科梁汽車電子電池管理系統(tǒng)應(yīng)用案例

動(dòng)力電池作為系能源車輛重要的組件，其研發(fā)一直是新能源車輛研究的重要組成部分?？屏阂劳性陔娏?dòng)力領(lǐng)域多年的工程經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，為動(dòng)力電池的仿真和測(cè)試提供全方位的技術(shù)服務(wù)于技術(shù)開(kāi)發(fā)方案。主要包括建模分析、電池模擬、故障模擬、系統(tǒng)集成、BMS開(kāi)發(fā)支持、HiL測(cè)試等

電池單體模擬器

電池管理系統(tǒng)（BMS）作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的管理模塊，負(fù)責(zé)控制可充電電池的充放電過(guò)程，保證電池的高效安全使用。KL2624電池單體模擬器提供了一種高效、安全并且系統(tǒng)化測(cè)試的方式，可以模擬電池單體的不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)BMS的硬件在環(huán)測(cè)試。

KL2624是一臺(tái)24通道的高精度電池單體模擬器，每可通過(guò)實(shí)時(shí)仿真機(jī)或PC機(jī)進(jìn)行控制，只需通過(guò)更換不同的MATLAb/Simulink電池模型，便可實(shí)現(xiàn)各類電池特性的模擬和輸出。24通道的電池單體電壓可在0.1V~5V內(nèi)單獨(dú)調(diào)整，精度在±1mV以內(nèi)。每個(gè)通道可支持主動(dòng)和被動(dòng)均衡，雙向電流輸出能力均為1A，且每個(gè)通道帶有電流采集功能，采集精度在±2mA以內(nèi)，采集到的均衡電流反饋到上位機(jī)模型進(jìn)行SOC的更新計(jì)算并相應(yīng)調(diào)整輸出電壓，從而實(shí)現(xiàn)均衡過(guò)程的閉環(huán)測(cè)試。

另外，KL2624具有24個(gè)溫度模擬通道以及故障注入（FIU）模塊。溫度模擬通道可模擬電池溫度變化過(guò)程，以熱敏電阻輸出的形式與BMS的溫度監(jiān)控模塊相連。故障注入模塊包括單體的故障模擬和溫度采集的故障模擬，可模擬單體的短路、單體間開(kāi)路、溫度采樣線開(kāi)路、短路等故障。

功能特點(diǎn)

模擬24節(jié)單體（電壓和溫度）

可堆疊至200節(jié)單體，隔離電壓1500V

支持主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡

高精度的電壓、電流和電阻輸出

標(biāo)準(zhǔn)3U模塊化硬件板卡

內(nèi)置故障注入單元（FIU）

模塊化設(shè)計(jì)、可配置

硬件保護(hù)設(shè)計(jì)

高隔離電壓

電池模擬器具有可堆疊式設(shè)計(jì)，2500V的高隔離電壓使其可以模擬電池單體串聯(lián)數(shù)達(dá)到200節(jié)以上。

被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡的支持

電池模擬器各通道的電流輸出能力和吸收能力都在1A以上，并具有電流回采功能，支持被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡的能力，并通過(guò)高精度模型解算后實(shí)時(shí)調(diào)整電池模擬通道的電壓和SOC等，實(shí)現(xiàn)均衡過(guò)程的閉環(huán)。

模擬器除了電池單體模擬通道外，具有溫度模擬通道，模擬電池的溫度變化。溫度模擬通道的大輸出范圍和高精度特性，使其滿足各類溫度傳感器的模擬。其溫度模擬輸出可由電池?zé)崮Ｐ徒馑愫髮?shí)時(shí)地智能調(diào)整。

精密電池模型

提供成熟的電池模型，模型具有高精度和可參數(shù)化特性，真實(shí)電池實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合使高階電池模型能夠?qū)崿F(xiàn)電池充放電和極化過(guò)程的精密模擬，為BMS的采集精度測(cè)試提供了保障。

各類故障模擬

模擬單體電池短路、開(kāi)路、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、故障診斷、隔離及充電均衡等不同的故障模式進(jìn)行模擬和驗(yàn)證，對(duì)電池可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行全面的模擬，驗(yàn)證故障對(duì)策的有效性和性能穩(wěn)定性，確保電源系統(tǒng)安全可靠供電，同時(shí)該系統(tǒng)可以代替真實(shí)電池應(yīng)用于可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證。

系統(tǒng)級(jí)測(cè)試

專業(yè)提供自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的完善工程配置，不僅配置電池組模擬及各類故障模擬，還配置有冷卻系統(tǒng)模擬、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模擬、整車控制器等其他系統(tǒng)模擬，為BMS創(chuàng)造一個(gè)極為真實(shí)的試驗(yàn)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)完整有效的系統(tǒng)測(cè)試。該系統(tǒng)作為BMS的系統(tǒng)化測(cè)試平臺(tái)，適用于對(duì)BMS做以下功能驗(yàn)證：

電池充放電控制功能

電池總電壓和電流監(jiān)測(cè)功能

電池單體電壓監(jiān)測(cè)功能

電池單體均衡功能

電池SOC估計(jì)功能

電池組溫度管理功能

電池安全控制功能

故障診斷和處理功能

系統(tǒng)間通信功能

KL2624電池單體模擬器可應(yīng)用于新能源汽車、空間電源系統(tǒng)、微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域的儲(chǔ)能系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)證。下述為一個(gè)典型的應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了5臺(tái)KL2624模擬器來(lái)模擬一個(gè)由120節(jié)電池串聯(lián)組成的電池包。

該系統(tǒng)由一臺(tái)PC主機(jī)、一臺(tái)實(shí)時(shí)仿真器、一套電池包模擬器和被測(cè)的BMS組成。PC主機(jī)運(yùn)行仿真和測(cè)試的監(jiān)控軟件，為該系統(tǒng)的人機(jī)接口。實(shí)時(shí)仿真機(jī)中運(yùn)行除BMS以外的所有模型，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的I/O以及通訊總線與BMS進(jìn)行交互。電池包模擬器由5臺(tái)單體模擬器級(jí)聯(lián)而成，通過(guò)該模擬器，BMS的單體電壓監(jiān)控模塊和總壓監(jiān)控模塊可直接進(jìn)行電壓采集，且BMS的均衡電路也可直接進(jìn)行單體間的均衡操作，產(chǎn)生的均衡電流在模擬器內(nèi)進(jìn)行采集并實(shí)時(shí)更新電池均衡后的狀態(tài)，另外通過(guò)電池溫度模擬模塊以及電池故障注入單元等可直接驗(yàn)證BMS的溫度采集功能和故障診斷功能。