News | Tips & Trends | 6 Minuten Lesezeit | 2023-11-22

Die Zukunft im Blick: Entdecken Sie die neuesten Messmethoden in der Batterietechnologie-Entwicklung!

Als Fachmann für Batterieentwicklung ist es unerlässlich, Zyklus- und Belastungstests durchzuführen, bevor Batterien in Elektrofahrzeuge oder andere Produkte eingebaut werden. Tests und Überwachung tragen dazu bei, Funktionalität, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Qualität, Kosten, Effizienz und Stromqualität zu gewährleisten.

In diesem Blogbeitrag geben wir Ihnen leicht verständliche Tipps, die Entwicklung der Batterietechnologie effektiv zu messen.

Durchführen von Zyklus- und Belastungstests

Bevor Batterien in Elektrofahrzeuge oder andere Produkte eingebaut werden, ist es wichtig, Zyklus- und Belastungstests durchzuführen. Bei Zyklus-Tests wird die Batterie wiederholt geladen und entladen, um ihre Leistung zu bewerten, während bei Belastungstests das Verhalten der Batterie unter extremen Bedingungen, wie beispielsweise hohen Temperaturen oder hoher Belastung, überprüft wird. Diese Tests tragen dazu bei, eine optimale Batterieleistung sicherzustellen, und sollten entlang der gesamten Wertschöpfungskette durchgeführt werden – von den einzelnen Komponenten bis hin zum kompletten Batteriepack. Eine zentrale Datenerfassung und Regelung Ihrer Klimakammer, der Belastungen und sogar der Kameras hilft Ihnen dabei, schnell zu erkennen, wenn Leistungsverluste auftreten oder es zu Komponentenausfällen bis hin zu thermischen Durchgehvorgängen kommt.

Optimierung des Batteriemanagementsystems (BMS)

Die Optimierung des BMS ist für eine bessere Leistung und eine längere Lebensdauer des Systems von entscheidender Bedeutung. Das BMS sollte den gesamten Strombereich – von Standby-Werten bis hin zu Hunderten von Ampere – präzise messen. Ein hochwertiges Konzept zur analogen-digitalen Datenerfassung ist entscheidend, um diesen breiten Messbereich schnell abzudecken. Es sollten BMS-Datenvalidierungen und Hardware-Tests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Sicherheitsmargen für hohe C-Lade- und Entladeraten bekannt sind und eingehalten werden.

Vollständiger Datenzugriff über die gesamte Lebensdauer des Systems

Der uneingeschränkte Datenzugriff hilft dabei, die eigentliche Ursache für die Leistungsminderung des Akkupakets zu ermitteln und etwaige Veränderungen in der Temperaturverteilung zu erkennen. Durch den Zugriff auf Rohdaten können Sie Trends erkennen und schnell auf potenzielle Probleme reagieren. Gantner unterstützt alle führenden Protokolle und ist mit den wichtigsten Wechselrichterherstellern kompatibel, wodurch eine nahtlose Fernüberwachung und -regelung gewährleistet ist.

Behalten Sie Ihre eigene unabhängige Erfolgsbilanz bei

Ein unabhängiger Datensatz ist für die Überwachung des BMS, des Batterieverhaltens und der Lebensdauerleistung unerlässlich. Durch die regelmäßige Pflege und Aktualisierung dieses Datensatzes wird sichergestellt, dass er die Leistung der Batterie im Zeitverlauf genau widerspiegelt. Er liefert Erkenntnisse darüber, an welchen Stellen Algorithmen und Prozesse optimiert werden müssen, um die Lebensdauer zu maximieren.

Weitere Risikominderung und Erkenntnisse mit der Impedanzspektroskopie

Die Impedanzspektroskopie liefert zusätzliche Erkenntnisse durch die zerstörungsfreie Auswertung von Veränderungen und Abweichungen im chemischen Prozess und in der Serienproduktion. Mit dieser Technik lassen sich Probleme erkennen, die durch Materialschichten, Ladungstransfer, Diffusionseffekte oder die Leitfähigkeit des Elektrolyten verursacht werden. Sie hilft Ihnen dabei, das Ersatzschaltbild zu ermitteln und die Prozessparameter anhand messbarer Größen zu verstehen.

Warum Gantner Instruments für Batterietests wählen?

Nachdem Sie die Bedeutung von Zyklus- und Belastungstests, der Modernisierung der Infrastruktur sowie der Optimierung des Batteriemanagementsystems (BMS) erkannt haben, fragen Sie sich vielleicht, welches Unternehmen umfassende Lösungen für die Batterieprüfung anbieten kann. Gantner Instruments bietet kosteneffiziente Test- und Messlösungen, die speziell auf verschiedene Branchen zugeschnitten sind, darunter Elektro- und Hybridfahrzeuge, Energieversorgung und erneuerbare Energien, stationäre Stromversorgung, Portables, Medizintechnik und Telekommunikation. Unser Engagement, Kunden beim Übergang in eine nachhaltige Zukunft zu unterstützen, macht uns zur idealen Wahl für alle Ihre Anforderungen im Bereich der Batterietests.

Batterietestlösung von Gantner Instruments — Klicken Sie hier, um das große Bild zu öffnen

Umfassende Batteriebewertung: Elektrische, thermische und mechanische Tests

Mit Gantner Instruments können Sie auf Testlösungen zugreifen, die alle Entwicklungs- und Qualifizierungsschritte abdecken:

Lade-/Entladezyklustest: Bewerten Sie die Lebensdauer der Batterie, indem Sie ihre Leistung nach wiederholten Lade- und Entladezyklen beurteilen.
Entwicklung von Batteriemodellen: Bestimmung und Vorhersage des Ladezustands (SoC) und des Gesundheitszustands (SoH), Durchführung von konstanten Entladetests und Analyse von Lade-/Entladeraten und Effizienz.
Sicherheitsprüfung (Missbrauch): Simulieren Sie verschiedene Umgebungsbedingungen und Batterieausfallszenarien, um die Grenzen des sicheren Batteriebetriebs zu ermitteln.
Leistungstests: Unsere Experten passen die Prüfprogramme an die spezifischen Kundenanforderungen an, z. B. die Prüfung der Batterieleistung unter verschiedenen klimatischen Bedingungen.
Umwelt- und thermische Prüfungen: Beurteilen Sie die Qualität und Zuverlässigkeit Ihrer Batterie, indem Sie Tests für Vibration, Schock, EMV, Temperaturwechsel, Korrosion, Staub, Salz und Feuchtigkeit durchführen.
Transporttests: Stellen Sie den sicheren Transport von Batterien, Modulen und Zellen sicher, indem Sie Tests durchführen, die den Anforderungen der Vereinten Nationen entsprechen (UN 38.3).

und Batterien — Klicken Sie hier, um das große Bild zu öffnen

Erfahren Sie mehr über unsere Lösungen für Elektrofahrzeug und Batterieprüfung

Unsere Hochspannungs-Prüflösungen, einschließlich des Q.series X Datenerfassungssystems, gewährleisten eine optimale Leistung und Sicherheit von Elektrofahrzeugen und ihren Komponenten. Erkunden Sie unser Angebot an Dienstleistungen, die auf die rasante Entwicklung der Batterietechnologie zugeschnitten sind.

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Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) für Batterie R&D und Produktion

Gantner Instruments bietet auch Impedanzspektroskopie an, mit der Kapazität, Lebensdauer, Lagerfähigkeit, Strombelastbarkeit, Tieftemperaturverhalten und Impedanz von Materialien synchron mit anderen Messungen, wie Temperatur und Dehnungsmessstreifen, analysiert werden können.

Einhaltung von Industriestandards

Für die Prüfung von Batterien gibt es zahlreiche Normen, um die Sicherheit zu gewährleisten und die Batterie vor Missbrauch zu schützen. Die Testfelder können von der Zellebene über das Modul bis hin zum kompletten Batteriesystem reichen. Typische Testanforderungen sind mechanische Handhabung, Vibration, Schock und elektrische Tests wie Kurzschlüsse oder Überspannung.

Gantner Instruments ist an zahlreichen Anwendungen gemäß ECE R38.3 (Transportprüfung für Batterien), ECE R100 (Prüfungen zur Typgenehmigung von Antriebsbatterien) und ISO 12405 (Leistungsprüfungen an Batteriesystemen) beteiligt. Unser flexibles und hochpräzises System der Q.series X kann mit unserer neuesten Entwicklung, dem A128 plus, Spannungen im Niederspannungsbereich bis hin zum Hochspannungsbereich von ±1500 V messen und verarbeiten. Der Strom kann sowohl mit Shunts als auch mit Stromwandlern (CT) gemessen werden. Um Stromwandler mit sekundärem Stromausgang einfach anzuschließen, haben wir unseren Q.raxx slimline A127-2CV entwickelt.

Q.boost Power Analyzer ist eine analoge Signalkette der Spitzenklasse

Der Q.boost ist das ideale Werkzeug zur Messung und Analyse von Spannungs- und Strom-Signalen in pulsbreitenmodulierten Systemen (z. B. elektrischen Antrieben). Mit einer beeindruckenden Abtastrate von 4 MHz pro Kanal und einer Bandbreite von 1,7 MHz bietet der Q.boost-Leistungsanalysator einen Rauschpegel unter -140 dB – 34 dB besser als die Konkurrenz – sowie eine gesamte harmonische Verzerrung von weniger als 3 ppm (100-mal besser als jedes andere Gerät auf dem Markt). Er verfügt über vier Hochspannungs-Eingangskanäle (bis zu ±1.500 VDC) und vier Eingänge für Stromwandler (z. B. der Serien LEM IT, IN, LF oder von Danisens). Er verfügt über ein integriertes bipolares Stromversorgungssystem für Stromwandler (kein zusätzliches Stromversorgungssystem und keine Verkabelung erforderlich). Schnittstellen für Stromwandler mit Spannungsausgang oder für Shunts sind ebenfalls verfügbar. Der Leistungsanalysator Q.boost ist in zwei Gehäuseausführungen erhältlich: als Portables und robuste Lösung mit Griffen links und rechts namens Q.brixx sowie als 19-Zoll-Rack-Variante (4U).

PowerAnalyzer_GPA100_L — Power Analyzer GPA 100

Mit dem Leistungsanalysator Q.boost lassen sich zahlreiche Werte wie Leistung, Leistungsfaktor, Gesamtklirrfaktor (THD) und viele weitere mit GI.bench auf Ihrem Windows-Computer oder computerunabhängig auf dem Linux-basierten Controller Q.core berechnen. Mit dem Q.core können die berechneten Werte über den CAN-Bus an ein Automatisierungssystem übertragen werden (EtherCAT-Schnittstelle in Kürze verfügbar). Die Rohdaten für Spannung und Strom stehen stets zur Verfügung und können über unsere offene API abgerufen werden.

Zur einfachen Anbindung von Drehmomentsensoren mit Frequenzausgang verfügt das System über zwei Eingänge für die Frequenzmessung. Drehzahlsensoren (Tachometer) können an die beiden Zählereingänge angeschlossen werden.

Gantner Instruments ist Ihr Komplettanbieter für alle Anforderungen im Bereich der Batterietests, einschließlich Zyklus-, Klima- und Missbrauchstests. Wir stellen Ihnen alles zur Verfügung, was Sie zur Messung und Prüfung des gesamten Antriebsstrangs von Elektrofahrzeugen benötigen, und bieten höchste Genauigkeit bei Spannungs-, Strom-, Temperatur- und Dehnungsmessungen, ohne dabei Kompromisse bei der Sicherheit einzugehen. Unsere Lösungen umfassen zudem Temperaturmessungen bei hohen Spannungen, die Integration von Kameras sowie Leistungsanalysatoren. Alle Messsignale und Videostreams sind synchronisiert, wodurch präzise Daten für Variablen wie Spannungen, Temperaturen, Ströme, Schwingungen und Stöße gewährleistet werden. Unabhängig davon, welche Normen und Standards Ihr Projekt erfordert, bieten wir zuverlässige Datenerfassungslösungen für einzelne oder mehrere Prüfkammern. Entscheiden Sie sich für Gantner Instruments, um hochwertige Prüfungen und Zuverlässigkeit bei den Ergebnissen für Ihre Batterieentwicklungsprojekte zu gewährleisten.

Fazit

Um die Entwicklung der Batterietechnologie effektiv zu messen, ist es erforderlich, Zyklus- und Belastungstests durchzuführen, die bestehende Infrastruktur zu modernisieren, die Flexibilität zu besitzen, neue technologische Fortschritte zu erfassen, das BMS zu optimieren, den uneingeschränkten Datenzugriff über die gesamte Lebensdauer des Systems hinweg zu gewährleisten, unabhängige Aufzeichnungen zu führen und die Impedanzspektroskopie einzusetzen. Durch die Befolgung dieser leicht verständlichen Tipps können Batterieentwickler eine optimale Batterieleistung und -sicherheit gewährleisten und so das Wachstum der Elektrofahrzeugbranche sowie anderer batteriebetriebener Produkte vorantreiben.

Mehr Informationen?

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Ihr Vorteil:

Tauchen Sie tiefer in die Möglichkeiten der Batteriemessung von Gantner Instrumentsein
Kenntnis der Notwendigkeit einer Hochspannungsisolierung bei Batteriemessanwendungen
Bestimmen Sie, wie Sie den größten Nutzen aus Ihren Produkttests und Ihrer Produktüberwachung ziehen können.

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Gerne suchen wir gemeinsam mit Ihnen nach der idealen Datenerfassungslösung für Ihre Anforderungen!

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Q.series-Schnittstelle mit dem Moog Aerospace Test Controller

Die Menge der Daten, die bei einem Testprogramm für Flugzeugstrukturen erzeugt werden, nimmt ständig zu. Die Dichte der Lasteinleitungspunkte (Aktoren) und Sensoren (Dehnungsmessstreifen, Thermoelemente, LVDTs) an einem Prüfgegenstand nimmt immer mehr zu, und die Modellvalidierung erfordert höhere Datenabtastraten, um mehr Details zu erfassen. Die Risiken und Kosten, die mit der Validierung und Zertifizierung von Flugzeugen verbunden sind, sind beträchtlich, und die Anforderungen an eine schnelle Inbetriebnahme sind hoch. Um die Auswirkungen von Nachrüstungen in Betrieb befindlicher Flugzeuge zu minimieren, ist die Fähigkeit, Testergebnisse schnell zu generieren, entscheidend für den Erfolg eines Testprogramms.

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