美国Instron智能落锤系统与数字图像相关技术助力EV电池可持续测试
2026-05-18 09:43
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维度网讯,材料测试仪器制造商Instron的材料工程师Andrea Incardona指出,更智能的测试方案有助于解决电动汽车电池的可持续性问题,其核心在于通过落锤系统、高速相机和计算机辅助工程等手段,在保证测试可靠性的同时大幅降低资源消耗与废弃物产生。

全球电动汽车普及速度持续加快,国际能源署(IEA)数据显示,2025年全球电动汽车销量突破2000万辆,同比增长20%。各国政策制定者推出更严格排放目标并加速内燃机淘汰时间表,进一步拉动需求。电池超级工厂与供应链投资随之高涨,但电池质量控制环节面临瓶颈——隔膜、金属箔、电极、绝缘体及电芯等组件需反复经受冲击、跌落与动态载荷测试,时间与资源消耗巨大。

落锤测试系统成为破局关键。它能在受控条件下提供可重复的冲击速度,显著减少测试失败次数与材料浪费。典型设置中,材料垂直夹持于夹具,配重冲击块从指定高度下落施加瞬间载荷,模拟碰撞或跌落等真实动态应力场景。通过调整夹持方式、试样几何形状、冲击速度、应变速率与温度,工程师可用同一套装置覆盖多种工况,在更少循环中获得可靠数据,从而节约能源与材料。

该系统还可配备高速相机(HSC)实现数字图像相关技术(DIC),实时映射应变场,帮助工程师精确掌握材料在冲击过程中的变形与失效模式。基于DIC获得的深度数据,团队可减少物理样品的制备与破坏,直接降低浪费。同时,测试结果可输入计算机辅助工程(CAE)仿真工具,工程师通过虚拟迭代替代大量实物测试,进一步减少资源消耗。

自动化测试也在加速应用,用于处理隔膜、箔材等脆弱且高批量的材料,提升质量与产能。硬件层面,现代落锤系统配备宽范围力传感器,一套设备即可测试从脆性电池薄膜到坚固结构复合材料的广泛对象,无需多台专用设备,降低了能源与设备总拥有成本。Incardona表示,这些由Instron团队主导的进步,正帮助电动汽车行业在迈向电动化未来的过程中实现更高效、更安全、更可持续的材料测试。

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