科梁汽車電子電池管理系統(tǒng)應用案例

方案簡介

動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恿︻I域多年的工程經(jīng)驗和技術(shù)，為動力電池的仿真和測試提供全方位的技術(shù)服務于技術(shù)開發(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開發(fā)支持、HiL測試等

電池單體模擬器

電池管理系統(tǒng)（BMS）作為儲能系統(tǒng)的管理模塊，負責控制可充電電池的充放電過程，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)化測試的方式，可以模擬電池單體的不同狀態(tài)，實現(xiàn)BMS的硬件在環(huán)測試。

KL2624是一臺24通道的高精度電池單體模擬器，每可通過實時仿真機或PC機進行控制，只需通過更換不同的MATLAb/Simulink電池模型，便可實現(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)單獨調(diào)整，精度在±1mV以內(nèi)。每個通道可支持主動和被動均衡，雙向電流輸出能力均為1A，且每個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模型進行SOC的更新計算并相應調(diào)整輸出電壓，從而實現(xiàn)均衡過程的閉環(huán)測試。

另外，KL2624具有24個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、單體間開路、溫度采樣線開路、短路等故障。

功能特點

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

支持主動均衡和被動均衡

高精度的電壓、電流和電阻輸出

標準3U模塊化硬件板卡

內(nèi)置故障注入單元（FIU）

模塊化設計、可配置

硬件保護設計

高隔離電壓

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

被動均衡和主動均衡的支持

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，支持被動均衡和主動均衡的能力，并通過高精度模型解算后實時調(diào)整電池模擬通道的電壓和SOC等，實現(xiàn)均衡過程的閉環(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熱模型解算后實時地智能調(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，真實電池實驗數(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程的精密模擬，為BMS的采集精度測試提供了保障。

各類故障模擬

模擬單體電池短路、開路、過壓保護、過溫保護、故障診斷、隔離及充電均衡等不同的故障模式進行模擬和驗證，對電池可能出現(xiàn)的故障進行全面的模擬，驗證故障對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，同時該系統(tǒng)可以代替真實電池應用于可靠性試驗驗證。

系統(tǒng)級測試

專業(yè)提供自動測試系統(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)造一個極為真實的試驗環(huán)境，從而實現(xiàn)完整有效的系統(tǒng)測試。該系統(tǒng)作為BMS的系統(tǒng)化測試平臺，適用于對BMS做以下功能驗證：

電池充放電控制功能

電池總電壓和電流監(jiān)測功能

電池單體電壓監(jiān)測功能

電池單體均衡功能

電池SOC估計功能

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

BMS硬件在環(huán)測試系統(tǒng)

KL2624電池單體模擬器可應用于新能源汽車、空間電源系統(tǒng)、微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)等各個領域的儲能系統(tǒng)測試和驗證。下述為一個典型的應用系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了5臺KL2624模擬器來模擬一個由120節(jié)電池串聯(lián)組成的電池包。

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