Chromas regeneratives Batteriepack-Testsystem 17040 ist ein hochpräzises System, das speziell zur Prüfung von sekundären Batteriemodulen und -packs vorgesehen ist. Es besitzt eine Funktion zur Regeneration der Energie, um den Stromverbrauch während des Entladens deutlich zu reduzieren und somit für ein stabiles Stromnetz sorgen, ohne dabei harmonische Oberschwingungen auf anderen Geräten zu erzeugen - selbst bei dynamischen Lade- und Entladevorgängen. Es kann die vom Batteriemodul entladene elektrische Energie wieder in das Stromnetz einspeisen, wodurch Energie, die herkömmliche Geräte in Form von Hitze freisetzen, im geringeren Maß verschwendet wird und somit klimatechnische Anforderungen reduziert werden.

Im Chroma 17040-System sind Parallelkanäle und Funktionen zur dynamischen Profilsimulation integriert. Das Parallelpotenzial erhöht den Strom und die Leistung beim Laden und Entladen auf deren Maximalwerte, wodurch sich die Effizienz und die flexible Nutzung von Geräten verbessert. Mit Hilfe der dynamischen Profilsimulation können Benutzer eine Batteriewellenform eines vorgegebenen Profils im Strom- oder Leistungsmodus laden, um NEDC/FUDS-Anforderungen zu erfüllen. Seine bidirektionale Architektur gewährleistet, dass der Strom während des Einschwingens der Lade- und Entladevorgänge nicht unterbrochen wird, sodass sich Fahrbedingungen entsprechend den internationalen Prüfstandards ISO, IEC, UL und GB/T präzise simulieren lassen.

Das mit Chromas leistungsstarker "Battery Pro"-Software ausgestattete 17040-System verfügt über flexible Testbearbeitungsfunktionen, um unabhängige Kanalprüfungen durchzuführen, und erfüllt auf sehr sichere und stabile Weise die verschiedenartigen Anforderungen an die Prüfung von sekundären Batteriepacks. Es unterstützt zudem Wiederherstellungsfunktionen nach einem Stromausfall, die gewährleisten, dass die Testdaten unversehrt bleiben.

Das Testsystem besitzt mehrere Sicherheitsmerkmale, wie Überspannungsschutz, Überstromschutz, Überhitzungsschutz und Erkennung von externen Parametern, um geschützte Lade-/Entladeprüfungen für die Batterien zu gewährleisten. Zudem sind Datenverlust, Speicher und Wiederherstellung bei einem Stromausfall geschützt.

• Kann Prüf-, Trenn- und Schutzkriterien zu ihrer Ausführung direkt auf einem ladenden/entladenden Gerät laden und sorgt somit für einen mehrschichtigen Schutz über die interne Software und Hardware
• Kann externe Hardware zur Einlesung von Überwachungsparametern von BMS-, Datenlogger-, Kammer- und E/A-Signalen in Echtzeit integrieren, um einen Warn-/ Trenn-/ Ausschaltschutz auszulösen
• Kann unterschiedliche Spannungs- und Temperaturwerte von Batteriepacks mit Hilfe von Messwerten vom BMS und von Messungen am Datenlogger überwachen; kann anhand von Vorgabewerten auch eine Beurteilung und einen Schutz sofort durchführen
• Mehrere Warn- und Schutzmodi sind integriert: OVP, UVP, OTP, WIR_LOSS, CAL_ERR, POW_ERR, RMT_RVS

• Messtechnik für Hochfrequenzabtastung: Maximale Abtastrate von 50 kHz zur Gewährleistung einer dynamischen Messgenauigkeit
• Spannungsgenauigkeit: ± (0,02 % rdg. ± 0,02 % r.n.g.)
• Stromgenauigkeit: ± (0,05 % rdg. ± 0,05 % r.n.g.)
• Prüftechnologie mit schneller Ansprechzeit: 2 ms Stromanstiegsrate (-90 % bis 90 %), die für unterschiedliche Prüfanwendungen übernommen werden kann
• Regelfunktion des automatischen Spannungs-/Strombereichs: In mehreren Bereichen finden unterschiedliche Stromänderungen statt, die zur Optimierung der Messgenauigkeit automatisch angepasst werden
• Unterstützt eine dynamische Fahrprofilsimulation (Wellenform), die zur Erfüllung der Standards NEDC, FUDS und HPPC den Strom- und Leistungszustand von echten Fahrbedingungen simuliert

Messtechnik für Hochfrequenzabtastung

In der Regel greifen Batterielade-/entladegeräte auf Software zurück, um aktuelle Werte für die Leistungsberechnung zu lesen; allerdings könnte eine begrenzte Datenabtastgeschwindigkeit große Fehler bei der Berechnung der dynamischen Stromkapazität erzeugen. Durch Erhöhung der V/I-Abtastrate und mit Hilfe der Doppelintegrationsmethode ist Chroma in der Lage, die Kapazität sehr viel präziser zu berechnen. Bei einer Stromänderung gehen keine Daten verloren und die Übertragungsgeschwindigkeit ist nicht beeinträchtigt.

• V/I-Abtastrate: 50 KHz (pro 20 μs)
• Integralrechnung: I für Kapazität; VxI für Energie

Prüftechnologie mit schneller Ansprechzeit

Im schnellen Ansprechmodus fließt der Strom gleichmäßig ohne Überschwingungen, damit die Batterie nicht beschädigt wird。

• Stromwelligkeitsrauschen < 0,5 %, Überschwingung < 1 %

Dynamische Fahrprofilsimulation

Batteriepacks werden unter schnellen und irregulären Strombedingungen eingesetzt. Das 17040-System simuliert mit dem Arbeitsbedingungssimulator den realen Zustand des Batteriepacks.

• Leistungs- oder Stromwellenformen der dynamischen Lade-/Entladevorgänge simulieren den Antriebszyklus oder eine reale Anwendungsform. Im dynamischen Strommodus (Wellenform) dauert die Stromübergangszeit für maximale Entlade- und Ladevorgänge nur 2 ms
• Prüfungsschritte können in einer Excel-Datei festgelegt werden, aus der die gespeicherte Strom-/Leistungswellenform eingelesen wird
• Es sind 720.000 Punkte im Fahrprofilspeicher verfügbar, um das Wellenformprofil in jedem einzelnen Kanal zu speichern

• Software- und Hardwareintegration sowie Funktionen zur Anpassung bestehen aus BMS, Datenlogger, Kammer, extemen Signalen sowie HIL (HIL, Hardware in the Loop)
• Zur Unterstützung von HIL gibt es verschiedenartige Signalschnittstellen für eine Vielzahl an externen Geräten (CANbus, Ethernet, Analog-E/A)
• Parallelfunktion innerhalb des Systems bis maximal 360 kW, 900 A (Option)
• Mit Batterie-Lade-/Entlade- und Simulatorfunktionen ausgestattet
• Einbettung in hocheffizienter Regenerationstechnologie für entladene Energie

Datenlogger-Integrationstechnologie

Das 17040-System integriert den 51101-Datenlogger mit Hilfe von Software, um mehrere Spannungs- und Temperaturaufzeichnungen zu lesen, mit denen Trenn- und Schutzbedingungen eingestellt werden können. Der Datenlogger kann in jedem Kanal eine gleichzeitige Abtastung durchführen, wobei die Geschwindigkeit der Datenerfassung bis zu 200 ms betragen kann. Es können auch andere Datenlogger-Marken integriert werden, wenn eine schnellere Datenerfassung benötigt wird. Das vom 51101-Datenlogger unterstützte 17040-System verfügt über 192 Kanäle.

Rückeinspeisungstechnologie für entladene Energie

• Bidirektionale Stromkreisarchitektur zur präzisen Steuerung von Rückstromänderungen
• Regenerative Batterieenergieentladung (Effizienz > 90 %)
• Statische regenerative Energie: In Übereinstimmung mit regenerativen Stromnetzstandards für Solarenergie, gesamte harmonische Verzerrung (THD) des Stroms < 5 %, PF > 0,95
• Dynamische regenerative Energie: Transiente Stromphasenübergänge in Echtzeit beugen einer Verunreinigung des Stromnetzes vor

• Gleichmäßige AC-Stromwellenformen und Phasenübergänge in Echtzeit bei Rückeinspeisung von Energie in das Stromnetz. Dies verhindert, das andere Geräte von falschen Prüfergebnissen oder einem verunreinigten Stromnetz beeinflusst werden

• Lade-/Entlademodus: Anwendbar auf die Batteriepackprüfung über die Battery Pro-Benutzeroberfläche
• Batteriesimulatormodus: Anwendbar auf den Motortreiber/ gehäufte Entladungen über die Benutzeroberfläche des Batteriesimulators

Die Softwareplattform "Battery Pro" erfüllt bei Verwendung des Chroma 17040-Systems die verschiedenartigen Anforderungen an die Prüfung von sekundären Batteriepacks mit hohen Begrenzungen hinsichtlich Sicherheit und Stabilität. Sie unterstützt eine Wiederherstellungsfunktion nach einem Stromausfall zum Schutz vor einen möglichen Datenverlust.

• Überwachung in Echtzeit: Der Teststatus des Systems kann ohne Wartezeit in Echtzeit durchsucht werden. Testdaten und systemintegrierte Daten können gleichzeitig angezeigt werden
• Symbolmanager: Der Teststatus jedes einzelnen Kanals wird leicht ablesbar und verständlich über unterschiedliche Symbole beaufsichtigt
• Berechtigungsmanagement: Legt die Betriebsberechtigung von Benutzern fest
• Aufzeichnungen zur Fehlerdiagnose: Zeichnet den unnormalen Zustand jedes einzelnen Kanals unabhängig voneinander auf

Integrierte CANbus-/SMbus-/LIN-Kommunikation

• Direktimport der Datei Vector.dbc zur raschen und problemlosen Einrichtung der BMS-Überwachung
• Einstellung der gewünschten Nachricht gemäß dem BMS-Kommunikationsprotokoll
• BMS-Daten können während des Prüfvorgang für Trenn- oder Schutzbedingungen eingerichtet werden

Das Chroma 17040, Batterielade-/-entladeprüfgerät und Batteriesimulator, kann das Batteriepack und an das Batteriepack angeschlossene Geräte testen. Ist ein Produkt noch in der Entwicklungsphase und die Batterie des Lieferanten nicht verfügbar, kann das 17040 die Batterie simulieren, um zu überprüfen, ob das System normal funktioniert. Zudem kann das 17040 den Ladezustand (SoC-Status) von unterschiedlichen Batterien kontrollieren. Benutzer können verschiedene Batteriekurven auf den 17040 herunterladen, um den Lade- und Entladestatus des DUT zu prüfen. Das 17040 kann die Batterie und das DUT in einer Zusammenstellung auch zuvor einer Bewertungsprüfung unterziehen, die sich auf den Motortreiber für die Start-Stopp-Systeme des Fahrzeugs, die elektrischen Steuereinheiten für die Beleuchtung des Elektrofahrzeugs, die fahrzeuginternen Ladegeräte usw. bezieht.

Battery Pro - Benutzeroberfläche des Batteriesimulators

Der 17040 ermöglicht den Einsatz eines optionalen Batteriesimulators, um das bidirektionale Netzgerät zu laden und zu entladen. Zudem kann damit die Batteriekapazität, DCR und die V-SOC-Kurve eingestellt werden, die über die mitgelieferte firmeneigene Software für Prüfungen des Ladegeräts, des Inverters und des Motortreibers heruntergeladen werden müssen.