Technische Merkmale der NEBULA 5V Zelltester
- Spannung: 5 V Standard; 6 V und 10 V auf Anfrage
- Strom: bis 3.000 A pro Kanal
- Kanäle: bis 16 pro Schranksystem
- Betrieb: Laden und Entladen, regenerativ
- Parallelschaltung: Kanäle für höhere Ströme kombinierbar
- Stromgenauigkeit: bis ±0,03 % F.S.
- Spannungsgenauigkeit: modellabhängig bis ±0,02 % F.S.
- Stromanstiegs-/Abfallzeit: bei aktuellen 300-A-Modellen ≤2 ms
- Abtastrate: modellabhängig bis 10 ms
- Schnittstelle: Ethernet
- Bauform: modulares Schranksystem
- Anwendung: Zellcharakterisierung, Zyklisierung und dynamische Batterietests
Zelltests von der Charakterisierung bis zur Lebensdauerprüfung
Die 5V-Serie unterstützt unterschiedliche Prüfverfahren zur elektrischen Charakterisierung und Bewertung von Batteriezellen. Neben klassischen Lade- und Entladezyklen können dynamische Testprofile und definierte Betriebszustände automatisiert abgefahren werden.
Nebula nennt für die Serie unter anderem:
- Zyklenlebensdauerprüfung
- Kapazitätsprüfung
- DCIR-Messung
- Lade-/Entladekennlinien
- Tiefentladeprüfung
- Konsistenzprüfung
- Rate-Tests
- dynamische Fahrprofil-Simulation
Damit eignet sich das System sowohl für die grundlegende Zellcharakterisierung als auch für wiederholbare Validierungs- und Lebensdauerprüfungen.
Hohe Ströme durch modulare und parallele Kanäle
Die Systemarchitektur ist modular aufgebaut. Einzelne Leistungsstufen werden unabhängig gesteuert und können bei höheren Stromanforderungen parallelgeschaltet werden. Die aktuelle NEEFLCT-Plattform unterstützt dadurch Zellprüfungen bis 3.000 A.
Für Anwendungen mit vielen Prüflingen lassen sich bis zu 16 Kanäle pro Rack realisieren. Je nach Konfiguration können die einzelnen Kanäle gleichzeitig unterschiedliche Prüfprogramme ausführen.
Regeneratives Laden und Entladen
Beim Entladen der Batteriezelle wird die aufgenommene Energie nicht ausschließlich in Wärme umgesetzt. Die regenerative Architektur führt einen wesentlichen Teil der Energie über den DC-Zwischenkreis beziehungsweise zurück in das Versorgungsnetz.
Präzise Strom- und Spannungsregelung
Aktuelle Nebula-Zelltester der NEEFLCT-Serie erreichen eine Spannungsgenauigkeit von 0,02 % F.S. und eine Stromgenauigkeit von 0,03 % F.S.. Für das aktuelle ±300-A-Modell werden Stromanstiegs- und -abfallzeiten von ≤2 ms sowie eine Abtastrate von 10 ms angegeben.
Die 300-A-, 450-A- und 600-A-Ausführungen der weiteren 5V-Plattform arbeiten ebenfalls mit mehreren Strommessbereichen, um die Messgenauigkeit über unterschiedliche Lastbereiche hinweg zu verbessern.
Dynamische Fahrprofile und Betriebsarten
Die aktuelle NEEFLCT-Plattform unterstützt unterschiedliche Betriebsarten für die Charakterisierung und Zyklisierung von Batteriezellen. Dazu gehören:
- CC
- CV
- DC
- DV
- CP
- DCIR
- DR
- Pulse
- Activation
Fahrprofile können mit einer Zeitauflösung von 10 ms simuliert werden. Dadurch lassen sich dynamische Stromverläufe und reale Belastungsprofile in automatisierten Zelltests abbilden.
Unabhängige Kanalsteuerung
Jeder Kanal kann unabhängig betrieben werden. Dadurch können innerhalb desselben Systems gleichzeitig unterschiedliche Prüfprogramme, Zelltypen oder Prüfbedingungen bearbeitet werden.
Für Prüfstände mit vielen Prüflingen erhöht dies den nutzbaren Durchsatz, ohne dass für jeden Test ein separates Gesamtsystem erforderlich ist.
Datenerfassung und Offline-Betrieb
Die NEEFLCT-Serie integriert eine lokale Steuerung, die Prüfabläufe auch bei Unterbrechungen der Netzwerk- oder Systemverbindung weiterführen kann. Messdaten werden währenddessen lokal aufgezeichnet.
Software und Testautomatisierung
Für die Steuerung und Auswertung der Batterietests stellt Nebula die Softwareplattform NEBTS 4.0 bereit. Sie unterstützt Testsequenzen, Echtzeitüberwachung, Datenerfassung, automatische Ablaufsteuerung und Testdatenauswertung.
NEBTS 4.0 kann große Testumgebungen mit mehr als 3.000 gleichzeitig verwalteten Kanälen abbilden und unterstützt die Integration in übergeordnete Automatisierungs- und Produktionssysteme.
Für größere Anlagen stehen unter anderem zur Verfügung:
- automatisierte Testsequenzen
- Schleifen und Verzweigungen
- automatische Pass/Fail-Auswertung
- Echtzeitüberwachung
- Batch-Steuerung
- OPC-UA
- Modbus TCP/RTU
- REST API und SQL für MES-Anbindung
- Multi-Site-Verwaltung
Messung zusätzlicher Zellparameter
Die bestehende Caltest-Konfiguration sieht pro Modul zusätzliche Eingänge für Temperatur- und Zellspannungsmessungen vor. Dadurch können neben Strom und Hauptspannung weitere Zellparameter während des Prüfablaufs überwacht werden.
Sicherheits- und Schutzfunktionen
Die Nebula-Zelltester verfügen über mehrere Schutzebenen zur Überwachung von Prüfling und Testsystem. Die aktuelle NEEFLCT-Serie nennt unter anderem:
- Spannungs- und Stromgrenzen
- Kapazitätsgrenzen
- Netzüber- und -unterspannung
- Wiederaufnahme nach Stromausfall
- Erkennung von Kanalanomalien
- Verpolungsschutz
- Selbstdiagnose
- Übertemperaturschutz
- nachvollziehbare Schutzprotokolle
Damit lassen sich auch lange automatisierte Zyklisierungsprüfungen mit überwachten Grenzbedingungen durchführen.
Typische Anwendungen
Die 5V-Serie eignet sich insbesondere für:
- Entwicklung und Charakterisierung von Batteriezellen
- Lebensdauer- und Zyklisierungstests
- Leistungs- und Kapazitätsprüfungen
- DCIR-Prüfungen
- Entwicklung von Traktionsbatteriezellen
- Energiespeicherzellen
- Consumer-Batteriezellen
- Pilotfertigung und Qualitätssicherung
- Produktionsprüfung
- dynamische Fahrprofil- und Belastungstests
