전기차 배터리 진동 시험(Electric Vehicle Vibration Test)

전기차 배터리 진동 시험

배터리 셀의 진동 테스트

지난 10년동안 배터리 신기술에 대한 연구는 꾸준히 가속화 되었습니다.

이러한 연구 및 개발 덕분에 항공기, 전기 자동차(Electic Vehicle) 및 하이브리드 자동차(Hybrid Electic Vehicle) 및 2륜 및 4륜 경전기자(Light Electic Vehicle) 노트북 및 웨어러블 디바이스와 같은 개인용 제품에 대한 리튬 이온 배터리가 더 많이 적용되고 있습니다.

이러한 신기술이 적용된 배터리에서 기술적으로 에너지 방출을 제어(Controllred release of the energy)하는 것은 배터리에서 보다 유용한 전력을 공급이 가능하게 합니다.

제어되지 않은 에너지 방출(Uncontrollred release of the energy)은 진동(Vibration), 온도(Temperature), 습도(Humidity), 충격(Shock)과 같은 다양한 물리적, 환경적 영향에 의해 손상 될 수 있습니다.

이러한 이벤트는 정상적인 작동이건 차량의 충돌에 의한 것이던간에 배터리에 손상을 입혀 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 최악의 경우 온도가 수백도 까지 급격히 상승하여 열 폭주(Thermal Runaway)현상으로 이어질 경우 화재 및 폭발의 위험이 발생할 수 도 있습니다. 환경 조건이나 물리적인 요인에 의한 영향은 관련 기계 시스템이나 물리적 설계를 통해 줄이거나 제거할 수 있습니다. 그러나 배터리 또는 관련 전기 기계 부품이 의도된 용도에 대해 안전한 것으로 판명되기 전에 반드시 테스트를 통해 해당 공인 표준을 준수하는 지에 대한 검증이 필요합니다. 배터리 안전 표준 및 규정은 실제 배터리 적용 환경에서 발견되는 가혹한 환경 조건에서 테스트를 요구 합니다.

EV/HEV, 2륜 및 4륜 차량, 노트북 및 웨어러블 기기에 대한 배터리 테스트 표준은 다음 사항이 포함됩니다.

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▶ IEC 62660-2:2016 전기 도로 차량 추진을 위한 2차 리튬 이온 셀 신뢰성 및 남용 테스트

▶IEC 62113-2:2017 알칼리성 또는 기타 비산성 전해질을 함유한 2차 전지 및 배터리 - 휴대용 애플리케이션에 사용하기 위한 휴대용 밀폐형 2차 전지 및 이 전지로 만든 배터리에 대한 안전 요구 사항.

▶ IEC 62660-3:2016 전기 도로 차량 추진을 위한 2차 리튬 이온 전지 - 안전 요구 사항

▶ SAE J2464:2009 전기 및 하이브리드 전기 자동차 충전식 에너지 저장 시스템(RESS) 안전 및 남용 테스트

▶UN38.3:2015 위험물 운송에 관한 권고사항 - 시험 및 기준 매뉴얼 - 섹션 38.3 리튬 배터리

▶ BATSO 01 경형 전기 자동차(LEV)용 에너지 시스템 평가 매뉴얼 - 2차 리튬 배터리

▶ 경량 전기 자동차(LEV) 애플리케이션에 사용되는 UL 2271 배터리

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지상 및 비행 중 안전, 무결성 및 성능과 관련하여 온도, 습도, 진동 및 입력 전력의 조합이 전기 및 전기 기계 부품에 미치는 해로운 영향을 인식하여, 복합 환경에서의 부품 테스트를 다루는 방법 520.5가 추가된 MIL-STD-810H가 출시되었습니다. 복합 환경에서의 테스트는 개별 환경 테스트에서는 나타나지 않는 고장을 유발할 수 있습니다.

이 테스트 방법에는 입력 전력을 환경으로 추가하여 시스템에 내재된 전압/주파수 변동 및 과도 상태(해당되는 경우)를 포함하도록 하는 것이 새롭게 추가되었습니다. 운송, 보관, 작동 및 유지보수 중에 볼 수 있는 복잡한 환경 조합을 재현하는 것은 사실상 불가능하지만, 테스트 대상 장치에 대표적인 스트레스 조합을 적용하여 성능과 기능을 결정하는 것이 목적입니다.

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크리스탈 인스트루먼트는 광범위한 표준 및 사양에서 요구하는 기계, 환경 및 열 테스트를 결합한 강력한 솔루션을 제공합니다. IEEE 시간 동기화 기능을 갖춘 Spider-101i 온도 및 습도 컨트롤러는 배터리, 전기 및 전기 기계 부품의 온도, 습도 및 진동 테스트를 결합한 최적의 솔루션입니다.

이 컨트롤러는 다음과 같은 장점을 가진 유일한 컨트롤러입니다:

▶ 온도, 습도, 진동 등에 대한 실행 스케줄을 설정할 수 있는 단일 사용자 인터페이스.

▶ 이더넷을 통해 여러 하드웨어 장치를 연결할 수 있는 완벽한 네트워크로 한 대의 PC로 모든 장치를 동시에 제어할 수 있습니다.

▶ CAN 버스를 통해 배터리 정보를 추출하고 비상 셧다운을 포함한 다양한 조치를 취할 수 있습니다.

▶ 하나의 소프트웨어 애플리케이션으로 액세스 및 제어

▶ 데이터 수집이 정확하게 시간 동기화됨

▶ 하나의 통합 테스트 보고서 - 여러 앱에서 테스트 보고서를 개별적으로 생성할 경우, 크리스탈 인스트루먼트의 EDM THV 소프트웨어에서 생성된 통합 테스트 보고서와 달리 시간 시계 및 일정이 조정되지 않습니다.

진동 시험(Random, Swept Sine, Multi-Sine, Shock) & 온도 & 습도 등 통합 환경 시험 구성

컨트롤러 영역 네트워크 버스 또는 CAN 버스 프로토콜은 전자 제어 장치(ECU)가 중앙 컴퓨터 없이 최소한의 배선만으로 효율적인 방식으로 통신할 수 있도록 하는 데 사용되는 표준입니다. 원래 자동차 애플리케이션을 위해 개발되었지만 자동차 및 항공우주 산업에서 널리 사용되고 있습니다. 온도, 습도 및 진동 테스트 중에 전압, 전류, 온도 등과 같은 배터리(및 개별 셀) 정보를 수집하고 사전 정의된 조치를 취할 수 있는 기능은 크리스탈 인스트루먼트의 Spider-101i 컨트롤러에서만 제공되는 주요 이점입니다. Spider-101i EDM 소프트웨어의 직관적인 설계 덕분에 고객은 실행 로그에서 테스트가 언제, 왜 중지되었는지 또는 어떤 조치가 취해졌는지 알 수 있습니다.

Spider-101i EDM 소프트웨어에서 수신된 CAN 버스 데이터를 표시하고 CAN 버스 소프트웨어가 있는 전용 장치에서 수신된 데이터와 비교하면 값이 동일합니다.

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CAN bus 인터페이스를 통한 데이터 측정 및 제어

진동, 온도, 습도, 고도, 전기적 특성, 냉각 특성 시험

배터리 표준 시험 규격

전기차 배터리 시험을 위한 솔루션
	배터리의 이송 과정 또는 일상적으로 반복되는 진동 및 충격등, 배터리가 이러한 가혹한 조건에서 동작하거나 견딜 수 있는지에 대한 시험을 위해 진동 시험기(Shaker)가 필요 합니다
	진동 및 충격시험 뿐만 아니라 극한은 온도 및 습도에 의한 환경에 의해 노출되었을때를 시험하기 위해 환경 시험기 함께 시험할 수 있습니다.필요에 따라서 진동시험기와 환경시험기를 일체형으로 제작하여 한번에 시험이 가능 합니다.
​ ​	수집된 신호들은 다채널 정밀 분석장비인 Spider 시리즈의 DAQ를 통해서 분석 및 평가 됩니다.
	CAN bus를 이용하여 현재 상태 안전을 위한 자동 중단 또는 알림 신호 기능 지원이 가능합니다. 또한 DAQ에서 CAN 통신을 이용하여 수집된 배터리 시험에 관한 데이터가 실시간으로 모니터링 되고 측정 됩니다. 만약 임계치를 초과하게 되면 사전에 설정된 작업을 수행할 수 있도록 할 수 있습니다.
	다음은 외부 장치와 연계 가능한 항목들 입니다. - EDM 카메라/비디오 모니터링 - MQTT 서포트 - Espec 챔버 제어 인터페이스 - UMS 1200 챔버 제어 인터페이스 - 충전 캐비닛 제어 인터페이스 - 냉각기 제어 인터페이스 - Fluke 2638A 및 LR8400 DAQ 시스템 시작/중지 - 저전압 전원, 고전압 전원 제어 인터페이스

배터리 시험 솔루션

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