儲(chǔ)能電池單體測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)方案
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儲(chǔ)能電池單體測(cè)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
1.5動(dòng)力電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)... 4
2.1儲(chǔ)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(hào)
根據(jù)用戶的要求并結(jié)合我們的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，主體設(shè)備具體選型如下：
| 序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 型號(hào) | 數(shù)量（套） | 技術(shù)參數(shù)與說明（單套設(shè)備） |
| 1 | 儲(chǔ)能電池單體充放電系統(tǒng) | ECT4-300-05B | 1 | 單通道5V300A每個(gè)機(jī)柜4通道，性能試驗(yàn)，可并聯(lián)。
電壓電流測(cè)控精度0.1%FS; |
| 2 | 上位機(jī)操作管理系統(tǒng) | I-Solution | 1 | 動(dòng)力電池測(cè)試管理軟件/PC硬件 |
1.2 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
測(cè)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(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)集成。 各組下位機(jī)硬件（測(cè)試回路與數(shù)據(jù)采集）通過網(wǎng)絡(luò)適配器與上位計(jì)算機(jī)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(jī)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(jī)軟件由十幾個(gè)軟件模塊組成，全部集成在一套上位機(jī)操作管理軟件I-Solution中。下位機(jī)DPS位于設(shè)備內(nèi)部，將上位機(jī)指令下發(fā)給測(cè)試設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種操作，同時(shí)將測(cè)試數(shù)據(jù)回傳給上位機(jī)數(shù)據(jù)庫。上位機(jī)軟件Server與client高度一體化集成，保證測(cè)試系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)上位機(jī)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(jī)通訊。
1.4 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性
考慮到用戶對(duì)動(dòng)力電池測(cè)試的未來擴(kuò)展要求，本方案提供的系統(tǒng)對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)的擴(kuò)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(kuò)充和調(diào)整。
例如：數(shù)采系統(tǒng)具有可擴(kuò)展的特點(diǎn)；
上位機(jī)軟件管理系統(tǒng)具備管理多臺(tái)測(cè)試設(shè)備的預(yù)留接口；
可以增加環(huán)境溫度測(cè)試設(shè)備集成等。
1.5動(dòng)力電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
| 1.5.1 | 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) |
| FreedomCar（自愿合作的汽車研究計(jì)劃2002～長(zhǎng)期計(jì)劃） | |
| PNGV（新一代汽車合作伙伴計(jì)劃19942004） | |
| 1.5.2 | 滿足2015年4月頒布的新國(guó)標(biāo) |
| QC/T 741-2014車用超級(jí)電容器 | |
| QC/T 742-2006電動(dòng)道路車輛用鉛酸蓄電池 | |
| GB/T 31486-2015電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池性能要求及試驗(yàn)方法 | |
| GB/T 31485-2015電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池性安全要求及試驗(yàn)方法 | |
| GB/T 31484-2015電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池性循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法 | |
| GB/T 31467.1-2015電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第1部分：高功率應(yīng)用測(cè)試規(guī)程 | |
| GB/T 31467.2-2015電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第2部分：高能量應(yīng)用測(cè)試規(guī)程 | |
| GB/T 31467.3-2015電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分：安全性要求及測(cè)試方法 | |
| 1.5.3 | 儲(chǔ)能用鋰離子電池 |
| GB/T 36276-2018電力儲(chǔ)能用鋰離子電池 （設(shè)備V/I準(zhǔn)確度達(dá)到0.05%FS時(shí)） |
二、技術(shù)參數(shù)
2.1儲(chǔ)能電池單體充放電系統(tǒng)ECT4-300-05B
| 序號(hào) | 項(xiàng)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(yùn)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(jī)： 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(cè)量與控制精度 | ±1‰FSR | / |
| 6. | 電池過壓電壓保護(hù) | 5%FSR | |
| 7. | 主通道電流測(cè)量與控制精度 | ±1‰FSR | / |
| 8. | 輸出過流保護(hù)值 | 5%FSR | |
| 9. | 主通道數(shù)據(jù)采集最小間隔 | 20ms | / |
| 10. | 輔助溫度測(cè)量通道 | 每通道含2個(gè)溫度采樣通道,測(cè)量范圍：（-40～150）℃
測(cè)量精度：±1℃ |
0.5℃ |
| 11. | 過熱保護(hù)值 | 變壓器溫度保護(hù)值110℃ | / |
| 12. | 通訊功能 | 通過通訊功能能夠控制主測(cè)試通道的啟動(dòng)、停止、電壓/電流值的設(shè)定，步的跳轉(zhuǎn)，報(bào)錯(cuò)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(cè)量功能（按照國(guó)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(shí)間 | 999HRS:59M:59.99S | 0.1sec |
| 17. | 程序循環(huán)次數(shù) | ≤99999 | / |
| 18. | 動(dòng)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(shí)數(shù) | * 9999.9 | 0.01 AH |
| 20. | 瓦時(shí)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(hù)功能 | 保護(hù)：欠壓、過壓、過流、缺相、過載
軟件保護(hù)：充電、放電、靜置全局保護(hù)條件 過溫停機(jī)保護(hù)報(bào)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(jìn)后出 | / |
| 27. | 設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度 | （0～40）℃ | / |
| 28. | 設(shè)備運(yùn)行環(huán)境濕度 | 0～90%（非冷凝） | / |
| 29. | 設(shè)備運(yùn)行海拔高度 | 0～2000m | / |
| 30. | 絕緣電阻 | 輸入—機(jī)殼間不小于200MΩ/DC 500V | / |
| 31. | 抗電強(qiáng)度 | 輸入—機(jī)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(duì)人體可能造成危險(xiǎn)的尖楞、尖角 | / |
| 34. | 端子防護(hù) | 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(zhǎng)度為5m； 電腦到交換器如有，長(zhǎng)度為1m |
/ |
三、軟件功能介紹
3.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介
測(cè)試管理軟件是測(cè)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(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)工藝程序、測(cè)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(jì)理念，便于用戶操作；采用成熟的軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)，具有良好的可拓展性，便于升級(jí)和維護(hù)。
3.2系統(tǒng)功能
- 電池循環(huán)壽命試驗(yàn)
- 電池容量試驗(yàn)
- 電池內(nèi)阻試驗(yàn)
- 電池充/放電特性試驗(yàn)
- 電池充放電效率試驗(yàn)
- 電池溫度特性試驗(yàn)
- 電池標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測(cè)試
- 電池單體電壓測(cè)試
- 電池單體溫度測(cè)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(gè)測(cè)試過程中，滿足最多10個(gè)測(cè)試步驟結(jié)束條件
- 按照時(shí)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(dá)到最小
- 具有數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳功能
- 測(cè)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(yàn)
3.3測(cè)試程序控制
- 限制條件
- 時(shí)間，電流，電壓，功率，溫度，容量，電池總成單體電壓
- 數(shù)字信號(hào)值的輸入及清零
- 安時(shí)/瓦時(shí)（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(dòng)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(shí)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(jī)緩存區(qū)，具有斷點(diǎn)續(xù)測(cè)功能，即使突發(fā)斷電也能保持試驗(yàn)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(shí)間、數(shù)據(jù)名等進(jìn)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(diǎn)的測(cè)試結(jié)果，數(shù)據(jù)分析更加便利，如圖3-1所示。
圖3-1
實(shí)時(shí)曲線繪制
實(shí)時(shí)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(jìn)行自由的X/Y軸設(shè)定，獲取實(shí)驗(yàn)外延伸數(shù)據(jù)，如圖3-3所示。
圖3-3
適用于特殊實(shí)驗(yàn)需求的曲線
對(duì)于各種電池測(cè)試實(shí)驗(yàn)，給出最真實(shí)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(shí)驗(yàn)報(bào)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(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，從而有目的性的實(shí)現(xiàn)測(cè)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(hù)功能
- 全過程的限制保護(hù)條件
- 下位工控機(jī)的看門狗安全保護(hù)
- 測(cè)試程序在下位工控機(jī)中運(yùn)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(jì)算機(jī)無關(guān)。這就保證了上位計(jì)算機(jī)的執(zhí)行或誤操作都不影響安全保護(hù)措施
- 具有硬件緊急剎車功能
- 具有硬件過載保護(hù)
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(duì)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(shí)驗(yàn)箱 |
| 4.2.2 | 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) |
| 4.2.3 | 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) |
| 4.2.4 | 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) |
| 4.2.5 | 排風(fēng)、消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) |
| 4.2.6 | 煙霧報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) |
| 4.2.6 | 現(xiàn)場(chǎng)攝像監(jiān)控系統(tǒng) |
| 4.2.7 | 輔助排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，異常情況啟動(dòng)加大排風(fēng)量 |
| 4.2.8 | 防火/防爆措施設(shè)計(jì) |
注意事項(xiàng)：1.設(shè)備無故障穩(wěn)定運(yùn)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(zhǎng)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(jī)械盤。
5.數(shù)據(jù)具有自動(dòng)上傳功能
6.電壓采集線要長(zhǎng)于主通道線10cm以上，電壓采集是OT端子
7.溫度采集線要長(zhǎng)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(dòng)保存，不會(huì)丟失
