PFX2000

バッテリテストシステムPFX2000シリーズ

デスクトップでの小規模システムから最大240チャンネルの大規模システムまで自由度の高いバッテリ評価試験をサポートします。

PFX2000シリーズは数多くの電池評価用特注システムを手掛けてきた実績とノウハウをベースに開発されたバッテリテストシステムです。本製品は充放電電源ユニット(PFX2011またはPFX2021)をフレーム(PFX2332)に収納するユニット構造を採用。これにより、1セルの小実験から最大120ユニット(全てPFX2011の場合最大240チャンネル)の大規模システムまで、必要なチャンネル数に過不足なく対応できます。また、メンテナンスの必要となったユニットのみの交換(HOT PLUG対応)でシステム全体を止めずに試験続行できる高可用性も実現いたしました。各チャンネルは完全に独立しており、異なる試験条件、タイミングによる制御が可能。動作異常や操作ミスによる試料破壊を防ぐ保護機能(OVP、UVP、OHP等)も充実しています。PFX2021(200Wユニット)においては、放電モードに「20値CCパルス、20値CPパルス」を装備。パルス放電時の電流計測にはVFコンバータを採用し、変化する電流を高速に計測し、容量測定を高精度に実現していますので、パソコン、デジタルカメラ等の充放電シミュレーションにお使いいただけます。さらには、放電時の内部損失を動作(充電)電力に再利用する「電力回生機能」も搭載し、充放電電源としての完成度を向上した製品となっています。また、PFX2000シリーズの制御に使用するアプリケーションソフトウェア(BPChecker2000)は、エスペック社製恒温槽制御(連動試験)に対応(最大6台)。オプションのインピーダンス測定ユニット(PFX2211)も組み合わせれば、インピーダンスの値取りを含めた温度特性試験の自動化も可能です。

特長

セル、モバイルフォンの特性評価に…
PFX2011(5V-5A 25W 2CH)

  • CH完全独立
    ユニット内の2CHは、完全に独立。異なる試験条件での制御が可能です。
  • 8値CCパルスモード
    GSMやPDCのバーストパターンを再現する定電流パルス放電モード。
  • High/Low電流レンジ
    分解能0.1mAのHighレンジと分解能0.01mAのLowレンジの2レンジ切り替え。Lowレンジでは1mAでの再現性と精度を実現できますので、モバイル機器の待機電流シミュレーションに…
  • パルス充電
    定電流パルス、PWMパルス等高度な充電器シミュレーションが可能に…

PFX2011

ノートパソコン、デジタルカメラ等の特性評価に…
PFX2021(20V-10A 200W)

  • 20値CPパルス放電機能
    DC/DCコンバータを用いた定電力負荷の変動シミュレーションに…
  • 20値CCパルス放電機能
    定電流20値パルス放電モード標準装備。
  • VFコンバータ搭載
    パルス放電時の過渡時の変化も漏らさず計測。容量、電力量をリアルに測定。
  • 電力回生機能
    放電時の内部損失を動作電力に再利用する省エネモード搭載。
  • パルス充電
    定電流パルス、PWMパルス等高度な充電器シミュレーションが可能に…

PFX2021

PFX2011と2021の仕様比較

ユニット形名PFX2011PFX2021
出力数21
充電電流範囲0.0mA〜5000.0mA
(High レンジ)
0mA〜10000mA
0.00mA〜500.00mA
(Low レンジ)
充電電圧範囲0.0000V〜5.0000V0〜20.000V
充電モードCC/CC-CV/PWMパルス
放電電流範囲0.0mA〜5000.0mA
(High レンジ)
0mA〜10000mA
0.00mA〜500.00mA
(Low レンジ)
放電電圧範囲‐0.5000〜5.0000V‐2.000〜20.000V
最大充放電電力25.00W200.00W
放電モードCC/CP/CC8値パルスCC/CP/CC20値パルス/CP20値パルス
測定パラメータ電圧/電流/容量/電力量/温度/High電圧/Low電圧
 

パルス充放電機能

パルス充電モードを搭載し、高度な充電器シミュレーションや充電方法の研究、開発への対応が可能です。またPFX2021では20値でのCPおよびCCパルス放電を装備。ノートパソコンやデジタルカメラ用パック電池の放電シミュレーションに対応できます。

多彩な充放電終止条件

充電終止および放電終止条件に電圧、時間、温度などを指定することができます。

高精度な計測機能

電圧・電流の計測には24ビットADコンバータを採用し、高精度な計測を可能にしています。また、温度管理された基準電圧回路を内蔵していますので、高い安定度が確保されています。パルス充放電では、16ビットDAコンバータと高速ADコンバータをフルに活用することで、複雑な電流波形の発生、任意ポイントの電圧計測、パルス電流の計測が可能です。さらに、平均電流測定専用のV/Fコンバータを搭載し、パルス電流の過渡状態も忠実に測定できます(PFX2021のみ)。立上り、立下り時のアンバランスによる電流測定誤差を最小限に抑えています。

温度計測機能

サーミスタ(PFX2332に付属)を測温体とした簡易温度計測機能を搭載し、チャンネルごとの温度計測が可能です。また、保護機能としてOTP(過温度保護)を設定できるほか、dT/dt(単位時間当たりの温度上昇)、MaxTemp(最大温度)を充電終止条件として指定できます。

システム信頼性の向上

OVP(過電圧(過充電)保護)、UVP(低電圧(過放電)保護)、OHP(過熱保護)などの各種保護機能、およびウォッチドックタイマ(システム監視)を搭載し、システムの信頼性の向上を計っています。特にOVPおよびUVPにはソフトウェアによる保護とハードウェアによる保護の2重の保護機能が用意されています。また充電/放電/休止の切り替えにMOS FETを採用し、長期連続サイクル運転に耐える信頼性を確保しています。

電力回生機能

放電試験時に一定以上の内部損失が生じると、その損失を動作電力として利用する電力回生機能を搭載しています。システムの小型化、省電力化、および廃熱量の低減に貢献します。(PFX2021のみ)

高入力抵抗の電池電圧検出用端子

電池電圧検出用端子は高入力抵抗(10GΩ)で漏れ電流が極めて少ないため、休止中に電池を放電してしまうことはありません。

1ユニットに独立した2chを内蔵

2つのチャンネルは完全に独立しており、それぞれのチャンネルに異なった試験条件を設定できます。(PFX2011のみ)

HOT PLUG対応

STANDBY状態ならばユニット用フレームの電源を遮断しなくても充放電電源ユニットを交換することができます。

フレーム間はTP-BUS接続

5ユニット用フレーム間およびコントロールユニットとの接続はTP-BUSを採用。TP-BUSからフレームを外す場合も他のフレームの電源を遮断する必要がありません。

多チャンネル対応コントロールユニット

コントロールユニットPFX2121は1台で120チャンネル(制御対象が全てPFX2011の場合)と多チャンネルに対応します。また、PCとの接続はUSBなので、USBが搭載されたPCならば他のインターフェースボードを用意する必要がありません。なお1台のPCに2台まで接続可能です。

充電モード動作概念図

CC-CV(定電流ー定電圧)

終止条件:時間、CV時間、電流、温度

CC-CV(定電流ー定電圧)

CC(定電流)

終止条件:時間、電圧、ーΔV、温度、ΔT/Δt

CC(定電流)

CC PWM(定電流PWMパルス)

終了条件:時間、OFF時間

CC PWM(定電流PWMパルス)

放電モード動作概念図

CC(定電流)

終止条件:時間、電圧

CC(定電流)

CCパルス(定電流8値/20値パルス)

終止条件:時間、Low電圧

CCパルス(定電流8値/20値パルス)

CP(定電力)

終了条件:時間、電圧

CC CP(定電力)

CPパルス(定電力20値パルス)*PFX2021のみ

終了条件:時間、Low電圧

CPパルス(定電力20値パルス)

システム構成

システム構成

アプリケーションソフトウェア
SD002 BPChecker2000

SD002

BPChecker2000はPFX2000シリーズの専用アプリケーションソフトウェアです。BPChecker2000を使用することによって、バッテリの充放電特性試験の条件設定や実行、および試験結果の解析をPCで行なうことができます。BPChecker2000は2系統の120chコントロールユニット(PFX2121)をUSBポートから制御できますので、最大で240chの充放電電源チャンネルが制御可能となります。また、インピーダンス測定ユニット(PFX2211)を1台追加すると、同系統のコントロールユニットに接続されている最大120chの充放電電源チャンネルに対してインピーダンスを計測することができます。さらに、USB-RS485変換器にて制御可能な、エスペック社製恒温槽を外部制御し、槽内温度と同期した試験を行うことができます。

プログラムの構成

BPChecker2000は、以下の5つのプログラムで構成されています。

Test Condition Editor

充放電に関わる全ての試験条件の作成および編集を行うプログラムです。試験条件は充電+放電を1つのシートととし、全部で15のシートに充電+放電の条件を設定できます。さらに各シートごとに繰返し回数(リピート)を設定し、充放電サイクルを実行させることやシート全体の繰返し回数(ループ)の設定もすることができます。

Test Condition Editor(1)

Test Condition Editor(2)

Test Executive

Test Condition Editorで作成された試験条件ファイルに従って、充放電試験を実行するプログラムです。試験の開始、停止、実行中のモニタリングをします。各チャンネルの充放電のトレンドをリアルタイムにグラフ表現できます。

Test Executive

Graph Viewer

Test Executiveによって作成された試験データをグラフ化し、画面に表示、および印刷するプログラムです。各サイクルの充放電データをグラフ表現させるアプリケーションです。複数(最大99)データを重ね合せた表現および統計処理が行えます。

Graph Viewer

Hardware Configuration Wizard

コントロールユニットに接続された充放電電源ユニットの認識、その他のハードウェア機器(インピーダンス測定ユニットや恒温槽など)の接続環境を設定するためのプログラムです。

Group Administrator

試験を行なうためのグループを作成・削除するプログラムです。

推奨動作環境

  • CPU:Pentium IV 1GHz以上
  • OS:Windows XP(SP2以降、x86)、Vista (x86、x64)、7(x86、x64)、8(x86、x64)
  • メモリ:512MB以上
  • HDドライブ:インストールに50MB以上の空き容量、データ用に10GB以上の空き容量を推奨
  • CD-ROM:アプリケーションのインストール時に必要
  • マウス:必須
  • ディスプレイ:1024×768以上
  • プリンタ:使用OSに対応したもの
  • USBポート:使用するコントロールユニットの数以上の空きUSBポート

恒温槽制御 ※恒温槽を使用する場合

  • エスペック社製プロトコルコンバータ/USB-RS485変換器にて制御可能な恒温槽
  • VISAライブラリ:NI-VISA Ver3.3以降、Agilent IO Libraries Suite 15.0以降、KI-VISA Ver3.1.3以降のいずれか

仕様

PFX2011PFX2021
定格出力
出力数21
充電電流範囲(H)0.0mA〜5000.0mA
(L)0.00mA〜500.00mA
0mA〜10000mA
充電電圧範囲0.0001〜5.0000V0.000〜20.000V
放電電流範囲(H)0.0mA〜5000.0mA
(L)0.00mA〜500.00mA
0mA〜10000mA
放電電圧範囲ー0.5000V〜5.0000Vー2.000V〜20.000V
最大充放電電力25W200W
消費電力(1ユニットあたり)定格出力時300VA MAX800VA MAX
無負荷時60VA MAX50VA MAX
設定確度
定電流充放電範囲(H)0.0mA〜5000.0mA
(L)0.0mA〜500.00mA
0mA〜10000mA
確度 *1(H)±(0.05%+1.0mA)
(L)±(0.05% +0.10mA)
±(0.15%+2.0mA)
分解能(H)0.1mA、(L)0.01mA1mA
リップル *21mArms(High/Lowレンジ)3mArms
定電圧充電範囲0.0000mV〜5000.0mV0.000V〜20.000V
確度 *3±(0.03% +1.0mV)±(0.10% +3.0mV)
分解能0.1mV1mV
リップル *22mVrms5mVrms
定電力放電範囲(H)0.01W〜25.00W
(L)0.001W〜2.500W
0.02W〜200.00W
確度 *4(H)±(0.10% +10.0mW)
(L)±(0.10% + 2.0mW)
±(0.50% +20.0mW)
分解能 *5(H)10mW、(L)1mW10mW
パルス定電流放電範囲(H)0.0mA〜5000.0mA
(L)0.0mA〜500.00mA
0mA〜10000mA
分解能(H)0.1mA、(L)0.01mA1mA
確度 *1(H)±(0.07% + 1.0mA)
(L)±(0.07% + 0.10mA)
±(0.15% +3mA)
設定数8値20値
レスポンス *650μs(TYP)70μs(TYP)
パルス時間幅範囲 *70.50ms〜65000.00msec
分解能10μs
確度±(0.05%+0.05ms)
計測精度
電流計測範囲(H)0.0mA〜5000.0mA
(L)0.00mA〜500.00mA
0.0mA〜10000.0mA
精度 *8(H)±(0.04%+0.8mA)
(L)±(0.04% +0.8mA)
±(0.15%+1.5mA)
分解能(H)0.1mA、(L)0.01mA0.1mA
電圧計測範囲ー0.5000V〜5.0000Vー2.0000V〜20.0000V
精度 *8±(0.02% +1.0mV)±(0.15% +2.0mV)
分解能0.1mV
パルス充放電時電流計測値 *9平均電流
範囲(H)0.0mA〜5000.0mA
(L)0.00mA〜500.00mA
0.0mA〜10000.0mA
精度(H)±(0.10% +1.0mA)
(L)±(0.10% + 0.10mA)
±(0.20% + 3.0mA)
分解能(H)0.1mA、(L)0.01mA0.1mA
パルス電池電圧計測点High/Low、任意
範囲ー0.5000V〜5.0000Vー2.0000V〜20.0000V
精度±(0.05% +1.0mV)±(0.15% +2.0mV)
  • *1 設定電流に対し、定格範囲内にて。
  • *2 最大値、10Hz〜500kHzにて。
  • *3 設定電圧に対し、定格範囲内にて。
  • *4 設定電力に対し、電池電圧0.5V以上(PFX2011)、2V以(PFX2021)にて。
  • *5 定電力放電の電圧動作範囲(保証値)0.5V〜5V(PFX2011)、2V〜20V(PFX2021)。
  • *6 定格電流設定時パルス電流波形の10%〜90%にて。7m負荷ケーブル先端にて短絡。
  • *7 パルス時間幅はパルスの半値で測定。
  • *8 実測値に対し、定格範囲内にて。
  • *9 500ms毎の平均電流を測定。

寸法・質量

※()は最大部

PFX201185.5W × 177H × 523(560)D mm約4kg
PFX202185.5W × 177H × 523(560)D mm約4.5kg
PFX2332442(485)W × 177H × 550(640)D mm約13kg

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