Soluciones de prueba y medición para sistemas BMS

Soluciones de prueba y medición para sistemas BMS

Soluciones de prueba y medición para sistemas de gestión de baterías (BMS)

Los vehículos eléctricos (EV) dependen de los sistemas de gestión de baterías para maximizar su potencia, rango y eficiencia. Cada celda de batería en el EV tiene que estar conectada (de manera inalámbrica o cableada) a un controlador de gestión de baterías (BMC). Los fabricantes de automóviles tratan de maximizar el número y la densidad de las celdas mientras se mantiene el aislamiento galvánico, lo que aumenta la necesidad de una correcta gestión. Para asegurar el rendimiento y la seguridad, es crucial emular las celdas de baterías usadas en los vehículos eléctricos, así como la verificación de la comunicación entre el BMC y el controlador de gestión de celda (CMC).

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Sus desafíos al realizar ensayos en sistemas BMS

Optimizar el monitoreo, control y gestión de las celdas de baterías usando el BMS. Por ejemplo, la sobrecarga y la descarga completa reducen la vida útil de las baterías, por lo tanto, se debe asegurar un correcto control por medio del BMC:

  • Los defectos en la batería podrían llevarla a un sobrecalentamiento e incluso causar un incendio, por lo tanto, se deben realizar ensayos de estrés de la batería en donde se emulen condiciones reales, incluyendo escenarios de error como sobrecarga y bajo voltaje, así como perfiles de celda complejos.
  • Los proveedores de CMC deben de caracterizar el controlador y realizar pruebas de producción con emulación flexible de celda.
  • Validación del sistema de gestión de baterías completo, incluyendo la simulación de software y pruebas de hardware en el circuito (HiL).
  • Pruebas de balanceo de celda: emulación de estados de carga (SoC) predefinidos para cada celda.

Verificación de la comunicación entre el CMC y el BMC, de acuerdo al estándar apropiado, p. ej. CAN, LIN SPI, etc:

  • Se requiere analizar varias tramas por un largo periodo de tiempo, identificar ciertas tramas de interés de todas las tramas transmitidas en un bus
  • Medir los espacios de trama (trama a trama, disparo a trama, tiempo de brecha, etc.)
Sistema de gestión de baterías (BMS)

Funciones de las soluciones prueba y medición para sistemas BMS de Rohde & Schwarz

Ensayos en sistemas de gestión de baterías:

  • Simulación y control de celdas de baterías individuales con múltiples fuentes de poder
  • Modelos de celdas predefinidos y programables, por ejemplo, iones de litio
  • Monitoreo en tiempo real de los parámetros de las celdas de baterías, por ejemplo, voltaje de circuito terminal y abierto, corriente de carga y descarga, estado de carga (SoC), impedancia interna
  • Escalable al número de celdas requerido
  • Regulación rápida de impedancia de salida (ajustable desde -50 MΩ a 100 Ω)
  • Interfaz de E/S digital que asegura un control síncrono y rápido de todas las celdas de baterías

Verificación de comunicación CMC/BMC:

  • Analizar/decodificar múltiples tramas de buses CAN, LIN, SPI, UART en largos periodos de tiempo
  • Aislar tramas clave y de interés con un protocolo extensivo y una función de disparo a nivel de símbolos (datos, error, mensajes, inicio de trama, etc.)
  • La memoria segmentada permite el disparo y la captura eficiente de datos en periodos aún más largos
  • Mediciones de bus a detalle y análisis de los datos decodificados (ratio de bus inactivo, velocidad de bits, etc.)
  • Medida de tiempos y estadísticas de la trama (trama a trama, disparo a trama, tiempo de brecha, etc.)
  • Capacidades de análisis avanzadas como el análisis de espectro y espectrograma para visualizar anomalías, efectos de EMI y eventos en los dominios de tiempo y de frecuencia
  • Mediciones automáticas de la modulación de anchura de impulso (unipolar y bipolar)

Ventajas de las soluciones de prueba y medición para sistemas BMS de Rohde & Schwarz

  • Eficiencia: mayor flexibilidad con instrumentos de medición que pueden ser usados tanto como instrumentos de sobremesa como en la producción.
  • Seguridad: mayor seguridad al usar un entorno de pruebas reproducible y realista.
  • Tiempo de lanzamiento al mercado más corto: verificación rápida y flexible, así como optimización de los controladores de monitoreo de celdas.
  • Seguridad: elimina la necesidad de usar celdas peligrosas.
  • Preparado para el futuro: concepto modular y diseño escalable.

Nuestro experto

Ralf Oestreicher, gerente de segmento de mercado, Rohde & Schwarz

Ralf Oestreicher, gerente de segmento de mercado, Rohde & Schwarz

«El sistema de gestión de baterías es el elemento clave en vehículos eléctricos, del mismo modo que la unidad de control de motor es fundamental para el funcionamiento de los autos convencionales. Por lo tanto, asegurar su funcionamiento correcto y seguro es crucial para un rendimiento, rango y eficiencia óptimos. Estamos orgullosos de decir que las soluciones para ensayos en sistemas BMS de Rohde & Schwarz ofrecen a los clientes la precisión y estabilidad más alta de todas las soluciones disponibles en el mercado»

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