Sieben Batterietypen
Vordefinierte Modelle stehen für LiFePO4, ternäres Lithium, Blei-Säure, Ni-MH, LTO, ICO und IMO bereit.
NS81000 – Batteriesimulationssoftware mit sieben Standardmodellen
Für reproduzierbare Lade-, Entlade- und Zyklustests mit bidirektionalen DC-Stromversorgungen.
Ein internes Widerstandsmodell verknüpft Ladezustand, Leerlaufspannung und Innenwiderstand zu einer dynamischen Batteriekennlinie. Serien- und Parallelschaltungen einzelner Zellen lassen sich als Batteriepack abbilden, sodass sich unterschiedliche Kapazitäts-, Spannungs- und Widerstandsverläufe reproduzierbar nachbilden lassen.
Eigene Kennlinien
Zwei benutzerdefinierte Modelle mit jeweils bis zu 200 Datenpunkten können über CSV importiert und exportiert werden.
Einzel- und Zyklustest
Lade- und Entladevorgänge lassen sich einmalig oder wiederholt zwischen frei konfigurierbaren SOC-Grenzen ausführen.
LAN-Anbindung
Die Kommunikation mit kompatiblen Geräten der Serien N35100 und N35500 erfolgt über eine Ethernet-Verbindung.
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NS 81000
Technische Daten
Bauhöhe in HE
4
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NS81000 im Überblick
NS81000 ist eine PC-basierte Software zur Batteriesimulation mit kompatiblen bidirektionalen DC-Stromversorgungen der Serien N35100 und N35500. Sie bildet das elektrische Verhalten einzelner Batteriezellen und daraus aufgebauter Batteriepacks anhand von SOC, Leerlaufspannung, Innenwiderstand und Kapazität ab. Sieben vordefinierte Batterietypen beschleunigen die Konfiguration wiederkehrender Prüfaufgaben. Für abweichende Zellchemien und gemessene Kennlinien stehen zwei benutzerdefinierte Modelle mit CSV-Import zur Verfügung. Serien- und Parallelschaltungen sowie Leitungsimpedanzen können in die Packkonfiguration einbezogen werden. Während des Betriebs wechselt das System abhängig von der externen Spannung selbstständig zwischen Lade- und Entladezustand. Messwerte und Kennlinien werden grafisch dargestellt und können bei aktivierter Datenaufzeichnung für eine spätere Auswertung gespeichert werden. Die Bedienung und Gerätekommunikation erfolgen über einen Windows-PC und LAN.
Zentrale Vorteile
Vordefinierte und eigene Modelle
Sieben Standardmodelle und zwei konfigurierbare Kennlinien decken wiederkehrende Prüfungen und kundenspezifische Batterieverläufe ab.
Zustandsabhängige Simulation
Leerlaufspannung und Innenwiderstand werden abhängig vom simulierten Ladezustand für den aktuellen Betriebspunkt bestimmt.
Konfigurierbare Batteriepakete
Bis zu 500 Zellen in Serie und 500 parallele Zellen lassen sich einschließlich Leitungsimpedanz abbilden.
Messdatenbasierte Kennlinien
Eigene SOC-, VOC- und Widerstandsdaten können tabellarisch bearbeitet, importiert und erneut exportiert werden.
Wiederholbare Prüfzyklen
Konfigurierbare obere und untere SOC-Grenzen ermöglichen wiederholte Lade- und Entladeabläufe mit definierter Zykluszahl.
Grafische Messwertanzeige
SOC, Spannung, Strom und weitere Zustandswerte werden während der Prüfung numerisch und als Verlauf dargestellt.
Funktionsprinzip der Batteriesimulation
Die Simulation basiert auf einem Innenwiderstandsmodell. Die Klemmenspannung ergibt sich aus der Leerlaufspannung, dem Innenwiderstand und dem fließenden Strom. Aus den gemessenen Spannungs- und Stromwerten ermittelt die Software den aktuellen Ladezustand. Anschließend werden die zugehörige Leerlaufspannung und der Innenwiderstand aus der gewählten Kennlinie bestimmt.
Modellzusammenhang: Die Klemmenspannung folgt der Beziehung Vt = VOC − R0 × i. Dabei bezeichnet VOC die Leerlaufspannung, R0 den Innenwiderstand und i den Klemmenstrom.
Liegt die externe Spannung über der simulierten Batteriespannung, arbeitet das System im Ladezustand. Bei einer niedrigeren externen Spannung oder ohne externe Spannung wechselt es in den Entladezustand. Dadurch kann dasselbe Modell beide Stromrichtungen einer Batterieprüfung abbilden.
Batteriemodelle und Kennlinien
Die Standardbibliothek stellt typische SOC-abhängige Spannungs- und Widerstandsverläufe für sieben Batterietypen bereit. Nach Auswahl des Modells werden Kapazität, Start-SOC, Zellspannung, Innenwiderstand und Packaufbau an die jeweilige Prüfaufgabe angepasst.
| Batteriemodell | Verwendung in der Software |
|---|---|
| LiFePO4 | Vordefinierte Kennlinie für Lithium-Eisenphosphat-Zellen. |
| Ternäres Lithium | Vordefinierte Kennlinie für ternäre Lithium-Zellen. |
| Blei-Säure | Vordefinierte Kennlinie für Blei-Säure-Batterien. |
| Ni-MH | Vordefinierte Kennlinie für Nickel-Metallhydrid-Batterien. |
| LTO | Vordefinierte Kennlinie für Lithiumtitanat-Zellen. |
| ICO | Vordefinierte ICO-Kennlinie. |
| IMO | Vordefinierte IMO-Kennlinie. |
| Benutzerdefiniert 1 und 2 | Zwei eigene Kennlinien mit jeweils bis zu 200 Datenpunkten. |
Benutzerdefinierte Batteriekennlinien
Bis zu 200 Punkte
Jede der zwei benutzerdefinierten Kennlinien kann bis zu 200 Kombinationen aus SOC, VOC und Innenwiderstand enthalten.
Getrennte SOC-Zuordnung
Bei aktivierter dualer SOC-Zuordnung werden VOC und Innenwiderstand auf getrennte SOC-Datenreihen bezogen.
Die VOC-Werte müssen mit dem zugehörigen SOC positiv korrelieren. CSV-Dateien dürfen keine fehlenden Daten oder Leerzeilen enthalten.
Die Kennliniendaten können direkt in der Software bearbeitet oder über eine CSV-Datei importiert werden. Der Export erleichtert die Sicherung, Weitergabe und erneute Verwendung angepasster Modelle.
Batteriepack-Konfiguration
| Parameter | Einstellbereich | Funktion |
|---|---|---|
| Initialer SOC | 0 bis 100 % | Ladezustand zu Beginn der Simulation bei Standardmodellen. |
| Zellkapazität | 0,01 bis 5.000 Ah | Kapazität einer einzelnen Zelle. |
| Zellinnenwiderstand | 0 bis 1.000 mΩ | Äquivalenter Innenwiderstand der einzelnen Zelle. |
| Zell-Leerlaufspannung | 0,1 V bis zur Gerätegrenze | Leerlaufspannung einer vollständig geladenen Einzelzelle. |
| Parallele Zellen | 1 bis 500 | Anzahl der parallel geschalteten Einzelzellen. |
| Zellen in Serie | 1 bis 500 | Anzahl der in Reihe geschalteten Einzelzellen. |
| Leitungsimpedanz | 0 bis 1.000 mΩ | Gesamtimpedanz der Anschlussleitungen des Batteriepacks. |
| Ladestrombegrenzung | 1 % des Nennwerts bis zum eingestellten Nennwert | Begrenzt den Strom während des Ladevorgangs. |
| Entladestrombegrenzung | 1 % des Nennwerts bis zum eingestellten Nennwert | Begrenzt den Strom während des Entladevorgangs. |
Eine Reihenschaltung erhöht die Packspannung und den Gesamtinnenwiderstand. Parallele Zellstränge erhöhen die verfügbare Kapazität und Stromtragfähigkeit, während sich der äquivalente Innenwiderstand reduziert.
Testarten und Ablaufsteuerung
Einzeltest
Lade- und Entladevorgänge können anhand von SOC, VOC, Kapazität oder Zeit beendet werden.
Zyklustest
Der SOC bewegt sich wiederholt zwischen einer oberen und unteren Grenze, bis die konfigurierte Zykluszahl erreicht ist.
Simulation pausieren
Während einer Pause bleiben SOC und VOC konstant, während Spannung und Strom weiterhin dem Batteriemodell folgen.
Fünf Testfälle
Bis zu fünf Konfigurationen können vorbereitet sowie als Momentaufnahme importiert und exportiert werden.
Geänderte Batterie- oder Testparameter werden mit „Refresh Configuration“ an das angeschlossene Gerät übertragen. Während der Ausgang aktiv ist, steht diese Aktualisierung nicht zur Verfügung.
Messwerte und Verlaufsdaten
Die Benutzeroberfläche zeigt den simulierten Batteriezustand und die elektrischen Messwerte während des Lade- oder Entladevorgangs in Echtzeit an. Eine Verlaufsgrafik stellt SOC, Klemmenspannung und Strom über der Zeit dar.
Elektrische Messgrößen
Klemmenspannung, Strom und Leistung werden gemeinsam mit dem aktuellen Betriebszustand angezeigt.
Modellparameter
Aktueller SOC, Leerlaufspannung, Innenwiderstand und Zykluszahl bleiben während der Prüfung nachvollziehbar.
Historische Auswertung
Bei manuell aktivierter Datenaufzeichnung können Konfigurationen und Messwertverläufe später erneut aufgerufen werden.
Typische Anwendungen
Die konfigurierbaren Batterieprofile eignen sich für wiederholbare Funktions- und Belastungsprüfungen von Geräten, die Batterien laden oder aus ihnen versorgt werden.
Prüfung von Ladegeräten
Die simulierte Batterie nimmt Ladestrom auf und verändert SOC, VOC sowie Innenwiderstand entsprechend der ausgewählten Kennlinie.
Versorgung batteriebetriebener Geräte
Elektronische Verbraucher können mit reproduzierbaren Spannungs- und Widerstandsverläufen eines definierten Batterieprofils geprüft werden.
Kennlinienbasierte Entwicklung
Gemessene Zelldaten lassen sich als eigenes Modell übernehmen und für wiederholbare Entwicklungs- und Vergleichstests einsetzen.
Lade- und Entladezyklen
Definierte SOC-Grenzen ermöglichen zyklische Prüfungen von Ladegeräten und batteriebetriebenen Prüflingen.
Geräteanbindung und Systemvoraussetzungen
| Bereich | Anforderung oder Funktion |
|---|---|
| Kompatible Geräteserien | N35100 und N35500 mit Batteriesimulationsfunktion |
| Kommunikation | LAN über Ethernet-Verbindung |
| Betriebssystem | Microsoft Windows 7 oder höher |
| Prozessor | Dual-Core-Prozessor ab 2,0 GHz |
| Arbeitsspeicher | Mindestens 4 GB |
| Massenspeicher | Mindestens 80 GB |
| PC-Anschluss | Ethernet-Port |
| Standard-Leseverzögerung | 0,1 s |
| Standard-Geräte-ID | 160 |
PC und Gerät müssen sich im selben IP-Subnetz befinden und unterschiedliche IP-Adressen verwenden. Deaktivieren Sie für längere Prüfungen den automatischen Standby-Modus des Computers.
Überwachung und Schutzfunktionen
Konfigurierbare Stromabschaltung
Überschreitet der Betriebsstrom den eingestellten Sicherungswert, wird der Ausgang abgeschaltet und eine Alarmmeldung ausgegeben.
Zustandsanzeige
Separate Anzeigen informieren über Betrieb, Fehler sowie aktiven Lade- oder Entladezustand.
Der konfigurierbare Sicherungsstrom reicht von 0 bis 105 % des Gerätenennstroms. Der Wert 0 deaktiviert diese zusätzliche Begrenzung. Fehlerzustände können unter anderem durch Konfigurationsfehler, Selbsttest- oder Speicherfehler sowie OVP, OCP oder OTP ausgelöst werden.
Häufig gestellte Fragen
Welche Geräte unterstützt NS81000?
Die Software ist für kompatible bidirektionale DC-Stromversorgungen der Serien N35100 und N35500 vorgesehen.
Welche Batterietypen sind vordefiniert?
Enthalten sind LiFePO4, ternäres Lithium, Blei-Säure, Ni-MH, LTO, ICO und IMO.
Können eigene Batteriekennlinien verwendet werden?
Ja. Zwei eigene Modelle mit jeweils bis zu 200 Datenpunkten können bearbeitet sowie über CSV importiert und exportiert werden.
Wie wird ein Batteriepack konfiguriert?
Zellkapazität, VOC, Innenwiderstand, Start-SOC, Serien- und Parallelanzahl sowie Leitungsimpedanz werden separat eingestellt.
Sind wiederholte Lade- und Entladezyklen möglich?
Ja. Ein Zyklustest bewegt den simulierten SOC zwischen einer oberen und unteren Grenze, bis die festgelegte Zykluszahl erreicht ist.
Wie erfolgt die Verbindung zum Gerät?
Die Verbindung erfolgt über LAN. Computer und Gerät benötigen unterschiedliche IP-Adressen innerhalb desselben Subnetzes.
Werden Messdaten automatisch gespeichert?
Nein. Die Datenaufzeichnung muss vor dem Test manuell aktiviert werden.
Wann wechselt die Simulation zwischen Laden und Entladen?
Eine externe Spannung oberhalb der simulierten Batteriespannung aktiviert den Ladezustand. Bei niedrigerer oder fehlender externer Spannung wird entladen.
Technische Beratung und Projektanfrage
Für die Auswahl einer geeigneten N35100- oder N35500-Konfiguration prüfen wir gemeinsam die benötigten Spannungs-, Strom- und Leistungsbereiche sowie das gewünschte Batterieprofil.
Übermitteln Sie uns Informationen zum Prüfling, zur Zellchemie, zum Packaufbau und zum vorgesehenen Lade- oder Entladeablauf über unsere Kontaktseite.
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