Hioki - BT4560-50 - Batterie-Impedanzmessgerät, 0,01 Hz bis 1050 Hz

Batterie-Impedanzmessgerät, DC-Spannungsbereich 5 V, Messbereiche 3 mΩ / 10 mΩ / 100
mΩ, Messfrequenz 0,01 Hz bis 1050 Hz, maximaler Prüfstrom 1,5 A rms, Schnittstellen:
USB, LAN, RS-232C, EXT. I/O
Typische Anwendungen

 - Impedanzprüfung von Lithium-Ionen- und Hochkapazitätszellen in Produktion und
Endkontrolle 
- Wareneingangsprüfung und Qualifizierung von Einzelzellen für die Pack- und
Modulmontage
- Impedanzbasiertes Zell-Matching und Qualitätsbewertung 
- Untersuchung des Diffusions- und elektrochemischen Verhaltens in Forschung und
Entwicklung 
- Automatisierte Impedanzmessung mit den HIOKI Multiplex-Systemen SW1001 /
SW1002 

Detaillierte ProduktübersichtDas HIOKI BT4560-50 Batterie-Impedanzmessgerät misst die Impedanz von Batteriezellen
im Frequenzbereich von 0,01 Hz bis 1050 Hz bei einem DC-Spannungsmessbereich von ±5
V. Das Gerät ist für die Vermessung von Lithium-Ionen-Batteriezellen (LiB) optimiert und
deckt den für diese Zellchemie charakteristischen Frequenzbereich ab. Damit lassen sich
sowohl der ohmsche als auch der reaktive Anteil der Impedanz analysieren. Das Instrument
bietet wählbare Widerstandsbereiche von 3 mΩ, 10 mΩ und 100 mΩ und eignet sich damit
für die Bewertung von Hochkapazitätszellen mit sehr niedrigem Innenwiderstand, wie sie in
Traktionsbatterien und Energiespeichersystemen eingesetzt werden. 

Der maximale Prüfstrom beträgt 1,5 A rms im 3-mΩ-Bereich und ist in den höheren
Bereichen entsprechend geringer. Die kleinste Auflösung des Impedanzmesswerts beträgt
0,1 µΩ. Das Vierleiter-Paar-Messverfahren minimiert Einflüsse durch Leitungswiderstände,
magnetische Kopplung und Wirbelströme innerhalb des Messaufbaus. Es basiert auf dem Prinzip der Vierleitermessung, nutzt jedoch zusätzlich abgeschirmte Paare für Strom- und
Spannungspfad, wie sie bei LCR-Messgeräten und Impedanzanalysatoren üblich sind, um
Kopplungseffekte und Phasenfehler bei hohen Frequenzen zu minimieren. Das Gerät kann
Zellspannungen in beiden Polaritäten innerhalb des Bereichs von ±5 V messen, sodass die
Polung der angeschlossenen Zelle für die Messung keine Rolle spielt.

Anwendungen und elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS)

Der BT4560-50 wird zur Beurteilung von Batteriezellen mit hoher Kapazität in Traktions- und
Energiespeichersystemen eingesetzt. In Produktionsumgebungen unterstützt er die
Impedanzmessung und -prüfung am Ende des Zellmontageprozesses. In der Modul- und
Packfertigung dient er zur Eingangskontrolle und Qualifizierung einzelner Zellen, um eine
gleichmäßige Leistungsfähigkeit im Verbund sicherzustellen. In Forschung und Entwicklung
ermöglicht das Gerät die Analyse von Impedanzverläufen, Diffusionsprozessen und
Alterungsphänomenen im Zusammenhang mit dem State of Health (SoH). Zudem eignet es
sich für das Zell-Matching, bei dem Zellen anhand ihrer Impedanz und Kapazität gruppiert
werden, um eine ausgewogene Performance innerhalb zusammengesetzter Batteriepacks
zu erzielen. 

Wird das Gerät beispielsweise über USB mit einem PC verbunden, kann es für
elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) verwendet werden. Die mitgelieferte
Software steuert Frequenzsweeps, erfasst Impedanzdaten und stellt Nyquist- und BodeDiagramme zur Analyse dar. Diese Konfiguration ist besonders für Laboranwendungen
geeignet, bei denen Impedanzmessungen vom PC aus durchgeführt werden. Die Daten
können außerdem zur detaillierten Ersatzschaltbildanalyse in ZView® exportiert werden. 
Systemintegration und Automatisierung

Mit LAN- und RS-232C-Schnittstellen sowie einem EXT. I/O-Anschluss für Steuer- und
Triggersignale lässt sich der BT4560-50 problemlos in automatisierte Prüfsysteme
integrieren. Er kann mit externen Steuerungen oder Multiplex-Systemen für
Sequenzsteuerungen verbunden werden und eignet sich dadurch sowohl für den Einsatz in
der Produktion als auch in der Qualitätssicherung. LabVIEW-Treiber und Beispielprogramme
stehen für PC-basierte Automatisierung und individuelle Steueranwendungen zur Verfügung.
Das Gerät kann außerdem direkt von einer SPS angesteuert oder zusammen mit den HIOKI
Multiplex-Systemen SW1001 / SW1002 und anderen geeigneten Lösungen verwendet
werden, wodurch der BT4560-50 flexibel in automatisierte Testumgebungen eingebunden
werden kann.

Das BT4560-50 misst die Impedanz mit einem Wechselstromsignal geringer Amplitude, das
den elektrochemischen Zustand der Zelle nicht beeinflusst. Dieses Verfahren ermöglicht
präzise Impedanzmessungen ohne Wärmeentwicklung oder Alterungseffekte – selbst bei
Hochkapazitätszellen oder neu entwickelten Zelltypen. Messkabel für Labor- und
Produktionsanwendungen sind separat erhältlich. Die Kelvin-Kabel mit Klemmen (L2002)
eignen sich für laminierte Batteriezellen wie Pouchzellen, während die Kelvin-Kabel mit
Pogo-Pins (L2003) für zylindrische oder montierte Zellen vorgesehen sind – einschließlich in
automatisierten Prüfumgebungen. Entwickelt und gefertigt in Japan vereint das BT4560-50
Präzision, Stabilität und Zuverlässigkeit für den professionellen Einsatz in Forschung,
Entwicklung und Produktion.

Option für höhere Frequenzen (BT4560-60)

Für Anwendungen, die eine Impedanzanalyse über 1050 Hz hinaus erfordern, bietet das
BT4560-60 einen erweiterten Messfrequenzbereich bis 10 kHz. Der höhere obere Grenzwert ermöglicht die Analyse hochfrequenter Grenzflächenprozesse, etwa des Verhaltens der Solid
Electrolyte Interface (SEI) und der Separator-Eigenschaften, und liefert damit ein
umfassenderes Bild des elektrochemischen Zellverhaltens in Forschung und Entwicklung.
Abgesehen vom erweiterten Frequenzbereich sind Spezifikationen und Bedienung identisch
mit dem BT4560-50