模擬,測(cè)試與測(cè)量電池供電設(shè)備和車輛中使用的可充電電池至關(guān)重要。過度充電和深度放電會(huì)縮短充電電池的使用壽命. 設(shè)計(jì)缺陷可能導(dǎo)致電池過熱,甚至引起起火。
具有電池管理系統(tǒng)(BMS)的電池組示意圖
更大的電池容量通常通過串聯(lián)和并聯(lián)連接來構(gòu)建。由于所有 電池承受相同的充電和放電電流,因此電池容量,自放電等 方面的個(gè)體差異會(huì)導(dǎo)致充電狀態(tài)(SoC)隨時(shí)間而變化,從 而限制了電池的容量和壽命。
電池管理系統(tǒng)(BMS)
主動(dòng)監(jiān)視、控制和管理各種電池參數(shù):
-確定每個(gè)單元的充電狀態(tài)(SoC)
-監(jiān)視每個(gè)單元的完整性和衰減(健康狀態(tài),SoH)
-檢測(cè)故障和異常情況并防止過熱和火災(zāi)等危險(xiǎn)
-在電池單元之間平衡充電狀態(tài)(SoC)
-熱能管理
可以通過在充電過程中選擇性地加載具有最高電荷的電 池或通過使用開關(guān)模式調(diào)節(jié)器將能量從具有最高電荷狀 態(tài)的電池主動(dòng)轉(zhuǎn)移到具有最低電荷狀態(tài)的電池來以被動(dòng) 方式實(shí)現(xiàn)平衡。
由于BMS在電池壽命和故障安全性中起著至關(guān)重要的作用,因 此必須對(duì)其進(jìn)行徹底的測(cè)試。測(cè)試必須模擬運(yùn)行中可能發(fā)生 的所有情況
羅德與施瓦茨解決方案
羅德與施瓦茨公司的R&S®NGL200和R&S®NGM200直流電源是通用設(shè)備,具有測(cè)試和驗(yàn)證電池管理系統(tǒng)所需的所有功能。
R&S®NGL200和R&S®NGM200支持作為電源和負(fù)載的兩象限操作。可以提供高達(dá)6A的輸出電流和高達(dá)3A的輸入電流。所有輸出均完全隔離。
它們可以串聯(lián)連接,以模擬單節(jié)電池組,最大對(duì)地電壓為 250 V??烧{(diào)輸出阻抗可在–50mΩ至100Ω之間設(shè)置。電源以高分辨率測(cè)量顯示輸出端的電流和電壓值。
所有功能均可通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn),命令處理時(shí)間< 6 ms。此外,R&S®NGM200電源系列還具有可選的電池仿真功 能,可以仿真不同預(yù)定義或用戶自定義的電池類型。在 ASCII文件中,用戶可以為每種電池類型定義開路電壓和內(nèi) 阻這些影響充電狀態(tài)的參數(shù)。
這些功能允許以高精度和高時(shí)間分辨率模擬電池隨時(shí)間變 化的特性。對(duì)于中小型電池,可以用電源直接輸出電池電 流。對(duì)于較大的電池(如汽車應(yīng)用中使用的電池),在 BMS測(cè)試中,無需實(shí)際的進(jìn)行充放電。測(cè)量結(jié)果包括仿真 到BMS的并聯(lián)電阻兩端的電壓值,且電源提供電池電壓與 平衡電流。
帶有8臺(tái)R&S®NGM202兩通道電源的測(cè)試系統(tǒng),用于模擬48 V電池管理系統(tǒng)中所需要使用的16個(gè)電池單元。
R&S®NGL202和R&S®NGM202分別具有雙通道和緊湊的外 形設(shè)計(jì),可靈活配置,節(jié)省空間,非常適用于測(cè)試電池管理 系統(tǒng)(BMS)。19英寸機(jī)架安裝套件和背板連接可輕松,牢固地將電源集成到機(jī)架中。
除了R&S®NGM-K106電池模擬選件外R&S®NGM200 電源系列還提供更高的測(cè)量精度以及更快速的電流和電 壓記錄功能,采樣率高達(dá)500 000/秒。電池模擬選項(xiàng)可以運(yùn)行存儲(chǔ)在ASCII文件中的配置文件,這些文件描述了 開路電壓和電池內(nèi)阻與充電狀態(tài)的關(guān)系。
R&S®NGM200電源提供了常用電池類型的配置文件。快速記錄功能可以捕獲電流和電壓中的窄尖峰和毛刺,以進(jìn)行故障排除。
羅德與施瓦茨公司的R&S®NGL200和R&S®NGM200電源可以在測(cè)試電池管理系統(tǒng)(BMS)時(shí)方便地模擬電池。在多數(shù)情況下,它們可以替代價(jià)格昂貴的專用電池模擬器。