目前已在全球范圍內(nèi)開始的車隊(duì)逐步電氣化，將不可避免地導(dǎo)致電動(dòng)汽車數(shù)量的顯著增長。這些車輛的技術(shù)創(chuàng)新帶來了與測試和驗(yàn)證活動(dòng)相關(guān)的新的重要挑戰(zhàn)。

EV 電池組包括許多電池，必須仔細(xì)檢查其在不同運(yùn)行條件下的運(yùn)行情況，以提供預(yù)期的安全性和性能水平。電池測試所涉及的物理參數(shù)各不相同，取值范圍比較廣，如溫度、電壓、電流等。主要電氣總線從 400V 過渡到 800V 可以帶來重要的好處，例如減少充電時(shí)間、減少通過電纜的電流和更好的熱管理，需要能夠快速適應(yīng)汽車行業(yè)新趨勢的靈活測試系統(tǒng).

NI最新的電池測試系統(tǒng)

NI 是軟件連接系統(tǒng)的供應(yīng)商，可獲取、處理和匯總設(shè)計(jì)人員解決應(yīng)用程序生命周期的不同階段所需的數(shù)據(jù)，最近推出了最新的 3.0 版電池測試系統(tǒng) (BTS)，用于電動(dòng)車輛測試。BTS 將通過一個(gè)高度可定制的系統(tǒng)幫助汽車制造商和一級(jí)供應(yīng)商解決電動(dòng)汽車電池測試的問題和日益復(fù)雜的問題，該系統(tǒng)提供整個(gè)電池測試過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，滿足安全和性能要求并加快上市時(shí)間.

“作為我們圍繞電動(dòng)汽車的使命的一部分，我們希望確保我們的客戶能夠提高他們產(chǎn)品的性能。電池測試系統(tǒng)專注于測試電池組和模塊，我們還有其他用于電池級(jí)測試的解決方案”，NI 首席解決方案營銷經(jīng)理 Arturo Vargas 說。

假設(shè)您必須從頭開始設(shè)置 BTS。你需要購買設(shè)備，你需要培訓(xùn)你的人員，你需要擁有這種工程能力。如圖 1 所示，您將不得不面對比 COTS 解決方案更高的初始成本（灰色曲線）。然而，與封閉（或黑盒）解決方案相比，基于開放平臺(tái)的方法（綠色曲線）允許測試團(tuán)隊(duì)響應(yīng)快速變化的測試需求、緊迫的時(shí)間線和有限的資源。NI BTS 設(shè)計(jì)為具有硬件抽象層的靈活系統(tǒng)架構(gòu)，允許您添加設(shè)備、使用設(shè)備模型驗(yàn)證測試序列以及管理大規(guī)模部署。

借助基于開放平臺(tái)的方法，技術(shù)轉(zhuǎn)變（例如從 400V 升級(jí)到 800V 總線）不需要對系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模重新設(shè)計(jì)或重新設(shè)計(jì)。“如果您必須跟上新的要求或要求，總成本與傳統(tǒng)方法相比，從開始到結(jié)束的系統(tǒng)測試次數(shù)減少了，在傳統(tǒng)方法中，即使您在開始時(shí)有一點(diǎn)成本優(yōu)勢，但隨后必須進(jìn)行的每一次更改都會(huì)失去這種優(yōu)勢”，巴爾加斯說。

圖 1：開放式與封閉式 BTS 方法

NI BTS 3.0 版本受益于最近收購的 NH Research Inc. (NHR) 和 Heinzinger Automotive GmbH（在電力電子領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)）以及用于系統(tǒng)集成的 Kratzer Automation。

“我們想做的是使用軟件和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)測試的可擴(kuò)展性，幫助汽車制造商和電池制造商更快地進(jìn)入市場，提高電池的性能。反過來，這將使他們能夠在不犧牲測試成本的情況下安全地?cái)D壓他們擁有的每一個(gè)模型”，巴爾加斯說。

整個(gè) NI 電池測試系統(tǒng)的布局如圖 2 所示。您可以將電池測試系統(tǒng)視為協(xié)調(diào)器，確保電池測試組件的每個(gè)部分都按預(yù)期工作。電池循環(huán)儀，例如 NI 最近從 NHR 推出的電池循環(huán)儀，是一種通過充電和放電循環(huán)分析電池功能的儀器通過測量電池隨時(shí)間的響應(yīng)。在運(yùn)行過程中，電池循環(huán)儀測量不同的參數(shù)，包括電池的效率、容量和自放電。測量機(jī)架運(yùn)行用于協(xié)調(diào)和同步電池循環(huán)使用的軟件，而環(huán)境室則是放置被測設(shè)備 (DUT) 以執(zhí)行室內(nèi)測量的地方。該室還連接到冷卻器，該冷卻器負(fù)責(zé)控制其內(nèi)部的溫度和濕度。然后，我們有電池測試軟件，它是協(xié)調(diào)系統(tǒng)、收集和分析所有相關(guān)數(shù)據(jù)的組件。數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理功能允許用戶實(shí)時(shí)了解正在生成的數(shù)據(jù)。

圖 2：NI 電池測試系統(tǒng)布局

“最近對 NHR 和 Heinzinger Automotive 的收購使 NI 能夠?yàn)殡姵匮h(huán)提供本地支持，”Vargas 說。

電池循環(huán)儀是一種先進(jìn)的測試設(shè)備。如果特定測試需要對電池進(jìn)行放電，則該能量不會(huì)被浪費(fèi)，而是可以用于在不同的測試中為另一個(gè)電池充電。這使得 NI BTS 3.0 能夠?qū)崿F(xiàn)超過 90% 的能量回收。此外，可以連接多個(gè)電池循環(huán)器，根據(jù)要測試的 DUT 的數(shù)量，將測試系統(tǒng)的功率擴(kuò)大到 2.4 兆瓦。

與電池測試相關(guān)的兩大關(guān)鍵因素是安全性和性能。例如，安全用例包括碰撞測試，您需要檢查電池在極端壓力和引發(fā)損壞的情況下是否仍然安全。關(guān)于性能部分，假設(shè)您要表征電池提供的范圍。為此，可以對循環(huán)儀進(jìn)行編程以對電池進(jìn)行放電以模擬駕駛員的加速或一點(diǎn)點(diǎn)以模擬再生制動(dòng)。同樣，可以模擬不同的操作條件，例如在城市中駕駛，以及不同的駕駛模式。換句話說，使用 BTS，您可以在沒有硬件的情況下使用模型來模擬設(shè)備和測試設(shè)備。通過將開發(fā)與硬件解耦，

BTS 軟件提供了電池測試工作流程的連接，從硬件級(jí)別到設(shè)施級(jí)別，通過應(yīng)用程序和用戶級(jí)別。

“BTS 軟件具有開箱即用的功能，允許客戶使用預(yù)先設(shè)計(jì)的界面運(yùn)行預(yù)先編程的測試。過去需要幾天或幾周的時(shí)間，現(xiàn)在我們可以在幾個(gè)小時(shí)或最多幾天內(nèi)完成。這是我們在電池測試系統(tǒng)的新工作流程中包含的重要內(nèi)容之一，”Vargas 說。

審核編輯 黃昊宇