Batterieemulation und Batterietest
Eine Batterieemulation bildet das elektrische Verhalten einer Batterie an ihren Anschlussklemmen nach. Das Prüfgerät sieht eine Spannung, die sich etwa mit Ladezustand, Stromrichtung und Innenwiderstand verändert. Ein Batterietest untersucht eine physische Zelle, ein Modul oder einen Batteriepack anhand eines vorgegebenen Lade- und Entladeprofils.
Wie funktioniert eine Batterieemulation?
Ein einfaches Modell verwendet die Leerlaufspannung als Funktion des Ladezustands und ergänzt einen Innenwiderstand. Unter Last sinkt die Klemmenspannung um den Spannungsabfall am Innenwiderstand. Beim Laden liegt sie entsprechend höher. Aus dem gemessenen Strom und der Zeit kann das Modell den Ladezustand fortschreiben. Welche dynamischen Effekte die Emulation abbildet, hängt vom implementierten Modell und von der Ausführung des Netzgeräts ab.
Eine bidirektionale DC-Quelle liefert beim Entladen der emulierten Batterie Energie an den Prüfling und nimmt sie beim Laden auf. So lassen sich zum Beispiel Ladegeräte, DC/DC-Wandler und Batteriemanagementsysteme an definierten Betriebspunkten prüfen. Soll ein Versuch bei 20 % Ladezustand beginnen, lässt sich dieser Arbeitspunkt direkt einstellen und reproduzieren. Bidirektionale DC-Stromversorgungen
Wie unterscheidet sich der Test einer realen Batterie?
Beim Test an einer realen Batterie steuert das Testsystem die Lade- und Entladeabschnitte und erfasst beispielsweise Spannung, Strom und Zeit. Aus dem über die Zeit integrierten Strom ergibt sich die entnommene Ladungsmenge in Ah. Das Zeitintegral der elektrischen Leistung ergibt die abgegebene Energie in Wh. Die Prüfparameter und Abbruchkriterien richten sich nach dem Batterietyp, seinen Betriebsgrenzen und dem konkreten Prüfziel.
Prüfaufbau mit einer realen Batterie, einer Vorlade- und Schutzschaltung und einer bidirektionalen DC-Quelle. Chroma 62000D, Datenblatt, PDF-S. 7, „Battery Charge-Discharge Mode“
Passende Geräte bei CompuMess
- ITECH IT-M3900C emuliert Batterieparameter wie Spannung, Kapazität, Anfangsladezustand und Innenwiderstand. ITECH beschreibt außerdem die optionale PC-Software BSS2000 für die erweiterte Batteriesimulation. ITECH IT-M3900C · ITECH-Datenblatt, S. 05
- AMETEK Sorensen MIB unterstützt mit BATSIM vordefinierte und eigene Spannungs-/Ladezustandsmodelle. BATTEST erstellt Lade- und Entladeprofile für reale Batterien. AMETEK führt beide Programme als Bestandteil des Softwarepakets auf. AMETEK Sorensen MIB · AMETEK-Datenblatt, S. 12
- Chroma 62000D bietet einen integrierten Lade-/Entlademodus und unterstützt die Batterieemulation über eine separate Softwarefunktion. Chroma 62000D · Chroma-Datenblatt, S. 7
Abbildungen in der Herstellerdokumentation
- Oberfläche von ITECH BSS2000 zur Parametrierung und Beobachtung einer Batterieemulation. ITECH IT-M3900C, Datenblatt, gedruckte S. 05, „BSS2000 battery simulation software test UI“