方形电池分容测试柜(能量回馈型)
一、设备简介
1、设备功能和原理简介
该设备主要用于方形电池充放电化成/分容工序，同时采集电芯在充电过程中的电压、电流等数据，并将采集的电压、电流等数据进行本地保存和上传处理，实现电芯分容数据的追溯。设备具有低发热、节能、模块化、小型化等特点。设备由电源柜模块、压床模块、后台监控软件等基本组成。
2、夹具主要功能
2.1电池充放电使用的电源系统。
2.2电池充放电的压床系统。
3、化成/分容主要功能
3.1通道可靠对接功能。
3.2充放电功能。
3.3数据链接和通信功能。
3.4安全及保护功能。
4、设备动作流程
二、被测电池规格及适应范围
方形电池：
 | 名称 | 代号 | 最小值(mm) | 最大值(mm) |
电芯宽度 | A | 80 | 250 | |
电芯高度 | B | 50 | 250 | |
电芯厚度 | C | 20 | 80 |
三、设备技术参数
1、技术参数
序号 | 项目 | 参数 |
1 | 规格 | 5V100A-96CH |
2 | 整机功率因素 | 93% |
3 | 馈网效率 | 70-85% |
4 | 电压总谐波畸变率 | ＜5% |
5 | 充电电压 | DC 0.1～5V |
6 | 放电电压 | DC 5～1.5V |
7 | 充电电流 | DC 0.1～100A |
8 | 放电电流 | DC 0.1～100A |
9 | 电压精度 | ±（0.05%RD + 0.05%FS） |
10 | 电流精度 | ±（0.05%RD + 0.05%FS） |
11 | 电压分辨率 | 1mV |
12 | 电压稳定度 | ≤0.1% |
13 | 电流分辨率 | 1mA |
14 | 电流稳定度 | ≤0.1% |
15 | 时间测量范围及精度 | 0～999999H, 精度±0.1% |
16 | 数据保存间隔 | 1、电压：1mV；2、电流：1mA；3、时间：1S |
17 | 脱机数据保存时间 | ≥1小时 |
18 | 通道数 | 64 |
19 | 工步设置 | 恒流充电、恒压充电、恒流恒压（CC/CV）、恒功率充电 恒流放电、恒压放电、恒功率放电、恒阻放电、搁置 |
20 | 工步结束条件 | 电流、电压、时间、容量 |
21 | 最大工步设定数 | 64 |
22 | 最大循环设定数 | 256 |
23 | 曲线显示 | 电流曲线、电压曲线、容量曲线 |
24 | 保护方式 | 过流、欠流、过压、欠压、过容量、漏电流； |
25 | 数据统计 | 每个电芯每个工步的开路电压，平均电压，工作时间，电流，容量，平台容量；每个工步详细的曲线以及数据；统计每个容量段电芯个数等 |
26 | 巡检速度 | 1S |
27 | 电流校准方式 | 使用校准工装校准（选项）,校准周期6个月 |
28 | 分选功能 | 有（通过上位机软件分选） |
29 | 电流精度保证温度范围 | 25±10℃ |
30 | 电源总功率 | ≤48KW |
31 | 工作电源 | AC 380V±10%/ 50Hz |
2、结构技术参数
序号 | 项目 | 参数 |
1 | 压床数量 | 8组6层，每层16个电池，6层共96个电池 |
2 | 压床压合方式 | 测试探针下移 |
3 | 夹具散热系统 | 两侧、下面进风；后面排风 |
4 | 烟雾报警 | 有 |
5 | 消防喷淋 | 灭火器+水（选项） |
3、系统配置
3.1软件主要功能
●准确控制限时间、限电压、限电流的每进程结束条件。
●计算充放电化成电芯充电容量及能量参数。
●流程编辑和管理功能：可编辑1～256的化成循环次数，每个循环可编辑64个化成步骤，每个化成步骤可由恒流充电、恒流恒压充电、恒流放电、搁置等属性可选。可●将编辑完成的流程文件存档备用。
●充放电电流可设置，充放电电压可设置，每步骤时间可设置。
●能够实时绘制每节电芯化成过程的动态曲线，包括电压/时间曲线、电流/时间曲线、容量/时间曲线和能量/时间曲线、容量/电压曲线等功能菜单。
●化成/分容的库文件编辑以及修改功能。
●时间发送、校准功能。
●新建监测、打开、关闭文档、打印及设置功能。
●分类设置及启动化成。
●新建窗口、排列图标、层叠平铺分隔显示。
●对已化成的电芯可依据容量电压等数据进行分选的功能。
●每节电芯的充电数据可以形成数据列表形式，供用户查看或打印输出。
●软件具备精度校准功能（配合校准工装使用----选项），校准后的参数可下传设备保存。
●设备上下位机软件具有取关键点数据功能：
●休眠工步容量需要与上一步次最后一条数据容量一致。
●转步次的关键点电压、电流数据要求在技术规格要求的精度范围内。
3.2系统保护
●过压、欠压、过流、过容量保护：可在流程中预设电芯电压，电流，容量的上下限值，当达到限制条件时，系统自动将电芯强制休眠，并在软件界面提示故障。
●设备掉电保护：
●当出现设备异常断电后，可继续执行当前流程步。
●当出现长时间通讯中断或PC机故障时，设备将会自动进入等待状态，待通讯恢复后继续当前流程步。
●软件保护：
●接触测试。正式流程之前，先用测试流程去检验设备每个通道的状态是否正常，对于不正常的给予相应的状态颜色提示。同时有坏通道锁定功能，可以手动锁定坏点，禁止其走流程。
●流程进行中的保护（对流程过程中的过压、欠压、过流、过容量保护，在流程中预设电芯电压，电流，容量的上下限值，当达到限制条件时，系统自动将电芯强制休眠，并在软件界面提示故障。）
●其他保护
●电压过充
●允许发送的流程类型保护
●对异常通道的锁定功能
●电芯异常保护：由于短路、过充、过放等异常时，设备能够采取保护和报警措施，断开电路并进行异常电芯的及时处理
过压、欠压、过流、过容量保护
●可在流程中预设电芯电压，电流，容量的上下限值，当达到限制条件时，系统自动将电芯强制休眠，并在软件界面提示故障。
●设备掉电保护：
●当出现设备异常断电后，可继续执行当前流程步。
●当出现长时间通讯中断或PC机故障时，设备将会自动进入等待状态，待通讯恢复后继续当前流程步。
3.3电脑配置
●处理器：Intel i5。
●内存容量：4G。
●系统：windows 10 。
●固态硬盘（SSD）：120GB。
3.4三色报警灯（带声光，LED灯泡）：报警灯状态要求。
●等待（未发流程或流程走完）――――黄灯。
●流程进行中（静置，充电，放电）―――――绿灯。
●系统故障（超温，过压，过流，硬件故障等）――――红灯并发出声音。
3.5设备环境要求。
●环境温度：0-35℃。
●相对湿度：30%~85%。
●大气压强：750±30mmHg。
●压缩空气：不小于0.6MPa。
5）无强电磁场干扰和腐蚀性气体侵蚀。
四、关键配件说明
压床机构
测试柜以槽形底座（不锈钢材料制作）为装载单元、通过系统软件对压床及充放电软硬件单元等的控制、按甲方预先设定的工艺流程、对电池充放电分选管理目标；系统通过特定的硬件电路、各种相关的采集（传感）单元及严密的软件逻辑实现对整个充放电过程的实时监控、确保动力电池在分容过程中的安全、准确、有序。系统软件以操作简单、人机界面友好为目标。
上料方式：方形电池---上料方式为人工上料方式，每组电池底座按要求设计8个对应槽位 （尺寸可调节），每组放入8个待测电池，探针板置于电池的上方，按照指令在对应的机械单元内上下移动。
烟雾报警：各机械单元安装两个烟雾感应器，一旦检测到烟雾，立刻切断电源，打开气缸将电池与探针脱离，并通过PLC信号发送到分容柜安全保护系统。
压床具备人工操作控制功能（通过上升/下降按键调节压床压合等），便于压床维修（每台压床可采用移动控制器进行操作控制）。
探针板组件说明：
探针板组件设计理念为模块化设计，实现快速抽拔更换；
探针：采用同芯型探针，由1根电流针和1根电压针组成，电流针头为锯齿状，头部镀金，保证通过电流的精度及电压采样准确性；
探针组件设计以方便拆卸及组装为目的，线材选用满足耐腐蚀要求，可视化安装调整便于维修更换；
探针与极柱接触表面的温升≤15℃（在保证电池盖板清洁无杂质残留情况下）；
探针头为圆柱状加滚花，花纹设计以不刮花极柱表面为宜，表面经过特殊处理,相较于一般产品具有硬度大、导电性好的特点，以达到刺穿极耳表面氧化薄膜的效果。表面特殊出料的材料耐电解液腐蚀；
探针使用寿命：一般正常使用状况下不小于30000次压合，探针接触电阻(正负极总和)≤2mΩ，极耳压痕深度无明显压痕。
100A探针图示（仅供参考）
安全保护系统（选项）
2.1 根据本工程项目环境及受保护对象特点，该项目采用1套N-1230灭火系统保护所有设备，每个库位设置4个喷头，安装在库位两侧，喷头以雾化方式喷洒气体。设计参数如下：
报警信号反应时间：3s；
系统启动反应时间：以毫秒计；
系统喷放管网预充时间：＜2s；
喷头开始喷放至库位内灭火剂浓度达到设计浓度时间：5s；
同时保护库位数：1；
系统喷放时间：约60s；
灭火剂瓶单容器容积：每个设备间一主一备90L（暂定），共2瓶组；
灭火剂瓶单容器灭火剂充装量：50kg；
灭火剂名称：N-1230（FK-5-1-12）；
灭火瓶容器充装压力：2.0MPa（氮气，20℃）；
喷头选用型号：L500*3/1.0；
喷头额定工作压力：1.0MPa；
单库位喷头额定流量：0.115kg/s.
2.2 根据本工程项目环境及受保护对象特点，甲方提供可靠的供水源（满足系统所需流量及压力），喷头与气体喷头共用，以雾化方式喷洒水雾。每列库位设置一个水气共用启动阀（具备手动启动功能），安装在人员方便操作的高度（具体安装位置现场对接），水系统的启动方式为手动启动。设计参数如下：
供水量可满足同时保护库位数：3个
启动方式：手动启动
系统喷放时间：手动关闭，建议＞30min；
供水压力及流量要求：P≥1.0MPa,Q≥50L/min；
喷头流量：Q=4.23L/min（喷头流量系数K=1.73,@0.6MPa工作压力下)；
单库位喷头流量：Q=8.46 L/min；
喷头末端额定工作压力：0.6MPa；
单库位排水孔开孔尺寸：≥DN20；
总排水管管径：≥DN32。
3、节能效率说明（能量回馈）
3.1能量回馈收益
3.2馈网工作流程图
DC/DC 模块：将电池信息上传到中位机，实现对电池的充电、放电及检测功能。
AC/DC 模块：实现交直流能量双向转换。
3.3整机充电效率：≥75%；馈网转换效率：≥70%。
3.4节能测试方法：使用双向三相电表进行测试，将所有电池上柜进行充电一个循环，记录电表 变化的电量，再进行放电一个循环，记录电表变化的电量，放电电量/充电电量≥75%*70%。
4、MES系统（选项）
4.1扫码功能： 具有二维条码扫描启动功能，支持MES数据库管理，用于追溯电池的检测信息。 软件数据接口开放，可配合第三方满足甲方需求，数据导入数据库（扫码枪属于选配件，支持19位）。
4.2 MES系统提供数据类型。
| 序号 | 表名 | 字段名 | 含义 | 备注 |
| 1 | TEST_INFO | 编号 | 自增长标识 | |
| START_DATE | 测试开始时间 | |||
| SET_VALUE | 工序名称 设备标识 工步设定值 | |||
| INFORMATION | 工序名称 | |||
| FINISH_DATE | 测试结束时间 | |||
| 2 | CHANNEL_INFO | 编号 | 自增长标识 | |
| TESTITEM | 与TEST_INFO表的字段[编号]对应 | |||
| CHANNEL_POSITION | 工位 | |||
| CHANNEL | 通道号 | |||
| CELL_TAG | 条码，支持从外部导入 | |||
| 3 | CHANNEL_STEP | NO | 自增长标识 | |
| TESTITEM | 与TEST_INFO表的字段[编号]对应 | |||
| CHANNEL | 通道号 | |||
| STEP | 工步 | |||
| CYCLE | 循环次数 | |||
| STATION | C_CV代表恒流恒压充电，D_CC代表恒流放电，REST代表搁置 | |||
| SAVETIME | 保存时间 | |||
| SETCURRENT | 电流 | |||
| TIME | 总时间 | |||
| CAPACITY | 容量 | |||
| ENERGY | 能量 | |||
| OPEN_V | 开路电压 | |||
| MEAN_V | 平均电压 | |||
| MID_V | 中值电压 | |||
| END_V | 截止电压 | |||
| END_C | 截止电流 | |||
| C_CC Time | 恒流恒压充电时长 | |||
| C_CC Capacity | 恒流恒压充电容量 | |||
| C_CC Ratio | 恒流恒压充电系数 | |||
| Capacity Spoilage | 容量损耗 | |||
| Discharge Efficiency | 放电效率 | |||
| Loss Rate | 损失比 | |||
| V1 Time | 恒流放电至指定电压的时间1 | |||
| V2 Time | 恒流放电至指定电压的时间2 | |||
| V3 Time | 恒流放电至指定电压的时间3 | |||
| V4 Time | 恒流放电至指定电压的时间4 | |||
| V5 Time | 恒流放电至指定电压的时间5 | |||
| V1 Capacity | 恒流放电至指定电压的容量1 | |||
| V2 Capacity | 恒流放电至指定电压的容量2 | |||
| V3 Capacity | 恒流放电至指定电压的容量3 | |||
| V4 Capacity | 恒流放电至指定电压的容量4 | |||
| V5 Capacity | 恒流放电至指定电压的容量5 |
五、合格率确保要求
1、设备摆放要求。
1.1物流通道：≥2500mm。
1.2设备工作区域：≥2000mm。
1.3观察区域：≥900mm。
1.4设备侧面摆放间隔：≥800mm。
2、车间工作环境要求：25℃—30℃。
3、装夹要求：装夹必须严格按照作业规范操作避免装错、少装、装反、装不到位、夹胶等不良情况。
4、设备保养
4.1电池漏液后必须立即处理。
4.2电流电压精度每月进行抽检。
4.3电流电压精度每6个月进行检验。
4.4上柜前必须设备状态确认及“6S”检查。
5、操作必须按规范要求操作。
6、电源负载使用：≤80%。
7、其他方面：材料的体系、工艺需满足设备生产需求。
六、设备一般配置和标准
1、设备外观颜色：深灰色+电脑白。
2、离机器外壁1000mm测量，设备≤70dB。
3、设备符合国家有关设备的安全标准，符合需方有关安全代码所要求的各项安全标准和要求。
七、主要配置清单
| 序号 | 名称 | 品牌 | 备注 |
| 1 | 双向电源 | 国产格林晟 | |
| 2 | 充放电模块 |  | |
| 3 | 主控板 |  | |
| 4 | 气缸 | 亚德客 | |
| 5 | 电磁阀 | 亚德客 | |
| 6 | 上下支撑板 |  | |
| 7 | 探针固定板 |  | |
| 8 | 底座固定板 | 精惠仪器 | |
| 9 | 60A 测试探针 | 康信达 | 耗材 |
| 10 | 中间继电器 | 欧姆龙 | |
| 11 | 断路器 | 正泰 | |
| 12 | 交流接触器 | 正泰 | |
| 13 | 开关电源 | 明纬 | |
| 14 | 外壳 |  | |
| 15 | 2.5㎡/4㎡/6㎡连接线 | 国产成宝 |
|
八、易损件清单
| 序号 | 名称 | 数量 | 备注 |
| 1 | 测试探针 | 5套 |
|
九、设备验收
1、发货预验收：发货前7个工作日,供方应通知需方对设备进行预验收。设备预验收按照双方在验收前约定的检查项目和标准执行，并保留双方共同签署的预验收报告。设备通过需方的预验收后方可送货，需方放弃预验收的除外。供方送货的时间视为供方的交付时间。
2、正式验收时间：设备到需方工厂之日起计算一个月内，启动验收程序，否则视为验收合格。
3、正式验收标准：正式验收标准依据本协议所列各项要求以及双方另行约定的其他补充规格。如设备有国家标准或行业标准的,应同时符合国家标准和行业标准。需方确认后投入生产。
十、设备安装和培训
1、设备操作。
2、日常的维护保养。
3、常见故障的排除和维修。
4、软件的使用。
十一、资料提供
设备资料：设备操作使用说明、软件。
十二、质量保证
1、免责声明
1.1由操作不当或者和供方无直接责任的其他原因造成的任何故障或损害，供方将不负法律责任。
1.2需方提供的零部件或设备造成的问题。
1.3设备和测量仪器等易耗品超出使用寿命。
1.4需方提供的动力设施对设备产生的负面影响 。
1.5由灾害、战争、异常天气或其他不可抗力造成的问题。
2、售后服务
2.1供方的所有设备免费调试。
2.2从最终验收纪要签字之日起，供方对设备整机保修时间为一年。
2.3免费保修期内，供方免费安排技术人员上门巡访和设备检查。
2.4维修服务响应时间至接到通知起24小时内，对于需方提出的技术问题1小时内响应，需要现场支持的一般48小时内到场（广东省内12小时内，省外12～48小时）。
2.5在免费保修期间，如由于需方违反说明书要求操作或设备到厂后所发生的自然灾害或人为操作失误造成设备损坏，需方承担维修成本费。
3、终身售后服务
3.1需方除享有设备的一年保修期外，还享受设备的终身维修服务，供方仅收取合理的工时和合理的交通费用。
3.2过一年保修期后，设备损坏并更换的器件，供方按成本费收取。
3.3需方终身享有免费的软件升级和相关的技术支持。
