Batterietests in Forschung und Entwicklung

Lösungen für die Entwicklung, Prüfung und Validierung von Batterien

Als Antwort auf den wachsenden Bedarf an präziser Entwicklung und Validierung von Hochleistungsbatterien und Hybridsystemen bietet HORIBA mit dem Evaluator B eine Lösung an, die sich durch hohe Genauigkeit und Anpassungsfähigkeit auszeichnet und daher perfekt auf die anspruchsvollen Anforderungen der Batterieentwicklung und -prüfung zugeschnitten ist.

Der Evaluator B ist für das Testen von Batterien verschiedener Technologien optimiert und kann dank seines modularen Aufbaus und seiner fortschrittlichen Sicherheitsfunktionen auf Ihre spezifischen Testanforderungen und Anwendungen zugeschnitten werden.

Unsere Lösung integriert eine Vielzahl von Geräten und Technologien und ermöglicht eine zentralisierte und benutzerfreundliche Vorbereitung, Durchführung und Auswertung komplexer Tests. Ob es um die Analyse der Batterielebensdauer und Batteriekapazität unter verschiedenen Umweltbedingungen oder um die Bewertung von Batteriedegradation und Fahrzyklen geht, Evaluator B gewährleistet präzise und zuverlässige Ergebnisse.

Highlights

  • Kundenspezifische X‑HVT Quelle/Senke mit bis zu 1500 A / 1500 V / 1000 kW
  • Integration von Klimakammern, Kältemaschinen und anderen kundenspezifischen Geräten
  • Volle Flexibilität mit der leistungsstarken STARS-Software
  • Herausragende Genauigkeit und Auflösung für F&E-Anwendungen
Example setup for R&D Battery Testing

Individuell auf Ihre Anforderungen zugeschnitten

Der F&E-Batterieprüfstand kann die folgenden Elemente umfassen:

  1. Gleichstromversorgung (X-HVT Lade- und Entladeeinheit):
    Bis zu 1000 kW / 1500 V / 1500 A
  2. Schaltschrank:
    Bereitstellung der benötigten Spannung und Stromversorgung für das BMS (Battery Management System)
  3. Steuerungsschrank:
    Mit ausfallsicherer SPS-Steuerung, Anbindung an das Automatisierungssystem
  4. DAQ: Datenerfassung:
    Temperatur, Spannung, Strom; mit EtherCAT-Unterstützung
  5. Wärme- oder Klimakammer:
    Verschiedene Größen, Innen-/Außen- und Containeraufstellung möglich
  6. Modul zur Temperaturregelung:
    Bis zu -40 °C (-40 °F) und +90 °C (+194 °F) mit einer Genauigkeit von bis zu 0,05 K
  7. Bedienpult, Automatisierungssystem (nicht in der Visualisierung dargestellt):
    Mit STARS Automatisierungssystem
     

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Daten und Spezifikationen: Evaluator B

Lösungen für die Entwicklung, Prüfung und Validierung von Batterien

Einbindung

  • Übergreifendes Sicherheitskonzept mit Ereignisbehandlung
  • Ausfallsichere PLC-Steuerung
     

Software & Automatisierun

  • STARS Automation
  • Unattended 24/7 operation
  • Real time system
  • Remote interface
     

Datenerfassung

  • Zentrale Datenverarbeitung mit Abtastraten bis zu 1 ms
  • Flexible Konfigurationen der Datenaufzeichnung
  • Flexibler Datenexport

Strom

  • bis zu 1500 A
  • Hohe dynamische Stromanstiegsraten
     

Spannung

  • Bis zu 1500 V
  • 4-Quadranten-Betrieb mit 0-V-Option
     

Leistung

  • Bis zu 1000 kW & Überlast von 30 % bis 50 %
  • Netzrückspeisung, bis zu 95 % Wirkungsgrad
  • Mehrkanalige Konfiguration mit Lastmanagement
     

Impedanz

  • Integrierte Messung unter Last bis zu 500 A / 100 kHz

Execution

  • Mobil
  • Messgalgen
  • Schaltschrank
     

Anschlussmöglichkeiten

  • Messung von Temperatur, Spannung, Strom
  • Verschiedene Genauigkeiten, Messbereiche und Messdatenerfassungsraten mit EtherCAT-Unterstützung
  • Steuerfunktionen über analoge und digitale Ein- und Ausgänge
     

CAN-Gateway

  • Interface zum Testobjekt mit Echtzeit-CAN-Schnittstelle and Terminalsteuerung

Umweltsimulation

  • Wärme- oder Klimakammer gemäß EUCAR Gefährdungsstufen
  • Ausführung als Out/Indoor Container-Installation
     

Sicherheitsmerkmale

  • Hochspannungsschutzkonzept und berührungssicheres Design
  • Türüberwachung und Schließmechanismus
  • Abgashandling und -überwachung
  • Inertisierungssysteme und Feuerlöschsysteme
     

Kühlsystem

  • Batteriekühlsysteme in verschiedenen Konfigurationen für mehrere Kanäle und Medien

Leistungstests

  • Prüfung der Kapazität
  • Test des Innenwiderstands und der Impulsleistung
  • Einstellen des SoC (State of Charge)
  • Lebenszyklus- und Dauertest für beschleunigte Alterung
  • Fahrzyklustest
     

Umweltsimulation

  • Temperaturschock-Test
  • Feuchtigkeits- und Korrosionstest
  • Staub-Test
  • Vibrations- und Schocktest

CE-Konformitätskennzeichnung (gemäß)

  • EMC directive 2014/30/EU
  • Low voltage directive 2014/35/EU
  • ATEX directive 2014/34/EU
  • General product safety directive 2001/95/EC
  • Machinery directive 2006/42/EC
  • Pressure equipment directive 2014/68/ EU
     

Risikobewertung

  • DIN EN ISO 13849
  • DIN EN ISO 1210

Daten und Spezifikationen: X-HVT

Lade-​Entladeeinheit für Hochvolt-Emulation

Nennleistung

  • 60 kW, 160 kW, 250 kW, 300 kW, 600 kW, 900 kW 1000 kW
  • weitere Typen auf Anfrage
     

Gesamtwirkungsgrad bei Nennleistung

  • ≥95 %
     

Geräuschentwicklung

  • ≤70 dB (A) in 1 m Entfernung (160 kW, 600 A)

Betriebsmodi

  • CC, CV, CP, CCMOD
     

Spannungsbereich

  • 800 V, 1000 V, 1200 V, 1500 V
  • weitere Typen auf Anfrage
     

Strombereich

  • ±600 A, 800 A, ±1000 A, ±1200 A, 1400 A, 2000 A
  • weitere Typen auf Anfrage
     

Messgenauigkeit

  • ±0,03 % MV, ±0,015 % FS
     

Auflösung

  • 16 bit
     

Abtastrate

  • 10 µs (100 kHz)
     

Speicherrate

  • 3,0 ms

Zykluszeit

  • 3 ms
     

Standard-Modelle

  • VOCV + R1 + R2 || C1
  • VOCV + R1 + R2 || C1 + R3 || C2
  • VOCV + R1 + R2 || C1 + R3 || C2 || R4
     

Sollwert

  • Voltage
  • SOC
     

Parameter

  • Nennleistung
  • Leerlaufspannung
  • Technologie (SOC-Kurve)
  • Innenwiderstand
  • Dynamisch (Widerstand und Kapazität)
  • Temperatur (optional)

Frequenzbereich

  • 0,1 mHz bis 10 kHz (optional bis zu 50 kHz)
     

Impedanzbereich

  • 5 µΩ bis zu 100 Ω
     

Impedanz-Genauigkeit

  • ±1 %, ±100 µΩ
     

Genauigkeit des Phasenwinkel

  • ±1 °
     

Max. Modulationsstrom

  • ±10 AAC

Restwelligkeit

  • <0,1 % eff. FS
     

Risiko-Bewertung

  • <3 ms

Sicherheits-Controller

  • Not-Aus (zwei Kanäle)
  • Gleichstrom-Aus (zwei Kanäle)
  • Gleichstrom-Ein (zwei Kanäle)
  • Signal des ISO-Controllers
     

ISO-Controller

  • Isolationswiderstand HV-Plus und HV-Minus
  • Analoge Verarbeitung des Isolationswiderstandes
  • Sichere Trennung von DC-Schützen
     

Sicherheitsausführung nach ISO 13849 / EN 60204-

  • Galvanisch getrennte IGBT-Halbbrücken
     

Nachweis der funktionalen Sicherheit (Audit Trail) inkl. Erstellung des ISO 13849 Validierungszertifikats

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