EV-Batterietestparameter

In diesem Artikel werden die verschiedenen Faktoren bei der Entwicklung von Fahrzeugbatteriesystemen zur Einhaltung der EV-Batteriestandards erörtert.

Die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen (EVs) führt dazu, dass Hersteller erschwinglichere Modelle entwickeln und auf den Markt bringen. Der wichtigste Faktor bei der Entwicklung von EV-Batterien oder Batteriemanagementsystemen (BMS) ist die Sicherheit. Die Sicherheit wird in der Industrie gemeinsam durch strenge Vorschriften und Zertifizierungen verfolgt und durch Tests sichergestellt.

In diesem Artikel geben wir einen allgemeinen Überblick darüber, welche Faktoren Batteriestandardtests für Batteriesysteme von Elektrofahrzeugen abdecken.

EV-Batterien erfordern gründliche Tests, um sicherzustellen, dass sie für den kommerziellen Gebrauch sicher genug sind. Bild mit freundlicher Genehmigung von UL (Underwriter Laboratories).

Warum das Testen von EV-Batterien wichtig ist

Da Autos viel Strom verbrauchen, sind nur Batterietechnologien mit hoher Leistungsdichte wünschenswert und weil Autos täglich genutzt werden müssen, muss die Batterie wiederaufladbar sein. Ihre größere Energiespeicherfähigkeit (aufgrund der Verwendung reaktiver Metalle) bedeutet jedoch, dass sie bei einem Ausfall zerstörerischer sein können.

Bei einem Ausfall kann eine Lithiumbatterie große Mengen Wasserstoffgas freisetzen und die starke Hitze, die durch einen internen Kurzschluss verursacht wird, entzündet den Wasserstoff effektiv und erzeugt einen Flammenwerfer. Da Autos durch Kollisionen beschädigt werden können, ist es wichtig, dass Batterien mehrere Sicherheitsmechanismen enthalten, um sicherzustellen, dass sich die Batterie unter keinen Umständen entzünden kann.

"Sicherheitsstrategien" für jede EV-Systemebene, wie von einer GM-Präsentation für die Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa im Jahr 2013 dargelegt

EV-Testparameter

Wie bei jedem Engineering-Projekt besteht der erste Schritt darin, immer die Umgebung zu verstehen, in der Ihr Produkt überleben soll.

Die Automobilindustrie verzeiht alles andere als nachsichtig. Welche Faktoren müssen in Bezug auf Batterien berücksichtigt werden?

• Mechanisch

  Mechanische Belastungen und Auswirkungen sind in der Automobilindustrie aufgrund der ständigen Bewegung der Räder und unebener Oberflächen, mit denen das Fahrzeug möglicherweise in Kontakt steht, sehr tiefgreifend. Daher muss ein Batteriesystem diese heftigen Vibrationen über lange Zeiträume aushalten können. Fahrzeugkollisionen sind auch eine echte Bedrohung und jedes Batteriesystem, das ein solches Ereignis erfährt, muss in der Lage sein, entweder zu überleben oder gnädig zu brechen. Es ist wichtig, dass keine Stöße oder Belastungen auf das Batteriesystem ein Feuer verursachen oder explosive Gase austreten.

• Temperatur

  Während Elektrofahrzeuge keinen Motor haben, führen die großen Ströme aus den Batterien zu Temperaturerhöhungen. Je nach Einsatzort des Fahrzeugs können diese Batterien jedoch auch sehr niedrigen Temperaturen standhalten. Aber auch in kalten Nächten und heißen Tagen kann es täglich zu Temperaturschwankungen kommen, die häufige thermische Belastungen mit sich bringen können, die berücksichtigt werden müssen. Wenn das Fahrzeug der Sonne ausgesetzt und nicht benutzt wird, müssen die Designer möglicherweise überlegen, ob automatisierte Kühlsysteme erforderlich sind, die niemals abgeschaltet werden.

• Elektrik

  Unter normalen Bedingungen können Konstrukteure die Stromaufnahme von den Batterien zu den Motoren bestimmen und somit die Kabelgröße und die Sicherungseinstellungen bestimmen. Es müssen jedoch viele andere elektrische Faktoren berücksichtigt werden, die schwerwiegende Auswirkungen auf die Batterie haben können. Zum einen kann die Spannungsänderung der Batterien während des Ladens und Entladens zu Überhitzung führen. Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor sind Spannungsspitzen aus dem Netz bei Netzfehlern, die das Batteriesystem ernsthaft schädigen können.

Arten der Konformitätsprüfung

Es gibt viele Standards für Elektrofahrzeuge, die von Regulierungsbehörden diktiert werden. Die ISO hat über 40 Standards veröffentlicht, die die Sicherheit von der Ebene einzelner Komponenten bis hin zu V2X-Protokollen abdecken. UL (Underwriter Laboratories) ist eine weitere Regulierungsbehörde, die kodifizierte Regeln für Batterietests festlegt, einschließlich UL 2580, die sich mit der Sicherheit von Elektrofahrzeugbatterien befasst und Anforderungen festlegt, wie diese Batterien einem breiten Spektrum von Missbrauch standhalten müssen.

Obwohl es viele Normen und Vorschriften gibt, konzentrieren sich die Tests zur Batteriesicherheit alle darauf, sicherzustellen, dass EV-Batterien verschiedenen Umgebungen und Bedingungen standhalten, die Sicherheitsprobleme verursachen könnten.

Diese Bedingungen umfassen:

• Thermische Standardtests – Lagerung bei verschiedenen Temperaturen usw.
• Thermischer Missbrauch – Widersteht plötzlichen hohen Temperaturen usw.
• Verlust der thermischen Kühlung – Mangelnder Kühlung standhalten
• Mechanische Vibration – Widersteht Fahrzeugvibrationen
• Mechanischer Stoß – Widersteht plötzlichen Stößen
• Mechanischer Aufprall und Quetschen – Messen Sie, wie der Akku bei einem Aufprall zerquetscht wird
• Mechanische Penetration – Widerstehen dem Eindringen (d. h. kurze Zellen)
• Elektrischer Kurzschluss – Griff wird kurzgeschlossen
• Elektrische Überladung – Überladung schadet dem Akku nicht und führt nicht zu einer Störung
• Elektrische Kraftentladung – Stellen Sie fest, ob eine schnelle Entladung Schäden durch Gasansammlung usw. verursacht.
• EMV-Anfälligkeit – Widersteht Quellen von EM-Störungen
• Hochspannungsschutz – Schutz vor plötzlichen hohen Spannungen
• Integrität der elektrischen Abschaltung – Stellen Sie sicher, dass die Abschalttrenner richtig funktionieren
• Aufladen bei elektrischem Ungleichgewicht – Stellen Sie sicher, dass der Akku während des unausgeglichenen Ladens sicher ist
• Umweltschutz – Überlebe Höhe, Feuchtigkeit, Feuchtigkeit und Feuer
• Wassereintauchen – Stellen Sie sicher, dass die Batterie während des Eintauchens in Wasser sicher bleibt

Schlussfolgerung

Standards werden eingeführt, um sicherzustellen, dass Designs nicht nur gängige kompatible Hard- und Softwarelösungen verwenden, sondern auch, um sicherzustellen, dass sie ein Mindestmaß an Sicherheit erfüllen. Elektrische Batteriesysteme sind im Vergleich zu ihren Motor-/Kraftstoff-Gegenstücken wohl anfälliger für Fehler und Schäden, da sie sehr empfindlich gegenüber Stößen, Vibrationen, Temperaturschwankungen und Eindringen sind. Daher ist es wichtig, dass beim Einbau von elektrischen Batteriesystemen strenge Standards eingehalten werden, um sicherzustellen, dass sie auch in den widrigsten Szenarien sicher bleiben.