電池仿真器可以模擬電池吸收器和電源特性，用于驗證電池管理系統(tǒng) (BMS)。典型的電池仿真器板可以仿真多節(jié)電池組，這些電池組可以輕松連接到電池控制器 (BCC) 的評估板 [1]。
仿真器可以幫助工程師徹底測試便攜式系統(tǒng)，這對于產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)階段都至關(guān)重要。電池模擬器與主電源隔離，可在電池管理系統(tǒng)的硬件在環(huán)測試中串聯(lián)使用，模擬更高電壓的電池。繼續(xù)閱讀以了解有關(guān)電池模擬器是什么、其應(yīng)用及其功能的更多信息。
純電動汽車 (BEV) 和混合動力電動汽車 (HEV) 是減少污染和碳足跡的常見手段。這些系統(tǒng)中的電池通常由許多串聯(lián)或并聯(lián)組合的電池組成。這使得 BMS 成為此類系統(tǒng)的重要組成部分，以確保安全高效的電池運行。
電池管理系統(tǒng)目標
BMS 的主要目標包括保護電池芯和電池組免受可能的損壞、延長電池壽命以及保持電池處于運行狀態(tài)以滿足功能規(guī)格 [2]。BMS 測量串聯(lián)電池電壓、電池電流和其他關(guān)鍵參數(shù)，同時支持充電狀態(tài) (SoC)、健康狀態(tài) (SoH) 和充電平衡算法的開發(fā)。
什么是電池模擬器？
電池模擬器是一種模擬真實電池電氣特性的電子儀器[1]。主要特性包括功率、電流、電壓和等效串聯(lián)電阻 (ESR)。它為類似于實際電池的設(shè)備提供所需的電壓、功率和電流。通常，仿真器會替換便攜式設(shè)備內(nèi)的電池以進行測試。電池模擬器用于對電池充電器進行壓力測試，以確定其在所有可能的條件（包括正常和故障情況）下是否正常運行。電池模擬器顯著的優(yōu)點是它能夠在很短的時間內(nèi)改變模擬電壓。
電池仿真器和電池模擬器術(shù)語經(jīng)常用于工業(yè)和學術(shù)領(lǐng)域。一般來說，兩者的目的都是為了更換實際電池，以方便測試。電池管理系統(tǒng) (BMS) 有助于測量電池電壓、溫度和電池電流。它充當安全控制器，在平衡電池的同時監(jiān)控和電池的狀態(tài) [2]。它還在一些高功率數(shù)字驅(qū)動器的幫助下使用主電池接觸器處理過流問題。溫度管理是 BMS 幫助實現(xiàn)的另一項安全功能，可防止過熱。
電池模擬器應(yīng)用
移動和手持電子設(shè)備包括給電池充電的充電器電路。充電器電路必須根據(jù)規(guī)格進行驗證，以便能夠?qū)崿F(xiàn)電池的可靠充電。在實際電池中，對耗盡的電池進行充電需要數(shù)小時才能完成，而使用模擬器可以在幾秒鐘內(nèi)完成。同樣，實際電池的放電需要數(shù)天的時間，但只需幾分鐘即可模擬相同的情況。此外，模擬器可以輕松模擬過度充電的電池和完全耗盡的電池，而這對于實際電池來說是極難實現(xiàn)的。這使得模擬器成為驗證的一個有吸引力的選擇。圖 1 [1]顯示了使用電池模擬器進行充電測試的圖示。
圖 1. 使用電池模擬器進行充電器測試的圖示。圖片由ACCEL 儀器提供
中等功率的電子設(shè)備通常使用多個串聯(lián)的電池來實現(xiàn)高功率和電壓。通過使用有源電池平衡電路可以實現(xiàn)的電池容量。為了驗證電池平衡電路的行為，需要集成多個仿真器。
圖 2. 用于仿真電池組以測試電池平衡電路的多個仿真器的圖示。圖片由ACCEL 儀器提供
圖 2 [1]顯示了用于仿真電池組以測試電池平衡電路的多個仿真器的示例圖。每個電池模擬器都會模擬電池的行為。使用多個仿真器是合理的，因為需要將一個或多個電池配置為不平衡，以便設(shè)置壓力測試并觀察電池單元平衡電路在這種情況下的響應(yīng)。這些情況包括一個或多個電池過度充電的情況，以及在下一種情況下，少數(shù)電池損壞或卡在低電壓的情況。 |
