Batteriezyklierer - Prüfung von Hochvolt-Batterien

Das speziell für diesen Zweck entwickelte Testgerät, ein so genannter Batteriezyklierer, analysiert die Funktion der Batterie. Die Leistung der Batterie während der Lade- und Entladezyklen wird über einen bestimmten Zeitraum gemessen.

Keyfacts Applikation

Bereich

Energiespeicherung/Elektrofahrzeug

Applikation

Analyse des Lade- und Entladevorgangs oder Überprüfung des korrekten Ladezustands eines Elektrofahrzeugs vor der Auslieferung

Messparameter

Spannungen bis zu 2000 V DC (und darüber)

Hauptanforderungen

Wählbare DC-Messeinstellungen (bis 2000 V DC)

Gleichstrommessung (über Shunt-Spannung)

Genaue Umwandlung in Standard-Steuersignale

Sicherheit durch vollständige Isolierung der gefährlichen Spannungen zwischen Batterie und Prüfgerät

Konfigurierbarer Frequenzgang (10 Hz bis 10 kHz)

Sicheres und effizientes Messen von Hochleistungsbatterien

Applikationsbeschreibung

Während der Batterietests werden die Lade- und Entladevorgänge (die Batteriezyklen) kontinuierlich in einer HIL-Konfiguration (Hardware in the Loop) simuliert, die den typischen Nutzungsprofilen während des Betriebs des Elektrofahrzeugs entspricht. Eine Reihe von Parametern wird gemessen, darunter die Kapazität, der Wirkungsgrad der Batterie und die Selbstentladung.

Das Schema zeigt, dass es drei Hauptbereiche für Knick-Produkte gibt:

„Ausgleichsspannung“ – damit wird sichergestellt, dass die Batterie die gleiche Spannung hat wie im Zyklierer zu sehen ist. Sobald der Ausgleich erfolgt ist, wird der Schalter zwischen Batterie und Cycler geschlossen, sodass die Lade-/Entladevorgänge durchgeführt werden können.
Übermittlung von Spannung und Strom des Batteriezyklierers an DAQ (Datenerfassung) oder PLC. Dies dient der zusätzlichen Transparenz für den Endanwender.
Der Batteriezyklierer ist mit einem Gleichstromantrieb ausgestattet. Dieser ist im Schaltplan durch eine Breakout-Box abgebildet. Hier helfen Messumformer bei den sehr wichtigen Anwendungen der „Spannungs- und Stromrückführung“. Diese Produkte geben Steuersignale an den Gleichstromantrieb zurück, die die tatsächlich gelieferte Spannung und den Strom darstellen.
So kann sichergestellt werden, dass die vom Antrieb erwartete Leistung mit der tatsächlichen Leistung übereinstimmt und dass kein Kurzschluss vorliegt.

Anforderungen der Applikation

Präzise und schnelle Gleichspannungs- und Strommessungen an den Batteriezyklierern sind für eine effektive Funktion unerlässlich. Die Sicherheit für das Bedienpersonal und die Messgeräte muss immer gewährleistet sein, da die in diesen Anwendungen eingesetzten Spannungen immer höher werden; derzeit bis 2000 V DC.

Ist zudem der Einbauraum im Schaltschrank begrenzt – was bei Prüfgeräten in der Produktion häufig der Fall ist – und sollen viele Batteriezellen gleichzeitig geprüft werden, kommt auch der Bauform des Hochspannungsmessumformers eine große Bedeutung zu. Geringe Größe und einfache Montage auf der Hutschiene sind hier die entscheidenden Faktoren.

Warum Knick?
Der Knick P42000 Hochspannungsmessumformer ist für Messungen an Schaltungen der Leistungselektronik konzipiert und wandelt Spannungen bis 2000 V DC sicher in Standard-Ausgangssignale von ±20 mA, ±10 V oder 4 … 20 mA um. Das Gerät verfügt über Leistungsmerkmale, die sich in vielen anderen Hochspannungsanwendungen aus dem Bereich der Energieerzeugung bewährt haben, und eignet sich daher für anspruchsvolle Energiespeicher- und E-Mobility-Anwendungen.
Der Knick P41000 Hochspannungsmessumformer misst in Verbindung mit einem Shunt Gleichströme bis zu 20 kA. Eine kontinuierliche Isolierung ist bis zu 3,6 kV gegeben. Shunt-Spannungen (z. B. +/- 50 mV, 60 mV, 100 mV) werden in Standard-Ausgangssignale von +/- 20 mA, +/- 10 V oder 4 … 20 mA umgewandelt. Aufgrund seiner hohen Leistungsspezifikationen eignet er sich perfekt für kritische Energiespeicher- und E-Mobility-Anwendungen.

Zugehörige Produkte

P42000 Hochspannungs-Trennverstärker | Eingang bis zu ±3600 V | Spannungsmessung

Produktnummer:

P42000

P41000 Hochspannungs-Trennverstärker | Eingang bis zu ±100 V | Hohe Isolation bis zu 3600 V

Produktnummer:

P41000

Shunt-Widerstände | Für Gleichströme bis zu 15 kA

Produktnummer:

maconic

Zugehörige Industrien und Anwendungen

Prüfung von Batterie Management Systemen (BMS)

Testsysteme erzeugen Steuerspannungen in einem Batteriemodell, um Temperaturbedingungen für die Batteriemanagementsysteme zu simulieren und das Temperaturmanagement des BMS zu bewerten.

Power Hardware in the Loop (HIL)

Mit Hilfe von HIL-Tests können Prototypen von Geräten wie z. B. Traktionsinverter in verschiedenen Batterie-, Last- und Fehlersituationen bewertet werden, ohne dass die Umrichter auf Prüfständen oder in den Fahrzeugen selbst getestet werden müssen.

Inline-Prüfung von Hochspannungsheizungen (HVH)

Die im Herstellungsprozess verwendeten Prüfzellen sind häufig durch Schutzumhausungen und Spannungsdetektoren geschützt.

DC-Spannungsmessung für Schnittstellen zwischen Fahrzeug und Ladestation

Für batterieelektrische Nutzfahrzeuge gibt es die Möglichkeit der Schnellladung über Pantografen. Hierfür ist ein Kontakt zwischen einer externen Infrastrukturanlage (mit beweglichem Pantografen) und fest installierten Ladestäben auf dem Fahrzeugdach erforderlich. Ein DC-Dachcontainer enthält Komponenten, die die Ladeverbindung und die entsprechende Spannung überprüfen sowie die Verbindung zu den anderen Bordsystemen herstellen.

Elektrische Sicherheit in werksseitigen Prüfzellen

Die im Herstellungsprozess verwendeten Prüfzellen sind häufig durch Schutzumhausungen und Spannungsdetektoren geschützt.

E-Mobilität Broschüre

Überblick über messtechnische Anwendungen und Produktlösungen in der Elektromobilität

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