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バッテリマネージメントシステムのHILテスト

バッテリセル電圧のエミュレーション

適用分野

  • 車両用トラクションバッテリ
  • 据置型貯蔵システム
  • バッテリマネージメントシステム(BMS)のHILテスト
  • セルレベルでの高電圧バッテリのシミュレーション
  • マルチセルバッテリのリアルタイムシミュレーション
  • バッテリマネージメントシステムの欠陥シミュレーション
  • 鉛酸(Pb)、ニッケルカドミウム(NiCd)、ニッケル水素(NiMH)、およびリチウムイオン(Li-ion)バッテリ

要点

  • 1台の19インチ3 Uサブラックで最大32セルをサポートするスケーラブルな小型システム
  • 0~6 Vのエミュレーション範囲
  • 動作温度範囲域で±1.5 mVの精度
  • 1 kHz以上の短いリフレッシュレート
  • 絶縁されたアナログ出力および高度なシミュレーションモデルによる温度シミュレーション
  • 多数のセルの効率的な演算処理
  • ECU向けのセーフティコンパートメント
  • 1チャンネルあたり1 Aの電流により、並列動作が可能

BMSの主要タスクは、マルチセルバッテリ内の各セルの電圧を平均化することです。また、バッテリ温度の継続的な監視も行います。BMSを現実に即してテストする場合、少なくとも1つのセルモジュールをHILシステムに統合する必要があります。セルモジュールはセル電圧を計測し、ECUおよびバッテリ間を接続するのに使用します。HILシミュレータの主要タスクは、高い精度でセル電圧および温度を出力することです。
EV1077は、0~6 Vの範囲で継続的に調整可能な電圧を供給します。この範囲では、損傷したセルもエミュレートすることができます。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。バッテリのタイプおよびテストの目的によっては、複数のEV1077 Battery Cell Voltage Emulation BoardをHILシステムに組み込んで使用します。32枚のEV1077ごとに、セルエミュレーションボードの制御およびリアルタイムシステムとの通信を行う1枚のEV1082コントローラボードが必要です。1枚のEV1077で4つのバッテリセルをエミュレートできるため、1枚のコントローラボードで最大128のセルの制御が可能です。
テストシステムの活電部はすべて電気的に絶縁されており、1,000 Vの電圧までモジュールを直列接続することができます。ECUとの偶発的な接触や高電圧による人的危害はセーフティコンパートメントによって防止されており、安全関連法令も遵守されています。

ASMのアプローチでは、直列のバッテリセルで構成された高電圧バッテリをシミュレートするために、同一構造をもつ複数の単セルモデルを接続することによってセルの配列を作成します。このセル配列は、使用するバッテリタイプに応じた基本挙動を記述するリファレンスセルモデルと、リファレンスセルの電圧に対する個々のセルの電圧偏差を計算するデルタモデルにより構成されます。個々のセルに対しては、容量および初期充電状態と、内部抵抗のリファレンス値からの偏差を定義できます。これはバッテリ管理システム(BMS)の開発およびテストに最適です。