Chroma 17010為車用電池檢測提供1mS的瞬時取樣應用

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) 等儲能元件測試而開發(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。
本次介紹17010系列主要功能特色之一:為車用電池檢測提供1mS的瞬時取樣應用。
確保車用電池于安全范圍下正常運作,需要先進電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS) 做實時的控制策略,而電池等效電路模型(Equivalent Circuit Model, ECM)(圖一)常被建立在其中,透過模型精密的數(shù)學推論來準確估測電池的殘電量(State of Charge, SOC)、電池的健康狀態(tài)(State of Health, SOH)與電池的功能狀態(tài)(State of Function, SOF) 。

▲圖一.電池芯等效電路模型
Voc:開路電壓; Ro:歐姆電阻; Rc1/Rc2:極化電阻; C1/C2:極化電容; IL:輸出電流; VL:端點電壓
(圖一)中的歐姆電阻(Ohmic resistance, Ro)是用來評價電池可輸出功率之重要指標,若要精準獲得該參數(shù),必須在充放電瞬間透過高達1mS取樣速度擷取瞬間電壓及電流變化,才能有效與極化電阻(Polarization resistance, Rp)與極化電容 (Polarization capacitance, Cp)做區(qū)隔。意即,充放電設備是否能擷取瞬態(tài)的電壓變化將成為有效辨證出等效電路模型的歐姆電阻之關(guān)鍵性指標。而一個確實反映電池芯實際狀態(tài)的等效電路模型必須藉由高精度的充放電機設備進行電壓、電流與溫度的量測以辨證出精確模型參數(shù),常見的辨證方式須透過如(圖二)所示的混合動力脈沖能力特性(Hybrid Pulse Power Characterization, HPPC)測試波形來獲得特征電壓與電流,進而推論出歐姆電阻(Ro)、極化電阻(Rp) 與極化電容 (Cp)。

▲圖二.HPPC測試流程
Chroma 17010充放電測試方案提供1mS瞬時取樣功能,能精確擷取電性測試中的瞬態(tài)變化,(圖三)各紅圈處;搭配Chroma Battery LEx測試軟件中簡易工步編輯直接輸入SOC%作為測試點,讓使用者可快速制訂出完整HPPC測試計劃,再藉由內(nèi)建變量定義功能與軟件四則表達式編輯自動計算出歐姆電阻(Ro)與極化電阻(Rp)結(jié)果,并直接顯示于測試報表中,讓整體應用化繁為簡,且滿足全面測試需求。
Chroma在精密量測儀器領(lǐng)域具有30多年的經(jīng)驗,為自動測試系統(tǒng)的領(lǐng)航者,專精于各種電力電子相關(guān)測試應用。因應新能源發(fā)展的趨勢,也積極投入電動汽車、儲能系統(tǒng)測試等產(chǎn)業(yè),提供全方位的解決方案。

▲圖三.HPPC測試情境下的1ms瞬時取樣點
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