DS5481 Battery Cell Voltage Emulation Board

最大システム電圧1,500 Vの高電圧バッテリをセルレベルでシミュレートできるハイエンドボード

dSPACEは、最先端のバッテリマネージメントシステム（BMS）のHILテストを電圧レベルで行えるようにするため、高精度な2チャンネルのDS5481 Battery Cell Voltage Emulation Boardを提供しています。このボードは、セルレベルで高電圧バッテリをシミュレートできるよう設計されており、最新および将来のBMSテストの要件にも対応します。

  • 最大1,500 Vの総電圧によるセルレベルでの高電圧バッテリシミュレーション
  • 高精度なセル電圧エミュレーション、電流計測、クーロンカウントと大電流でのセルバランシングのサポート
  • 電気的欠陥シミュレーションを統合

DS5481は、実際のセルエミュレーションボードと欠陥シミュレーションボードという、独立した2つのボードで構成されます。
BMSテストのレベルを向上

適用分野

バッテリマネージメントシステム（BMS）のテストでは、バッテリパックの個々のセルの電圧レベルを高い精度でエミュレートする必要があります。

電動化モビリティや据置型アプリケーションで使用されるBMSのテストでは、高精度な2チャンネルのDS5481 Battery Cell Voltage Emulation BoardをSCALEXIO HIL（Hardware-in-the-Loop）システムの一部である19インチ3-Uスロットユニットに組み込み、このHILシステムで動作する動的なバッテリシミュレーションを通じてボードを制御します。これらのテストシステムは、バランシング電流や精度に関して高度な要件があるBMSを最大システム電圧1,500 Vでテストする場合に最適です。

主な利用効果

DS5481 Battery Cell Voltage Emulation Boardは、直列に内部接続された2つバッテリセルの制御可能なターミナル電圧を高精度にエミュレートします。DS5481は、最大20 Aのバランシング電流に加え、統合型の高精度電流計測およびクーロンカウントをサポートしており、特にパフォーマンスと精度に対する要求が高いアプリケーション向けに設計されています。DS5481のセル電圧は、高速かつ低レイテンシのIOCNET接続により、プロセッサベースのアプリケーションの場合は最大20 kHz、FPGAベースのアプリケーションの場合は最大200 kHzの速度でアップデートすることが可能です。シミュレートするバッテリのタイプやテスト対象に応じて、SCALEXIO Battery HILシステム内の単一または複数の19インチスロットユニットで複数のボードを組み合わせることができます。

パラメータ 仕様 1)
ハードウェア構成
  • ボードあたり2セル
  • 19インチ3Uモジュールあたり32セル
出力電圧
  • -6～6 V
分解能
  • 10 µV
精度 2) （動作温度範囲を通じて0～6 V 出力電圧)
  • ± 0.3 mV
動作温度（周囲温度）
  • 5～40 °C（41～104 °F )
最大電流（シンク／ソース）
  • 20 A（ピーク）
  • 5 A（連続）
絶縁性
  • 60 V（モジュールのセル間）
  • 1,500 V（セルおよび環境間）
接続
  • SCALEXIOリアルタイムシステムとのIOCNETインターフェース
全セルに対する最大更新レート
  • 20 kHz（プロセッサ）
  • 200 kHz（FPGA）
欠陥シミュレーション
  • ECUとバッテリ間の断線
  • セル間の短絡
  • 高周波リップル電圧

1) 暫定的なデータです。技術仕様については、dSPACEにお問い合わせください。

2) 温度範囲は制限されます。

セルエミュレーションの構成

バッテリパック全体のセル電圧エミュレーションは、複数のDS5481ボードを使用して実行されます。この制御可能なバッファ増幅器ボードの数は、バッテリの種類に合わせて設定されます。このボードは-6～6 Vの範囲で連続調整可能な電圧を供給します。電圧レンジが比較的広いため、損傷セルやバッテリセルの極性の誤りをエミュレートできます。たとえば、公称電圧よりも高い電圧を出力することで、充電中セルの内部抵抗の増加をシミュレートすることができます。

出力電圧は最大±0.3 mVの精度を確保しています。この電圧は電気的に絶縁されており、最大システム電圧の1,500 Vまでボードを直列に接続できます。SCALEXIOリアルタイムシステムとの高速かつ低レイテンシのIOCNET接続により、すべてのセル電圧のアップデートにかかる時間はプロセッサベースのアプリケーションで50 µs未満、FPGAベースのアプリケーションで5 µs未満です。

供給またはシンク可能な最大電流は5 A（連続電流）または最大20 A（ピーク電流）です。これにより、パッシブセルバランシングまたは高度なアクティブセルバランシングでのテストが可能になります。

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