Chromaの新型バッテリー管理システムパワーレベルHILテストベンチシステムは、バッテリーセルのシミュレーション、バッテリーパックの電圧と電流のシミュレーション、温度信号のシミュレーション、バッテリー管理システムに関するコンポーネントの特性を備えた装置で、直流電源供給機、デジタル電力メーター、絶縁抵抗計など、さまざまなハードウェアを選択して組み合わせることができます。
Chroma 8630 BMSパワーHILテストシステムは、BMSの研究開発用として特別に設計されており、リアルタイムのハードウェアシステムとオープンソースのソフトウェアアーキテクチャを統合し、柔軟かつ強力な機能を備えたダイナミックテストシステムを提供しています。実際の使用シナリオをインポートして充放電、動的電圧、電流の測定と校正、バッテリーバランシングテスト、CAN信号の測定、制御、故障注入、絶縁抵抗測定、充電スタンドのシミュレーションに関するテストを行うことができます。また、ベンチは柔軟な構成と組み合わせが可能で、自動車の環境において最も重要かつ故障リスクが最も高い複合操作のシナリオをシミュレーションして検証できます（例：サイクル放電時の通信と物理量信号障害）。実車または実際にバッテリーパックでテストをしなくても、バッテリー管理システムの詳細な試験が可能となり、開発効率が大幅に向上します。
Chroma 8630はバッテリーパックの高速でダイナミックな充放電流、さまざまなセルの状況、温度信号、システムの絶縁抵抗、バッテリー管理システム各種保護機能テストなど、システムの通信や動作を完全にシミュレートできます。高精度プログラマブル電源を搭載し、任意の設定または記録された実際の動作状況に応じて、システムの包括的かつ全面的なダイナミックテストを実行できます。
リアルタイム制御、データ収集、通信、保護機能
Chroma 8630はバッテリー管理システムの過電流保護、過電圧保護、低電圧保護、短絡保護、温度監視、絶縁異常などのアラーム機能と保護機構をテストできます。制御ソフトウェアはオープンアーキテクチャで、リアルタイムシステム、電力装置、測定モジュールとさまざまなシミュレーションモデルを同期的に組み合わせることができ、自動車、バッテリーセル、充電スタンドなど、バッテリー管理システムの全面的なリアルタイム動的テストを実行できます。
通信インターフェースサポートは一般的に使用されているCAN、CAN FD、LINなどのプロトコルに対応しているほか、CAN通信で必要なDBCファイルをロードする機能を備えています。自動テストでは、ASAM XILをインターフェース上位のテストソフトウェアとし、自動テストプログラムの完了後にシステムの各監視パラメータを記録し、その後の分析に使用することができます。
テストインターフェースでは、データの収集時間を設定できます。リアルタイムで各パラメータの値（車速、電圧、電流、入力電力、出力電力、効率、温度、走行モードなど）が表示されるほか、テストプロセス中に各パラメータの折れ線グラフを描画し、レポートを作成します。
Chroma 8630のオープンリアルタイム制御プラットフォームは、さまざまな通信プロトコルをサポートし、フルハードウェアによって最大480個のバッテリーパック（240S2P、電圧<1,000V）をシミュレートできるほか、ハードウェアの代わりにセルソフトウェアモデルを使用してシミュレートすることができます。完全なバッテリーパックシステムを構築することで、コストとテストのパフォーマンスの最適なバランスをとることができます。
独立したPLC監視システムにより、システムソフトウェアや電力装置の動作状況をリアルタイムで監視し、エラーが発生した場合は、直ちにセルの電圧とバッテリーの高電圧・大電流シミュレーションを停止し、製品と装置のシステムを保護します。
自動車レベルの動的充放電と複合条件への応用
Chroma 8630は、セルバランス電流、バッテリーの高電圧/大電流など、動力システムの負荷と再充電の動作をシミュレートできます。また、Altair Activate自動車モデルとさまざまなSimulink Model-Basedのリアルタイム数学モデルのインポートに対応し、NEDC、WLTP、FTP-75など、国際規格の自動車のDriving Cycleを実現します。また、信号の測定、制御、故障注入、絶縁抵抗測定、充電スタンドの充電シミュレーションなどさまざまなテスト機能の柔軟性の高い構成と組み合わせが可能となり、複合条件を実現することで、テスト対象のより詳細な試験を実施できます。
自動車開発プロセスと機能安全テストの要件に対応
Chroma BMS パワー HILテストシステム8630は、基本的な従来の機能および信号制御テストのほか、セルバランス電流、バッテリーの高電圧/大電流など実際の電力動作もシミュレーションして検証できます。従来の信号レベルのHILソリューションと比べ、EVやエネルギー貯蔵システムなど、高電圧コンポーネントのテスト範囲をより完全にカバーしています。Vモデル開発プロセスの検証、妥当性確認プロセス（右側プロセス）において、BMSの広範囲で数多くの検証ができるようになります。システムレベルの機能とさまざまな複合条件のテストで問題を早期に発見し、実車の試験前にエラーを修復できるため、開発コストが効果的に削減されるほか、テスト効率が向上します。
さまざまな自動車における実際の複雑な動作をカバーするため、近年、自動車業界はISO 26262（自動車用機能安全規格）を自動車メーカーとそのサプライヤーが製品開発において遵守すべき基準として精力的に推進してきました。ISO 26262は製品システムからハードウェアとソフトウェアまでをカバーし、遵守すべき安全規格を示しています（機能の安全規格→技術の安全規格→ハードウェアの安全規格→ソフトウェアの安全規格）。テストおよび検証の部分では、自動車レベルでの正確性と故障カバレッジの有効性を確保するため、自動車安全水準（ASIL）のレベルに関わらず、HILと故障注入試験を実施することが求められています。
8630統合型故障注入ユニット（Fault Injection Unit）は、テスト対象のシステムのさまざまな制御および通信信号に任意のオープン・ショート故障テストを実施します。また、動的放電、絶縁抵抗変化、静的充電などの動作シミュレーションを組み合わせ、完成品において最も重要かつ故障リスクが最も高い複合操作のシナリオをシミュレーションして検証できます。実際にバッテリーモジュールを使用しなくてもバッテリー管理システムの詳細な試験が可能になります。製品の設計が向上するほか、ISO 26262のプロセスにおける故障注入テストと組み合わせることで、ASIL（自動車安全水準）などの認証取得に役立ちます。
高い柔軟性と直感的なマンマシン操作インターフェース
マンマシン操作インターフェース（UI Interface）は、テストシステムにおいて非常に重要な部分で、研究開発テスト担当者の操作の利便性と効率に直接影響します。Chroma 8630システムはデフォルトでさまざまな計器や装置を統合し、制御およびテストプログラムの開発環境を構築できます。これによって、テストプログラムの作成・修正ができるようになるほか、ユーザー自身でUIを編集・修正し、テスト項目とプロセスを継続的に最適化できます。
装置およびテスト対象のパラメータ表示画面
バッテリーの充放電状態、電圧、電流、電力、電量、保護アラーム、絶縁レベルなどの変化を数値表示、計器表示、グラフ表示の形式でリアルタイムにアップデートします。
テストプロジェクトで設定が必要となる制御パラメータ画面
バッテリー充放電の起動と停止、充放電電圧、電流、絶縁抵抗測定の起動、故障注入信号の選択、テスト条件の選択など。デジタル、ドラッグ、スイッチの方式で制御値を変更できます。
アップグレード可能なバッテリーパックパワーレベルHILテストベンチ
Chroma 8630は柔軟性の高いソフトウェア・ハードウェアの統合アーキテクチャを備え、製品をバッテリーパックの規模に拡張する場合、既存のシステムをそのまま利用し、右図のバッテリーパック充放電モータと高低電圧装置を組み合わせ、Chroma 8610バッテリーパックパワーレベルHILテストベンチシステムの機能を実現し、NEDC、WLTPなど国際基準のシミュレーション、バッテリーの高電圧Relay open/close、CAN信号などに関するタイミング監視など、バッテリーパックのリアルタイム動的テストを実行しながら、装置の再構築にかかる時間やユーザーの学習コストを削減できます。
高性能装置
単一テスト機能
- セル電圧のシミュレーションと測定
- セル温度のシミュレーションと測定
- OVP、UVP電圧保護テスト
- 充放電温度保護テスト
- 充放電過電流保護テスト
- パワーオン/オフ制御とさまざまな保護機構のタイミング確認
- 動的電流測定値の校正
- SOC、SOHなどの機能テストと校正
- セルのアクティブ/パッシブバランステスト
- 任意の充放電Pattern再現
- 高電圧インターロック機構の確認
- 交直流耐電圧テスト
複合テスト機能
- 自動車のDriving Cycleサイクル放電時の故障注入検出および絶縁・耐電圧レベルの確認
- 任意の放電と再充電Patternの再現時の故障注入検出および絶縁・耐電圧レベルの確認
- 故障注入の電量計算および各保護機能への影響
- セルのアクティブ/パッシブバランシング効果の検証
- 満充電校正機構テスト
- 充電時の故障注入検出および絶縁・耐電圧レベルの確認
- バッテリー電量、セル、総電圧、故障信号、充電エネルギーの変化の関係をテスト
