電池仿真器能夠模擬用于驗證電池管理系統（BMS）的電池接收器和源特性。典型的電池仿真器板可以仿真多節電池組，這些電池組可以輕松連接到電池控制器（BCC）的評估板。

仿真器可以幫助工程師徹底測試便攜式系統，這對于產品開發和生產階段都是必不可少的。電池單元仿真器與主電源隔離，可串聯使用，在電池管理系統的硬件在環測試中模擬更高電壓的電池。

電池電動汽車（BEV）和混合動力電動汽車（HEV）是減少污染和碳足跡的常用手段。這些系統中的電池通常由許多串聯或并聯組合的電池組成。這使得BMS成為此類系統的重要組成部分，以確保安全高效的電池運行。

電池管理系統目標

BMS的主要目標包括保護電池和電池免受可能的損壞，延長電池的使用壽命，并保持電池處于運行狀態，從而滿足功能規范。BMS準確測量串聯電池電壓、電池電流和其他關鍵參數，同時支持充電狀態（SoC）、健康狀態（SoH）和充電平衡算法的開發。

什么是電池仿真器？

電池仿真器是一種模擬真實電池電氣特性的電子儀器。關鍵特性包括功率、電流、電壓和等效串聯電阻（ESR）。它為類似于實際電池的設備提供所需的電壓、功率和電流。通常，出于測試目的，仿真器會更換便攜式設備內的電池。如果電池充電器在所有可能的條件下（包括正常和故障情況）都正常運行，則使用電池仿真器對電池充電器進行壓力測試。電池仿真器最顯著的優勢是它能夠在很短的時間內改變仿真電壓。

電池模擬器和電池模擬器術語經常用于工業和學術領域。一般來說，兩者的目的都是為了方便測試更換實際的電池。電池管理系統（BMS）有助于測量電池電壓、溫度和電池電流。它充當安全控制器，在平衡電池的同時監控和報告電池狀態。它還借助一些大功率數字驅動器使用主電池接觸器處理過流問題。溫度管理是BMS幫助實現的另一項安全功能，可防止過熱。

電池仿真器應用

移動和手持電子設備包括為電池充電的充電器電路。充電器電路必須根據規范進行驗證，以便實現電池的可靠充電。在實際電池中，為耗盡的電池充電需要數小時才能完成，而這可以使用模擬器在幾秒鐘內完成。同樣，實際電池放電需要幾天時間，但同樣可以在幾分鐘內完成。此外，仿真器可以輕松模擬過度充電的電池和完全耗盡的電池，這對于實際電池來說是極其難以實現的。這使得模擬器成為驗證的有吸引力的選擇。圖1顯示了使用電池仿真器進行充電測試的圖示。

圖1.使用電池仿真器進行充電器測試的圖示。圖片由ACCEL儀器提供

中等功率的電子設備通常使用多個串聯的電池來實現高功率和高電壓。最佳電池能量容量是通過使用有源電池平衡電路來實現的。為了驗證電池平衡電路的行為，需要集成多個仿真器。

圖2.用于模擬電池組以測試電池平衡電路的多個仿真器示意圖。圖片由ACCEL儀器提供

圖2顯示了用于模擬電池組以測試電池平衡電路的多個仿真器的示例說明。每個單元電池模擬器模擬電池單元的行為。使用多個仿真器是合理的，因為需要將一個或多個單元配置為不平衡，以便設置壓力測試并觀察電池單元平衡電路在這種情況下的響應。其中包括一個或多個電池被過度充電的情況，以及在下一個場景中，很少有電池被損壞或卡在低電壓下。