Batterietests von Elektro- und Hybridfahrzeugen

Der Wettbewerb in der Automobilindustrie und das Tempo der Entwicklung von Hybridantriebstechnologien veranlassen die Hersteller, in die Erforschung und Entwicklung von Batterien zu investieren. Dabei ist die Markteinführungszeit entscheidend, während gründliche Produkttests von Batterien nicht vernachlässigt werden sollten, da Fahrzeugrückrufe mit erheblichen Kosten verbunden sind.

Während ihrer langen Nutzungsdauer sind Batterien und ihre Teilsysteme wie Anschlüsse, Kühlung usw. anfällig für Störungen, die von einer verringerten Batterieleistung bis zum vollständigen Ausfall reichen können. Da Batterien für Elektro- und Hybridfahrzeuge in einer Vielzahl von Größen, Formen, Gewichten und chemischen Zusammensetzungen erhältlich sind, sind unterschiedliche Testmethoden für die Betriebsfestigkeitsprüfung unerlässlich. Die drei Hauptbatterietypen sind Batteriezellen, Module und Packs.

Gemäß den wichtigsten Vorschriften und Normen für Hybrid- und Elektrofahrzeugbatterien wie ISO, MIL und USABC müssen mechanische, elektrische und chemische Tests sowie Umweltprüfungen an Batteriezellen, Modulen, Packs und Teilsystemen durchgeführt werden.

HBK bietet eine Batterietestlösung für mechanische Vibrationsprüfungen an thermische Prüfung und elektrische Prüfung – separat oder verpackt erhältlich.

 

Systeme für die Prüfung von Batterien

Zusätzlich zur Simulation von Schwingungstests ist die physische Schwingungsprüfung der Batterie eines Fahrzeugs und ihrer Teilsysteme unbedingt erforderlich.

Schwingprüfsysteme von HBK LDS ermöglichen eine schlüsselfertige Lösung für Höhen-, mechanische Schwingungs- und Schockprüfungen unter Einbeziehung der Vorschriften UN 38.3 und ECE Reg 100, die besagen, dass Batteriezellen, Module oder Packs vor dem Transport gemäß dem Gesetz über den Gefahrguttransport geprüft werden müssen. Es gibt jedoch viele weitere Vorschriften, die für verschiedene Länder gelten und sich wiederum auf verschiedene Technologie-/Batterietypen (Zellen, Module, Packs usw.) konzentrieren.

Da verschiedene Batterietypen und ihre Teilsysteme unterschiedliche Größen, Gewichte und erforderliche Profile für die Schwingungsprüfung aufweisen, ist ein leistungsstarkes und vielseitiges System von entscheidender Bedeutung. Das System muss leicht an unterschiedliche Testanforderungen zur Simulation der Lebensdauer des Fahrzeugs anpassbar sein. 

Das ist jedoch nicht alles. Da die Betriebsfestigkeitsprüfung häufig periodische Testabläufe umfasst, muss die Lösung für Schwingungstests einfach einzurichten, durchzuführen und abzuschließen sein, um sicherzustellen, dass die Prüfung durchgehend genau und konsistent ist. 

Zur genauen Steuerung der Luftfeuchtigkeit und Temperatur während der Schwingungsprüfung kann eine Klimakammer mit einbezogen werden. Darüber hinaus ermöglichen schlüsselfertige Lösungen von HBK die gleichzeitige Messung mechanischer Schwingungen und der Temperaturwechselbeanspruchung sowie des Aus- und Wiedereinschaltens einer Batterie.

Von den Sensoren und Aufnehmern über die Datenerfassung und -integration bis hin zur Analysesoftware können Sie mit HBK-Lösungen für die Schwingungsprüfung die Betriebsfestigkeit Ihrer Batterien schnell und effektiv testen.

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SCHWINGUNGS-
SENSOREN

Schwingungssensoren

Schwingungssensoren werden nicht nur zur Überwachung und Steuerung der auf das Testobjekt übertragenen Schwingungen anhand definierter Profile eingesetzt, sondern auch zur Datenerfassung für die sofortige oder Post-Process-Analyse.

Das Sortiment an Schwingungssensoren von Brüel & Kjær umfasst Beschleunigungssensoren, Kraftaufnehmer, Impedanzköpfe, Impulshämmer, Schwingungskalibratoren und Zubehör wie Kabel und andere wichtige Geräte zur Durchführung genauer Messungen.

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SCHWINGPRÜFSYSTEME

LDS-Shaker und Prüfgeräte

LDS-shakers werden eingesetzt, um Schwingungen im Testobjekt zu erzeugen. Neben einer Vielzahl elektrodynamischer Shaker bieten HBK LDS-Shaker-Systeme auch Thermobarrieren, Gleittische und Head Expander und arbeiten eng mit Klimakammern und Zusatzgeräten anderer Hersteller zusammen.

LDS-Verstärker liefern das Ansteuersignal des Shakers. Die breite Palette an linearen und digitalen HBK LDS-Schaltverstärkern ist für die Ansteuerung von HBK LDS-Shakern sowie von Shakern von Drittanbietern ausgelegt.

LDS-Schwingungsregler liefern das Testprofil für den LDS-Verstärker zur Erzeugung eines Steuersignals für den Shaker. HBK bietet LDS-Schwingungsregler für einfache Setups sowie für fortschrittliche Testtechnologien an und arbeitet eng mit den Herstellern von Reglern für hohe Kanalzahlen zusammen.
  

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SCHWINGUNGSREGELUNGSSOFTWARE

Schwingungsregelungssoftware

Die LDS-Schwingungsregelungssoftware ermöglicht eine sofortige und/oder Post-Process-Analyse und ist automatisch in jeden LDS-Schwingungsregler integriert.

nCode-Software kann ein Autoleistungsspektrum-Lastkollektiv erstellt werden, das die Schädigung durch Materialermüdung in einem beschleunigten Zeitrahmen darstellt. Zur Sicherstellung qualifizierter Ausgangswerte werden Datensätze mit generischen PSD- und Sinus-Sweep-Profilen gemäß den Standards ISO, MIL und USABC bereitgestellt. Dieses PSD-Spektrum kann entweder für physische Tests zur Ansteuerung eines LDS-Shaker-Systems verwendet werden oder auch zur Ansteuerung der Analyse virtueller Schwingerregersysteme.

 

Möchten Sie mehr über die für verschiedene Batterietypen geeigneten Shaker-Systeme sowie deren Testprofile erfahren? Weitere Informationen finden Sie im Flyer zur Schwingungsprüfung von Batterien.

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Webinar zum Testen von scharfen Batterien

Webinaraufzeichnung: Schwingungstests von scharfen Batterien während des Lade/Entladevorgangs

Schwingungstests von Batterien, insbesondere während Lade- und Entladezyklen, dienen der Beurteilung der Auswirkungen langfristiger Schwingungsprofile – repräsentativ für das Fahren – auf die Batterie, sowohl im Hinblick auf die Betriebsfestigkeit als auch zur Identifizierung von Konstruktionsfehlern. In der Webinaraufzeichnung erfahren Sie mehr über die Hauptanforderungen, wie Sie zentrale Fragestellungen lösen und wie sich die Ergebnisse auf die Entwicklung von Batterie und Schwingerreger auswirken.

Referent: Brian Zielinski-Smith, Produktmanager – Schwingprüfsysteme