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Die Zukunft im Blick: Entdecken Sie die neuesten Messmethoden in der Batterietechnologie-Entwicklung!
News & Events | Tips & Trends | 6 Minuten Lesezeit |

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 E-Fahrzeuge oder andere Produkte eingebaut werden, ist es wichtig, Zyklus- und Belastungstests durchzuführen. Bei Zyklustests wird die Batterie wiederholt geladen und entladen, um ihre Leistung zu beurteilen, während bei Belastungstests die Reaktion der Batterie unter extremen Bedingungen wie hohen Temperaturen oder schweren Lasten geprüft wird. Diese Tests tragen dazu bei, eine optimale Batterieleistung zu gewährleisten, und sollten in der gesamten Wertschöpfungskette durchgeführt werden, von den einzelnen Komponenten bis hin zum kompletten Batteriesatz. Die zentrale Datenerfassung und Regelung Ihrer Klimakammer, Lasten und sogar Kameras helfen Ihnen, schnell zu erkennen, wenn Leistungseinbußen oder Bauteilbrüche bis hin zu thermischen Ausreißern auftreten.

Optimierung des Batteriemanagementsystems (BMS)

Die Optimierung des BMS ist entscheidend für eine bessere Leistung und Lebensdauer des Systems. Das BMS sollte den gesamten Strombereich genau messen, vom Standby-Betrieb bis zu Hunderten von Ampere. Um diesen weiten Messbereich schnell abdecken zu können, ist ein hochwertiges Analog-Digital-Datenerfassungskonzept entscheidend. BMS-Datenvalidierung und Hardwaretests sollten durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Sicherheitsspannen für hohe C-Lade-/Entladeraten bekannt sind und eingehalten werden.

Vollständiger Datenzugriff über die gesamte Lebensdauer des Systems

Der vollständige Datenzugriff hilft dabei, die Ursache für die Verschlechterung des Akkus zu ermitteln und Veränderungen in der Temperaturverteilung zu erkennen. Der Zugriff auf Rohdaten ermöglicht es Ihnen, Trends zu erkennen und schnell auf mögliche Probleme zu reagieren. Gantner unterstützt alle führenden Protokolle und ist mit den führenden Wechselrichterherstellern kompatibel, was eine nahtlose Fernüberwachung und Regelung ermöglicht.

Behalten Sie Ihre eigene unabhängige Erfolgsbilanz bei

Ein unabhängiger Datensatz ist unerlässlich, um das BMS, das Batterieverhalten und die Lebensdauerleistung zu verfolgen. Die regelmäßige Pflege und Aktualisierung dieses Datensatzes stellt sicher, dass er die Leistung der Batterie im Laufe der Zeit genau darstellt. Es gibt Einblicke, wo Algorithmen und Prozesse optimiert werden können, um die Lebensdauer zu maximieren.

Weitere Risikominderung und Erkenntnisse mit der Impedanzspektroskopie

Die Impedanzspektroskopie bietet zusätzliche Einblicke, indem sie zerstörungsfrei Veränderungen und Drifts im chemischen Prozess und in der Serienproduktion auswertet. Mit dieser Technik lassen sich Probleme erkennen, die durch Materialschichten, Ladungstransfer, Diffusionseffekte oder die Leitfähigkeit des Elektrolyten verursacht werden. Es hilft Ihnen, das Ersatzschaltbild zu finden und Prozessparameter durch messbare Größen zu verstehen.

Warum Gantner Instruments für Batterietests wählen?

Nachdem Sie die Bedeutung von Zyklus- und Belastungstests, die Aufrüstung der Infrastruktur und die Optimierung des Batteriemanagementsystems (BMS) verstanden haben, fragen Sie sich vielleicht, welches Unternehmen umfassende Batterietestlösungen anbieten kann. Gantner Instruments bietet kosteneffiziente Prüf- und Messlösungen, die auf verschiedene Branchen zugeschnitten sind, wie z. B. Elektro- und Hybridfahrzeuge, Energieversorgung und erneuerbare Energien, stationäre Energieversorgung, tragbare Elektronik, Medizintechnik und Telekommunikation. Unser Engagement, Kunden bei der Umstellung auf eine nachhaltige Zukunft zu unterstützen, macht uns zur idealen Wahl für alle Ihre Batterietestanforderungen.

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).

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.

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.

Impedanzspektroskopie

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 für ECE R38.3 (Batterietransporttest), ECE R100 (Tests für die Homologation von Traktionsbatterien) und ISO 12405 (Leistungstests an Batteriesystemen) beteiligt. Unsere flexible und hochpräzise Q.serie X System kann Spannungen im Niederspannungsbereich bis hin zum Hochspannungsbereich ±1500V mit unserer neuesten Entwicklung, dem A128 plus, messen und verarbeiten. Strom kann sowohl mit Shunts als auch mit Stromwandlern (CT) gemessen werden. Für den einfachen Anschluss von Stromwandlern mit sekundärem Stromausgang haben wir unseren Q.raxx slimline A127-2CV konzipiert.

Q.bloxx X A128 plus
Q.raxx Flachbau A127-2CV

Q.boost Power Analyzer ist eine analoge Signalkette der Spitzenklasse

Q.boost ist das perfekte Werkzeug zum Messen und Analysieren von Spannungs- und Stromsignalen in pulsweitenmodulierten Systemen (z.B. elektrische Antriebe). Mit einer beeindruckenden Abtastrate von 4 MHz pro Kanal und einer Bandbreite von 1,7 MHz bietet der Q.boost Power Analyzer ein Grundrauschen von unter -140 dB, 34 dB besser als die Konkurrenz, und eine Gesamtverzerrung von weniger als 3 ppm (100-mal besser als jedes andere Gerät auf dem Markt). Es verfügt über vier Hochspannungs-Eingangskanäle (bis zu +/-1500 VDC) und vier Eingänge für Stromwandler (z.B. LEM IT, IN, LF-Serie oder von Danisens). Es verfügt über ein eingebautes bipolares Stromversorgungssystem für Stromwandler (kein anderes Stromversorgungssystem und keine Verkabelung erforderlich). Schnittstellen für Stromwandler mit Spannungsausgang oder für Shunts sind ebenfalls erhältlich. Der Q.boost Power Analyzer ist in zwei Gehäusevarianten erhältlich: Die Portables und robuste Lösung mit linkem und rechtem Griff namens Q.brixx und eine 19″ Rack-Variante (4U).

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Power Analyzer GPA 100

Mit dem Q.boost Power Analyzer können viele Werte wie Leistung, Leistungsfaktor, Klirrfaktor (THD) und vieles mehr mit GI.bench auf Ihrem Windows Computer oder computerunabhängig auf dem Linux-basierten Controller Q.core berechnet werden. Mit dem Q.core können die berechneten Werte über den CAN-Bus an ein Automatisierungssystem übertragen werden (EtherCAT-Schnittstelle in Kürze). Die Rohspannungs- und Stromwerte sind jederzeit verfügbar und können über unsere offene API abgerufen werden.

Für den einfachen Anschluss von Drehmomentsensoren mit Frequenzausgang bietet das System 2 Eingänge für die Frequenzmessung. An die beiden Zählereingänge können Drehzahlsensoren (Tachometer) angeschlossen werden.

Gantner Instruments ist Ihre Komplettlösung für alle Batterietests, einschließlich Zyklen-, Klima- und Missbrauchstests. Wir bieten alles, was zum Messen und Testen des kompletten EV-Antriebsstrangs erforderlich ist, und bieten höchste Genauigkeit bei Spannungs-, Strom-, Temperatur- und Dehnungsmessungen an, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Unsere Lösungen umfassen auch die Temperaturmessung bei hohen Potentialen, die Integration von Kameras und Leistungsanalysatoren. Alle Messsignale und Videoströme werden synchronisiert, um präzise Daten für Variablen wie Spannungen, Temperaturen, Ströme, Vibrationen und Stöße zu gewährleisten. Unabhängig von den Normen und Standards, die Ihr Projekt erfordert, bieten wir zuverlässige Datenerfassungslösungen für einzelne oder mehrere Prüfkammern. Entscheiden Sie sich für Gantner Instruments, um qualitativ hochwertige Tests und zuverlässige Ergebnisse für Ihre Batterieentwicklungsprojekte zu erzielen.

Fazit

Die effektive Messung der Entwicklung der Batterietechnologie erfordert die Durchführung von Zyklen- und Belastungstests, die Aufrüstung der bestehenden Infrastruktur, die Flexibilität zur Messung neuer technologischer Fortschritte, die Optimierung des BMS, die Aufrechterhaltung des vollständigen Datenzugriffs während der gesamten Lebensdauer des Systems, die Führung einer unabhängigen Aufzeichnung und die Verwendung der Impedanzspektroskopie. Wenn sie diese leicht verständlichen Tipps befolgen, können Batterieentwickler eine optimale Batterieleistung und -sicherheit gewährleisten und so zum Wachstum der Elektrofahrzeugindustrie und anderer batteriebetriebener Produkte beitragen.

Mehr Informationen?

Sprechen Sie mit unseren Experten für Batterietests über realisierte Anwendungen und Ihr nächstes Projekt.

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.

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

AE-Batterie

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