Chroma 87001

16-Kanal Batteriezellensimulator

  • Betriebsmodus: CC/CP
    • Kanalleistung: 25W
    • Kanalspannung: 5V
    • Kanalstrom: 5A (Parallelschaltung möglich)
  • Design eines bidrektionalen Netzgerätes
  • Funktion für Serien- und Parallelschaltung
  • Kann die Spannung eines 480 Zellen Batteriepacks simulieren
  • Hochpräzise Messung von Strom und Spannung
  • 2 auswählbare Strombereiche pro Kanal
  • Strom-Sharing-Design für parallelen Betriebsmodus
  • Schnelle 1ms Spannungseinstellung für Anstiegs-/Abfallgeschwindigkeit
  • Schaltet schnellen Lade- und Entladestrom ohne Unterbrechung im Stromquellenmodus
  • Niedriges Ausgangsrauschen
  • Unabhängiger Kanalschutz für Überspannung, Stromgrenze und Übertemperatur
  • Ethernet Interface

Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator ist eine hochpräzise, programmierbare und bidirektionale DC-Stromquelle mit Funktionen für Spannungsquelle und Stromquelle. Zudem kann das Modell auch als Mehrkanal-DC-Stromquelle oder elektronische Last eingesetzt werden. Ein einzelner Simulator verfügt über 16 Kanäle, wobei für jeden von ihnen die Spannung und der Strom über Chroma-Software festgelegt werden kann.

Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator kann anstelle von Lithium-Ionen-Batterien zur Bereitstellung einer zuverlässigen und sicheren Prüfungsumgebung verwendet werden. Er ist mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) ausgerüstet, wobei seine Untersysteme Batteriezellen prüfen können, die in Elektrofahrzeugen und Energiespeicherbatterien usw. verwendet werden.

Der Simulator hat Kanäle mit isolierter Spannung, die ein in Serie geschaltetes 480-Zellen-Batteriepack (2000 V / 4,2 V) simulieren können. Es wird zur Nachahmung der Leistungskennlinien beim Auf- und Entladen der Batteriezellenenergie verwendet. Dieser hochpräzise Batteriezellensimulator mit flexibler Spannungsquelle und Stromlastregulierung ist fähig, die Spannung und den Strom zu messen. Jeder einzelne Kanal kann auf eine Spannung von 0-5 V angepasst werden und besitzt eine Funktion für bidirektionalen Strom von 0-5 A, wobei die Kanäle seriell oder parallel geschaltet werden können. Der Strom kann mittels Parallelschaltung der Kanäle erhöht werden; zudem können die Prüfungen zur Simulation eines Kurzschlusses in der Batteriezelle über das Batterymanagementsystem (BMS) durchgeführt werden. Die BMS-Prüfung kann direkt durchgeführt werden, auch bei einer Kabellänge von 5 m.

Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator kann eigenständig mit Benutzerentwicklungssoftware verwendet oder für schnelle Produktverifizierung in ein voll funktionstüchtiges BMS-Testsystem mit automatisierten Prüfungen eingebunden werden. Der Simulator kann BMS-Produkte in einer Master/Slave- oder in einer unabhängigen Architektur prüfen. Optionale Temperatursimulation hoher Präzision steht über Chromas angepasstes BMS-Testsystem zur Verfügung, da jede Batterie mit einer Funktion zur Simulation des Temperatursensor ausgestattet ist, um das BMS für die Prüfung über den Zustand der Zellentemperatur zu unterrichten.

Der Simulator hat eine Vielzahl von Schutzvorrichtungen, z. B. Überstromschutz (OCP), Überspannungsschutz (OVP), Unterspannungsschutz (UVP), Gebläseausfallschutz und Ausgleichsspannung der Ausgangsschaltung, um sicherzustellen, dass die Prüfungen in einer sicheren Umgebung durchgeführt werden.

Batteriezellenstatus im parallel und seriell-Modus
Werden mehrere Batteriezellen benötigt, können die Batteriezellensimulatoren für den Gebrauch in Serie geschaltet werden. Der Simulator unterstützt Serien- und Parallelschaltungsmodi mit separaten Kanälen, die den Batteriezellenstatus von bis zu 480 Zellen simulieren können. Die Parallelfunktion mit automatischem Strom-Sharing-Design ermöglicht eine schnelle und einfache Bedienung, sodass Bedienvorgänge für Benutzer sehr viel einfacher ablaufen können. Das 87001-Gerät ist mit einer standardmäßigen Ethernet-Schnittstelle ausgestattet, die für die Fernbedienung und sonstige automatisierte Prüfanwendungen verwendet werden kann.

Batterymanagementsystem in Master/Slave-Architektur
Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator kann für Batteriezellen-Isolationseinheiten mit Hochspannung eingesetzt werden, um eine Vielzahl an Szenarien mit Batteriezellensträngen zu simulieren. Dank bidirektionaler Spannungs- und Stromquellenfunktion kann das Gerät in Serie geschaltete Batteriezellen und die Belastung von externen Netzgeräten am DUT gleichzeitig simulieren. Das nachstehend dargestellte Architekturschaubild ist ein Beispiel für ein integriertes Batteriezellensimulator-Testsystem, das eine Batteriemanagementeinheit (BMU) mit einem Untersystem zur Zellenüberwachungsschaltung (CSC) bietet.

Präzise Spannungs- und Strommessung
Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator verfügt über Spannungsquellenmodi und bidirektionale Stromquellenmodi mit integriertem 16-Bit-A/D-Wandler hoher Präzision. Die Genauigkeit der Spannungsmessung beträgt bis zu ±1 mV (0,02 % FS) mit einer Auflösung von bis zu 0,1 mV.

Für den Markttrend des aktiven und passiven Balancedesigns ist die Strommessung in die beiden Bereiche 0-5,2 A / 0-520 mA unterteilt, die eine Genauigkeit von 0,02 % FS aufweisen. Für den Bereich 0-5 A (Leistung erhöht sich bei Parallelschaltung) beträgt die Genauigkeit± 1 mA, wodurch mit einer Strommessung in einer Auflösung von bis zu 100 uA die meisten industriellen Anforderungen an die Prüfung von aktiv balancierten Designschaltkreisen erfüllt werden.

Für den Bereich 0-500 mA beträgt die Genauigkeit±100 uA (0,02 % F.S.), wodurch mit einer Messauflösung von bis zu 10 uA die meisten industriellen Anforderungen an passiv balancierte Designs erfüllt werden. Zusätzlich zur passiven Balance für Strommessungen kann das Gerät auch für die Zellenüberwachungsschaltung verwendet werden, um den Stromverbrauch jeder einzelnen Batteriezelle (> 10 mA bei allgemeinem Verbrauch) zu messen.

Programmierung der Sequenzen und Anwendungen
Der Batteriezellensimulator besitzt 16 Kanäle zur jeweiligen Festlegung der Spannungs- und Stromgrenze; er programmiert den Anstieg und den Abfall der Ausgangsspannung und synchronisiert den Betriebsstart zwischen den Kanälen über Software. Wenn die Funktionen für niedriges Ausgangsrauschen die DC-Kennlinien einer Batteriezelle ohne Welligkeit während dynamischer Laständerungen aufzeigen, kann schnell ein gleichmäßiger DC-Ausgang erreicht werden. Zwischenzeitlich wird die Stromstoßspannung verringert, die von der Laständerung verursacht wurde und das DUT beschädigen könnte. Für nicht statische Produkte oder Prüfanwendungen kann das Gerät zeitnah eine stabile DC-Spannung liefern.

Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator bietet einen sehr schnellen, programmierbaren, dynamischen und bidirektionalen Lastmodus, wobei sich die Last in weniger als 100 us ändern kann, sodass eine Vielzahl an unterschiedlichen Stromwellenformen einer echten Last simuliert wird.

Systemintegration und Support
Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator ermöglicht Benutzern die Entwicklung von Anwendungssoftware mit bereitgestellten SCPI-Befehlen, Labview-Treibern und LabWindow-Treiber oder die Einbindung in ein BMS-Testsystem mit Unterstützung seitens Chroma.

Fernsteuerung und Software
Ein Chroma-Softpanel wird exklusiv zur Kontrolle des Batteriezellensimulators bereitgestellt, damit Benutzer Folgendes tun können:

  •     Individuelle Anpassung der Spannung eines jeden Batteriestrangs
  •     Zugriff auf die Lastfunktion der Batteriezellenkurve, um die Änderungen des Spannungszustands gemäß der mit dem Ladezustand-Testsystem (SoC) verglichenen Spannung anzuzeigen.
  •     Einstellung des Ablaufs zur Spannungsänderung: OVP/UVP/OVP-Freigabe / UVP-Freigabetest

 

Batterymanagmentsystem in Master/Slave-Architektur
Sequenzpgrammierung
Systemintegration

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