一、?電池模擬器面向測試的應用
AR/VR可穿戴設備、手機平板電腦等消費類電子產品日益普及,鋰電池作為核心儲能及電源組件在其中應用普遍。在涉及配套電池的消費類電子產品PCB板,充電器或者小型電機控制板測試中,如果以電池原型進行測試研究,一方面購置和維護電池需較大成本,其次某些極端工況實驗往往會對電池帶來損壞,從而延緩研發進度。NGI針對行業痛點研發多通道電池模擬器來替代真實電池測試,最大支持到幾百通道同時測試。上位機軟件可根據需求編輯各種規格型號的多種測試工況模擬測試,大大縮短研發周期,同時減少購買不同規格鋰電池成本投入。是BMS測試及消費類電子產品拼板測試的行業利器。
圖 1?電池模擬器面向的測試領域
二、?電池模擬器在測試中的優勢
恩智新推出的N8330/N8340/8350系列可編程電池模擬器。其中N8330系列采用單向電池模擬器,支持BMS被動均衡測試。N8340/N8350采用雙象限設計,電流可充可放,完全滿足BMS主動均衡測試需求,同時支持短路、斷路等故障模擬。其中N8350單臺8個通道,通道間隔離,通過編程軟件可分別設定各通道電壓、電流值,非常適合消費類電子產品PCB板的4拼板測試。NGI所有電池模擬器上位機軟件具有多通道批量操作功能,各通道亦可分別顯示數據及曲線圖表,并提供數據分析與報表功能。?
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圖 2??N8350外觀
N8350可以非常真實的模擬電池的容量-電壓-內阻特性,這在傳統的電池模擬器上是一個很大的突破。N8350模擬電池的電壓精度可以高達0.01%+1mV,并可量測電子設備處于待機模式下的uA級別的微小電流。同時低至500us的無過充快速響應時間,可以模擬階躍的充放電切換過程,完美模擬電池的高速充放調整特性。
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圖 3??N8350電壓下降時間
圖 4?電壓上升時間
三、?電池模擬器在BMS測試中的應用
動力鋰離子電池的高能量密度特性使其成為新能源車輛的主要動力源,但由于生產工藝、使用環境的差異導致電池組的不一致性在使用過程中逐漸擴大,可能出現過充、過放和局部過熱的危險,嚴重影響電池組的使用壽命和安全。電池管理系統(BMS)為一套保護動力鋰離子電池使用安全的控制系統,時刻監控電池的使用狀態,通過必要措施緩解電池組的不一致性,為新能源車輛的使用安全提供保障。
目前各大廠家提供的新能源車輛高壓電池組的電池管理系統大部分采用分布式結構,主要由BCU,BMU構成,主要功能如下:
??BCU模塊:電池模塊管理系統,采集電池單體電壓,溫度信息;
??BMU模塊:電池組管理系統,管理下聯BMU,并與外部電氣設備通信,上傳信息,接受控制指令;
??I VU模塊:電池組電流、總電壓采集;
??絕緣模塊:電池組絕緣電阻采集,可以與 IVU 集成;
? ?在搭建電池管理系統的測試平臺過程中,電池模擬器作為BMS測試系統的核心器件,其性能的優劣直接影響整個測試系統,電池模擬器毫無疑問就是能夠模擬電池,但是又不是真正的電池,可以省去實際電池的充放電時間成本以及日常的維護成本,恩智測控針對新能源動力電池領域研發的N8330/N8340/N8350系列產品可以滿足不同客戶的測試需求,采用恩智測控系列電池模擬器搭建的測試系統如下所示:
圖 5??恩智BMS測試系統結構
恩智測控系列電池模擬器使用以太網通信,設備之間通過以太網交換機連接在一起,通過上位機控制電池模擬器輸出相應的電壓電流,也可編輯相應的曲線作為電池模擬器的輸出曲線,實現不同時間輸出不同的電壓,模擬充電過程或者放電過程,從而實現SOC估算功能。
根據被測設備是否支持主動均衡,以及接線方式可以分別選擇不同的系列設備,各產品系列詳情如下所示:
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圖 6?恩智系列電池模擬器概述
恩智系列電池模擬器集成度高,單臺設備最高可達24通道,極大地縮減了系統的體積,同時具有極高的測量精度,從而可以更準確的判斷被測BMS設備電壓電流采集精度,將電池模擬器采集到的電壓電流值與BMS檢測到的電池單體電壓與電流比對即可得出BMS設備電壓采集精度。配合恩智測控的其他產品,例如直流電子負載,溫度模擬器,高壓可編程直流電源可搭建完整的BMS測試系統。
四、?產品選型
N8330系列產品
型號
N8330A
N8330B
N8330C
N8330D
N8330E
電壓
6V/CH
5V/CH
5V/CH
4V/CH
4V/CH
電流
1A/CH
2A/CH
3A/CH
20A/CH
10A/CH
功率
6W/CH
10W/CH
15W/CH
80W/CH
40W/CH
通道數
24CH
16CH
16CH
2CH
4CH
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N8331系列產品
型號
N8331A
N8331B
N8331C
電壓
6V/CH
5V/CH
5V/CH
電流
1A/CH
2A/CH
3A/CH
功率
6W/CH
10W/CH
15W/CH
通道數
24CH
16CH
16CH
N8340系列產品
型號
N8340A
N8340B
N8340C
N8340D
N8340E
電壓
6V/CH
6V/CH
6V/CH
5V/CH
5V/CH
電流
1A/CH
2A/CH
3A/CH
5A/CH
10A/CH
功率
6W/CH
12W/CH
18W/CH
25W/CH
50W/CH
通道數
12CH
12CH
12CH
6CH
6CH
N8350系列產品
型號
N8350A
N8350B
N8350C
N8350D
N8350E
電壓
6V/CH
6V/CH
6V/CH
5V/CH
15V/CH
電流
1A/CH
2A/CH
3A/CH
5A/CH
1A/CH
功率
6W/CH
12W/CH
18W/CH
25W/CH
15W/CH
通道數
8CH
8CH
8CH
8CH
8CH
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