2018 - 承德科技 Chen Tech－世界級電池測試設備領導品牌

電力繼電器(Relay)並聯技術

繼電器(RELAY)又稱為電驛，相信對很多從事電子、自動控制相關工作的人員是不陌生的，其最大的應用是用較小的電流去控制較大電流的一種接點控制，具有保護、轉換電路的功能。在成本上能承受功率越大的電驛相對地價格就提高，故往往在電路設計上會使用並聯的方式來達到高功率、低成本的實現

假使1組接點能負擔8A的電流的話，那麼將兩組接點並連使用的話是否就能承受16A、10組接點並聯達到80A甚至更大電流的使用需求呢？

答案是不行

實際上就連原廠製造商都在其官方網站明白地指出：請勿用並聯的方式來增加電流容量

因為接點的動作Timing會不一致的關係，故即使接點並聯的話電流容量也無法變成兩倍。雖然在同一時間點對不同電驛的線圈給了同樣的電壓，接點動作的Timing也不會同步，即使是在同一顆電驛的兩個接點也是一樣。故在通過電流的瞬間由於接點動作時間不一致的關係，會導致先啟動的接點負擔了所有電流衝擊而燒毀

Relay並聯

然而我司是如何克服上述的問題達到Relay並聯以增加電流的技術能力呢?

依照Goodsky官方網站EMI-SS-224D的Relay為例子來說，其operate time為12ms、release time為8ms，故在電驛尚未完全閉合或是打開的情況下就去操作電流的on/off，就容易造成電驛的損壞。故我們特地在Relay的on-off時間點上下功夫，Relay於接點閉合後要經過多長的時間後再輸出電流，在電流輸出關閉後經過多長的時間再打開Relay，以確保Relay都是在0電流的環境下做切換。加上硬體電路良好的限流設計，讓每個迴路流過的電流相等，如此一來就能保證Relay能保持長效的壽命

以上的技術都已經在我們的測試設備(如: MCF/MCB/MCL2)上實際應用，並為我們的客戶解決實務上Relay並聯的測試需求

但在有高速切換取樣(1ms/10ms)或是高速電池性能測試(如工況)等電池測試需求時，則不建議使用Relay並聯方式架構，而會建議使用Mos開關作為解決方案

» MCF » MCB » MCL2

更多類似文章

電池量測精準度與資料紀錄時間之關係

兼具高速、可靠之通訊技術應用實例－Can Bus／Ethernet

自動校正設備的開發與實際效用

SOH檢測-探討採計參數物理意義、檢測方式

承德科技將參加2018年日本國際二次電池展Battery Japan

2018日本國際二次電池展將於2/28正式開幕，展期從2/28到3/2。

這一次，承德科技也將會在本次展會中，提供全新電動車電池測試解決方案與尖端電池研究的相關測試設備的最新資訊，也包含了最新大功率測試設備PBT 2000 Series的第一手消息，歡迎各位蒞臨了解指教！

展會資訊如下：

Battery Japan

時間：2018 2/28~3/2

地點：日本東京 Tokyo Big Sight

攤位：W4-41

電池量測精準度與資料紀錄時間之關係

執行電池測試時，有許多參數可以透過量測物理量的時域分析 ( time domain analysis ) 獲得。有效的時域分析所著重除了量測精準度與解析度外，電池分析單元對量測頻寬與擷取時間掌握度也是相當重要。

以常見的參數：容量為例，特別是放電容量會將電池調整至滿荷電狀態 ( SOC:100% ) 後放電至截止條件 ( SOC:0% ) ，計量電池在過程中釋出的電量 ( charge amount ) 並標定為電池容量。電壓、電流、溫度等物理量可直接量測，電量則無法直接測得。庫侖法 ( Coulomb Counting ) 是一種常見電量計量方式，雖不如安培-小時一般直觀但庫侖是最早使用的電量單位，1安培電流定義為單位時間 (秒) 導體橫斷面通過1庫侖的電量，所以可以得知電量Q等同於電流I(t)對時間t的積分圖。

在某些情況下我們無法確切得知I(t)，會透過定時量測/取樣的方式紀錄電流I如左圖獲得電流對時間分佈的離散數列。取得離散數列後可以透過梯形法 (Trapezoidal Rule) 取得近似積分值。

梯型法原理是透過區間梯型面積近似區間積分結果。

Eq. 1

t₀至t_n區間電流積分可表示如下，其中E為梯型法與實際積分之誤差值。

Eq. 2
假設I(t)在t_i至t_i+1是連續可微或稱作可解析的，令並對作泰勒展開 (Tyler Expansion)

算式推導 Eq. 3

將泰勒展開式在t_i至t_i+1區間定積分

算式推導 Eq. 4
將泰勒展開式在t_i至t_i+1區間作梯型法

算式推導 Eq. 5
所以可以得知t_i至t_i+1區間，積分與梯型法誤差e_i。

Eq. 6

t₀至t_N全域積分與近似法誤差E可表示為

算式推導 Eq. 7

從上式 (Eq. 7) 可以得知梯型法近似積分的特性，其一：當電流為常數或時間一次函數時，電流對時間二階以上的導數即I’’(t) , I’’’(t) …為零，所以是沒有演算法產生的誤差。其二：透過縮減Δt可以大幅縮減演算法誤差，在實際應用令Δt即擷取資料時間1 Sec的演算法誤差為E₁、0.1 Sec擷取時間演算法誤差為E₂；依據下式 ( Eq. 8 ) 可以導出E₁為E₂之100倍。

算式推導 Eq. 8

承德科技採用精準積分模式之資料收集技術，提供業界最高規格之紀錄時間作為擷取資料時間Δt，ABT1000、MCL2、MCL2 MINI、BT1000、PBT2000等系列設備均可適用0.1 Sec擷取時間，MCL2與BT1000系列設備在特定條件下更可調整至0.001秒的擷取時間。高資料擷取頻率除了可降低積分近似演算的誤差，在時間分佈曲線擬合或導數分析之應用也有相當大的助益。