EVバッテリーテストを加速

バッテリー試験は一般的に、バッテリーの安全性、性能、品質を検証するものです。試験は、生産品質と安全性を確保し、使用中の適切な性能を保証するために重要です。また、新しい開発の有効性を検証し、安全性、性能、信頼性の向上を確実にするためにも重要です。 

主要な2つの分野は、性能試験と特性評価です。 

性能試験には、例えば充放電サイクルが含まれます。これは、人工的な経年劣化をシミュレートし、バッテリーがどの程度の速さで、どのような形で劣化するかを観察するものです。もう1つの例はドライブサイクルです。これらの試験では、実際の電流または電力要求が記録され、試験入力として使用されます。目的は、新開発のバッテリーが既知の条件下でどのように動作するかを理解し、性能向上があるかどうかを確認することです。 

特性評価はバッテリーのパラメータに焦点を当てており、抵抗、インピーダンス、容量、熱応答の試験が含まれます。これらの試験は、異なる刺激を与え、その応答を読み取ることで実施されます。例えば、抵抗とインピーダンスです。従来、刺激は電流信号であり、抵抗測定にはDC電流パルスが最も一般的な方法です。所定の期間、電流パルスが印加され、電圧応答が測定されます。既知の電流と測定された電圧に基づいて、DC内部抵抗を計算できます。これは直流内部抵抗（DCIR）として知られています。インピーダンス測定も同様に実施できますが、DC電流の代わりにAC電流が使用されます。選択された周波数に応じて、特定の周波数におけるインピーダンスを決定できます。固定周波数をスイープに置き換えると、そのインピーダンス測定は電気化学インピーダンス分光法と見なされます。  

電気試験では、バッテリーテストシステム、環境試験槽または恒温槽、測定機器、通信およびRest-Busシミュレーション、コンディショニングユニット、安全装置が主要なコンポーネントとなります。 

バッテリーテストシステムは、高性能な双方向電源です。テストシナリオと特性評価タスクを処理しながら、他のすべてのテストコンポーネントとの通信を保証します。測定値が収集され、テスト結果は分析用に取得および準備されます。 

バッテリーテストは、安全な動作を確保し、熱および気候テストを可能にするために、常にテストチャンバー内で実施されます。テストチャンバーは、冗長温度測定、ガスセンサーおよび検出システム、ベンティングおよび破裂板、消火システム、不活性化、機械的安全システムなどの安全装置を介して安全性を確保します。さまざまな温度プロファイルと条件を容易に実現でき、あらゆる条件下での堅牢な動作を検証したり、極限条件下でバッテリーをストレステストしたりできます。温度および気候制御の一部として、車載冷却システムの代替があります。パックおよび一部のモジュールでは、車の冷却システムを置き換える冷却回路が必要となります。これは静的動作だけでなく、さまざまなシナリオやテストケースをシミュレートするために温度プロファイルをプログラムすることも可能です。  

バッテリーテストシステムはテスト中に電圧と電流を測定しますが、温度測定、個々のセル測定、動作を通信およびシミュレートするためのデジタルおよびアナログ入出力チャネル (IO)、BMSとのデジタル高レベル通信など、追加の測定が必要になる場合があります。  

統合の観点から見ると、パックとモジュールは、セルを並列および直列に接続して構築されます。そのため、テストはセルよりもはるかに高い電圧および電力レベルで実行されます。  

 さらに、セルをモジュールやパックに統合することで、テストを可能にするためにテストまたは制御が必要なコンポーネントが追加されます。BMSは、テストに通信コンポーネントを追加することで最大の役割を果たします。すべてのテストはBMSと連携する必要があり、テストシステムとBMSの間で常に通信が流れています。BMSは、均一な充放電を確保するためにセルのバランスを取るだけでなく、出力コンタクタも制御します。BMSとの通信は、特定の条件に対するその反応をテストおよび検証する必要がありますが、テストを実行することによって適切な動作を確保することも必要です。一例として、プリチャージがあります。パックテストを開始する前に、テストシステムとバッテリーの電圧を一致させる必要があります。これは、コンタクタが閉じられたときに、テストの最初で高いバランス電流を制限するために必要です。BMSシステムがこれを調整します。コンタクタの電圧が内部バッテリー電圧と一致した場合にのみ、コンタクタは閉じます。 

急速充電は、EV/EVSE分野におけるトレンドの1つです。バッテリーはチェーンの一部にすぎません。バッテリーは、特定の時間、特定の電流をサポートできます。これは、性能テスト中に検証およびテストできます。電流が高すぎる時間が長すぎると、熱効果が発生し、永久的な損傷を引き起こす可能性があります。高い充電電流下でのバッテリーの性能は、充電イベント前にセルを調整し、冷却によって温度と熱影響を制御下に置くことで改善できます。しかし一般的に、急速充電は、プラグ、ケーブル、コンタクタなどの車両チェーンの他の部分にとってより困難です。これらは、重量とスペースを許容レベルに保ちながら、電流に最適化する必要があるためです。 

キーサイトは、幅広いバッテリーテストシステム、ソフトウェア、およびサービスを提供しています。これらのシステムは高い柔軟性を持ち、幅広い内蔵機能を提供します。  

例えば、セルテストシステムは、電気化学インピーダンス分光法（EIS）測定機能を内蔵しています。これにより、配線を変更したり、異なるテスト機器を使用したりすることなく測定を実行できます。これは、より広範なテストサイクルの一部として、測定を自動的に実行することも可能です。これにより時間が節約され、バッテリーの挙動に関するより多くの深い洞察をより短い時間で得ることができます。 

さらに、モジュールおよびパックテストシステムは、変化するテストニーズに適応するように設計されており、パックテストシステムでモジュールテストを、モジュールテストシステムでセルテストを可能にするための追加の微細な電流および電圧範囲を備えています。これにより、柔軟性が向上し、多用途で信頼性の高いテストラボの構築が可能になります。 

フルターンキーソリューションを提供することで、テストまでの時間を短縮できます。ご要望に応じて、キーサイトは必要なすべてのコンポーネントを含むラボ全体の計画とプロジェクト管理を担当します。納期とコミッショニングは、新設されたバッテリーテストラボの可能な限り迅速な立ち上げをサポートするように調整されます。このサービスは固定ではなく、個々のニーズやプロジェクトの範囲に合わせて調整できます。