generic electric car with battery visible x-ray charging at public charger in city parking lot with lens flare 3d render

电动汽车电池的测量和分析

我们似乎每天都在向更可持续的交通愿景靠近，即在地面上使用绿色动力和电气化车辆（NEV、BEV），也在水上和空中使用。

通过使用减少二氧化碳排放的 "可持续解决方案 "来保护气候的大趋势正在推动高容量/高功率电池或基于H2的燃料电池等技术成为移动能源的主要来源。摆脱内燃机也需要在测试和测量中采用新的思维方式，包括新的安全概念、新的测试环境、新类型的传感器和测量技术，以及适应的数据分析。

新的传动系统技术--新的测试要求

为了寻求可持续的绿色交通，HBK很早就开始面临汽车移动储能器的开发和测试方面的挑战。作为测试和测量、电力测试、声音和振动以及环境测试的市场领导者，HBK已经提前了解了来自汽车和商业车辆等行业在验证创新储能和整体NEV概念方面的许多要求和需要。

现代汽车中电压高达1000V的电池需要大量的测试，在处理危险的电压和锂作为电化学过程的核心元素时，需要采取特殊的安全措施来扩展。在测试范围内，HBK涵盖了大多数测量变量：

用于性能和效率分析的电气电压、电流和功率
安全短路测试和优化充电测试
用于机械耐久性和包装分析的力、应变、压力和重量
用于热耐久性分析的温度、流量和压力

内燃机的测试包括多达300个温度测量点，以及高动态扭矩、速度和压力测量。随着电池和燃料电池的整合，测量通道的数量正朝着作为现代动力传动系统中最大部件的能量存储方向发展。

为什么要进行测量和数据分析？

在今天的电气化动力系统解决方案中，从单体电池到电池组的所有方面都被虚拟（模拟）和物理测试所覆盖，其典型范围如下：

长期的电池可靠性测试，重点是放电/充电循环（慢速、快速），自放电，包括测量单个电池的张力和温度，以及整体功率分析
Dyno测试侧重于功率、效率和反向负载反馈
在振动筛上运行特定用途的机械负载曲线，结合气候室温度的上下循环进行环境测试
误用和影响测试（过载、短路、过热、机械应力、缺陷）。
结构完整性测试，从移动车辆测试开始，进行道路载荷数据采集（RLDA）、夏季/高温、冬季/低温的瞬态测试

燃料电池

HBK的测试和测量解决方案与燃料电池电动汽车（FCEV）领域的主要客户合作使用，旨在测量燃料电池堆、重整器（热交换器、催化剂）和其他系统部件，如泵，以及在休整期间用于储能的电池。

Battery Structural Testing

The battery is among the largest and heaviest part of modern electric vehicles. Overall lightweight design and flexible packaging need to be balanced. Optimal weight, structural durability, and overall life-cycle estimation are key parameters that need to be validated before the start of production. HBK is among the leading supplier of seamless measurement chains not only for measurement and physical structural durability testing, but also virtual structural durability testing and lifetime estimation.

电池热熔胶短路测试

对大功率牵引电池的断路器和热熔断器进行鉴定，要求能够以极高的采样率测量几千安的电流，以捕捉峰值电流。它还要求有能力精确和高动态地测量几安培的电流。由于高电压、大电流和极快的上升时间，它对所使用的DAQ系统在抗电磁干扰、过压保护和隔离方面提出了高要求。进行短路测试的一种方法是使用非线性电流传感器和Genesis高速数据记录器。

袋子细胞测试：电池的机械测试

力传感器可以帮助你了解电池容量衰减的速度，因为它们可以用来评估充电/放电周期中电池单元的压力。

在所谓的小袋电池测试中，一个力传感器测量在不同的充电条件下电池内部发生的应力。这种压力与电池的性能有关，因为它可能导致容量衰减，或在极端情况下导致电池完全失效。

了解用于机械电池测试的力传感器的最相关特性。该白皮书还将介绍一种简单的方法来估计袋状细胞测试的测量不确定性。

阅读白皮书

动态负载条件下的电气鉴定和验证

在牵引电池被引入市场之前，对这些系统进行鉴定和验证是不可避免的。一个合适的测试台必须涵盖高电压和电流范围以及高动态，它应该能够尽可能真实地执行必要的测试，并以应用为导向。为此，测量技术必须是高度精确和动态的。

如何实现这一点，以及HBK设备如何帮助这里，你可以在这里找到答案。

电池热管理

电池是现代电池驱动的电动汽车（BEV）或新型电动汽车（NEV）的核心和最大的单一组件。它是关于寻找和验证完整设置的最佳关键参数。

锂离子电池在极端温度下的有限性能推动了热管理系统的复杂性，该系统具有支持性的辅助聚合体和空气冷却路径。过高的温度可能导致自毁，甚至火灾（热失控）。因此，广泛的测试，特别是热验证，在整个测试设置中是至关重要的。

操作安全是最重要的要求之一。关于使用寿命的期望值从至少10年、45万公里或使用超级充电器的5分钟充电目标时间不等。此外，电池的重复使用和第二寿命也是一个重要的话题。

电池寿命的热管理对速度性能、安全性、价格等关键参数至关重要。因此，热分析需要许多具有最高要求的温度测量点：小的测量点、使用双绝缘感应线的最大安全性、电隔离通道、非接触式插头，除了具有最高信号精度的典型要求外，还有噪音抑制。

From Sensors to Qualified Data

Our end-to-end solution helps you validate and optimize HV battery storage – thermally, electrically, and mechanically.

Thermal Analysis of High-voltage Batteries

Computer-based thermal simulation done by Computational Fluid Dynamics (CFD) models serves as an important step towards optimal system design. Real physical testing, however, is still required, as simulation considers not all architectures, integration aspects or parameters.

While battery performance is monitored in climate chambers, important data is gathered. In this environmental and performance test routine, the impact of extreme temperatures can be investigated. It becomes apparent which cooling systems are the best to reach customer use and performance targets. The load case can be scaled and cover all integration levels − from component testing to the entire drivetrain − to optimize the entire system and thermal management before starting production and series.

长期从事热测试的专家

多年来，HBK开发并提供热验证测量链的必要组件。这些解决方案由电气、光学或组合--混合--测量链覆盖。

已有的内燃机必须处理动力产生热量的事实。随着移动性的电气化和即将到来的开发热测试方法的需求也在这里，HBK研究了现有的流程，并从一个新的角度对其进行了改进。因此，所有的经验和知识经过处理和调整，也成为电动车热测试的专家，并在此范围内进行电池测试。

HBK储能热测试系统测量的参数包括电压、电流、温度、湿度、冷却流量、压力和对话电池管理系统。对功率、效率、热点监测、可视化和分析进行了计算。自动化涉及到测试控制和安全。

HBK的数据采集和分析解决方案为电力驱动系统的外部和电池深处的调查提供热电偶测量，包括电池电压、整体电压和电流测量。通用输入涵盖通用流量、压力、湿度和其他所需参数。

HBK是您在热、机械和电气测试样品分析方面具有成本效益的一站式解决方案供应商。

HBK电池测试解决方案：效益

受益于HBK的解决方案，确保最大的灵活性和投资保护：

安全第一 - HBK符合EN61010电气安全标准
免费的可扩展和灵活的多物理学DAQ系统适用于许多不同的测试领域：电、热、机械、...
全通道隔离高达1500V DC，可在高电位下进行测量。
输入范围高达+/-1500V，具有CAT III过电压等级
电磁噪声免疫信号质量
可选的隔离式数字转换器，具有更高的隔离度和抗噪能力
强大的开放式软件概念，从即用即用到实时集成
在PC上进行数据分析和采集，同时实时整合到测试台架上
单一解决方案涵盖了工作台、实验室和移动数据采集，可根据您的需求进行扩展

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电动汽车电池的测量和分析

新的传动系统技术--新的测试要求

为什么要进行测量和数据分析？

燃料电池

Battery Structural Testing

电池热熔胶短路测试

袋子细胞测试：电池的机械测试

动态负载条件下的电气鉴定和验证

电池热管理

From Sensors to Qualified Data

Thermal Analysis of High-voltage Batteries

长期从事热测试的专家

HBK电池测试解决方案：效益

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