¿Qué se necesita para recopilar datos de un vehículo eléctrico?

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El desarrollo de vehículos eléctricos (EV) prioriza la comprensión de la eficiencia energética y el consumo de energía. Para lograr esto, son esenciales la medición precisa y el análisis de datos de varios sistemas, especialmente baterías, motores e inversores. La utilización de herramientas de alta precisión, como registradores de datos y analizadores de energía, permite una comprensión profunda del rendimiento de estos sistemas y facilita las mejoras necesarias.

Conceptos básicos del desarrollo de vehículos eléctricos y la recopilación de datos

Puntos clave del artículo:
Tipos de datos necesarios y métodos de medición
 Podrá comprender la importancia de los datos de medición de los componentes clave del vehículo, como el voltaje y la temperatura de la batería, la eficiencia del motor y el rendimiento del inversor. El artículo también explicará métodos precisos de medición de datos utilizando registradores de datos y analizadores de energía.

Beneficios obtenidos de este artículo:
 Analice cómo un enfoque basado en datos mejora la eficiencia operativa y la calidad del producto, centrándose en beneficios específicos como el alcance ampliado, el tiempo de carga reducido y la mejora general de la eficiencia energética. Proporcionará información sobre cómo se pueden analizar y utilizar los datos recopilados para mejorar el rendimiento de los vehículos eléctricos. Este artículo profundiza en la importancia de la recopilación de datos en el desarrollo de vehículos eléctricos y en las metodologías efectivas para hacerlo.

Datos esenciales para el desarrollo de vehículos eléctricos

Pasos cruciales para ampliar la autonomía de los vehículos eléctricos

Pruebas de carga y descarga de batería

Un aspecto central del desarrollo de vehículos eléctricos es la evaluación del rendimiento del paquete de baterías, principalmente mediante pruebas de carga y descarga. Esto implica cargar y descargar repetidamente la batería durante un período específico para evaluar su rendimiento, durabilidad y seguridad. Es vital registrar con precisión los datos de voltaje y temperatura de la batería durante estas pruebas. Para ello se recomiendan registradores de datos de alta precisión.

Aumento del voltaje del paquete de baterías

Ampliar la autonomía de los vehículos eléctricos y reducir el tiempo de carga es crucial para mejorar el rendimiento, lo que depende del aumento del voltaje del paquete de baterías. La medición precisa del voltaje y la temperatura de cada celda durante las pruebas de carga y descarga es esencial, ya que constituye la base para la evaluación general del rendimiento del paquete de baterías. Por lo tanto, los registradores de datos utilizados en estas pruebas requieren características específicas como entrada de alto aislamiento, resistencia de alto voltaje y funcionalidad multicanal. La elección de registradores de datos diseñados para uso de alto voltaje garantiza una recopilación de datos más segura y precisa.

Medición del voltaje y la temperatura de las celdas del paquete de baterías

En las pruebas de evaluación de carga y descarga, registrar el voltaje y la temperatura ayuda a comprender las características de la batería. Los paquetes de baterías constan de numerosas celdas conectadas en serie. El mal funcionamiento de una sola celda puede provocar una degradación general del rendimiento, por lo que es esencial comprender el comportamiento de cada celda. El voltaje de una sola celda es de alrededor de 3,7 V, pero el potencial de tierra del registrador de datos está sujeto al alto voltaje de las celdas apiladas. Por lo tanto, se requieren registradores de datos con un alto rendimiento de aislamiento.

A medida que aumenta el voltaje del paquete de baterías, también aumenta el número de celdas. Por tanto, se necesitan registradores de datos capaces de ampliar el número de canales y ofrecer configuraciones flexibles.

Los registradores de datos HIOKI, particularmente los modelos LR8101 y LR8102, brindan soluciones ideales para medir paquetes de baterías de alto voltaje en el desarrollo de vehículos eléctricos. Estos modelos cuentan con módulos especializados para mediciones de alto voltaje, capaces de manejar voltajes de terminal a tierra de hasta 1500 V y pueden medir de manera segura voltajes de celda en paquetes de baterías que superan los 800 V. Esta capacidad es particularmente importante dada la tendencia contemporánea de aumentar el voltaje de las baterías de los vehículos eléctricos.

Además, estos registradores de datos pueden vincular módulos de medición, ofreciendo la flexibilidad de medir con precisión el voltaje y la temperatura de cada celda y monitorear simultáneamente múltiples paquetes de baterías y otros componentes eléctricos. Esta escalabilidad es esencial para el análisis complejo y la optimización de sistemas de vehículos eléctricos complejos.

Pérdida de energía en vehículos eléctricos

La gestión de la pérdida de energía es un elemento crucial en los vehículos eléctricos. Además de optimizar la eficiencia de componentes cruciales como motores e inversores, es necesario comprender la corriente CC (batería CC auxiliar) para reducir aún más el consumo de energía. Los componentes eléctricos de un vehículo eléctrico utilizan estas corrientes CC y su consumo y corrientes de fuga afectan la eficiencia energética general del vehículo.

Importancia de la corriente continua
 La corriente continua es el sustento de muchos componentes eléctricos de un vehículo eléctrico, incluida la ECU (unidad de control del motor), los limpiaparabrisas, los elevalunas eléctricos, los calentadores, los faros y los ventiladores de refrigeración. Comprender con precisión el consumo y las corrientes de fuga de estos componentes es vital para minimizar la pérdida de energía.

Importancia y desafíos de la observación multipunto
 La observación multipunto del consumo y las corrientes de fuga requiere una medición de alta precisión de las corrientes CC, a menudo del orden de decenas de miliamperios. Medirlos simultáneamente durante largos períodos no es una tarea trivial.

Registrador de datos HIOKI LR8450-01
 El registrador de datos HIOKI LR8450-01 está diseñado para satisfacer necesidades de medición tan complejas. Este registrador de datos multicanal, que utiliza módulos de medición inalámbricos, se puede colocar cerca de los objetivos de medición, lo que reduce los esfuerzos de cableado.

Sensores de corriente de alta precisión
Los sensores de corriente CT7812 (2A) y CT7822 (20A) de HIOKI destacan por su tamaño compacto. Pueden acceder fácilmente a cableado complejo y operar de manera eficiente en espacios reducidos como los que se encuentran dentro de un vehículo eléctrico. Estas herramientas, capaces de realizar mediciones de alta precisión, son adecuadas para mediciones a bordo y monitorean eficazmente la pérdida de energía del vehículo eléctrico, lo que ayuda a mejorar la eficiencia energética general del vehículo eléctrico.

  • Sensor de corriente CA/CC CT7812 (2A), CT7822 (20A)
    Ejemplos de aplicación EV

Observación de señales CAN de la carrocería del vehículo y señales analógicas (temperatura, vibración y datos de potencia)

    • Eficiencia de motores e inversores.
       En el desarrollo de vehículos eléctricos, optimizar la eficiencia de los motores y los inversores es clave para utilizar eficazmente la capacidad limitada de la batería. Aquí, medir y analizar los datos de consumo de energía mediante analizadores de energía es crucial. Estos datos forman la base para mejorar la eficiencia del sistema.

      Optimización e Integración de Todo el Sistema
       Al evaluar los sistemas xEV, se requiere una gestión energética eficiente de todo el vehículo. Para lograr esto, es importante integrar los datos de energía con señales analógicas como temperatura y vibración, junto con señales CAN. La integración de estos diversos tipos de datos mejora el rendimiento y la eficiencia general del sistema, lo que genera una mayor autonomía y una mayor comodidad de conducción.

      Maximizar la eficiencia y el rendimiento
       Maximizar la eficiencia de componentes clave como los motores e inversores de vehículos eléctricos se relaciona directamente con la eficiencia energética general. Captar con precisión datos de energía que fluctúan rápidamente y comprender el estado completo del vehículo en tiempo real es clave para construir un sistema energéticamente eficiente. Este análisis de datos completo permite mejorar el rendimiento de los vehículos eléctricos.

    • Monitoreo de temperatura
       En los vehículos eléctricos, la temperatura afecta significativamente la autonomía. Específicamente, los registradores de datos se utilizan para medir la temperatura y la corriente, y analizadores de energía para medir el consumo de energía.

      Relación entre temperatura y eficiencia energética
       La gestión de la temperatura en los vehículos eléctricos desempeña un papel fundamental a la hora de ampliar la autonomía. Controlar adecuadamente el ambiente térmico del vehículo (gestión térmica) optimiza la eficiencia de la batería y reduce el consumo total de energía.

      Simultaneidad e Integración de Datos
       Integrar los datos obtenidos de los registradores de datos y los analizadores de energía en el mismo cronograma es crucial para diseñar estrategias de gestión efectivas. La vinculación de registradores de datos con entrada CAN y analizadores de potencia con salida CAN permite centralizar diversos datos como temperatura, corriente y potencia, lo que permite un análisis más preciso.

      Contribuyendo a la eficiencia
       Un enfoque de gestión de datos integrado de este tipo reduce significativamente el tiempo dedicado a organizar los datos, lo que contribuye a la eficiencia operativa. El análisis de datos rápido y preciso ayuda a formular e implementar estrategias para optimizar el rendimiento y la autonomía de los vehículos eléctricos con mayor rapidez.

      El control de la temperatura y la integración de datos en los vehículos eléctricos desempeñan un papel crucial a la hora de optimizar la eficiencia energética y ampliar la autonomía. La gestión precisa de la temperatura y el análisis de datos son elementos clave para el éxito en el desarrollo de vehículos eléctricos.

    • Observación de señales analógicas, señales CAN y fluctuaciones de potencia en la misma serie temporal

    Beneficios del uso de registradores de datos en vehículos eléctricos (qué se puede lograr con los datos medidos)

    Los datos altamente precisos proporcionan información indispensable para mejorar el rendimiento de los vehículos eléctricos. Especialmente el uso de nuestros productos garantiza precisión y confiabilidad en la recopilación de datos, una ventaja significativa.

    Gestión térmica y voltaje de la batería para ampliar el alcance

    Para ampliar la autonomía de un vehículo eléctrico, la gestión térmica es tan crucial como la capacidad de la batería. La temperatura de la batería afecta directamente a su rendimiento. Por ejemplo, conducir a 30 ℃ frente a 40 ℃ puede generar una diferencia notable en el alcance. El entorno ideal de la batería generalmente debe mantenerse entre 20 y 30 grados, lo que requiere una gestión eficaz del calor mediante métodos como calentar la batería o utilizar sistemas de refrigeración líquida o por aire.

    Unas pequeñas diferencias porcentuales en la precisión de la medición del voltaje de la celda de la batería pueden traducirse en un alcance de decenas de kilómetros. Por lo tanto, medir con precisión el voltaje de la batería es extremadamente importante. Utilizando los registradores de datos de alta precisión de HIOKI, estas delicadas fluctuaciones de voltaje se pueden capturar con precisión. Esto permite identificar las condiciones operativas óptimas para la batería, formulando así estrategias para maximizar el alcance.

    Optimización de la gestión de energía de los vehículos eléctricos

    • Ejemplo de detección de corriente EV mediante sensor de corriente e imagen de recopilación de datos de puntos de medición distribuidos mediante módulo de medición inalámbrico

    En los complejos sistemas eléctricos de los vehículos eléctricos (EV), a veces pueden producirse consumos de energía inesperados y corrientes de fuga. Estos problemas pueden provocar una disminución de la eficiencia de la batería o, en el peor de los casos, suponer riesgos para la seguridad. Por lo tanto, es fundamental identificar y abordar rápidamente estos problemas. En tales situaciones, el registrador de datos HIOKI LR8450 demuestra ser una herramienta eficaz. El LR8450 es un registrador de datos multicanal capaz de medir corriente de alta precisión, capturando con precisión incluso pequeños cambios en la corriente. Esto permite la identificación eficiente de consumos de energía anormales y corrientes de fuga dentro del sistema eléctrico del vehículo.

    Productos Hioki

    Conclusión

    En este artículo, analizamos la recopilación de datos en vehículos eléctricos (EV) mediante registradores de datos y analizadores de energía. La utilización de herramientas HIOKI puede ofrecer numerosos beneficios, como ampliar el alcance y mejorar la eficiencia operativa. Para aquellos interesados en información más detallada sobre nuestros productos y sus aplicaciones, no dude en contactarnos. Nuestra empresa, con su rica experiencia, está lista para respaldar su negocio.