​如何選擇用於測試電動車模組與電池組的電池充放電循環機

​NI 生產高效能電動車電池充放電循環機系列產品，適用於各種不同的功能，能充分因應電池生命週期階段從研發、驗證到量產、使用壽命結束以及再製造的特定測試需求。接下來評估幾項實際使用案例，並且談談選擇某項解決方案的原因。

1.運用錄放功能重現真實訊號

​A 電池實驗室是大型的進階電池研發驗證實驗室，負責評估新型的大電量電池架構 (最高 1500 V)。這間實驗室的目標是模擬實際量測條件，從而研究電池效能、動能，以及壽命負載和電池壽命所造成的影響。 

​客戶想要量測並記錄動態設定檔，並且再現頻率達 10 kHz 的特定系統動能。理想情況下，解決方案需提供頻率至少達 20 kHz 的充放電循環功能，才能準確複製這些訊號，包含漪波模擬與電池特性分析。

^{圖 1： HPS-17000 電池充放電循環機}

選擇 HPS-17000 是因為它能測試最高達 1500 V 的產品，同時能產生高頻率測試訊號。它的效能相當高，支援在數微秒內運用高解析度產生高頻率的高傳真波形。這台裝置能進樣頻率較高的訊號，能用於觀察電池反應、記錄和量測訊號，以及在電池上重播訊號。HPS-17000 高壓電池充放電循環機非常適合用於測試使用時間戳記設定點和量測串流的 HIL 用途，乙太網路傳輸率最高可達 100 kHz，遠遠超越 10 kHz 的頻率需求條件。

^{圖 2： HPS-17000 能在 0.25ms 內提供 0 ~ 100A 的高頻率測試訊號產生步階響應}

​圖 2 是在 0.25 微秒內完成步階，且控速步階響應從 0 到 100 A 的範圍量測作業。此圖說明 HPS-17000 能夠在控制範圍內進樣含高頻率內容的訊號。

2.同時測試多種電池尺寸

 

B 電池實驗室是大型電池研發驗證實驗室，必須測試分多種尺寸、電壓和功率範圍均相當廣泛的電池組。這些電池組分散在測試機構裡不同的區域和實驗室，以及遠端場地。要進行測試，就必須重新設定充放電循環機，在短短數天內提高或降低功率。測試類型相當多樣且廣泛，從生命週期測試到峰值效能、運作效率、安全系統驗證、熱循環效能、產品耐用性，以及根據一般用途進行 BMS 調校。 

^{圖 3： NHR-9300 電池充放電循環機}

​選擇 NHR-9300 再生電池組測試系統是因為它不論重新設定或安裝均相當簡單靈活，而且方便移動。這台裝置採用 100 kW 的模組化電源供應器，最大電量可以擴充到 2.4 MW，也能因應安裝與排程最佳化需求降低電量，用於測試電池組內部的多種系統。工程師不斷重新調整電池組的整體尺寸和用途，從 100 kW、500 kW 和 2 MW 都有。有時候，工程師會拆下幾組充放電循環機，運到其他部門，也就是溫度試驗箱之類資本資產所在之處。

^{圖 4： NHR-9300 採用 100kW 堆疊架構，提供模組化的大量電力，而且便於重新設定}

​這款電池充放電循環機的功率密度相當高，方便移動，很容易就能推著附輪子的機櫃移動，客戶也能視需要擴充功率。 

​提供多種控制選項，包括用於製圖與示波器顯示的大面板在內，支援操作人員輕鬆、方便地開始安裝並執行現成的簡易測試功能，以及能用於複雜測試的程式設計功能。

3. 在高額定 NEMA 條件下執行電池測試

​C 電池實驗室是測試電池組的驗證實驗室，受測電池組中的電池都要承受嚴苛的物理與環境條件，這是為了測試電動車電池在一般負載設定檔與充電週期條件下的生命週期，以及在充電過量條件下的生命週期。 

^{圖 5： ERS-BIC}

​最適合此情境的解決方案為何？實驗室內設有溫度試驗箱和環境條件試驗箱，全數由一或多台 ERS-BIC 系統控制。這些是可以聯集的系統，運用簡單的主從控制就能發揮效率，供應更高的電壓、電流以及額定功率。ERS-BIC 有一項獨一無二的功能，一旦功率突然陡升且超出標準值，這項功能可以進行電量過大管理。倘若規劃了標準功率需求測試標準，這會是相當實用的功能，但偶爾會出現必須在短時間內大幅提高功率的情況。在這種情況下，在系統恢復期間用到的會是標準功率。

^{圖 6： ERS-BIC 提供過載功能，能快速恢復最高達 180% 的功率，持續 30 秒}

​ERS-BIC 裝置採用水冷式設計，冷卻時間不等也能處理過電流與過功率脈衝或高電流功率脈衝。這在業界是獨一無二的技術，能讓您運用更輕巧的裝置進行更多測試。由於採水冷式設計，因此能達到更高的 IP 或 NEMA 環境耐髒、防塵或抗污等級，如有需要，其 IP 防護等級能達到 IP54。

​每間電池實驗室各不相同，但 NI 也提供多款高效能電池充放電循環機，能因應您在應用方面的需求。請參閱下方比較圖，了解我們的部分系統與模組及封裝層級測試需求的對應關係。

^{圖 7： NI 的電池充放電循環機與電池模擬器應用組合}

​現代化實驗室也提供其他 NI 電池測試設備與軟體。我們的電池測試系統 (BTS) 軟體可透過外掛程式、裝置驅動程式與專屬的分析/測試 IP 提供立即可用的功能並可管理電池測試系統與相關資料。可客制化控制介面以簡化資料分析作業。 

​總而言之，若要確保電動車電池的穩定性、效能與安全性，在測試電動車模組與電池組時必須選擇正確的電池充放電循環機。主要考量要點包含了解電池實驗室的特定測試目標、參數與環境以及因應不斷變化的測試需求所需的彈性與擴充能力。

​NI 提供完整的高效能電池充放電循環機系列，可滿足電池生命週期中的多種測試需求。從研發與驗證到生產與使用壽命結束測試，我們的解決方案可提供所需的彈性、準確度與穩定性，以加速電池研發同時降低成本並縮短上市時間。

​諮詢我們的電池測試專家並評估實際使用案例之後，您就可以根據自己的測試需求放心選擇最佳的電池充放電循環測試解決方案。 欲深入了解 NI 的電動車電池模組與電池組測試用電池充放電循環機產品，請與我們聯絡。

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