Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator ist eine hochpräzise, programmierbare und bidirektionale DC-Stromquelle mit Funktionen für Spannungsquelle und Stromquelle. Zudem kann das Modell auch als Mehrkanal-DC-Stromquelle oder elektronische Last eingesetzt werden. Ein einzelner Simulator verfügt über 16 Kanäle, wobei für jeden von ihnen die Spannung und der Strom über Chroma-Software festgelegt werden kann.

Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator kann anstelle von Lithium-Ionen-Batterien zur Bereitstellung einer zuverlässigen und sicheren Prüfungsumgebung verwendet werden. Er ist mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) ausgerüstet, wobei seine Untersysteme Batteriezellen prüfen können, die in Elektrofahrzeugen und Energiespeicherbatterien usw. verwendet werden.

The simulator has voltage isolated channels that can simulate a 480-cell battery pack (240S2P, Voltage <1,000V) connected in series. Es wird zur Nachahmung der Leistungskennlinien beim Auf- und Entladen der Batteriezellenenergie verwendet. Dieser hochpräzise Batteriezellensimulator mit flexibler Spannungsquelle und Stromlastregulierung ist fähig, die Spannung und den Strom zu messen. Jeder einzelne Kanal kann auf eine Spannung von 0-5 V angepasst werden und besitzt eine Funktion für bidirektionalen Strom von 0-5 A, wobei die Kanäle seriell oder parallel geschaltet werden können. Der Strom kann mittels Parallelschaltung der Kanäle erhöht werden; zudem können die Prüfungen zur Simulation eines Kurzschlusses in der Batteriezelle über das Batterymanagementsystem (BMS) durchgeführt werden. Die BMS-Prüfung kann direkt durchgeführt werden, auch bei einer Kabellänge von 5 m.

Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator kann eigenständig mit Benutzerentwicklungssoftware verwendet oder für schnelle Produktverifizierung in ein voll funktionstüchtiges BMS-Testsystem mit automatisierten Prüfungen eingebunden werden. Der Simulator kann BMS-Produkte in einer Master/Slave- oder in einer unabhängigen Architektur prüfen. Optionale Temperatursimulation hoher Präzision steht über Chromas angepasstes BMS-Testsystem zur Verfügung, da jede Batterie mit einer Funktion zur Simulation des Temperatursensor ausgestattet ist, um das BMS für die Prüfung über den Zustand der Zellentemperatur zu unterrichten.

Der Simulator hat eine Vielzahl von Schutzvorrichtungen, z. B. Überstromschutz (OCP), Überspannungsschutz (OVP), Unterspannungsschutz (UVP), Gebläseausfallschutz und Ausgleichsspannung der Ausgangsschaltung, um sicherzustellen, dass die Prüfungen in einer sicheren Umgebung durchgeführt werden.

Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator kann für Batteriezellen-Isolationseinheiten mit Hochspannung eingesetzt werden, um eine Vielzahl an Szenarien mit Batteriezellensträngen zu simulieren. Dank bidirektionaler Spannungs- und Stromquellenfunktion kann das Gerät in Serie geschaltete Batteriezellen und die Belastung von externen Netzgeräten am DUT gleichzeitig simulieren. Das nachstehend dargestellte Architekturschaubild ist ein Beispiel für ein integriertes Batteriezellensimulator-Testsystem, das eine Batteriemanagementeinheit (BMU) mit einem Untersystem zur Zellenüberwachungsschaltung (CSC) bietet.

• For applications that require more than 16 battery cell strings, users can connect up to 15 units of 87001 simulators in series.
• Users can also independently connect each 87001 through an Ethernet hub. Where the Ethernet bandwidth is sufficient, the upper-layer controller can perform synchronous remote control, issuing voltage modulation commands to multiple 87001 simultaneously with a voltage control response time of less than 10ms for each individual unit.
• The hardware configuration can achieve up to 240S 2P (voltage < 1,000V). The simulator supports co-existing connections of channels in both series and parallel, with an automatic current balancing design in parallel connection mode.

Note: The voltage control response time (phase delay time) = upper-layer controller command sending time + 87001 command processing time + voltage rise/fall time.

The Chroma 87001 Battery Cell Simulator has voltage source and bidirectional current source modes with a built-in 16-bit high-precision A/D converter. The voltage measurement accuracy is up to ±1mV (0.02%FS) with resolution up to 0.1mV.

Catering to the market trend of active and passive balance design, the current measurement is divided into four ranges, 0~9A (<500ms), 0~5A, 0~500mA and 0~250uA, with 0.02%FS accuracy. For the 0~5A (power increased in parallel connection) range, the accuracy is ±1mA, which meets most industry requirements for testing actively balancing designed circuits with a current measurement resolution up to 100uA.

For the 0~500mA range, the accuracy is ±100uA (0.02%F.S.), satisfying the needs of most of the industry’s passive balance designs with a measurement resolution of up to 10uA. In addition to current measurement for passive balance designs, it can also be used to measure the current consumption of battery cells in a cell supervision circuit (>10mA for general consumption).

Der Batteriezellensimulator besitzt 16 Kanäle zur jeweiligen Festlegung der Spannungs- und Stromgrenze; er programmiert den Anstieg und den Abfall der Ausgangsspannung und synchronisiert den Betriebsstart zwischen den Kanälen über Software. Wenn die Funktionen für niedriges Ausgangsrauschen die DC-Kennlinien einer Batteriezelle ohne Welligkeit während dynamischer Laständerungen aufzeigen, kann schnell ein gleichmäßiger DC-Ausgang erreicht werden. Zwischenzeitlich wird die Stromstoßspannung verringert, die von der Laständerung verursacht wurde und das DUT beschädigen könnte. Für nicht statische Produkte oder Prüfanwendungen kann das Gerät zeitnah eine stabile DC-Spannung liefern.

Der Chroma 87001 Batteriezellensimulator bietet einen sehr schnellen, programmierbaren, dynamischen und bidirektionalen Lastmodus, wobei sich die Last in weniger als 100 us ändern kann, sodass eine Vielzahl an unterschiedlichen Stromwellenformen einer echten Last simuliert wird.

▲ Synchronous startup time difference between channels＜2ms

▲ Voltage change of all channels

▲ Low output noise＜0.35 mV rms

▲ Stable DC output generated from load change

▲ High speed voltage response <1ms

• Chroma offers two types of commands (SCPI through the Ethernet interface and CANbus commands through the CANbus interface) as well as Labview and Labwindow driver programs, allowing users to develop their own application software for controlling the 87001 Battery Cell Simulator.
• Chroma's system integration capability enables us to provide customized automated test systems for BMS functional testing.

▲ 87001 Softpanel

Ein Chroma-Softpanel wird exklusiv zur Kontrolle des Batteriezellensimulators bereitgestellt, damit Benutzer Folgendes tun können:

• Individuelle Anpassung der Spannung eines jeden Batteriestrangs
• Set the voltage change procedure: OVP/UVP/OVP release /UVP release test

Note: The softpanel is only for a single unit of 87001.