原创 如何仿真电池特性进行电池管理系统（BMS）的测试？——之三

如果将输出和吸收功率的功能整合到单一仪器中，可以减少使用单独的直流电源和电子负载来配置功率输出和和吸收解决方案的缺点。这些功能进行整合之后，可以在闭环控制下工作，在输出和吸收电流和功率之间提供完美、无瞬态现象的切换。也无需经常消耗大量功率。直流精度和动态性能将得到提升而不是降低。使用单一测量系统测量所有电流，可以显著提高测量性能。主要挑战在于市场上缺少适合的仪器能够充分满足当前双象限和再生能源系统和器件的测试需求，使工程师除了使用单独的直流电源和电子负载之外别无选择。

安捷伦先进电源系统 (APS) N6900/N7900 直流电源具有综合供给和吸收特性

    图4 ： APS先进电源系统                         图5 APS支持的电压和电流范围

APS N6900A/N7900A 直流电源是专为满足当前双象限和再生能源系统和器件的测试需求而量身定制的。

其主要特性包括 ：

Ø  高能效 1U 高 1 KW 型号和 2U 高 2 KW 型号，在最小的空间内提供大功率。

Ø  内置相当于输出能力 10% 的电流和功率吸收综合能力。使用选件 N7909A 功耗单元可轻松增加到输出能力100%的功率吸收。

Ø  可选择广泛的输出电压，满足当前各种被测件和应用的需求。

Ø  电压和电流优先工作为供给和吸收测试提供了更大的灵活性，不受被测件特性的限制。

Ø  双象限测量系统可用于精确的电压、电流、功率、电荷和能量测量。

Ø  APS N7900 动态直流电源先进的供给和测量能力可用于创建动态输出事件，进行瞬态测量，连续记录电压、电流和功率等。

Ø  具有可配置逻辑的先进触发信号路由可用于创建适用于特定应用的控制、触发和保护特性，有助于轻松应

Ø  对特别具有挑战性的测试问题。

Ø  独一无二的模块化体系结构支持对高达 10 kW 的综合供给 - 吸收系统进行轻松扩展，用于测试更大功率的被测件。

   图 6. APS 和 N7909A 完美的供给 - 吸收响应

APS 的先进测量性能

    当您使用单独的直流电源和电子负载时，无法使用电源内置的功率吸收功能。而 APS 配合 N7909A 功率耗散器单元 ( 取决于 APS 单元的额定功率 ) 便可轻松升级到高达100% 的功率吸收功能。如图 6 所示，当在类似于图 2 所示使用单独直流电源和电子负载时的条件下进行测试时，即使在高 10 倍的电压分辨率下，APS 和 N7909A 仍可提供完美无缺、稳定可靠的电压性能，同时在供给和吸收之间进行切换，进行精确的电压、电流、功率、电量和能量测量，是测试双向和再生能源系统和器件必不可少的一部分。当使用单独的直流电源和电子负载作为基础构建供给－吸收测试解决方案时，这些测量非常复杂而且有很多问题。至少，必须对从直流电源和电子负载读回的单独电流进行管理和吸收。直流电源和电子负载很可能没有足够的能力进行累积电量和能量测量，因此需要您添加外部记录测量能力，但这同时也增加了复杂性并带来其他问题。

       APS 的综合双象限测量系统可以完全填补其综合供给和吸收能力的不足。进行精确的电压、电流、功率、电荷和能量测量对于 APS 来说轻而易举。

    例如，图 7 和图 8 显示了当使用 APS 和 N7909A 功耗单元对超级电容器进行充放电，同时捕获其电压、电流和能量时，所供给而后在超级电容器上恢复的电流、电压和能量。

图 7. 超级电容器充放电电压和电流                   图 8. 超级电容器充放电能量

总结

    微型、混合动力电动汽车 (HEV)、不间断电源 (UPS)、替代能源电源以及许多其他现代电源系统都依赖于双向和再生能源系统和器件。许多这些双向能源系统和器件都是在千瓦级功率下工作。因此，要开发和生产这些系统和器件，必须能够供给和吸收 kW 级和更大功率，这对于测试工程师来说是一项非常艰巨的挑战。

    最常用的方法是使用单独的直流电源和电子负载进行功率输出和吸收。然而，由于输出和吸收是独立的，实际上有可能产生许多问题并影响性能。只有将输出和吸收真正整合到单一系统中，它们才能提供完美无缺的最佳性能。

    安捷伦 APS N6900/N7900 直流电源系统具有一体化的功率输出和吸收能力，专为满足当前双向和再生能源系统和器件的测试需求而量身定制。因此，安捷伦 APSN6900/N7900 直流电源能够克服所有挑战，创建大功率供给 - 吸收测试解决方案，提供唯有综合解决方案才具有的最佳性能，并且可以解放测试资源，使这些资源可用于应对其他必须克服的挑战!