观察丨电池技术快速迭代，软件定义电池实验室缩短上市周期

汽车行业正在进行着一场电气化革命，而它成功的关键是更好的电池技术和更高效并可持续的电池生产。

“我们正处在电池革命的初级阶段。”自动化测试、测量及分析领域的龙头企业NI(Nasdq:NATI)高级副总裁兼汽车事业部总经理Drita Roggenbuck在5月23日表示，“汽车公司面临着降低电池成本、提高性能、不断创新和扩大规模等多重挑战，新车项目周期一如既往地缩短，电池验证和生产必须即刻可拓展、并且在十年内持续可拓展。”

电池创新中心（Battery Innovation Center-BIC）负责人Ben Wrightsman称，“从来没有一个组件像动力电池这样对最终产品产生过如此深远的影响，同时也经历如此快速的创新节奏。”

Wrightsman认为电池测试是一个非常有趣的测试应用，其对测试覆盖度有独特的要求。测试电池比测试电路板更接近于测试人体。就像人体一样，电池是高度动态的，它们的状况会因环境和使用而变化，每一种电池的行为都有点不同。

目前，制造一个电池可能需要长达6周的时间，因为有几个冗长的步骤，每个步骤都可能引入新的产品缺陷。想象一下，仓库大小和高度的巨型架子上，里面放着成千上万的汽车电池，这不仅是壮观的场景，更是测试的难题。

Wrightsman 表示，“我们的目标是将动力电池制造时间从数周或数月减少到几天，并减少故障点。这就需要在整个过程中嵌入新的测量仪器，以便在发生缺陷后我们可以立即检测到问题。但是想想前面描述的工厂的规模，我们谈论的是成千上万的高度分散的测试仪器。精简的资产管理对于有效地协调这些系统至关重要。”

为了解决工程上的巨大挑战，NI在5月23日举行的全球用户大会上发布了软件定义电池实验室解决方案。该方案为电动汽车电池验证实验室设计，涵盖从研发到验证、生产、二次使用和再制造的整个可持续的电池生命周期。

软件定义电池实验室解决方案支持电动汽车制造商和电池供应商应对上市时间、成本和电池性能等一系列紧迫的挑战。具体来说，就是开发一种开放的、软件连接的方法，可以从单个电池实验室的验证工作台灵活部署到全球实验室，实现自动化和智能化的测试策略。软件定义电池实验室借鉴了软件定义车辆的理念，这一理念正在彻底改变工程团队将车辆推向市场并不断提高其性能的方式。

与其他供应商分散的或封闭的电池测试方法不同，NI 的解决方案让电池制造商独立拥有他们自己的测试策略，以最大限度地提高资本投资的重复利用，允许测试定制、并建设供应商的独立性。

“当我们挑战现有的供应链时，拥有我们自己的测试策略至关重要。拥有我们自己的测试策略让我们能够快速部署我们需要的功能，这样我们就不会受到技术限制的阻碍。”Northvolt 电池系统验证和仿真总监 Henrik Rudelius 说，“我们必须确保通过部署这些功能来获取我们需要的数据、并做出基于事实的决策。这种开放性加速了我们在电池系统领域中的Know-how。 我们从 NI 系统中获得的验证测试数据使我们的工程团队能够更多地了解我们的电池，并找到改进它们的方法，即使它们在投入使用后也可以如此。”

软件定义电池实验室建立在 NI 的核心电池测试能力之上，基于 NI 经验证的软件和硬件平台，旨在应对大规模电池验证的独特挑战。该方案的关键组件包括构建强大的测试和数据管理功能所需的一整套软件、仪器和服务，它们包括：电池测试开发和执行软件、实验室系统和数据管理软件、电池循环器产品和第三方集成、电池测量和控制系统、以及全球工程集成和支持能力。

对汽车电气化来说，除了动力电池、集成电路，各种传感器也至关重要。Allegro是磁性传感器和电源IC解决方案的全球领导者，在磁性传感器领域排名第一。Allegro高级副总裁Suman Narayan表示，人们在汽车行业看到的最激动人心的变化之一是向电气化的转变。大多数人认为电气化只与电机有关，但它其实改变了汽车中许多电子子系统，尤其是制动和转向。

Narayan预计到2026年，汽车中半导体含量的价值将较2020年翻一番。功率和传感器IC领域有3倍的增长潜力。整个行业需要传感器和功率半导体来有效地转换电池能量并将其输送到汽车的各种部件，这意味着供应商必须按时交付更多的芯片。

“这对我们团队的影响是显著的”。 Narayan说，对电动汽车的需求激增以惊人的速度推动了对半导体元器件的需求。而且这些产品的复杂性和安全要求也在不断变化。为了抓住需求增加的机会，工业界必须缩短周期时间。Narayan表示，使用了NI的TestStand和PXI自动化测量后，能够将验证时间缩短40%。现在我们在更广泛的测试阶段利用标准框架，从启动到自动化验证测试、调试和自动化。

事实上，测试不再是单一的环节和额外的成本，而是一项有助于差异化竞争的战略性资产，即在新的市场环境里、开辟新的道路、解决新的问题。

恩艾中国（NI）总经理乔巍总结说，“工业领域的创新是可持续、可管理的，创新是建立在对以往实践和经验进行系统总结和更深入挖掘的基础上，这是测试测量这个硬科技领域‘幕后加速器’所创造的价值。让自动化测试与测量产出有效数据与洞察，从而为企业带来更大的投资回报。”