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致茂Chroma A170202 電池模擬器

主要特色：

• 多通道電池模組狀態(tài)模擬
• 依據(jù)電池芯曲線行為，進(jìn)行電池狀態(tài)模擬
• 可設(shè)定電池組常用參數(shù)與快速自訂輸出初始狀態(tài)
• 電池放電能量回收功能，省電、環(huán)保、低熱能產(chǎn)出，效率85%
• 具備並聯(lián)功能，可依照使用者更大電流的需求並聯(lián)多到60個通道
• 操作模式：定電流/定電壓/定功率放電 
  - 每通道功率600W, 1.25kW, 2.5kW, 5kW,10kW, 20kW, 30kW, 50kW, 60kW 
  - 電壓 20V, 60V, 100V, 200V, 500V模組 
  - 大電流 2600A (並聯(lián))
• 模擬動態(tài)電流充放電功能
• 高精準(zhǔn)度電流電壓量測
• 快速充電與放電間電流切換, 平順不中斷
• 充放電模式轉(zhuǎn)換時(CC-CV-CP)，電流平順無突波
• 獨(dú)立通道保護(hù)功能

 為何需要電池模擬器 

越來越多電能轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品, 會搭配電池來使用, 例如汽車系統(tǒng)內(nèi)的馬達(dá)驅(qū)動器、OBC、D-D convertor，或是儲能系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)的轉(zhuǎn)換器(PCS)，直流母線上的產(chǎn)品…等各項(xiàng)應(yīng)用。但產(chǎn)品在研究開發(fā)設(shè)計(jì)時，其供應(yīng)商電池可能還未到位， 或搭配的電池種類不同，充放電特性曲線不同， 液流電池,，鈉硫蓄電池,鋰鐵電池等， 要同時準(zhǔn)備不易。且電池是非線性特性， 其溫度的影響， 充放電速度, 老化程度, 效率等, 無法維持相同特性來重複做測試。

另外，電池充放電需要時間，要馬上變更輸出電壓，來測試電能轉(zhuǎn)換器的上下限值不方便， 重要的，大容量電池占體積， 使用後老化， 更換需要不少成本， 加上若電池?fù)p壞， 不小心過充或過放電會有火災(zāi)的危險(xiǎn)。 所以在實(shí)驗(yàn)室中， 不建議設(shè)置大容量電池，應(yīng)該使用電池模擬器進(jìn)行測試。

汽車系統(tǒng)應(yīng)用

CSS系統(tǒng)架構(gòu) (獨(dú)立型–直流母線) 應(yīng)用

 如何選用電池模擬器或直流電源與直流負(fù)載整合方案 

透過直流電源與直流負(fù)載整合方案也可以成為電池模擬器，但跟雙向電源主要的差別在於轉(zhuǎn)換過程中是否有延遲，若需要測試的產(chǎn)品為雙向產(chǎn)品建議直接採用17020，若為單向架構(gòu)可考慮17020或直流電源與直流負(fù)載整合方案。

 常見電池模擬需求 

電池組內(nèi)阻影響電壓曲線

電池組主要的任務(wù)是提供能量給開發(fā)的產(chǎn)品，但電池能量為化學(xué)能需要透過充電使其恢復(fù)容量，故需要進(jìn)行被充電或放電；當(dāng)充放電電流再加到電池組的瞬間，電池組的電壓會在短時間內(nèi)有瞬間變化，主要是因?yàn)殡姵亟M內(nèi)阻所造成的影響。

電池組電壓與 SOC (State of Charge)相互關(guān)係

電池組透過SOC定義電池當(dāng)下容量狀態(tài)，電池容量對應(yīng)電池組輸出電壓，產(chǎn)品在規(guī)格定義時需要明確定義輸入直流電壓的工作範(fàn)圍才能設(shè)計(jì)產(chǎn)品，故產(chǎn)品會對應(yīng)的電池組輸出電壓也會與電池的容量使用狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。

電池組工作電壓，滿充滿放電壓與保護(hù)電壓

產(chǎn)品在不同應(yīng)用上會定義電池組使用的區(qū)間，例如純電動車會定義電池SOC使用區(qū)間為 0~90%，HEV定義SOC為20~70%；因?yàn)殇囯姵亟M有危險(xiǎn)性，故電池組內(nèi)的電池管理系統(tǒng)會對過電壓(OVP, UVP)進(jìn)行管理，故常見的電池使用區(qū)間管理會有過充電壓、過放電壓、上限操作電壓、下限操作電壓、滿充電壓、滿放電壓，六個重要電壓點(diǎn)。

電池模擬器軟體：

Chroma 提供多通道電池模擬器與雙向直流電源控制儀控面板，使用者可方便的進(jìn)行電池模擬器功能使用。

電池模擬器參數(shù)即時監(jiān)控

• 軟體具備多通道狀態(tài)控制
• 即時讀取測試結(jié)果，包含電壓、電流、功率、SOC%、充放電狀態(tài)與容量

常用電池參數(shù)設(shè)定與功能模擬

軟體具備載入4條電池芯曲線，模擬電池芯在常溫、高溫、低溫時的狀態(tài)

• 曲線載入：斜直線、電壓 vs SOC曲線、電壓 vs 容量曲線
• 電池容量容量與內(nèi)阻即時設(shè)定
• 充放電曲線偏移設(shè)定

電池模組常用參數(shù)設(shè)定

• 透過簡單的設(shè)定將電池芯參數(shù)變成電池模組的狀態(tài)

• 電池電池組配置：設(shè)定電池芯串聯(lián)與並聯(lián)成為電池模組

• 電池組內(nèi)阻設(shè)定：總電池內(nèi)阻=電池組阻抗+其他電阻 (PCBA +線材…等)

• 電池組操作/保護(hù)：SOC 100％~0％設(shè)定、OVP／UVP設(shè)定、工作範(fàn)圍設(shè)定SOC 80％~20％

輸出初始狀態(tài)設(shè)定

透過軟體設(shè)定初始輸出狀態(tài)，隨心所欲的模擬所需要的電池狀態(tài)，需要電池為滿充狀態(tài)或是SOC 50%，快速完成，不須像實(shí)際電池組，需等待充放電時間。

• 初始輸出狀態(tài)：OCV、SOC%、容量
• 效率(%)：軟體計(jì)算結(jié)果為考量充電效率與放電效率狀態(tài)
• 預(yù)充(Pre-charge)電壓模擬：模擬電池包具備電池組啟動時的電壓爬升狀態(tài)

輸出初始狀態(tài)設(shè)定

實(shí)際產(chǎn)出電池定電流至限電壓(CC-CV)充電狀態(tài)與定電流(CC)放電狀態(tài)

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致茂Chroma A170202 電池模擬器