測(cè)試電源_沃森電源_直流電機(jī)測(cè)試電源

在電池管理系統(tǒng)測(cè)試中，經(jīng)常需要用到電池模擬器，雙向直流測(cè)試電源，這里做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，后續(xù)針對(duì)特定問題慢慢展開敘述。動(dòng)力電池作為電源，測(cè)試電源，具有特殊的輸出特性，即具有輸出電壓隨著電流、溫度、SOC等因素變化的特性，并且具有能量雙向流動(dòng)特性（即可以進(jìn)行充電和放電），這是普通穩(wěn)壓電源不具備的特性。電池模擬器的作用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(shí)現(xiàn)。整流電源經(jīng)歷了不可控整流器（二極管整流）、相控整流器（晶閘整流器）、PWM整流器（可關(guān)斷功率開關(guān)）的發(fā)展。作為電池模擬器的關(guān)鍵技術(shù)之一，PWM整流器的研究主要集中在幾個(gè)方面：PWM整流器建模和分析。PWM整流器數(shù)學(xué)模型的研究是進(jìn)行PWM整流器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，例如，時(shí)域模型、低頻等效電路模型、降階小信號(hào)模型等。PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究。通常分為電壓型和電流型兩大類拓?fù)?。電壓型拓?fù)涮卣魇侵绷鱾?cè)采用電容進(jìn)行電流儲(chǔ)能，直流電機(jī)測(cè)試電源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、損耗較低、控制方便；電流型拓?fù)涞闹绷鱾?cè)一般采用電感進(jìn)行儲(chǔ)能，大功率直流測(cè)試電源，需要較大的電感和交流側(cè)LC濾波。電壓型PWM整流器的電流控制策略。電壓型的電流控制策略主要包括直接控制和間接控制。間接控制的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、缺點(diǎn)是電流動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢、對(duì)系統(tǒng)參數(shù)敏感，因此逐漸被直接控制取代。直接電流控制的快速電流相應(yīng)和魯棒性較好，包括不同的控制方式，例如：固定開關(guān)頻率且采用電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)前饋的SPWM控制、滯環(huán)電流控制和基于空間矢量的PWM控制。PWM整流器系統(tǒng)控制策略。例如，無(wú)網(wǎng)側(cè)電流傳感器和無(wú)電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)傳感器控制、電網(wǎng)不平衡條件下的控制、基于Lyapunov穩(wěn)定性理論的控制、基于無(wú)源控制理論的控制、基于自抗擾技術(shù)的控制、反饋線性化控制建立一個(gè)好的電池模型，對(duì)于電池模擬器的研制十分重要，電池模型的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到電池模擬器對(duì)電池模擬的偏差大小。構(gòu)建的鋰離子電池模型，需要了解鋰離子電池的各種參數(shù)與動(dòng)態(tài)特征。由于電池模擬器只是模擬電池的輸入輸出信息（例如電池電壓、溫度等），并不關(guān)心電池內(nèi)部復(fù)雜的電化學(xué)原理，因此只需要研究其內(nèi)部特征（soc、內(nèi)阻、ocv等）與外部特征（端電壓、壽命）的變化規(guī)律，建立能夠表達(dá)其變化規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。隨著電池建模和仿真的研究發(fā)展，出現(xiàn)了很多鋰離子電池的模型，例如：簡(jiǎn)化的電化學(xué)模型、狀態(tài)空間模型（卡爾曼濾波、人工神經(jīng)算法）、等效電路等。簡(jiǎn)化的電化學(xué)模型用于電池內(nèi)部反應(yīng)過程研究，但是對(duì)于描述當(dāng)前狀態(tài)下的電池外部特征存在困難；卡爾曼濾波模型對(duì)初始soc準(zhǔn)確度要求不高，并且可以輸出變量的誤差界限，但是算法相對(duì)復(fù)雜；人工神經(jīng)模型具有非線性特性和自學(xué)習(xí)能力，適用于電池的非線性特性，但是需要大量樣品數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)性能，而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受溫度影響較大，需要重構(gòu)、更新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。等效電路模型考慮了soc、溫度、極化、電壓、電流等多種因素，通過使用電阻、電容等基本電子元件構(gòu)成的電路來描述電池工作特性，容易用數(shù)學(xué)公式來表示，在實(shí)際工程上得到了廣泛的研究和應(yīng)用。

隨著電池行業(yè)的日益擴(kuò)張，電池的測(cè)試也越來越被重視。相比較于去使用一個(gè)真實(shí)的電池進(jìn)行測(cè)試，通過模擬電池特性去測(cè)試電池有著非常多的好處。首先，仿電池能夠非常有效地減少測(cè)試時(shí)間，提供重復(fù)性的測(cè)試結(jié)果并且創(chuàng)造一個(gè)安全的測(cè)試環(huán)境。另外，通過測(cè)試電池溫度和老化測(cè)試，都能減少準(zhǔn)備時(shí)間，避免操作者的失誤以及結(jié)果的偏差等因素。

沃森EVWS系列電池模擬器專為新能源電動(dòng)汽車行業(yè)的電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、整車測(cè)試而開發(fā)，用于替代動(dòng)力電池，提供低成本、精準(zhǔn)的測(cè)試解決方案。采用四象限PWM整流、純數(shù)字化控制等核心技術(shù)開發(fā)，具有能量雙向流動(dòng)、能量回饋、精度高、瞬態(tài)特性迅速、轉(zhuǎn)換效率高、對(duì)電網(wǎng)污染低、通訊接口豐富、保護(hù)功能強(qiáng)大等主要特點(diǎn)。