模擬,測試與測量電池供電設備和車輛中使用的可充電電池至關重要。過度充電和深度放電會縮短充電電池的使用壽命. 設計缺陷可能導致電池過熱,甚至引起起火。
具有電池管理系統(BMS)的電池組示意圖
更大的電池容量通常通過串聯和并聯連接來構建。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 方面的個體差異會導致充電狀態(SoC)隨時間而變化,從 而限制了電池的容量和壽命。
電池管理系統(BMS)
主動監視、控制和管理各種電池參數:
-確定每個單元的充電狀態(SoC)
-監視每個單元的完整性和衰減(健康狀態,SoH)
-檢測故障和異常情況并防止過熱和火災等危險
-在電池單元之間平衡充電狀態(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 池或通過使用開關模式調節器將能量從具有最高電荷狀 態的電池主動轉移到具有最低電荷狀態的電池來以被動 方式實現平衡。
由于BMS在電池壽命和故障安全性中起著至關重要的作用,因 此必須對其進行徹底的測試。測試必須模擬運行中可能發生 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直流電源是通用設備,具有測試和驗證電池管理系統所需的所有功能。
R&S®NGL200和R&S®NGM200支持作為電源和負載的兩象限操作。可以提供高達6A的輸出電流和高達3A的輸入電流。所有輸出均完全隔離。
它們可以串聯連接,以模擬單節電池組,最大對地電壓為 250 V。可調輸出阻抗可在–50mΩ至100Ω之間設置。電源以高分辨率測量顯示輸出端的電流和電壓值。
所有功能均可通過遠程控制實現,命令處理時間< 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 阻這些影響充電狀態的參數。
這些功能允許以高精度和高時間分辨率模擬電池隨時間變 化的特性。對于中小型電池,可以用電源直接輸出電池電 流。對于較大的電池(如汽車應用中使用的電池),在 BMS測試中,無需實際的進行充放電。測量結果包括仿真 到BMS的并聯電阻兩端的電壓值,且電源提供電池電壓與 平衡電流。
帶有8臺R&S®NGM202兩通道電源的測試系統,用于模擬48 V電池管理系統中所需要使用的16個電池單元。
R&S®NGL202和R&S®NGM202分別具有雙通道和緊湊的外 形設計,可靈活配置,節省空間,非常適用于測試電池管理 系統(BMS)。19英寸機架安裝套件和背板連接可輕松,牢固地將電源集成到機架中。
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量精度以及更快速的電流和電 壓記錄功能,采樣率高達500 000/秒。電池模擬選項可以運行存儲在ASCII文件中的配置文件,這些文件描述了 開路電壓和電池內阻與充電狀態的關系。
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電源可以在測試電池管理系統(BMS)時方便地模擬電池。在多數情況下,它們可以替代價格昂貴的專用電池模擬器。