EV 배터리 테스트 가속화

일반적인 배터리 테스트는 배터리의 안전성, 성능 및 품질을 검증하는 것입니다. 테스트는 생산 품질과 안전성을 보장하고, 사용 중 적절한 성능을 보장하는 데 중요합니다. 또한 새로운 개발의 효과를 검증하고 안전성, 성능 및 신뢰성 향상을 보장하는 데도 중요합니다. 

가장 큰 두 가지 영역은 성능 테스트와 특성화입니다. 

성능 테스트에는 예를 들어 인공 노화를 시뮬레이션하여 배터리가 얼마나 빨리, 어떤 방식으로 노화되는지 관찰하는 충방전 사이클이 포함됩니다. 또 다른 예로는 주행 사이클이 있습니다. 이러한 테스트를 위해 실제 전류 또는 전력 요구 사항이 기록되어 테스트 입력으로 사용됩니다. 목표는 새로 개발된 배터리가 알려진 조건에서 어떻게 작동하는지 이해하고 성능 향상이 있는지 확인하는 것입니다. 

특성화는 배터리의 저항, 임피던스, 용량 및 열 반응 테스트를 포함한 파라미터에 중점을 둡니다. 이러한 테스트는 다양한 자극을 사용하여 수행되며 응답을 다시 읽습니다. 예를 들어, 저항과 임피던스가 있습니다. 일반적으로 자극은 전류 신호이며, 저항 측정의 경우 DC 전류 펄스가 가장 일반적인 방법입니다. 정의된 기간 동안 전류 펄스가 활성화되고 전압 응답이 다시 측정됩니다. 알려진 전류와 측정된 전압을 기반으로 DC 내부 저항을 계산할 수 있습니다. 이를 직류 내부 저항(DCIR)이라고 합니다. 임피던스 측정은 유사하게 수행될 수 있지만, DC 전류 대신 AC 전류가 사용됩니다. 주어진 주파수에 대한 임피던스는 선택된 주파수에 따라 결정될 수 있습니다. 고정 주파수가 스윕으로 대체되면 임피던스 측정은 전기화학적 임피던스 분광법으로 간주됩니다.  

전기 테스트의 경우 배터리 테스트 시스템, 항온항습 챔버 또는 온도 챔버, 측정 장비, 통신 및 Rest-Bus 시뮬레이션, 컨디셔닝 장치, 안전 장비가 주요 구성 요소입니다. 

배터리 테스트 시스템은 고성능 양방향 전원 공급 장치입니다. 테스트 시나리오 및 특성화 작업을 처리하면서 다른 모든 테스트 구성 요소와의 통신을 보장합니다. 측정값이 수집되고 테스트 결과가 캡처되어 분석을 위해 준비됩니다. 

배터리 테스트는 항상 테스트 챔버에서 수행되어 안전한 작동을 보장하고 열 및 기후 테스트를 허용합니다. 테스트 챔버는 이중 온도 측정, 가스 센서 및 감지 시스템, 환기 및 파열판, 소화 시스템, 불활성화 및 기계적 안전 시스템과 같은 안전 장비를 통해 안전을 보장합니다. 다양한 온도 프로파일 및 조건을 쉽게 달성하여 모든 조건에서 견고한 동작을 검증하거나 극한 조건에서 배터리를 스트레스 테스트할 수 있습니다. 온도 및 기후 제어의 하위 부분은 차량 내 냉각 시스템의 교체입니다. 팩 및 일부 모듈의 경우 차량의 냉각 시스템을 대체하는 냉각 회로가 필요합니다. 이는 정적 작동뿐만 아니라 다양한 시나리오 및 테스트 사례를 시뮬레이션하도록 온도 프로파일을 프로그래밍하는 데 사용될 수 있습니다.  

배터리 테스트 시스템이 테스트 중에 전압과 전류를 측정하는 동안에도 온도 측정, 개별 셀 측정, 동작 통신 및 시뮬레이션을 위한 디지털 및 아날로그 입출력 채널(IO), BMS와의 디지털 상위 레벨 통신과 같은 추가 측정이 필요할 수 있습니다.  

통합 관점에서 볼 때, 팩과 모듈은 셀을 병렬 및 직렬로 연결하여 구성됩니다. 따라서 테스트는 셀보다 훨씬 높은 전압 및 전력 수준에서 수행됩니다.  

 또한, 셀을 모듈 및 팩으로 통합하면 테스트를 가능하게 하기 위해 테스트하거나 제어해야 하는 구성 요소가 추가됩니다. BMS는 테스트에 통신 구성 요소를 추가하여 가장 큰 역할을 합니다. 모든 테스트는 BMS와 일치해야 하므로 테스트 시스템과 BMS 사이에 지속적인 통신 스트림이 흐릅니다. BMS는 셀의 균형을 맞춰 균일한 충방전을 보장할 뿐만 아니라 출력 접촉기도 제어합니다. BMS와의 통신은 특정 조건에 대한 반응을 테스트하고 검증해야 하지만, 테스트를 실행하여 적절한 작동을 보장하는 것도 필요합니다. 한 가지 예는 사전 충전입니다. 팩 테스트를 시작하기 전에 테스트 시스템과 배터리의 전압이 일치해야 합니다. 이는 접촉기가 닫힌 후 테스트 시작 시 높은 균형 전류를 제한하는 데 필요합니다. BMS 시스템이 이를 조정합니다. 접촉기의 전압이 내부 배터리 전압과 일치하는 경우에만 접촉기가 닫힙니다. 

고속 충전은 EV/EVSE 분야의 트렌드 중 하나입니다. 배터리는 전체 체인의 한 부분일 뿐입니다. 배터리는 주어진 시간 동안 주어진 전류를 지원할 수 있습니다. 이는 성능 테스트 중에 검증 및 테스트될 수 있습니다. 전류가 너무 높거나 너무 오래 지속되면 열 효과가 발생하여 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 더 높은 충전 전류에서 배터리 성능은 충전 이벤트 전에 셀을 컨디셔닝하고 냉각을 통해 온도 및 열 영향을 제어함으로써 향상될 수 있습니다. 그러나 일반적으로 고속 충전은 플러그, 케이블 및 접촉기와 같은 나머지 자동차 체인에 더 큰 과제를 안겨줍니다. 이들은 무게와 공간을 허용 가능한 수준으로 유지하면서 전류에 최적화되어야 하기 때문입니다. 

키사이트는 광범위한 배터리 테스트 시스템, 소프트웨어 및 서비스를 제공합니다. 이 시스템은 매우 유연하며 광범위한 내장 기능을 제공합니다.  

예를 들어, 셀 테스트 시스템은 내장된 전기화학 임피던스 분광법(EIS) 측정을 제공합니다. 이를 통해 재배선하거나 다른 테스트 장비를 사용할 필요 없이 측정을 수행할 수 있습니다. 이는 더 광범위한 테스트 사이클의 일부가 될 수 있으며 측정을 자동으로 수행할 수 있습니다. 이는 시간을 절약하여 배터리 동작에 대한 더 많은 심층적인 통찰력을 더 짧은 시간에 얻을 수 있도록 합니다. 

또한 모듈 및 팩 테스트 시스템은 변화하는 테스트 요구 사항에 맞춰 설계되었으며, 팩 테스트 시스템으로 모듈 테스트를, 모듈 테스트 시스템으로 셀 테스트를 가능하게 하는 추가적인 미세 전류 및 전압 범위를 갖추고 있습니다. 이는 유연성을 높이고 다재다능하고 신뢰할 수 있는 테스트 연구실을 구축할 수 있도록 합니다. 

완전한 턴키 솔루션을 제공하면 테스트 시간을 단축할 수 있습니다. 원하시면 키사이트가 필요한 모든 구성 요소를 포함하여 전체 연구실의 계획 및 프로젝트 관리를 담당합니다. 새로 구축된 배터리 테스트 랩의 가장 빠른 가동을 지원하기 위해 납기 및 시운전 일정이 조정됩니다. 이 서비스는 고정되어 있지 않으며 프로젝트의 개별 요구 사항 및 범위에 따라 조정될 수 있습니다.