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Zellspannungsmessung

Fünfte Generation der Systeme zur Spannungsüberwachung an Brennstoffzellen wartet mit zahlreichen Verbesserungen auf


Optisch unterscheiden sich die neuen CVM-Messmodule (oben) kaum von der Vorgängergeneration. Der versetzte Stecker stellt sicher, dass die beiden Versionen nicht kombiniert werden können.
Bild: SMART TESTSOLUTIONS / Emanuel Zifreund


Die neueste Generation der Zellspannungs-Erfassungssysteme für Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyseanwendungen von SMART TESTSOLUTIONS zeichnet sich durch einen erweiterten Temperaturbereich, eine deutlich reduzierte Leistungsaufnahme und eine höhere Messgenauigkeit aus. Weiteres Highlight ist die moderne, webbasierte Benutzerschnittstelle. SMART TESTSOLUTIONS ist Spezialist bei der Spannungsüberwachung an Brennstoffzellen, dem sogenannten Cell Voltage Monitoring (CVM).

Die CVM-Module der fünften Generation sind bei Umgebungstemperaturen bis 105 Grad einsetzbar, bisher waren es immerhin 85 Grad. Erweitert wurde auch der Bereich der Spannungsversorgung. Der war bisher fix bei fünf Volt. Die neuen Intelli­­Probe-Module dagegen sind mit einem Weitbereichseingang für die Versorgungsspannung von 4,5 bis 32 Volt ausgestattet. Damit können sie direkt von einem 12- oder 24 Volt-Netz bedient werden.

Neben der Hardware hat SMART TESTSOLUTIONS auch die Software der Systeme zur Brennstoffzellenüberwachung überarbeitet und diverse Verbesserungen realisiert. So wurde ein neuer, parametrierbarer Algorithmus zur Kabelbrucherkennung eingebaut, der die Erkennung noch zuverlässiger macht. Die Empfindlichkeit der Kabelbrucherkennung ist frei einstellbar, so dass das System optimal an die Umgebungsbedingungen der Kundenanwendung angepasst werden kann.

Auch die Mittelwertbildung im Modul ist in der fünften Generation konfigurierbar. Außerdem wurde nun auch für CANonly-Systeme ohne MCM-IntelliProbe-MasterModul eine Systemabschaltung bei Überschreiten eines Temperaturgrenzwertes implementiert. Die erweiterte Softwarefunktionalität steht über ein Software-Upgrade auch den Kunden der CVM-Generation G4 zur Verfügung.

Optisch kaum Veränderungen – auch die Maße bleiben unschlagbar klein

Äußerlich sieht man den handlichen Messmodulen die weitreichenden Verbesserungen kaum an – mit zwei Ausnahmen: Die Module der Generation fünf kommen in einem stylischen Grau daher und die Stecker sind leicht versetzt. Damit sind sie nicht steckkompatibel zu den CVM-Modulen der vierten Generation. „Damit wollen wir verhindern, dass aus Versehen Module aus unterschiedlichen Generationen kombiniert werden. Denn das könnte aufgrund des erweiterten Spannungsbereichs der neuen CVM-Module zu Problemen führen“, erläutert Dr. Markus Schuster, bei SMART TESTSOLUTIONS als Produktmanager für den Produktbereich e_Cell Electronics verantwortlich.

Ein Modul, das 10 Kanäle und damit beispielsweise 10 Zellen einer Brennstoffzelle überwachen kann, misst nur 100 mal 30 mal 10,5 mm und lässt sich damit sowohl in stationären Anwendungen wie Prüfständen als auch mobil bei beengten räumlichen Verhältnissen – etwa in Autos oder Flugzeugen – einsetzen. Sollen mehr als 10 Einzelzellen überwacht werden, können mehrere Module nach dem Lego-Prinzip zusammengesteckt werden, eine extra Verdrahtung ist dabei nicht notwendig.

Ein Messsystem besteht aus bis zu 42 zehnkanaligen Spannungserfassungsmodulen, mit dem bis zu 420 Kanäle gleichzeitig überwacht werden können, einem Link-Modul für den Anschluss der Versorgungs- und Kommunikationsleitungen und einem Bus-Terminierungsmodul. Die Abtastung aller Messkanäle erfolgt zeitsynchron, so dass kein Zeitversatz zwischen den einzelnen Messpunkten entsteht. Die Datenübertragung erfolgt wahlweise via CAN-Bus oder in Kombination mit dem MCM-IntelliProbe-MasterModul via LVDS-Bus (vom CVM-Modul zum MasterModul) und Ethernet (vom MasterModul zum PC).

Moderne Weboberfläche sorgt für rasend schnelle Visualisierung

Das Dashboard der webbasierten CVM-Bedienoberfläche stellt alle wichtigen Überwachungsparameter der Brennstoffzelle auf einen Blick dar.
Bild: SMART TESTSOLUTIONS / Emanuel Zifreund


Weiterer Bestandteil der Generation 5 der Zellspannungs-Erfassungssysteme für Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyseanwendungen ist die bereits im Juni vorgestellte webbasierte Benutzeroberfläche. Damit können Anwender mehrere hundert Kanäle massiv parallel visualisieren und aufzeichnen und so zum Beispiel Brennstoffzellenstapel in Echtzeit beobachten. Weiterer Vorteil der Web-GUI ist, dass sie das ganze Überwachungssystem unabhängig vom PC macht. Nötig ist lediglich ein Endgerät auf dem ein Browser läuft, die gesamte CVM-Software dagegen läuft auf dem Mastermodul des CVM-Systems. Die Datenübertragung kann kabellos via WLAN erfolgen. Auch die neue Web-GUI ist via Software-Upgrade für Systeme der Vorgängergeneration erhältlich.


15.10.2018

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