大功率電池或氫基燃料電池的發(fā)展。新的測試和測量也同樣如此，包括新的安全概念、新的測試環(huán)境、新型傳感器和測量技術(shù)以及數(shù)據(jù)分析改進(jìn)等。
張工說
我們每天都在慢慢接近可持續(xù)發(fā)展的綠色能源能源時(shí)代，電動(dòng)化汽車和飛機(jī)正在迅速發(fā)展。減少二氧化碳排放的“可持續(xù)解決方案”，正在推動(dòng)高容量/大功率電池或氫基燃料電池的發(fā)展。新的測試和測量也同樣如此，包括新的安全概念、新的測試環(huán)境、新型傳感器和測量技術(shù)以及數(shù)據(jù)分析改進(jìn)等。
今天就和大家聊一聊電池可拆卸性的測試與分析。
01、新傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)，新的測試要求
作為測試和測量、聲音和振動(dòng)以及環(huán)境測試專家，面向可持續(xù)的綠色交通，創(chuàng)新儲(chǔ)能和新能源汽車驗(yàn)證方面，HBK在很早就開始了創(chuàng)新之旅?，F(xiàn)代車輛中的高壓（HV）電池產(chǎn)生的高壓，以及電化學(xué)過程核心鋰元素，都需要大量的試驗(yàn)來驗(yàn)證安全性。在測試范圍內(nèi)，HBK測試解決方案包括以下方面：
  • - 電壓、電流性能和效率分析
  • - 電池應(yīng)變、壓力和載荷的機(jī)械耐久性分析
  • - 溫度、流量和壓力的熱耐久性分析
內(nèi)燃機(jī)的測試通常包括多達(dá)300個(gè)溫度測量點(diǎn)以及高動(dòng)態(tài)扭矩、轉(zhuǎn)速和壓力測量。現(xiàn)在測量技術(shù)正在向傳動(dòng)系統(tǒng)的儲(chǔ)能方向發(fā)展。

02、為什么要進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)分析？
在當(dāng)今的電氣化動(dòng)力總成解決方案中，高壓（HV）電池的熱分析包括模擬和物理測試，包括：
  • - 電池長期可靠性測試，重點(diǎn)是放電/充電周期（慢、快）、自放電。包括單個(gè)電池張力和溫度測量，以及整體功率分析等
  • - 功率、效率、反向負(fù)載反饋的Dyno測試
  • - 結(jié)合氣候室溫上下循環(huán)，在振動(dòng)篩上運(yùn)行特定的機(jī)械負(fù)載
  • - 誤用和沖擊試驗(yàn)（過載、短路、過熱、機(jī)械應(yīng)力、缺陷）
  • - 道路載荷數(shù)據(jù)采集（RLDA），移動(dòng)車輛試驗(yàn)（夏季/高溫、冬季/低溫）瞬態(tài)試驗(yàn)。
電池是現(xiàn)代電動(dòng)汽車中最大、最重的部件。其整體輕量化、結(jié)構(gòu)耐久性和整個(gè)壽命周期預(yù)估是車輛驗(yàn)證的關(guān)鍵參數(shù)。HBK可為其提供無縫測量鏈，不僅可用于測量和物理結(jié)構(gòu)耐久性測試，還可進(jìn)行結(jié)構(gòu)耐久性虛擬測試和壽命估算。

* 燃料電池：HBK電池測試和測量解決方案主要用于燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV），旨在測量燃料電池堆、重整器（換熱器、催化劑）和泵等系統(tǒng)組件，以及用于動(dòng)能回收的儲(chǔ)能電池。

03、電池?zé)峁芾?br />
如前所述，隨著新的發(fā)展，也出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)。鋰離子電池在極端溫度下性能不佳，導(dǎo)致熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜性，包括輔助聚合體和空氣冷卻路徑等。因此，廣泛的測試，特別是熱驗(yàn)證，在這其中至關(guān)重要。
測試電池的長期可靠性涵蓋了多種學(xué)科：機(jī)械和電氣，包括計(jì)算布線和電子器件，固件壽命等。一個(gè)測試包括充電和放電循環(huán)（慢或快）和自放電等。由于電池往往是電氣化動(dòng)力總成的核心，因此提高電池的性能和使用壽命是迫切而重要的。主要的需求包括操作安全、可持續(xù)生產(chǎn)和成本等。在壽命方面的期望值從最低10年、45萬公里或充電5小時(shí)左右等。此外，電池的重復(fù)使用和第二次使用壽命也是一個(gè)重要的話題。
04、高壓電池的熱分析
利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）模型進(jìn)行的計(jì)算機(jī)熱模擬是優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要步驟。然而，真實(shí)的物理測試仍然是必需的，因?yàn)榉抡娌]有考慮所有的架構(gòu)、集成方面或參數(shù)。
在氣候室監(jiān)測電池性能的同時(shí)，可收集重要的數(shù)據(jù)。在這個(gè)環(huán)境和性能測試應(yīng)用中，可以發(fā)現(xiàn)極端溫度的影響。何種冷卻系統(tǒng)能達(dá)到客戶的使用和性能目標(biāo)。負(fù)載測試可覆蓋所有集成狀況，從部件測試到整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)，在開始生產(chǎn)和系列化之前，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)和熱管理進(jìn)行優(yōu)化。
05、長期從事熱測試的專家

多年以來，HBK一直為熱驗(yàn)證測量鏈開發(fā)和提供必要的組件。這些解決方案由電氣、光纖或混合測量鏈組成。內(nèi)燃機(jī)測試已經(jīng)產(chǎn)生一個(gè)事實(shí)：動(dòng)力產(chǎn)生熱量。隨著移動(dòng)性的電氣化和即將到來的熱測試方法的需要，HBK從一個(gè)新的角度審視了現(xiàn)有的工藝并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。
HBK儲(chǔ)能熱測試系統(tǒng)包括測量電壓、電流、溫度、濕度、冷卻流量、壓力等參數(shù)，并與電池管理系統(tǒng)連接。對(duì)功率、效率、熱點(diǎn)監(jiān)測可視化并進(jìn)行計(jì)算分析。HBK可為您提供一站式熱、機(jī)械和電氣分析解決方案。
HBK電池測試解決方案的優(yōu)點(diǎn)：
  • - HBK解決方案的目標(biāo)之一是確保最大的安全性和靈活性
  • - HBK符合EN61010電氣安全標(biāo)準(zhǔn)，所有輸入均通過VDE認(rèn)證
  • - 可擴(kuò)展和靈活的多物理量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可用于不同的測試領(lǐng)域：電，熱，機(jī)械等
  • - 所有通道電隔離，可在高達(dá)1500伏高電勢下進(jìn)行安全測量
  • - 抗電磁干擾
  • - 強(qiáng)大的開放式軟件，從開箱即用到實(shí)時(shí)集成
  • - 在PC機(jī)上數(shù)據(jù)分析與采集，并可并行實(shí)時(shí)集成到試驗(yàn)臺(tái)上
  • - 測試臺(tái)、實(shí)驗(yàn)室和移動(dòng)數(shù)據(jù)采集和測試由一個(gè)單一的解決方案提供，可根據(jù)您的需要進(jìn)行擴(kuò)展

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