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产品系列
德国BRS在线电池电芯测量仪AN 20
--可组装到电池生产产线
用于装配线上单个电池电芯单体的**测试
要求
电池组由单个电池组成。在接收检查期间,验证电池单元的质量,特别是它们符合规范; 但是,也需要检测由储存和运输引起的细胞化学变化。
如果要处理大量电池单元,则需要同时进行短测试时间和深入测试。这是通过使用MBT测量设备在1秒内进行3参数快速测试来实现的。
原理
电池单元的内阻是频率依赖的。在*基本的等效电路图中,可以识别出2个电阻:
•交流电阻:代表电解质,通常在1kHz下测量
•直流电阻:可以得出有关电极的结论;为了提高测量速度,应考虑10Hz的频率
结合开路电压作为衡量标准充电状态(存储,自放电)可以在*短的时间内检查这3个参数是电池单元*重要的质量标准。
结果
通常,圆柱形电池的测量结果表明开路电压(左图)不重要且几乎不会出现偏差:
电阻值显示不同的图像:存在具有非常高偏差的单个异常值(右图); 只有这两个参数的测量才能提供有关电池质量的信息!
测量
1.测试适配器(接触)
由于mΩ范围内的低内阻值,阻抗测量采用开尔文技术(4线)进行。每根电极将通过2根电线接触:电流供应(力)和电压测量(感应)。
为了接触,优选使用弹簧加载的接触销,其具有不同类型的接触头。在一些扁平电池上,电池极(通常是正极)由铝制成,铝可以快速阳极氧化并因此变得具有高电阻。为了实现适当的电接触,必须穿透阳极氧化表面。
因此,我们建议使用分离的接触头(即F 773-21型或Kelvin-pin型F840,均来自德国Feinmetall GmbH)。如果可能,两极应使用相同类型的引脚。请注意,触针行程仅为几毫米。
2.接线
为避免交叉耦合/干扰,两个导线管应分开。 电流供应(力)和电压测量(感应)应分开安排。 电线必须加捻,长度不应超过3米。 推荐直径:感应线为0.25mm2,强力线为0.5mm2。
3.集成到系统控制中
在通过PLC控制的情况下,主要使用RS232接口。 与测量设备的通信基于简单的远程控制协议。
通常触发测量本身:一旦电池单元正确定位并且针头接触,控制器就会激活测量。
如果电池单元接触不正确,测量设备将提供相应的错误消息。
将记录和评估测试结果:临界值和统计分布(平均值,标准偏差)。 应对异常值进行整理和详细分析。
4.测量精度
通常,电压测量的测量不确定度为±0.2%,AC内部电阻的测量不确定度为±2%。
AN 21电池电芯测量仪
用于开发中圆柱形电池的质量控制
要求
开发中的资格测试,以找出适合用例的电池单元。 质量保证中的样品测试,以验证电池质量。
为此,三个电池参数:
•电压U
•能力C
•内阻R
必须确定。 静态测量电压和容量(使用DC),内部电阻作为AC值动态测量。
单元的内阻由欧姆和电容元件组成,因此取决于频率。 从频率响应或奈奎斯特图可归因于电化学特性。 这意味着可以例如在生产波动时检查电池。 也可以比较不同制造商或技术的电池。
在参考值(例如新电池)的帮助下,可以估计电池条件(例如老化状态)。
实现
对于常用的18650,21700和26650格式,我们提供完整的测试系统。它包括:
•与之接触的电池测试适配器CTA
四线技术中的电池
•测量仪器BTC1
•用于控制和评估的PC软件。
对于电池的容量测量
测试必须充分充电。这是
通常是原始细胞的情况,
二次电池(可充电电池)
必须使用外部电源充电
供应,通常作为附件提供1。此后,电池通过BTC1以可调恒定电流放电至放电极限电压,并测量电荷。**可拆卸电量代表电池容量。
阻抗测量在0,1Hz至1khz的频率范围内进行,显示阻抗的欧姆分数(实部)和电容部分(虚部)。在频谱模式下,所有频率都连续测量并显示为奈奎斯特图。可以根据要求计算等效电路图参数。
应用,操作
容量测量
在输入放电结束电压,放电电流和标称容量之后,开始测量。 测量进度以图形方式显示。 在达到极限放电电压后,测量结束,到该点的电荷对应于电池的容量。
整个测量值以CSV格式存储,可以立即显示放电特性。
光谱阻抗测量
它在菜单项“Spectrum”中完成。 以曲线的形式,即x轴=欧姆分数,y轴=电容部分,显示1khz和0.1Hz之间的阻抗的频率响应。 每个点代表一个频率。 可以根据要求计算模型参数RS,RP,CP。
三、AN17UPS系统的服务策略
通常的服务策略
服务和维护通常定期(例如一年)进行:
•通过测量各个块电压
•通过负载测试超过所需的桥接时间(2小时,间隔15分钟)
电压测量提供有关实际充电状态的信息,负载测试确认了桥接所需停机时间的能力。
缺点是负载测试的持续时间(几个小时);在此期间,应急电源停止运行。
没有预测性交换,因为负载测试仅提供是/否语句,并且不提供有关系统余量的信息。无法追踪衰老的行为。
改善服务战略
通过额外的内阻测量,可以估算出块的趋势分析。
使用内部电阻表(例如BST1),可以测量各个模块(2V,6V,12V)的电压和内部电阻。测量可以在活动状态下完成,系统不必断开连接。
评测
评估的重要标准是:
1)电压和内阻的测量值的均匀性。异常值,我偏离平均值,表明显着,多数是弱细胞。由于弱电池的串联连接受到压力并希望成为**个失败的。
2)电压和内阻测量值的时间趋势。
人们利用内阻增加老化(=容量损失)的经验:
当将当前测量值与前一测量值进行比较时,通常可以观察到趋势,例如,内阻增加。如果您推断这些值,则可以估算达到*小剩余容量的时间。这是使用电池制造商的老化数据完成的。如果没有这样的数据,您可以使用以下经验法则:内阻加倍表示容量减少20%。
结论
额外的内阻测量具有以下优点:
a)通过内阻/电导率测量(几秒钟)替换负载测试(几个小时)。这将维护时间从2小时减少到几分钟。
b)根据早期识别趋势的要求调整服务间隔(?年和1年之间)。负载测试仅在需要时执行,例如如果内阻测量显示容量显着下降。
c)电阻数据的统计分析是UPS单元的预测以及个别更换电池块的需要。
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