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Mehrkanal-Batteriesimulator: Prüfungslösung für New Energy-Teile

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Das Hauptfenster des Chroma-Batteriesimulators.
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Das Hauptfenster des Chroma-Batteriesimulators. (Bild: Chroma)

Der Batteriesimulator von Chroma ermöglicht Simulationen auf Geräteeinheiten, die für die Industrie der Elektrofahrzeuge entscheidend zur Produktverifizierung sind, wie zum Beispiel DC-Ladesäule, integriertes Ladegerät oder DC/DC-Wandler.

Da immer mehr Produkte zur Energieumwandlung, exemplarisch Motortreiber, OBC, DC/DC-Wandler sowie Energieumwandlungssysteme (PCS), Batterien als Stromquelle nutzen, wird ein Batteriesimulator zur Verifizierung der Produktqualität benötigt. Batterieanbieter sind während der Produktentwicklung nicht immer in der Lage, verschiedenartige Batterien mit unterschiedlichen Lade-/Entladekennlinien zu liefern.

Die Batteriekennlinie ist nicht linear, sodass sie empfindlich auf die Temperatur, den Lade-/Entladestrom, den Alterungszustand reagiert, und die Effizienz bei wiederholten Prüfungen nicht mehr dieselbe Kennlinie nachbilden kann. Da zum Laden oder Entladen einer Batterie Zeit benötigt wird, ist eine sofortige Änderung der Ausgangsspannung für die Batterie in der Realität unmöglich, was beim Testen der Ober- und Untergrenzen des Stromwandlers ziemlich störend ist. Vor allem ist eine Batterie großer Kapazität auch sehr groß und altert nach längerem Gebrauch. Ein Ersatz ist sehr teuer und zudem kommt, dass die Batterie schnell zu einem Sicherheitsrisiko werden kann, wenn sie beschädigt, übermäßig aufgeladen oder entladen sein sollte. Für ein Labor ist das Aufstellen von Batterien mit großer Kapazität nicht zu empfehlen, sondern man verwendet dort eher einen Batteriesimulator für die Prüfung.

Welche Funktionen muss ein Batteriesimulator aufweisen?

Einstellung des internen Widerstands der Batterie

Die Hauptaufgabe eines Batteriepacks besteht darin. fertig entwickelte Produkte mit Energie zu versorgen. Wird dem Batteriepack der Lade-/Entladestrom zugeführt, ändert sich seine Spannung aufgrund des internen Widerstands des Batteriepacks innerhalb kürzester Zeit.

Einstellung der Batteriekapazität

Der Betriebsbereich der DC-Eingangsspannung sollte in der Spezifikation des fertig entwickelten Produkts, die sich auf die Kapazität und die Ausgangsspannung des Batteriepacks bezieht, eindeutig festgelegt sein.

Einstellung des Spannungspunktes der Batterie

Die Nutzung eines Batteriepacks ist je nach Produkt unterschiedlich, wobei 6 Spannungspegel zu den häufigsten Punkten eines Batteriemanagements gehören, wie Überladespannung, Überentladespannung, Obergrenze der Betriebsspannung, Untergrenze der Betriebsspannung, volle Ladespannung und volle Entladespannung.

Der Chroma Mehrkanal-Batteriesimulator ist leicht zu bedienen. Mehrere eingebettete Kanäle können unterschiedliche DUTs gleichzeitig testen und die Testergebnisse in Echtzeit einlesen. Die rasche Einrichtung von allgemeinen Batterieparametern kann die Lade-/Entladespannung und den IR-Zustand einer Batteriezelle bei normalen, hohen und niedrigen Temperaturen simulieren. Die Parameter der Batteriezelle können den Zustand des Batteriepacks so ändern, dass sich der Betriebs- und Schutzbereich einstellen lässt. Überdies kann der Anfangsstatus der Ausgangsspannung für die Produktprüfung und -verifizierung ohne Abwarten der Lade- und Entladezeit so wie bei einem tatsächlichen Batteriepack eingestellt werden.

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