自动化电池组级下线电池测试的五大挑战
电车市场的新兴增长给电池制造商带来了重大挑战：特别是高电压测试期间，如何有效高效地测试和验证电池模块和电池组的功能。而生产过程中，测试阶段遵守相关的测试标准法规也尤为重要。
四个具有相关测试功能系统的主要测试阶段
1. 子模块焊接测试：电池子模块焊接质量验证；
2. 模块级下线（EOL）测试：在系统测试下对单个电池模块进行功能验证；
3. 模块级在线（IL）测试的自动检测系统（ATS）：安装外壳前，对所有电池模块进行系统（级）测试的功能验证
4. 封包下线(EOL) 测试的自动检测系统 (ATS)：发布车辆组装前，对生产电池组进行功能验证
以上测试阶段和系统带来了（几处）技术和物流挑战。基于多年来协助全球 OEM 客户测试电池模块和电池组的经验，CHROMA（致茂）详细阐述了自动化电池组级下线电池测试的五大挑战。
挑战一：应用低压信号、验证电池管理系统功能
当电池组，或是测试用的电车通过充电站等连接到电源时，电池制造商必须遵循规定程序。这些测试程序需要采用符合ISO 14229-1的国际统一诊断服务（简称UDS）协议，才能从电子控制单元（简称ECU）解锁电池组。它们可以提供防伪机制，让用户能够安全地掌控国际统一诊断服务标识所提供的电子控制单元权限。为了获得访问权限，测试系统可能需要某些防伪或唤醒信号，例如校验和以及心跳信号。检查和信号可以验证软件版本并检查ECU中文件的正确性。心跳信号)则可以发送心跳信号来唤醒系统。
同时，测试方案必须检查每个继电器开关，验证目前的电车高压互锁系统 (简称HVIL) 信号；因此电车的HVIL电路设计，需要采用低压信号检测验证高压元件、电线和连接器的完整性或连通性，确保出现异常情况能及时处理。如果HVIL电路出现故障，系统将立即触发诊断故障代码，防止高压系统通电，保护作业人员。
EOL ATS 完成上述检查程序后，将进行电池管理系统测试。电池管理系统是电池组的重要组成部分，其具有电压管理、系统通信、电池充电状态估计、异常预警、电芯平衡和热管理等功能。一般来说，测试电池管理系统需要四个部分，即通信、连接、安全信号仿真和 V/I/温度验证。EOL ATS需要执行初始软件版本检查、闪存进程，以及通信功能的读写功能。测试系统的连接功能将会执行继电器开关检查和数字信号输入跟输出响应检查。而对于安全信号模拟，配备不平衡电桥测试电路的测试仪器可以提供各种电阻来模拟故障情况以触发电池管理系统保护。对于电流和温度验证，测试系统需要检查正负极的充电和放电电流容量，读取温度，并将数据写入电池管理系统。
此外，电池管理系统板的固件有可能是旧版本。因此，有必要在EOL ATS上更新 电池管理系统固件。测试系统必须从诊断数据库文件中读取种子密钥并获取闪存权限。电池管理系统检测异常并执行安全策略。上图展示了不平衡电桥法检测原理，通过对Uj和Um的电压检测，应用电阻R计算R+和R-，来判断正负电压绝缘是否异常。 进行相关的安全系统和绝缘电阻模拟，对于生产线快速检查是必要的。
挑战二：实施有效的直流内阻测试
直流内阻测试是一种生产线快速验证电池组状态的测试方法，需要大电流充放电测试设备。其数据与电池组内的焊接和组装质量有关。将测试数据与黄金样本进行比较，可以快速检测电池组是否异常。直流内阻测试通常使用两个充电或放电电流之间的电流和电压差，根据IEC 61960设定的标准计算。如附图中用于直流内阻测试的电池单元模型图所示，直流内阻源自于电流所产生的电压变化。需要注意的是，电流曲线会影响电池的化学成分和电压瞬态曲线。在使用多点采样测试电压瞬态变化时，如果充电或放电的电流过渡形状变化呈现不平滑、线性、或者电流变化时间过长（>1000ms），都会导致错误的直流内阻数据结果。
由于大电流经电池组，电池管理系统可能会受到电磁效应的干扰。因此，建议在动态大电流变化的情况下，再进行一次约 10 秒的充放电测试以检查电磁干扰。测试系统需要在本次动态测试中，进行电池管理系统通信，并检查后者内容是否正确。这样可以诊断电池内部零件或接线情况，而不会出现任何组装缺陷。它可以帮助降低电磁干扰所造成的电池数据错误风险------导致电池不平衡、过度充电或热失控。
挑战三：电力安全测试集成能力
设计符合安全要求法规的电池组至关重要。除了 ISO 6469、JIS D 5305、GB/T 18384、GB/T 18284.1列出的标准外，SAE J1766电车碰撞试验规范还包含特定的“电力安全”要求。生产线上，电池组还必须通过绝缘强度测试、绝缘电阻测试、接地测试、漏电测试等安全测试。
大多数电池组生产线采用电力安全测试仪在单个测试站内进行测试。致茂公司把电池测试仪和电力安全分析仪，组合成一个名为EOL ATS的产品。后者其中一个优势是可以配置内置测试序列，并设置测试以批量执行。电池组会经过多点绝缘测试。高压连接器除了对外壳有正负极性外，还需要对等电位连接器、机箱或电磁屏蔽连接器、低压、通讯连接器等进行校验。高效率自动测试系统确保所有连接器都没有安全隐患。此外另一个重要优势，即将功能和安全测试集成到一个站点，会减少电池组装卸时间和测试站空间，从而节省制造成本。
将电力安全测试仪集成到EOL ATS中存在一些技术挑战。EOL ATS包括直流电源、电池充电器和放电器、其他仪器和低压总线网关通信设备。根据国际电工委员会60950标准，测试电压需在电池电压的两倍基础上加1000伏。如果出现数据异常，则很容易损坏其他部件。 因此，在进行高压测试时，系统需要能够将所有其他设备从电力安全测试的路径外断开。 只有具备相关设计经验和高度集成能力的人，才可以让EOL ATS安全工作。
挑战四：EOL ATS自检的重要性
大多数电车生产商都要求对电池组生产例行EOL测试。因此，有必要对测试设备进行预设校准，确保操作正确、准确无误。通常需要为EOL ATS设备实施特定的测量系统分析。设备必须保证输出和数据测量的可追溯性，并确保不会造成测试结出现错误。统计数据必须定期验证测量系统分析在长期使用后，能符合所要求的准确性。
电车生产商通常会为测试系统制定年度校准。所有校准完成并生产恢复正常运行，生产线才能开始。但是，每年的校准有时会出现，特定测试设备无法达到准确规格的要求。为避免此类情况、有效验证设备并检查整个系统的准确性，致茂电子公司建议生产线配备自检系统。这样的系统将能够集成众多仪器模拟电池组。它将定制测试项目映射到电池组测试程序中。它可以验证测试仪器和电池组末端的路径，从而消除可能错误的接线。
在不影响生产线运行的前提下，自检可以减少潜在的设备问题。建议电车生产商在日常生产前进行自检，并将结果上传到生产执行系统。将结果上传到生产执行系统，也将有助于电车生产商在遇到质量问题时能快速检查。另外它还满足ISO 16949 7.5.3.2.1标准的数据可追溯保留要求。
挑战五：不同行业实体的合作
建设电池组生产线离不开整个团队的努力。EOL测试站的集成商必须与汽车制造商密切合作，包括他的工厂管理部门、产品开发部门、测试功能规划、质保部门等。集成商还充当协调者，与自动化流水线合作，实现系统运行和调度；还需要确保各个生产步骤和生产通信。例如，当电池组由自动导引车运送到测试站、或电池组由传送带运送时，可编程逻辑控制器会通知EOL ATS。后者需要立即向生产信息化管理系统询问电池组的状态，然后才决定是否进行测试。
与 EOL ATS 相关的每个行业实体，通常都具有特定专业知识的职能。因此，测试系统的预先规划、沟通和协调，需要这些来自不同知识领域的人参与。 EOL ATS的成功通常需要各个行业实体高度参与，且要求其具备精确的界定和责任心。
（EOL ATS需要自动流水线厂商和生产信息化管理系统的高度配合）
电池组生产线的完整测试站跟实验室验证电池性能有些不同，在有限的测试时间内，前者需要更多的系统集成能力。这同时需要快速常规上传新的生产信息化管理系统固件，确保良好生产工作量。希望以上五点技术挑战的内容，能够为电池组生产线的管理人员和规划人员提供有价值的参考。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由如果你是个梦翻译自CHROMA，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。
相关推荐
印度光伏检测需求增，Chroma 8000光伏逆变器助力指标实验室测试能量
据市调公司数据，2019年有超过1100万台光伏逆变器出货至世界各地，衍生测试商机需求庞大，认证权威机构德国莱茵TÜV于全球各大光伏测试中心，已陆续采用Chroma太阳能阵列模拟电源及交流电源（电网模拟器）等设备建置测试实验室，其中位于印度光伏检测实验室为开展光伏逆变器及电力转换装置强制性注册（CRS）检测，进一步采用Chroma 8000光伏逆变器自动测试系统。
行业资讯 发布时间 : 2020-04-29
How to Master EV Charging Components Testing - Chroma Can Help!
Shortening the battery charging time while improving its safety has become one of the most important topics in the industry.For the basic required test items such as calibration test, performance test and protection function in the OBC production line, Chroma‘s automated test platform can simulate the limit conditions testing of voltage/current/CP signals or other failure conditions. With built-in test items conforming to QC/T895 and GB/T 24347 standards, on-board charger and DC/DC converter test solutions by Chroma have been widely used in the EV industry to meet diverse testing needs.
行业资讯 发布时间 : 2020-06-12
Chroma电动车无线充电测试方案拥多国专利，获得日韩国际车厂与中国大陆指标实验室青睐
车辆电力化、联网化与智慧化，已成为全球汽车产业的重要指标，其中兼具安全与便利性的无线充电与全自动驾驶在许多车联网场景上的要求不谋而合，能够让电动车无线充电的便利性得到充分发挥。电动车无线充电(EV WPT)近来有突破性的发展，今年5月中国大陆正式发布GB/T 38775，7月安规认证大厂宣布『UL2750电动车无线电力传输设备的评估大纲』，预估2021年将有标配无线充电系统电动车问市；技术方面日系
行业资讯 发布时间 : 2020-11-25
Chroma（致茂）63200A系列可编程直流电子负载数据手册
描述- 63200A系列大功率直流电子负载，主要是供服务器电源、A/D电源供应器、功率电子元件、车用电池、车用直流充电桩及一些电力电子元件等产品测试使用。高功率、并联功能、同步动态的专属能力，更有瞬间三倍额定功率的拉载能力，适合应用于车用电池与燃料电池等高功率的待测物测试。
型号- 63212A-600-840,A632006,63205A-600-350,63202A-1200-80,63200A,63203A-150-300,63220A-600-1400,A600010,63202A-150-200,63218A-150-1800,A600009,63206A-1200-240,A636010,63208A-150-800,63210A-1200-400,63212A-150-1200,63202A-600-140,63218A-1200-720,B632004,B632003,63210A-600-700,63220A-1200-800,63208A-1200-320,63218A-600-1260,63220A-150-2000,63205A-1200-200,63204A-150-400,63224A-1200-960,63215A-1200-600,63204A-600-280,63206A-600-420,63200A-1200-400,63206A-150-600,63215A-600-1050,63205A-150-500,63204A-1200-160,B632002,63215A-150-1500,63212A-1200-480,B632001,B632000,63210A-150-1000,63208A-600-560,63224A-150-2000,63203A-600-210,63203A-1200-120,63224A-600-1680,A636000,A632000
MODEL 63200A SERIES PROGRAMMABLE DC ELECTRONIC LOAD
型号- 63212A-600-840,63205A-600-350,63202A-1200-80,63215A-1200-600,63200A,63203A-150-300,63204A-600-280,63206A-600-420,63206A-150-600,63215A-600-1050,63220A-600-1400,MODEL 63200A SERIES,63202A-150-200,63218A-150-1800,63205A-150-500,63206A-1200-240,63208A-150-800,63204A-1200-160,63215A-150-1500,63210A-1200-400,63212A-1200-480,63210A-150-1000,63200A SERIES,63208A-600-560,MODEL 63200A,63212A-150-1200,63224A-150-2000,63202A-600-140,63218A-1200-720,63210A-600-700,63220A-1200-800,63203A-600-210,63203A-1200-120,63208A-1200-320,63224A-600-1680,63218A-600-1260,63220A-150-2000,63206A-60-1000,MODEL 63206A-60-1000,63205A-1200-200,63204A-150-400,63224A-1200-960
可編程直流電子負載 PROGRAMMABLE DC ELECTRONIC LOAD MODEL 63200A 系列
型号- 63212A-600-840,63205A-600-350,63202A-1200-80,63215A-1200-600,63200A,63203A-150-300,63204A-600-280,63206A-600-420,MODEL 63200A 系列,63206A-150-600,63215A-600-1050,63220A-600-1400,63200A SERIES,63202A-150-200,63218A-150-1800,63205A-150-500,63206A-1200-240,63208A-150-800,63204A-1200-160,63215A-150-1500,63210A-1200-400,63212A-1200-480,63210A-150-1000,63208A-600-560,MODEL 63200A,63212A-150-1200,63224A-150-2000,63202A-600-140,63218A-1200-720,63210A-600-700,63220A-1200-800,63203A-600-210,63203A-1200-120,63208A-1200-320,63200A 系列,63224A-600-1680,63218A-600-1260,63200A系列,63220A-150-2000,63206A-60-1000,63205A-1200-200,63204A-150-400,63224A-1200-960
MODEL 17040 REGENERATIVE BATTERY PACK TEST SYSTEM
型号- VN1630,17040,A170201,VN1640,A170202,A170400,MODEL 17040
17020E Regenerative Battery Pack Test System
型号- 69220E-200-2,17020E,69240E-200-4,A692014,A692013,69220E-100-2,A692005,A692004,69240E-100-4,69220E-60-2,69240E-60-4,A692007,69240E-60-2,A692006,A692008
电子商城
现货市场
服务
提供7~27寸工控机定制，支持嵌⼊式/ 壁挂式 /桌⾯式/悬挂式等安装方式，采用纯平⾯板IP65防尘防⽔等级，莫⽒7级硬度触摸屏，兼容多种操作系统：组态软件/安卓/XP/win7/8/10/Linux等，支持主板、接⼝、外观、⽀架、刷卡器、⾝份证阅读器、LOGO、⻨克⻛、系统、电池、蓝⽛、4G/5G、摄像头、GPS系统、⼆维码扫描器、指纹等特殊应⽤场景定制
最小起订量： 1台 提交需求>
可自由定制电池形状，锂离子聚合物/磷酸铁锂成分，放电倍率Max. 50C （持续放电倍率） / 150C （脉冲放电倍率），充电倍率：Max. 5，厚度可达0.5mm。
最小起订量： 5000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论