電池管理系統功率級硬體在環測試台架系統 Model 8630

電池管理系統功率級硬體在環測試台架系統
電池管理系統功率級硬體在環測試台架系統
產品特色
  • 最高1200V電池組模擬電壓
  • 最高900A電池組模擬電流,實際驗證校準電池管理系統的SOC、SOH等參數
  • 硬體電池芯模擬單通道功率可25W/5V/5A,電芯電壓響應時間平均為<10ms
  • 測試電池管理系統在靜態或動態情境下的過電壓(OVP)、低電壓(UVP)、過電流(OCP)、過溫(OTP)或低溫(UTP)等保護
  • 整合NTC溫度感測器阻值與絕緣阻抗模擬
  • 電池芯主動、被動平衡策略動態驗證
  • 對電池高壓Relay open/close、Initial power output、CAN信號等相關時序進行即時監控
  • 支援CAN、CAN FD、LIN、RS-485通訊介面
  • 整合即時系統與Fault Injection Unit硬體進行故障注入功能模擬,協助完善ISO 26262功能安全測試
  • 支持各種Simulink Model-Based實時車輛模型導入, 透過NEDC、WLTP等國際標準工況實現整車等級動態充放電性能驗證
  • 通過ASAM XIL及ASAM XIL-MA支援上層自動化測試軟體
  • 獨立PLC系統即時監控,確保試驗過程安全無虞

應用範圍

  • 電池管理系統標定及驗證
  • 可靠度和耐久性測試
  • 模擬車輛行駛工況測試
  • 系統集成測試

Chroma推出新型電池管理系統功率級硬體在環測試台架系統,具備電池管理系統相關零部件特性之設備,包括電池芯模擬,電池組電壓與電流模擬,溫度訊號模擬,並提供多樣化的硬體選擇進行集成,如直流電源供應器、數位電錶、絕緣量測儀等。

Chroma 8630電池管理系統功率級硬體在環測試系統專門針對電池管理系統研發設計,結合即時系統與開放式軟體架構,提供使用者彈性且功能強大的動態測試系統,可導入實際使用情境進行充放電、動態電壓與電流量測校正、電池平衡測試、CAN信號量測與控制、故障注入、絕緣量測及模擬充電樁充電等相關測試項目,並可於此台架實現彈性化排列組合,藉以模擬驗證成車環境最重要及失效風險最高的複合操作情境(如:循環放電時的通訊與實體信號故障),在不需以實車或是實際電池包進行測試的情況下對電池管理系統進行更深入試驗,大幅提升開發效率。

Chroma 8630模擬完整系統的通訊與運作,能仿真電池包快速之動態充放電流,不同的電芯狀況,溫度訊號,系統絕緣阻抗等,包含了電池管理系統各項保護功能測試。其配置了高精度可程控電源,可根據任意設定或錄製的實際工況,進行涵蓋更全面的完整系統動態測試。

 

實現即時控制、數據採集、通訊與保護功能

Chroma 8630可測試電池管理系統的過流保護、過壓保護、欠壓保護、短路保護、溫度監控、絕緣異常等告警功能與保護機制。其控制軟體為開放式架構,可同步結合即時系統、功率設備、量測模組與各種仿真模型,例如車輛、電池芯及充電樁等,對電池管理系統進行更全面的即時動態測試。

通訊介面支援常用之CAN、CAN FD、LIN及RS-485協定,支援載入CAN通訊所需之DBC檔案功能。在自動測試方面支援以ASAM XIL為介面之上層測試軟體,在完成自動測試程序後記錄系統各項監控參數,作為後續分析使用。

測試介面可設定數據採集時間,即時顯示各項參數值(車速、電壓、電流、輸入功率、輸出功率、效率、溫度、運行模式等),並可在測試過程中將針對各項參數繪製曲線圖並產出報表。

Chroma 8630的開放式即時控制平台支援多樣通訊協定,除了能以全硬體模擬高達480節電池組(240S2P,電壓<1,000V),亦可使用電芯軟體模型替代硬體模擬,組構完整的電池組系統,在成本與測試效能中取得最佳的平衡。

配置獨立PLC監控系統,即時監控系統軟體與功率設備運行狀態,若有錯誤狀態發生時可立即停止電芯電壓與電池高壓、大電流模擬動作,保護產品與設備系統。

Chroma 8630 電池管理系統功率級硬體在環測試台架系統

 

整車等級動態充放電與複合工況應用

Chroma 8630可模擬動力系統進行動態拉載與回充行為,包括電芯平衡電流、電池高電壓與大電流,並支援Altair Activate車輛模型及各種Simulink Model-Based之實時數學模型導入,實現NEDC、WLTP、FTP-75等國際標準車輛Driving Cycle。此外,亦能將信號量測與控制、故障注入、絕緣量測及模擬充電樁充電等各測試功能,進行高彈性化排列組合以達成複合式工況,更深入對待測物進行試驗。

Chroma 8630 電池管理系統功率級硬體在環測試台架系統

 

支持車輛開發流程與功能安全測試需求

Chroma 8630電池管理系統功率級硬體在環測試系統,不僅能實現過往基本所需進行之功能與信號控制測試,亦模擬電芯平衡電流、電池高電壓與大電流等實際功率行為,相較傳統信號級HIL方案,更完整覆蓋EV或儲能系統等高功率部件測試範圍。協助使用者針對電池管理系統相關部件於標準V型開發流程右端進行更多驗證工作,包含系統級功能與等各種複合工況測試,在進入成車試驗前即可早期發現問題並修正錯誤,有效降低開發成本並提高測試效率。

為涵蓋各多成車實際運作之複雜行為,近年來車輛產業大力推廣ISO 26262道路車輛功能安全規範作為各車廠與其供應商在產品開發上遵循之標準,ISO 26262由產品系統向下展開至硬體與軟體,針對安全要求提出所應遵循之內容(功能安全要求→技術安全要求→硬體安全要求→軟體安全要求),並於測試驗證部分則提到,不論在任何功能安全完整性(ASIL)等級下,都須進行硬體在環與故障注入試驗,以確保安全機制於整車層面上的正確性與失效覆蓋率之有效性。

Chroma 8630整合即時控制系統與故障注入單元(Fault Injection Unit),針對待測系統各類控制與通訊信號進行任意開短路故障測試,並可結合動態放電、絕緣阻抗變動與靜態充電…等行為仿真,藉以模擬驗證成品最重要且失效風險最高的複合操作情境,在不需實際電池模組情況下對電池管理系統進行更深入試驗,不但完善產品的設計,也配合ISO 26262流程中故障注入測試內容,利於取得ASIL安全等級認證。

高彈性與直覺式人機操作介面測試軟體

人機操作介面 (UI Interface) 為測試系統中非常重要之環節,直接影響研發測試人員操作便利性及執行效率,Chroma 8630系統預設整合各種儀器設備建立操控與測試程式開發環境,可供使用者撰寫、修改測試程序,亦允許使用者自行編輯修改UI畫面,使用者可持續優化測試項目與流程。

設備及待測物參數顯示畫面:

如電池充放電狀態、電壓、電流、功率、電量、保護告警、絕緣程度⋯等,並以數字、儀錶及繪圖之方式即時更新數值。

測試專案所需設定之控制參數畫面:

如電池充放電啟動與關閉、充放電電壓、電流、絕緣量測啟動、故障注入信號選定、測試工況選擇等,並能以數位、拖曳及開關之方式改變控制數值。

Chroma 8630 電芯故障注入操作介面
▲電芯故障注入操作介面

Chroma 8630 電芯模擬器操作介面
▲電芯模擬器操作介面

 

電池包功率級在環測試台架升級的可能性

Chroma 8630具有高度彈性化的軟硬體整合架構,如果使用者的產品擴增到電池組規模,可以沿用原有的系統,再搭配右圖中的電池組充放電機,實現Chroma 8610電池包功率級在環測試台架系統的功能,對電池組進行即時動態測試,例如模擬NEDC、WLTP等國際標準工況、電池高壓Relay open/close、CAN信號等相關時序監控等,同時減少設備重新建置的時間與使用者的學習成本。

Chroma 8630 電池管理系統功率級硬體在環測試台架系統

高性能設備

 

單一測試功能

  • 電芯電壓模擬與量測
  • 電芯溫度模擬與量測
  • OVP、UVP電壓保護測試
  • 充放電溫度保護測試
  • 充放電過電流保護測試
  • 上下電控制與各類保護機制時序確認
  • 包含電流感測器之動態電流量測值校正
  • SOC、SOE、SOH等功能測試與校正
  • 電芯主被動平衡測試
  • 任意充放電Pattern重現
  • 高壓互鎖機制確認

複合測試功能

  • 車輛Driving Cycle迴圈放電時,故障注入檢測並確認絕緣與耐壓程度
  • 任意放電與回充Pattern重現時,故障注入檢測並確認絕緣與耐壓程度
  • 故障注入對電量計算及各項保護功能之影響
  • 載入電芯、電池組模型進行電芯主被動平衡策略效果驗證
  • 充電滿電校正機制測試
  • 充電時,故障注入檢測並確認絕緣與耐壓程度
  • 電池電量、電芯及總電壓、故障信號與充電能量變化關係測試
  • 產生各種通訊、訊號、電性等故障注入,並量測故障開始至BMS發出報警訊息的反應時間。(最小量測時間單位可至1ms)
  • 結合可程控溫箱於各種環境溫度下進行自動化待測物功能測試

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電池管理系統功率級硬體在環測試台架系統

16通道電池芯模擬器

電池信賴性測試系統

可程控直流電源供應器 

可程控直流電源供應器