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 (BMS)。典型的電池仿真器板可以仿真多節電池組，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，這對于產(chǎn)品開(kāi)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。繼續閱讀以了解有關(guān)電池模擬器是什么、其應用及其功能的更多信息。

純電動(dòng)汽車(chē) (BEV) 和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) (HEV) 是減少污染和碳足跡的常見(jiàn)手段。這些系統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(lèi)系統的重要組成部分，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(cháng)電池壽命以及保持電池處于運行狀態(tài)以滿(mǎn)足功能規格 [2]。BMS 測量串聯(lián)電池電壓、電池電流和其他關(guān)鍵參數，同時(shí)支持充電狀態(tài) (SoC)、健康狀態(tài) (SoH) 和充電平衡算法的開(kāi)發(fā)。

什么是電池模擬器？

電池模擬器是一種模擬真實(shí)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(lèi)似于實(shí)際電池的設備提供所需的電壓、功率和電流。通常，仿真器會(huì )替換便攜式設備內的電池以進(jìn)行測試。電池模擬器用于對電池充電器進(jìn)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(zhù)的優(yōu)點(diǎn)是它能夠在很短的時(shí)間內改變模擬電壓。

電池仿真器和電池模擬器術(shù)語(yǔ)經(jīng)常用于工業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域。一般來(lái)說(shuō)，兩者的目的都是為了更換實(shí)際電池，以方便測試。電池管理系統 (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(shí)監控和電池的狀態(tài) [2]。它還在一些高功率數字驅動(dòng)器的幫助下使用主電池接觸器處理過(guò)流問(wèn)題。溫度管理是 BMS 幫助實(shí)現的另一項安全功能，可防止過(guò)熱。

電池模擬器應用

移動(dòng)和手持電子設備包括給電池充電的充電器電路。充電器電路必須根據規格進(jìn)行驗證，以便能夠實(shí)現電池的可靠充電。在實(shí)際電池中，對耗盡的電池進(jìn)行充電需要數小時(shí)才能完成，而使用模擬器可以在幾秒鐘內完成。同樣，實(shí)際電池的放電需要數天的時(shí)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(guò)度充電的電池和完全耗盡的電池，而這對于實(shí)際電池來(lái)說(shuō)是極難實(shí)現的。這使得模擬器成為驗證的一個(gè)有吸引力的選擇。圖 1 [1]顯示了使用電池模擬器進(jìn)行充電測試的圖示。

圖 1. 使用電池模擬器進(jìn)行充電器測試的圖示。圖片由ACCEL 儀器提供

中等功率的電子設備通常使用多個(gè)串聯(lián)的電池來(lái)實(shí)現高功率和電壓。通過(guò)使用有源電池平衡電路可以實(shí)現的電池容量。為了驗證電池平衡電路的行為，需要集成多個(gè)仿真器。

圖 2. 用于仿真電池組以測試電池平衡電路的多個(gè)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(gè)仿真器的示例圖。每個(gè)電池模擬器都會(huì )模擬電池的行為。使用多個(gè)仿真器是合理的，因為需要將一個(gè)或多個(gè)電池配置為不平衡，以便設置壓力測試并觀(guān)察電池單元平衡電路在這種情況下的響應。這些情況包括一個(gè)或多個(gè)電池過(guò)度充電的情況，以及在下一種情況下，少數電池損壞或卡在低電壓的情況。