Chroma 87001電池芯模擬器是一款多通道、高精度、以及可程控的雙向直流電源,同時具備電壓源與電流源功能,可做為多通道的直流電源或電子負載使用。每一機台具備16個通道,透過軟體介面可分別設定各通道的電壓及電流。
87001電池芯模擬器可精準模擬鋰離子電池芯,於可靠安全的環境下取代電池芯,測試電池管理單元(BMU)或子系統的電池芯量測單元(CSC),適合應用於電動汽車及儲能電池相關的領域。
87001模擬器可模擬480節電池組 (240S2P,電壓<1,000V) 串聯的電池芯電壓隔離通道,藉以模擬電池芯可吸收和提供能量的電源特性;同時具備電壓和電流的量測監控能力,每通道提供0~5V的電壓調節能力與0~5A的雙向電流功能,通道間具備串聯與並聯功能,電流可依照通道數量並聯增加。
87001電池芯模擬器可針對獨立架構的電池管理單元(BMU),單獨搭配軟體介面使用;亦可針對主從架構的電池管理系統(BMS),整合於BMS自動測試系統,進行全自動化的測試程序,迅速完成產品驗證。
搭配客製化的Chroma BMS自動測試系統,87001模擬器可為每個電池芯提供溫度傳感器模擬,進行高精度的溫度模擬,將每一電池芯溫度狀態傳送給電池管理系統(BMS)進行測試。
Chroma 87001電池芯模擬器具備多種保護功能如:過電流保護(OCP)、過電壓保護(OVP)、下限電壓保護(UVP)、風扇異常進行保護(FANFail)、與輸出迴路補償電壓等,提供使用者安全的測試環境。
電池管理系統主從應用架構圖
Chroma 87001電池芯模擬器可模擬多種電池芯的電流、電壓、與溫度變化,下圖針對內建子系統量測單元的電池管理系統,顯示將電池芯模擬器整合至BMS自動測試系統的示範架構圖。
電池芯狀態並聯及串聯操作模式
- 當使用者需要超過16串電池芯時,可串連多台電池芯模擬器,支援台數上限為15台87001
- 使用者亦可透過Ethernet HUB獨立連接各台87001,上層控制器在Ethernet頻寬足夠的狀態下,進行遠端同步控制應用,對多台87001同時下達電壓調變命令,單台電壓控制響應時間<10ms
- 硬體組態上限可配置240串2並 (電壓<1,000V),模擬器可支援通道串聯與通道並聯共存,並聯狀態時,電池芯模擬器具有自動均流設計
註:控制電壓響應時間(相位延遲時間)=上層控制器命令發送時間+87001處理命令時間+電壓上升/下降時間
精準電壓/電流量測
Chroma 87001電池芯模擬器,提供電壓源模式與雙向電流源模式,內建16位元的高精密A/D轉換器,電壓量測精準度為±1mV (0.02%F.S.),電壓量測解析度則可達0.1mV。
針對主被動平衡設計的市場趨勢,量測電流分為4檔:0~9A (<500ms)、0~5A、0~500mA、0~250uA,其電流量測精準度達0.02%F.S.,0~5A檔位 (可並聯增加功率)精準度達±1mA,符合主動平衡設計線路的測試要求,電流量測解析度可達100uA;0~500mA精準度為±100uA (0.02%F.S.),符合被動平衡設計線路的測試要求,電流量測解析度可高達10uA。除被動平衡設計的電流量測外,也可應用於BMS電路板,進行電池芯消耗電流量測 (一般消耗電流>10mA)。
可編程序列功能
87001電池芯模擬器每單一機台為16通道,使用者透過軟體介面可分別設定各通道的電壓、限電流狀態,以程式控制輸出電壓上升與下降、通道間同步啟動等設定;低輸出雜訊的優勢則真實呈現電池芯無漣波的直流特性,動態負載變化時,能迅速回饋給予穩定的直流輸出,同時降低因負載變化產生之突波電壓而損害待測物,對於非靜態之產品或測試應用,皆能及時供應穩定的直流電壓源。
Chroma 87001電池芯模擬器,提供高速、可編程動態雙向負載模式,小於100us的負載變化能力,模擬各種不同的真實拉載電流波形。
▲ 通道間的同步啟動時差<2ms
▲ 所有通道電壓變化
▲ 低輸出雜訊<0.35 mV rms
▲ 負載變化產生的穩定直流輸出
▲ 高速電壓響應速度<1ms
支援系統整合
- Chroma分別提供兩種命令 (透過網路口的SCPI與CANbus接口的 CANbus command)、Labview驅動程式、Labwindow驅動程式 等語言,讓使用者可以自行開發應用軟體來控制87001電池芯模擬器
- Chroma的系統整合能力可提供客製化系統集成自動測試系統,用於BMS功能性測試
註:SCPI 命令用於支援1ms的資料取樣,驗證被動平衡開關狀態
遠端控制功能
▲ 87001儀控面板
提供儀控面板遠端控制電池芯模擬器
- 獨立調整各串電芯電壓
- 設定電壓變化程序:OVP/UVP/OVP release /UVP release測試
註:儀控面板僅使用於單台87001