使用罗德与施瓦茨电源测试电池管理系统

您的任务

模拟、测量和测试电池供电设备和车辆中的充电电池非常重要。过充电和深放电会缩短充电电池的寿命。电池缺陷会导致电池过热，甚至会引发火灾。

大电池通常由多个电池单元串联和并联而成。由于所有电池单元中流过的充电和放电电流相同，因此各个单元在电池容量和自放电等方面的差异会逐渐导致充电状态 (SoC) 出现不同，进而限制电池的容量和寿命。电池管理系统 (BMS) 能够主动监测、控制和管理多种电池单元参数。BMS 的任务包括

• 测定每个电池单元的 SoC
• 监控每个电池单元的完整性和降额（健康状态，SoH）
• 检测故障和异常状况，并防止出现过热和起火等危险情况
• 平衡电池单元的 SoC
• 热管理和能量管理

要通过被动方式平衡电池单元的荷电状态，可以在充电过程中有选择性地加载具有最高电荷的电池，或使用开关调节器将能量从具有最高荷电状态的电池单元主动转移至具有最低荷电状态的电池单元。

BMS 在电池寿命和故障安全方面发挥重要作用，因此必须进行全面测试。这些测试必须模拟操作中可能发生的所有情况。

罗德与施瓦茨解决方案

罗德与施瓦茨的 R&S®NGL200 和 R&S®NGM200 直流电源功能多样，具备测试和验证电池管理系统的所有必要功能。

R&S®NGL200 和 R&S®NGM200 电源支持源端和吸收端双象限操作。源电流最高为 6 A，吸收电流最高为 3 A。所有输出完全对地隔离。输出可以串联以根据单个电池单元模拟电池盒，最大对地电压为 250 V。可调节的输出阻抗可以设置为 –50 mΩ 至 100 Ω。电源输出的电流和电压测量提供高分辨率测量值。

所有功能均可完全进行远程控制，且命令处理时间不足 6 毫秒。此外，R&S®NGM200 电源系列还具有可选的电池模拟模式，可以真实地模拟不同的预定义或用户定义的电池单元类型。ASCII 文件针对每个电池单元类型定义了取决于荷电状态的开路电压和内阻。

这些功能能够以出色的精度和时间分辨率模拟和改变一段时间内的电池单元属性。对于中小型电池，电池单元的电流直接从电源中流出。对于汽车等应用中使用的大型电池，无需通过实际流动的充电和放电电流来进行 BMS 测试。电流测量结果（如流过分流电阻器的电压）经模拟以整合到 BMS，电源则建立电池单元电压并提供平衡电流。

R&S®NGL202 和 R&S®NGM202 双通道电源外形小巧、配置灵活、节省空间，非常适用于 BMS 测试。19" 机架安装套件和底板连接件确保电源轻松、牢固地集成到机架。

除了提供 R&S®NGM-K106 电池模拟选件，R&S®NGM200 电源系列还改进了测量准确度，并且能够快速记录电流和电压，采样率高达每秒可采集 500000 个数值。电池模拟选件可以运行 ASCII 文件中存储的配置文件；这些配置文件描述了相对于荷电状态的开路电压和内阻。电源提供常用电池类型的配置文件。快速记录功能可以捕获电流和电压中的窄尖峰和毛刺以排查故障。

总结

罗德与施瓦茨的 R&S®NGL200 和 R&S®NGM200 电源能够在测试电池管理系统的时候方便地模拟电池单元。在很多应用中，这些电源能够替代更加昂贵的专用电池模拟器。