電池信賴性測試系統(tǒng) MODEL 17010特色

■高精度輸出與量測，最高達 ±0.01% of F.S.

■快速電流響應，最快達 <100µS

■高速數(shù)據(jù)記錄 (10mS)

■高速單點瞬時數(shù)據(jù)記錄 (1mS)

■最大通道集成數(shù)，最高達 96CHs

■通道并聯(lián)輸出，最高達 1200A

■高效率充放電、低發(fā)熱

■放電能源回收功能 ( 能源回收系列 )

■紋波仿真從 (100Hz~20kHz, 75App)

■動態(tài)工況仿真功能 ( 電流 / 功率模式 )

■多層安全保護機制

■可整合多功能記錄器與恒溫 / 濕箱

■符合 IEC 與 GB/T 測試標準

電池信賴性測試系統(tǒng) MODEL 17010應用領域:

■電動車產(chǎn)業(yè)

■電動機車 / 自行車產(chǎn)業(yè)

■儲能應用產(chǎn)業(yè)

■電動機具產(chǎn)業(yè)

■質(zhì)檢機構(gòu)

■學術研究

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, LIB Cells)、電氣二重層電容器 (Electric Double Layer Capacitors, EDLCs) 與鋰離子電容器(Lithium-ion Capacitors, LICs) 等儲能組件測試而開發(fā)的專業(yè)充放電測試設備，適合于產(chǎn)品開發(fā)、性能評價、壽命驗證與產(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計架構(gòu)機種；線性電路系列提供低輸出噪聲與高量測精度特性，適合產(chǎn)品開發(fā)與中小型儲能組件的信賴性評價；而能源回收系列則具備省電與低發(fā)熱優(yōu)勢，適合標準產(chǎn)品壽命評價和中大型儲能組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，用戶能透過多層配方架構(gòu)快速引用已存在配方或新增配方，完成計劃編輯與修改，獨立的待測物數(shù)據(jù)管理功能，可以實現(xiàn)不同待測物配方共享的優(yōu)點。

除了常見的充放電測試工步外，Battery LEx 還結(jié)合 C-rate、OCV-SOC、Q%、工況仿真與溫箱控制模式，可滿足 USABC、IEC 與 GB/T 等國際測試標準與各類型測試應用；測試執(zhí)行與監(jiān)控設計采用群組管理方式，便于快速掌握測況， 也可在測試進行中執(zhí)行多種控制，包含：工步跳躍、工步暫停、預約暫停、啟動與測試復歸等。

Chroma 17010 系統(tǒng)整合了高精度多功能數(shù)據(jù)記錄器，可實時量測待測物溫度、電壓與壓力，且進階地作為截止與保護條件，更支持整合多種廠牌恒濕 / 溫箱，使用者可藉由溫箱控制工步下達命令，并內(nèi)建溫箱同動機制與二次調(diào)整功能，提升操作便利性。

Chroma 17010 系統(tǒng)在安全性設計上提供軟 / 硬件偵測保護、設備異常監(jiān)控和可選配的獨立外部儀表繼電器硬件偵測防護三大安全機制，保障鋰離子電池芯測試實驗安全。

功能特色 - 17208M-5-12C 超高精度充放電測試機

Chroma 17208M-5-12C 是一臺針對高精密測量應用而設計的超高精度可程序充放電測試設備。常見應用如：庫侖效率分析、容量差分分析與電壓差分分析等， 需要測試設備能長時間且高穩(wěn)定度、高精確度與高精準度地量測電池的電壓與容量， 以獲取高質(zhì)量的測試數(shù)據(jù)， 無需后處理數(shù)據(jù)。Chroma 17208M-5-12C 不但具備 4 個電流檔位 (12A, 4A, 0.4A, 40mA)，充放電的電壓量測范圍為 0 至 5V，每通道皆配有屏蔽線可切斷噪聲源的傳播路徑，能將噪聲源與設備隔離提升量測品質(zhì)。

高穩(wěn)定度、高精確度與高精準度

17208M-5-12C    透過縝密的電路與機構(gòu)設計，有效阻隔設備廢熱影響高精密電路與組件，提高長時間量測穩(wěn)定性。另外，量測精準度高達 ±0.01% of F.S. 能把關每次測試的一致性，而量測精確度規(guī)格達 ±0.001% of F.S. 提高每筆量測值的重復性。

■±0.01% of F.S. 量測精準度 (Accuracy)

■±0.001% of F.S. 量測精確度 (Precision)

高分辨率、低輸出噪聲

17208M-5-12C 采用 24 位 ADC，提升量測分辨率給予用戶更高鑒別度的測試數(shù)據(jù)，真實地呈現(xiàn)待測物的電氣訊號。

■電壓量測分辨率達：1µV

■電流量測分辨率達：0.01µA

有效簡化 DVA 測試數(shù)據(jù)處理

Differential  Voltage  Analysis  (DVA)  是一種被用來評價電池老化分析的一種方法，然而應用上常會因設備精確度、精準度規(guī)格不佳，使得其特征峰難以被清楚辨識，進而需要花費眾多人力資源進行平滑化算法以及承擔曲線失真的風險；   17208M-5-12C    提供全程電流輸出穩(wěn)定、確保長時間測試精準來排除因量測跳動誤差造成曲線噪聲量過大，得到清晰可辨的 DVA 曲線特征峰。

功能特色 - 17010 全系列機種

■電流量程快速切換檔：

Chroma  17010  全系列機種提供多重電流輸出及量測檔位切換，適合應用于同時涵蓋大電流及小電流的測試計劃。工步開始執(zhí)行時，系統(tǒng)會偵測輸出電流大小并自動且快速切換合適的電流檔位，來提升其量測精度與分辨率以確保測試數(shù)據(jù)的準確度。

■定電壓模式下自動切換文件：

Chroma  17010 線性電路系列機種支持在定電壓測試模式下自動切換電流文件位，且過程中亦不出現(xiàn)任何輸出中斷。適合應用在如浮充或電位調(diào)整等需要在長時間且高穩(wěn)定極小電流輸出的測試。

長時間輸出穩(wěn)定度高

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制。

高速采樣測量技術

Chroma  17010 透過高速的電壓及電流采樣搭配雙重積分法計算，不失真地準確擷取測試中的瞬態(tài)變化，提供更高精確度電容量計算，解決一般電池充放電設備僅使用報表采樣速度紀錄關鍵數(shù)據(jù)而造成較大累計誤差。

■硬件內(nèi)部電壓 / 電流采樣率：1mS

■報表單點瞬時數(shù)據(jù)采樣率：1mS

■報表采樣率最快：10mS

超級充放電輸出能力

Chroma 17010 能源回收式機種提供 30 秒內(nèi)超級輸出功能，對于短時間下大電流脈沖測試應用可直接透過此工步做設定與執(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 超級充放電輸出 120%

快速電流響應 (<1mS)

Chroma 17010 系統(tǒng)能源回收系列具備 0 - 1200A 電流爬升時間 <1mS 的能力，能更真實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 等測試資料。

■17212M-6-100S：10% to 90% < 1mS

一機內(nèi)建三種電壓范圍

Chroma 17216M-10-6 機種可透過軟件設定選擇三種電壓范圍以適合更多樣產(chǎn)品開發(fā)應用。

■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：對稱型電池測試

動態(tài)波形加載功能

Chroma 17010 可將預載電流或功率的動態(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，進而評價電池劣化與壽命。

■支持動態(tài)時間與固定時間模式 ( 最小輸出間隔 10 mS)

■最多動態(tài)預加載 6,400,000 點的數(shù)據(jù)執(zhí)行測試計劃

能源回收架構(gòu)

Chroma  17010 系統(tǒng)針對大電流機種實現(xiàn)低碳排的綠能產(chǎn)業(yè)及避免放電時電能以負載消耗產(chǎn)生廢熱， 提供高精度、高效率、且電力優(yōu)化的能源回收架構(gòu)設計。

■DC 回收 : 自動優(yōu)先將放電的電能轉(zhuǎn)移到充電的通道， 回收效率約 80%

■AC 回收 : 多余電能回收到 AC 端，回收效率約 60%

■設備回饋電網(wǎng)電流總諧波失真 <5%

紋波輸出

Chroma 紋波電流測試解決方案目的是將頻率為 100Hz 至 20kHz 的交流電流疊加到現(xiàn)有的 17010 充電和放電系統(tǒng) ( 型號 17212M-6-100S)，模擬電動汽車逆變器的行為或充電樁交流電流加熱電池的行為。

■紋波頻率從 100Hz 到 20kHz，振幅可達 75App，并聯(lián)可達 150App ( 可客制 )

■獨立交直流電路，對直流充放電截止判斷的影響最小

■各種 CC、CV、CP 充放電模式的紋波電流疊加

電流并聯(lián)輸出

Chroma 17010 全系列機種支持動態(tài)并聯(lián)功能，可將閑置的連續(xù)通道并聯(lián)且提供更大倍率的電流輸出。其特點不但能提高測試廣泛性也適合多種測試物應用。

數(shù)據(jù)保護與復歸功能

電力失效的數(shù)據(jù)復歸機制：選配 UPS 不斷電系統(tǒng)可在電力失效時，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取得復歸數(shù)據(jù)狀態(tài)， 由斷點接續(xù)測試，報表數(shù)據(jù)亦不會中斷。

系統(tǒng)整合與安全防護

Chroma  17010 支持多種廠牌溫箱與整合多功能數(shù)據(jù)記錄器，可透過 Battery  LEx 軟件同時進行參數(shù)設定及數(shù)據(jù)監(jiān)控，測試數(shù)據(jù)自動合并于測試報表中，提供用戶最完善的解決方案。

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)

■外部實時數(shù)據(jù)可做為截止或保護條件判斷 ( 溫度 )

系統(tǒng)安全防護與異常偵測

■內(nèi)建多種的配方保護項目，保護機制以 1mS  的響應速度進行量測監(jiān)控與保護動作，另可選配獨立外部電壓 /  溫度儀表繼電器，可以達成可靠的雙層保護機制。

■實時系統(tǒng)異常偵測，各測試單機自動依據(jù)獨立邏輯偵測異常，若發(fā)生異常中斷可接續(xù)執(zhí)行任務且數(shù)據(jù)不遺漏。

溫箱及周邊安全工程整合

■內(nèi)建溫箱設定與控制工步，可由軟件設定溫控的超時與過溫保護，溫箱除控制溫   /     濕度外亦可溫箱控溫時間、延長時間與待機溫度。

■通道群組化管理架構(gòu)，讓同一溫箱下的所有待測物通道同時進入溫控階段，確保測試狀態(tài)的一致性。

■內(nèi)建 DI/DO  設定功能，可鏈接如煙霧 /  氣體偵測、消防滅火、過溫報警、過壓警報與門開報警，系統(tǒng)可依據(jù)危害程度進行不同等級處置如測試停止或斷電等，而告警信息可透過 完成遠距通知。

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應用功能的測試軟件平臺。

■群組化測試 : 每個群組最多可控制達 96 通道數(shù)與執(zhí)行多達 50,000 個工步。

■變量編輯功能  :   搭配外部數(shù)據(jù)記錄器可量測電壓、溫度、與壓力，以進行彈性編程與復雜應用。

■整合安全型溫箱 : 透過 DI/DO 擴增來實時監(jiān)控溫箱實時狀態(tài)及保護機制。

專案瀏覽器

■簡易管理：可以加入多達 500  個項目，并根據(jù)不同的 DUT  類型或測試需求，構(gòu)建相應的測試計劃。

■直觀顯示與實時修改：方便查閱與調(diào)整測試計劃的  DUT     規(guī)格、波形仿真數(shù)據(jù)和配方內(nèi)容，瀏覽過程實時參數(shù)修改與儲存。

■測試物數(shù)據(jù)庫：將待測物規(guī)格建文件，配方編輯時可快速對應參數(shù)條件，也便于共享配方測試。

■工況模擬：以 xlsx 格式匯入數(shù)據(jù)點，可設定時間間隔 ( 等間隔  / 自定義間隔 )、輸出倍率、數(shù)據(jù)范圍。

配方編輯器

■分層結(jié)構(gòu)：測試計劃最多可建立 50,000 個工步。 (SR->MR->TP) 。

■輕松創(chuàng)建：創(chuàng)建新配方以滿足各種類型的測試應用。

■快速編輯：通過組合創(chuàng)建的配方完成測試計劃。

■特殊設定表示法：提供 C-rate / OCV-SOC / Q% / ±V / 變量 的特殊設定在編輯配方時使用。

■變量設定與條件截止功能：提供 20 組變量定義，包含 2 組變量功能可跨子配方使用。

1mS~100mS  瞬時擷取功能，記錄工步起始 /  結(jié)束瞬間變量定義為變量，進行二次計算。

配方執(zhí)行器

■多信道群組式管理。

■多群組啟動測試。

■多種控制模式：

開始、暫停、復歸、停止、預約暫停、跳下一步、啟動、暫停后跳工步、配方預覽。

■實時測試狀態(tài)：單信道與全群組測試數(shù)據(jù)實時顯示。

■支持動態(tài)并聯(lián)設定。

實時圖表顯示器

■ 實時數(shù)據(jù)繪圖：依據(jù)設定取樣時間實時繪制，單一畫面最多達 36,000   點數(shù)據(jù)量。

■ 多圖監(jiān)控：提供實時顯示畫面最多 4 組，支持每組畫面最多 2 通道測試比較。

■ 圖形擷?。褐С謺r間凍結(jié)功能來進行測試曲線儲存。

■ 多軸分析：提供雙 Y 軸數(shù)據(jù)顯示。

測試報表

■ 自動匯出：依據(jù)定義的導出模式與文件名自動導出至用戶路徑下。

■ 導出模式：子配方自動匯出，時間設定自動匯出與手動匯出。

■ 數(shù)據(jù)有效位數(shù)調(diào)整，最多至小數(shù)點 9 位。

■ 報表類型：信道報表、工步報表。

■ 自由調(diào)整報表項目與字段順序。

溫箱與測試系統(tǒng) DI/DO 訊號控制

■ 三多種控制模式：溫箱控制工步、實時遠程控制、維護模式。

■ 延遲時間功能：到達設定溫度后的靜置時間設定，確保內(nèi)部待測物溫度與溫箱溫 度更接近一致。

■ 循環(huán)調(diào)溫設定：搭配溫度記錄器可在溫箱達到設定溫度后，依據(jù)待測物實際溫度 進行差異調(diào)整，準確地讓溫箱與待測物溫度達一致。

■ 結(jié)束測試設定：結(jié)束控溫、調(diào)整為溫度、維持溫度。

■ 雙重保護控制：過溫保護、溫控逾時保護。

■ 外部設備控制：提供三色燈訊號控制、繼電器訊號控制。

■ 同步溫控功能：支持自動等待機制，當所有通道達＂溫控工步＂時，才開始進行 溫箱控溫，確保測試一致性。

■ 溫控繼承機制：可在主控群組測試完成后，自動由其他群組繼承溫箱控制運作。

管理

■ 賬戶與權限管理：可設定多組登入賬號密碼及其對應編輯權限。

■ 警告通知：設定  來提供異常告警訊息。

■ 配方移動：配方與測試計劃的匯入 / 匯出 / 移轉(zhuǎn)。

■ 數(shù)據(jù)管理：管理者可設定自動刪除或手動刪除系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

■ 強制全局保護：設置配方強制保護項目，防止人員遺漏設定，加強測試安全性。

鋰電池測試應用

紋波電流疊加應用

■ 交流電流加熱鋰離子電池的效率驗證

電解質(zhì)在零下溫度時其導電度將大幅下降，而高內(nèi)阻大幅降低了電池的 功率能力，使其充電效率下降。因此，電池預熱選項之一，即是透過直 接交流電流加熱電池使其恢復充電效率，而交流電流頻域選擇，建議以 不使電池發(fā)生電化學反應為主。

■ 紋波對鋰離子電池的劣化評價

紋波主要來自電動車逆變器，當紋波的頻率超出電池管理系統(tǒng)偵測頻域 范圍且紋波電壓超出電池上限電壓 (  例如紋波頻率為電池管理系統(tǒng)電壓偵測頻率之倍頻  )，將可能加速電池劣化，特別在低溫時電池芯內(nèi)阻提高數(shù)倍的條件下。

電壓微分 (Differential Voltage) 測試應用

繪制 dV/dQ 曲線的關鍵是采用小電流 (<C/20) 對電池進行充放電，以消除極化因素對測量結(jié)果的影響。Chroma 17010 低量測噪聲的特色能協(xié)助用戶繪制高清晰的 dV/dQ 對應 Q 的曲線， 可細致地觀察與標示各特征峰。透過老化實驗可以基于各特征峰的偏移與高度來研究電池老化機制。

電池直流內(nèi)阻 (Direct Current Internal Resistance, DCIR) 測試應用

電池內(nèi)阻值關系著電池可應用充 / 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) 量測方法， 只能評估出影響瞬間功率輸出的奧姆電阻 (Ro)，但無法評估電化學反應時所產(chǎn)生的極化電阻 (Rp)；直流內(nèi)阻 (DCIR) 的評估即包含 ACIR 的阻值， 其測試方式更貼近于車用電池連續(xù)電流應用的實際極化效應。

Chroma 17010 可編程兩種 DCIR 測試模式，搭配變量運算功能即可自動取得符合 IEC 61960 標準的測試結(jié)果。

■ DCIR 測試 (1) 利用一段電流變化造成的電壓差來計算 DCIR 值

■ DCIR 測試 (2) 利用兩段電流間變化造成的電壓差來計算 DCIR 值

HPPC (Hybrid Pulse Power Characteristic) 測試應用

Chroma 17010 彈性編輯程序可進行HPPC ( 混合動力脈沖能力特性) 測試工步編列，該測試是美國汽車研究理事會(USCAR) 評價新能源車的電池性能的測試項目。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、奧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)關系，作為評價電池芯老化與輸出功率能力的指標。

電池容量測試應用

電池容量以電流對時間積分而得，從開始充放電至滿足截止條件結(jié)束，經(jīng)由比對方式可分析各產(chǎn)品之間性能差異；常見的測試項目包含電流倍率與溫度特性測試。電流、電壓量測精度越高與取樣越快速將可更準確的分辨出電池芯容量差異。

電池循環(huán)壽命測試應用

循環(huán)壽命為電池最重要的測試項目之一，依據(jù)不同實驗目的，以重復的充放電條件測試同一個電池，直到容量衰退至原先 80% 并計算可循環(huán)次數(shù)。而循環(huán)壽命試驗可用來評鑒電池性能優(yōu)劣或定義適合的使用條件。

庫倫效率測試應用

將電池滿充電后再滿放電測試，計算電池放出 / 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，而精準的庫倫效率測試能憑借少量循環(huán)來預估電池壽命。

倍率充放電測試應用

常用來評價電池在不同倍率的電流進行充放電測試時，電壓平臺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)整與動力電池對于快速充放電的表現(xiàn)驗證上。

鋰電池測試相關法規(guī)

Chroma   17010  電池信賴性測試系統(tǒng)滿足多數(shù)國際法規(guī)在充放電測試的驗證要求項目。

電池芯測試數(shù)據(jù)記錄器

Chroma A172013 多信道電壓型與 A172014 多信道溫度型數(shù)據(jù)記錄器，可作為17010 系統(tǒng)的量測輔助信道，能夠在執(zhí)行充放電測試時同時對待測物進行實時的溫度與電壓監(jiān)控，透 Battery LEx 軟件，將數(shù)據(jù)整合于測試報表中，并可設置上限保護，保障測試安全。

■每信道采用獨立 24 位 ADC 取樣。

■ 具備冷點補償功能。

■ 可單機使用或任意并接電壓型或溫度型記錄器，最多可擴充至 128  通道。

紋波電流疊加測試裝置

Chroma   紋波電流疊加測試系統(tǒng)是由可程序高頻交流測試器、交直流解耦合模塊及直流充放電測試器組成，獨立的交流與直流回路可應用于多種充放電模式，并對直流充放電測試的截止判斷影響較小，有助于循環(huán)壽命比對。

電池芯測試系統(tǒng)自動更正器

Chroma  A170103  是一套自動化校正與驗證設備，內(nèi)置多項高精度校準標準組件，可程序化控制復數(shù)信道的校正任務，適用于 Chroma  17010系列 150A 以下的產(chǎn)品，確保設備維持高精度與可追溯性，為 Chroma 高精度測試解決方案的一環(huán)。

■ 一致性的標準檢查方法：科學方式降低人因錯誤和量測變量

■ 提高校準和驗證工作的效率：降低人力負擔且節(jié)省成本

■ 自動生成報表：可追溯性與易于管理維護紀錄

系統(tǒng)柜尺寸與作業(yè)環(huán)境