電池模擬器是為了模擬電池的工作特性,屬于變輸出特性的直流電源,一般可以通過PWM整流來實現。電池模擬器的作用是取代現有的電池,模擬真實電池的輸出狀態和電池的充放電特性,并可以按用戶的需要,隨時改變電池SOC,放電深度,開路電壓,內阻等條件,快速驗證待測設備在不同電池條件下的響應。
工程師在進行電池研發和系統設計時,可以充分使用電池模擬器對電池進行模擬,這樣不僅可以擁有比較穩定的安全性能,同時對測試結果的精準度也有較大的提升作用。除此之外,使用模擬器還可以模擬電源,并進一步探索電池老化以及充電等過程。下面我們就來看一下如何利用模擬器進行電源模擬。
通過使用電池模擬器的方式,我們能夠利用電池模擬一個帶有串聯電阻的兩象限電壓源。其輸出電壓和電阻被重新編程,來模擬荷電狀態和電池老化的影響。
通過直接設置電壓和內阻,電池模擬器可以即時表示任何期望的荷電狀態,而無需在測試前對電池進行充電或放電,以預置到正確的荷電狀態。對于電池來說可能比較危險的測試情況,可以安全反復地進行模擬,包括施加短路或過流,過壓,過度充電,過度放電等情況。
也許電池仿真最復雜的部分是模擬電壓如何隨荷電狀態而變化。這種關系是電池的基本模型,極大地取決于電池化學和電池設計。一個復雜的電池模擬器也許能夠接受下載的電池型號(例如:發送指令到模擬器,如電池供應商XYZ的電池型號1234A)。或者,電池模擬器可以接受荷電狀態值(以百分數表示)與輸出電壓的表。在電池模擬器控制系統中,它會監視多少電荷流入或流出電池仿真器(即,庫侖計算),調整荷電狀態,然后在更新的荷電狀態的基礎上,尋找適當的新的輸出電壓。
不過,即使沒有基于模型的復雜控制,電池模擬器仍然能夠正常工作。由于通常電壓變化非常緩慢,基于PC的應用程序可以簡單地重新編程,將輸出電壓調整為所需的值。