在當(dāng)今信息時(shí)代,幾乎所有的便攜式電子產(chǎn)品都采用電池供電。電池還可以充當(dāng)大型場(chǎng)所的備用應(yīng)急電源。此外,純電動(dòng)汽車也在使用大型串并聯(lián)電池包,來(lái)提供充足的功率,滿足性能要求。
當(dāng)今的大多數(shù)充電電池都屬于鋰電池,它們的工作溫度范圍為15°C到35°C,在這個(gè)溫度范圍內(nèi)性能最高,容量最大。如果在低于15°C的環(huán)境溫度下使用電池,電池內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)速度會(huì)下降,電池的性能隨之降低、電量下降。如果在超過(guò)35°C的環(huán)境溫度下使用電池或電池包,電池老化速度會(huì)逐漸加快。您可能會(huì)遇到電池續(xù)航時(shí)間縮短、溫度分布不均導(dǎo)致的不均勻老化、安全風(fēng)險(xiǎn)增加等問(wèn)題,導(dǎo)致生命周期的成本上升。溫度太高的話,電池甚至可能會(huì)脹裂并造成泄露、冒煙、起火甚至是爆炸。
圖1 功率圖顯示電池或電池包在溫度范圍內(nèi)的功率極限值(來(lái)源:Kandle Smith,NREL里程碑報(bào)告,2008年)
為了避免這種情況的發(fā)生,我們可以設(shè)計(jì)一套電池管理系統(tǒng)(BMS)對(duì)虛擬電池仿真,集成測(cè)試系統(tǒng)可以仿真實(shí)現(xiàn)電池組的各種常規(guī)工作狀態(tài),以及電池組無(wú)法實(shí)現(xiàn)的異常狀態(tài)與故障狀態(tài),如電池組過(guò)熱/過(guò)冷,單個(gè)單體過(guò)充電/過(guò)放電等。
電壓模擬:具有單體/總電壓動(dòng)態(tài)工況或電池充放電標(biāo)準(zhǔn)曲線模擬功能,可模擬電池模塊串聯(lián)的電池組電壓。每節(jié)電池的電壓可以在0.1~5V內(nèi)變化,完成電池均衡功能、單體過(guò)充電/過(guò)放電等功能的檢測(cè)。設(shè)定分辨率:0.5mV。模擬電池模塊可以顯示每個(gè)通道的電壓和電流,可以和被測(cè)BMS的測(cè)試通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,得出BMS電壓采集精度、均衡電流值判斷等。單體采用模塊化設(shè)計(jì),擴(kuò)展只需要增加對(duì)應(yīng)的模塊單元數(shù)量。
在BMS開發(fā)階段,由于BMS尚處于原型期,使用真實(shí)電池組對(duì)BMS進(jìn)行測(cè)試會(huì)存在安全隱患,因此利用集成測(cè)試系統(tǒng)可以更加安全、有效測(cè)試BMS的各項(xiàng)功能。尤其適合測(cè)試BMS系統(tǒng)對(duì)電池組異常狀態(tài)的響應(yīng),大大提高對(duì)BMS測(cè)試的效率和測(cè)試完整性。
在BMS生產(chǎn)階段,集成測(cè)試系統(tǒng)有助于產(chǎn)品的快速檢測(cè),并可根據(jù)需要與各種生產(chǎn)線管理系統(tǒng)軟件集成,提高生產(chǎn)效率。
測(cè)試系統(tǒng)采用高度模塊化的硬件與軟件。主體硬件基于PXI平臺(tái)和LXI平臺(tái),性能可靠,擴(kuò)展方便。軟件具有友好的人機(jī)界面,方便的數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出與本地?cái)?shù)據(jù)管理,支持csv或xls/xlsx格式的數(shù)據(jù)交換,系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)登錄運(yùn)行,并且用戶可以通過(guò)接口API對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)。為了保證使用效果提高測(cè)試精度,系統(tǒng)具有基于數(shù)字多用表的自校準(zhǔn)功能。
測(cè)試系統(tǒng)核心基于高精度可編程電池單體模擬器,可以通過(guò)程序精確模擬鋰離子電池,鎳氫電池等多種電池的充電和放電過(guò)程,設(shè)定并仿真電池組SOC。并可根據(jù)實(shí)際需要配置電池單體模擬器的數(shù)目。系統(tǒng)中還配置有高精度可編程溫度傳感器仿真器,可以用于仿真NTC、PTC、PT100/PT1000等類型的溫度傳感器。
●高精度電池組仿真系統(tǒng)
●可仿真鋰離子電池、鎳氫電池等多種類型的電池
●串聯(lián)1-150個(gè)模擬電池單體
●多種溫度傳感器仿真
●電池組的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定與故障設(shè)定
●SOC/SOH仿真測(cè)試
●替代真實(shí)電池組,可靈活模擬故障或極端工況
●用戶可以自行裝載電池工況模型
●CAN、RS232/422、I2C、SPI等多種總線通訊能力
●全系統(tǒng)自校準(zhǔn)功能
●可訂制特殊及復(fù)雜的測(cè)試要求和測(cè)試流程
集成測(cè)試系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)見下表:
電池模擬器 | |
單體電壓 | 0~7V |
電壓輸出精度 | 優(yōu)于±0.2% |
步進(jìn)精度 | <0.5mV |
隔離電壓 | ±750V |
安全保護(hù) | 短路保護(hù),極性反轉(zhuǎn)保護(hù),過(guò)熱保護(hù),多通道互鎖結(jié)構(gòu) |
溫度傳感器模擬器 | |
可模擬傳感器類型 | NTC,PTC,PT100,PT1000等各種電阻輸出的溫度傳感器 如需模擬數(shù)字輸出傳感器請(qǐng)聯(lián)系我公司 |
通道數(shù) | 不限 |
阻值范圍 | 根據(jù)傳感器類型有255Ω,64KΩ,1.5MΩ,16MΩ等 |
輸出阻值精度 | 根據(jù)傳感器類型有0.1%,0.2%,0.5%,1% |
步進(jìn)精度 | 根據(jù)傳感器類型有2mΩ,10 mΩ,125 mΩ,250 mΩ,1 Ω |
開關(guān)子系統(tǒng) | |
開關(guān)器件種類 | 干簧繼電器,電磁繼電器,固態(tài)繼電器 |
開關(guān)結(jié)構(gòu)形式 | SPST,DPST,多路開關(guān),矩陣開關(guān) |
額定開關(guān)電壓 | 可達(dá)750V(與額定電流非同時(shí)到達(dá)極大值) |
額定開關(guān)電流 | 可達(dá)10A或更高(與額定電壓非同時(shí)到達(dá)極大值) |
支持其它類開關(guān)結(jié)構(gòu) | 故障注入開關(guān),數(shù)字I/O,外部繼電器驅(qū)動(dòng)器 |
數(shù)據(jù)通訊總線 | |
封裝形式 | 集成在系統(tǒng)框架中或獨(dú)立USB設(shè)備 |
支持的協(xié)議種類 | CAN,LIN,J1850,KWP2000,I2C,SPI,RS-232等,可定制協(xié)議 |
通道數(shù)量 | CAN總線(高速,單線,容錯(cuò))最多共計(jì)10個(gè)通道 IIC,SPI各1個(gè),其它類型通道數(shù)量請(qǐng)聯(lián)系本公司獲得進(jìn)一步信息 |
儀器與外圍設(shè)備 | |
A/D (可選) | 16bit |
D/A (可選) | 16bit |
數(shù)字I/O (可選) | 32輸入32輸出或更多 |
DMM | 6.5位/7.5位數(shù)字多用表 |
示波器(可選) | 2通道,16bit,250MHz模擬帶寬,400MHz采樣率 |
兩通道直流穩(wěn)壓電源 | 0~36V,0~5A |
兩通道程控電源(可選) | 0~48V,0~2A |
可編程電流源(可選) | 0~100A或更高 |
可編程電壓源(可選) | 0~600V或更高 |
可編程電子負(fù)載(可選) | |
信號(hào)調(diào)理箱(可選) | |
其它資源 | 用戶指定 |
外觀尺寸
最小尺寸約為1m(寬)*1m(深)*1.6m(高)。此為19"標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜,不含測(cè)試接口和夾具的尺寸,整機(jī)尺寸隨系統(tǒng)規(guī)模會(huì)有所變化。
支持32bit Windows XP/7,如需使用64bit Windows或Linux等操作系統(tǒng),請(qǐng)聯(lián)系我公司。
開發(fā)環(huán)境
支持各種通用開發(fā)環(huán)境如Visual Studio和測(cè)試領(lǐng)域常用開發(fā)環(huán)境如ATEasy,LabVIEW,ActivATE等。
其它同類產(chǎn)品
除UI120H系列產(chǎn)品之外,還有UI100系列與UI120系列產(chǎn)品可供選擇,三大系列的產(chǎn)品特性如下表所示:
產(chǎn)品系列 | 典型適用范圍 |
UI120H系列 高級(jí)型BMS測(cè)試系統(tǒng) | BMS產(chǎn)品開發(fā)與驗(yàn)證 BMS完整功能測(cè)試 BMS故障排查 |
UI120系列 標(biāo)準(zhǔn)型BMS測(cè)試系統(tǒng) | BMS產(chǎn)品開發(fā)與驗(yàn)證 BMS功能測(cè)試 BMS子模塊開發(fā)與驗(yàn)證 |
UI100系列 基本型BMS測(cè)試系統(tǒng) | BMS產(chǎn)品下線測(cè)試 BMS產(chǎn)品基本功能驗(yàn)證 |
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