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Diagnóstico de fallos de la batería del vehículo eléctrico con equipos de prueba de módulos de batería
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Diagnóstico de fallos de la batería del vehículo eléctrico con equipos de prueba de módulos de batería
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Además de garantizar la seguridad de los ocupantes del vehículo, es necesario maximizar la vida útil de la batería mediante la disposición del módulo y la estrategia de gestión de la vida útil de la batería. La corriente de funcionamiento, el grosor, la velocidad de carga/descarga y la temperatura afectan en gran medida a la vida útil de la batería. Como resultado de la creciente presión de tiempo y costes a la que se enfrentan los fabricantes de equipos originales para la más reciente generación de tecnología de electrificación, se ha abierto un nuevo centro dedicado a las pruebas exhaustivas de los módulos de baterías. El programa impulsa qué tipo de pruebas de módulos y paquetes de baterías son necesarias.
Las pruebas de módulos y paquetes de baterías apenas implican pruebas de las reacciones químicas internas de sus respectivas celdas. Las pruebas comunes basadas en el rendimiento comprenden ciclos de conducción, capacidad de potencia máxima, validación del software BMS, junto con otras evaluaciones de caracterización específicas de la aplicación. Los equipos de prueba de módulos de baterías son esenciales en todas las fases del ciclo de vida del artículo, como la I+D, la producción y la reparación en depósito.
Desafíos de las pruebas de módulos de baterías
Las pruebas de paquetes y módulos de baterías son mucho más cruciales que nunca. Los ingenieros de hoy en día se enfrentan a nuevos retos, como la mayor sofisticación de las evaluaciones y los montajes, los largos tiempos de desarrollo y evaluación, la atención a las necesidades de seguridad y la evitación de peligros.
Además, las pruebas en el programa requieren emular las condiciones de la vida real reaccionando a las señales de comunicación de la batería y de los dispositivos externos o del sistema. Aunque las pruebas de las baterías puedan parecer un trabajo fácil, existen varios retos debido a su sofisticación y naturaleza venenosa. En tres alternativas de suministro para superar todos estos puntos de dolor.
Las pruebas de las baterías requieren un largo periodo de tiempo.
Las pruebas de los módulos de las baterías pueden ser largas y no se trata de pruebas de reacción de experimentos químicos. Por ejemplo, muchos fabricantes de vehículos eléctricos realizan evaluaciones aceleradas del ciclo de vida que pueden durar hasta seis semanas.
Los errores obligan a repetir las pruebas
debido a la sofisticación de las pruebas de la batería; probablemente habrá errores. Hay que volver a ejecutar las pruebas, y no hay atajos para conservar el tiempo que se ha perdido.
Las pruebas de baterías requieren un equipo importante y caro
Los equipos de prueba de baterías ocupan una superficie y suponen un gasto de capital. Por eso es muy importante elegir la solución de prueba ideal que sea flexible para una variedad de programas y requisitos.
Célula de batería Vs. Módulo de batería Vs. Diferencias en las pruebas de los paquetes de baterías
Definiciones de célula, módulo y batería
Un módulo de batería incluye algunas celdas junto con conectores, equipo electrónico u otro embalaje mecánico.
Un paquete de baterías incluye cualquier número de módulos de baterías y correas adicionales, equipo electrónico o embalaje. Al igual que en las pruebas de equipos electrónicos de electricidad, hay varios objetivos de prueba que se utilizan cuando se evalúan los componentes en lugar de un conjunto completo.
Las pruebas de módulos de baterías investigan la dinámica de sus reacciones químicas para comprender las características de rendimiento electroquímico y pronosticar la viabilidad de su uso en un módulo o paquete de baterías.
Al analizar las celdas, los ingenieros ejecutan métodos electroquímicos para valorar las respuestas químicas internas y comprender los fundamentos del material móvil. Las pruebas de las celdas se realizan antes de continuar con las pruebas a nivel de módulo y paquete.
Una vez que se conoce la dinámica y el comportamiento del componente móvil, las celdas se construyen en paquetes y módulos individuales. Por ejemplo, el paquete de baterías del Nissan Leaf de 2018 consta de 24 módulos, cada uno de los cuales comprende numerosas celdas. Los tipos de evaluaciones y técnicas de baterías móviles pueden comprender.
Tipos de pruebas de módulos y paquetes de baterías
Las pruebas de módulos y paquetes de baterías son vitales para evaluar el estado y la funcionalidad de la batería. También se pueden realizar pruebas para evaluar el funcionamiento de las piezas y sistemas electrónicos conectados a la batería, como el BMS, los cables conectados, los sensores y los fusibles de la batería.
Nivel de módulo
Las pruebas de la batería a nivel de módulo generalmente implican pruebas de carga y liberación para asegurarse de que las conexiones móviles son lo suficientemente seguras y potentes como para manejar las cargas de corriente esperadas sin repintar, fallar o sobrecalentarse. Otras pruebas podrían asegurar que las celdas están más equilibradas, que los voltajes se informan correctamente y que los detectores de temperatura funcionan como es necesario.
Nivel del paquete
Se debe realizar un grupo completo de evaluaciones para garantizar que cada subsistema del paquete funcione bien, incluidos los mecanismos de seguridad, el hardware externo y las comunicaciones BMS.
Equipos de prueba de módulos de baterías necesarios para la identificación de fallos
Equipo de prueba de aceleración
La energía se incrementó a 27,5 kW durante 3 minutos en la prueba de velocidad, y luego disminuyó a cero durante 2 segundos. Se ha detectado una caída de tensión relativa inusualmente alta entre las tiras concurrentes en el módulo 5, lo que señalaba que se sospechaba de un error.
Ciclos de la batería
El ciclado de la batería es fundamental en todas las pruebas; un componente central de las pruebas de módulos y paquetes de baterías es el ciclado de la batería. El ciclado de la batería es el procedimiento de descarga, y la carga de una batería también desempeña un papel en todo tipo de pruebas. La forma de ciclar la batería se basa en la química, el programa y el catálogo con los objetivos de la prueba.
Equipo de prueba de vibración
Las baterías recargables serían el tipo de baterías más popular en los eléctricos, EV e híbridos, HV. A lo largo de su vida útil, las baterías estarán probablemente expuestas a vibraciones y, en consecuencia, las pruebas de vibración son exigidas por numerosas normas.
Se sugieren pruebas en cantidades de distintos tamaños de estas baterías, es decir, móviles, de módulo o de paquete. Las pruebas de vibración son bastante frecuentes en el sector del automóvil. Se analizan tanto coches enteros como piezas. Un vehículo es una estructura enorme y, por ello, sus frecuencias de resonancia son bajas, y los daños se producen principalmente por el contenido de frecuencias muy bajas del espectro de vibraciones.
Pruebas de descarga constante
La electricidad se elevó a aproximadamente 20 kW de la prueba de descarga constante y luego se redujo gradualmente hasta que se conservó una corriente comparativamente estable de aproximadamente 100 A en cada vaina lateral antes de cuantificar una tensión mínima de 2,9 V en cualquier móvil. Se liberaron pequeños cambios en el consumo de corriente con el motor tratando de mantener una presencia continua.
DGBELL abre un nuevo horizonte para los equipos de prueba de módulos de baterías
La instalación, fabricada por el experto en sistemas de propulsión DGBELL, facilita el proceso de desmontaje de baterías de automóviles compactas y de módulos para su evaluación posterior. Ofrece un entorno controlado para realizar pruebas en el mundo real con el fin de agilizar las fases de evaluación e identificación de las tecnologías emergentes.
Además de ofrecer la comprobación de la idoneidad después de las pruebas, la instalación de montaje y pruebas de paquetes de baterías para vehículos eléctricos permite realizar una simulación que funciona bajo los requisitos del ciclo de conducción para evaluar el funcionamiento de las tecnologías alimentadas por baterías en un entorno práctico. También permite evaluar módulos, celdas y paquetes de baterías para vehículos eléctricos para obtener una tensión continua en caso de pruebas de estado de circuito abierto, capacidad de almacenamiento de las baterías y características térmicas, como la reacción de la tensión por debajo del comportamiento de alta liberación y la resistencia interna.
Nuestro equipo de pruebas ofrece la posibilidad de realizar evaluaciones dentro de un rango de temperatura personalizable con un control preciso de la temperatura y la humedad. La cámara de pruebas inalámbrica recibe una fuente de alimentación bidireccional y aceptable para las pruebas de módulos de baterías de vehículos eléctricos con el control y el software de las cámaras ambientales.
Importancia y aplicaciones de las pruebas de módulos de baterías
El mercado de las baterías está aumentando rápidamente debido a la electrificación en los sectores de la automoción, aeroespacial y energético. Posteriormente, las baterías serán el componente crítico para la electrificación de coches, aviones, trenes y la red eléctrica. Por lo tanto, los ingenieros, investigadores y supervisores actuales deben comprender los fundamentos de cómo examinar las baterías y los enfoques más eficaces para garantizar la funcionalidad del producto, la seguridad y el tiempo de comercialización.
Características de envejecimiento de la batería
Medición de la capacidad
Calidad de fabricación
Efectos de la presión mecánica externa
Sistema de refrigeración de la batería
Evaluación de la eficiencia
Rendimiento de la carga rápida
Correlación entre el móvil y el módulo/paquete
Fabricación de la producción
Preparación de la entrega
Validación de la garantía
Conclusión
Las pruebas de las baterías son mucho más importantes que nunca con la electrificación, y existen numerosos retos, ya que son complicadas, consumen mucho tiempo, requieren mucha información y son tóxicas. Los fundamentos clave de las pruebas de vida de las baterías comprenden la comprensión de frases clave como la condición de coste (SOC); el sistema de gestión de la batería (BMS) que tiene funciones importantes como la comunicación, la seguridad y la seguridad; y el ciclismo de la batería (carga y descarga) que es el centro de la mayoría de las pruebas. A diferencia de las pruebas móviles, las pruebas de módulos y paquetes se basan en programas.
Esta nota de aplicación demostró que las pruebas de baterías se utilizan principalmente en el diseño (caracterización de la tecnología) y en la producción, y cada una tiene un objetivo diferente. Al revisar el crecimiento de las pruebas de baterías, hemos revelado que muchos desafíos de análisis podrían superarse eligiendo la solución adecuada.