Software para operaciones de laboratorio y producción Acelere y optimice las operaciones de su laboratorio de pruebas de baterías.

Las características clave para gestionar eficazmente los recursos en un laboratorio de pruebas de baterías giran en torno a la coordinación de tres elementos principales: el hardware (activos), los elementos de prueba o dispositivos sometidos a prueba (DUT) y los flujos de trabajo del personal. Una plataforma de software dedicada a las operaciones de laboratorio proporciona un sistema centralizado y basado en la web para gestionar estos recursos interconectados. Estas son las características clave para la gestión de recursos:

• Gestión de activos y hardware de prueba: se centra en optimizar la utilización y el estado de los equipos, incluyendo una visión de 360 grados del laboratorio, el seguimiento de activos, la programación del mantenimiento y la calibración, y la supervisión remota.
  
  
• Gestión de DUT: Se trata de realizar un seguimiento de las baterías a lo largo de todo su ciclo de vida en el laboratorio, incluyendo el registro, la trazabilidad y el seguimiento de su ubicación física.
  
  
• Planificación y programación del flujo de trabajo: garantiza la máxima eficiencia y rendimiento de los recursos disponibles, como la optimización de la capacidad de pruebas, la gestión de pedidos y tareas de laboratorio, y la gestión de funciones del personal.
  
  
• Gestión de la información de datos: garantiza que los datos de las pruebas se gestionen de forma eficiente y segura mediante un repositorio centralizado que garantiza la integridad, la trazabilidad y la generación de informes.

Los principales retos en un laboratorio de pruebas de baterías se centran en la complejidad del escalado, la gestión de datos masivos y la garantía de la seguridad, al tiempo que se mantiene una alta utilización de los activos. El rápido crecimiento de los mercados de vehículos eléctricos y almacenamiento de energía requiere la realización de pruebas a miles de celdas, módulos y paquetes de baterías, lo que rápidamente desborda los procesos tradicionales de los laboratorios. Este aumento de volumen crea un cuello de botella en los recursos, lo que presiona a los responsables de los laboratorios para que optimicen la programación y la utilización de los costosos sistemas de pruebas y cámaras climáticas, con el fin de evitar costosas inversiones en nuevo hardware.

Además, la gestión de datos supone un gran obstáculo, ya que cada canal de prueba genera enormes volúmenes de datos multicanal de alta velocidad (voltaje, corriente, temperatura, etc.) que deben recopilarse, almacenarse y analizarse con precisión y de forma trazable. La falta de estandarización entre los distintos sistemas de prueba y plataformas de software agrava este problema, lo que dificulta la sincronización de los flujos de trabajo y el mantenimiento de la integridad de los datos a lo largo del ciclo de vida de las pruebas. Por último, dada la alta densidad energética y el potencial de fuga térmica, la seguridad sigue siendo primordial; por lo tanto, el entorno de prueba debe diseñarse rigurosamente y supervisarse de forma remota para mitigar los riesgos de incendio o explosión, lo que requiere protocolos de seguridad integrales integrados en la infraestructura y el software de prueba.

El hardware compatible con el software de pruebas de laboratorio de baterías consiste principalmente en cicladores de baterías dedicados, electrónica de potencia y diversos instrumentos periféricos, y su compatibilidad depende en gran medida del proveedor del software y de la infraestructura del laboratorio. La pieza central del hardware es el cicladora de baterías (también conocido como sistema de pruebas o analizador de baterías), que realiza las rutinas de carga y descarga. Las principales plataformas de software de pruebas de baterías suelen estar diseñadas para integrarse directamente con las líneas de productos de cicladores del propio fabricante.

Más allá de los cicladores principales, el software debe ser capaz de controlar y comunicarse con equipos auxiliares de laboratorio a través de protocolos de comunicación estándar (como Ethernet, GPIB o serie):

• Cámaras climáticas ambientales: Para probar baterías en condiciones extremas de temperatura o humedad, el software de prueba debe interactuar con cámaras de fabricantes como Thermotron o Test Equity para sincronizar las condiciones ambientales con los ciclos de prueba eléctricos.
  
  
• Hardware de seguridad y supervisión: incluye controladores de seguridad dedicados, sistemas de detección de humo/incendios y módulos especializados de medición y control redundantes que proporcionan una capa adicional de seguridad independiente del cicladora principal.
  
  
• Instrumentos de uso general: Para una configuración completa, el software puede interactuar con instrumentos de laboratorio estándar, incluyendo osciloscopios, multímetros digitales (DMM), unidades de adquisición de datos (DAQ) y unidades de medición de fuente (SMU), que se utilizan para mediciones y verificaciones adicionales.
  
  
• Emuladores de carga: dispositivos como las cargas electrónicas programables de CC se utilizan a menudo con software para realizar simulaciones detalladas de carga y emulación de baterías.

El software de pruebas de laboratorio para baterías es altamente escalable, principalmente debido a su arquitectura modular y, a menudo, basada en la nube, que está diseñada para gestionar el crecimiento exponencial del número de baterías probadas y el enorme volumen de datos generados en los laboratorios de desarrollo modernos. Inicialmente, un laboratorio puede comenzar con un sistema básico que controle unos pocos canales, pero el software está diseñado para escalar y gestionar cientos o incluso miles de canales de prueba que ejecutan simultáneamente diferentes pruebas en múltiples estaciones de prueba físicas. Esta escalabilidad se consigue mediante una estructura jerárquica: los bancos de pruebas individuales utilizan un software de automatización específico para controlar los cicladores y el hardware auxiliar (como las cámaras climáticas), y estos datos locales se introducen en un sistema central de gestión de laboratorio (LMS), a menudo una plataforma basada en la web o un sistema de gestión de información de laboratorio (LIMS).

Esta capa central de software es la clave para la escalabilidad, ya que se centra en coordinar todo el funcionamiento del laboratorio, incluyendo la programación inteligente para optimizar la utilización de los activos, la gestión de los flujos de trabajo y la garantía de la integridad y la trazabilidad de los datos, desde la solicitud de la prueba hasta el informe final. A medida que el laboratorio crece, el software puede integrar fácilmente más hardware y utilizar arquitecturas de datos de alto rendimiento para gestionar los terabytes de datos de alta frecuencia recopilados. Este enfoque escalable permite a las organizaciones aumentar el rendimiento de las pruebas sin comprometer la calidad o la coherencia de sus resultados, lo cual es esencial para el rápido desarrollo de baterías en los sectores de la movilidad eléctrica y el almacenamiento de energía.