|
電池設計是電動汽車生態系統的重中之重 作者：是德科技產品營銷經理Brian Whitaker 從內燃機（ICE）向使用清潔能源的電動汽車（EV）轉型，需要大量的技術投入，才能推動電動汽車在市場上廣泛普及。 此外，越來越多的國家宣布了逐步淘汰或者限制傳統內燃機的計劃。受到政策驅使，EV 生態系統亟需快速發展壯大。相應地，這種需求也對電動汽車的電池測試方法提出了更高要求，要求電池測試更加高效。 隨著電動汽車市場的快速增長，動力電池等汽車核心部件的需求也在不斷擴大。作為電動汽車的關鍵子系統之一，動力電池是持續實現交通系統電氣化的關鍵所在。 業界的目標是使用快速、經濟高效和節能的工藝來開發電動汽車電池，以提高電池的耐用性、功率密度和運行安全。 影響電池設計的一個重要因素是性能測試。這個關鍵過程涵蓋了設計、生產和系統集成等環節，目的是為了確保所有進入市場的電動汽車電池在安全性和運行性能方面發揮出最佳表現。 如果不采用最新的測試系統和測試方法，電動汽車的電池測試不僅會成本高，還會非常耗時。在整個電池設計過程中，采用最佳實踐方法和先進技術可以幫助客戶快速、輕松地解決各種設計難題。 本文將重點探討以下內容： 如何通過投資端到端的電動汽車電池測試系統，來提高電動汽車電池設計的質量和性能。 這些系統如何在不影響續航性能、功率密度和安全性的前提下，幫助客戶加快產品上市速度、降低運營成本。 加快新產品上市速度 測試和驗證電動汽車電池對于確保產品上市后具有出色的性能和安全性至關重要。在研發（R&D）階段進行全面測試還可以加快新產品上市速度、提高成本效益�？蛻敉ㄟ^執行內部測試（In-House Testing）便可以發現電池的性能問題，進而縮短新產品上市時間，有利于確保電動汽車電池供應鏈的穩定。 
圖 1. 電池測試實驗室示例 執行內部測試（In-House Testing） 現階段，測試機構的排期比以往任何時候都更加繁忙，因此等待的時間會更長，這也意味著設計人員的測試需求會被延誤。如果依賴外部測試機構，開發時間動輒會延長幾個星期，讓企業在競爭中處于不利地位。 企業購買自己在內部使用的測試設備，能夠極大地縮短測試等待時間。通過合理規劃和安排內部測試，企業能夠在更短的時間內得到關于最新設計原型的完整性能數據。 購買這些設備看似需要較高的資金投入，但在競爭日趨激烈的環境下，節省下來的時間能夠為企業帶來非�？捎^的投資回報。 發現性能和安全隱患 性能不佳所帶來的影響務必要考慮清楚。跳過非強制性測試可能會導致遺漏性能或安全隱患。一旦產品需要召回，傳導至生產過程的代價更為嚴重。糾正問題的過程會極大地影響將完好的終端產品成功推向市場的時間。在市場發展如此快速的當下，這樣的延誤是不被容許的。 在早期的設計和生產階段，跳過測試環節看起來像是走了捷徑。然而，這種策略實際上具有很高的風險。如果隱患一直未被發現和排除，可能會嚴重推遲新產品的上市時間。 降低運營成本 精心設計的測試實驗室可以幫助電動汽車電池研發團隊顯著節約運營成本。 高性能的先進電池測試系統甚至可以實現高達 96% 的能效。剩余的 4% 可用能源會返回電網，服務其他用途。 這種技術可以從兩個方面幫助工作繁忙的研發實驗室降低運營成本：前期主要通過改進冷卻基礎設施的安裝，后期則主要通過持續大幅降低能源成本。 改進實驗室的運營效率 全球電動汽車銷量不斷攀升，在 2023 年達到 1,360 萬輛，比 2022 年增加了 31%。如此大規模的銷量增長需要大量的測試提供支撐，而執行這些測試會在相當長的時間內占用大量的設備。隨著市場的快速發展和電動汽車銷量的增長，冗長的測試流程可能會導致設計瓶頸，延誤新產品上市時間。 上述所有測試需要高效管理和評估海量數據的能力。而有效管理大量測試數據的方法之一是，選擇可以提供完整數據和可追溯功能的實驗室操作軟件。此外，應用軟件還可以提供數據分析工具和工作流管理功能，提高測試實驗室的效率。 明確電池設計人員的測試要求 模塊化和靈活性有助于打造精益的流程，助力電池設計人員、研發工作室和小型初創企業快速設計高品質的電池。 在上游設計階段進行投入，其效益會體現在最終產品的質量上。必須在這個階段以經濟高效的方式快速、準確地糾正設計缺陷。充電/放電平臺和電池循環壽命檢測裝置等測試系統必須快速評測和驗證設計，才能提供全面的數據，幫助設計人員進行后續優化。 理想情況下，測試設備應當具有設計緊湊的外形尺寸，并能夠隨著電池需求的變化和容量的增長部署不同的通道配置。
圖 2. 電動汽車的電池單元 復雜的系統測試 除了功率電子器件，客戶還應該考慮很多其他測試場景，例如使用電池管理系統和人工氣候實驗室在不同氣候條件下測試原型設計。 測試場景涵蓋以下方面：
通過動態控制這些變量，測試工程師能夠在無需用戶干預的情況下設置和更改相關測試參數。這些額外的數據必須在測試期間完成評估，不需要后期處理。測試系統必須清楚地顯示數據，以便用戶判斷測試是否正常運行，或者是否有必要終止測試。 因此，測試軟件必須能夠同步控制測試環境中的所有組件，同時在執行余下的測試工作期間，記錄測量值以及使用的變量。 結論 顯然，在電動汽車電池測試方面進行投入不僅有技術上的需求，也是瞄準未來交通出行進行決策部署的戰略需要。通過采用先進的測試方法，制造商能提高電動汽車電池的安全性、效率和使用壽命，從而支持電動汽車市場的快速增長，這一點至關重要。 此舉不僅契合全球可持續發展目標，還讓制造商走在了科技創新的最前沿，能夠成竹在胸地應對消費者和監管機構不斷變化的需求。通過優先采用先進的電池測試，制造商為推動交通出行領域的創新鋪平了道路。這些創新將推動電動汽車在易用性、可靠性和生態環保等方面實現大幅提升。 |
