储能电池单体测试系统技术方案
储能电池单体测试系统技术方案
目录
一、概述
1.1 设备型号
根据用户的要求并结合我们的专业经验,主体设备具体选型如下:
序号 | 设备名称 | 型号 | 数量(套) | 技术参数与说明(单套设备) |
1 | 储能电池单体充放电系统 | ECT4-300-05B | 1 | 单通道5V300A每个机柜4通道,性能试验,可并联。
电压电流测控精度0.1%FS; |
2 | 上位机操作管理系统 | I-Solution | 1 | 动力电池测试管理软件/PC硬件 |
1.2 硬件系统结构
测试系统是由能量转换,回路及数据采集与处理的实时计算机控制系统构成的网络集成。 各组下位机硬件(测试回路与数据采集)通过网络适配器与上位计算机相连。各组硬件之间可以通过局域网或因特网连接。各主体设备可以共用统一的上位机操作系统,如图1-1所示:
图1-1
1.3 软件系统结构
上位机软件由十几个软件模块组成,全部集成在一套上位机操作管理软件I-Solution中。下位机DPS位于设备内部,将上位机指令下发给测试设备实现各种操作,同时将测试数据回传给上位机数据库。上位机软件Server与client高度一体化集成,保证测试系统长期稳定运行。同时上位机软件具有细分化的操作和功能权限,适用于不同使用者的需要。Server以TCP/IP方式与下位机通讯。
1.4 系统的可扩展性
考虑到用户对动力电池测试的未来扩展要求,本方案提供的系统对于测试系统的扩展(除了额定电流/电压/功率)都具有较好的灵活性,便于用户将来可能的系统扩充和调整。
例如:数采系统具有可扩展的特点;
上位机软件管理系统具备管理多台测试设备的预留接口;
可以增加环境温度测试设备集成等。
1.5动力电池测试标准
1.5.1 | 国际标准协会 |
FreedomCar(自愿合作的汽车研究计划2002~长期计划) | |
PNGV(新一代汽车合作伙伴计划19942004) | |
1.5.2 | 满足2015年4月颁布的新国标 |
QC/T 741-2014车用超级电容器 | |
QC/T 742-2006电动道路车辆用铅酸蓄电池 | |
GB/T 31486-2015电动汽车用动力蓄电池性能要求及试验方法 | |
GB/T 31485-2015电动汽车用动力蓄电池性安全要求及试验方法 | |
GB/T 31484-2015电动汽车用动力蓄电池性循环寿命要求及试验方法 | |
GB/T 31467.1-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第1部分:高功率应用测试规程 | |
GB/T 31467.2-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2部分:高能量应用测试规程 | |
GB/T 31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分:安全性要求及测试方法 | |
1.5.3 | 储能用锂离子电池 |
GB/T 36276-2018电力储能用锂离子电池 (设备V/I准确度达到0.05%FS时) |
二、技术参数
序号 | 项目 | 参数 | 解析度 |
1. | 设备交流输入 | 380V ±15% 频率50HZ±3 | / |
2. | 主通道数量 | 4 | / |
3. | 硬件技术 | 开关电源和线性电源复合技术,电池放电能量回馈企业内网 | / |
4. | 系统输出运行范围 | 单通道电压输出范围: (0~5)V
单通道电流输出范围: (-300~+300)A 单通道输出功率: (0~1.5)KW 通道间支持并机: 双通道电压输出范围: (0~5)V 双通道电流输出范围: (-600~+600)A 双通道输出功率: (0~3)KW |
1 mV
1 mA |
5. | 主通道电压测量与控制精度 | ±1‰FSR | / |
6. | 电池过压电压保护 | 5%FSR | |
7. | 主通道电流测量与控制精度 | ±1‰FSR | / |
8. | 输出过流保护值 | 5%FSR | |
9. | 主通道数据采集最小间隔 | 20ms | / |
10. | 辅助温度测量通道 | 每通道含2个温度采样通道,测量范围:(-40~150)℃
测量精度:±1℃ |
0.5℃ |
11. | 过热保护值 | 变压器温度保护值110℃ | / |
12. | 通讯功能 | 通过通讯功能能够控制主测试通道的启动、停止、电压/电流值的设定,步的跳转,报错功能 | / |
13. | 充放电功能 | 设备具有斜坡充放电、恒压充放电、恒流充放电、恒功率充放电、恒负载放电功能。
具有电池内阻测量功能(按照国标配置) |
/ |
14. | 可持续的数据采集间隔 | 999HRS:59M:59.99S | 0.1sec |
15. | 程序步数 | ≤9999 | / |
16. | 程序步数设置时间 | 999HRS:59M:59.99S | 0.1sec |
17. | 程序循环次数 | ≤99999 | / |
18. | 动态响应能力(电流无超调,可接受电压为限制条件) | 0到充电或放电(90%满量程设定):≤20ms
充电到放电(90%满量程设定):≤30ms 放电到充电(90%满量程设定):≤30ms |
/ |
19. | 安时数 | * 9999.9 | 0.01 AH |
20. | 瓦时数 | * 99999 | 0.01 WH |
21. | 通讯连接方式 | 以太网 | / |
22. | 电池放电能量处理方式 | 放电能量逆变回企业内网 | / |
23. | 保护功能 | 保护:欠压、过压、过流、缺相、过载
软件保护:充电、放电、静置全局保护条件 过温停机保护报警 |
/ |
24. | 标准配置输出电缆 | 输出电缆标准配置为6m(软线) | / |
25. | 设备输入线缆 | 须用户自行配备 | / |
26. | 冷却方式 | 散热器风冷前进后出 | / |
27. | 设备运行环境温度 | (0~40)℃ | / |
28. | 设备运行环境湿度 | 0~90%(非冷凝) | / |
29. | 设备运行海拔高度 | 0~2000m | / |
30. | 绝缘电阻 | 输入—机壳间不小于200MΩ/DC 500V | / |
31. | 抗电强度 | 输入—机壳 1.5kVDC/1min 20mA | / |
32. | 接地导通电阻 | 外壳与安全接地线之间小于0.1Ω/10A | / |
33. | 棱角 | 表面无对人体可能造成危险的尖楞、尖角 | / |
34. | 端子防护 | 接上线以后,高于安全电压的带电部件人不可触及 | / |
35. | 通讯线缆 | 交换器到设备网线标配20m;
设备间通讯线如有,长度为5m; 电脑到交换器如有,长度为1m |
/ |
三、软件功能介绍
3.1系统简介
测试管理软件是测试系统的不可分割的一部分,它可在Windows XP或Windows 7专业版环境下操作配合系统软件的上位计算机,实现工艺程序、测试流程、数据采集以及结果分析一体化服务;用户友好型、集成化设计理念,便于用户操作;采用成熟的软件设计架构,具有良好的可拓展性,便于升级和维护。
3.2系统功能
- 电池循环寿命试验
- 电池容量试验
- 电池内阻试验
- 电池充/放电特性试验
- 电池充放电效率试验
- 电池温度特性试验
- 电池标准动态测试
- 电池单体电压测试
- 电池单体温度测试
- 恒电流充放电、恒电压充放电
- 恒功率充放电
- 恒负载放电
- 电流阶梯充放电
- 电流斜坡充放电
- 在一个测试过程中,满足最多10个测试步骤结束条件
- 按照时间的变化记录数据,保证足够的有用数据且使得数据文件达到最小
- 具有数据自动上传功能
- 测试软件具有丰富的功能和用户友好型界面,为用户提供最优质的使用体验
3.3测试程序控制
- 限制条件
- 时间,电流,电压,功率,温度,容量,电池总成单体电压
- 数字信号值的输入及清零
- 安时/瓦时(累积值,充电,放电)
- 外循环数和内循环
3.4 限制条件的动作
- Go to 语句(或者 暂停 Goto 语句);
- 调用子程序,及子程序的返回
- 设置采样时间,电流或电压,容量
- 设定或数字量输入的清零
- 程序正常或非正常结束
3.5 控制结构
- 外循环数
- 内循环数
- 子程序
3.6 数据采集
采集的数据存放于下位机缓存区,具有断点续测功能,即使突发断电也能保持试验的完整性和连贯性。数据采集与程序的执行同步,采集的数据存可以输出到EXCEL格式文件,且可以根据一定条件,如时间、数据名等进行查询,支持批量导数据功能。
3.7 客户端软件绘图功能
历史曲线绘制
标准的历史曲线绘制功能,允许图像多倍放大,可精确获取每一点的测试结果,数据分析更加便利,如图3-1所示。
图3-1
实时曲线绘制
实时曲线绘制功能,全参数可选,电池状态一目了然,如图3-2所示。
图3-2
自由的曲线定制
曲线绘制可进行自由的X/Y轴设定,获取实验外延伸数据,如图3-3所示。
图3-3
适用于特殊实验需求的曲线
对于各种电池测试实验,给出最真实直观的输出,如图3-4所示。
图3-4
可任意调整的图像
使用参数设置功能可任意调整图像的坐标轴,满足用户要求,如图3-5所示。
图3-5
经过调整后,图像绘制更加美观,可直接用于实验报告中,如图3-6所示。
图3-6
数据曲线筛选功能
通过任意条件的数组设置进行数据筛选,从而有目的性的实现测试数据二次开发,如图3-7所示。
图3-7
工况模拟功能
高还原度的模拟工况,支持txt/excel工况数据导入,附带多种程序设置,使用更加方便灵活,如图3-8所示。
图3-8
3.8 安全保护功能
- 全过程的限制保护条件
- 下位工控机的看门狗安全保护
- 测试程序在下位工控机中运行
- 所有限制条件(包括全过程限制条件)和程序走向控制都与上位计算机无关。这就保证了上位计算机的执行或误操作都不影响安全保护措施
- 具有硬件紧急刹车功能
- 具有硬件过载保护
四、安全环保与其他环境条件
4.1安全环保
设备工作环境:0~40 摄氏度
相对湿度: 0%~90% RH, 非冷凝状态
海拔高度: 0~2000米
4.2建议业主予以关注的其他环境条件
4.2.1 | 环境模拟设备—高低温实验箱 |
4.2.2 | 配电系统设计 |
4.2.3 | 照明系统设计 |
4.2.4 | 中央空调系统设计 |
4.2.5 | 排风、消防系统设计 |
4.2.6 | 烟雾报警系统设计 |
4.2.6 | 现场摄像监控系统 |
4.2.7 | 辅助排风系统设计,异常情况启动加大排风量 |
4.2.8 | 防火/防爆措施设计 |
注意事项:1.设备无故障稳定运行5000h以上.
2.主通道输出充放电电流需为315A(300*1.05),持续能在300A
3.主通道线长2m
4.电脑配置:8代I5,8G内存,再配置了256G的固态硬盘加1T机械盘。
5.数据具有自动上传功能
6.电压采集线要长于主通道线10cm以上,电压采集是OT端子
7.温度采集线要长于主通道线10cm以上
8.售后服务要求随叫随到
9.设备断电后可续接,设备断电后数据自动保存,不会丢失