Batteriezellensimulator

Batteriezellensimulatoren ersetzen reale Batteriezellen durch präzise geregelte elektronische Kanäle und bilden deren elektrisches Verhalten unter definierten Bedingungen nach. Jeder Kanal stellt eine einstellbare Zellspannung bereit und kann abhängig vom System Strom liefern oder aufnehmen. Dadurch lassen sich Batteriemanagementsysteme (BMS), Cell-Monitoring-Systeme (CMS), Analog-Frontends (AFE) und Ladeelektronik sicher, reproduzierbar und automatisiert ohne reale Batterien prüfen.

Das Portfolio von ET System reicht von kompakten Batteriezellensimulatoren mit weniger als 10 Kanälen bis zu hochintegrierten Mehrkanalsystemen mit mehr als 10 Kanälen. Verfügbar sind unidirektionale Batteriezellensimulatoren für Standardversorgungsaufgaben, bidirektionale Batteriezellensimulatoren für aktives Balancing und Lade-/Entladesimulationen sowie modulare Plattformen für skalierbare BMS- und Hardware-in-the-Loop-Prüfungen (HIL).

Typische Anwendungen sind die Validierung von Zellspannungsmessung, aktivem und passivem Balancing, Über- und Unterspannungserkennung, Leckstromverhalten, Kommunikation und Sicherheitsfunktionen. Der passende Batteriezellensimulator wird anhand von Kanalanzahl, Spannung, Strom und Leistung pro Kanal, Quellen- und Senkenbetrieb, Isolation, Genauigkeit, Dynamik, Synchronisierung, Fehlersimulationsfunktionen, Schnittstellen und mechanischer Integration ausgewählt.

So wählen Sie den passenden Batteriezellensimulator aus

Die Auswahl eines geeigneten Batteriezellensimulators beginnt mit der elektrischen Architektur des Batteriemanagementsystems und der Anzahl der zu simulierenden Zellen. Neben der Kanalanzahl sollten die benötigte Spannung, der Strom, die Genauigkeit, Quellen- und Senkenfähigkeit, Isolation, Dynamik, Fehlersimulation, Automatisierungsschnittstellen und Skalierbarkeit berücksichtigt werden.

• Anzahl der Kanäle: Definieren Sie, wie viele Batteriezellen gleichzeitig simuliert werden müssen. Kompakte Systeme mit weniger als 10 Kanälen eignen sich für einzelne Module sowie Entwicklungs- und Laborprüfungen. Mehrkanal-Batteriezellensimulatoren sind für vollständige BMS-, CMS-, HIL- und Produktionsprüfsysteme ausgelegt.
• Unidirektionaler oder bidirektionaler Betrieb: Unidirektionale Simulatoren liefern Strom und eignen sich, wenn das BMS hauptsächlich die simulierte Zellspannung misst. Bidirektionale Simulatoren können Strom liefern und aufnehmen und werden für aktives Balancing, Lade- und Entladesimulationen oder Prüflinge benötigt, die Energie an den Simulator zurückgeben.
• Spannung, Strom und Leistung pro Kanal: Definieren Sie den benötigten Zellspannungsbereich, Quellenstrom, Senkenstrom und die Ausgangsleistung jedes Kanals. Berücksichtigen Sie den normalen Zellbetrieb sowie Balancing-Ströme, Über- und Unterspannungszustände und dynamische Prüfprofile.
• Kanaltrennung und Reihenschaltung: Prüfen Sie, ob jeder Kanal galvanisch getrennt ist und die Kanäle in Reihe geschaltet werden können. Berücksichtigen Sie außerdem die maximal zulässige Spannung zwischen den Kanälen, gegen Erde und für das Gesamtsystem.
• Genauigkeit, Auflösung und Stabilität: Prüfen Sie Programmier- und Messgenauigkeit, Spannungs- und Stromauflösung, Temperaturdrift, Langzeitstabilität, Restwelligkeit und Rauschen. Die benötigte Genauigkeit sollte auf die Messgenauigkeit und Diagnoseschwellen des BMS abgestimmt sein.
• Dynamik und Synchronisierung: Prüfen Sie Spannungs- und Stromreaktionszeiten, Einschwingverhalten, Aktualisierungsrate, Sequenzausführung und die Synchronisierung zwischen den Kanälen. Schnelle synchrone Änderungen sind besonders für HIL-Prüfungen und dynamische Batterieprofile wichtig.
• Fehlersimulation: Legen Sie fest, welche Diagnose- und Sicherheitszustände geprüft werden müssen. Abhängig vom ausgewählten System können Drahtbruch, Kurzschluss, Über- und Unterspannung, Verbindungsfehler, Temperatursensorsimulation oder die Simulation der Gesamtpackspannung relevant sein. Hier finden Sie Systeme mit integrierten Fehlersimulationsfunktionen.
• SOC- und Batteriemodellsimulation: Prüfen Sie, ob Ladezustand (State of Charge, SOC), Leerlaufspannungskennlinien, programmierbarer Innenwiderstand, Lade- und Entladeprofile oder individuelle Spannungssequenzen benötigt werden.
• Messfunktionen: Abhängig von der Anwendung können integrierte Spannungs- und Strommessung, Leckstrommessung, DVM-Kanäle, Temperaturerfassung oder externe Messmodule erforderlich sein.
• Schnittstellen und Automatisierung: Für automatisierte Testsysteme (ATE) und HIL-Systeme sollten Fernsteuerbefehle, Softwarekompatibilität, API- oder Treiberunterstützung, Trigger- und Synchronisationseingänge, Datenaufzeichnung und verfügbare Kommunikationsschnittstellen geprüft werden.
• Mechanische Integration: Wählen Sie zwischen einem Batteriezellensimulator als Tischgerät, einem kompakten Mehrkanal-Chassis, einem System ohne lokales Display oder einer modularen 19-Zoll-Plattform zur Integration in einen automatisierten Prüfstand.
• Skalierbarkeit: Prüfen Sie, ob zusätzliche Kanäle, Messmodule, Fehlerschaltmodule, Temperatursimulation und Gesamtspannungssimulation später ergänzt werden können.
• Sicherheit und Verkabelung: Berücksichtigen Sie Kanaltrennung, maximale Systemspannung, geschützte Steckverbinder, Interlock-Funktionen, Notabschaltung, Verpolschutz und eine geeignete Verkabelung für die benötigten Zellströme.

Für anwendungsspezifische BMS-, CMS-, HIL- und End-of-Line-Prüfsysteme kombiniert ET System Batteriezellensimulatoren, Messtechnik, Kommunikationsmodule, Fehlerschaltung, Sicherheitstechnik und Steuerungssoftware im Rahmen der Systemintegration zu einer vollständigen Prüflösung. Benötigen Sie Unterstützung bei der Auswahl einer geeigneten Konfiguration, kontaktieren Sie unser technisches Vertriebsteam.