高性能500V400A电池包性能测试系统技术方案

1、电池包性能综合测试系统技术方案、电池包性能测试系统概述BTS2000系列电池包性能综合测试系统采用国际先进的IGBT控制技术,其优良的性能和宽广的测试平台可与国际知名品牌相媲美；该系统能够模拟电动汽车、储能电站、通信电源运行的各种实 测工况，按照国际、国内检测标准对不同规格电池模组/包的各项电气性能进行综合测试，通过测试数据可对动力电池的成组品质进行全面、综合的评估及出厂一致性检验和筛选，为动力电池的研究、生产提供科学的依据，为动力电池的应用提供可靠保障。BTS2000系列电池包性能综合测试系统采用国际先进的IGBT控制技术及高性能电能质量优化控制技术来实现电池模组/包测试过程中能量的高品质双

2、向流动及电能回馈；结合高性能DS啖字处理技术及高精度采样、控制技术，通过先进的矢量控制算法，配合锂电池行业成熟先进的测试及应用工 艺，达到对动力电池的电气性能进行综合测试的目的，系统在整个测试过程中具有高效、节能、对 电网无污染特点，其高速的动态响应、准确的检测及控制数据、完善的测试平台均达到国际知名品 牌水平。系统主回路拓扑结构如图（1）所示。图（1）测试系统主回路拓扑结构二、电池包性能测试系统构成电池包性能综合测试系统按分布、开放的原则设计。整个系统在物理上分为：系统管理控制层（上位机）和现场测量控制层（包括充放电功率单元、IGBT驱动及保护单元、数据检测单元、主控单元及工艺数据管理单元）

3、。测试系统原理结构框图如图（2）所示白道1通道n图（2）测试系统原理结构框图系统管理层系统管理层主要由上位机、上位机监控管理软件及数据通信单元组成，功能如下:按照用户编制的测试工艺向现场测量控制层下发各种工艺及保护参数；接收现场测量控制层上传的检测及控制数据；对接收的数据进行保存及分析处理。现场测量控制层现场控制层主要由 DS注控单元、IGBT功率单元、检测单元及工艺数据管理单元等组成。主 要功能如下：工艺及数据管理单元：接收并保存上位机下发的各种工艺控制指令，接受并保存检测 数据，在上位机或通信终端故障的情况下，不影响现场设备的正常运行。DSP主控单元：主要由高性能数字处理器 DSPU目关外

4、围电路构成，是整个测试系统的 核心，主要负责控制算法的实施、采样信号的转换及系统保护等，能够按照工艺指令 及采样数据进行智能 PID调节运算、PWM勺信号输出及数据存储等功能采用输出电压、输出电流预测控制，结合IGBT高速响应，满足带保护板电池模组的各项电气性能综合测试，测试过程中不会对保护板造成损坏IGBT控制功率单元：由IGBT及相关驱动电路构成，接受 DSP主控单元输出的 PWM! 号，输出可控的高品质双向直流电源；检测单元：主要由电压及电流信号调理电路、电压及电流采样电路、故障信号检测电 路等组成，主要负责输入输出电压、电流的采集及转换。2.3、电池包性能综合测试系统主要功能特点充放电

5、平台采用先进的IGBT控制技术，能够实现能量高品质双向流动，具有如下特点：1、测试过程中具有高效、节能、对电网无污染；2、高速动态响应及转换，满足高标准工况模拟测试需求；3、输出纹波小，测试过程中对锂电池不会造成伤害；4、在成组测试领域与国际知名品牌同步开发应用IGBT控制技术，积累了丰富的开发应用经验,远远领先于国内同行；宽广的测试平台能够满足国际、国内锂电池测试标准的要求电池包标准工况模拟测试；电池包实测工况模拟测试；电池包循环寿命试验；电池包容量试验；电池包直流内阻测试；电池包充电、放电特性试验；电池包荷电保持能力试验；电池包充放电效率试验；电池包过充、过放承受能力试验；电池包温度特性试

6、验；动态曲线拟合一致性分选专家系统系统嵌入曲线拟合一致性分选专家系统，能够迅速找出电池组中有问题的单体电池。丰富的数据报表功能包含详细列表、过程列表、循环列表等。任意组合的曲线展现功能自定义X轴、Y轴，方便用户分析各种参数的相互关系。多通道并联扩大受试电池的规格范围，满足用户使用弹性高的要求，提高设备的利用率，减少设备的投入。完善的输入、输出及断电保护功能有效保证设备、测试数据及受试产品的安全。通信功能：可与BM皈其它测试平台实现数据交换与控制。可实时显示电池组各种数据（电压、电流、功率、能量、容量等）。可以显示各种实时数据及曲线 ，导出Exce文件。支持查询历史记录。在线修改工艺程序。软件可

7、实现电压、电流的校准。具备设备故障报警提示及存储功能。软件控制支持暂停、恢复运行功能。上位机故障或通信中断的情况下，不影响设备的正常测试。2.4、BTS2000系列电池包性能综合测试系统主要技术性能指标指标项目指标参数型号规格BTS2000-500V/2*200A主通道数量2通道，支持多通道并联技术，在保证电流精度条件下，可扩大受试电池的规 格范围，为企业减少设备的投入。电压输出范围20V-500V能够满足不同规格的电池模组/包的各项电气性能测试电流输出范围单通道独立运彳T电流范围：-200A200A双通道并联运彳T电流范围：-400A400A最大持续输出功率 （无时间限制）单通道独立运行：7

8、5Kw双通道并联运行：150KW电流响应时间& 10ms充放电转换时间& 20ms电压测控精度0.1% F.S电流测控制精度99%电网侧电流谐波（THD90%平均无故障运行时间5000h设备噪声75dB通讯方式支持CAN以太网通讯，可与 BMS MES环境仓等实现数据对接与控制与生产线控制系统（MES通信：1、带CAN以太网、RS485等接口，可与产线控制系统（ MES通信2、可与MES位机系统进行数据下载和实时监控。与电池管理系统（BMS通信：1、带两路 CAN总线通信接口，其中一路CAN和RS232预留与其它外设（环境舱、震动台、产线控制系统等）进行数据对接与控制，符合CAN2.0A和CA

9、N2.0B 协议2、内置国际先进的DBC配置文件，可方便、快捷地实现与不同厂家的多种通信协议的BMS进行数据对接与控制3、来自BMS勺CANS信数据能够作为设备程序的工步切换判定参数和安全 保护参数4、能接收如BMS电池管理系统检测的实时数据并储存，波特率：80kbps1Mbps4循环次数9999控制程序可编程步骤9999循环嵌套最大支持5层编程特点每工步可以有一个或者多个出口，具备“goto”功能工作模式恒流充放电恒压充电电流阶梯充放电恒功率充放电恒阻充放电电流脉冲充放电斜坡充放电截止条件：电压、电流、时间、容量、功率、电量、单 体电压、单体温度及扩展变换的衍生数值等。搁置时间截止循环列表有

10、循环序号、充电容量、放电容量、充放电效率、放电 能量等数据展现方式过程列表有过程序号、工作模式、过程时间、容量、能量、终止 电压等明细列表有记录序号、累计时间、电压、电流、能量、功率、单 体温度、单体电压等数据记录与保存1）系统能够实时显示并保存温度、总电压、总电流及时间、累计循环次数，并能够计算容量、安时、瓦时、充电效率、放电效率、AV/At、A I/At等；对以上测量值和计算值能实时显示、存储，相互之间的变化关 系能自动绘制曲线、图形、曲线能随时调出显示；具有数据分析（曲线、 图形）、数据转存、转换 EXCEL PDR打印功能；2）数据记录表包含绝对时间时间，过程时间，电压，电流，温度，实

11、际容 量，阶段容量，内阻，能量等信息，并可以扩展由以上参数衍生的参数；3）数据记录表应能单独生成程序工步开始、跳转、结束等时刻的时间、电压、电流、温度、阶段容量等信息，能保存为EXCEL PDF格式文件；4）电流放电过程中的数据显示为负值，充电过程中的数据显示为正值；设备每个通道的测试数据可单独保存或查看；5）充电、放电及暂停等工艺步骤标应能以不同颜色或其他形式区分；6）同一个项目数据保存时，所有数据可一次性保存在一个文件中；7）具有历史数据查询功能，按照时间段、项目名称等实现数据查询。X坐标：总时间、充电时间、放电时间、容量、能量、循环序号等曲线种类丫坐标：总电压、总电流、容量、能量、功率、

12、单体电压、单体温度功能测试范围电池模组/包标准工 电池模组/包实测工 电池模组/包循环寿 电池模组/包容量出 电池模组/包直流内 电池模组/包充电、 电池模组/包荷电保 电池模组/包充放隹 电池模组/包过充、 电池模组/包温度特:况模拟测试；:况模拟测试；?命试验；:验；I阻测试；放电特性试验；1持能力试验；效率试验；过放承受能力试验；F性试验；保护功能输入保护过压、过流、缺相、过温、保护报警；5输出保护电压钳位、过流、过温、过压、欠压等保护报警；断电保护外部断电后，电池与设备之间自动断开，有效避免因重 新上电造成意外，同时保存断点数据，来电后可续接工 艺运行；单体保护单体欠压、单体过压、单体

13、温度超限、电池反接、超量 程保护报警，保护限值可设置。安全保护条件软件能够设置的安全保护参数包括：电压下限、电压上 限、电流下限、电流上限等；上位监控计算机及通讯故 障情况下可脱机运行， 不会造成测试记录的遗漏等问题， 同时保护值可设定，保护后可以在故障信息中显示和记 录，便于查询和分析；急停保护在紧急异常情况下，各通道急停按钮可以实现对设备中 相对应的通道紧停，该通道实现停车时应不影响另外正 在运行的通道。环境条件海拔局度2000m以下环境温度0 c 40 c最大相对湿度0-90% （非冷凝）防护等级IP21冷却形式风冷可维护性系统采用模块化结构，便于维护和扩容2.5、德普电气电池包性能测试

14、系统的质量、性能及技术的先进性专业化结构设计：1）模块化结构：结构更紧凑，采用独立密闭风道， 散热更理想，系统的可靠性得到保障2）新外观设计：精致、高端、大气国际先进的充放电测试平台1）系统采用国际先进的IGBW制技术；具有控制精度高、响应及转换时间快，满足高标准测试规范要 求10Hz|10:02:27/ 0.00 Vi巧山白O 母 7寓JO AOf?，删 E5IJOO A3010 r4299 AZ10.ftrn$ !，OOCOO s电流响应波形充放电转换波形2）放电能量高品质回馈电网；高效节能、对电网无污染，在测试过程中不会造成环境温度升高 保证了设备的可靠运行输入侧电压、电流波形3）输出纹

15、波小，能够保证测试数据的准确性、科学性，在测试过程中不会对电池造成伤害M2C0m$最大430mA-600mAAO平均 MM.0S:57:401.0CA 看REL*I101：ll IBff*in：l 陪I。Q Q*Q电ODD |博境翻吉贵单次率It也单作电第313酹iii千号娟Me?：fri里。好都担虎象K它也事单鼻a晶芾14聘ill诈君修单W制it担碗H(lHiQq： 口口9Q-QLL51尼电3马口事疗点加建工二辅由却d出*NIiMW恺暗看？il图卅ivl世务】词单电压河 a爆说即也*5；BcJrc）*噌电三争3断丑OiMufti审注由显示得fi学毁丫国4*曲支持在一个图中同时展示单体信息，便

16、于用户查看整体趋势及单体之间的差异性3 J 1 eEEmgss蹉 9 而总/M低温.a周海JaM祖感 用体偌的修出修偌的目烟包 单通”单华4中华华T珀 |)目日日目居口I:校铢曲耀更3 3 mwtvwswonlcv 13 45BT 0ft- lit k E KE -t.REk & E E E 日日一ldi_ s I日日月B 由电电电电回电加史也中电 过蟀体毋得傅蟀目蟀讨傅伟 *羊单*单*单ST单*单 日口|I口口目口口日XY坐标实际值及曲线名称,不同的曲线可以自己设置不同的颜色线宽，非常方便区分。而且对于曲线，通过鼠标的操作可以实 现放大缩小，坐标水平及纵向移动，并能通过鼠标精确定位显示某点的

17、用户查看更为方便，例如做电池分选等；也可以通过一些坐标轴的设置使曲线更容易查看:生标设量取消晒走13）数据保存和筛选功能12随着测试标准的复杂化，客户对测试数据的要求越来越高，测试过程中产生海量的数据，为了 方便用户查看和分析，我们在软件上做了优化：1.J V - 詈 i LlCJ.4 步 .J- .1、 hlrF - F 工 wlrlrHFllooJg 肝 型 .提羽翼盆苔昌昌昌国日H ；F?1 g秆加WE N tet 左M J 二 I - II 坦Q?国手LllHPL-& HrS LiR：JR 0 Mk坦* 曰？wstie-0dd 五f HfiiLK*c z WSTrZUT -丽H-工一

18、I L I mw JI m*.在这个界面中，用户可以导出自己想看的数据，把不需要看的数据过滤掉，大大提升了数据分 析的效率。同时在查看数据时，原来只能按工艺的起始时间查看，现在可在一个完整的工艺过程记录中进 行筛选查看：13专业化电池测试软件 丰富的测试控件平台，满足复杂工艺的测试需求功能介绍1）直观友好的人机界面14153）丰富的报表功能a详细列表b过程列表 FM-nmJLHRUVir 8Mi.F 不 ighr| 3nmlrr| 富 11FEI f X3I3D sr-M.Uqr QMAF 与 立.n， 3m 5XhT 范HE+r mxnajJTi ami*” ju! jua ”439-44 a 7F q a xra i 1 inn irn荔繁Mi史:-.上程2 f33s;2363附图国 MMMmxll皿皿皿XII初初 m (皿JIllMd xl WM k 7 m u 5-404 ?&!? 4R.dJisF IT*“I UlI AAJI h I I r1 AtWIJ* 箪1* Kr 141 WiffQri Hl / hi寸工。h Ti J a T iTOWisii，nwMibh _ i j u+ in 111Wuijui看HLHJiT*i ii/uara r/-rt l*!il .WJJ!r-Tl !J -:X -h iwaih mi、T itiijViE