儲能電池單體測試系統(tǒng)技術(shù)方案
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儲能電池單體測試系統(tǒng)技術(shù)方案
目錄
1.2 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)... 3
1.3 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)... 4
2.1儲能電池單體充放電系統(tǒng)5V300A-4CHs. 6
四、安全環(huán)保與其他環(huán)境條件... 15
4.2建議業(yè)主予以關(guān)注的其他環(huán)境條件... 15
一、概述
1.1 設(shè)備型號
根據(jù)用戶的要求并結(jié)合我們的專業(yè)經(jīng)驗，主體設(shè)備具體選型如下：
| 序號 | 設(shè)備名稱 | 型號 | 數(shù)量（套） | 技術(shù)參數(shù)與說明（單套設(shè)備） |
| 1 | 儲能電池單體充放電系統(tǒng) | ECT4-300-05B | 1 | 單通道5V300A每個機柜4通道，性能試驗，可并聯(lián)。
電壓電流測控精度0.1%FS; |
| 2 | 上位機操作管理系統(tǒng) | I-Solution | 1 | 動力電池測試管理軟件/PC硬件 |
1.2 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
測試系統(tǒng)是由能量轉(zhuǎn)換，回路及數(shù)據(jù)采集與處理的實時計算機控制系統(tǒng)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)集成。 各組下位機硬件（測試回路與數(shù)據(jù)采集）通過網(wǎng)絡(luò)適配器與上位計算機相連。各組硬件之間可以通過局域網(wǎng)或因特網(wǎng)連接。各主體設(shè)備可以共用統(tǒng)一的上位機操作系統(tǒng)，如圖1-1所示：
圖1-1
1.3 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
上位機軟件由十幾個軟件模塊組成，全部集成在一套上位機操作管理軟件I-Solution中。下位機DPS位于設(shè)備內(nèi)部，將上位機指令下發(fā)給測試設(shè)備實現(xiàn)各種操作，同時將測試數(shù)據(jù)回傳給上位機數(shù)據(jù)庫。上位機軟件Server與client高度一體化集成，保證測試系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。同時上位機軟件具有細(xì)分化的操作和功能權(quán)限，適用于不同使用者的需要。Server以TCP/IP方式與下位機通訊。
1.4 系統(tǒng)的可擴展性
考慮到用戶對動力電池測試的未來擴展要求，本方案提供的系統(tǒng)對于測試系統(tǒng)的擴展（除了額定電流/電壓/功率）都具有較好的靈活性，便于用戶將來可能的系統(tǒng)擴充和調(diào)整。
例如：數(shù)采系統(tǒng)具有可擴展的特點；
上位機軟件管理系統(tǒng)具備管理多臺測試設(shè)備的預(yù)留接口；
可以增加環(huán)境溫度測試設(shè)備集成等。
1.5動力電池測試標(biāo)準(zhǔn)
| 1.5.1 | 國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 |
| FreedomCar（自愿合作的汽車研究計劃2002～長期計劃） | |
| PNGV（新一代汽車合作伙伴計劃19942004） | |
| 1.5.2 | 滿足2015年4月頒布的新國標(biāo) |
| QC/T 741-2014車用超級電容器 | |
| QC/T 742-2006電動道路車輛用鉛酸蓄電池 | |
| GB/T 31486-2015電動汽車用動力蓄電池性能要求及試驗方法 | |
| GB/T 31485-2015電動汽車用動力蓄電池性安全要求及試驗方法 | |
| GB/T 31484-2015電動汽車用動力蓄電池性循環(huán)壽命要求及試驗方法 | |
| GB/T 31467.1-2015電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第1部分：高功率應(yīng)用測試規(guī)程 | |
| GB/T 31467.2-2015電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第2部分：高能量應(yīng)用測試規(guī)程 | |
| GB/T 31467.3-2015電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分：安全性要求及測試方法 | |
| 1.5.3 | 儲能用鋰離子電池 |
| GB/T 36276-2018電力儲能用鋰離子電池 （設(shè)備V/I準(zhǔn)確度達到0.05%FS時） |
二、技術(shù)參數(shù)
2.1儲能電池單體充放電系統(tǒng)ECT4-300-05B
| 序號 | 項目 | 參數(shù) | 解析度 |
| 1. | 設(shè)備交流輸入 | 380V ±15% 頻率50HZ±3 | / |
| 2. | 主通道數(shù)量 | 4 | / |
| 3. | 硬件技術(shù) | 開關(guān)電源和線性電源復(fù)合技術(shù)，電池放電能量回饋企業(yè)內(nèi)網(wǎng) | / |
| 4. | 系統(tǒng)輸出運行范圍 | 單通道電壓輸出范圍：?????? （0～5）V
單通道電流輸出范圍：?????? （-300～+300）A 單通道輸出功率：?????????? （0～1.5）KW 通道間支持并機： 雙通道電壓輸出范圍：?????? （0～5）V 雙通道電流輸出范圍：?????? （-600～+600）A 雙通道輸出功率：?????????? （0～3）KW |
1 mV
1 mA |
| 5. | 主通道電壓測量與控制精度 | ±1‰FSR | / |
| 6. | 電池過壓電壓保護 | 5%FSR | |
| 7. | 主通道電流測量與控制精度 | ±1‰FSR | / |
| 8. | 輸出過流保護值 | 5%FSR | |
| 9. | 主通道數(shù)據(jù)采集最小間隔 | 20ms | / |
| 10. | 輔助溫度測量通道 | 每通道含2個溫度采樣通道,測量范圍：（-40～150）℃
測量精度：±1℃ |
0.5℃ |
| 11. | 過熱保護值 | 變壓器溫度保護值110℃ | / |
| 12. | 通訊功能 | 通過通訊功能能夠控制主測試通道的啟動、停止、電壓/電流值的設(shè)定，步的跳轉(zhuǎn)，報錯功能 | / |
| 13. | 充放電功能 | 設(shè)備具有斜坡充放電、恒壓充放電、恒流充放電、恒功率充放電、恒負(fù)載放電功能。
具有電池內(nèi)阻測量功能（按照國標(biāo)配置） |
/ |
| 14. | 可持續(xù)的數(shù)據(jù)采集間隔 | 999HRS:59M:59.99S | 0.1sec |
| 15. | 程序步數(shù) | ≤9999 | / |
| 16. | 程序步數(shù)設(shè)置時間 | 999HRS:59M:59.99S | 0.1sec |
| 17. | 程序循環(huán)次數(shù) | ≤99999 | / |
| 18. | 動態(tài)響應(yīng)能力(電流無超調(diào)，可接受電壓為限制條件) | 0到充電或放電（90%滿量程設(shè)定）：≤20ms
充電到放電（90%滿量程設(shè)定）：≤30ms 放電到充電（90%滿量程設(shè)定）：≤30ms |
/ |
| 19. | 安時數(shù) | * 9999.9 | 0.01 AH |
| 20. | 瓦時數(shù) | * 99999 | 0.01 WH |
| 21. | 通訊連接方式 | 以太網(wǎng) | / |
| 22. | 電池放電能量處理方式 | 放電能量逆變回企業(yè)內(nèi)網(wǎng) | / |
| 23. | 保護功能 | 保護：欠壓、過壓、過流、缺相、過載
軟件保護：充電、放電、靜置全局保護條件 過溫停機保護報警 |
/ |
| 24. | 標(biāo)準(zhǔn)配置輸出電纜 | 輸出電纜標(biāo)準(zhǔn)配置為6m(軟線) | / |
| 25. | 設(shè)備輸入線纜 | 須用戶自行配備 | / |
| 26. | 冷卻方式 | 散熱器風(fēng)冷前進后出 | / |
| 27. | 設(shè)備運行環(huán)境溫度 | （0～40）℃ | / |
| 28. | 設(shè)備運行環(huán)境濕度 | 0～90%（非冷凝） | / |
| 29. | 設(shè)備運行海拔高度 | 0～2000m | / |
| 30. | 絕緣電阻 | 輸入—機殼間不小于200MΩ/DC 500V | / |
| 31. | 抗電強度 | 輸入—機殼 1.5kVDC/1min? 20mA | / |
| 32. | 接地導(dǎo)通電阻 | 外殼與安全接地線之間小于0.1Ω/10A | / |
| 33. | 棱角 | 表面無對人體可能造成危險的尖楞、尖角 | / |
| 34. | 端子防護 | 接上線以后，高于安全電壓的帶電部件人不可觸及 | / |
| 35. | 通訊線纜 | 交換器到設(shè)備網(wǎng)線標(biāo)配20m；
設(shè)備間通訊線如有，長度為5m； 電腦到交換器如有，長度為1m |
/ |
三、軟件功能介紹
3.1系統(tǒng)簡介
測試管理軟件是測試系統(tǒng)的不可分割的一部分，它可在Windows XP或Windows 7專業(yè)版環(huán)境下操作配合系統(tǒng)軟件的上位計算機，實現(xiàn)工藝程序、測試流程、數(shù)據(jù)采集以及結(jié)果分析一體化服務(wù)；用戶友好型、集成化設(shè)計理念，便于用戶操作；采用成熟的軟件設(shè)計架構(gòu)，具有良好的可拓展性，便于升級和維護。
3.2系統(tǒng)功能
- 電池循環(huán)壽命試驗
- 電池容量試驗
- 電池內(nèi)阻試驗
- 電池充/放電特性試驗
- 電池充放電效率試驗
- 電池溫度特性試驗
- 電池標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)測試
- 電池單體電壓測試
- 電池單體溫度測試
- 恒電流充放電、恒電壓充放電
- 恒功率充放電
- 恒負(fù)載放電
- 電流階梯充放電
- 電流斜坡充放電
- 在一個測試過程中，滿足最多10個測試步驟結(jié)束條件
- 按照時間的變化記錄數(shù)據(jù)，保證足夠的有用數(shù)據(jù)且使得數(shù)據(jù)文件達到最小
- 具有數(shù)據(jù)自動上傳功能
- 測試軟件具有豐富的功能和用戶友好型界面，為用戶提供最優(yōu)質(zhì)的使用體驗
3.3測試程序控制
- 限制條件
- 時間，電流，電壓，功率，溫度，容量，電池總成單體電壓
- 數(shù)字信號值的輸入及清零
- 安時/瓦時（累積值，充電，放電）
- 外循環(huán)數(shù)和內(nèi)循環(huán)
3.4 限制條件的動作
- Go to 語句（或者 暫停 Goto 語句）；
- 調(diào)用子程序，及子程序的返回
- 設(shè)置采樣時間，電流或電壓，容量
- 設(shè)定或數(shù)字量輸入的清零
- 程序正?；蚍钦＝Y(jié)束
3.5 控制結(jié)構(gòu)
- 外循環(huán)數(shù)
- 內(nèi)循環(huán)數(shù)
- 子程序
3.6 數(shù)據(jù)采集
采集的數(shù)據(jù)存放于下位機緩存區(qū)，具有斷點續(xù)測功能，即使突發(fā)斷電也能保持試驗的完整性和連貫性。數(shù)據(jù)采集與程序的執(zhí)行同步，采集的數(shù)據(jù)存可以輸出到EXCEL格式文件，且可以根據(jù)一定條件，如時間、數(shù)據(jù)名等進行查詢，支持批量導(dǎo)數(shù)據(jù)功能。
3.7 客戶端軟件繪圖功能
歷史曲線繪制
標(biāo)準(zhǔn)的歷史曲線繪制功能，允許圖像多倍放大，可精確獲取每一點的測試結(jié)果，數(shù)據(jù)分析更加便利，如圖3-1所示。
圖3-1
實時曲線繪制
實時曲線繪制功能，全參數(shù)可選，電池狀態(tài)一目了然，如圖3-2所示。
圖3-2
自由的曲線定制
曲線繪制可進行自由的X/Y軸設(shè)定，獲取實驗外延伸數(shù)據(jù)，如圖3-3所示。
圖3-3
適用于特殊實驗需求的曲線
對于各種電池測試實驗，給出最真實直觀的輸出，如圖3-4所示。
圖3-4
可任意調(diào)整的圖像
使用參數(shù)設(shè)置功能可任意調(diào)整圖像的坐標(biāo)軸，滿足用戶要求，如圖3-5所示。
圖3-5
經(jīng)過調(diào)整后，圖像繪制更加美觀，可直接用于實驗報告中，如圖3-6所示。
圖3-6
數(shù)據(jù)曲線篩選功能
通過任意條件的數(shù)組設(shè)置進行數(shù)據(jù)篩選，從而有目的性的實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)二次開發(fā)，如圖3-7所示。
圖3-7
工況模擬功能
高還原度的模擬工況，支持txt/excel工況數(shù)據(jù)導(dǎo)入，附帶多種程序設(shè)置，使用更加方便靈活，如圖3-8所示。
圖3-8
3.8? 安全保護功能
- 全過程的限制保護條件
- 下位工控機的看門狗安全保護
- 測試程序在下位工控機中運行
- 所有限制條件（包括全過程限制條件）和程序走向控制都與上位計算機無關(guān)。這就保證了上位計算機的執(zhí)行或誤操作都不影響安全保護措施
- 具有硬件緊急剎車功能
- 具有硬件過載保護
四、安全環(huán)保與其他環(huán)境條件
4.1安全環(huán)保
設(shè)備工作環(huán)境：0～40 攝氏度
相對濕度：???? 0%～90% RH, 非冷凝狀態(tài)
海拔高度：???? 0～2000米
4.2建議業(yè)主予以關(guān)注的其他環(huán)境條件
| 4.2.1 | 環(huán)境模擬設(shè)備—高低溫實驗箱 |
| 4.2.2 | 配電系統(tǒng)設(shè)計 |
| 4.2.3 | 照明系統(tǒng)設(shè)計 |
| 4.2.4 | 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 |
| 4.2.5 | 排風(fēng)、消防系統(tǒng)設(shè)計 |
| 4.2.6 | 煙霧報警系統(tǒng)設(shè)計 |
| 4.2.6 | 現(xiàn)場攝像監(jiān)控系統(tǒng) |
| 4.2.7 | 輔助排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計，異常情況啟動加大排風(fēng)量 |
| 4.2.8 | 防火/防爆措施設(shè)計 |
注意事項：1.設(shè)備無故障穩(wěn)定運行5000h以上.
2.主通道輸出充放電電流需為315A（300*1.05），持續(xù)能在300A
3.主通道線長2m
4.電腦配置：8代I5,8G內(nèi)存，再配置了256G的固態(tài)硬盤加1T機械盤。
5.數(shù)據(jù)具有自動上傳功能
6.電壓采集線要長于主通道線10cm以上，電壓采集是OT端子
7.溫度采集線要長于主通道線10cm以上
8.售后服務(wù)要求隨叫隨到
9.設(shè)備斷電后可續(xù)接，設(shè)備斷電后數(shù)據(jù)自動保存，不會丟失
