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Batterieprüfstände zur Zellen-Charakterisierung für die Elektromobilität
Der Batterieprüfstand CTR (Cell Test Rig) dient der professionellen Erforschung und Charakterisierung von Lithium-Ionen-Batteriezellen. Als spezialisiertes Prüfsystem liefert er essenzielle Messdaten und Erkenntnisse für die Weiterentwicklung moderner Energiespeicher im Bereich der Elektromobilität.
Das Testverfahren: Präzise Thermo-Analyse für Batteriezellen
Bei einem standardisierten Batterietest wird die Batteriezelle während exakt definierter Lade- und Entladezyklen intensiv untersucht. Der Fokus liegt dabei auf der präzisen Analyse der Temperatur- und Wärmestromverteilung an der Außenfläche der Zelle.
Durch das gezielte Kühlen und Beheizen der Batterieaußenhülle wird ein aktives Thermomanagement realitätsnah simuliert. Dieses Verfahren stellt sicher, dass die Batteriezelle unter realen Bedingungen getestet wird und stets ihre optimale Betriebstemperatur erreicht.
Vorteile & Nutzen: Warum ist ein adäquates Thermomanagement wichtig?
Ein professionelles Thermomanagement in der frühen Entwicklungsphase sichert Herstellern und Entwicklern entscheidende Wettbewerbsvorteile in der Elektromobilität:
- Verlängerte Lebensdauer: Die gezielte Temperierung minimiert die Zellalterung.
- Erweiterte Strombelastbarkeit: Die Grenzen für Schnellladevorgänge und Leistungsabgabe werden sicher ausgedehnt.
- Höhere Zuverlässigkeit: Präzise Daten gewährleisten maximale Stabilität im späteren Serieneinsatz.
- Maximale Betriebssicherheit: Kritische Temperaturzustände werden frühzeitig erkannt und optimiert.
Skalierung auf Modulebene: Der Batterieprüfstand MTR
Der Batterieprüfstand MTR (Module Test Rig) wurde speziell für die Analyse von größeren Batteriemodulen bis zu einer Dimension von 1000 mm x 800 mm entwickelt. Da mehrere gekoppelte Batteriezellen ein Gesamtsystem bilden, wird das Batteriemodul als Ganzes in einem hochpräzisen ESPEC BPU-4 Thermoschrank getestet. Bei diesen Versuchen werden die Module abermals mittels maßgeschneidertem Thermomanagement bezüglich Lebensdauer, Effizienz und Strombelastbarkeit optimiert.
Temperaturprüfungen und thermische Belastungstests
Temperaturprüfungen für Batterien, Elektronik und technische Produkte
Das Institut EMS bietet professionelle Temperaturprüfungen und thermische Belastungstests für Batterien, Elektronikbaugruppen und technische Produkte. Mit unseren Sicherheits-Thermoschränken prüfen wir Komponenten unter definierten Temperaturbedingungen, um deren Funktion und Zuverlässigkeit zu bewerten.
Die Prüfschränke verfügen über seitliche Durchführungen für Messtechnik, Sensorik sowie Spannungs- und Stromversorgungen und ermöglichen somit auch komplexe Prüfaufbauten. Für sicherheitskritische Prüflinge kann der Prüfraum zusätzlich mit Stickstoff geflutet werden. Dies gewährleistet die Durchführung anspruchsvoller Batterieprüfungen und Temperaturtests unter kontrollierten Bedingungen und minimiert Risiken bei kritischen Testobjekten.
Unsere Leistungen im Bereich Temperaturprüfungen
- Temperaturprüfungen nach Kundenvorgaben
- Thermische Belastungstests
- Batterieprüfungen
- Funktionsprüfungen unter Temperaturbelastung
- Qualifikations- und Entwicklungsprüfungen
- Messtechnische Überwachung und Datenerfassung
Unsere Temperatur-Prüfkammern im Überblick
| Merkmale |  |  |
| Grösse Prüfkammer: | 600 x 850 x 800 mm | 1000 x 1000 x 800 mm |
| Maximaltemperatur: | +150°C | -40°C |
| Minimaltemperatur: | -40°C | -40°C |
| Aufheizrate: | 3.0K/Minute (ohne Prüfling) | 3.0K/Minute (ohne Prüfling) |
| Abkühlrate: | 2.0K/Minute (ohne Prüfling) | 1.8K/Minute (ohne Prüfling) |
| Feuchteregelung: | Keine | Keine |
Sensoren für präzise Messaufgaben: Sensortypen & Messbereiche
Das Institut EMS verfügt über eine umfassende und hochmoderne Ausstattung an Sensoren für die zuverlässige Erfassung physikalischer Messgrössen. Im Rahmen unserer Projekte in Forschung, Entwicklung, industriellen Dienstleistungen und Qualitätssicherung setzen wir diese präzisen Sensorik-Lösungen ein. Gekoppelt mit modernen Datenerfassungssystemen garantieren wir die exakte Validierung und Analyse Ihrer mechatronischen Systeme.
Unsere messtechnische Ausstattung im Überblick
Drehmomentmessung
Für die Untersuchung von Antrieben und rotierenden sowie stationären Systemen nutzen wir hochpräzise Drehmomentsensoren. Damit realisieren wir exakte Wirkungsgrad- und Belastungsanalysen auf unseren Prüfständen.
- Verfügbare Messbereiche: 0,1 Nm bis 2'000 Nm
- Anwendung: Charakterisierung von Elektromotoren und Getriebeprüfungen
Kraftmessung
Bei mechanischen Belastungstests und Strukturanalysen setzen wir je nach Dynamik und Anforderung unterschiedliche, hochentwickelte Sensortechnologien ein.
- Eingesetzte Technologien: DMS- und Piezo-Kraftsensoren
- Verfügbare Messbereiche: 1 N bis 300 kN
Beschleunigungsmessung
Für hochdynamische Messaufgaben, Vibrationsanalysen und die Schwingungs-überwachung im Rahmen der Prototypenentwicklung greifen wir auf spezialisierte Beschleunigungsaufnehmer zurück.
- Sensortypen: Ein- und dreiachsige Beschleunigungssensoren
- Verfügbare Messbereiche: ±5g bis ±5'000g
Temperaturmessung
Zur thermischen Charakterisierung von Baugruppen, Leistungselektronik oder Kühlkreisläufen nutzen wir diverse Sensortypen für unterschiedlichste Umgebungen.
- Thermoelemente Typ K: Perlen-, Mantel- und Oberflächenausführung
- Widerstandsthermometer: Pt100- und Pt1000-Sensoren als (Chip-, Mantel- und Stabausführung)
Weg- & Distanzmessung
Für geometrische Vermessungen, Positionsbestimmungen und Toleranzprüfungen decken wir sowohl berührungslose optische als auch taktile Messanforderungen ab:
- Lasersensoren (LTS): Messbereiche von ±1 mm bis ±50 mm
- LVDT-Sensoren: Messbereiche von ±10 mm bis ±25 mm
- LDR-Sensoren: Messbereich bis 50 mm
- Wirbelstromsensoren: Messbereiche von 0,5 mm bis 15 mm
- Ultraschallsensoren: Messbereiche von 1 cm bis 4000 mm
- Seilzugsensoren: Messbereich bis 150 mm
- Potenziometrische Wegsensoren: Messbereiche von 25 mm bis 225 mm
- Magneto-induktive Wegsensoren: Messbereiche von 0 mm bis 160 mm
Elektrische und prozessbezogene Messgrössen
Neben den klassischen mechanischen Parametern erfassen wir im Rahmen unserer Validierungen auch elektrische und prozessbezogene Grössen. Damit realisieren wir eine ganzheitliche Systemüberwachung Ihrer mechatronischen Anlagen:
- Hall-Effekt-Stromsensoren (LEM):Hochpräzise Erfassung elektrischer Ströme in Messbereichen von 6 A bis 2'000 A – ideal für Analysen an Leistungselektronik und Antrieben.
- Drucksensoren: Zuverlässige Überwachung von hydraulischen und pneumatischen Systemen in Messbereichen von 0 bis 250 bar.
- Durchflusssensoren: Exakte Volumenstrom- und Durchflussmessung für fluidische Kreisläufe in Messbereichen von 0,2 bis 100 l/min.
- Neigungssensoren: Präzise Bestimmung von Winkellagen und Ausrichtungen in Messbereichen von ±90°.