8チャンネル 5V6A 電池試験システム

リチウムイオン電池の充放電サイクルおよび容量選別用8チャンネル5V6A電池試験システム | TOB-CT-4008Q-5V6A-S1

製品概要および理想的な用途

TOB-CT-4008Q-5V6A-S1は、チャンネルあたり5 V / 6 A / 30 Wの動作範囲内で、リチウムイオン電池の充放電サイクル、容量選別、DCIR測定、パルス試験を行うために設計されたマルチチャンネル電池試験システムです。本システムは各チャンネルを独立して制御でき、各チャンネルは定電流源用と定電圧源用の2つの閉ループ構造と、リード線や接触抵抗が測定電圧に与える影響を排除する4端子データ収集機能を備えています。

各チャンネルは、100 mA、500 mA、3 A、6 Aの4つの切り替え可能な電流範囲で動作し、最小出力電流は0.2 mAです。この範囲構造により、ハードウェアを変更することなく、ミリアンペアレベルの低電流特性評価から、6 Aのフルサイクル試験まで、幅広いダイナミックレンジを実現しています。電圧出力は25 mVから5 Vの範囲で、リチウムイオン単セルの全動作範囲をカバーします。測定チェーンには24ビットADおよび16ビットDA変換を採用しており、電流応答時間は1 ms以内、充放電切り替え時間は40 ms以内です。データは10 Hzの周波数（最小間隔100 ms）で記録されます。

基本的なサイクル試験に加え、TOB-CT-4008Q-5V6A-S1はDCIR試験およびパルス充放電プログラム（電流または電力モード、最小パルス幅500 ms、1ステップあたり最大32パルス）をサポートしています。ソフトウェア面では、テストデータはTCP/IP接続を介したMySQLデータベースで管理され、EXCEL、TXT、GRAPH、PDF、CSV形式でエクスポート可能です。オプションのCANおよびRS485通信（DBC設定を含むBMS通信）により、システムはバッテリー管理システムとデータ交換を行い、パックレベルやBMS統合型の試験プログラムに対応できます。

理想的な用途：

• 以下の範囲内で円筒型セル（18650、21700、26650フォーマットを含む）およびパウチ型セルの容量選別、仕分け、サイクル寿命試験を行う電池セルメーカー。5 V / 6 A / 30 Wの制限。
• 1台の機器で、低電流特性評価から6 Aのサイクル試験まで、4つの電流範囲にわたって電極材料やセル設計を評価する電池研究開発ラボ。
• データベース管理と標準化されたエクスポート形式を備えた、追跡可能なテストデータを必要とする品質管理および受入検査ラボ。
• オプションのCAN / RS485 / BMS通信インターフェースを使用して、リアルタイムのBMSデータ交換を行いながらセルやパックを試験するパックおよびBMS開発者。

チャンネルあたりの5 V / 6 Aの範囲と治具構成が、お客様のセルフォーマットおよび試験プロトコルに適合するか確認が必要ですか？セルの仕様と試験計画を添えて、当社の電池試験エンジニアまでお問い合わせください。

電池試験がセル製造および研究開発において果たす役割

リチウムイオン電池の製造工程において、セルレベルの充放電試験は主に2つの役割を担っています。

• 容量選別および仕分け（生産）：化成後、セルは実際の容量、内部抵抗、自己放電特性を測定するためにサイクル試験が行われ、容量ごとに分類されます。選別によってどのセルをバッテリーパックに組み合わせるかが決定され、この工程はパックの性能と寿命に直接影響します。TOB-CT-4008Q-5V6A-S1は、その電力範囲内のセルに対してこの機能を実行し、独立したチャンネル制御により複数のセルを並行して選別できます。
• 性能および寿命試験（研究開発および品質管理）：開発および品質検証の過程で、セルは制御されたプロトコル下でサイクル試験され、容量維持率、レート特性、DCIRの増加が測定されます。4つの範囲を備えたアーキテクチャにより、機器を切り替えることなく、低レートの特性評価と高レートのサイクルプログラムの両方を同じシステムで実行できます。

本システムのDCIR機能は、負荷時の内部抵抗測定（高出力セルにとって重要なパラメータ）をサポートし、パルス充放電プログラムは実際の負荷プロファイルを模倣したプロトコルをサポートします。バッテリー管理エレクトロニクスに取り組むチーム向けに、オプションのBMS通信インターフェースが試験範囲をセル単体からパックレベルまで拡張し、DBC設定によりメッセージレベルの統合が可能になります。

TOB-CT-4008Q-5V6A-S1の主な技術的特徴

• デュアル閉ループソースによる独立したマルチチャンネル制御- 各チャンネルは、独立した定電流源と定電圧源をデュアル閉ループ構造でペアリングし、独立したチャンネル制御を行います。このアーキテクチャにより、あらゆる充電プロトコルの重要なポイントであるCC（定電流）フェーズとCV（定電圧）フェーズの移行中も、電圧または電流を正確に保持します。チャンネルの並列接続はサポートされていないため、各チャンネルは個別のセルに適用されます。
• 100 mAから6 Aまでの4つの電流範囲- 100 mA / 500 mA / 3 A / 6 Aの範囲構造と0.2 mAの最小出力電流により、試験システムは広いダイナミックレンジを実現しています。小型セルや低電流特性評価試験は低範囲で実行され、高容量円筒型セルに十分な6 Aのサイクル試験は最高範囲で実行されます。CVカットオフ電流は範囲ごとにスケーリングされます（0.1 mA / 0.5 mA / 3 mA / 6 mA）。
• 4端子データ収集- 電圧および電流の検出には4端子（ケルビン）接続を使用し、電流経路と電圧検知経路を分離しています。これにより、リード線や接触抵抗に関係なくセル端子での測定精度が維持されます。これは、正確な容量およびDCIRデータを得るための基本的な要件です。
• 24ビットAD / 16ビットDA測定チェーン- 24ビットADおよび16ビットDA変換を採用し、電圧・電流精度はフルスケール（FS）の±0.01%、電力精度はFSの±0.02%で、信頼性の高い選別に必要な分解能と再現性を提供します。データは10 Hz（最小間隔100 ms）で記録され、電流応答時間は1 ms以内（FSの10%～90%）、充放電切り替え時間は40 ms以内（FSの-90%～90%）です。
• パルス試験およびDCIR- パルス充放電プログラムは定電流または定電力モードで実行され、最小パルス幅500 ms、1ステップあたり最大32パルスで、電圧または相対時間によるカットオフが可能です。DCIR試験もサポートされており、定義された電流パルス下での内部抵抗測定が可能です。
• 包括的な保護機能（ソフトウェアおよびハードウェア）- ソフトウェア保護により、電圧上限/下限、電流上限/下限、その他のパラメータなどの安全条件を設定可能です。ハードウェア保護は、逆接続防止、過電圧、過電流、過熱をカバーします。これらの層により、長時間のサイクル試験中、試験対象のセルと機器の両方が保護されます。
• データベース管理データと標準エクスポート形式- テストデータはTCP/IPホスト通信を備えたMySQLデータベースを通じて管理されます。結果はEXCEL、TXT、GRAPH、PDF、CSV形式でエクスポート可能で、品質文書化や後続の分析をサポートします。
• オプションのCAN / RS485 / BMS通信- オプションの通信拡張機能により、CANおよびRS485通信（DBC設定を含むBMS通信）をサポートし、バッテリー管理システムが試験に参加するプログラムまで試験システムを拡張します。

技術仕様

1. 一般

2. 電圧

3. 電流

4. 電力

5. 時間

6. 動作モード

7. サイクル

8. 保護モード

9. 通信およびコンピュータ構成要件

10. 動作および保管環境の要件

11. フィクスチャの仕様および装置寸法

実用的なテストの推奨事項

• 配線とフィクスチャ：電圧測定精度を維持するため、指定された4線式方式を使用してセルを接続してください。仕様に基づき、達成可能な最小放電電圧は接続方法に依存します（上下フィクスチャ使用時は1 V、2 mのライン長では1.5 V）。そのため、接続リード線は指定された長さを維持し、不必要な延長は避けてください。
• レンジ選択：テスト計画に適合する電流レンジを選択してください。低電流特性評価および小型セルはレンジ1（100 mA）に該当し、6 Aのサイクル試験はレンジ4に該当します。この場合、CVカットオフ電流はそれに応じて6 mAにスケーリングされます。
• 保護設定：長時間のサイクル試験を開始する前に、ソフトウェアの保護条件（電圧上限/下限および電流上限/下限）を設定してください。これにより、異常なセルが発生した場合に、チャンネルやセルを損傷させることなく自動的に遮断されます。
• パルスおよびDCIRプログラム：パルス試験では、最小パルス幅500 msおよびステップあたり最大32パルスの制限に注意してください。パルスステップは電圧または相対時間によって遮断されます。DCIR測定は、セル間およびバッチ間で結果を比較できるように、一貫した電流およびタイミング条件の下で実行する必要があります。
• データ管理：TCP/IPホスト接続を介してシステムを操作し、MySQLデータベースを定期的にバックアップしてください。品質記録の要件に従って、EXCEL、TXT、GRAPH、PDF、またはCSV形式でデータを出力してください。
• BMS統合テスト（オプション）：オプションのCAN / RS485 / BMS通信を使用する場合は、BMSメッセージがテストソフトウェアによって正しく解釈されるように、DBC設定ファイルを準備してください。

エンジニアリングFAQ

Q1: TOB-CT-4008Q-5V6A-S1ではどのような種類のセルをテストできますか？

システムの範囲内で動作するすべてのセル：チャンネルあたり最大5 Vおよび6 A、単一チャンネルの最大出力電力は30 Wです。これは、18650、21700、26650フォーマットなどの円筒型セルやパウチ型セルといった、ほとんどの単セルテスト用途をカバーしています。また、0.2 mAの最小出力電流により、100 mAレンジでの低電流特性評価も可能です。チャンネルの並列接続はサポートされていないため、各チャンネルは1つの独立したセルに使用されます。

Q2: 4つの電流レンジにはどのような利点がありますか？

単一のレンジでは、ミリアンペアレベルの特性評価と6 Aのサイクル試験の両方を高い精度で実行することはできません。100 mA / 500 mA / 3 A / 6 Aの構成により、テストシステムは各テストを最も測定精度の高いレンジで実行でき、CVカットオフ電流もレンジごとにスケーリング（0.1 mA ～ 6 mA）されるため、1台の装置で小型セルの評価からフル6 Aのサイクル試験までをカバーできます。

Q3: システムはどのようなパルスおよびDCIR機能をサポートしていますか？

パルス充放電プログラムは、定電流または定電力モードで実行でき、最小パルス幅500 ms、ステップあたり最大32パルスまで対応し、電圧または相対時間で遮断されます。DCIRテストがサポートされており、電力能力評価および格付けのための内部抵抗データを提供します。

Q4: システムでバッテリーパックをテストしたり、BMSと通信したりできますか？

オプションの通信拡張機能は、CANおよびRS485通信をサポートしており、DBC設定を用いたBMS通信も可能です。これにより、顧客のBMSプロトコルとDBCファイルによって定義された、BMSが関与するテストプログラムを実行できます。その間、ベースシステムは引き続きセルレベルの充放電、パルス、およびDCIRテストを実行します。

Q5: テストデータはどのように管理されますか？

テストデータはホストソフトウェアによって管理されるMySQLデータベースに保存され、TCP/IP経由で接続されます。エクスポート形式はEXCEL、TXT、GRAPH、PDF、CSVに対応しています。ソフトウェア保護条件（電圧および電流制限）は同じ環境で設定可能であり、ハードウェア保護（逆接続防止、過電圧、過電流、過熱）は独立して動作します。

Q6：システムにはどのような動作条件が必要ですか？

動作温度0°C〜40°C、動作湿度70% RH以下（結露なきこと）、保管温度-10°C〜50°C、保管湿度80% RH以下。25±10°Cの範囲内では、温度による精度オフセットは50 ppm/°C未満です。本システムはIP20に準拠しており、清潔で乾燥した換気の良い場所に設置してください。

信頼性の高いマルチチャンネルのセル充放電および格付け機能を、研究室や生産QCラインに追加する準備はできていますか？TOB-CT-4008Q-5V6A-S1の見積もりを依頼する際は、セルの形式、テストプロトコル、およびオプションのCAN / RS485 / BMS通信が必要かどうかを指定してください。当社のバッテリーテストエンジニアが、治具の選定やテストプログラムの設定についてアドバイスいたします。

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