选择正确的设备监测电池状态

在当今信息时代，几乎所有的便携式电子产品都采用电池供电。电池还可以充当大型场所的备用应急电源。此外，纯电动汽车也在使用大型串并联电池包，来提供充足的功率，满足性能要求。

当今的大多数充电电池都属于锂电池，它们的工作温度范围为15°C到35°C，在这个温度范围内性能最高，容量最大。如果在低于15°C的环境温度下使用电池，电池内的电化学反应速度会下降，电池的性能随之降低、电量下降。如果在超过35°C的环境温度下使用电池或电池包，电池老化速度会逐渐加快。您可能会遇到电池续航时间缩短、温度分布不均导致的不均匀老化、安全风险增加等问题，导致生命周期的成本上升。温度太高的话，电池甚至可能会胀裂并造成泄露、冒烟、起火甚至是爆炸。

图1 功率图显示电池或电池包在温度范围内的功率极限值（来源：Kandle Smith，NREL里程碑报告，2008年）

为了避免这种情况的发生，我们可以设计一套电池管理系统（BMS）对虚拟电池仿真，集成测试系统可以仿真实现电池组的各种常规工作状态，以及电池组无法实现的异常状态与故障状态，如电池组过热/过冷，单个单体过充电/过放电等。

电压模拟：具有单体/总电压动态工况或电池充放电标准曲线模拟功能，可模拟电池模块串联的电池组电压。每节电池的电压可以在0.1~5V内变化，完成电池均衡功能、单体过充电/过放电等功能的检测。设定分辨率：0.5mV。模拟电池模块可以显示每个通道的电压和电流，可以和被测BMS的测试通讯数据进行比较，得出BMS电压采集精度、均衡电流值判断等。单体采用模块化设计，扩展只需要增加对应的模块单元数量。

在BMS开发阶段，由于BMS尚处于原型期，使用真实电池组对BMS进行测试会存在安全隐患，因此利用集成测试系统可以更加安全、有效测试BMS的各项功能。尤其适合测试BMS系统对电池组异常状态的响应，大大提高对BMS测试的效率和测试完整性。

在BMS生产阶段，集成测试系统有助于产品的快速检测，并可根据需要与各种生产线管理系统软件集成，提高生产效率。

测试系统采用高度模块化的硬件与软件。主体硬件基于PXI平台和LXI平台，性能可靠，扩展方便。软件具有友好的人机界面，方便的数据导入导出与本地数据管理，支持csv或xls/xlsx格式的数据交换，系统支持网络登录运行，并且用户可以通过接口API对系统进行二次开发。为了保证使用效果提高测试精度，系统具有基于数字多用表的自校准功能。

测试系统核心基于高精度可编程电池单体模拟器，可以通过程序精确模拟锂离子电池，镍氢电池等多种电池的充电和放电过程，设定并仿真电池组SOC。并可根据实际需要配置电池单体模拟器的数目。系统中还配置有高精度可编程温度传感器仿真器，可以用于仿真NTC、PTC、PT100/PT1000等类型的温度传感器。

●高精度电池组仿真系统

●可仿真锂离子电池、镍氢电池等多种类型的电池

●串联1-150个模拟电池单体

●多种温度传感器仿真

●电池组的运行状态设定与故障设定

●SOC/SOH仿真测试

●替代真实电池组，可灵活模拟故障或极端工况

●用户可以自行装载电池工况模型

●CAN、RS232/422、I2C、SPI等多种总线通讯能力

●全系统自校准功能

●可订制特殊及复杂的测试要求和测试流程

集成测试系统的主要技术指标见下表：

电池模拟器

单体电压

0~7V

电压输出精度

优于±0.2%

步进精度

<0.5mV

隔离电压

±750V

安全保护

短路保护，极性反转保护，过热保护，多通道互锁结构

温度传感器模拟器

可模拟传感器类型

NTC，PTC，PT100，PT1000等各种电阻输出的温度传感器

如需模拟数字输出传感器请联系我公司

通道数

不限

阻值范围

根据传感器类型有255Ω，64KΩ，1.5MΩ，16MΩ等

输出阻值精度

根据传感器类型有0.1%，0.2%，0.5%，1%

步进精度

根据传感器类型有2mΩ，10 mΩ，125 mΩ，250 mΩ，1 Ω

开关子系统

开关器件种类

干簧继电器，电磁继电器，固态继电器

开关结构形式

SPST，DPST，多路开关，矩阵开关

额定开关电压

可达750V(与额定电流非同时到达极大值)

额定开关电流

可达10A或更高(与额定电压非同时到达极大值)

支持其它类开关结构

故障注入开关，数字I/O，外部继电器驱动器

数据通讯总线

封装形式

集成在系统框架中或独立USB设备

支持的协议种类

CAN，LIN，J1850，KWP2000，I2C，SPI，RS-232等，可定制协议

通道数量

CAN总线(高速，单线，容错)最多共计10个通道

IIC，SPI各1个，其它类型通道数量请联系本公司获得进一步信息

仪器与外围设备

A/D (可选)

16bit

D/A (可选)

16bit

数字I/O (可选)

32输入32输出或更多

DMM

6.5位/7.5位数字多用表

示波器(可选)

2通道，16bit，250MHz模拟带宽，400MHz采样率

两通道直流稳压电源

0~36V，0~5A

两通道程控电源(可选)

0~48V，0~2A

可编程电流源(可选)

0~100A或更高

可编程电压源(可选)

0~600V或更高

可编程电子负载(可选)

信号调理箱(可选)

其它资源

用户指定

外观尺寸

最小尺寸约为1m(宽)*1m(深)*1.6m(高)。此为19"标准机柜，不含测试接口和夹具的尺寸，整机尺寸随系统规模会有所变化。

操作系统

支持32bit Windows XP/7，如需使用64bit Windows或Linux等操作系统，请联系我公司。

开发环境

支持各种通用开发环境如Visual Studio和测试领域常用开发环境如ATEasy，LabVIEW，ActivATE等。

其它同类产品

除UI120H系列产品之外，还有UI100系列与UI120系列产品可供选择，三大系列的产品特性如下表所示：

产品系列

典型适用范围

UI120H系列

高级型BMS测试系统

BMS产品开发与验证

BMS完整功能测试

BMS故障排查

UI120系列

标准型BMS测试系统

BMS产品开发与验证

BMS功能测试

BMS子模块开发与验证

UI100系列

基本型BMS测试系统

BMS产品下线测试

BMS产品基本功能验证

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北京汉通达科技主要业务为给国内用户提供通用的、先进国外测试测量设备和整体解决方案，产品包括多种总线形式（台式/GPIB、VXI、PXI/PXIe、PCI/PCIe、LXI等）的测试硬件、相关软件、海量互联接口等。经过二十年的发展，公司产品辐射全世界二十多个品牌，种类超过1000种。值得一提的是，我公司自主研发的BMS测试产品、芯片测试产品代表了行业一线水平