DS5481 Battery Cell Voltage Emulation Board

Carte avancée pour la simulation des batteries haute tension au niveau cellule pour des tensions système jusqu’à 1500 V

Pour les tests HIL des systèmes de gestion de batterie (BMS) de pointe au niveau tension, dSPACE propose la DS5481 Battery Cell Voltage Emulation Board à deux canaux haute précision. Cette carte permet de simuler les batteries haute tension au niveau cellule et répond aux exigences des tests BMS de pointe et futurs.

Domaines d’application

Tester les systèmes de gestion de batterie (BMS) nécessite une émulation précise du niveau de tension de chaque cellule individuelle d’un bloc-batterie.

Pour tester le BMS utilisé dans les applications d’e-mobilité et stationnaires, les cartes d'émulation DS5481 Battery Cell Voltage Emulation Boards à deux canaux et haute précision sont installées dans une slot unit 19" 3-U au sein d'un système HIL SCALEXIO de batterie et contrôlées par une simulation dynamique de batterie tournant sur le système HIL. Ces systèmes de test sont idéaux pour tester les BMS avec des tensions système allant jusqu'à 1500 V, ayant des exigences avancées en matière d'équilibrage des courants et de précision.

Avantages majeurs

La DS5481 Battery Cell Voltage Emulation Board émule des tensions terminales hautement précises et contrôlables pour deux cellules de batterie, qui sont connectées en série en interne. Avec le support de courants d'équilibrage allant jusqu'à 20 A, une mesure de courant haute précision intégrée et un compteur coulomb, la DS5481 est spécialement conçue pour les applications nécessitant un haut niveau de performance et de précision. Grâce à la connexion IOCNET rapide et à faible latence, les tensions de cellules de la DS5481 peuvent être mises à jour avec un débit allant jusqu'à 20 kHz basé sur une application processeur et jusqu'à 200 kHz basé sur une application FPGA. En fonction du type de batterie simulée et de la cible du test, plusieurs cartes peuvent être combinées dans une ou plusieurs slots 19" au sein d’un système SCALEXIO Battery HIL.

Parameter Specification 1)
Hardware structure
  • 2 cells per board
  • 32 cells per 19" 3-U module
Output voltage
  • -6 ... 6 V
Resolution
  • 10 µV
Precision (for 0 ... 6 V output voltage, across the working temperature range)
  • ±0.3 mV
Working temperature (environment)
  • 5 ... 40 °C (41 ... 104 °F)
Maximum current (sink/source)
  • 20 A (peak)
  • 5 A (continuous)
Isolation
  • 60 V between the cells of a module
  • 1,500 V between the cells and the environment
Connection
  • IOCNET interface to the SCALEXIO real-time system
Maximum update rate for all cells
  • 20 kHz (processor)
  • 200 kHz (FPGA)
Failure simulation
  • Broken wire between ECU and battery
  • Short circuits between cells
  • High-frequency ripple voltages

1) Informations préliminaires. Pour les spécificités techniques, veuillez consulter dSPACE.

Configuration de l’émulation de cellule

L’émulation de tension de cellule d’un bloc-batterie entier est réalisée à l’aide de plusieurs cartes DS5481. Le nombre de ces cartes d’amplificateur tampon contrôlables est configuré en fonction du type de batterie. Les cartes délivrent une tension réglable en continu, dans la plage -6 à 6 V. Cette plage relativement large signifie que des cellules endommagées ou une mauvaise polarisation d'une cellule de batterie peuvent être émulés. Par exemple, une tension supérieure à la tension nominale simule une augmentation de la résistance interne d’une cellule pendant la charge.

La tension en sortie atteint une précision de ±0.3 mV sur l’ensemble de la plage des températures de fonctionnement. La tension est isolée galvaniquement, permettant de connecter les cartes en série jusqu'à une tension système maximale de 1500 V. Grâce à la connexion IOCNET rapide et à faible latence au système temps réel SCALEXIO, la mise à jour des tensions de toutes les cellules prend moins de 50 µs pour les applications basées sur processeur et moins de 5 µs pour les applications basées sur FPGA.

Le courant maximum pouvant être fourni ou collecté va de 5 A (courant continu) à 20 A (courant de crête), ce qui permet de tester des stratégies d'équilibrage de cellules passives et actives avancées.

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