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徹底的測試對於電動汽車電池的安全性和可靠性至關重要。但是，迄今為止進行的實驗室測試並非是現實條件下測試的。弗勞恩霍夫研究所的研究人員開發了一種新型的測試環境，該環境將物理組件與車輛的數學模擬相結合。此設置是第一個允許在實際條件下進行實驗室試驗的設置。
電動汽車電池是電動汽車的關鍵組件。存儲充電站提供的能量並按需提供動力只是其性能的一方面。另一個方面是在過彎道、在坑坑窪窪不平的碎石路上顛簸，以及在炎炎夏日的高溫下行駛時，能夠承受電、機械和熱應力的磨損。這就是為什麼新的電池系統在安裝到車輛上之前，必須通過各種測試來證明自己的能力。然而，傳統的實驗室測試與實際情況相差甚遠，實際的試驗必須等到工程師們交付可駕駛的車輛原型後才能進行。如果到了這個階段還沒有發現問題，那麼必要的修改就會花費大量的時間和金錢。
位於達姆施塔特（Darmstadt）的弗勞恩霍夫（Fraunhofer）結構耐久性和系統可靠性LBF研究所的研究人員在名為MEF-BILL的項目中開發了一種替代方案，它是LBF迴路中的電池的縮寫。「我們現在將道路引入實驗室，並將我們的多物理場試驗臺與車輛模擬計算相結合。這意味著我們可以進行測試他們還將車輛的實時啟用的計算機化模型集成到該環境中。這樣，研究人員可以在非常不同類型的道路上模擬車輛及其性能。這種模擬使他們能夠確定在現實世界中普遍存在的實際條件下也會影響電池的負載。
過去，實驗室測試通常使用遵循理想曲線的電池電流曲線來執行。實際上，該曲線看起來有很大不同。它的軌跡是高度動態的，具有隨機變化，當負載達到峰值時會出現無法預料的峰值。這就是為什麼研究人員首先必須確定測試條件的原因。該電池為哪種類型的車輛供電？有效載荷有多重？它以什麼速度移動？道路表面是否平整光滑或是否布滿坑窪？仿真將所有這些信息分解為方程式，因為它可以計算施加在負載上的負載以及流入測試電池的電流。進行這些試驗的專家還考慮了複雜的交互作用。例如，最初所需的電量可能會隨著電池中的溫度或其他參數的變化而變化。研究人員不斷跟蹤電池的實際參數，並將這些讀數反饋給仿真。這種循環的取捨就是為什麼這樣的試驗被稱為硬體在環測試。在整個測試期間，輸入數據不會保持靜態。取而代之的是，它根據仿真數據和電池讀數實時調整。Bartolozzi說：「我們可以在測試場景中重現現實的駕駛操作，例如上坡或下坡或急轉彎行駛。」 研究人員可以研究其他變量如何影響性能，例如，確定增加的負載使車輛質量增加20％時會發生什麼。還進行了振動測試，使用一個由六個液壓缸驅動的振動臺，可以向任何方向移動，以模擬汽車底盤運動對蓄電池的影響。
實時挑戰
硬體在途測試的一大挑戰是，仿真必須實時運行。比如說，如果一個測試要調查十秒鐘的運行情況，整個仿真的時間可能不會超過十秒鐘。畢竟這是一個循環，模擬的結果要隨著試驗的進行，必須將模擬的結果直接塞回試驗中，以便隨著試驗的進行而實時更新。研究人員對計算的複雜度進行了微調，使其能夠正常工作。"我們以不同的複雜度水平運行模擬，以在複雜度和計算時間之間取得最佳平衡。"Bartolozzi說。該系統已經準備好了，正在進行最終演示的準備工作。