Todos os dias parece que estamos nos aproximando da visão de uma mobilidade mais sustentável com energia verde e veículos autônomos e eletrificados no solo, mas também na água e no ar.
A mega tendência de proteger o clima usando “soluções sustentáveis” que reduzem as emissões de CO2 é impulsionar tecnologias como baterias de alta capacidade/alta potência ou células de combustível baseadas em H2 e bateria como as principais fontes de energia móvel. Afastar-se dos motores de combustão também requer uma nova maneira de pensar no teste e na medição, incluindo novos conceitos de segurança, novos ambientes de teste, novos tipos de sensores e tecnologias de medição e análise de dados aprimorada.
Em busca de mobilidade sustentável e ecológica, a HBK começou a enfrentar desafios no desenvolvimento e teste de armazenamentos de energia móvel para veículos no início. Como líder de mercado em testes e medições, ruído e vibração e testes ambientais, a HBK obteve insights iniciais sobre os muitos requisitos e necessidades das indústrias, como veículos automotivos e comerciais, em termos de validação de armazenamento de energia inovador e conceitos gerais de NEV.
Baterias de alta tensão (HV) em veículos modernos exigem uma enorme gama de testes, estendidos por medidas especiais de segurança no manuseio de tensões elétricas perigosas e Lítio como elementos centrais do processo eletroquímico. Dentro do escopo do teste, a HBK cobre a maioria das variáveis de medição:
O teste de motores de combustão inclui até 300 pontos de medição de temperatura, bem como medições altamente dinâmicas de torque, velocidade e pressão. Com a integração de baterias e células de combustível, o número de canais de medição está se movendo em direção ao armazenamento de energia como o maior componente em uma transmissão moderna.
Nas soluções de powertrain eletrificado de hoje, a análise térmica de baterias de alta tensão (HV) é coberta por simulação e testes físicos com o seguinte escopo típico de:
As soluções de teste e medição da HBK são utilizadas em cooperação com clientes-chave na área de veículos elétricos com células de combustível (FCEV), com o objetivo de medir pilhas de células de combustível, reformadores (trocadores de calor, catalisadores) e outros componentes do sistema, como bombas, além de baterias para armazenamento de energia durante recuperação.
A bateria está entre as peças maiores e mais pesadas dos veículos elétricos modernos. O design geral leve e a embalagem flexível precisam ser equilibrados. Peso ideal, durabilidade estrutural e estimativa global do ciclo de vida são parâmetros-chave que precisam ser validados antes do início da produção. HBK está entre o fornecedor líder de cadeias de medição contínua, não apenas para medição e testes de durabilidade estrutural física, mas também teste de durabilidade estrutural virtual e estimativa de vida útil.
Qualificar os disjuntores e pirofusíveis de baterias de tração de alta potência requer a capacidade de medir correntes na faixa de alguns kiloamps com taxa de amostragem extremamente alta para capturar a corrente de pico. Também exige a capacidade de medir correntes de alguns amperes com precisão e alta dinâmica. E devido à alta tensão, altas correntes e tempos de subida extremamente rápidos, ele coloca altas demandas no sistema DAQ usado em relação à imunidade EMI, proteção contra sobretensão e isolamento. Uma maneira de realizar testes de curto-circuito é usar sensores de corrente não lineares e gravadores de dados Genesis HighSpeed.
Os transdutores de força podem ajudá-lo a entender a rapidez com que as capacidades da bateria desaparecem, pois podem ser usados para avaliar o estresse nas células da bateria durante os ciclos de carga/descarga.
No chamado teste de célula de bolsa, um sensor de força mede o estresse que ocorre dentro da bateria sob diferentes condições de carregamento. Esse estresse é relevante para o desempenho da bateria, pois pode levar a diminuição da capacidade ou, em situações extremas, à falha completa da bateria.
Conheça as características mais relevantes do sensor de força para testes mecânicos de baterias. O artigo técnico também descreverá uma maneira fácil de estimar a incerteza de medição em testes de células de bolsa.
Antes de uma bateria de tração ser introduzida no mercado, é inevitável a qualificação e verificação desses sistemas. Uma bancada de teste adequada deve cobrir uma faixa de alta tensão e corrente, bem como uma alta dinâmica e deve ser capaz de executar os testes necessários da maneira mais realista possível e de maneira orientada para a aplicação. Para isso, as técnicas de medição devem ser altamente precisas e dinâmicas.
Como isso pode ser alcançado e como o equipamento da HBK pode ajudar, você pode descobrir aqui.
As baterias de alta tensão são o núcleo e o maior componente único de um veículo elétrico moderno, acionado por bateria (BEV) ou novo veículo elétrico (NEV). Trata-se de encontrar e validar os parâmetros-chave ideais para a configuração completa.
O desempenho limitado das baterias de íon de lítio em temperaturas extremas impulsiona a complexidade dos sistemas de gerenciamento térmico com os agregados auxiliares de suporte e caminhos de resfriamento a ar. Temperaturas muito altas podem levar à auto-destruição e até mesmo fogo (fugitivo térmico). Testes extensivos e validação térmica especialmente, são, portanto, vitais na configuração geral do teste.
A segurança operacional é um dos requisitos mais importantes. As expectativas em relação à vida útil variam de pelo menos 10 anos, 450.000 quilômetros ou um tempo alvo de recarga de cinco minutos com super carregadores. Além disso, a reutilização de baterias e a segunda vida útil é um tópico importante.
O gerenciamento térmico da duração da bateria é crucial para parâmetros fundamentais, como desempenho de velocidade, segurança, preços e muito mais. A análise térmica, portanto, requer inúmeros pontos de medição de temperatura com as mais altas demandas: pequenos pontos de medição, segurança máxima usando linha de detecção com isolamento duplo, canais isolados eletricamente, plugues sem contato, além dos típicos com maior precisão de sinal e supressão de ruído.
Nossa solução completa ajuda você a validar e otimizar o armazenamento de bateria de alta tensão — termicamente, eletricamente e mecanicamente.
A simulação térmica baseada em computador feita pelos modelos Computational Fluid Dynamics (CFD) serve como um passo importante para o design ideal do sistema. Testes físicos reais, no entanto, ainda são necessários, pois a simulação não considera todas as arquiteturas, aspectos de integração ou parâmetros.
Enquanto o desempenho da bateria é monitorado em câmaras climáticas, dados importantes são coletados. Nesta rotina de teste ambiental e de desempenho, o impacto das temperaturas extremas pode ser descoberto. Torna-se visível, quais sistemas de resfriamento são os melhores para atingir as metas de uso e desempenho do cliente. O caso de carga pode ser dimensionado e cobrir todos os níveis de integração - a partir de testes de componentes para toda a transmissão - para otimizar todo o sistema e gestão térmica antes de iniciar a produção e série.
A HBK desenvolve e oferece os componentes necessários para cadeias de medição de validação térmica há anos. Estas soluções são cobertas por cadeias de medição elétricas, ópticas ou combinadas - híbridas .
Já os motores a combustão devem lidar com o fato de que a energia gera calor. Com a eletrificação da mobilidade e a necessidade futura de desenvolver métodos de teste térmico também aqui, a HBK analisou os processos existentes e os refinou de uma nova perspectiva. Assim, toda a experiência e conhecimento foi processado e adaptado para também se tornar um especialista em testes térmicos na área de mobilidade elétrica e dentro disso, para testes de bateria.
O sistema de testes térmicos de armazenamento de energia HBK mede parâmetros que incluem tensão, corrente, temperatura, umidade, fluxo de resfriamento, pressão e sistema de gerenciamento de bateria. São feitos cálculos para energia, eficiência, monitoramento de pontos quentes, visualização e análise. A automação lida com controle de testes e segurança.
Uma solução de aquisição e análise de dados HBK fornece medições com termopares para o exterior do powertrain elétrico e para investigação profunda na bateria, incluindo tensões nas células, tensão geral e medição de corrente. As entradas universais cobrem fluxo, pressão, umidade e outros parâmetros necessários.
A HBK é o seu fornecedor de soluções econômicas e completas para análise de amostras de testes térmicos, mecânicos e elétricos.
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