Chroma 17010電池信賴性測試系統(tǒng)是專為鋰離子電池芯(Lithium-ion Battery Cells,IBCells)、電氣二重層電容器(Electric DoubleLayer Capacitors,EDLCs)與鋰離子電容器(Lithium-ion Capacitors,LICs)等儲(chǔ)能元件測試而開發(fā)的專業(yè)充放電測試設(shè)備,適合于產(chǎn)品開發(fā)、性能評(píng)價(jià)、壽命驗(yàn)證與產(chǎn)品選型等用途。
Chroma 17010系統(tǒng)提供線性電路系列與能源回收系列兩種不同的設(shè)計(jì)構(gòu)架機(jī)種;線性電路系列提供低輸出噪聲與高測量精度特性,適合產(chǎn)品開發(fā)與中小型儲(chǔ)能元件的信賴性評(píng)價(jià);而能源回收系列則具備省電與低發(fā)熱優(yōu)勢,適合標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品壽命評(píng)價(jià)和中大型儲(chǔ)能元件或功率型電池芯測試。
Chroma 17010系統(tǒng)采用Battery Lab Expert(Battery LEx)軟件平臺(tái),使用者能透過多層配方構(gòu)架快速引用舊子配方或新增子配方,完成計(jì)劃編輯與修改,另外獨(dú)立的待測物數(shù)據(jù)管理功能,可以實(shí)現(xiàn)不同待測物配方共享的優(yōu)點(diǎn)。Battery LEx除了提供常用的CC、CC-CV、CP、CP-CV,CV與CR測試工步外,結(jié)合C-rate、OCV-SOC、Q%、工況模擬與恒溫/濕箱等控制模式,可符合USABC、IEC與GB/T等國際測試標(biāo)準(zhǔn)與各類型測試應(yīng)用,測試執(zhí)行監(jiān)控設(shè)計(jì)采用群組管理方式讓使用者能快速掌握各測試群組狀態(tài),也可依情況在測試進(jìn)行中執(zhí)行多種控制,包含:工步跳躍、預(yù)約暫停、預(yù)約啟動(dòng)與測試復(fù)歸等。
Chroma 17010系統(tǒng)整合了高精度多功能數(shù)據(jù)紀(jì)錄器,可即時(shí)測量溫度、電壓與壓力,接收回傳數(shù)值可做作為截止與保護(hù)條件,系統(tǒng)內(nèi)置支持多種廠牌恒濕/溫箱,使用者可執(zhí)行溫/濕度控制,測試過程中軟件會(huì)偵測同組信道于測試階段達(dá)一致后自動(dòng)下達(dá)溫度或濕度控制命令、提升操作便利性。
Chroma 17010系統(tǒng)在安全性設(shè)計(jì)上提供軟/硬體偵測保護(hù)、設(shè)備異常監(jiān)控和可選配的獨(dú)立外部儀表繼電器硬件偵測防護(hù)三大安全機(jī)制,保障鋰離子電池芯測試實(shí)驗(yàn)安全。
高精度與多重電流檔位設(shè)計(jì)
電流量程快速切換檔:
Chroma 17010全系列機(jī)種提供多重電流輸出及測量檔位切換,適合應(yīng)用于同時(shí)涵蓋大電流及小電流的測試計(jì)劃。工步開始執(zhí)行時(shí),系統(tǒng)會(huì)偵測輸出電流大小并自動(dòng)且快速切換合適的電流檔位,來提升其測量精度與分辨率以確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
定電壓模式下自動(dòng)切換檔:
Chroma 17010線性電路系列機(jī)種支持在定電壓測試模式下自動(dòng)切換電流檔位,且過程中亦不出現(xiàn)任何輸出中斷。適合應(yīng)用在如浮充或電位調(diào)整等需要在長時(shí)間且高穩(wěn)定極小電流輸出的測試。
輸出穩(wěn)定且低噪聲
Chroma 17010具備低輸出噪聲與高測量精度,其測試電流與電壓數(shù)據(jù)可轉(zhuǎn)換成高精確的電壓差分曲線及清晰的特征峰,能有效率的研究鋰離子電池老化機(jī)制。
高速采樣測量技術(shù)
Chroma 17010透過高速的電壓及電流采樣搭配雙重積分法計(jì)算,不失真地準(zhǔn)確擷取測試中的瞬態(tài)變化,提供更高精確度電容量計(jì)算,解決一般電池充放電設(shè)備僅使用報(bào)表采樣速度紀(jì)錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)而造成較大累計(jì)誤差。
硬件內(nèi)部電壓/電流采樣率:1mS
報(bào)表單點(diǎn)瞬時(shí)數(shù)據(jù)采樣率:1mS
報(bào)表采樣率最快:10mS
超級(jí)充放電輸出能力
Chroma 17010能源回收式機(jī)種提供30秒內(nèi)超級(jí)輸出功能,對(duì)于短時(shí)間下大電流脈沖測試應(yīng)用可直接透過此工步做設(shè)定與執(zhí)行,提供更廣泛的電流與功率使用范圍。
17212M-6-100S:提供CC與CP超級(jí)充放電輸出120%
快速電流響應(yīng)(<1mS)
Chroma 17010系統(tǒng)能源回收系列具備0 - 1200A電流爬升時(shí)間<1mS的能力,能更真實(shí)的模擬電池于行車過程中瞬間峰值電流充放電行為,滿足NEDC、FUDS和DST等測試數(shù)據(jù)。
17212M-6-100S:10% to 90% < 1mS
一機(jī)內(nèi)置三種電壓范圍
Chroma 17216M-10-6機(jī)種可透過軟件設(shè)定選擇三種電壓范圍以適合更多樣產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用。
0V~+5V:半電池、全電池與電氣二重層電容器測試
0V~+10V:串聯(lián)式電池與電氣二重層電容器測試
-5V~+5V:對(duì)稱型電池測試
動(dòng)態(tài)波形加載功能
Chroma 17010可將預(yù)載電流或功率的動(dòng)態(tài)充放電波形,模擬駕駛行車過程的加速、減速、上下坡等工況,進(jìn)而評(píng)價(jià)電池劣化與壽命。
支持動(dòng)態(tài)時(shí)間與固定時(shí)間模式(最小輸出間隔10 mS)
最多動(dòng)態(tài)預(yù)加載6,400,000點(diǎn)的數(shù)據(jù)執(zhí)行測試計(jì)劃
能源回收構(gòu)架
Chroma 17010系統(tǒng)針對(duì)大電流機(jī)種實(shí)現(xiàn)低碳排的綠能產(chǎn)業(yè)及避免放電時(shí)電能以負(fù)載消耗產(chǎn)生廢熱,提供高精度、高效率、且電力最佳化的能源回收架構(gòu)設(shè)計(jì)。
DC回收:自動(dòng)優(yōu)先將放電的電能轉(zhuǎn)移到充電的信道,回收效率約80%
AC回收:多余電能回收到AC端,回收效率約60%
設(shè)備回饋電網(wǎng)電流總諧波失真<5%
電流并聯(lián)輸出
Chroma 17010全系列機(jī)種支持動(dòng)態(tài)并聯(lián)功能,可將閑置的連續(xù)信道并聯(lián)且提供更大倍率的電流輸出。其特點(diǎn)不但能提高測試廣泛性也適合多種測試物應(yīng)用。
數(shù)據(jù)保護(hù)與復(fù)歸功能
電力失效的數(shù)據(jù)復(fù)歸機(jī)制:選配UPS不斷電系統(tǒng)可在電力失效時(shí),將測試數(shù)據(jù)暫存于IPC數(shù)據(jù)庫,并于電力問題排除后自動(dòng)取得復(fù)歸數(shù)據(jù)狀態(tài),由斷點(diǎn)接續(xù)測試,報(bào)表數(shù)據(jù)亦不會(huì)中斷。
系統(tǒng)整合與安全防護(hù)
Chroma 17010支持多種知名廠牌溫箱與整合多功能數(shù)據(jù)記錄器,可透過attery LEx軟件同時(shí)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定及數(shù)據(jù)監(jiān)控,測試數(shù)據(jù)自動(dòng)合并于測試報(bào)表中,提供使用者最完善的解決方案。
數(shù)據(jù)記錄器整合
可記錄溫度(oC)/電壓(V)/壓力(mPa)/力(Kg)四種不同數(shù)據(jù)
外部即時(shí)數(shù)據(jù)可做為截止或保護(hù)條件判斷(溫度)
系統(tǒng)安全防護(hù)與異常偵測
內(nèi)置多種的配方保護(hù)項(xiàng)目,保護(hù)機(jī)制以1mS的響應(yīng)速度進(jìn)行測量監(jiān)控與保護(hù)動(dòng)作,另可選配獨(dú)立外部電壓/溫度儀表繼電器,可以達(dá)成可靠的雙層保護(hù)機(jī)制。
實(shí)時(shí)系統(tǒng)異常偵測,各測試單機(jī)自動(dòng)依據(jù)獨(dú)立邏輯偵測異常,若發(fā)生異常中斷可接續(xù)執(zhí)行任務(wù)且數(shù)據(jù)不遺漏。
溫箱及周邊安全工程整合
內(nèi)置溫箱設(shè)定與控制工步,可由軟件設(shè)定溫控的超時(shí)與過溫保護(hù),溫箱除控制溫/濕度外亦可指定溫箱控溫時(shí)間、延長時(shí)間與待機(jī)溫度。
信道群組化管理構(gòu)架,讓同一溫箱下的所有待測物信道同時(shí)進(jìn)入溫控階段,確保測試狀態(tài)的一致性。
內(nèi)置DI/DO設(shè)定功能,可連接如煙霧/氣體偵測、消防滅火、過溫報(bào)警、過壓警報(bào)與門開報(bào)警,系統(tǒng)可依據(jù)危害程度進(jìn)行不同等級(jí)處置如測試停止或斷電等,而告警信息可透過e-mail完成遠(yuǎn)距通知。
BATTERY LEX軟件功能
Battery Lab Expert(Battery LEx)是專為Chroma 17010所開發(fā)綜合以下三大特色及多項(xiàng)應(yīng)用功能的測試軟件平臺(tái)。
- 群組化測試:每個(gè)群組最多可控制達(dá)96信道數(shù)與執(zhí)行多達(dá)50,000個(gè)工步。
- 變數(shù)編輯功能:搭配外部數(shù)據(jù)記錄器可測量電壓、溫度、與壓力,以進(jìn)行彈性編程與復(fù)雜應(yīng)用。
- 整合安全型溫箱:透過DI/DO擴(kuò)增來即時(shí)監(jiān)控溫箱實(shí)時(shí)狀態(tài)及保護(hù)機(jī)制。
項(xiàng)目瀏覽器
最多可建立500組項(xiàng)目,依據(jù)不同測試類型或需求來建構(gòu)對(duì)應(yīng)的測試計(jì)劃,且使用者可在項(xiàng)目瀏覽器下清楚審閱或快速進(jìn)行二次修改項(xiàng)目內(nèi)的測試物規(guī)格數(shù)據(jù)、工況模擬數(shù)據(jù)與配方內(nèi)容等。
- 測試物數(shù)據(jù)庫:將待測物規(guī)格建檔,配方編輯時(shí)可快速對(duì)應(yīng)參數(shù)條件,也便于共享配方測試
- 工況模擬活頁夾:以xlsx格式匯入數(shù)據(jù)點(diǎn),可設(shè)定時(shí)間間隔(等間隔/自定義間隔)、輸出倍率、數(shù)據(jù)范圍
- 瀏覽過程即時(shí)參數(shù)修改與儲(chǔ)存
- 支持測試計(jì)劃關(guān)鍵字篩選搜尋
- 提供xlsx格式轉(zhuǎn)出測試計(jì)劃
配方編輯器
階層式編輯構(gòu)架(測試計(jì)劃→主配→子配方),可將現(xiàn)有配方透過替換測試物規(guī)格直接共享測試、或是透過彈性組合既有子配方來快速建立完整計(jì)劃,以及創(chuàng)建新配方來滿足各類型充放電測試應(yīng)用。
工步類型:定電流/定電壓/定功率/定電流轉(zhuǎn)定電壓/定功率轉(zhuǎn)定電壓充放電、定電阻放電、電流/功率工況模擬、靜置、共享靜置、溫箱控制、超級(jí)定電流/超級(jí)定功率充放電
截止條件:工步截止→電流/電壓/功率/能量/容量/時(shí)間
配方截止→電流/電壓/功率/累積能量/累積容量/時(shí)間
外部參數(shù)作為截止條件:單一工步最多4組截止設(shè)定
工步跳轉(zhuǎn)機(jī)制:下一步(Next)/測試結(jié)束(End)/跳指定工步(Jump)/ If-then邏輯跳轉(zhuǎn)
同工步支持多重截止條件跳轉(zhuǎn)
特殊設(shè)定表示法:C-rate / OCV-SOC / Q% /±V /變數(shù)
循環(huán)功能:四階層循環(huán),單一循環(huán)次數(shù)最多999,999次,提供單工步循環(huán)(Repeat)與循環(huán)時(shí)間截止功能
變數(shù)設(shè)定與條件截止功能:提供20組變數(shù)定義,包含2組變數(shù)功能可跨子配方使用
1mS~100mS瞬時(shí)擷取功能,記錄工步起始/結(jié)束瞬間變量定義為變數(shù),進(jìn)行二次計(jì)算
配方保護(hù)功能:電壓/電流/溫箱溫度/能量/容量/電流變化量/電壓變化量/定電流轉(zhuǎn)定電壓轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)間/定功率轉(zhuǎn)定電壓轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)間
配方執(zhí)行器
依不同測試計(jì)劃提供群組式執(zhí)行管理,群組內(nèi)所有信道將會(huì)同時(shí)啟動(dòng)測試及顯示即時(shí)測況,搭配溫箱整合時(shí)各信道將自動(dòng)進(jìn)行等待機(jī)制,直到所有信道達(dá)一致條件后才啟動(dòng)溫控;當(dāng)溫箱內(nèi)存在多個(gè)群組時(shí),也可透過設(shè)定同動(dòng)模式來實(shí)現(xiàn)群組間等待。
- 控制模式:開始、暫停、復(fù)歸、停止、預(yù)約暫停、跳下一步、指定啟動(dòng)、暫停后跳工步、配方預(yù)覽
- 單通道與全群組測試即時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示
- 支持動(dòng)態(tài)并聯(lián)設(shè)定
- 多群組啟動(dòng)測試
即時(shí)圖表顯示器
測試執(zhí)行中可顯示即時(shí)充放電曲線,透過鼠標(biāo)拖曳可點(diǎn)放大縮小數(shù)據(jù)與顯示數(shù)據(jù)值,并可彈性提取任一信道及軸線項(xiàng)目。
依據(jù)使用者設(shè)定取樣時(shí)間即時(shí)繪制,單一畫面最多達(dá)36,000點(diǎn)數(shù)據(jù)量
提供即時(shí)顯示畫面最多4組,支持每組畫面最多2信道的測試比較
支持時(shí)間凍結(jié)功能來進(jìn)行測試曲線儲(chǔ)存
提供雙Y軸數(shù)據(jù)顯示
測試報(bào)表
自動(dòng)導(dǎo)出:子配方測試完成后依據(jù)定義的文件名自動(dòng)匯至使用者指定路徑下
導(dǎo)出模式:子配方自動(dòng)導(dǎo)出,測試計(jì)劃手動(dòng)導(dǎo)出
數(shù)據(jù)有效位數(shù)調(diào)整,最多至小數(shù)點(diǎn)9位
報(bào)表類型:信道報(bào)表、工步報(bào)表
自由調(diào)整報(bào)表項(xiàng)目與字段順序
溫箱與測試系統(tǒng)的DI/DO信號(hào)控制
三種溫箱控制模式:溫箱控制工步、即時(shí)遠(yuǎn)端控制、維護(hù)模式
延遲時(shí)間功能:達(dá)設(shè)定溫度后的靜置時(shí)間設(shè)定,確保內(nèi)部待測物溫度與溫箱溫度更接近一致
二度調(diào)溫設(shè)定:搭配溫度記錄器可在溫箱達(dá)到設(shè)定溫度后,依據(jù)待測物實(shí)際溫度進(jìn)行差異調(diào)整,準(zhǔn)確地讓溫箱與待測物溫度達(dá)一致
測試結(jié)束后溫箱動(dòng)作:結(jié)束控溫、調(diào)整為指定溫度、維持溫度
雙重溫箱保護(hù)控制:過溫保護(hù)、溫控逾時(shí)保護(hù)
提供三色燈信號(hào)控制、繼電器信號(hào)控制
管理
開源軟件帳戶管理,可設(shè)定多組登入帳號(hào)密碼及其對(duì)應(yīng)編輯權(quán)限
設(shè)定e-mail來提供異常告警信息
測試計(jì)劃匯入/導(dǎo)出/移轉(zhuǎn)
鋰電池測試應(yīng)用
繪制dV/dQ曲線的關(guān)鍵是采用小電流(<C/20)對(duì)電池進(jìn)行充放電,以消除極化因素對(duì)測量結(jié)果的影響。Chroma 17010低測量噪聲的特色能協(xié)助使用者繪制高清晰的dV/dQ對(duì)應(yīng)Q的曲線,可細(xì)致地觀察與標(biāo)示各特征峰。透過老化實(shí)驗(yàn)可以基于各特征峰的偏移與高度來研究電池老化機(jī)制。
電池直流內(nèi)阻(Direct Current Internal Resistance,DCIR)測試應(yīng)用
電池內(nèi)阻值關(guān)系著電池可應(yīng)用充/放電倍率,內(nèi)阻越大效率越差且易發(fā)熱溫升而老化加速。傳統(tǒng)LCR Meter 1KHz的交流內(nèi)阻(ACIR)測量方法,只能評(píng)價(jià)出影響瞬間功率輸出的歐姆電阻(Ro),但無法評(píng)價(jià)電化學(xué)反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的極化電阻(Rp);直流內(nèi)阻(DCIR)的評(píng)價(jià)即包含ACIR的阻值,其測試方式更貼近于車用電池連續(xù)電流應(yīng)用的實(shí)際極化效應(yīng)。
Chroma 17010可編程兩種DCIR測試模式,搭配變數(shù)運(yùn)算功能即可自動(dòng)取得符合IEC 61960標(biāo)準(zhǔn)的測試結(jié)果。
DCIR測試(1)利用一段電流變化造成的電壓差來計(jì)算DCIR值
DCIR測試(2)利用兩段電流間變化造成的電壓差來計(jì)算DCIR值
HPPC(Hybrid Pulse Power Characteristic)測試應(yīng)用
Chroma 17010彈性編輯程序可進(jìn)行HPPC(混合動(dòng)力脈沖能力特性)測試工步編列,該測試是美國汽車研究理事會(huì)(USCAR)評(píng)價(jià)新能源車的電池性能的測試項(xiàng)目。目的是在電池工作電壓范圍內(nèi),依據(jù)規(guī)范的測試方法獲取特定放電深度的開路電壓、歐姆電阻及極化電阻數(shù)據(jù),建立放電深度與充放電峰值
功率之函數(shù)關(guān)系,作為評(píng)價(jià)電池芯老化與輸出功率能力的指標(biāo)。
電池容量測試應(yīng)用
電池容量以電流對(duì)時(shí)間積分而得,從開始充放電至滿足截止條件結(jié)束,經(jīng)由比對(duì)方式可分析各產(chǎn)品之間性能差異;常見的測試項(xiàng)目包含電流倍率與溫度特性測試。電流、電壓測量精度越高與取樣越快速將可更準(zhǔn)確的分辨出電池芯容量差異。
電池循環(huán)壽命測試應(yīng)用
循環(huán)壽命為電池最重要的測試項(xiàng)目之一,依據(jù)不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,以重覆的充放電條件測試同一個(gè)電池,直到容量衰退至原先80%并計(jì)算可循環(huán)次數(shù)。而循環(huán)壽命試驗(yàn)可用來評(píng)鑒電池性能優(yōu)劣或定義適合的使用條件。
庫倫效率測試應(yīng)用
將電池滿充電后再滿放電測試,計(jì)算電池放出/充入電荷量可得到庫倫效率。Chroma 17010的高精度與穩(wěn)定度能分辨出特性良好的電池庫倫效率,而精準(zhǔn)的庫倫效率測試能憑借少量循環(huán)來預(yù)估電池壽命。
倍率充放電測試應(yīng)用
常用來評(píng)價(jià)電池在不同倍率的電流進(jìn)行充放電測試時(shí),電壓平臺(tái)的維持程度與電容量測試結(jié)果,常見于材料開發(fā)過程中的活性物質(zhì)比例調(diào)整與動(dòng)力電池對(duì)于快速充放電的表現(xiàn)驗(yàn)證上。