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Elektrochemische Impedanzspektroskopie mit AVL X-ion™ und AVL Smart EIS™

Hochpräzise Analyse elektrochemischer Zellparameter

Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist eine innovative Messmethode auf Stimulus-Response-Basis. Sie dient zur Prüfung der frequenzabhängigen Innenwiderstände von elektrochemischen Zellen, wie Batterien oder Brennstoffzellen.

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AVL X-ion EIS ermöglicht eine ebenso schnelle wie zuverlässige Batterie-, Elektrolyseur- und Brennstoffzellen-Messung auf Basis der elektrochemischen Impedanzspektroskopie. Es ist mit verschiedenen AC-Erregungssystemen kombinierbar und bietet dem Nutzer ein komplettes Lösungspaket – vom Stimulus bis zum hochauflösenden Messsystem zur Quantifizierung der inneren Impedanz von Prüflingen. Das Herzstück ist die hochdynamische Datenerfassungseinheit AVL X-ion. Im Zusammenspiel mit der entsprechenden Software (AVL IndiCom) lassen sich damit mehrkanalige EIS- und Oberwellenanalysen für Prüflinge bis zu 1.200 V vornehmen.

Die rasche Marktentwicklung hin zur Elektrifizierung erfordert eine genauere Betrachtung der einzelnen Systeme. Im Fokus stehen hier die Batterie- und Brennstoffzellen. Um deren Effizienz und Lebensdauer zu verbessern, müssen diese Komponenten im Detail untersucht werden.

Das frühzeitige Auffinden von Fehlern, die Überwachung von Degradationseffekten und die Bewertung des Alterungszustandes von Batterie- und Brennstoffzellen sind entscheidend für zahlreiche Anwendungen in allen Entwicklungsphasen – von F&E bis hin zu End-of-Line-Tests.

Neue Mess- und Bewertungsmethoden wie die elektrochemische Impedanzspektroskopie liefern diese detaillierten Informationen.

Shutterstock, road and forest

Hochpräzise Messergebnisse

Durch seinen modularen Aufbau erfüllt das X-ion EIS System eine breite Palette von Anforderungen. Dank der verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten von AC-Quellen und Signalkonditionierungseinheiten lässt sich so alles abdecken – von der reinen elektrochemischen Impedanzspektroskopie von PEM FC, Batterien und SOFC bis hin zur Resonanzfrequenzanalyse und Impedanzspektroskopie von z.B. Wechselrichtern oder anderen Zwischenkreiskomponenten. Auch die Anzahl der Messkanäle lässt sich problemlos anpassen und es ist möglich, sowohl die Zellimpedanz als auch die gesamte Stackimpedanz gleichzeitig zu analysieren.

Technische Daten  

Kanäle

32 Kanäle: 1 Strom und 31 Spannung
Bis 191 EIS Kanäle @ 6 kaskadierten X-ions
Max DCV 1.200 V
Max AC Strom 200 App
Frequenzbereich 0,1 HZ ... 200 kHz
Messauflösung 24 bit
Fast EIS Bis zu 19 Frequenzen gleichzeitig

 

Trolley EIS
Breites Spektrum an Prüflingen

EIS-Messungen von der einzelnen Zelle bis hinauf zu HV-Batteriepacks und Brennstoffzellen- oder Elektrolyse-Stacks.

Fast EIS – kurze Messdauer

Die Möglichkeit, mehrere Frequenzen auf einen Prüfling aufzuprägen (Multi-Sinus-EIS), und die Nutzung von Pseudo-Random-Binärsignalen (PRBS) beschleunigen die Messungen.

Mehrkanal-Lösung

Die hochauflösende Mehrfach-Zellanalyse (bis zu 191 EIS Kanäle) ermöglicht die gleichzeitige EIS von mehreren Zellen innerhalb eines Stacks.

Maximale Flexibilität und Auslastung

Eingebaut in einen Trolley, bietet das System eine mobile Lösung mit maximaler Flexibilität, einfacher Einrichtung und hohem Nutzwert.

AVL X-ion™ als Plattform

AVL X-ion ist eine hochdynamische, modulare Datenerfassungseinheit mit acht frei nutzbaren Steckplätzen. Dadurch kann X-ion für viele verschiedene Anwendungsfälle eingesetzt werden, beispielsweise verknüpft mit Leistungs- oder NVH-Messungen.

Signalkonditionierung im Hochspannungsbereich

Für hohe Spannungen und Stromstärken lässt sich AVL X-ion mit der High Voltage Probe (HVP) Box und der Current Transducer Signal (CTS) Box erweitern.

EIS Toolbox-Software

Die Software ermöglicht die Prüfstandsintegration mit automatisierten Prüfabläufen und der Speicherung von Rohdaten zur weiteren Verarbeitung und Analyse. Bedienung und Interpretation werden dabei durch integrierte Auswertungen erleichtert (z.B. Impedanz-Listen, Nyquist- und Bode-Plots, Berechnung von Parameterwerten und Gültigkeitsprüfungen über Kramers-Kronig-Beziehungen).

AVL Smart EIS™

Das schnelle, All-in-One-Messsystem für die elektrochemische Impedanzspektroskopie bei Batteriemodulen, Batteriepacks, Brennstoffzellenstacks und Brennstoffzellensystemen. AC-Erregung und Messung in einem System. Gleichspannung bis zu 500 V.

Solution Sheet AVL X-ion™ EIS

EIS-Messsystem – präzise Analyse elektrochemischer Zellparameter

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Solution Sheet AVL Smart EIS™

Kompaktes EIS Messsystem - präzise Analyse von Batterie-, Brennstoffzellen- und Elektrolyseurparametern

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