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Diagnostic des défauts de la batterie des véhicules électriques avec des équipements de test de modules de batterie

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Diagnostic des défauts de la batterie des véhicules électriques avec des équipements de test de modules de batterie

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En plus d'assurer la sécurité des occupants du véhicule, la durée de vie de la batterie doit être maximisée par la disposition des modules et la stratégie de gestion de la durée de vie de la batterie. Le courant de fonctionnement, l'épaisseur, la vitesse de charge/décharge et la température ont tous un impact important sur la durée de vie de la batterie. En raison de la pression croissante en termes de délais et de coûts à laquelle sont confrontés les équipementiers pour la dernière génération de technologie d'électrification, un tout nouveau centre dédié a été ouvert pour tester les modules de batterie. Le programme détermine quel type de test de module et d'emballage de batterie est nécessaire.

Les tests de modules et d'ensembles de batteries n'impliquent pratiquement aucun test des réactions chimiques internes de leurs cellules respectives. Les tests courants basés sur les performances comprennent les cycles d'entraînement, la capacité de puissance de crête, la validation du logiciel BMS, ainsi que d'autres évaluations de caractérisation spécifiques à l'application. L'équipement de test des modules de batteries est essentiel à chaque étape du cycle de vie de l'article, comme la R&D, la production et la réparation au dépôt.

Les défis des tests de modules de batteries

Les tests de boîtiers et de modules de batteries sont plus cruciaux que jamais. Les ingénieurs d'aujourd'hui doivent faire face à de nouveaux défis tels que la sophistication accrue des évaluations et des montages, les longs délais de développement et d'évaluation, la prise en compte des besoins de sécurité et la prévention des dangers.

De plus, les tests dans le programme nécessitent d'émuler des conditions réelles en réagissant aux signaux de communication de la batterie, des dispositifs externes ou du système. Bien que le test des batteries puisse sembler être une tâche facile, il y a plusieurs défis à relever en raison de leur sophistication et de leur nature toxique. Les trois solutions proposées permettent de surmonter tous ces obstacles.

Le test des batteries nécessite une longue période.

Les tests des modules de batterie peuvent être longs et il ne s'agit pas de tests de réactions chimiques expérimentales. Par exemple, de nombreux fabricants de VE effectuent des évaluations accélérées du cycle de vie qui peuvent durer jusqu'à six semaines.

Les erreurs entraînent la répétition des tests

en raison de la sophistication des tests de la batterie ; il y aura probablement des erreurs. Les tests doivent être refaits, et il n'y a pas de raccourcis pour conserver le temps qui a été perdu.

Les tests de batteries nécessitent un équipement important et coûteux

Le matériel de test des batteries occupe une surface au sol et représente une dépense en capital. C'est pourquoi il est très important de choisir la solution de test idéale qui soit flexible pour un assortiment de programmes et d'exigences.

Cellule de batterie vs. Module de batterie Vs. Différences de test des packs de batteries

Définitions des cellules, modules et packs de batteries

Un module de batterie comprend quelques cellules avec des connecteurs, des équipements électroniques ou un autre emballage mécanique.

Un pack de batteries comprend un nombre quelconque de modules de batteries et des sangles supplémentaires, un équipement électronique ou un emballage. Comme pour les tests d'équipements électroniques électriques, il existe plusieurs objectifs de test utilisés pour évaluer les composants plutôt qu'un ensemble complet.

Les tests de modules de batteries étudient la dynamique de leurs réactions chimiques pour comprendre les caractéristiques de performance électrochimique et prévoir la viabilité de leur utilisation dans un module ou un ensemble de batteries.

Lors de l'analyse des cellules, les ingénieurs appliquent des méthodes électrochimiques pour évaluer les réactions chimiques internes et comprendre les principes fondamentaux de la matière mobile. Les cellules sont testées avant de passer aux tests au niveau du module et du boîtier.

Une fois la dynamique et le comportement du composant mobile connus, les cellules sont construites en packs et modules individuels. Par exemple, le pack batterie de la Nissan Leaf 2018 est composé de 24 modules, chacun comprenant de nombreuses cellules. Les types d'évaluations et de techniques de batteries mobiles peuvent comprendre.

Types de tests de modules et de blocs de batteries

Les tests de modules et d'ensembles de batteries sont essentiels pour évaluer l'état et la fonctionnalité de la batterie. Des tests peuvent également être effectués pour évaluer le fonctionnement des pièces et systèmes électroniques connectés à la batterie, comme le BMS, les câbles connectés, les capteurs et les fusibles de la batterie.

Niveau module

Les tests de batterie au niveau du module comprennent généralement des tests de charge et de décharge pour s'assurer que les connexions mobiles sont sûres et suffisamment puissantes pour gérer les charges de courant prévues sans se repeindre, tomber en panne ou surchauffer. D'autres tests pourraient permettre de s'assurer que les cellules sont plus équilibrées, que les tensions sont rapportées correctement et que les détecteurs de température fonctionnent comme il se doit.

Niveau du pack

Un groupe complet d'évaluations doit être effectué pour s'assurer que chaque sous-système du pack fonctionne correctement, y compris les mécanismes de sécurité, le matériel externe et les communications BMS.

Équipements de test du module de batterie nécessaires à l'identification des défauts

Équipement de test d'accélération

L'énergie a été portée à 27,5 kW sur 3 minutes lors du test d'accélération, puis a diminué jusqu'à zéro sur 2 secondes. Une chute de tension relative anormalement élevée parmi les bandes concurrentes du module 5 a été détectée, ce qui a signalé une erreur présumée.

Cyclage de la batterie

Le cyclage de la batterie est fondamental à tous les tests. Le cyclage de la batterie est un élément essentiel des tests de modules et d'ensembles de batteries. Le cyclage de la batterie est la procédure de décharge et de charge d'une batterie qui joue également un rôle dans tous les types de tests. La façon dont la batterie est cyclée est basée sur la chimie, le programme et le catalogue des objectifs du test.

Équipement d'essai de vibration

Les batteries rechargeables seraient le type de batteries le plus populaire dans les véhicules électriques, EV, et hybrides, HV. Tout au long de leur durée de vie, les batteries seront probablement exposées à des vibrations, et par conséquent, les essais de vibration sont requis par de nombreuses normes.

Il est suggéré d'effectuer des essais sur des batteries de différentes tailles, c'est-à-dire des batteries mobiles, des modules ou des boîtiers. Les essais de vibration sont très répandus dans le secteur automobile. Les voitures entières et les pièces sont analysées. Un véhicule est une structure énorme, et pour cette raison, ses fréquences de résonance sont basses, et les dommages sont principalement causés par le contenu à très basse fréquence du spectre des vibrations.

Essais de décharge constante

L'électricité a été portée à environ 20 kW à partir de l'essai de décharge constante, puis diminuée progressivement jusqu'à ce qu'un courant relativement stable d'environ 100 A de chaque côté de la nacelle soit préservé avant qu'une tension minimale de 2,9 V soit quantifiée dans tout mobile. De petits changements dans l'appel de courant ont été libérés avec le motoriste essayant de garder une présence continue.

DGBELL ouvre un nouvel horizon pour les équipements de test de modules de batteries

L'installation, réalisée par l'expert en groupes motopropulseurs DGBELL, facilite le processus de démontage des batteries automobiles compactes et modulaires pour l'évaluation après test. Elle offre un environnement climatisé pour effectuer des tests en conditions réelles afin de rationaliser les phases d'évaluation et d'identification des technologies émergentes.

En plus d'offrir une vérification de l'adéquation après test, l'installation d'essai et d'assemblage de modules de batteries pour véhicules électriques permet une simulation qui fonctionne selon les exigences du cycle de conduite afin d'évaluer le fonctionnement des technologies alimentées par batterie dans un environnement pratique. Il permet également d'évaluer les modules, les cellules et les packs de batteries pour véhicules électriques afin d'obtenir une tension continue en cas d'essais en circuit ouvert, la capacité de stockage des batteries et les caractéristiques thermiques, telles que la réaction à la tension sous un comportement de libération élevée et la résistance interne.

Notre équipement de test permet d'effectuer des évaluations dans une plage de température personnalisable avec un contrôle précis de la température et de l'humidité. La chambre d'essai sans fil reçoit une alimentation électrique bidirectionnelle et acceptable pour les essais de modules de batteries de VE avec le contrôle et le logiciel des chambres environnementales.

Importance et applications des tests de modules de batteries

Le marché des batteries augmente rapidement en raison de l'électrification des secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et de l'énergie. Par la suite, les batteries seront le composant essentiel de l'électrification des voitures, des avions, des trains et du réseau électrique. Ainsi, les ingénieurs, chercheurs et superviseurs actuels doivent comprendre les bases de l'examen des batteries et les approches les plus efficaces pour garantir la fonctionnalité, la sécurité et le délai de commercialisation des produits.

Caractéristiques de vieillissement de la batterie

Mesure de la capacité

Qualité de la fabrication

Effets de la pression mécanique externe

Système de refroidissement de la batterie

Évaluation de l'efficacité

Performances de charge rapide

Corrélation entre le mobile et le module/pack

Production de la fabrication

Préparation de la livraison

Validation de la garantie

Conclusion

Les tests de batteries sont plus importants que jamais avec l'électrification, et les défis sont nombreux car ils sont compliqués, prennent du temps, nécessitent beaucoup d'informations et sont toxiques. Les principes fondamentaux des tests de durée de vie des batteries comprennent la compréhension d'expressions clés comme l'état des coûts (SOC), le système de gestion de la batterie (BMS) qui a des fonctions importantes comme la communication, la sécurité et la sécurité, et le cyclage de la batterie (charge et décharge) qui est au centre de la majorité des tests. Contrairement aux tests de mobiles, les tests de modules et de paquets sont basés sur des programmes.

Cette note d'application a démontré que les tests de batteries sont principalement utilisés en conception (caractérisation de la technologie) et en production, et que chacun a un objectif différent. En examinant la croissance des tests de batteries, nous avons révélé que de nombreux défis d'analyse pouvaient être surmontés en choisissant la solution appropriée.