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Soluzioni combinate di test ambientali per sistemi di batterie per veicoli elettrici

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Sentek Dynamics, di concerto con la consociata Crystal Instruments, fornisce soluzioni complete per prove combinate meccaniche, ambientali e termiche richieste da un'ampia gamma di standard e specifiche.

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La ricerca sulle batterie di nuova tecnologia ha subito un'accelerazione nell'ultimo decennio con la promessa di un significativo miglioramento della densità energetica. Questa ricerca ha portato ad un maggior numero di applicazioni di batterie agli ioni di litio negli aerei, nei veicoli elettrici e ibridi (EV e HEV), nei veicoli elettrici leggeri a 2 e 4 ruote (LEV) e negli oggetti personali come i computer portatili e i dispositivi indossabili. Il rilascio controllato di energia da queste batterie di nuova tecnologia fornisce un'utile energia elettrica. Il rilascio incontrollato dell'energia può portare a situazioni pericolose come fumo, fuoco, esplosioni o qualsiasi combinazione di questi fattori.

Il rilascio incontrollato di energia può essere causato da danni derivanti da un'ampia varietà di condizioni fisico-ambientali o da eventi quali temperatura, umidità, vibrazioni e urti. Queste condizioni, siano esse dovute al normale funzionamento o ad un incidente del veicolo, possono causare danni alle batterie con risultati catastrofici. Nel peggiore dei casi, il danno può provocare un rapido aumento della temperatura di centinaia di gradi, con conseguente fuga termica e rischio di incendio ed esplosione. I problemi causati dalle condizioni ambientali o da eventi fisici possono essere ridotti o eliminati con una corretta progettazione fisica della batteria e dei relativi sistemi meccanici. Tuttavia, la conformità ad uno standard riconosciuto applicabile deve essere convalidata da test prima che la batteria o il relativo componente elettromeccanico possa essere considerato sicuro per l'uso previsto. Gli standard e le norme di sicurezza delle batterie richiedono test in condizioni ambientali abusive combinate che si trovano nelle applicazioni reali delle batterie. Gli standard delle batterie per veicoli EV/HEV, veicoli a 2 e 4 ruote, computer portatili e dispositivi indossabili, includono, ma non si limitano a quanto segue:

IEC 62660-2:2016 Celle secondarie agli ioni di litio per la propulsione di veicoli stradali elettrici Test di affidabilità e di abuso

IEC 62113-2:2017 Celle secondarie e batterie contenenti elettroliti alcalini o altri elettroliti non acidi - Requisiti di sicurezza per le celle secondarie sigillate portatili e per le batterie di queste ultime, per l'uso in applicazioni portatili.

IEC 62660-3:2016 Celle secondarie agli ioni di litio per la propulsione dei veicoli stradali elettrici - Requisiti di sicurezza

SAE J2464:2009 Sistema di immagazzinamento dell'energia elettrica e ibrida ricaricabile per veicoli elettrici e ibridi (RESS) Test di sicurezza e di abuso

UN38.3:2015 Raccomandazioni sul trasporto di merci pericolose - Manuale dei test e dei criteri - Sezione 38.3 Batterie al litio

BATSO 01 Manuale per la valutazione dei sistemi energetici per veicoli elettrici leggeri (LEV) - Batterie al litio secondarie

Batterie UL 2271 per l'uso in applicazioni per veicoli elettrici leggeri (LEV)

In riconoscimento degli effetti dannosi delle combinazioni di temperatura, umidità, vibrazioni e potenza elettrica in ingresso sui componenti elettrici ed elettromeccanici per quanto riguarda la sicurezza, l'integrità e le prestazioni durante le operazioni a terra e di volo, il MIL-STD-810H, è stato rilasciato con il metodo 520.5 aggiunto per coprire il test dei componenti in ambienti combinati. I test in ambienti combinati possono indurre guasti che non sarebbero esposti durante le prove in ambiente individuale. Una novità di questo metodo di prova è l'aggiunta della potenza elettrica in ingresso come ambiente; per includere le variazioni di tensione/frequenza e i transitori (se applicabili) che sono inerenti al sistema. Mentre è virtualmente impossibile replicare il complesso mix di ambienti che può essere visto durante il trasporto, lo stoccaggio, il funzionamento e la manutenzione, l'intento è quello di applicare combinazioni rappresentative di sollecitazioni al dispositivo in prova per determinare le prestazioni e le capacità.

Sentek Dynamics, di concerto con la consociata Crystal Instruments, fornisce soluzioni complete per prove combinate meccaniche, ambientali e termiche richieste da un'ampia gamma di standard e specifiche. I sistemi di test ambientali THV Series di Sentek Dynamics con il controllore Spider-101 di Crystal Instruments forniscono una soluzione chiavi in mano per lo sviluppo/certificazione del prodotto e il miglioramento dell'affidabilità. Il controller della Crystal Instruments con IEEE Time Synchronization è la soluzione ottimale per i test combinati di temperatura, umidità e vibrazioni delle batterie, dei componenti elettrici ed elettromeccanici. È l'unico controllore con i seguenti vantaggi:

Un'interfaccia utente per l'impostazione dei programmi di funzionamento per temperatura, umidità, vibrazioni, ecc.

Completamente connesso in rete che consente agli utenti di collegare più dispositivi hardware tramite Ethernet, il che permette ad un PC di controllare tutti i dispositivi contemporaneamente

Possibilità di estrarre le informazioni sulla batteria attraverso un CAN bus e di intraprendere varie azioni, tra cui lo spegnimento di emergenza*

Accesso e controllo con un'unica applicazione software

L'acquisizione dei dati è accuratamente sincronizzata nel tempo

Un unico rapporto di prova combinato - Se i rapporti di prova vengono generati separatamente da diverse applicazioni, l'orologio e gli orari non saranno coordinati, a differenza del rapporto di prova integrato generato dal software EDM THV di Crystal Instruments

*Il Controller Area Network bus o semplicemente il protocollo CAN bus è uno standard utilizzato per consentire alle unità di controllo elettronico (ECU) di comunicare in modo efficiente con un cablaggio minimo e senza un computer centrale. Sviluppato originariamente per applicazioni automobilistiche, ha ottenuto un ampio consenso nell'industria automobilistica e aerospaziale. La capacità di acquisire informazioni sulla batteria (e sulle singole celle) come tensione, corrente, temperatura, ecc. durante le prove combinate di temperatura, umidità e vibrazioni e di intraprendere azioni predefinite è un grande vantaggio disponibile solo con il controllore Spider-101 della Crystal Instruments. Il design intuitivo del software per l'elettroerosione Spider-101 permette ai clienti di capire dal Run Log quando e perché un test si è fermato o è stata intrapresa un'azione. Quando i dati del CAN bus ricevuti nel software Spider-101 EDM vengono visualizzati e confrontati con i dati ricevuti in un dispositivo dedicato con il software CAN bus i valori sono identici.

Per ulteriori informazioni sui prodotti collaudati di Sentek Dynamics per il test delle batterie vi invitiamo a contattare il team vendite di Sentek Dynamics al numero +1 (408) 200-3100 o all'indirizzo sales@sentekdynamics.com.

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