Wie man Batteriemanagementsysteme testet

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Validierung der BMS-Leistung durch Zellenemulation

Um die optimale Leistung eines Batteriemanagementsystems (BMS) zu gewährleisten, muss die Leistung von Zell-, Modul- und Pack-Spannung, -Strom und -Temperatur gemessen werden. Außerdem muss die Betriebsleistung der Batterie und der Zellüberwachungsschaltungen (CSCs) überprüft werden, was statische und dynamische Genauigkeitsmessungen von Temperatursensoren und Hall-Effekt-Sensoren auf Zell-, Modul- und Pack-Ebene umfasst. Der Testaufbau erfordert traditionell eine Reihe von Zellen, Modulen und Packs bekannter Qualität, die in einer kontrollierten Umgebung unter verschiedenen Umweltbedingungen getestet werden. Diese Umgebung kann gefährlich sein, wenn Ingenieure Sicherheitstests durchführen, bei denen die Zellen in die Nähe ihrer Betriebsgrenzen gebracht werden. Darüber hinaus müssen die Zellen bei jedem Test in den bekannten guten Zustand zurückversetzt werden, bevor der nächste Test beginnen kann.

Die effiziente und sichere Prüfung eines BMS erfordert die Emulation von in Reihe und parallel geschalteten Zellen und die Emulation ihres Verhaltens in Abhängigkeit von Temperatur- und Umweltschwankungen. Die Ingenieure benötigen eine BMS-Umgebung mit Emulatoren zur Simulation von Zellen, Strom, Temperatursensoren und Isolationswiderstand. Das System muss den Ladezustand (SOC) und den Gesundheitszustand (SOH) der Batterie schätzen und die Variablen emulieren, die sich während des Ladevorgangs ändern. Zusätzliche Schnittstellen sind erforderlich, um Überwachungssysteme und die Kommunikation mit anderen Komponenten, wie dem elektronischen Steuergerät (ECU), zu testen. Die Closed-Loop-Emulation der verschiedenen Komponenten ermöglicht die Überprüfung aller Funktionen, Routinen und Algorithmen zur Validierung der BMS-Funktionalität, Sicherheit und Leistung.

BMS-Testlösung

BMS-Tests erfordern die Emulation einer großen Anzahl von Batteriezellen und die Variation der Batterieleistung auf der Grundlage simulierter Umgebungsparameter. Darüber hinaus muss das System die Eingänge und Ausgänge der Zellüberwachungsschaltungen (CSCs) emulieren, einschließlich Temperatursensoren, Hall-Effekt-Sensoren und Schaltkreisparameter im Zusammenhang mit der Batterie und den Kontaktrelais. Die Keysight-Emulationsumgebung für das Batteriemanagementsystem bietet all dies und macht große physische Zellensätze überflüssig. Außerdem entfällt die Notwendigkeit, Batterien zu kontrollieren und zu zyklieren und sie vor jedem Test in einen bekannten guten Zustand zu versetzen. Die offene Plattform ermöglicht tiefgreifende Tests allgemeiner und spezieller Ladeszenarien, ohne die Flexibilität einzuschränken, was umfangreiche Tests der Reaktion eines BMS auf potenziell gefährliche Szenarien ermöglicht.
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