Lade-/Entladetestsystem für Batteriezellen Model 17011

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Lade-/EntladetestsystemfürBatteriezellen
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Hauptmerkmale
  • Ausgabe und Messung hoher Präzision bis zu 0,02 % F.S.
  • Schnelles Stromansprechverhalten bis zu < 100 μS
  • Hohe Abtastrate bis zu 10 mS
  • Flexible Abtastaufzeichnung (Δt, ΔV, ΔI, ΔQ, ΔE)
  • Parallel kanalisierte Ausgangsfunktion mit maximalem Ausgang von 1200 A
  • Hocheffizientes Laden und Entladen bei geringer Wärmeabgabe
  • Rückgewinnung von Energie während des Entladens (bidirektionale regenerative AC/DC-Serie)
  • Funktion zur Simulation von Wellenformen (Strom-/Leistungsmodus)
  • Integrierte DCIR-Testfunktion
  • Integrierte HPPC-Testfunktion
  • Integrierte EDLC-Kapazitäts- und DCR-Testfunktion
  • Betriebsmodi: Prüfung von CC / CP / CV / CR / CC-CV / CP-CV / Ruhe / SD
  • Mehrstufiger Sicherheitsschutzmechanismus
  • Integrierung von Datenlogger und Kammer

Anwendungen

  • Elektrofahrzeug
  • Elektroroller / Elektrofahrrad
  • Energiespeichersystem
  • Elektrowerkzeuge
  • Prüfstelle für Qualitätsprüfungen
  • Akademische Forschung

Das Chroma 17011 Lade-/Entladetestsystem für Batteriezellen ist ein System hoher Präzision, das speziell für die Prüfung von Lithium-Ionen-Batteriezellen (LIB), elektrischen Doppelschichtkondensatoren (EDLC) und Lithium-Ionen-Kondensatoren (LIC) entwickelt wurde. Es eignet sich für die Entwicklung von Produkten, die Qualitätskontrolle und es hilft bei der Erforschung von Eigenschaften, bei Lebensdauerprüfungen, beim Produktscreening und bei der Qualitätsbeurteilung.

Das Chroma 17011 wurde mit einer Linearschaltung und regenerativen bidirektionalen AC/DC-Testsystemen für unterschiedliche Anwendungen entwickelt. Das Testsystem mit Linearschaltung zeichnet sich durch extrem niedriges Ausgangsrauschen und hohe Messgenauigkeit aus und es eignet sich für die Prüfung von Energiespeicherkomponenten kleiner und mittelgroßer Formate. Das regenerative bidirektionale Testsystem mit hoher Effizienz, Energiesparfunktionen, geringer Wärmeabgabe und stabilen Messfähigkeiten kann für die Prüfung von Energiespeicherkomponenten kleiner und mittelgroßer Formate oder Batteriezellen vom Power-Typ eingesetzt werden, um einer Produktion mit niedrigem Kohlenstoffausstoß in der Industrie für grüne Energie gerecht zu werden.

Zusätzlich zu den allgemein verwendeten Testmodi für konstanten Strom (CC), konstante Leistung (CP), konstante Spannung (CV), konstanten Widerstand (CR) und Ruhe ist das Chroma 17011 auch mit Funktionen zur Simulation von Wellenformen und Prüfpunkten wie DCIR, HPPC, EDLC-Kapazität sowie EDLC DCR ausgestattet, um internationalen Standards zu entsprechen und um die Bearbeitung von Programmen und die Analyse von Prüfergebnissen zu erleichtern.

Im Chroma 17011 Testsystem sind Funktionen zur flexiblen Softwarebearbeitung eingebettet, die eine grundlegende Lade-/Entladeprüfungen oder komplexe Zyklusprüfungen für jeden einzelnen Kanal erstellen können, die dann unabhängig voneinander laufen. Das Programm kann logische Entscheidungen bearbeiten, die zu Variablen springen oder ausgeben und die pausieren oder weiter fortgesetzt werden. Es besitzt auch eine Datenschutzfunktion zur sicheren Aufbewahrung von Daten in einem nicht löschbaren Speicher, sollte einmal der Strom ausfallen oder die Kommunikation unterbrochen werden, sodass ein potenzieller Datenverlust vermieden und Prüfungen nach dem Neustart fortgesetzt werden können.

Da die Sicherheit bei der Prüfung von Lithium-Ionen-Batteriezellen eine wichtige Rolle spielt, bietet das Design des Chroma 17011 eine Vielzahl an Sicherheitsschutzmaßnahmen, z. B. die Durchführung einer Kontakt- und Polaritätsprüfung vor dem Prüfungsstart, damit die Prüfung nicht bei schlechten Verbindungen stattfindet. Neben dem geräteeigenen Schutz der Hardwareschaltkreise kann der Benutzer Einstellungen in der Firmware anpassen, um Überspannung (OVP), Überstrom (OCP), Überkapazität (OQP), Spannungs-/Stromänderungen (ΔV / ΔI), Schleifenwiderstand und sonstige Anomalien zu erkennen und auf diese Weise die Lithium-Ionen-Batteriezellen zu schützen.

 TESTSYSTEME MIT LINEARSCHALTUNG

Hohe Präzision - Verbesserung der Produktqualität 

  • Messgenauigkeit der Spannung/des Stroms: ±0,015 %… F.S. / ±0,02 %… F.S.
  • Messdesign für mehrere Bereiche: Bietet mehrere Strom- oder Spannungsbereiche bei den Modellen, um die Messgenauigkeit und -auflösung stark zu verbessern. Der Strombereich schaltet sich ohne Unterbrechung des Stromausgangs bei konstantem Spannungsmodus automatisch um.

Schnelles Stromansprechverhalten – eignet sich für eine Vielzahl von transienten Prüfanwendungen hoher Geschwindigkeit

  • Stromansprechgeschwindigkeit (10 bis 90 %) < 100 μS*
  • Unterstützt dynamische Wellenformen zur Simulation von sich rasant ändernden Strom- und Leistungszuständen

*Hinweis: Die Stromansprechgeschwindigkeit des Modells 17216M-10-6 liegt bei <100 μS, auch die Impedanz des DUT könnte ein wenig abweichen.

SIMULATION VON DYNAMISCHEN WELLENFORMEN

  • Simuliert dynamische Wellenformen beim Laden/Entladen während tatsächlicher Batterienutzung. Im dynamischen Strommodus (Wellenform) beträgt die schnellste Umschaltzeit des maximalen Entlade- und Ladestroms 10 ms
  • Importiert Strom- und Leistungswellenformen von Excel-Dateien
  • Speichert 720.000 Punkte in jedem Kanal für langwährende dynamische Prüfungen
  • Minimalisiert das Zeitintervall für Datenausgabe: 10 mS

 REGENERATIVE BIDIREKTIONALE TESTSYSTEME

Rückgewinnung von Energie – optimale Nutzung von Elektrizität

  • Direkte Rückgewinnung: Überträgt die Entladeenergie automatisch zur Batteriezelle, die mit einer Rückgewinnungseffizienz von > 80 % aufgeladen wird
  • Rückgewinnung über das Netz: Speist überschüssige Energie mit einer Rückgewinnungseffizienz von > 65 % wieder in das Netz ein
  • Implementierung von niedrigem Kohlenstoffausstoß für grüne Energie, damit während des Entladens keine überschüssige Wärme erzeugt wird
  • Einsparung von Stromkosten beim Laden und Entladen mit hocheffizienter Leistung
  • Einsparung von Klimatisierungskosten bei den Kühlanlagen
  • Harmonische Verzerrungen < 5 % bei Rückkopplung von Geräten in den Netzstrom
  • Leistungsfaktor > 0,9 der Nennleistung

Hohe Präzision - Verbesserung der Produktqualität

  • Spannungsgenauigkeit: ±(0,02 % beim Einlesen + 0,02 % F.S.)
    Stromgenauigkeit: ±(0,05 % beim Einlesen + 0,05 % F.S.)

Schnelles Stromansprechverhalten – Wellenformmodus

  • Stromansprechgeschwindigkeit (10 bis 90 %) < 10 mS ist für alle Arten von Prüfungen anwendbar
  • Unterstützt dynamische Wellenformen zur Simulation der Strom- und Leistungszustände bei tatsächlicher Führung mit den Teststandards NEDC, FUDS und DST

 Functions

Messtechnik für Hochfrequenzabtastung – verbessert die Messgenauigkeit

  • V/I-Abtastrate: 50 KHz (Δt: 20 μS)

In der Regel greift der Batterieprüfer auf Software zurück, um die Stromwerte zur Berechnung der Leistung einzulesen. Die eingeschränkten Datenabtastraten könnten jedoch zu großen Fehlern bei der Berechnung der dynamischen Stromkapazität führen. Durch Erhöhung der Abtastrate und Verwendung der Doppelintegrationsmethode ist das Chroma 17011 in der Lage, die Kapazität sehr viel präziser zu berechnen. Bei einer Stromänderung gehen keine Daten verloren und die Übertragungsgeschwindigkeit ist nicht beeinträchtigt.

*Note:The current response time <100 μS applies to model 17216M-10-6, the impedance of other UUTs will slightly differ.

FLEXIBLE PARALLE ANORDNUNG VON KANÄLEN FÜR AUSGANG  

Das Testsystem gestattet eine flexible Einstellung bei der parallelen Anordnung von Kanälen, um in mehreren Kanäle einen stärkeren Strom zu verwenden und breite Prüfungsbereiche zu bieten, die für zahlreiche DUTs geeignet sind.

  • Die Prüfkanäle lassen sich über die Software, die umfassende Produktbereiche unterstützt, schnell parallel anordnen
  • Eignet sich für hochanteilige Lade- und Entladeprüfungen oder mannigfaltige Batterieprüfanwendungen

Datenschutz und -wiederherstellung

Wiederherstellungsmechanismus für Stromausfalldaten: Nach einem Stromausfall stellt der PC automatisch den Datenstatus der Testdaten wieder her, die bereits in die Datenbank geschrieben wurden. Der Benutzer kann den Test fortsetzen oder neu starten.

HPPC-Testanwendung

HPPC ist ein vom USABC (U.S. Advanced Battery Consortium) entwickeltes Testverfahren für die Batterieleistung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Innerhalb des Betriebsspannungsbereichs der Batterien stellt das Verfahren hauptsächlich die Funktion des Verhältnisses zwischen Entladetiefe und Leistung und sekundär die Funktion Entladetiefe, Leitungswiderstand und Polarisationswiderstand über die Spannungs- und Stromreaktionskurve vom Entladen, Stehen bis zum Laden her. Der gemessene Widerstand kann verwendet werden, um die Leistungsrezession der Batterie während späterer Lebensdauertests und der Entwicklung eines Ersatzschaltbildes zu beurteilen. Chroma 17011 verfügt über ein flexibles Bearbeitungsprogramm, das HPPC-Tests ermöglicht.

 BATTERIE-DCIR-PRÜFANWENDUNG

BATTERIE-DCIR-PRÜFANWENDUNG

Der interne Widerstandswert steht mit dem Lade-/Entladeverhältnis einer Batterie in Bezug. Je höher der interne Widerstandswert ist, desto geringer ist die Effizienz bei einem Temperaturanstieg. Gemäß dem Schaltkreismodell, das einer Lithium-Ionen-Batterie gleichwertig ist, kann die ACIR-Messung eines herkömmlichen 1-KHz-LCR-Messgeräts nur den leitenden Widerstand (Ro) der Batterie bewerten, der sich auf die sofortige Leistungsausgabe auswirkt, aber sie kann nicht den Polarisationswiderstand (Rp) bewerten, der während einer elektrochemischen Reaktion entsteht. Die DCIR-Bewertung beinhaltet das ACIR, das näher am tatsächlichen Polarisationseffekt der Batterie liegt, die kontinuierlich Leistung erbringen muss.

PRÜFANWENDUNG FÜR BATTERIEKAPAZITÄT

Die Kapazität erhalten Sie durch Einbindung des Stroms hinsichtlich Zeit ab dem Lade- und Entladestart bis zum Ende der Abschaltbedingung. Anhand der Vergleichsergebnisse kann die Leistung eines Produkts analysiert werden, wobei die allgemeinen Prüfpunkte die Prüfungen des Stromanteils und der Temperaturkennlinien enthalten. Je präziser der Strom und die Spannung gemessen wird, desto schneller und präziser kann die Abtastung den Unterschied der Batteriezellenkapazität erkennen.

PRÜFANWENDUNG FÜR BATTERIELEBENSDAUER

Die Lebensdauer gehört zu den wichtigsten Prüfpunkten bei Batterien. Gemäß dem experimentellen Zweck wird dieselbe Batterie wiederholt aufgeladen und entladen, bis die Kapazität auf 80 % abfällt, und es wird dann die Anzahl der Zyklen berechnet. Mit Hilfe der Lebensdauerprüfung kann die Batterieleistung bewertet oder zutreffende Bedingungen können damit festgelegt werden.

PRÜFANWENDUNG FÜR COULOMBSCHE EFFIZIENZ  

Die coulombsche Effizienz wird mit dem Verhältnis der Lade- und Entladekapazität berechnet, wenn die Batterie voll aufgeladen und entladen wird. Eine gute Batterie besitzt eine höhere coulombsche Effizienz und sie benötigt hochpräzise und stabile Geräte, damit Unterschiede erkennbar sind. Eine genaue coulombsche Effizienzprüfung kann die Lebensdauer einer Batterie anhand von wenigen Zyklen abschätzen.

ANWENDUNG ZUR INKREMENTELLEN KAPAZITÄTSANALYSE 

Die hochpräzise Spannungsmessung und Δdie V-Abtastfunktion kann Diagramme mit dQ/dV vs-Spannungskurven für die Eigenschaften von Batteriezellen und zur Analyse der Kapazitätsverschlechterung zeichnen.

 EDLC-PRÜFANWENDUNG


▲ EDLC equivalent circuit model development

Die Entwicklung des Ersatzschaltkreises des klassischen EDLC beinhaltet einen äquivalenten Serienwiderstand (ESR), eine Kapazität (C) und einen äquivalenten Parallelwiderstand (EPR). Der ESR wird verwendet, um den internen Verlust und die Wärme des EDLC beim Laden/Entladen zu bewerten; der EPR, um die Ableitwirkung im Langzeitspeicher des EDLC zu bewerten; die Kapazität, um die Lebensdauer des EDLC-Zyklus zu bewerten.

Diese Parameter lassen sich nicht ohne weiteres direkt im Labor messen; Forscher benötigen Datenanalysen und komplexe Berechnungen, um diese wichtigen Indikatoren zu bestimmen. Chroma 17011 ist mit den Prüfnormen der IEC 62391 ausgestattet und der Benutzer kann Lade-/Entladetests verwenden, um die EDLC-Parameterwerte zu erhalten, um die EDLC-Eigenschaften und die Lebensdauer des Zyklus zu bewerten.


▲ Voltage Characteristic Between EDLC Terminals

EDLC Gleichstromwiderstand (DCR) und äquivalenter Serienwiderstand (ESR) Prüfanwendung

Chroma 17011 bietet die EDLC-Gleichstromwiderstandstestfunktion nach der Prüfnorm IEC 62391. Vor dem Testen muss der EDLC mit CV aufgeladen werden. Der Kapazitätstest besteht darin, CC über den oben genannten Entladestrom zu entladen. Wenn die Entladung abgeschlossen ist, holen Sie sich den linearen Abschnitt auf der Entladekurve und verlängern ihn bis zur Entladezeit und erhalten so die Spannungsdifferenz aus Nennspannung und Entladestrom, um den DCR-Wert zu berechnen.


▲ Voltage Characteristic Between EDLC Terminals

EDLC-Kapazitäts (C)-Testanwendung

In accordance with the Straight Line Approximation Method of the IEC 62391 testing standard, before measuring the capacitance (C) value, the EDLC first needs to be fully charged through a CC-CV charging mode. The capacity test is to discharge CC via the above discharge current. Then, the electric potential difference (ΔV) of two reference points on the discharge curve are taken against the time difference (Δt) and the discharge current (I) to calculate the capacitance value of the EDLC.


▲ Voltage Characteristic Between EDLC Terminals

EDLC kombinierte DCR- und C-Testanwendung

Chroma 17011 hat auch eine Gleichstromwiderstand (DCR)-und eine Kapazitäts (C)-Kombinationsprüfanwendung. Unter den gleichen CC-CV geladenen und CC entladenen Bedingungen kann der Benutzer das elektrische Potential in den gewählten Referenzpunkten nutzen, um gleichzeitig die DCR- und C-Werte des EDLC zu berechnen, um so Prüfzeit zu sparen.

Lade-/Entladungsleistung und Zykluslebensdauer-Prüfanwendung

Die eingebauten Prüfmodi Gleichstromwiderstand (DCR) und Kapazität (C) können mit Taktfunktion und variabel eingestellten Prüfbedingungen kombiniert werden, um die EDLC-Lastbeständigkeit und Zuverlässigkeit zu testen. Nach der Prüfung kann der Benutzer direkt DCR vs. Zyklusnummer und Kapazität vs. Zyklusnummer exportieren, um die EDLC-Ausfall- und Verschleißmechanismen zu analysieren. 


▲ Voltage Characteristic Between EDLC Terminals

Coulomb’sche Effizienztestanwendung

Chroma 17011 ist mit rauscharmem, automatisch umschaltendem Strombereich und Abschaltmeldung ausgestattet, um schnell und präzise den aktuellen Lade-/Entladevorgang auszugeben. Der coulomb'sche Wirkungsgrad wird aus dem Verhältnis von Lade-/Entladekapazität berechnet, was die EDLC-interne Kapazitätsumwandlung als verfügbare Kapazität angibt. Ein hochgenauer coulomb'sche Wirkungsgrad ist ein wichtiger Indikator, um Unterschiede zwischen den Produkten zu erkennen.


▲ Voltage Characteristic Between EDLC Terminals

Anwendung der Ableitstromprüfung

EDLC-Ableitstrommessungen müssen in der Regel innerhalb einer bestimmten Zeit CC-CV aufgeladen sein und messen dann diesen winzigen Ladestrom, der als Ableitstrom angesehen wird. Der Chroma 17011 CC-CV-Modus kann den Strombereich ohne Unterbrechung des Ausgangs automatisch ändern. Bei stabiler Spannung kann der Strombereich auch nur 200μA betragen.


▲ Voltage Characteristic Between EDLC Terminals

Prüfanwendung zur Selbstentladung

Chroma 17011 hat auch einen eingebauten Selbstentladungstestmodus, wenn der EDLC vollständig aufgeladen ist, kann er das Laden/Entladen für eine bestimmte Zeitspanne testen. Wenn dieser Modus beginnt, schaltet das System den Messkreis ab, um den idealen Leerlauf zu schaffen und misst ausschließlich das Startpotenzial (V1) und das Trennpotenzial (V2). Die Software kann die elektrische Potentialdifferenz automatisch berechnen (ΔV).

 GRAFISCHE BETRIEBSOBERFLÄCHE DER SOFTWARE 

Das Chroma 17011 Testsystem wird zur Prüfung von Energiespeicherprodukten mittels verschiedenartiger Funktionen über eine Computersoftware gesteuert. Diese äußerst sichere, stabile und benutzerfreundliche Betriebsoberfläche gestattet Benutzern, Einstellungen und Prüfungen schnell vorzunehmen.

  • Die Oberfläche kann in den drei Sprachen traditionelles Chinesisch, vereinfachtes Chinesisch und Englisch angezeigt werden
  • Überwacht den Systemstatus in Echtzeit
  • Sicherheitsmanagement: Ermöglicht die Einrichtung von Benutzerrechten für das Management
  • Fehleraufzeichnung zur Rückverfolgung: Ein unabhängiger Kanal zeichnet anomale Situationen auf, der Lade- und Entladeschutz bricht die Prüfung ab, wenn ein anomaler Zustand erkannt wird

Rezeptbearbeitung

  • 500 Schritte pro Rezept
  • Doppelschleife (Zyklus & Schleife) mit 999.999 wiederholten Zählungen pro Schleife
  • Unterrezeptfunktion: Abruf von vorhandenen Rezepten
  • Prüfungsschritt: CC / CV / CP / CC-CV / CP-CV / CR / Ruhe / Wellenform / DCIR / C / DCR usw.
  • Abschaltbedingung: Zeit / Strom / Kapazität / Leistung / Variable usw.
  • Logische Operationen: Weiter / Ende / Springen / Wenn..., dann

Ausführung von Rezepten

  • Betriebsarten: Start / Stop / Pause / Fortsetzen / Springen / Reserve Pause / Ändern während des Tests
  • Display-Schnittstellen: Grafikdisplay / Tabellenanzeige
  • Sofortüberwachungsfenster

Statistischer Bericht

  • Ermöglicht die Festlegung eines Berichtformats für den Export von PDF-, CSV- und XLS-Dateien
  • Grafische Berichtanalysefunktion: Benutzerdefinierte Berichte wie Lebensdauerberichte, Q-V-Berichte, V / I / T-Zeitberichte usw. sind möglich

 SYSTEMINTEGRATION

  • Integration mit einer Umweltkammer durch Software zur Synchronisation der Einstellungsbedingungen für die Lade-/Entladetests.
  • Integration mit einem multifunktionalen Datenlogger durch Software zum Lesen und Einstellen mehrerer Temperaturaufzeichnungen während des Lade-/Entladevorgangs. Ändern Sie diese Bedingungen in Schutz- oder Abschaltbedingungen.

 ÄUßERE STRUKTUR

Modelle für lineare Schaltungen

Der Tester kann als Einzelgerät verwendet werden, um wenig Platz einzunehmen, was einer Handvoll Tests entspricht, die auf dem Desktop durchgeführt werden. Wenn der Tester mit mehreren Testkanälen konfiguriert ist, kann er zur Verwendung in ein Standard-19-Zoll-Rack integriert werden. Das System kann nach Wunsch des Benutzers konfiguriert werden, da die Kanalnummern erweiterbar sind und bis zu 64 Kanäle gleichzeitig von einem PC gesteuert werden können

Regenerierende Modelle

Ein Lade-/Entladetester und ein AC/DC-Bi-direktionaler Wandler können in ein Standard-19-Zoll-Rack integriert werden. Das System kann nach Bedarf des Benutzers konfiguriert werden, da die Kanalnummern erweiterbar sind und bis zu 48 Kanäle gleichzeitig von einem PC gesteuert werden können.


Produktanfrage

Alle Spezifikationen können ohne vorherige Ankündigung geändert werden.
Auswahl
Modellnummer
Beschreibung

Lade-/Entladetestsystem für Batteriezellen

Programmierbares Prüfgerät für Auf-/Entladung 6V/12A, 16CH

Programmierbares Prüfgerät für Auf-/Entladung 10V/6A, 16CH

Programmierbares Prüfgerät für Auf-/Entladung 6V/30A, 8CH

Programmierbares Prüfgerät für Auf-/Entladung 6V/60A, 8CH

Programmierbares Prüfgerät für Auf-/Entladung 5V/60A, 12CH

Programmierbares Prüfgerät für Auf-/Entladung 6V/100A, 12CH

Bidirektionaler DC/AC-Wandler , 220 V AC bis 45 V DC

Bidirektionaler DC/AC-Wandler , 380 V AC bis 45 V DC