面對能源消耗和應(yīng)對氣候變化問題等多重挑戰(zhàn)，世界主要國家都把發(fā)展燃料電池汽車提升到國家戰(zhàn)略高度。儲能系統(tǒng)(Energy Storage Systems, ESS)是燃料電池電動汽車(Fuel Cell Electric Vehicle , FCEV)的關(guān)鍵部件。普源精電（RIGOL）助力MIT Electric Vehicle Team（EVT），圍繞燃料電池電動汽車的儲能系統(tǒng)研發(fā)、測試開展深度合作。

MIT Electric Vehicle Team

Electric Vehicle Team（EVT）是麻省理工學院的一個學生團隊，致力于研究電動汽車和交通系統(tǒng)的未來。他們目前的研究重點是氫能源，正在制造一輛完全開源的氫燃料電池驅(qū)動摩托車，計劃在2024年的世界氫能峰會上展示。EVT關(guān)注于關(guān)鍵研究領(lǐng)域，包括氫燃料電池技術(shù)、存儲和生產(chǎn)，動力存儲，動力系統(tǒng)、電機和電機控制。他們還在電子設(shè)計和氣候行動領(lǐng)域開展了多項社區(qū)教育計劃。

目前，EVT在正在進行一款氫動力摩托車的設(shè)計開發(fā)項目，其中儲能系統(tǒng)的設(shè)計工作在摩托車的動力傳動系統(tǒng)設(shè)計中是相當重要的一環(huán)，該系統(tǒng)中的鋰電池用于在再生制動時吸收動力，同時也提供加速時所需的動力。在保持必要的安全標準的同時，開發(fā)安全可靠的電動摩托車并完成性能測試的過程中存在許多挑戰(zhàn)，摩托車的電氣系統(tǒng)總是需要適當?shù)臏y試和驗證，因此需要可靠精準的測試工具來設(shè)計、調(diào)試和驗證整個系統(tǒng)設(shè)計。

▲燃料電池電動汽車的基本結(jié)構(gòu)

客戶案例

儲能系統(tǒng)電池測試

儲能系統(tǒng)電池組采用多個 SPIM08HP 電池組成，電壓為50V 32Ah。這些電池是大電流、低內(nèi)阻的鋰離子袋裝電池，能夠提供和吸收大電流。設(shè)計過程中，需要對電池進行多方面的性能測試，其中包括mΩ量級的電池內(nèi)阻測量，用以衡量電池在負載下產(chǎn)生的熱功率，這對電動汽車和其他需要大電流的系統(tǒng)而言尤其重要。EVT本次選擇了普源精電的直流電子負載完成這一部分的測量工作。

▲電池組示意圖

常規(guī)測試方案：

進行待測電池內(nèi)阻測量時，獲得電池電壓的準確讀數(shù)非常重要，同時也要盡可能地消除讀數(shù)中的噪音。常規(guī)測試方案是將電池連接到直流電子負載，輸出額定電流（取決于電池數(shù)據(jù)表）時，使用數(shù)字示波器（最好搭配差分探頭）讀取電池工作狀態(tài)下的電壓降，從而計算出電池的內(nèi)阻值。

▲測量電池內(nèi)阻的測試裝置圖

通過示波器呈現(xiàn)的放電曲線結(jié)果可以清晰知道電池在工作狀態(tài)下的電壓變化情況，根據(jù)圖像計算得到電池的等效內(nèi)阻。圖像包含三個階段，分別表示開路電壓的平坦區(qū)域，即電池沒有電流流過時的電壓；由于內(nèi)阻導致電壓急劇下降的區(qū)域；由于電池放電，電壓緩慢衰減的區(qū)域。

▲典型電池電壓變化曲線

新測試方案：

普源精電DL3031電子負載配備了S1501 Ultra Load 軟件來實現(xiàn)配置、顯示和存儲等功能，使得EVT的SPIM08HP鋰離子電池測試能夠使用新的測試方案：僅靠DL3031A可編程直流電子負載便完成電池內(nèi)阻的測試，減少了數(shù)字示波器的使用，大大降低實驗室測試成本的同時提高測試效率。不僅如此，DL3031A電子負載的電壓回讀分辨率達0.1mV，能夠很好地滿足該項目的測試精度需求。

▲工作臺設(shè)置：電池連接到直流電子負載，負載通過USB連接到運行UltraLoad軟件的PC

通過電子負載回讀得到的放電曲線圖中，可以非常清晰地看到平緩的開路電壓部分、初始電壓下降部分以及放電衰減部分。通過下圖測試所得放電曲線，可以很容易地讀出這些電壓，進行計算即可確定電池內(nèi)阻。

▲20A工作電流下的電池放電曲線

▲電池放電曲線圖及20A電流曲線圖

在得到了電池的內(nèi)阻數(shù)據(jù)后，MIT團隊根據(jù)摩托車對于儲能系統(tǒng)的需求完善了電池組的電池單元組裝設(shè)計，并總結(jié)出了最終的電池模型設(shè)計方案。

正是有了 RIGOL Technologies 的支持以及與他們工程師的合作，我們才能開展電池系統(tǒng)和教育方面的工作。它使我們的團隊能夠向我們的學生和成員傳授嚴格、穩(wěn)健的電子設(shè)計和測試細節(jié)，同時也使我們能夠向麻省理工學院和劍橋社區(qū)提供專業(yè)測試設(shè)備。他們的支持使我們能夠加深理解，同時提供資源讓其他人也能這樣做。

——MIT Electric Vehicle Team

DL3000系列

可編程直流電子負載

DL3000系列是一款高性價比、經(jīng)濟型的可編程直流電子負載，它擁有友好的人機交互界面和優(yōu)異的性能指標，提供多種遠程通信接口，能滿足多樣化的測試需求，為設(shè)計和測試提供多種解決方案，廣泛應(yīng)用于汽車電子和燃料電池等行業(yè)。

產(chǎn)品特點：

DL3021/DL3021A：單通道，DC150V/40A，最大總功率達200W

DL3031/DL3031A：單通道，DC150V/60A，最大總功率達350W

高達30 kHz動態(tài)模式

可調(diào)電流上升速度0.001A/μs ~ 5A/μs

最小回讀分辨率0.1mV，0.1mA

4.3英寸TFT液晶顯示屏，可同時顯示多個參數(shù)和狀態(tài)

電池測試功能、過電流保護測試、過功率保護測試、工廠測試功能等

一直以來，普源精電專注于電子設(shè)計、測試、生產(chǎn)、優(yōu)化，提供為滿足客戶需求的廣泛解決方案及產(chǎn)品組合，并通過強化在硬件、算法及軟件方面的技術(shù)實力，緊密對接客戶需求和市場動態(tài)，持續(xù)探索提升產(chǎn)品應(yīng)用的行業(yè)覆蓋性。公司持續(xù)聚焦客戶應(yīng)用，圍繞通信、新能源、半導體等前沿科技賽道，加強高端產(chǎn)品和解決方案的部署，形成從技術(shù)到產(chǎn)品、從時域到頻域、從通信到新能源半導體的全方位解決能力，為客戶解決測試挑戰(zhàn)和創(chuàng)造核心價值。