高性能500V400A電池包性能測試系統(tǒng)技術(shù)方案

電池包性能綜合測試系統(tǒng)技術(shù)方案一、電池包性能測試系統(tǒng)概述BTS2023IGBT掌握技術(shù),其優(yōu)良的性能和寬廣的測試平臺(tái)可與國際知名品牌相媲美；該系統(tǒng)能夠模擬電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站、通信電源運(yùn)行的各種實(shí)/包的各項(xiàng)電氣性能進(jìn)展綜合測試，通過測試生產(chǎn)供給科學(xué)的依據(jù),為動(dòng)力電池的應(yīng)用供給牢靠保障。BTS2023系列電池包性能綜合測試系統(tǒng)承受國際先進(jìn)的IGBT掌握技術(shù)及高性能電能質(zhì)量優(yōu)化掌握技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電池模組/DSP數(shù)字處理藝，到達(dá)對動(dòng)力電池的電氣性能進(jìn)展綜合測試的目的，系統(tǒng)在整個(gè)測試過程中具有高效、節(jié)能、對電網(wǎng)無污染特點(diǎn)，其高速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、準(zhǔn)確的檢測及掌握數(shù)據(jù)、完善的測試平臺(tái)均到達(dá)國際知名品牌水平。系統(tǒng)主回路拓?fù)錁?gòu)造如圖〔1〕所示。圖〔1〕測試系統(tǒng)主回路拓?fù)錁?gòu)造二、電池包性能測試系統(tǒng)構(gòu)成電池包性能綜合測試系統(tǒng)按分布、開放的原則設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)在物理上分為：系統(tǒng)治理掌握層〔上位機(jī)〕和現(xiàn)場測量掌握層〔包括充放電功率單元、IGBT驅(qū)動(dòng)及保護(hù)單元、數(shù)據(jù)檢測單元、主控單元及工藝數(shù)據(jù)治理單元。測試系統(tǒng)原理構(gòu)造框圖如圖〔2〕所示1圖〔2〕測試系統(tǒng)原理構(gòu)造框圖系統(tǒng)治理層系統(tǒng)治理層主要由上位機(jī)、上位機(jī)監(jiān)控治理軟件及數(shù)據(jù)通信單元組成，功能如下：依據(jù)用戶編制的測試工藝向現(xiàn)場測量掌握層下發(fā)各種工藝及保護(hù)參數(shù)；接收現(xiàn)場測量掌握層上傳的檢測及掌握數(shù)據(jù)；對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)展保存及分析處理?，F(xiàn)場測量掌握層現(xiàn)場掌握層主要由DSP主控單元、IGBT功率單元、檢測單元及工藝數(shù)據(jù)治理單元等組成。主要功能如下：工藝及數(shù)據(jù)治理單元:接收并保存上位機(jī)下發(fā)的各種工藝掌握指令，承受并保存檢測數(shù)據(jù)，在上位機(jī)或通信終端故障的狀況下，不影響現(xiàn)場設(shè)備的正常運(yùn)行。DSP主控單元:主要由高性能數(shù)字處理器DSP核心，主要負(fù)責(zé)掌握算法的實(shí)施、采樣信號(hào)的轉(zhuǎn)換及系統(tǒng)保護(hù)等，能夠依據(jù)工藝指令及采樣數(shù)據(jù)進(jìn)展智能PIDPWM承受輸出電壓、輸出電流推測掌握，結(jié)合IGBT高速響應(yīng)，滿足帶保護(hù)板電池模組的各項(xiàng)電氣性能綜合測試，測試過程中不會(huì)對保護(hù)板造成損壞IGBT掌握功率單元：由IGBT及相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，承受DSP主控單元輸出的PWM號(hào)，輸出可控的高品質(zhì)雙向直流電源；檢測單元：主要由電壓及電流信號(hào)調(diào)理電路、電壓及電流采樣電路、故障信號(hào)檢測電路等組成，主要負(fù)責(zé)輸入輸出電壓、電流的采集及轉(zhuǎn)換。2、電池包性能綜合測試系統(tǒng)主要功能特點(diǎn)充放電平臺(tái)承受先進(jìn)的IGBT掌握技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)能量高品質(zhì)雙向流淌，具有如下特點(diǎn):1234、在成組測試領(lǐng)域與國際知名品牌同步開發(fā)應(yīng)用IGBT遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于國內(nèi)同行；寬廣的測試平臺(tái)能夠滿足國際、國內(nèi)鋰電池測試標(biāo)準(zhǔn)的要求電池包標(biāo)準(zhǔn)工況模擬測試；電池包實(shí)測工況模擬測試；電池包循環(huán)壽命試驗(yàn)；電池包涵量試驗(yàn)；電池包直流內(nèi)阻測試；電池包充電、放電特性試驗(yàn)；電池包荷電保持力量試驗(yàn)；電池包充放電效率試驗(yàn)；電池包過充、過放承受力量試驗(yàn)；電池包溫度特性試驗(yàn)；動(dòng)態(tài)曲線擬合全都性分選專家系統(tǒng)系統(tǒng)嵌入曲線擬合全都性分選專家系統(tǒng)，能夠快速找出電池組中有問題的單體電池。豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表功能包含具體列表、過程列表、循環(huán)列表等。任意組合的曲線呈現(xiàn)功能自定義X軸、Y多通道并聯(lián)擴(kuò)大受試電池的規(guī)格范圍，滿足用戶使用彈性高的要求，提高設(shè)備的利用率，削減設(shè)備的投入。完善的輸入、輸出及斷電保護(hù)功能有效保證設(shè)備、測試數(shù)據(jù)及受試產(chǎn)品的安全。通信功能:可與BMS及其它測試平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與掌握?？蓪?shí)時(shí)顯示電池組各種數(shù)據(jù)〔電壓、電流、功率、能量、容量等?？梢燥@示各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及曲線,導(dǎo)出Exce文件。支持查詢歷史記錄。在線修改工藝程序。軟件可實(shí)現(xiàn)電壓、電流的校準(zhǔn)。具備設(shè)備故障報(bào)警提示及存儲(chǔ)功能。軟件掌握支持暫停、恢復(fù)運(yùn)行功能。上位機(jī)故障或通信中斷的狀況下，不影響設(shè)備的正常測試。3、BTS2023系列電池包性能綜合測試系統(tǒng)主要技術(shù)性能指標(biāo)型號(hào)規(guī)格

BTS2023-500V/2*200A

指標(biāo)參數(shù)主通道數(shù)量最大持續(xù)輸出功率電流響應(yīng)時(shí)間電壓測控精度輸出電壓紋波設(shè)備輸出端電容大小

2通道,支持多通道并聯(lián)技術(shù),在保證電流精度條件下,可擴(kuò)大受試電池的規(guī)格范圍,為企業(yè)削減設(shè)備的投入。20V~500V能夠滿足不同規(guī)格的電池模組/包的各項(xiàng)電氣性能測試單通道獨(dú)立運(yùn)行電流范圍: 雙通道并聯(lián)運(yùn)行電流范圍: 單通道獨(dú)立運(yùn)行:75Kw≤10ms≤20ms≤0.1%F.S≤0.1%F.S≤1%F.S100uF380V±10%三相五線制,頻率50Hz±2Hz承受國際先進(jìn)的IGBT具有掌握精度高，響應(yīng)及轉(zhuǎn)換時(shí)間快、紋波小等特點(diǎn)，可滿足高標(biāo)準(zhǔn)測試需求電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù) ＞99%電能質(zhì)量要求 電網(wǎng)側(cè)電流諧波〔THD〕 ≤5%能量回饋 放電能量高品質(zhì)回饋電網(wǎng)整機(jī)效率設(shè)備噪聲通訊方式

>90%>5000h≤75dB支持CAN、以太網(wǎng)通訊，可與BMS、MES、環(huán)境倉等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對接與掌握與生產(chǎn)線掌握系統(tǒng)〔MES〕通信：1、帶CAN、以太網(wǎng)、RS485等接口，可與產(chǎn)線掌握系統(tǒng)〔MES〕通信2、可與MES上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)展數(shù)據(jù)下載和實(shí)時(shí)監(jiān)控。與電池治理系統(tǒng)〔BMS〕通信：1、帶兩路CANCANRS232〔環(huán)境艙、震驚臺(tái)、產(chǎn)線掌握系統(tǒng)等〕CAN2.0ACAN2.0B2DBCBMS3、來自BMS的CAN通信數(shù)據(jù)能夠作為設(shè)備程序的工步切換判定參數(shù)和安全保護(hù)參數(shù)4、能接收如BMS電池治理系統(tǒng)檢測的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存，波特率：80kbps～1Mbps4掌握程序工作模式

循環(huán)次數(shù)循環(huán)嵌套編程特點(diǎn)恒壓充電恒功率充放電恒阻充放電斜坡充放電擱 置循環(huán)列表

999999995每工步可以有一個(gè)或者多個(gè)出口，具備“goto”功能體電壓、單體溫度及擴(kuò)展變換的衍生數(shù)值等。時(shí)間截止有循環(huán)序號(hào)、充電容量、放電容量、充放電效率、放電能量等數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式 過程列表明細(xì)列表

有過程序號(hào)、工作模式、過程時(shí)間、容量、能量、終止電壓等有記錄序號(hào)、累計(jì)時(shí)間、電壓、電流、能量、功率、單體溫度、單體電壓等數(shù)據(jù)記錄與保存曲線種類功能測試范圍保護(hù)功能

并能夠計(jì)算容量、安時(shí)、瓦時(shí)、充電效率、放電效率、ΔV/Δt、ΔI/Δt等；對以上測量值和計(jì)算值能實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)，相互之間的變化關(guān)系〔曲線、圖形EXCEL、PDF、打印功能；數(shù)據(jù)記錄表包含確定時(shí)間時(shí)間，過程時(shí)間，電壓，電流，溫度，實(shí)際容數(shù)據(jù)記錄表應(yīng)能單獨(dú)生成程序工步開頭、跳轉(zhuǎn)、完畢等時(shí)刻的時(shí)間、電壓、電流、溫度、階段容量等信息，能保存為EXCEL、PDF格式文件；4〕備每個(gè)通道的測試數(shù)據(jù)可單獨(dú)保存或查看；充電、放電及暫停等工藝步驟標(biāo)應(yīng)能以不同顏色或其他形式區(qū)分；同一個(gè)工程數(shù)據(jù)保存時(shí)，全部數(shù)據(jù)可一次性保存在一個(gè)文件中；具有歷史數(shù)據(jù)查詢功能，依據(jù)時(shí)間段、工程名稱等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢。XY坐標(biāo)：總電壓、總電流、容量、能量、功率、單體電壓、單體溫度電池模組/包標(biāo)準(zhǔn)工況模擬測試；電池模組/包實(shí)測工況模擬測試；電池模組/包循環(huán)壽命試驗(yàn)；電池模組/包涵量試驗(yàn)；電池模組/包直流內(nèi)阻測試；電池模組/包充電、放電特性試驗(yàn)；電池模組/包荷電保持力量試驗(yàn)；電池模組/包充放電效率試驗(yàn)；電池模組/包過充、過放承受力量試驗(yàn)；電池模組/包溫度特性試驗(yàn)；輸入保護(hù) 過壓、過流、缺相、過溫、保護(hù)報(bào)警；5斷電保護(hù)單體保護(hù)安全保護(hù)條件海拔高度環(huán)境條件 環(huán)境溫度最大相對濕度

電壓鉗位、過流、過溫、過壓、欠壓等保護(hù)報(bào)警；外部斷電后，電池與設(shè)備之間自動(dòng)斷開，有效避開因重上電造成意外，同時(shí)保存斷點(diǎn)數(shù)據(jù)，來電后可續(xù)接工藝運(yùn)行；單體欠壓、單體過壓、單體溫度超限、電池反接、超量程保護(hù)報(bào)警，保護(hù)限值可設(shè)置。軟件能夠設(shè)置的安全保護(hù)參數(shù)包括：電壓下限、電壓上限、電流下限、電流上限等；上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)及通訊故同時(shí)保護(hù)值可設(shè)定，保護(hù)后可以在故障信息中顯示和記錄，便于查詢和分析；相對應(yīng)的通道緊停，該通道實(shí)現(xiàn)停車時(shí)應(yīng)不影響另外正在運(yùn)行的通道。2023m0℃～40℃0～90%〔非冷凝〕

IP21風(fēng)冷系統(tǒng)承受模塊化構(gòu)造，便于維護(hù)和擴(kuò)容6、德普電氣電池包性能測試系統(tǒng)的質(zhì)量、性能及技術(shù)的先進(jìn)性專業(yè)化構(gòu)造設(shè)計(jì):模塊化構(gòu)造:構(gòu)造更緊湊,承受獨(dú)立密閉風(fēng)道，散熱更抱負(fù),系統(tǒng)的牢靠性得到保障外觀設(shè)計(jì):精巧、高端、大氣國際先進(jìn)的充放電測試平臺(tái)IGBT求電流響應(yīng)波形充放電轉(zhuǎn)換波形7放電能量高品質(zhì)回饋電網(wǎng)；高效節(jié)能、對電網(wǎng)無污染，在測試過程中不會(huì)造成環(huán)境溫度上升，保證了設(shè)備的牢靠運(yùn)行輸入側(cè)電壓、電流波形輸出紋波小，能夠保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性，在測試過程中不會(huì)對電池造成損害電池側(cè)電壓、電流波形多通道、多柜并聯(lián)掌握技術(shù)系統(tǒng)支持多通道、多柜并聯(lián)掌握，能夠擴(kuò)大受試電池的規(guī)格范圍，滿足客戶使用彈性高的要求，提高設(shè)備的利用率，削減企業(yè)對設(shè)備的投入8簡單工況模擬測試a、依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展電動(dòng)汽車駕駛循環(huán)模擬測試b、滿足實(shí)測工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換為測試程序的工況模擬測試c、實(shí)測工況數(shù)據(jù)可以是電流-時(shí)間或功率-時(shí)間，具備智能識(shí)別Excel、CSV等格式的工況數(shù)據(jù)文件及工步自適應(yīng)合并功能實(shí)測工況數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換測試工藝功能實(shí)測工況模擬數(shù)據(jù)導(dǎo)入用戶可將excel或者csv格式的實(shí)測數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入，自動(dòng)生成設(shè)備可執(zhí)行的工藝文件1中時(shí)間是其次列，電流是第三列，在這個(gè)設(shè)置中，時(shí)間列設(shè)置為2，單位設(shè)置為秒；電流列設(shè)置為3，單位設(shè)A，在類型設(shè)置為時(shí)間-電流類型，電壓、功率列可不設(shè)置，設(shè)備不讀取。9直流內(nèi)阻測試快速響應(yīng)與轉(zhuǎn)換、高速準(zhǔn)確測量是直流內(nèi)阻測試的保障能夠在不同的荷電狀態(tài)下對電池包的直流內(nèi)阻進(jìn)展測試便利敏捷的BMS數(shù)據(jù)對接與掌握內(nèi)置先進(jìn)的DBC配置文件,可便利、快捷與不同廠家的BMS進(jìn)展數(shù)據(jù)對接與掌握在一個(gè)測試通道可同時(shí)與多個(gè)BMS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與掌握，滿足同時(shí)檢測多個(gè)不同電池模塊功能VectorCanDBCBMSBMS設(shè)備會(huì)形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DBC文件，設(shè)備導(dǎo)入這個(gè)文件即可實(shí)現(xiàn)對接，設(shè)備不但可以隨時(shí)與不同BMSBMS，使用格外便利，如以下圖：目前國外知名品牌的設(shè)備也有類似DBC的功能推出，但是存在一些問題：第一，由于現(xiàn)在BMS廠家很多，差異很大，國外設(shè)備廠家有功能但是不供給DBC文件編寫效勞，要求用戶自己編寫DBCDBC其次，有些廠家供給轉(zhuǎn)換工具規(guī)章說明格外簡單，用戶很難實(shí)現(xiàn)自己想要的功能。10系統(tǒng)環(huán)境模擬集成技術(shù)可與不同廠家的環(huán)境倉、振動(dòng)臺(tái)等外設(shè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與掌握；能夠?qū)崿F(xiàn)電池包在不同環(huán)境下性能測試；動(dòng)力電池曲線擬合全都性評測專家系統(tǒng)a、以專家的閱歷結(jié)合曲線擬合的方法對電池的全都性進(jìn)展評估及分選b、依據(jù)客戶自定義的全都性評測策略添加共性化全都性評測功能豐富全面的記錄模式具體數(shù)據(jù)記錄、階段數(shù)據(jù)記錄、循環(huán)數(shù)據(jù)記錄、工藝文件記錄在系統(tǒng)中除了常規(guī)的定時(shí)間差記錄方式外，增加了定安時(shí)差、定電流差、定功率差、定電壓差、定瓦時(shí)差的記錄方式，為客戶帶來極大便利。假設(shè)用戶需要檢測每充進(jìn)去肯定的安時(shí)電能，電池電壓變化狀況，其他設(shè)備廠家只能通過密集采樣的形式，形成一個(gè)浩大的數(shù)據(jù)表格，用戶自己從表格里進(jìn)展篩選分析數(shù)據(jù)。而我們供給了一個(gè)定安時(shí)差記錄的方式，用戶直接從記錄就可以直觀的看出來，不需要額外的篩選數(shù)據(jù)的過程，表達(dá)了數(shù)據(jù)有效分析的特點(diǎn)。11豐富的實(shí)時(shí)曲線功能選項(xiàng)系統(tǒng)支持豐富多彩的多坐標(biāo)系，為客戶帶來分析的便利支持在一個(gè)圖中同時(shí)展現(xiàn)單體信息，便于用戶查看整體趨勢及單體之間的差異性不同的曲線可以自己設(shè)置不同的顏色線寬，格外便利區(qū)分。而且對于曲線，通過鼠標(biāo)的操作可以實(shí)現(xiàn)放大縮小，坐標(biāo)水平及縱向移動(dòng)，并能通過鼠標(biāo)準(zhǔn)確定位顯示某點(diǎn)的XY坐標(biāo)實(shí)際值及曲線名稱，用戶查看更為便利，例如做電池分選等；也可以通過一些坐標(biāo)軸的設(shè)置使曲線更簡潔查看：數(shù)據(jù)保存和篩選功能隨著測試標(biāo)準(zhǔn)的簡單化，客戶對測試數(shù)據(jù)的要求越來越高，測試過程中產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，為了便利用戶查看和分析，我們在軟件上做了優(yōu)化：12在這個(gè)界面中，用戶可以導(dǎo)出自己想看的數(shù)據(jù)，把不需要看的數(shù)據(jù)過濾掉，大大提升了數(shù)據(jù)分析的效率。同時(shí)在查看數(shù)據(jù)時(shí)，原來只能按工藝的起始時(shí)間查看，現(xiàn)在可在一個(gè)完整的工藝過程記錄中進(jìn)展篩選查看：13專業(yè)化電池測試軟件豐富的測試控件平臺(tái)，滿足簡單工藝的測試需求直觀友好的人機(jī)界面任意組合的曲線呈現(xiàn)方式14豐富的報(bào)表功能a具體列表過程列表循環(huán)列表15三、設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)主要引用的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：GB7251-2023 低壓成套開關(guān)設(shè)備和掌握設(shè)備GB/T14549-1993 電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波GB/T15945-1995 電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差GB/T12325-2023 電能質(zhì)量