배터리 테스트 시스템 개요

BTS의 장점

테스트 개발 및 구성 시간 단축

• 단일 테스트 셀에서 대규모 분산 배터리 테스트 랩으로 효과적으로 확장 및 적용하는 즉시 사용 가능한 기능 및 시스템 아키텍처
• 하드웨어, 애플리케이션, 사용자 및 시설 수준 소프트웨어 간의 표준화된 인터페이스를 통해 테스트 정의, 구현 및 관리를 단순화
• 표준화된 사이클러, 챔버 및 기타 장치/악기 인터페이스는 하드웨어 추상화 계층과 연결되어 다른 장비를 신속하게 켜고 끔

테스트 효율성 향상

• 장비 구성, 프로그래밍 및 테스트 모니터링, 데이터 수집 및 결과 보고 프로세스를 가속화하는 즉시 사용 가능한 기능을 갖춘 통합 소프트웨어
• 데이터, 시스템 및 시설 관리 기능을 갖춘 엔터프라이즈급 소프트웨어로 OpEx를 최적화하고 테스트 셀 활용도를 개선하며 전체 CO₂ footprint를 줄임
• 비효율성을 줄이고 협업을 개선하기 위해 실험실 및 테스트 설치 전반에 걸쳐 배터리 테스트 및 측정을 위한 단일 접점

그림 01. NI 배터리 테스트 시스템

배터리 팩 및 모듈 테스트 과제

안전 Safety

배터리는 지정된 모든 작동 조건에서 안전해야 합니다. 그것이 실패하면 결함이 있는 셀이나 약한 용접과 같은 제조 결함으로 인해 또는 배터리에 구멍을 내거나 손상시키는 충돌로 인해 모든 실패 모드에서 안전하게 실패해야 합니다.

성능 Performance

배터리는 수명 기간 동안 충전 시간, 최대 에너지 전달 속도 및 열 안정성과 같은 성능 설계 목표를 충족해야 합니다.

수명 Longevity

배터리는 예상 사용 동작 및 차량 수명(예: 2,500번의 충전 주기 후 남은 원래 용량의 80%)으로 정의된 여러 주기 동안 특정 용량을 유지해야 합니다.

그림 02. EV 배터리 특성으로 인한 시험 과제

표 01. 일반적인 설계 요구 사항을 충족하기 위한 배터리 테스트 방법

테스트 시스템 설계 과제

EV 배터리를 테스트하는 문제는 이 복잡하고 비싸고 위험한 EV 구성 요소에 대한 테스트 시스템을 설계할 때 고려해야 할 많은 고려 사항으로 이어집니다. NI의 BTS는 설계 팀과 테스트 팀이 함께 작업하는 방식을 최적화하는 개방성, 유연성 및 소프트웨어에 중점을 두어 팀이 도전 과제에 한발 더 다가설 수 있도록 지원하고 최적화된 방식으로 수행하도록 설계되었습니다.

배터리 테스트 시스템 이점

그림 05. 배터리 테스트를 위한 속도와 유연성을 제공하는 NI의 접근성

유연한 개방형 시스템 아키텍처로 더 빠르게 확장

• 별칭 및 채널 매핑 : 테스트 설정 및 사용자 지정을 단순화합니다. 실수로 다른 기능을 중단하지 않고 필요에 따라 장비를 쉽게 전환할 수 있습니다.
• 모듈식 및 확장 가능한 I/O : 측정 채널을 추가하여 채널당 최소 증분 비용으로 확장하고 혼합 측정을 빠르게 추가합니다.
• 전력 전자 및 계측기 추가 기능 : 테스트 시스템의 나머지 부분을 수정할 필요 없이 계측기 추상화 계층을 사용하여 NI 또는 NH Reserch, Heinzinger Automotive, Elektro-Automatik 등과 같은 타사 배터리 사이클러를 통합합니다.
• 챔버 내 측정 : 스트레인, 전압, 전류 또는 진동과 같은 기타 DUT 측정은 물론 온도 및 습도 프로필 테스트 실행을 위해 견고하고 동기화된 IP 등급 측정 모듈과 열 챔버 제어를 사용합니다.
• 시스템 시뮬레이션 : : 하드웨어 가용성에서 소프트웨어 개발을 분리하여 장비 없이 테스트 스크립트를 검증하여 개발 속도를 높이고 시스템 배포의 위험을 없앱니다.

배터리 테스트 시설 관리

• 데이터 및 시스템 관리 대시보드 : 적절한 정보로 적절한 사람에게 맞춤형 데이터 대시 보드를 만들어 활용도 및 가동 시간을 극대화하고 테스트 시설을 관리하고 에너지 사용을 최적화하고 CO2 발자국을 줄이기 위한 올바른 조치를 취할 수 있습니다.
• 데이터 로거 및 블랙박스 레코더 : 가장 긴 테스트 시간 동안 중요한 이벤트를 캡처, 보고 및 학습하는 구성 가능한 옵션을 사용하여 손실 없이 모든 데이터를 안정적으로 기록하고 데이터 손실로 인한 테스트 재실행을 방지합니다.
• 대용량 시스템 구성기 : 대량 시스템 구성, 지속적인 원격 모니터링 및 테스트 데이터베이스 관리를 위해 BTS 소프트웨어를 사용하여 운영 효율성을 높이고 시스템 시운전 시간을 줄입니다.

그림 06. BTS의 개방형 아키텍처는 단일 테스트 셀에서 대규모 배터리 테스트 배포에 이르기까지 효율적으로 확장됩니다.

배터리 테스트 시스템 소프트웨어 아키텍처

그림 07. 배터리 테스트 시스템 소프트웨어 아키텍처

배터리 테스트 시스템 소프트웨어의 장점

1. 산만함이 아닌 시험에 집중

2. 디센컴버(Disencumber) 테스트 엔지니어링

3. 규모와 예산에 맞추기

그림 08. BTS 소프트웨어는 하드웨어에서 시설로 배터리 테스트 워크플로를 연결하는 통합 소프트웨어 경험을 제공합니다.

배터리 테스트 시스템 소프트웨어

배터리 테스트 시스템 측정 랙 및 I/O

BTS 구성품

COMPONENT	DETAIL
Core Rack	24U, 19 " equipment rack with UPS, internal power and network distribution , and emergency power off circuitry
0 -60 V DC Output	Interface with additional test hardware or DUTs
CAN Outputs	Interface with additional test hardware or DUTs
RS232 or RS485	Interface with temperature chambers, chillers, cyclers, or other test hardware
GPIB	Interface with temperature chambers, chillers, cyclers, or other test hardware
Cell Voltage	Direct measurement of individual, stacked cell voltages in a module (up to 250 V)
Module Voltage	Direct measurement of individual module voltages in a pack (up to 600 V)
Local Temperature	Rack-based thermocouple measurement
Remote Temperature	In-chamber thermocouple measurement
Digital I/O	DI/DO/PWM options for ECU signal emulation
HVIL Monitoring	DI/PWM/analog options for monitoring an existing High Voltage Interlock Loop
Relay Output	Controlling a High Voltage Interlock Loop

표 02. 핵심 BTS 측정 랙 구성 요소

배터리 사이클러 통합

기타 장비 통합 (챔버, 냉각기, 계장)

시스템 시뮬레이션

대규모 테스트 시스템 배포

원격 모니터링 및 경보를 위한 탁월한 UI

• 통합된 소프트웨어 경험을 통해 분산된 여러 테스트 스테이션을 관리합니다.
• 시스템 상대 및 테스트 상태, 상태, 활용도, 데이터 추세 및 기타 변수를 지속적으로 모니터링 합니다.

테스트 결과 데이터베이스

• 쿼리 및 분석을 위해 여러 소스의 데이터를 자동으로 준비합니다.
• 테스트 시스템 및 시설 전반에 걸쳐 측정 데이터에 빠르게 액세스하고 검색합니다.
• 테스트 결과 및 관련 파일을 지능적으로 분석하고 보고서를 자동으로 생성합니다.

시스템 관리

• 올바른 테스트 소프트웨어 패키지로 테스트 시스템을 효율적으로 복제 및 배포합니다.
• 배포 소프트웨어를 중앙에서 관리하고 액세스를 제어합니다.
• 원격 장치 구성 및 진단을 수행합니다.
• 경보 관리, 알림 및 보정 보고를 통해 시스템 성능 상태를 관리합니다.

시스템 유지 관리

표 03. 시스템 유지 관리 및 유지 옵션