电池仿真器 Soft Panel Model A170202

电池仿真器SoftPanel
电池仿真器SoftPanel
产品特色
  • 多通道电池模块状态模拟
  • 依据电池芯曲线行为,进行电池状态模拟
  • 可设定电池组常用参数与快速自定义输出初始状态
  • 电池放电能量回收功能,省电、环保、低热能产出,效率85%
  • 具备并联功能,可依照用户更大电流的需求并联最多到60个通道
  • 操作模式:定电流/定电压/定功率放电
    • 每通道功率 600W, 1.25kW, 2.5kW, 5kW,10kW, 20kW, 30kW, 50kW, 60kW
    • 电压 20V, 60V, 100V, 200V, 500V模块
    • 最大电流 2600A (并联)
  • 模拟动态电流充放电功能
  • 高精准度电流电压量测
  • 快速充电与放电间电流切换, 平顺不中断
  • 充放电模式转换时(CC-CV-CP),电流平顺无突波
  • 独立信道保护功能

 为何需要电池模拟器

越来越多电能转换的产品,会搭配电池来使用,例如汽车系统内的马达驱动器、OBC、D-D convertor,或是储能系统系统内的转换器(PCS),直流母线上的产品...等各项应用。但产品在研究开发设计时,其供货商电池可能还未到位,或搭配的电池种类不同,充放电特性曲线不同,液流电池、钠硫蓄电池、锂铁电池等,要同时准备不易。且电池是非线性特性,其温度的影响,充放电速度、老化程度、效率等,无法维持相同特性来重复做测试。

另外,电池充放电需要时间,要马上变更输出电压,来测试电能转换器的上下限值不方便, 最重要的,大容量电池占体积,使用后老化,更换需要不少成本,加上若电池损坏,不小心过充或过放电会有火灾的危险。所以在实验室中,不建议设置大容量电池,应该使用电池仿真器进行测试。

汽车系统应用

CSS系统架构 (独立型–直流母线) 应用

 如何选用电池模拟器
 或直流电源与直流负载整合方案

透过直流电源与直流负载整合方案也可以成为电池模拟器,但跟双向电源主要的差别在于转换过程中是否有延迟,若需要测试的产品为双向产品建议直接采用17020,若为单向架构可考虑17020或直流电源与直流负载整合方案。

  17020 DC Source/DC Load
Power Rating >20kW <20kW
Voltage Rating 20V, 60V, 100V, 200V, 500V Source: 30V, 40V, 80V, 100V, 300V, 450V, 600V,1000V
Load: 150V, 600V, 1200V
V Ripple Noise (rms) <1%FS (Base on Voltage Range) 8mV~1500mV (Base on Voltage Range)
I Ripple Noise (rms) <1%FS (Base on Current Range) 10 mA~270mA (Base on Current Range)
Interrupt During Current Transition W/O Interrupt Interrupt During Charge / Discharge Switch
Battery Simulator Software Ready by Chroma Create by User
Multi-UUT Max 8 Channels / Min 1 Channels 1 Channels
Dual-Output 2 DC Output per-channel 1 DC Output per-channel

 硬件规格请参考


能源回收式电池模组测试系统 Chroma 17020

 常见电池模拟需求

电池组内阻影响电压曲线

电池组最主要的任务是提供能量给开发的产品,但电池能量为化学能需要透过充电使其恢复容量,故需要进行被充电或放电;当充放电电流再加到电池组的瞬间,电池组的电压会在短时间内有瞬间变化,主要是因为电池组内阻所造成的影响。

 

电池组电压与 SOC (State of Charge)相互关系

电池组透过SOC定义电池当下容量状态,电池容量对应电池组输出电压,产品在规格定义时需要明确定义输入直流电压的工作范围才能设计产品,故产品会对应的电池组输出电压也会与电池的容量使用状态相关联。


 

电池组工作电压,满充满放电压与保护电压

产品在不同应用上会定义电池组使用的区间,例如纯电动车会定义电池SOC使用区间为 0~90%,HEV定义SOC为20~70%;因为锂电池组有危险性,故电池组内的电池管理系统会对过电压(OVP, UVP)进行管理,故常见的电池使用区间管理会有过充电压、过放电压、上限操作电压、下限操作电压、满充电压、满放电压,六个重要电压点。


 

电池模拟器软件

Chroma 提供多信道电池模拟器与双向直流电源控制仪控面板,使用者可方便的进行电池模拟器功能使用。


 

电池模拟器参数实时监控

  • 软件具备多信道状态控制
  • 实时读取测试结果,包含电压、电流、功率、SOC%、充放电状态与容量

 

常用电池参数设定与功能模拟

软件具备加载4条电池芯曲线,模拟电池芯在常温、高温、低温时的状态。
  • 曲线加载:斜直线、电压 vs SOC曲线、电压 vs 容量曲线
  • 电池容量容量与内阻实时设定
  • 充放电曲线偏移设定

 

电池模块常用参数设定

  • 透过简单的设定将电池芯参数变成电池模块的状态
  • 电池电池组配置:设定电池芯串联与并联成为电池模块
  • 电池组内阻设定:总电池内阻=电池组阻抗+其他电阻 (PCBA +线材…等)
  • 电池组操作/保护:SOC 100%~0%设定、OVP/UVP设定、工作范围设定SOC 80%~20%

▲ 简易设定

▲ 电池电池组配置

▲ 电池组内阻设定

 

输出初始状态设定

透过软件设定初始输出状态,随心所欲的模拟所需要的电池状态,需要电池为满充状态或是SOC 50%,快速完成,不须像实际电池组,需等待充放电时间。

  • 初始输出状态:OCV、SOC%、容量
  • 效率(%):软件计算结果为考虑充电效率与放电效率状态
  • 预充(Pre-charge)电压模拟:模拟电池包具备电池组启动时的电压爬升状态

 

实际产出电池定电流至限电压(CC-CV)充电状态与定电流(CC)放电状态


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