Chroma 17040E電池模組測試系統是專為高功率二次電池組測試而開發的高精密充放電設備,具有能源回收功能,可節省放電過程所消耗的大量電能,即使動態充放電,也能確保電網端維持穩定,不致因諧波汙染影響其他設備。並將電池組放電產生的電能回收到電網再利用,解決傳統的設備放電能量虛耗,以及空間熱處理不易的問題,符合環保需求。
17040E系統具備通道並聯與動態工況模擬功能,並聯功能可提昇最大充放電電流和功率,增加設備使用上的效益與彈性,可達到設備高利用率。動態工況模擬功能可讓使用者載入行車路譜的電池波形,可選擇電流或功率兩種模式來適用不同標準(NEDC/FUDS)的要求。雙向架構可確保充放電轉態瞬間電流不會中斷,才可精確模擬出行車工況,並能符合ISO、IEC、UL、GB/T 等各式國際測試標準。
17040E系統搭配Battery Pro軟體,具備彈性編輯功能,可進行各通道獨立測試,符合二次電池模組的各項測試需求,具高度穩定性與安全性,並支援斷電復歸功能,確保測試資料不中斷。
針對電池測試設計多項安全保護機制,測試過程自動偵測過電壓、過電流、過溫度、外部參數判斷等異常訊號,保障測試過程安全。各通道偵測到異常時,啟動中止充放電保護措施,並具備斷電資料保存與復歸測試功能,防範任何資料遺漏的潛在因素。
系統特色
Chroma 17040E電池模組測試系統是專為高功率二次電池組測試而開發的高精度、高安全與高效益充放電設備,主要功能包括可再生能源、可擴展通道、可並行通道、電池應用的高功率,電壓和電流測量以及驅動週期模擬的高精度。
精準
精準量測提升產品品質
具備自動電壓/電流檔位切換功能,可分為多個檔位,隨著大電流或小電流的動態變化過程,自動調整正確檔位,達到量測精準度之最佳化。
- 電壓精度:±(0.02% of reading ± 0.02% of full scale)
- 電流精度:±(0.05% of range)
▲ 自動電壓檔位
▲ 自動電流檔位
高頻採樣準確截取電池組容量
高頻取樣量測技術的最快取樣率為50kHz,可確保動態量測精度。一般電池充放電機直接使用軟體讀取電流值作電量計算,但軟體的資料讀取速度有限制,會造成動態電流的容量計算誤差過大。17040E藉由提高V/I取樣率與兩次積分法,提供精準的容量計算,電流變化時資料不遺漏,不受資料傳輸速率影響。
- V/I 取樣率50kHz (每20μs 取樣一點)
▲ Chroma充放電機取樣速度示意圖
▲ 其他充放電機取樣速度示意圖
快速響應測試技術驗證電池組極限
Chroma 17040E支援動態工況模擬(Waveform)測試功能,模擬實際行車路況之電流或功率狀態,支援NEDC、FUDS、HPPC等法規測試標準,在電流快速響應的同時,可達到最佳化的充放電模式轉換控制,且切換過程無電流突波,測試過程不會損傷待測物。
- 電流切換時間度: 2ms (-90% to 90%)
▲ 放電轉充電
電流爬升速度 < 2ms (-90% to 90%)
▲ 充電轉放電
電流爬升速度 < 2ms (-90% to 90%)
動態工況功能模擬電池組真實使用狀態
電池組的實際使用方式都是快速與不規則電流的充放電狀態,工況模擬對電池組進行實際動態電流波形充放電,驗證電池組在真實使用狀態反應,Waveform工步可設定讀取指定電腦內存放電流/功率波形的Excel檔案。
▲ 模擬實際行車路況
▲ 符合法規測試標準
▲ 工況模擬數據載入設備
安全性
雙向電路架構保護電源
採用雙向電路架構達到高效能的放電能量回收目的,精確控制交流電流的正反向變化,AC電流波形平滑且實時進行相變,且設計符合電網要求不會污染電網上的其他設備,且量測到電網異常,主動切斷主迴路電源保護安全。
- 能源回收效率 >93%
- THD <3%
- PF >0.99
▲ 放電狀態轉換為充電狀態
▲ 充電狀態轉換為放電狀態
安全的能源回收設計保護人員安全 (選配)
VDE測試要求,簡言之是發電機連接到電網端的低壓配電網絡時要考慮的主要項目,即使在設備增長的情況下,也能根據《德國能源工業法》的要求,保持電網運行的安全性和可靠性,並符合DIN EN 50160法規的電壓限制。
選購裝置符合VDE-4105-AE測試要求,保護功能:
- 電壓保護:
- V < 0.8Un
- < 0.2s / V > 1.1Un
- < 0.2 s / V > 1.15Un
- < 0.2s
- 頻率保護:
- f < 47.5Hz
- < 0.2s / f > 1.5Hz
- <0.2s
- 孤島保護:< 5 sec.
多重電源輸出保護滿足電池模組測試的風險管控
17040E符合二次電池組的各項測試需求,具備高度的穩定性與安全性,當檢測到異常情況時,充放電保護即中止測試,直接載入到充放電機執行,透過內部韌體/硬體達到多層保護功能,內建多項告警/保護模式。
- 電壓保護:
- 過充電壓
- 過放電壓
- 電壓變化量
- 電流保護:
- 過電流
- 過容量
- 電流變化量
- 其他保護:
- 過溫
- 掉線保護
- 過功率
- CC-CV轉態時間
- DC輸出絕緣異常保護 (選配)
軟硬體整合安全防護,可保護電池模組內的電芯 (選配)
透過Chroma軟體BatteryPro整合第三方硬體,檢測到異常情況時,充放電保護將中止測試。搭配Chroma指定的資料記錄器,在充放電過程中讀取多個單電池的電壓和溫度,其量測數據用於保護條件設定;搭配Chroma指定的電池管理系統(BMS) 資料採集裝置,可透過CANbus/RS485等通訊介面,在充放電過程中讀取多組的BMS數據,其數據可轉成保護;搭配Chroma指定的數位I/O資料擷取卡,可執行高邊驅動/低邊驅動的信號啟動關閉控制,支持5種動作行為:信號輸出(DO)、信號接收(DI)、通道保護輸出(Safety channel output),外部設備觸發接收(Safety input),控制數位I/O訊號達到告警/截止/斷電行為。
- 資料記錄器的量測數據保護
- BMS資料採集裝置的量測數據保護
- 數位I/O資料擷取卡的訊號控制
高效益
彈性化整合技術
Chroma軟體BatteryPro集成第三方硬體,包括BMS通訊裝置,數據記錄器和溫箱等第三方軟硬體,將其資料用於測試程序控制,提供測試解決方案。
- 溫箱:溫度和濕度控制結合充放電程序
- 數據記錄器:單電池或模組的溫度/電壓狀態
- MS數據記錄:讀取BMS數據數據
多種控制命令彈性化擴充測試系統
使用者可配合SCPI命令、Labview驅動程式、Labwindow驅動程式與CANbus命令等語言,自行開發應用軟體,操作17040E能源回收式電池模組測試系統,亦可透過Chroma強大的整合能力,客製化集成於電池包自動測試系統架構。提供多種設備外部訊號介面 (CANbus, Ethernet, Analog I/O),可支援硬體在環測試平台(HIL)。具備模擬VCU(Vehicle Control Unit)行,結合UDS與BMS通訊,可發送診斷服務ID進行電池模組繼電器控制。
彈性且多樣化配置應用
17040E提供2種機型選擇:17040E-1700V與17040E-850V。
Chroma 17040E-1700V
內建自動電壓/電流檔位切換功能,達到量測精準度之最佳化。
低電壓檔位850V提供最大電流800A輸出;高電壓檔位1700V,提供最大電流400A輸出。透過外部並聯治具,可靈活應用於大電流或高功率需求,最大輸出可達2400A和1.6MW。
Chroma 17040E-850V
可應用於串並聯配置,且其多通道可個別獨立控制。
提供最大電流600A輸出。透過外部串聯治具,輸出電壓可達1700V;透過外部並聯治具,最大輸出可達7200A和2.4MW。
功率級同步並聯技術滿足高功率充電(HPC)應用
Chroma 17040E使用並聯同步技術來進行高功率測試,達到電流爬升同步不延遲,上升時間在主通道和附屬通道之間沒有延遲,不會造成電流階梯波型產生,最多可並聯兩台相同型號的設備,通道可獨立運行或並聯運行,並提供客製化治具,可將輸出通道並聯使用。
- 最大功率1.6MW以上,最大電流4,800A
- 在動態電流模式 (波形) 下,當額定功率<600kW時,電流上升時間為1ms (10%~90%)
- 在動態電流模式 (波形) 下,當額定功率為800kW~1.6MW以上時,電流上升時間為10ms (10%~90%)
雙重模式應用切換
Chroma 17040E配備了電池充電/放電測試儀和電池模擬器,可以測試電池組和電池組連接相關的產品。
- 充電器/放電器模式:適用於通過Battery Pro操作界面進行電池組測試。
- 電池模擬器模式:適用於通過電池模擬器操作界面的電動機驅動器/充電樁。
電池充放電軟體 - Battery Pro
測試系統的軟體平台Battery Pro,符合二次電池組的測試需求,具備高度的穩定性與安全性,並具備斷電資料保存回復功能,防範任何資料遺漏的可能性。具有即時監控能力,透過不同圖示管理測試狀態,即時瀏覽一目瞭然,具備操作與故障紀錄追蹤與獨立通道異常狀態顯示。
- 多語系介面:繁中、簡中、英文。
- 使用權限設定:可設定使用者操作權限,方便管理。
▲ BatteryPro 主畫面
工步編輯
- 可編輯255個充放電條件
- 具備雙層迴圈功能(Cycle & Loop),每層可設定9999個迴圈
- 可編輯動態充放電波形
- 可編輯各種充放電條件 (定電壓/定電流/定功率/定電壓-限電流/動態電流/直流內阻)
- 截止條件:時間/電量/電壓/電流/溫度
- 條件完成動作:下一步/結束/跳到某一步/靜置
報表精靈和統計報告
- 可自行定義報表格式,匯出 PDF、CSV、XLS 檔案格式
- 具備報表繪圖及分析功能,使用者可自行決定X與Y軸的參數,產出符合需求的測試報表,毋需透過文書軟體匯出
- 可產出通道報表、截止報表、壽命測試報表 (Life-cycle report)、容量- 電壓比對報表(Q-V report)與充放電測試報表(V/I/T-time report)等
Recipe Executor
- 資料顯示實時更新,不需按鈕後才更新
- 圖型、條列式顯示切換,依通道數彈性顯示
Recipe Editor
- 具備ISO12405、GBT31467、GBT31484、IEC61960 DCIR等測試曲線
- 提供BMS數據控制充放電設備設定介面
- 具備變數編輯功能、外部參數、If-then 程序判斷功能
Data Analyzer
- 一鍵繪製測試圖表功能
- 使用者自定義圖表功能與我的最愛功能
- 多待測物比對功能