Sicher testen in Hochvolt-Umgebungen

E-Fahrzeug-Batterien automatisiert prüfen und auswerten

Bei der Entwicklung neuer Batterien und Batteriemanagementsysteme für E-Fahrzeuge sind ausführliche Tests und Validierungen an der Tagesordnung. Mit diesen lassen sich die Belastungsgrenzen von Batteriezellen, -modulen und kompletten Batteriepacks ermitteln. Die Untersuchungen beinhalten Lade- und Entladezyklen in Klimakammern sowie Crash-Belastungen, Penetration, Stauchung und Biegung sowie Vibrationstests. Dafür kommt ein flexibles, automatisiertes Testsystem inklusive Datenauswertung zum Einsatz, das in der Hochvolt-Umgebung Daten störungsfrei und sicher erfasst. SK Innovation, einer der weltweit größten Batteriehersteller, setzt hier auf die Messtechnik von imc und beauftragte mehrere Messracks für Batterietests.

Dauerlauftest mit dem imc Testrack

Das 19 Zoll Testrack erfasst alle Messwerte an einem Batteriemodul, das aus mehreren einzelnen Batteriezellen besteht. Während des Tests werden die Zellenspannung und Zelltemperatur an jeder Batteriezelle gemessen und überwacht. Dafür setzt SK Innovation mehrere 19” Racks ein. Außerdem erfasst das Testsystem die Spannung der Batteriemodule und des gesamten Batteriepacks. Die Steue-rung und Regelung der bidirektionalen DC-Quelle für den Lade-und Entladevorgang sowie die Über-wachung der Messgrößen erfolgt durch die Software imc STUDIO.

Durchdringungs-Test

Beim Testen der Penetrationsbelastung erfasst das imc Testsystem die Batteriezellenspannung. Die Temperatur wird hier mit einer Wärmebildkamera aufgezeichnet, eine Filmkamera dokumentiert die Zerstörung. Alle Bilder und Messdaten werden für die Auswertung zeitsychron abgelegt.

Mechanische Deformation-, Crash- und Misuse-Test

Bei der gezielten mechanischen Deformation des Batteriepacks (Crash-, Stauchung- oder Biegungsbelastung) kommen eine Wärmebildkamera zur Temperaturerfassung und eine Hochgeschwindigkeitskamera zum Einsatz. Auch hier werden die Messdaten und Kamerabilder zeitsynchron gespeichert.

Vibrationstest

Bei der Vibrationsprüfung werden die Batterien mit Schwingungen, die im Fahrbetrieb auftreten, beaufschlagt, um Materialbelastungen am System zu analysieren. Ein so genannter „Shaker“ erzeugt starke Vibrationen, dabei überwacht das Testsystem den Zustand des Batteriepacks während des Ladens und Entladens.

Lebensdauer-Test in der Klimakammer

Der Lebensdauertest eines Batteriepacks umfasst mehrwöchige Lade- und Entladezyklen, um die Leistungsfähigkeit einer Batterie zu testen. Das Batteriepack wird dabei in einer Klimakammer verschiedenen Feuchtigkeitsgraden und Temperaturverläufen ausgesetzt.

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