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德國BRS在線電池電芯測量儀AN 20

--可組裝到電池生產(chǎn)產(chǎn)線

用于裝配線上單個電池電芯單體的**測試

要求

電池組由單個電池組成。在接收檢查期間,，驗證電池單元的質(zhì)量,，特別是它們符合規(guī)范; 但是，也需要檢測由儲存和運輸引起的細(xì)胞化學(xué)變化,。

如果要處理大量電池單元,，則需要同時進(jìn)行短測試時間和深入測試。這是通過使用MBT測量設(shè)備在1秒內(nèi)進(jìn)行3參數(shù)快速測試來實現(xiàn)的,。

原理

電池單元的內(nèi)阻是頻率依賴的,。在*基本的等效電路圖中，可以識別出2個電阻：

•交流電阻：代表電解質(zhì),，通常在1kHz下測量

•直流電阻：可以得出有關(guān)電極的結(jié)論,；為了提高測量速度，應(yīng)考慮10Hz的頻率

結(jié)合開路電壓作為衡量標(biāo)準(zhǔn)充電狀態(tài)（存儲,，自放電）可以在*短的時間內(nèi)檢查這3個參數(shù)是電池單元*重要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),。

結(jié)果

通常，圓柱形電池的測量結(jié)果表明開路電壓（左圖）不重要且?guī)缀醪粫霈F(xiàn)偏差：

電阻值顯示不同的圖像：存在具有非常高偏差的單個異常值（右圖）; 只有這兩個參數(shù)的測量才能提供有關(guān)電池質(zhì)量的信息,！

測量

1.測試適配器（接觸）

由于mΩ范圍內(nèi)的低內(nèi)阻值,，阻抗測量采用開爾文技術(shù)（4線）進(jìn)行。每根電極將通過2根電線接觸：電流供應(yīng)（力）和電壓測量（感應(yīng)）,。

為了接觸,，優(yōu)選使用彈簧加載的接觸銷，其具有不同類型的接觸頭,。在一些扁平電池上,，電池極（通常是正極）由鋁制成，鋁可以快速陽極氧化并因此變得具有高電阻,。為了實現(xiàn)適當(dāng)?shù)碾娊佑|,，必須穿透陽極氧化表面。

因此,，我們建議使用分離的接觸頭（即F 773-21型或Kelvin-pin型F840,，均來自德國Feinmetall GmbH）。如果可能,，兩極應(yīng)使用相同類型的引腳,。請注意，觸針行程僅為幾毫米,。

2.接線

為避免交叉耦合/干擾,，兩個導(dǎo)線管應(yīng)分開。 電流供應(yīng)（力）和電壓測量（感應(yīng)）應(yīng)分開安排。 電線必須加捻,，長度不應(yīng)超過3米,。 推薦直徑：感應(yīng)線為0.25mm2，強力線為0.5mm2,。

3.集成到系統(tǒng)控制中

在通過PLC控制的情況下,，主要使用RS232接口,。 與測量設(shè)備的通信基于簡單的遠(yuǎn)程控制協(xié)議,。

通常觸發(fā)測量本身：一旦電池單元正確定位并且針頭接觸，控制器就會激活測量,。

如果電池單元接觸不正確,，測量設(shè)備將提供相應(yīng)的錯誤消息。

將記錄和評估測試結(jié)果：臨界值和統(tǒng)計分布（平均值,，標(biāo)準(zhǔn)偏差）,。 應(yīng)對異常值進(jìn)行整理和詳細(xì)分析。

4.測量精度

通常,，電壓測量的測量不確定度為±0.2％,，AC內(nèi)部電阻的測量不確定度為±2％。

AN 21電池電芯測量儀

用于開發(fā)中圓柱形電池的質(zhì)量控制

要求

開發(fā)中的資格測試,，以找出適合用例的電池單元,。 質(zhì)量保證中的樣品測試，以驗證電池質(zhì)量,。

為此,，三個電池參數(shù)：

•電壓U

•能力C

•內(nèi)阻R

必須確定。 靜態(tài)測量電壓和容量（使用DC）,，內(nèi)部電阻作為AC值動態(tài)測量,。

單元的內(nèi)阻由歐姆和電容元件組成，因此取決于頻率,。 從頻率響應(yīng)或奈奎斯特圖可歸因于電化學(xué)特性,。 這意味著可以例如在生產(chǎn)波動時檢查電池。 也可以比較不同制造商或技術(shù)的電池,。

在參考值（例如新電池）的幫助下,，可以估計電池條件（例如老化狀態(tài)）。

實現(xiàn)

對于常用的18650,，21700和26650格式,，我們提供完整的測試系統(tǒng)。它包括：

•與之接觸的電池測試適配器CTA

四線技術(shù)中的電池

•測量儀器BTC1

•用于控制和評估的PC軟件,。

對于電池的容量測量

測試必須充分充電,。這是

通常是原始細(xì)胞的情況，

二次電池（可充電電池）

必須使用外部電源充電

供應(yīng)，通常作為附件提供1,。此后,，電池通過BTC1以可調(diào)恒定電流放電至放電極限電壓，并測量電荷,。**可拆卸電量代表電池容量,。

阻抗測量在0，1Hz至1khz的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行,，顯示阻抗的歐姆分?jǐn)?shù)（實部）和電容部分（虛部）,。在頻譜模式下，所有頻率都連續(xù)測量并顯示為奈奎斯特圖,?？梢愿鶕?jù)要求計算等效電路圖參數(shù)。

應(yīng)用,，操作

容量測量

在輸入放電結(jié)束電壓,，放電電流和標(biāo)稱容量之后，開始測量,。 測量進(jìn)度以圖形方式顯示,。 在達(dá)到極限放電電壓后，測量結(jié)束,，到該點的電荷對應(yīng)于電池的容量,。

整個測量值以CSV格式存儲，可以立即顯示放電特性,。

光譜阻抗測量

它在菜單項“Spectrum”中完成,。 以曲線的形式，即x軸=歐姆分?jǐn)?shù),，y軸=電容部分,，顯示1khz和0.1Hz之間的阻抗的頻率響應(yīng)。 每個點代表一個頻率,。 可以根據(jù)要求計算模型參數(shù)RS,，RP，CP,。

三,、AN17UPS系統(tǒng)的服務(wù)策略

通常的服務(wù)策略

服務(wù)和維護(hù)通常定期（例如一年）進(jìn)行：

•通過測量各個塊電壓

•通過負(fù)載測試超過所需的橋接時間（2小時，間隔15分鐘）

電壓測量提供有關(guān)實際充電狀態(tài)的信息,，負(fù)載測試確認(rèn)了橋接所需停機時間的能力,。

缺點是負(fù)載測試的持續(xù)時間（幾個小時）;在此期間，應(yīng)急電源停止運行,。

沒有預(yù)測性交換,，因為負(fù)載測試僅提供是/否語句,，并且不提供有關(guān)系統(tǒng)余量的信息。無法追蹤衰老的行為,。

改善服務(wù)戰(zhàn)略

通過額外的內(nèi)阻測量,，可以估算出塊的趨勢分析。

使用內(nèi)部電阻表（例如BST1）,，可以測量各個模塊（2V,，6V，12V）的電壓和內(nèi)部電阻,。測量可以在活動狀態(tài)下完成,，系統(tǒng)不必斷開連接。

評測

評估的重要標(biāo)準(zhǔn)是：

1）電壓和內(nèi)阻的測量值的均勻性,。異常值,，我偏離平均值,，表明顯著,，多數(shù)是弱細(xì)胞。由于弱電池的串聯(lián)連接受到壓力并希望成為**個失敗的,。

2）電壓和內(nèi)阻測量值的時間趨勢。

人們利用內(nèi)阻增加老化（=容量損失）的經(jīng)驗：

當(dāng)將當(dāng)前測量值與前一測量值進(jìn)行比較時,，通?？梢杂^察到趨勢，例如,，內(nèi)阻增加,。如果您推斷這些值，則可以估算達(dá)到*小剩余容量的時間,。這是使用電池制造商的老化數(shù)據(jù)完成的,。如果沒有這樣的數(shù)據(jù)，您可以使用以下經(jīng)驗法則：內(nèi)阻加倍表示容量減少20％,。

結(jié)論

額外的內(nèi)阻測量具有以下優(yōu)點：

a）通過內(nèi)阻/電導(dǎo)率測量（幾秒鐘）替換負(fù)載測試（幾個小時）,。這將維護(hù)時間從2小時減少到幾分鐘。

b）根據(jù)早期識別趨勢的要求調(diào)整服務(wù)間隔（?年和1年之間）,。負(fù)載測試僅在需要時執(zhí)行,，例如如果內(nèi)阻測量顯示容量顯著下降。

c）電阻數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析是UPS單元的預(yù)測以及個別更換電池塊的需要,。

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