運用HIL實境模擬技術,驗證BMS於儲能系統之功能情境與安全機制

04 Oct 2023

從小型家用到大型商用儲能系統,儲能產業隨著政府電力政策調整以及看好未來新能源趨勢下,吸引越來越多廠商投入,在如此競爭激烈的市場中,除了主要的儲能容量規格,電池循環使用壽命是一個重要的競爭力指標,其中電池管理系統(BMS)正是扮演著電芯平衡控制與電池安全監控的關鍵角色。由於儲能用電池分容篩選等級未如電動車用電池來得高,需要使用最佳化的電池平衡策略,以避免電芯一致性快速下降連帶使電池循環壽命縮短,甚至造成電芯過充而起火燃燒。此外電池模組備援抽換功能也是儲能系統的設計考量之一,以盡可能減少保養或維修的停機時間,尤其對併網型的儲能系統而言,更長的在線時間也代表著更高的獲利。針對將新的電池替換模組併入系統後的電芯平衡工況,以及大型儲能電池朝1500V的等級發展,需要更多串數的電池,都對電芯平衡的設計與驗證帶來更多的挑戰。

Chroma 8630 BMS Power HIL(Hardware in the Loop)功率級硬體在環測試平台,以即時控制系統整合各種設備模擬驗證BMS的平衡功能,包括單通道最大5A電流、適合測試主動平衡機制的多通道電芯模擬器,還可以在即時控制系統中加入電芯模型來模擬電池充放電反應,實測系統的主動平衡效果來找出最佳策略,進而提昇產品的效能。電池模組平衡中另一個重要的電量參數(SOC),則可用內建最大900A電流模擬設備,讓BMS以實際電流量測並精準校正電量計算。電芯模擬器有對應的電芯故障注入模組,可以實現電芯接點的開路與短路模擬功能,應用於例如在主動平衡工況時失效等模式下的系統反應驗證。

BMS負責保障電池系統安全,各種環境參數、電芯狀態等參數變化都要隨時監控並即時反應。Chroma 8630測試平台提供了溫度感應器模擬、絕緣阻抗模擬、支援多種通訊協定、數位與類比訊號的程控、通訊介面的故障注入等,模擬驗證BMS在各種失效模式下的安全保護機制,以上功能包括BMS的通訊與控制都可以使用圖形化使用者介面(UI)來呈現與操作。

▲CAN bus通訊介面的故障注入控制UI範例

Chroma 8630以專屬機櫃與電控迴路全時監控自身運作情況,確保使用者操作的安全性,友善的人機介面可根據待測物需求,快速設置各種測試條件與情境,並支援自動化測試。此方案目前已獲多家儲能業者青睞與採用,是儲能系統BMS開發的利器。


▲Chroma 8630 BMS Power HIL Testbed

致茂電子積極投入電動車與儲能系統測試,提供全方位的測試解決方案。產品相關的訊息可連結到 Chroma 網站,並留下您的需求與聯絡方式,我們將竭誠的為您服務。

 

電池管理系統功率級硬體在環測試系統 Model 8630