技术漫谈

使用 EA 电池模拟器模拟电池

2021年8月16日 | 主题: 电池测试 使用 EA 电池模拟器模拟电池

在设计和生产测试期间测试电池供电设备、电池充电器或电池管理系统时,模拟电池有许多优点。例如,某些测试要求电池处于特定的充电状态。对电池进行充电和放电以达到该状态可能成本高昂且耗时。

而许多公司在这些测试中使用电源模拟电池。大功率电源可以输出多种电压和电流,因此可以替代许多不同类型和尺寸的电池。使用电源模拟电池可以让用户更好地控制测试,更快地运行测试,此外还一项额外优势,即测试更具可重复性。

EA 的 PSB 10000 系列双向可编程直流电源配有 EA 电池模拟器 (EABS) 选项,是电池模式的绝佳选择。PSB 9000 和 PSB 10000 系列是双向电源,既能提供又能吸收电力。这意味着他们可以完全模拟电池操作,包括充电和放电。

EABS 模拟锂离子电池(容量为 20 Ah 至 80 Ah)和铅酸电池(容量为 35 Ah 至 140 Ah)的化学和电气特性。电池可以串联或并联。用户可以设置电池参数,例如容量、内阻和充电状态,以及测试参数,例如环境温度,以尽可能模拟电池运行。

EABS 通过 USB 加密狗交付,在 Windows 电脑上运行,在测试运行时控制电源。在运行过程中,EABS 可以直观地显示输出电压和功率等数据,以便用户监控测试运行。EABS 还可以将这些数据记录到日志文件中,以便用户在测试完成后分析这些数据。

设置模拟

使用 EABS 图形用户界面设置模拟很简单,如下图所示。

EABS graphical user interface

屏幕上部显示实际电压、电流和功率输出值。即使模拟未运行,软件也会从电源读取这些值。原因之一是即使直流输出关闭,这些端子上也可能存在来自外部电源的电压。屏幕这部分还显示手动启动和停止控制、模拟充电状态、实际环境温度和实际内阻。

下面是三个选项卡:电池模拟器、设备和日志。点击“电池模拟器”选项卡,用户可设置模拟参数,包括:

  • 电池类型。此菜单允许用户选择铅酸或锂离子电池。所选电池类型将设置容量、内阻、电压下限和电压上限参数的范围。
  • 布局。此参数允许用户指定希望模拟的电池数量,以及这些电池的连接方式。因此,例如,要模拟输出电压为 420 V 的锂离子电池组,用户需要指定 100 个锂离子电池并联。请注意,要正确执行此模拟,需要能够提供或吸收至少 420 V 电压的电源。
  • 初始状态。本节中的设置允许用户指定模拟电池的初始状态,包括:
    • 充电状态 (SOC)。要模拟充满电的电池,请将此参数设置为 100%;设置为 0% 时模拟完全放电的电池。“放电”锂离子电池的输出电压约为 2.5 V,而放电的 12 V 铅酸电池的输出电压约为 10.5 V。
    • 容量。对于铅酸电池,此参数的范围为 35–140 Ah。 对于锂离子电池,范围为 20–80 Ah。
    • 温度。此设置定义电池体的初始温度。范围为 -10–45°C (14–113°F)。通常,用户将此温度设置为与环境温度相同。
    • 内阻。如果用户选中此框,则 SOC 和温度的值将被重置并且不再可设置。原因是初始内阻仅在 SOC 设置为 100% 及电池温度为 23°C (73.4°F) 时有效。对于铅酸电池,此参数的值可以设置在 3000 和 6000 μΩ 之间,对于锂离子电池,可以设置在 1000 和 2000 μΩ 之间。
    • 健康状况 (SOH)。此参数指定电池的实际可用容量。SOH 为 100% 表示全新电池

这种可配置性使 EABS 能够真实地模拟电池进行各种测试。