电动汽车的安全性和性能需要先进的电池测试系统

目前已在全球范围内开始的车队逐步电气化，将不可避免地导致电动汽车数量的显着增长。这些车辆的技术创新带来了与测试和验证活动相关的新的重要挑战。

EV 电池组包括许多电池，必须仔细检查其在不同运行条件下的运行情况，以提供预期的安全性和性能水平。电池测试所涉及的物理参数各不相同，取值范围比较广，如温度、电压、电流等。主要电气总线从 400V 过渡到 800V 可以带来重要的好处，例如减少充电时间、减少通过电缆的电流和更好的热管理，需要能够快速适应汽车行业新趋势的灵活测试系统.

NI最新的电池测试系统

NI 是软件连接系统的供应商，可获取、处理和汇总设计人员解决应用程序生命周期的不同阶段所需的数据，最近推出了最新的 3.0 版电池测试系统 (BTS)，用于电动车辆测试。BTS 将通过一个高度可定制的系统帮助汽车制造商和一级供应商解决电动汽车电池测试的问题和日益复杂的问题，该系统提供整个电池测试过程的实时数据，满足安全和性能要求并加快上市时间.

“作为我们围绕电动汽车的使命的一部分，我们希望确保我们的客户能够提高他们产品的性能。电池测试系统专注于测试电池组和模块，我们还有其他用于电池级测试的解决方案”，NI 首席解决方案营销经理 Arturo Vargas 说。

假设您必须从头开始设置 BTS。你需要购买设备，你需要培训你的人员，你需要拥有这种工程能力。如图 1 所示，您将不得不面对比 COTS 解决方案更高的初始成本（灰色曲线）。然而，与封闭（或黑盒）解决方案相比，基于开放平台的方法（绿色曲线）允许测试团队响应快速变化的测试需求、紧迫的时间线和有限的资源。NI BTS 设计为具有硬件抽象层的灵活系统架构，允许您添加设备、使用设备模型验证测试序列以及管理大规模部署。

借助基于开放平台的方法，技术转变（例如从 400V 升级到 800V 总线）不需要对系统进行大规模重新设计或重新设计。“如果您必须跟上新的要求或要求，总成本与传统方法相比，从开始到结束的系统测试次数减少了，在传统方法中，即使您在开始时有一点成本优势，但随后必须进行的每一次更改都会失去这种优势”，巴尔加斯说。

图 1：开放式与封闭式 BTS 方法

NI BTS 3.0 版本受益于最近收购的 NH Research Inc. (NHR) 和 Heinzinger Automotive GmbH（在电力电子领域开展业务）以及用于系统集成的 Kratzer Automation。

“我们想做的是使用软件和数据实现测试的可扩展性，帮助汽车制造商和电池制造商更快地进入市场，提高电池的性能。反过来，这将使他们能够在不牺牲测试成本的情况下安全地挤压他们拥有的每一个模型”，巴尔加斯说。

整个 NI 电池测试系统的布局如图 2 所示。您可以将电池测试系统视为协调器，确保电池测试组件的每个部分都按预期工作。电池循环仪，例如 NI 最近从 NHR 推出的电池循环仪，是一种通过充电和放电循环分析电池功能的仪器通过测量电池随时间的响应。在运行过程中，电池循环仪测量不同的参数，包括电池的效率、容量和自放电。测量机架运行用于协调和同步电池循环使用的软件，而环境室则是放置被测设备 (DUT) 以执行室内测量的地方。该室还连接到冷却器，该冷却器负责控制其内部的温度和湿度。然后，我们有电池测试软件，它是协调系统、收集和分析所有相关数据的组件。数据和系统管理功能允许用户实时了解正在生成的数据。

图 2：NI 电池测试系统布局

“最近对 NHR 和 Heinzinger Automotive 的收购使 NI 能够为电池循环提供本地支持，”Vargas 说。

电池循环仪是一种先进的测试设备。如果特定测试需要对电池进行放电，则该能量不会被浪费，而是可以用于在不同的测试中为另一个电池充电。这使得 NI BTS 3.0 能够实现超过 90% 的能量回收。此外，可以连接多个电池循环器，根据要测试的 DUT 的数量，将测试系统的功率扩大到 2.4 兆瓦。

与电池测试相关的两大关键因素是安全性和性能。例如，安全用例包括碰撞测试，您需要检查电池在极端压力和引发损坏的情况下是否仍然安全。关于性能部分，假设您要表征电池提供的范围。为此，可以对循环仪进行编程以对电池进行放电以模拟驾驶员的加速或一点点以模拟再生制动。同样，可以模拟不同的操作条件，例如在城市中驾驶，以及不同的驾驶模式。换句话说，使用 BTS，您可以在没有硬件的情况下使用模型来模拟设备和测试设备。通过将开发与硬件解耦，

BTS 软件提供了电池测试工作流程的连接，从硬件级别到设施级别，通过应用程序和用户级别。

“BTS 软件具有开箱即用的功能，允许客户使用预先设计的界面运行预先编程的测试。过去需要几天或几周的时间，现在我们可以在几个小时或最多几天内完成。这是我们在电池测试系统的新工作流程中包含的重要内容之一，”Vargas 说。

审核编辑 黄昊宇