Testanwendungen für Elektrofahrzeugbatterien

Der weltweite Trend zu emissionsfreien Elektrofahrzeugen führt zu einem dringenden Bedarf an umfassenden Lebenszyklustests von Lithium-Ionen-Batterien, die für die Erzielung der größeren Reichweiten, die zur Gewährleistung der Rentabilität dieser neuen Fahrzeuge erforderlichen sind, von entscheidender Bedeutung sind. Diese Tests werden von Zulieferern, OEMs und Vertragsprüflabors durchgeführt, um die Betriebsfestigkeit, Leistung, Qualität und Sicherheit von Lithium-Ionen-Batteriepaketen zu validieren, wenn sie einer Reihe von realen Vibrationsphänomenen ausgesetzt sind.

Testmethoden

Vibrationsprüfprofile für Lithium-Ionen-Batterien sind in einer Reihe internationaler Normen - insbesondere ISO 12405 - spezifiziert oder werden von Batterieherstellern und OEMs bestimmt. Testprofile werden durchgeführt, indem die Lithium-Ionen-Batterie, das Batteriepaket oder der im Fahrzeugchassis installierte Batteriesatz auf einem Vibrationstisch befestigt wird, der in eine Klimakammer integriert und mit Batteriezyklus- und Probenüberwachungstechnologie ausgestattet ist. Die Vibration wird in einer Abfolge von drei Raumrichtungen auf die Batterie ausgeübt, beginnend mit der vertikalen Richtung (Z), gefolgt von der Querrichtung (Y) und schließlich der Längsrichtung (X). Während der gesamten Vibrationstestsequenz werden Temperaturprofile überlagert, während die Probe auf Bruch und Verlust des elektrischen Kontakts überwacht wird. Weitere Prüfnormen für Lithium-Ionen-Batterien sind SAE J2380, UN R100, UN R136 und UN 38.3.

Testergebnisse

Batterielieferanten, OEMs und Vertragsprüflabore verwenden die Ergebnisse von Vibrationstests für eine Vielzahl von Zwecken, einschließlich der Bewertung und Validierung der Betriebsfestigkeit und der erwarteten Lebensdauer der Batterie, der Charakterisierung der Vibrationsübertragung, der Leistung und der Zuverlässigkeit der Batterie unter verschiedenen Umgebungsbedingungen und der End-of-Line-Tests, um zu überprüfen, ob die hergestellten Batterien den strengen Qualitätsstandards entsprechen.

MTS-Produktlösungen

• Multi-Axial Simulation Table (MAST)-Systeme sind in Standard- und kundenspezifischen Konfigurationen erhältlich und eignen sich für die hohen Frequenzen und großen Nutzlasten und Geometrien, die zur Einhaltung internationaler Batterieteststandards erforderlich sind. 6DOF MAST-Systeme sind für die nahtlose Integration in Umweltkammern, Batteriezyklen und Probenüberwachungssysteme von Drittanbietern konzipiert..

• Die RPC Connect Software wurde entwickelt, um die Effizienz und den Durchsatz im Testlabor zu optimieren. Sie wird verwendet, um vor Ort gemessene Straßenlasten auf mechanischen Prüfständen genau und effizient zu reproduzieren und so die Validierung von Testgeländen effektiv in kontrollierte, wiederholbare Laborumgebungen zu übertragen.

• FlexTest-Controller ermöglichen Hochgeschwindigkeitsregelung, Funktionsgenerierung, Wandlerkonditionierung und Datenerfassung. Fortschrittliche Kompensationswerkzeuge in der FlexTest (793) Software, wie z. B. Freiheitsgradsteuerung, Drei-Variablen-Steuerung, Amplituden-Phasen-Steuerung und adaptive Oberwellenunterdrückung, ermöglichen ein Höchstmaß an an Steuerbarkeit und Wiedergabetreue des MAST-Systems.

• Die hydraulische Anschlusseinheiten der Serie 295(ISHM)/MTS SafeGuard™ Technologie) erhöhen die vorhersehbare Steuerung des Hydrauliksystems und implementieren erweiterte Sicherheitsfunktionen gemäß ISO 13849, um regionale Sicherheitsleistungsniveaus (PLc, PLd, PLe) zu erfüllen.

• SilentFlo™ 515 Hydraulikaggregate (HPU) verfügen über hochmoderne Motoren und Kühlkreisläufe, welche eine äußerst zuverlässige und energieeffiziente Hydraulikleistung erzeugen. SilentFlo-HPUs sind mit weniger Teilen, zugänglichen Bedienelementen und verbesserter Filterung einfach zu bedienen und zu warten.

- ISO 12405 Elektrisch angetriebene Straßenfahrzeuge - Prüfspezifikation für Lithium-Ionen Batteriepakete und -systeme: Die festgelegten Prüfspezifikation ermöglichen die Bestimmung der wesentlichen Leistungsmerkmale, Zuverlässigkeit und unsachgemäßen Gebrauch von Lithium-Ionen-Batteriepaketen und -systemen.

- SAE J2380 Vibrationsprüfung von Batterien für Elektrofahrzeuge: Beschreibt die Vibrationsbeständigkeitsprüfung einer einzelnen Batterie (Prüfeinheit), die entweder aus einem Batteriemodul für Elektrofahrzeuge oder einem Batteriepaket für Elektrofahrzeuge besteht, das typischerweise eine Masse von mehr als 200 kg hat und strukturell als Teil des Fahrzeugs integriert ist.

- UN R100 Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung von Fahrzeugen hinsichtlich der besonderen Anforderungen an den Elektroantrieb

- UN R136 Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung von Fahrzeugen der Klasse L hinsichtlich der besonderen Anforderungen an den Elektroantrieb

- UN 38.3 Prüf- und Kriterienhandbuch: Enthält Kriterien, Prüfmethoden und Verfahren zur Klassifizierung gefährlicher Güter gemäß den Bestimmungen der "Empfehlungen der Vereinten Nationen für den Transport gefährlicher Güter, Mustervorschriften" sowie von Chemikalien mit physikalischen Gefahren nach dem "Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)".