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NMX-EBT-1000 · 個別受注設計 — EVバッテリー試験システム

バッテリーの生涯全体を、早送りで実行する。

セルからパックまでのEVバッテリー試験システム — ±1 mV / ±0.05 %の計測を行う回生式サイクラー、ミリ秒単位の制御、そしてサイクリングチャンネルに組み込まれたインピーダンス分光。1,000 Vまでのモジュール・パックサイクリングに走行サイクル再現とBMS検証、そしてすべての試験を温度条件下で実行するためのチャンバを備えます。放電エネルギーの90 %以上がバスに戻り、熱にはなりません。個別受注設計 — 本ページの基準構成はまだ製作されていません。

問い合わせ — バッテリー試験製品能力シート(PDF)

イメージ図であり、納入済み設備ではありません — バッテリー試験ラボ:頭上にケーブルトレイを備えた背の高い灰色のサイクラーキャビネットの列、試験ベンチ上のバッテリーパックへ垂れ下がる太いオレンジ色の高電圧ケーブル、ベンチ脇の前面アクセス式環境試験チャンバ

図 · 01 サイクラーキャビネット、被試験パック、その脇のチャンバ — イメージ図であり、納入済み設備ではありません

セルチャンネル

0–300A · 0–6 V

精度

±1mV · ±0.05 %

EIS

10mHz–10 kHz

パックレベル

1,000V クラス

回生

≥90%

ISO 9001 / 14001 個別受注設計 IS 17855 · AIS-156 · IEC 62660 を実施 17025トレーサブルな校正を供給範囲に含むノイダ · インド

概要

バッテリーはゆっくりと答える。研究所は正確に問わねばならない。

セルは何千サイクルにもわたってその品質を明らかにし、何年もかけてその劣化を示します。バッテリー研究所はその生涯を数週間に圧縮します — そしてその圧縮が機能するのは、セルに投げかけるあらゆる問いがミリボルト精度、ミリ秒のタイミング、絶対的な再現性をもって行われる場合に限られます。サイクラーとは実のところそういうものです。同じ精密な問いを百万回投げかける機械なのです。

イメージ図であり、納入済み設備ではありません — セル試験ステーションのクローズアップ:ベンチトレイ上のばね式四線式試験治具に収められた円筒形およびパウチ型リチウムセル、コネクタパネルへ整然と配線された赤と黒の検出・電流リードの対

図 · 02 セル固定具 — チャンネルごとに強制と検出を分離 — イメージ図であり、納入済み設備ではありません

ミリボルトが通貨です。健全なセルと劣化しつつあるセルの違いは、端子電圧のミリボルトとインピーダンスのマイクロオームの中に埋もれています。ここでのサイクリングチャンネルは±1 mVより優れた精度と電流の±0.05 %で計測し、ミリ秒ごとにサンプリングし、強制配線と検出配線を分離することで、ケーブルの電圧降下がセルの挙動と誤認されることは決してありません。

インピーダンスは早期警告です。セルのインピーダンスは、容量が目に見えて低下するずっと前から上昇します。EISはサイクラーに組み込まれており — ガルバノスタティックおよびポテンショスタティックで10 mHzから10 kHz、1 µΩまで分解 — そのため分光測定は同じ治具の中、同じスケジュールで実行され、セルを別の計測器へ移動させる必要は一切ありません。

電流は車両のように動かなければなりません。走行サイクル再現には、どんな道路上の事象よりも速い電流ステップが求められます — チャンネルは10~90 %を3 ms未満でスルーするため、プロファイル中の加速過渡はソフトウェアによるランプではなく、端子における実際の過渡となります。

そしてエネルギーは戻ってきます。すべての放電のうち少なくとも90 %がバスに戻ります。抵抗バンク方式の研究所は、そのエネルギーに二重に費用を払います — 一度は購入時に、もう一度は冷却して捨てる時に。

個別受注設計

セル、パック、規格に合わせて規模設定

チャンネル数、電流クラス、パックレベルの出力、チャンバとの組み合わせ、自動化の深度は、試験対象と、それが満たすべき規格によって決まります。ここでの基準構成は、インドの現行のEVラボ整備動向を踏まえて設計されました。受注には至っていないため、納入済みシステムがあるとは主張しません。

セル · モジュール · パック

三つのレベル、一つの規律

6 V / 300 Aのセルチャンネルと1,000 Vのパック回路は、出力こそ異なりますが同じ計測哲学です。四線式の真実、ミリ秒単位の制御、回生的な還流 — そして大型セルが一つのチャンネルが運べる以上の電流を必要とするとき、チャンネルの並列化がレベル間を橋渡しします。

温度条件下で試験

チャンバは試験の一部です

−20 °Cでの容量、+45 °Cでの劣化、それを超える誤使用限界 — バッテリーの挙動は温度の挙動です。サイクラーは、Neometrixの環境試験チャンバラインから、セルレベルでは前面アクセス式チャンバと、パックレベルでは歩行侵入式チャンバと組み合わされ、あらゆる規格の熱的側面がその場しのぎではなくネイティブに組み込まれます。

アーキテクチャ

ループの中のエネルギー、四本の線の中の真実。

下の概略図はこの研究所全体を示します。燃焼させずにサイクルさせる回生電力ループ、ケーブルの電圧降下をデータから排除する四線式計測、同じチャンネル上に存在するEIS機能、そしてそのすべてを監視する安全チェーンです。

図 · 03システムアーキテクチャ · 回生電力ループ · 四線式計測 · チャンネル上EIS · 安全チェーン

図 · 03 放電エネルギーは回生式フロントエンドを通じて循環して戻り、系統から引かれるのは損失分のみです — そしてシステムレベルのチェーンが監視するよりも前に、各チャンネルが自らの限界値を備えています

アーク · 01

回生ループ

充電時にはバスからセルへ電力が流れます。放電時にはチャンネルが反転し、90 %以上のエネルギーがアクティブフロントエンドを通じて戻ります。系統が供給するのは損失分だけです。一つのベンチではこれは整った工学に過ぎませんが、数百チャンネル規模の研究所全体では、控えめな電源設備と変電所ほどの違いを生みます — そして換気された部屋と冷凍設備ほどの違いも。

アーク · 02

四線式の真実

各チャンネルは、セルのタブまで別々の強制対と検出対を備えています。電流は強制対に流れ、検出対にはほぼ流れないため、計測される電圧はセルのものであり、ケーブルのものではありません。300 Aでは、わずか1ミリオームのリード線抵抗でさえ、重要なミリボルトを押し流してしまいます — だからこそ、セル計測の成否を通常決めるのは電子回路ではなく治具なのです。

アーク · 03

チャンネル上のEIS

小さな交流擾乱 — ガルバノスタティックまたはポテンショスタティック — が重畳され、10 mHzから10 kHzまで掃引され、インピーダンスを1 µΩまで分解します。サイクリングチャンネル上で動作するため、スペクトルは寿命試験そのものの中にスケジュールできます。Nサイクルごとにインピーダンスの指紋を取得し — 劣化を分解時に発見するのではなく、起こると同時に観察できます。

アーク · 04

安全チェーン

バッテリーは自身の危険を蓄えています。各チャンネルはハードウェアでプログラム可能な電圧・電流・温度限界を強制します。その上に、コンタクタおよびヒューズによる絶縁、煙・排気インターロックの接続口、消火盤インターフェース、そして定義された緊急停止の考え方があります。設計上の前提はシンプルです。セルはいずれ誤動作する、そして研究所はその次に何が起こるかをすでに知っていなければならない。

バッテリーラボ、セルサイクラー、またはパック試験の要件はありますか? お送りください — 2営業日以内に条項ごとの適合マトリクスを返送します · [email protected]

入札仕様書を送る

仕様

基準システム、お客様の化学系に合わせて規模設定。

以下のパラメータは、基準となるセルレベルのサイクラーとパックレベルの包絡線を示します。チャンネル数、電流クラス、出力、チャンバとの組み合わせ、自動化は、セル、パック、規格に基づき設計レビューで確定します。

イメージ図であり、納入済み設備ではありません — 歩行侵入式環境試験チャンバ内の車輪付き試験台車に載せられたバッテリーパック、太いオレンジ色の高電圧ケーブルと検出ワイヤーハーネスで隔壁パネルに接続され、チャンバの扉は開き、外にサイクラーキャビネットが見える

図 · 04 温度条件下でのパックサイクリング — チャンバは試験の一部です — イメージ図であり、納入済み設備ではありません

バッテリーラボが実際に期待外れになる場面

カタログの数値の中にはめったにありません。静かな不具合とは:接触抵抗がドリフトしてデータが散乱するまで気づかれない治具。空調がそもそも吸収するよう設計されていなかった部屋に捨てられる放電熱。再開ロジックが後付けだったために電源変動でサイクル9000回目に失われる寿命試験。そして、チェーンとして設計されるのではなく付属品として追加される安全対策です。

だからこそ本ページでは、治具、回生ループ、チャンネルごとのハードウェア限界、インターロックチェーンに焦点を当てます — 研究所の三年目が一年目と同じに見えるかどうかを決める部分です。

詳細仕様 — 展開

システム	EVバッテリー試験システム — セルサイクラー、モジュール/パックサイクリング回路、BMS検証、環境統合、自動化、安全チェーン · 設計、エンジニアリング、供給、据付、統合、試運転、校正、教育訓練
セルサイクラー	基準クラス:48チャンネル × 0–6 V / 0–300 Aおよび16チャンネル × 0–6 V / 0–50 A · 独立チャンネル · 任意のチャンネル群で電流を引き上げる並列化
ダイナミクス	電流立ち上がり時間3 ms未満(レンジの10~90 %)· 1 msごとのデータ収集 · 電流または電力プロファイルからの走行サイクル再現
精度	電圧<±1 mV、分解能1 mV · 電流±0.05 %、分解能1 mA · チャンネルごとの四線式(強制/検出)接続
EIS	サイクリングチャンネルに組み込み · ガルバノスタティックおよびポテンショスタティック · 10 mHz–10 kHz · 1 µΩまでの計測分解能 · 寿命試験内でスケジュール可能
回生	アクティブフロントエンド経由で放電エネルギーの90 %以上を返還 · 系統からの引き込みはシステム損失分に限定 · それに応じて冷却負荷も低減
モジュール/パックレベル	基準包絡線0–1,000 V · 回路あたり数百kWクラスまで並列化可能な電力段 · CC / CV / CP / CRモード · 容量とエネルギー、DCIR、HPPC、サイクル寿命、カレンダー劣化
BMS検証	セル電圧シミュレーションと故障注入 · CAN通信 · パック自身の管理システムに対するSoC/SoHプロファイル試験
ソフトウェア	すべてのチャンネルの独立した制御と監視 · プロファイル生成、インポート/エクスポート(CSVクラス)· リアルタイムおよび履歴曲線 · プロファイルのオフラインシミュレーション · LAN/イーサネット · 中断後の再開により1万サイクルの試験が電源変動を乗り越えられる
環境	環境試験チャンバと組み合わされたサイクラー — セルレベルでは前面アクセス式、パックレベルでは歩行侵入式(Neometrixの恒温恒湿・環境試験チャンバラインを参照)· 密閉隔壁を通じた配線 · 被試験体ごとの熱電対ハーネス
安全性	ハードウェアによるチャンネルごとのプログラム可能なV/I/T限界 · 過電圧・過電流・過温度の遮断 · コンタクタ+ヒューズによる絶縁 · 煙・排気インターロックの接続口 · 消火盤インターフェース · 定義された緊急停止の考え方 · パックレベルでのHVインターロック付きカバー
実施規格	IS 17855 / ISO 12405-4(パックおよびシステム)· IEC 62660(セル)· AIS-156改正3、AIS-038改正2(EVバッテリー安全性)· UN 38.3(輸送)· IEC 62619 · ISO/IEC 17025トレーサブルな校正を供給範囲に含む
調達	電力段、コンタクタ、精密計測フロントエンドは、実績あるメーカーの専有の購入部品です · Neometrix はそれらを中心にシステムを設計・製作します — 治具、電力アーキテクチャ、計測チェーン、チャンバ統合、自動化、安全チェーン、据付、校正、受入
ステータス	個別受注設計 — 基準構成、未製作 · セル、パック、規格に合わせて設計レビューで規模を決定

PDF · 1ページ

EVバッテリー試験システム — 製品能力シート

入札対応

仕様をお送りください — 2営業日以内に適合マトリクス

バリアント

セルからパックまで、一つの計測信条。

入札ではこれらをセルサイクラー、バッテリーサイクラー、パック試験システム、あるいはバッテリーラボ設備と呼びます。違いは電圧、電流、そして安全チェーンが建屋のどこまで関わる必要があるかです。

Var · 01

セルサイクラーバンク

48×300 Aおよび16×50 Aの基準クラスといった多チャンネルバンク — 四線式治具、チャンネル上EIS、前面アクセス式チャンバとの組み合わせを備え、セルの資格認定、グレーディング、劣化研究に対応。

Var · 02

モジュール・パックサイクリング回路

数百kWクラスまでの0–1,000 V回生回路、走行サイクル再現、DCIR/HPPC特性評価、歩行侵入式チャンバ統合 — 車両が実際に使用するとおりにパックを実証します。

Var · 03

BMS検証リグ

セル電圧シミュレーション、故障注入、CAN試験ハーネスにより、実際のパックでは誰も発生させたくない故障に対してバッテリーマネジメントシステムを試験します。

Var · 04

ターンキー型バッテリーラボ

部屋全体:サイクラーバンク、チャンバ、HV配電、安全チェーン、消火インターフェース、DAQ、自動化 — Neometrixの資格認定インフララインのパターンに沿って、一つの施設として設計されます。

用途

どこで使われるか。

セルが製品になるあらゆる場所で — そして製品はバッテリーが劣化するより速く自らを実証しなければなりません。

A · 01AIS-156 / AIS-038およびIS 17855に基づくEVセル・パックの資格認定

A · 02セル劣化・寿命研究 — サイクル寿命、カレンダー劣化、EIS追跡

A · 03故障注入によるBMS開発と検証

A · 04実証施設、研究センター、認証機関

A · 05IEC 62619に基づく定置蓄電および産業用セル

A · 06輸送認証 — UN 38.3試験シーケンス

FAQ

よくある質問。

エンジニアリングチームによる分かりやすい回答。

Q · 01 なぜバッテリーラボには回生式サイクラーが必要なのですか?

サイクラーは職業としてバッテリーを放電させ、そのエネルギーはどこかへ行かなければならないからです。古い答えは抵抗バンクでした。セルが放出するアンペア時ごとに部屋の中で熱となり、それを空調がさらなる費用をかけて相殺していました — ラボはそのエネルギーに二重に費用を払っていたのです。回生式サイクラーは放電時に電力段を反転させ、エネルギーの少なくとも90 %を直流バスへ押し戻し、そこで次の充電チャンネル — あるいは系統 — がそれを再利用します。一つのベンチではその違いは光熱費に表れます。数百チャンネルが昼夜サイクリングするラボ規模では、それは受電設備の規模、冷却設備、そして最終的に建屋が収容できるチャンネル数を左右します。

Q · 02 EISとは何ですか、なぜサイクラーに組み込むのですか?

電気化学インピーダンス分光は、周波数の掃引 — ここでは10 mHzから10 kHz — にわたる微小な交流信号へのセルの応答を問い、得られたスペクトルは単一の直流抵抗値が一括りにしてしまうもの、すなわちオーム抵抗、電荷移動挙動、拡散を分離します。インピーダンスはバッテリーの健全性の早期警告計器であり、容量が目に見えて低下するよりずっと前から測定可能なほど上昇します。それを別個の分光計器として持つのではなくサイクリングチャンネルに組み込むことには実務上の理由があります。セルが決して移動しないのです。同じ治具、同じ接点、同じスケジュールで、Nサイクルごとに自動的にスペクトルを取得するため、寿命試験は終着点だけでなく、百万分の一オームまで分解された劣化の軌跡全体を生み出します。

Q · 03 なぜ高電流時に四線式計測がそれほど重要なのですか?

オームの法則が不利に働くからです。わずか1ミリオームの抵抗を持つ試験用リードに300 Aを流すと、そのリードで300 mVの電圧降下が生じます — これは計測が主張する±1 mVの精度の300倍です。もし電圧が電流を運ぶのと同じ配線を通じて検出されるなら、その計測器はセルではなくケーブルを読み取ることになります。四線式(ケルビン)接続はこの二つの役割を分離します。強制対が電流を運び、専用の検出対 — 実質的に電流をほとんど運ばない — がセルのタブで直接電圧を読み取ります。その帰結として、治具の品質が計測チェーンの一部となります。ばね圧、接点の清浄さ、リードの取り回しは、電子回路と同じくらいデータの品質を左右します。だからこそ、ここでは治具は即興ではなく設計されているのです。

Q · 04 インドのEVバッテリー規格は実際には何を要求していますか?

重要なのは二つのファミリーです。AIS-156(L区分の車両向け)とAIS-038改正2(MおよびN区分向け)は、国際的慣行に沿い、実際の事故事例を受けて厳格化されたインドのEVバッテリー安全規制です。過充電、過放電、短絡、熱曝露、振動、機械的誤使用に対する耐性の証明を求め、熱伝播に関する要件は改正により追加されました。IS 17855 — インドによるISO 12405-4の採用 — は性能面を扱います。容量、出力、DCIR、HPPC、エネルギー効率、パックおよびシステムの寿命試験です。一方IEC 62660はセルレベルを、UN 38.3は輸送を規定します。したがって、これらの規格を実施するよう構築された研究所には、精密なサイクリング、プログラム可能な誤用境界、環境調整、そして隙のないデータ完全性が一体として必要です — これはまさに本ページが説明する組み合わせです。規格は研究所が実施するものであり、認証自体は認定機関に属します。

Q · 05 セルが故障したとき、ラボはどのように安全を保ちますか?

それがいずれ起こることを前提とし、その日から逆算して設計することによってです。第一の防衛線はチャンネルごとです。ハードウェアで強制される電圧・電流・温度のプログラム可能な限界により、ソフトウェアが判断を下すよりも前に、暴走状態はチャンネルで遮断されます。その上には、誤動作した機器を物理的に切り離すコンタクタとヒューズによる絶縁があり、被試験体上の熱電対が限界ロジックに情報を供給し、煙・排気インターロックの接続口が試験エリアを排気系統に結びつけ、消火盤インターフェースと定義された緊急停止の考え方が、何がトリップし、何が分離され、何が記録を続けるかをあらかじめ決定します。チャンバは熱試験下のセルに対して独自の層を追加します。これらはいずれも単なる付属品のリストではありません。バッテリーラボは稀に故障するのではなく安全に故障しなければならないため、一つのシステムとして設計されたチェーンなのです。

Q · 06 パワーエレクトロニクスは自社製ですか?

いいえ — 電力段、コンタクタ、精密計測フロントエンドは、その用途のために選定された、実績あるメーカーの専有製品であり、再発明されたものではありません。Neometrix が設計・製作するのは試験システムです。計測が実際に成立する四線式治具、回生電力アーキテクチャ、チャンネルおよび安全チェーン、チャンバ統合、自動化とデータ層、そして結果を裏付け可能にする据付、校正、受入です。これは、当社のシャシダイナモメータおよびEMC試験ラボのページと同じ役割分担です。そして率直に言えば、この構成は個別受注設計で未製作であり、ここにあるものは納入済みの実績としては提示していません。

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