电池模拟器简介和电池模拟器应用

一、什么是电池模拟器

电池模拟器的作用是取代现有的电池，模拟真实电池的输出状态和电池的充放电特性，并可以按用户的需要，随时改变多种条件，快速验证待测设备在不同电池条件下的响应。

电池供电设备在使用电池进行供电时，主要依靠电源控制单元（PMIC/PMU）控制电池的工作状态，决定合理的充放电机制，以及电池保护机制。防止出现对电池的过充点或者过放电，损害电池寿命。PMU功能测试中，需要验证在不同电池状态下， PMU的控制机制是否正常，能否正常为各个模块供电，并正确处理充电，放电条件，以及正确实施保护措施。

电池模拟器的作用是取代现有的电池，模拟真实电池的输出状态和电池的充放电特性，并可以按用户的需要，随时改变电池SOC，放电深度，开路电压，内阻等条件，快速验证待测设备在不同电池条件下的响应。

电池模拟器是专为新能源电动汽车行业的电机控制器、驱动电机、整车的测试试验而开发的，用于替代动力电池、低成本、精准的测试解决方案。模拟器采用四象限PWM整流技术、双向DCDC技术和纯数字控制技术，具备输出稳定精度高、瞬态响应迅速、能量双向流动等特点，可模拟动力电池充放电等动态特性。同时具有RS485、CAN、以太网等远程通讯接口，可以与上位机连接形成智能系统， 实现对电池模拟器运行状态的实时。 电池模拟器可编辑设定不同电池类型、串并联数，不同SOC等变量条件电池特性，直接调用锰酸锂、磷酸铁锂的曲线特性，也可以自定义电池变化特性。

二、电池模拟器作用

拓沃得电池模拟器是在高精度双向直流源的基础上开发， 其直流输出特性具有高精度及高动态响应特性，并具有向电网回馈能量的功能。产品输出具备模拟多种电池的充放电的特性。产品采用全数字控制，控制精度高、响应速度快、输出调节范围广。

输出具有可编程功能，通过不同的控制软件可用多种场合使用。可模拟电池输出特性、电池充放电。电源可让用户选择模拟电池的类型、串联节数、并联节数及SOC指标，从而全面模拟电池的输出特性，包括了电池放电过程中电池内阻特性变化的过程。

主要运用在电动汽车驱动电机（控制器）、储能式系统、充电桩、充电机生产和测试等多领域。

满足GB/T18488.1-2015标准中对电机及其控制器试验中对电源的要求。

高精度：输出电压精度 0.1%FS；

高动态特性： 10-90%突加载输出电压响应时间≤ 5ms，+90%— -90%切换≤ 10ms；

输出可以模拟多种电池特性、可设置不同串并联节数、不同 SOC下电池的充放电特性，也可按客户需求自定义电池模型输出；

采用两极变换， IGBT式电路方式，纯数字化工频隔离电源，技术领先；

可将能量回馈电网：同时具有电源、负载两种特性，具备大功率直流电源性能外，实现能量自动回馈电网的负载功能，具有节能降耗、绿色环保的突出优势；

在电动汽车电机、充电桩测试时无需负载消耗能量，能实时将反向电流回馈电网；

采用 PWM整流加 DC/DC双级电路，能实现输出的电压范围宽、精度高、动态响应快的特点；

采用 PWM整流 +PWM逆变原理，功率因素 ＞0.99 ；THD和注入谐波电流满足国标 GB/T 14549-93 ；

输出具有恒压、恒流、恒功率模式；

具有本机操作、上位机操作功能，配有上位机软件及外部通讯功能；

严格的系统热设计，低温升，长寿命；

大屏幕液晶显示、多种通讯接口；

可编程的保护及运行参数；

燃料电池模拟器

TDC3000拓沃得可回馈直流电源，采用高频PWM整流和双向DCDC变换技术，FPGA数字控制技术，实现高性能100%能量回馈电网功能，功率因数不小于0.99，精度达到0.1%，相比常规直流电源，更节能环保。

大功率高精度可回馈直流电源实现能量自动回馈电网，与常规电源相比操作更便捷，使用更安全。常规电源属于耗能型电源，能量靠电阻发热消耗；大功率高精度可回馈直流电源属于馈能型电源，能量回馈到电网，绿色环保，可靠安全，优势突出。广泛应用于新能源汽车充电桩动力电池组放电测试、电力电子测试等领域。

回馈式直流电子负载采用四象限PWM整流、双向BUCK变换、纯数字化控制等核心技术开发，具有能量双向流动、100%能量回馈、精度高、瞬态特性迅速、转换效率高、对电网污染低、通讯接口丰富、保护功能强大等主要特点。适用于电动汽车用车载DCDC、燃料电池汽车用车载DCDC、混动汽车发电机、直流充电桩等产品的前期研发、后期型式试验、可靠性测试，以及生产线上产品的出厂测试。

电池模拟器是一款针对共直流母线系统的直流输入电池模拟器，专为新能源电动汽车行业的电机控制器、驱动电机、整车的测试试验而开发，是用于替代动力电池的低成本解决方案。电池模拟器具备输出稳定精度高、瞬态响应迅速、能量双向流动等特点，可模拟动力电池充放电等动态特性。可直接调用锰酸锂、磷酸铁锂等5种常用动力电池的特性曲线，也可以自定义5种电池变化特性，还可编辑设定电池的串并联数、SOC等变量条件，实现模拟动力电池输出特性、电池充放电特性的功能。 特别适用于共直流母线的测功测试台架和对拖测试台架，也可用于对已有直流电源系统的改造升级。

拓沃得可回馈直流电源具有以下技术特点：
(1)电网回馈功能：具有电源特性，实现能量自动回馈电网的电源功能，具有节能降耗、绿色环保的突出优势，不污染电网，不影响其他用电设备，功率因数大于0.99,谐波小于3%。
(2)采用高频PWM整流及双向DCDC技术，纯数字控制，功能强，可靠性高。
(3)输出精度0.1%F.S，高转换效率，额定负载下转换效率可达92%；
(4)CC、CV、CP输出。
(5)多重保护功能：输入欠压、缺相、IGBT过热、IGBT过流、过热保护，短路限流保护。
(6)通讯及远程控制功能：标配232，485（选配）。
(7)报警、故障查询功能。
(8)专用电池模拟器行业应用控制软件；
(9)高稳定性和可靠性；
(10)测试设备散热量小，不增加空调负荷；
(11)不污染电网，不影响其他用电设备，功率因数大于0.99,谐波小于3%；
(12)负载突变下电压稳定时间低于10ms，超调小于3%；
(13)电压电流控制精度低于 0.1%。
(14)可以根据客户需求定制不同规格的 双向直流电源/电池模拟器

四、参考标准

★ GB/T18488.1-2015电动汽车用驱动电机系统_第1部分：技术条件；

★ GB/T18488.2-2015电动汽车用驱动电机系统_第2部分：试验方法；

★ GB/T29307-2012电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法中测试项目对电源的使用要求。

五、应用场合

(1)电容、超级电容充放电测试
(2)新能源汽车电机、电控测试、动力电池测试
(3)直流充电机、充电桩测试
(4)储能逆变器、变流器测试
(5)车辆传动系统、动力总成系统测试电源模式：恒压、恒流、恒功率
(6)UPS、EPS系统测试
(7)需要代替电池供电测试

  工作原理图

电池模拟器参数规格表