Chroma电池信赖性测试系统Model 17010/H

Chroma 17010电池信赖性测试系统是专为锂离子电池芯（Lithium-ion Battery Cells，IBCells）、电气二重层电容器（Electric DoubleLayer Capacitors，EDLCs）与锂离子电容器（Lithium-ion Capacitors，LICs）等储能元件测试而开发的专业充放电测试设备，适合于产品开发、性能评价、寿命验证与产品选型等用途。

　　Chroma 17010系统提供线性电路系列与能源回收系列两种不同的设计构架机种；线性电路系列提供低输出噪声与高测量精度特性，适合产品开发与中小型储能元件的信赖性评价；而能源回收系列则具备省电与低发热优势，适合标准产品寿命评价和中大型储能元件或功率型电池芯测试。

　　Chroma 17010系统采用Battery Lab Expert（Battery LEx）软件平台，使用者能透过多层配方构架快速引用旧子配方或新增子配方，完成计划编辑与修改，另外独立的待测物数据管理功能，可以实现不同待测物配方共享的优点。Battery LEx除了提供常用的CC、CC-CV、CP、CP-CV，CV与CR测试工步外，结合C-rate、OCV-SOC、Q%、工况模拟与恒温/湿箱等控制模式，可符合USABC、IEC与GB/T等国际测试标准与各类型测试应用，测试执行监控设计采用群组管理方式让使用者能快速掌握各测试群组状态，也可依情况在测试进行中执行多种控制，包含：工步跳跃、预约暂停、预约启动与测试复归等。

　　Chroma 17010系统整合了高精度多功能数据纪录器，可即时测量温度、电压与压力，接收回传数值可做作为截止与保护条件，系统内置支持多种厂牌恒湿/温箱，使用者可执行温/湿度控制，测试过程中软件会侦测同组信道于测试阶段达一致后自动下达温度或湿度控制命令、提升操作便利性。

　　Chroma 17010系统在安全性设计上提供软/硬体侦测保护、设备异常监控和可选配的独立外部仪表继电器硬件侦测防护三大安全机制，保障锂离子电池芯测试实验安全。

高精度与多重电流档位设计

电流量程快速切换档：
Chroma 17010全系列机种提供多重电流输出及测量档位切换，适合应用于同时涵盖大电流及小电流的测试计划。工步开始执行时，系统会侦测输出电流大小并自动且快速切换合适的电流档位，来提升其测量精度与分辨率以确保测试数据的准确度。

定电压模式下自动切换档：
Chroma 17010线性电路系列机种支持在定电压测试模式下自动切换电流档位，且过程中亦不出现任何输出中断。适合应用在如浮充或电位调整等需要在长时间且高稳定极小电流输出的测试。

输出稳定且低噪声

Chroma 17010具备低输出噪声与高测量精度，其测试电流与电压数据可转换成高精确的电压差分曲线及清晰的特征峰，能有效率的研究锂离子电池老化机制。

高速采样测量技术

Chroma 17010透过高速的电压及电流采样搭配双重积分法计算，不失真地准确撷取测试中的瞬态变化，提供更高精确度电容量计算，解决一般电池充放电设备仅使用报表采样速度纪录关键数据而造成较大累计误差。
硬件内部电压/电流采样率：1mS
报表单点瞬时数据采样率：1mS
报表采样率最快：10mS

超级充放电输出能力

Chroma 17010能源回收式机种提供30秒内超级输出功能，对于短时间下大电流脉冲测试应用可直接透过此工步做设定与执行，提供更广泛的电流与功率使用范围。
17212M-6-100S：提供CC与CP超级充放电输出120%

快速电流响应（<1mS）

Chroma 17010系统能源回收系列具备0 - 1200A电流爬升时间<1mS的能力，能更真实的模拟电池于行车过程中瞬间峰值电流充放电行为，满足NEDC、FUDS和DST等测试数据。
17212M-6-100S:10% to 90% < 1mS

一机内置三种电压范围

Chroma 17216M-10-6机种可透过软件设定选择三种电压范围以适合更多样产品开发应用。
0V~+5V：半电池、全电池与电气二重层电容器测试
0V~+10V：串联式电池与电气二重层电容器测试
-5V~+5V：对称型电池测试

动态波形加载功能

Chroma 17010可将预载电流或功率的动态充放电波形，模拟驾驶行车过程的加速、减速、上下坡等工况，进而评价电池劣化与寿命。
支持动态时间与固定时间模式（最小输出间隔10 mS）
最多动态预加载6,400,000点的数据执行测试计划

能源回收构架

Chroma 17010系统针对大电流机种实现低碳排的绿能产业及避免放电时电能以负载消耗产生废热，提供高精度、高效率、且电力最佳化的能源回收架构设计。
DC回收：自动优先将放电的电能转移到充电的信道，回收效率约80%
AC回收：多余电能回收到AC端，回收效率约60%
设备回馈电网电流总谐波失真<5%

电流并联输出

Chroma 17010全系列机种支持动态并联功能，可将闲置的连续信道并联且提供更大倍率的电流输出。其特点不但能提高测试广泛性也适合多种测试物应用。

数据保护与复归功能

电力失效的数据复归机制：选配UPS不断电系统可在电力失效时，将测试数据暂存于IPC数据库，并于电力问题排除后自动取得复归数据状态，由断点接续测试，报表数据亦不会中断。

系统整合与安全防护

Chroma 17010支持多种厂牌温箱与整合多功能数据记录器，可透过attery LEx软件同时进行参数设定及数据监控，测试数据自动合并于测试报表中，提供使用者最完善的解决方案。

数据记录器整合

可记录温度（ºC）/电压（V）/压力（mPa）/力（Kg）四种不同数据

外部即时数据可做为截止或保护条件判断（温度）

系统安全防护与异常侦测

内置多种的配方保护项目，保护机制以1mS的响应速度进行测量监控与保护动作，另可选配独立外部电压/温度仪表继电器，可以达成可靠的双层保护机制。

实时系统异常侦测，各测试单机自动依据独立逻辑侦测异常，若发生异常中断可接续执行任务且数据不遗漏。

温箱及周边安全工程整合

内置温箱设定与控制工步，可由软件设定温控的超时与过温保护，温箱除控制温/湿度外亦可ZD温箱控温时间、延长时间与待机温度。
信道群组化管理构架，让同一温箱下的所有待测物信道同时进入温控阶段，确保测试状态的一致性。
内置DI/DO设定功能，可连接如烟雾/气体侦测、消防灭火、过温报警、过压警报与门开报警，系统可依据危害程度进行不同等级处置如测试停止或断电等，而告警信息可透过YX完成远距通知。

BATTERY LEX软件功能

Battery Lab Expert（Battery LEx）是专为Chroma 17010所开发综合以下三大特色及多项应用功能的测试软件平台。

• 群组化测试：每个群组最多可控制达96信道数与执行多达50,000个工步。

• 变数编辑功能：搭配外部数据记录器可测量电压、温度、与压力，以进行弹性编程与复杂应用。

• 整合安全型温箱：透过DI/DO扩增来即时监控温箱实时状态及保护机制。

项目浏览器

最多可建立500组项目，依据不同测试类型或需求来建构对应的测试计划，且使用者可在项目浏览器下清楚审阅或快速进行二次修改项目内的测试物规格数据、工况模拟数据与配方内容等。

• 测试物数据库：将待测物规格建档，配方编辑时可快速对应参数条件，也便于共享配方测试

• 工况模拟活页夹：以xlsx格式汇入数据点，可设定时间间隔（等间隔/自定义间隔）、输出倍率、数据范围

• 浏览过程即时参数修改与储存

• 支持测试计划关键字筛选搜寻

• 提供xlsx格式转出测试计划

配方编辑器

阶层式编辑构架（测试计划→主配→子配方），可将现有配方透过替换测试物规格直接共享测试、或是透过弹性组合既有子配方来快速建立完整计划，以及创建新配方来满足各类型充放电测试应用。

工步类型：定电流/定电压/定功率/定电流转定电压/定功率转定电压充放电、定电阻放电、电流/功率工况模拟、静置、共享静置、温箱控制、超级定电流/超级定功率充放电

截止条件：工步截止→电流/电压/功率/能量/容量/时间
配方截止→电流/电压/功率/累积能量/累积容量/时间

外部参数作为截止条件：单一工步最多4组截止设定
工步跳转机制：下一步（Next）/测试结束（End）/跳ZD工步（Jump）/ If-then逻辑跳转
同工步支持多重截止条件跳转

特殊设定表示法：C-rate / OCV-SOC / Q% /±V /变数
循环功能：四阶层循环，单一循环次数最多999,999次，提供单工步循环（Repeat）与循环时间截止功能

变数设定与条件截止功能：提供20组变数定义，包含2组变数功能可跨子配方使用
1mS~100mS瞬时撷取功能，记录工步起始/结束瞬间变量定义为变数，进行二次计算

配方保护功能：电压/电流/温箱温度/能量/容量/电流变化量/电压变化量/定电流转定电压转态时间/定功率转定电压转态时间

配方执行器

依不同测试计划提供群组式执行管理，群组内所有信道将会同时启动测试及显示即时测况，搭配温箱整合时各信道将自动进行等待机制，直到所有信道达一致条件后才启动温控；当温箱内存在多个群组时，也可透过设定同动模式来实现群组间等待。

• 控制模式：开始、暂停、复归、停止、预约暂停、跳下一步、ZD启动、暂停后跳工步、配方预览

• 单通道与全群组测试即时状态数据显示

• 支持动态并联设定

• 多群组启动测试

测试执行中可显示即时充放电曲线，透过鼠标拖曳可点放大缩小数据与显示数据值，并可弹性提取任一信道及轴线项目。
依据使用者设定取样时间即时绘制，单一画面最多达36,000点数据量
提供即时显示画面最多4组，支持每组画面最多2信道的测试比较
支持时间冻结功能来进行测试曲线储存
提供双Y轴数据显示

自动导出：子配方测试完成后依据定义的文件名自动汇至使用者ZD路径下
导出模式：子配方自动导出，测试计划手动导出
数据有效位数调整，最多至小数点9位
报表类型：信道报表、工步报表
自由调整报表项目与字段顺序

三种温箱控制模式：温箱控制工步、即时远端控制、维护模式

二度调温设定：搭配温度记录器可在温箱达到设定温度后，依据待测物实际温度进行差异调整，准确地让温箱与待测物温度达一致

双重温箱保护控制：过温保护、温控逾时保护

管理

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开源软件帐户管理，可设定多组登入帐号密码及其对应编辑权限
设定邮箱来提供异常告警信息
测试计划汇入/导出/移转

锂电池测试应用

电压微分（Differential Voltage）测试应用

绘制dV/dQ曲线的关键是采用小电流（<C/20）对电池进行充放电，以消除极化因素对测量结果的影响。Chroma 17010低测量噪声的特色能协助使用者绘制高清晰的dV/dQ对应Q的曲线，可细致地观察与标示各特征峰。透过老化实验可以基于各特征峰的偏移与高度来研究电池老化机制。

电池直流内阻（Direct Current Internal Resistance，DCIR）测试应用

电池内阻值关系着电池可应用充/放电倍率，内阻越大效率越差且易发热温升而老化加速。传统LCR Meter 1KHz的交流内阻（ACIR）测量方法，只能评价出影响瞬间功率输出的欧姆电阻（Ro），但无法评价电化学反应时所产生的极化电阻（Rp）；直流内阻（DCIR）的评价即包含ACIR的阻值，其测试方式更贴近于车用电池连续电流应用的实际极化效应。

Chroma 17010可编程两种DCIR测试模式，搭配变数运算功能即可自动取得符合IEC 61960标准的测试结果。
DCIR测试（1）利用一段电流变化造成的电压差来计算DCIR值
DCIR测试（2）利用两段电流间变化造成的电压差来计算DCIR值

HPPC（Hybrid Pulse Power Characteristic）测试应用

Chroma 17010弹性编辑程序可进行HPPC（混合动力脉冲能力特性）测试工步编列，该测试是美国汽车研究理事会（USCAR）评价新能源车的电池性能的测试项目。目的是在电池工作电压范围内，依据规范的测试方法获取特定放电深度的开路电压、欧姆电阻及极化电阻数据，建立放电深度与充放电峰值
功率之函数关系，作为评价电池芯老化与输出功率能力的指标。

电池容量测试应用

电池容量以电流对时间积分而得，从开始充放电至满足截止条件结束，经由比对方式可分析各产品之间性能差异；常见的测试项目包含电流倍率与温度特性测试。电流、电压测量精度越高与取样越快速将可更准确的分辨出电池芯容量差异。

电池循环寿命测试应用

循环寿命为电池最重要的测试项目之一，依据不同实验目的，以重覆的充放电条件测试同一个电池，直到容量衰退至原先80%并计算可循环次数。而循环寿命试验可用来评鉴电池性能优劣或定义适合的使用条件。

库伦效率测试应用

将电池满充电后再满放电测试，计算电池放出/充入电荷量可得到库伦效率。Chroma 17010的高精度与稳定度能分辨出特性良好的电池库伦效率，而精准的库伦效率测试能凭借少量循环来预估电池寿命。

倍率充放电测试应用

常用来评价电池在不同倍率的电流进行充放电测试时，电压平台的维持程度与电容量测试结果，常见于材料开发过程中的活性物质比例调整与动力电池对于快速充放电的表现验证上。

Chroma电池信赖性测试系统Model 17010/H