【技术】作为电池模拟器关键技术之一的PWM整流器研究主要集中在哪几个方面？

时间： 2022-07-29 来源：恩智测控

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在电池管理系统测试中，经常需要用到电池模拟器，动力电池作为电源，具有特殊的输出特性，即具有输出电压随着电流、温度、SOC等因素变化的特性，并且具有能量双向流动特性（即可以进行充电和放电），这是普通稳压电源不具备的特性。电池模拟器的作用是为了模拟电池的工作特性，属于变输出特性的直流电源，一般可以通过PWM整流来实现。整流电源经历了不可控整流器（二极管整流）、相控整流器（晶闸整流器）、PWM整流器（可关断功率开关）的发展。本文恩智测控将介绍作为电池模拟器的关键技术之一，PWM整流器的研究主要集中在几个方面：

PWM整流器建模和分析。PWM整流器数学模型的研究是进行PWM整流器控制系统设计的基础，例如，时域模型、低频等效电路模型、降阶小信号模型等。

PWM整流器拓扑结构的研究。通常分为电压型和电流型两大类拓扑。电压型拓扑特征是直流侧采用电容进行电流储能，结构简单、损耗较低、控制方便;电流型拓扑的直流侧一般采用电感进行储能，需要较大的电感和交流侧LC滤波。

电压型PWM整流器的电流控制策略。电压型的电流控制策略主要包括直接控制和间接控制。间接控制的优点是控制简单、缺点是电流动态响应较慢、对系统参数敏感，因此逐渐被直接控制取代。直接电流控制的快速电流相应和鲁棒性较好，包括不同的控制方式，例如：固定开关频率且采用电网电动势前馈的SPWM控制、滞环电流控制和基于空间矢量的PWM控制。

PWM整流器系统控制策略。例如，无网侧电流传感器和无电网电动势传感器控制、电网不平衡条件下的控制、基于Lyapunov稳定性理论的控制、基于无源控制理论的控制、基于自抗扰技术的控制、反馈线性化控制。

建立一个好的电池模型，对于电池模拟器的研制十分重要，电池模型的准确与否，直接关系到电池模拟器对电池模拟的偏差大小。构建精确的锂离子电池模型，需要了解锂离子电池的各种参数与动态特征。由于电池模拟器只是模拟电池的输入输出信息（例如电池电压、温度等），并不关心电池内部复杂的电化学原理，因此只需要研究其内部特征（soc、内阻、ocv等）与外部特征（端电压、寿命）的变化规律，建立能够表达其变化规律的数学表达式。随着电池建模和仿真的研究发展，出现了很多锂离子电池的模型，例如：简化的电化学模型、状态空间模型（卡尔曼滤波、人工神经算法）、等效电路等。简化的电化学模型用于电池内部反应过程研究，但是对于描述当前状态下的电池外部特征存在困难;卡尔曼滤波模型对初始soc准确度要求不高，并且可以输出变量的误差界限，但是算法相对复杂;人工神经模型具有非线性特性和自学习能力，适用于电池的非线性特性，但是需要大量样品数据和历史数据来预测性能，而且神经网络结构受温度影响较大，需要重构、更新神经网络结构。等效电路模型考虑了soc、温度、极化、电压、电流等多种因素，通过使用电阻、电容等基本电子元件构成的电路来描述电池工作特性，容易用数学公式来表示，在实际工程上得到了广泛的研究和应用。

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2024新国标实施：电动自行车电气安全升级，揭秘行业变革与新要求，如何选择合适的测试产品和方案？

2024年1月1日，有关电动自行车电气安全性能的国家强制性标准GB 42295-2022《电动自行车电气安全要求》（以下简称“新国标”）已正式实施。近年来，恩智（NGI）坚持高强度研发投入，拥有广泛的测控和电子技术类产品线，如半导体测试源表、直流电源＆电子负载、电池模拟器、NXI测控平台、锂电池/超级电容测试产品等，并推出多个具有行业竞争力的应用解决方案。

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恩智测控N9000系列高性能模块化电池模拟器，精度可达0.1mV，可完美匹配AFE芯片测试需求

对于AFE芯片测试设备，其单体电压模拟精度应优于0.16mV，并应具备μA级漏电流测量功能。针对以上测试需求，NGI推出N9000系列模块化高性能电池模拟器，具有模块化、高速同步控制、高精度三大特点，可完美匹配AFE芯片测试需求。

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恩智（上海）测控技术有限公司

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恩智测控电池模拟器/直流电源选型表

恩智测控提供超高精度的电池模拟器和直流电源，最大输出电压范围5~20V,最大输出电流范围1A`20A,0.1mV/1μA超高精度，行业领先；2U单机24CH超高集成度；双象限，支持主动/被动均衡；多通道并行响应，通讯响应时间≤10mS；内置DVM功能及故障模拟功能；产品线完整，覆盖面广。

产品型号	品类	最大输出电压(V)	最大输出电流(A)	电压精度	电流精度	分辨率(mV/mA)	通道数	象限	通讯接口	尺寸
N8330A	电池模拟器	6V	1A	≤0.1mV±2d	≤0.2mA±2d	0.01mV/0.001mA	24	单象限	LAN/RS485	2U

选型表 - 恩智测控立即选型

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9月4日，为期3天的第三届EESA储能展圆满落幕。NGI携储能测试领域主力系列产品和储能BMS解决方案闪耀亮相，NGI凭借其在储能测试领域的研发实力和行业影响力，揽获EESA“2024年度最具影响力企业奖”，得到行业权威认可！

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新国标解读！NGI高压绝缘电阻模拟器NB201-2000，满足电力储能BMS绝缘电阻检测功能测试需求

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型号- 62000H-S,8630,19501,17020,17040E,61800-100HF,63800系列,17020E,61860,61800-100,63700,17040,63800,19055-C,61800,61845,61815,63700系列,62000H-S系列,63800R,8900,62000D 系列,8000,63800R系列,8700,8720,61830,62000D,19501系列,61812,61800系列,61809,19032-P,87001

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