Macchina di invecchiamento per carica e scarica di batterie XW-100V100A6CH

Panoramica del prodotto

La XW-100V100A6CH è una macchina di invecchiamento per carica e scarica di batterie a 6 canali progettata per il test di pacchi batteria al litio in applicazioni quali utensili elettrici, sistemi di accumulo di energia solare, scooter autoequilibrati, biciclette elettriche, motociclette elettriche e accumulo di energia domestica. Ciascuno dei sei canali funziona in modo indipendente, supportando configurazioni di uscita parallela per accogliere flussi di lavoro di test vari all'interno di un singolo armadio di apparecchiature che misura 920*690*847 mm (L*P*A).

Questo sistema integra test ciclici di carica e scarica, verifica della funzione della batteria e monitoraggio dei dati di carica/scarica in tempo reale in una piattaforma unificata. Un'architettura di controllo a tre livelli — computer host, computer intermedio e ACDC bidirezionale con DCDC isolato LLC — gestisce il funzionamento delle apparecchiature, l'elaborazione dei dati e il flusso di energia. Il computer intermedio esegue i calcoli per la capacità della batteria e lo stato di carica (SOC), mentre il computer host fornisce l'interfaccia uomo-macchina primaria per l'avvio del test, il monitoraggio e l'esportazione dei dati.

L'apparecchiatura funziona da un'alimentazione AC trifase a cinque fili da 380V a 50Hz, con una potenza nominale massima di 60KW per armadio. Lo stadio di potenza impiega la conversione ACDC bidirezionale utilizzando la modulazione vettoriale spaziale e il controllo digitale, raggiungendo un fattore di potenza superiore a 0,99 a carico nominale e una distorsione armonica totale (THD) inferiore al 3%. Durante i cicli di scarica, l'energia viene reimmessa nella rete attraverso il percorso di potenza bidirezionale, con un'efficienza di retroazione del bus del 93%.

Caratteristiche del prodotto

• Funzionamento indipendente a 6 canali: Ogni canale funziona come un'unità di test indipendente con modulo DCDC dedicato, supportando il test simultaneo di sei pacchi batteria con parametri di carica e scarica configurati individualmente. I canali supportano anche l'uscita parallela per requisiti di corrente più elevati.
• Capacità di test 100V / 100A: L'intervallo di misurazione della tensione copre 10–100V, adatto per pacchi batteria da 3S e superiori. L'intervallo di corrente si estende da 0,1A a 100A sia per la carica che per la scarica, con una corrente di interruzione CV fino a 50mA per un rilevamento preciso della fine carica.
• Campionamento Kelvin a quattro fili: La misurazione di tensione e corrente ad alta precisione impiega una topologia di campionamento a quattro fili, mantenendo la stabilità di misurazione a lungo termine e minimizzando l'influenza della resistenza dei conduttori sull'accuratezza dei dati.
• Design bidirezionale di retroazione energetica: L'architettura DCDC isolata bidirezionale ACDC + LLC consente di restituire l'energia di scarica alla rete AC anziché dissiparla sotto forma di calore. L'efficienza di retroazione del bus DC raggiunge il 93% e l'efficienza di carica del sistema misura l'88%.
• Transizione CC/CV senza interruzioni: La regolazione PID avanzata nei moduli DCDC garantisce una commutazione fluida tra le modalità a corrente costante e tensione costante senza picchi di tensione o corrente, prevenendo il surriscaldamento della batteria e danni alle linguette degli elettrodi durante le transizioni di modalità.
• Suite completa di funzioni di test: Il sistema supporta test di vita ciclica, test di capacità, analisi delle caratteristiche di carica/scarica, valutazione della ritenzione di carica, misurazione dell'efficienza e test di sovraccarico/velocità di sovraccarico all'interno di un'unica piattaforma.
• Capacità di programma di 10.000 cicli: I programmi di test possono essere configurati per un massimo di 10.000 cicli di carica/scarica, supportando protocolli di invecchiamento e valutazione del ciclo di vita della batteria di lunga durata senza intervento manuale.
• Integrazione di codici a barre e tracciabilità: Il software supporta l'immissione di codici a barre della batteria e mantiene la tracciabilità dei dati di test storici, consentendo la correlazione tra singoli pacchi batteria e i loro record di test completi tra i lotti di produzione.
• Conversione energetica interna a doppio canale: Il sistema può trasferire energia tra due canali internamente, ottimizzando il consumo energetico durante le operazioni simultanee di carica e scarica su pacchi batteria diversi.
• Esportazione dati in più formati: I risultati dei test possono essere esportati in formato Excel e grafico. Le curve disponibili includono tensione vs. tempo, corrente vs. tempo, capacità vs. tempo, tendenze di decadimento della capacità e grafici del ciclo di vita. I percorsi di archiviazione dati e i nomi dei file sono configurabili dall'utente.
• Comunicazione LAN: La connettività LAN basata su TCP/IP consente l'integrazione con l'infrastruttura di rete di fabbrica per il monitoraggio remoto e la gestione centralizzata dei dati.
• Sistema di raffreddamento ad aria forzata: L'armadio impiega il raffreddamento ad aria forzata per mantenere temperature operative interne stabili, supportando il funzionamento continuo in condizioni ambientali comprese tra -10°C e 45°C.

Principio di funzionamento

La XW-100V100A6CH opera attraverso un'architettura di controllo e conversione di potenza a tre livelli. Al livello superiore, il software del computer host funge da interfaccia primaria di interazione uomo-macchina, gestendo i comandi delle apparecchiature come avvio, arresto, pausa e ripresa. I dati di invecchiamento della batteria vengono raccolti, elaborati e archiviati dal computer host, che genera anche gli output dei risultati dei test richiesti, inclusi calcoli di capacità, metriche di efficienza e curve di degrado del ciclo di vita.

Il computer intermedio funge da livello di gestione del controllo centrale, eseguendo attività computazionali tra cui la determinazione della capacità della batteria e la stima dello stato di carica (SOC). Questo livello intermedio coordina il flusso di dati tra l'interfaccia host e l'hardware di conversione di potenza, garantendo un funzionamento sincronizzato su tutti e sei i canali.

La conversione di potenza impiega una topologia a due stadi. Il primo stadio è costituito da un convertitore ACDC bidirezionale con DCDC isolato LLC, che durante la carica preleva potenza dalla rete AC trifase, la condiziona attraverso il DCDC bidirezionale e fornisce la tensione e la corrente programmate al pacco batteria collegato. Durante la scarica, lo stesso stadio inverte la direzione, reimmmettendo energia dal pacco batteria alla rete AC tramite il percorso di potenza bidirezionale. Il secondo stadio utilizza moduli DCDC bidirezionali non isolati (Buck/Boost) — uno per canale — per fornire i valori precisi di tensione e corrente richiesti per la carica a corrente costante, la carica a tensione costante e la scarica a corrente costante.

Il sistema supporta quattro modalità di funzionamento: carica a corrente costante (CC), carica a tensione costante (CV), carica combinata a corrente costante e tensione costante (CCCV), scarica a corrente costante (CD) e scarica a tensione costante (CVD). L'isolamento ad alta frequenza separa l'intero sistema dalla rete elettrica, garantendo un funzionamento sicuro e stabile su tutti i canali.

Il tempo di risposta dell'hardware corrente è entro 20 ms e l'intervallo minimo di registrazione dei dati è di 1 secondo. I parametri registrati per ciascun canale includono tensione, corrente, tempo, capacità ed energia, fornendo un set di dati completo per l'analisi delle prestazioni della batteria e le decisioni di classificazione della qualità.

Vantaggi del prodotto

• Architettura indipendente a 6 canali con supporto di uscita parallela per una configurazione di test flessibile
• La topologia di potenza bidirezionale reindirizza l'energia di scarica alla rete con un'efficienza del bus del 93%
• La misurazione Kelvin a quattro fili offre un'accuratezza di ±0,1% F.S ±0,1% F.D su entrambi i canali di tensione e corrente
• La capacità di 100V / 100A per canale copre un'ampia gamma di configurazioni di pacchi batteria al litio
• La capacità del programma di 10.000 cicli supporta protocolli di invecchiamento e valutazione del ciclo di vita estesi
• La commutazione CC/CV senza interruzioni controllata dalla regolazione PID avanzata elimina i picchi di transizione
• L'isolamento galvanico ad alta frequenza separa l'intero sistema di test dalla rete AC
• Lo scambio energetico interno a doppio canale riduce il consumo energetico complessivo durante le operazioni miste di carica/scarica
• Il tempo di risposta della corrente hardware entro 20 ms garantisce un tracciamento accurato dei profili di test dinamici
• La tracciabilità abilitata da codici a barre collega singoli pacchi batteria a record di test storici completi
• La protezione software multilivello include la conservazione dei dati in caso di interruzione di corrente e la ripresa automatica dei test
• Design compatto in un unico armadio (920*690*847 mm) integra potenza, controllo e 6 canali di test

Specifiche tecniche

Settori di applicazione

• Produzione e test di qualità di pacchi batteria per utensili elettrici
• Test e invecchiamento di batterie per sistemi di accumulo di energia solare
• Valutazione del ciclo di vita di pacchi batteria per scooter autoequilibrati
• Analisi delle caratteristiche di carica/scarica di batterie per scooter elettrici
• Test di capacità e ritenzione di batterie per biciclette elettriche
• Validazione delle prestazioni di pacchi batteria per motociclette elettriche
• Invecchiamento e qualifica di sistemi di batterie per accumulo di energia domestica
• Laboratori di ricerca e sviluppo di pacchi batteria al litio
• Fornitori di servizi di test e certificazione di batterie di terze parti
• Stazioni di test di fine linea di produzione di pacchi batteria

Perché scegliere questa macchina

La XW-100V100A6CH risponde a un requisito di test specifico che i sistemi a canale singolo o a bassa potenza non possono soddisfare: test simultaneo multicanale di pacchi batteria al litio fino a 100V con correnti di carica e scarica fino a 100A per canale. I sei canali indipendenti, ciascuno pilotato da un modulo DCDC dedicato con controllo CPU principale TI, consentono agli impianti di produzione di eseguire protocolli di test distinti su diversi modelli di pacchi batteria contemporaneamente, massimizzando l'utilizzo delle apparecchiature senza interferenze tra canali.

L'architettura bidirezionale di retroazione energetica rappresenta una considerazione pratica per il funzionamento continuo della produzione. Anziché dissipare l'energia di scarica sotto forma di calore — che aumenterebbe il carico di raffreddamento e il consumo energetico della struttura — il sistema restituisce l'energia di scarica alla rete AC con un'efficienza di retroazione del bus del 93%. Questo design riduce il consumo energetico netto dei cicli di invecchiamento di lunga durata, in cui i pacchi batteria subiscono sequenze ripetute di carica e scarica per periodi prolungati.

L'integrità della misurazione è mantenuta attraverso il campionamento Kelvin a quattro fili su ciascun canale, ottenendo un'accuratezza di ±0,1% F.S ±0,1% F.D sia nelle misurazioni di tensione che di corrente. Questo livello di accuratezza supporta una determinazione affidabile della capacità e il tracciamento del ciclo di vita, fornendo la risoluzione dei dati richiesta per le decisioni di classificazione della qualità negli ambienti di produzione di pacchi batteria. L'intervallo di registrazione dati minimo di 1 secondo cattura profili di carica e scarica dettagliati, mentre il tempo di risposta della corrente hardware di 20 ms garantisce che il sistema tracci le condizioni di test dinamiche senza ritardi di misurazione.

Per la tracciabilità della produzione, la funzione di immissione codici a barre e il sistema di archiviazione dati storici collegano ogni pacco batteria al suo record di test completo. Questa capacità supporta i requisiti di documentazione di qualità e consente l'analisi retrospettiva dei dati di test durante l'indagine sulle prestazioni sul campo o sulle richieste di garanzia. Gli accessori standard includono cavi di test, strumenti di connessione, manuale utente e software per computer host. Gli utenti forniscono un PC per il software di test; il personale tecnico XWELL fornisce l'installazione del software e la formazione operativa.

FAQ