电池模拟器简介

2018-12-14  来自: 惠州精惠仪器设备有限公司 浏览次数:309

   惠州精惠仪器设备有限公司是专注研发、制造动力电池及电池包(PACK)检测设备的高科技民营企业。公司致力于新技术开发、创新,不断推出适用于锂电池、镍氢电池、铁镍电池及对应的电池包(PACK)的测试仪器、设备,是“ISO9001-2015”认证企业。

电池模拟器简介

  在电池管理系统测试中,常常需求用到电池模拟器,这里做个简单的介绍,后续针对特定问题渐渐展开叙说。动力电池作为电源,具有特殊的输出特性,即具有输出电压随着电流、温度、SOC等要素变化的特性,并且具有能量双向活动特性(即可以进行充电和放电),这是普遍稳压电源不具有的特性。电池模拟器的作用是为了模仿电池的任务特性,属于变输出特性的直流电源,普遍可以经过PWM整流来完成。整流电源阅历了不可控整

流器(二极管整流)、相控整流器(晶闸整流器)、PWM整流器(可关断功率开关)的开展。作为电池模拟器的关键技术之一,PWM整流器的研究主要集中在几个方面:

1.PWM整流器建模和剖析。PWM整流器数学模型的研讨是进行PWM整流器控制系统设计的根底,例如,时域模型、低频等效电路模型、降阶小信号模型等。

2.PWM整流器拓扑构造的研究。通常分为电压型和电流型两大类拓扑。电压型拓扑特征是直流侧采用电容进行电流储能,构造简单、损耗较低、控制方便;电流型拓扑的直流侧普通采用电感进行储能,需求较大的电感和交流侧LC滤波。

3,电压型PWM整流器的电流控制战略。电压型的电流控制战略主要包括间接控制和直接控制。间接控制的优点是控制简单、缺陷是电活动态呼应较慢、对系统参数敏感,因而逐步被直接控制取代。直接电流控制的疾速电流相应和鲁棒性较好,包括不同的控制方式,例如:固定开关频率且采用电网电动势前馈的SPWM控制、滞环电流控制和基于空间矢量的PWM控制。

4.PWM整流器系统控制战略。例如,无网侧电传播感器和无电网电动势传感器控制、电网不均衡条件下的控制、基于Lyapunov稳定性实际的控制、基于无源控制实际的控制、基于自抗扰技术的控制、反应线性化控制。

  树立一个好的电池模型,关于电池模拟器的研制非常重要,电池模型的精确与否,直接关系到电池模拟器对电池模仿的偏向大小。构建准确的锂离子电池模型,需求理解锂离子电池的各种参数与动态特征。由于电池模拟器只是模仿电池的输入输出信息(例如电池电压、温度等),并不关怀电池外部复杂的电化学原理,因而只需要研究其内部特征(soc、内阻、ocv等)与外部特征(端电压、寿命)的变化规律,树立可以表达其变化规律的数学表达式。

  随着电池建模和仿真的研讨开展,呈现了很多锂离子电池的模型,例如:简化的电化学模型、形态空间模型(卡尔曼滤波、人工神经算法)、等效电路等。

  简化的电化学模型用于电池外部反响进程研究,但是关于描绘以后形态下的电池内部特征存在困难;卡尔曼滤波模型对初始soc精确度要求不高,并且可以输入变量的误差界线,但是算法相对复杂;人工神经模型具有非线性特性和自学习才能,适用于电池的非线性特性,但是需要大量样品数据和历史数据来预测功能,而且神经网络构造受温度影响较大,需求重构、更新神经网络构造。

  等效电路模型思索了soc、温度、极化、电压、电流等多种要素,经过运用电阻、电容等根本电子元件构成的电路来描绘电池任务特性,容易用数学公式来表示,在实践工程上失掉了普遍的研究和使用。

经过电池单体模拟器,可以测试BMS一切部件。例如,ETAS与其协作同伴开发了一种高精度cell simulator(下图是功用表示图),可以在不到1ms时间内在0和0.85-8V内调整电压,精度到达+/-500µV。

  每个电池都有电子负载,可用于自动和被动平衡,负载还能吸收0-2A电流,精度为250µA。每个电池都有模仿短路、断路和反极性的毛病模仿,还可以经过故障模仿在每个电池注入不同内部电压。另外,每个cell simulator可以检测每个电池的平衡电流和漏电流。

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