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Stromversorgungen Batteriespeicher und E-Mobility-Komponenten effizient testen

Die bidirektionalen Stromversorgung EA-PSB 10000 wurde zum Testen von Batteriespeichersystemen und Komponenten der Elektro-Mobilität entwickelt. Mit 30kW auf 4HE erreicht das System eine enorm hohe Leistungsdichte.

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Trotzt Staub, Hitze und Feuchtigkeit: Die wassergekühlte Variante der EA-PSB 10000 bietet ein geschlossenes und robustes Design.
Trotzt Staub, Hitze und Feuchtigkeit: Die wassergekühlte Variante der EA-PSB 10000 bietet ein geschlossenes und robustes Design.
(Bild: EA Elektro-Automatik)

Das Geschäft mit E-Mobilität nimmt weiter Fahrt auf. Dies setzt insbesondere die Hersteller entsprechender Batteriesysteme unter Druck. Nur wer zeitnah innovative Produkte auf den Markt bringt, sichert sich einen Wettbewerbsvorteil. Dieses dynamische Anwendungsfeld adressiert EA Elektro-Automatik mit der bidirektionalen Stromversorgung EA-PSB 10000 30kW.

Mit platzsparendem Design und höchster Leistungsdichte eignet sie sich besonders zum Testen von Batteriespeichersystemen. Aber auch der effiziente Test einer Vielzahl anderer Komponenten der Elektromobilität wie DC-DC-Wandler, Batteriemanagementsysteme, Traktionsinverter (Elektromotoren) oder auch „on-board“ sowie stationäre Ladegeräte- und Systeme wird unterstützt.

Bis zu 1,92MW im Rack: Für eine besonders große Zahl an Prüflingen stellt EA Elektro-Automatik auch individuelle Schranksysteme zusammen. Hierbei werden mehrere Einheiten der EA-PSB 10000 30kW parallel betrieben. Diese erzielen hierdurch eine wesentlich größere Gesamtleistung bis zu 1,92MW. Solche Racks werden anhand kundenspezifischer Anforderungen konzipiert, sodass ein Maximum an Effizienz bei möglichst geringen Kosten das Ergebnis ist. Die EA-Power-Racks sind normenkonform nach EN 60204-1 (Maschinenrichtlinie).

Unterschiedliche Betriebszustände simulieren

Höchste Leistungsdichte: Die Stromversorgung EA-PSB 10000 erzielt 30kW auf 4HE.
Höchste Leistungsdichte: Die Stromversorgung EA-PSB 10000 erzielt 30kW auf 4HE.
(Bild: EA Elektro-Automatik)

Leistung allein ist nicht alles. Deswegen bietet die EA-PSB 10000 30kW eine ganze Reihe praktischer Funktionen. Als programmierbare bidirektionale Laborstromversorgung bietet sie dem Anwender die Möglichkeit, unterschiedliche Betriebszustände präzise zu simulieren.

Alle Modelle dieser Serie verfügen über einen softwarebasierten Funktionsgenerator, der typische Funktionen generiert und entweder auf die Spannung oder den Strom anwendet. Er kann komplett am Gerät über die 5-Zoll-TFT-Touch-Anzeige konfiguriert und gesteuert werden. Alternativ ist eine Fernsteuerung über eine der digitalen Schnittstellen möglich. Der Anwender kann alle benötigten Parameter der vordefinierten Funktionen frei einstellen. Dazu gehören unter anderem Y-Offset, Zeit bzw. Frequenz und die Amplitude.

Integrierte Autoranging-Funktion

Wird zum Beispiel ein Energiespeicher in unterschiedlichen Leistungsstufen geladen und entladen oder sollen bidirektionale Gleichspannungswandler auf Performance getestet werden, so kann dies mit nur einem Gerät erfolgen. Dabei ist die Autoranging-Funktion für den Anwender besonders wertvoll. Dank Autoranging hat die programmierbare bidirektionale Quelle die Fähigkeit, einen erhöhten Strom bei einer reduzierten Ausgangsspannung und umgekehrt, zu liefern.

Beispielsweise können beim Entladen einer Hochspannungsbatterie, einer Brennstoffzelle oder aber beim Burn-in-Testen anderweitiger Gleichspannungsquellen bis zu 96% der gespeicherten Energie direkt in das Netz zurückgeführt werden. Für Anwendungen, die immer höhere Spannungen erfordern (800-V-Schnellladesysteme oder Photovoltaik), hat EA ein Gerät mit 2000V Ausgangsspannung entwickelt. Zusätzlich gibt es eine Variante mit 60V Ausgangsspannung für SELV-Anwendungen.

Wasserkühlung bei Staub und Hitze

Durch den hohen Wirkungsgrad der Geräte von bis zu 96% wird die Wärmeentwicklung der EA-PSB 10000 30kW gegenüber anderen Lösungen deutlich reduziert. Dennoch weisen diese Geräte bei Volllast eine entsprechende Verlustleistung auf. Daher bietet EA Elektro-Automatik die Stromversorgung optional mit einer Wasserkühlung an. Hierbei werden über 90% der gesamten Verlustleistung über den Wasserkreislauf abgeführt.

Neben der Wärmereduzierung ermöglicht dies ein geschlossenes Gehäusedesign ohne Lüftungsschlitze. Dadurch ist der reibungslose Betrieb auch unter klimatisch ungünstigen Bedingungen sowie in rauen Industrieumgebungen – etwa bei Feuchtigkeit und großer Staubentwicklung – möglich.

Batterie-Simulator und Power Control

Die Serie EA-PSB 10000 30kW ist für den Einsatz mit dem EA Batteriesimulator (EABS) geeignet, einer gemeinsamen Entwicklung von EA Elektro-Automatik und dem Fraunhofer Institut. Mit der Windows-Software lassen sich Blei- und Lithium-Ionen-Batteriepacks frei konfigurieren und deren diverse Betriebsbedingungen simulieren, was ein deutlich schnelleres Testen (Hardware-in-the loop – HIL) ermöglicht. Zudem können im Batterieprofil verschiedene Testparameter wie Umgebungstemperatur, Ladezustand (State of Charge – SoC) oder der Batteriezustand (State of Health – SoH) definiert werden.

Um die Leistungsfähigkeit der EA-PSB 10000 30kW für eine Vielzahl an Prüflingen voll ausschöpfen zu können, bietet EA Elektro-Automatik den Anwendern eine intuitive Steuerungssoftware. Mit der EA Power Control bedienen die User bis zu 20 Geräte per Fernsteuerung. Dies umfasst auch zusätzliche Funktionen wie das „Sequencing“ und die praktische Datenaufzeichnung. Der Benutzer kann auf einfache Weise Updates installieren und eine Fernwartung durchführen lassen. Auch die Integration kundenspezifischer Steuerparameter, die von den ursprünglichen Werkseinstellungen abweichen, ist problemlos möglich.

Über EA Elektro-Automatik

EA Elektro-Automatik wurde 1974 in Deutschland gegründet und stellt Leistungselektronik für Forschung und Entwicklung sowie industrielle Anwendungen her. Heute beschäftigt das global agierende Unternehmen am Hauptsitz in Deutschland über 200 Mitarbeiter in der Entwicklung, Produktion und Verwaltung.

Mithilfe eines weltweit verzweigten Händlernetzes, eigenen Niederlassungen in den USA und China sowie Vertretungen in Russland und Spanien liefert EA Elektro-Automatik in die ganze Welt.

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