Проведение испытаний без использования аккумуляторов

Вве­дение

Метод испы­тания акку­мулятор­ных бата­рей, зак­лю­ча­ющийся в ими­тации или моде­лирова­нии соот­ветс­тву­ющих харак­те­рис­тик вместо исполь­зо­вания реаль­ных бата­рей, имеет много пре­иму­ществ. Ими­тация акку­мулятор­ных бата­рей зна­чительно умень­шает дли­тель­ность испы­тания, обес­пе­чивает высо­кую вос­про­из­во­димость резуль­та­тов испы­тания и поз­во­ляет соз­дать безо­пас­ную среду тес­ти­рования. Кроме того, это избав­ляет от вре­мязат­ратной под­го­тов­ки, исклю­чает ошибки опе­ратора и устра­няет варь­иро­вание резуль­та­тов из-за тем­пе­ратуры и ста­рения акку­мулятор­ной бата­реи.

Ими­тация акку­мулятор­ной бата­реи умень­шает дли­тель­ность испы­тания

Испы­тание реаль­ной акку­мулятор­ной бата­реи зачас­тую тре­бует от опе­ратора под­го­товки к каж­дому эта­пу. Сна­чала необ­хо­димо заря­дить или раз­ря­дить акку­мулятор, затем выдер­жать тре­бу­емую паузу и лишь после этого можно прис­ту­пить к выпол­не­нию испы­тания. Исполь­зо­вание фун­кции ими­тации поз­во­ляет исклю­чить вре­мязат­ратную про­цедуру под­го­тов­ки.

На пред­став­ленном выше рисунке 1 пока­заны фак­ти­чес­кие дан­ные, полу­чен­ные от поль­зо­вателей по резуль­та­там девяти (9) испы­таний, кото­рые про­водились с исполь­зо­ванием как реаль­ных, так и сыми­тирован­ных акку­мулятор­ных бата­рей. Срав­не­ние этих испы­таний пока­зыва­ет, что ими­тация акку­мулятор­ной бата­реи в дан­ном слу­чае поз­во­ляет умень­шить общее время испы­тания более чем на 70 %.

Ими­тация бата­реи обес­пе­чивает вос­про­из­во­димость резуль­та­тов испы­тания

Со вре­менем акку­муляторы пока­зывают нес­та­биль­ные резуль­таты при испы­тани­ях, изна­шива­ются и тре­буют заме­ны. Ста­рение, внут­ренняя тем­пе­ратура и боль­шое коли­чес­тво пере­зарядок огра­ничивают срок службы бата­реи. Работа с акку­мулято­рами в руч­ном режи­ме, вклю­чая выдер­жи­ва­емую паузу, также может при­водить к сни­жению точ­ности резуль­та­тов испы­тания.

Ими­тация акку­мулятор­ной бата­реи обес­пе­чивает полу­чение дос­то­вер­ных вос­про­из­во­димых резуль­та­тов испы­тания, тогда как изме­нения харак­те­рис­тик бата­реи и ошибки опе­ратора, име­ющие место при испы­тании реаль­ных бата­рей, могут при­водить к нес­та­биль­ности резуль­та­тов испы­тания.

Ими­тация акку­мулятор­ной бата­реи повы­шает безо­пас­ность

Нес­мотря на то, что при работе в нор­маль­ном режиме акку­мулятор­ные бата­реи вполне безо­пас­ны, они все же явля­ются высо­ко­энер­ге­тичес­кими устрой­ства­ми, что может пов­лечь за собой серь­ез­ные риски при воз­никно­вении сбоев в бата­рее или испы­ту­емом устрой­стве (ИУ). В эти риски также вхо­дят воз­дей­ствие опас­ных газов, воз­го­рания, взрывы или кор­ро­зи­он­ные хими­чес­кие вещес­тва. Все это при­вело к необ­хо­димости внед­ре­ния мето­дик обес­пе­чения безо­пас­ности, сог­ласно кото­рым испы­тания дол­жны про­водиться и кон­тро­лироваться исклю­чительно в рабо­чее вре­мя. Кроме того, испы­тания глу­боко раз­ря­жен­ных или избы­точно заря­жен­ных акку­мулятор­ных бата­рей могут при­водить к неп­ред­ска­зу­емым рис­кам и угро­зам безо­пас­ности.

Ими­тация акку­мулятор­ной бата­реи поз­во­ляет соз­дать безо­пас­ную среду тес­ти­рования и исклю­чить все проб­ле­мы, име­ющие место при исполь­зо­вании реаль­ных бата­рей. Более того, ими­тация обес­пе­чивает воз­можность безо­пас­ной про­верки харак­те­рис­тик ИУ при работе акку­мулятор­ной бата­реи в неш­татном режи­ме.

Исполь­зо­вание сыми­тирован­ной бата­реи

Акку­мулятор­ные бата­реи могут быть сыми­тированы в качес­тве дву­нап­равлен­ного источ­ника нап­ря­жения с пос­ле­дователь­ным соп­ро­тив­ле­ни­ем, как пока­зано на рисунке 2. Сис­тема тес­ти­рования акку­мулятор­ных бата­рей 9200 ком­па­нии NH Research под­держи­вает элек­три­чески прог­рамми­ру­емый режим эму­ляции бата­реи («Battery Emulation»), поз­во­ля­ющий ими­тировать любую акку­мулятор­ную бата­рею с про­из­воль­ным уров­нем заря­да. После зада­ния тре­бу­емых зна­чений сис­тема авто­матически изме­няет нап­ря­жение на клем­мах (Vбат) исходя из уровня тока, пос­ту­па­ющего в сис­тему 9200 или выра­батыва­емого ей.

V_бат = V_ocv + R_s · I_{за­ряда}

Как и в слу­чае реаль­ной акку­мулятор­ной бата­реи, в режиме под­держа­ния нап­ря­жения сис­тема тес­ти­рования будет пот­реблять или выра­батывать ток.

Нап­ря­жение и соп­ро­тив­ле­ние зада­ются прог­рам­мным обра­зом и могут мгно­венно при­нимать любое тре­бу­емое зна­чение, что избав­ляет от необ­хо­димости в зарядке или раз­рядке бата­реи перед запус­ком испы­тания. Пре­дель­ные слу­чаи испы­тания избы­точно заря­жен­ных или глу­боко раз­ря­жен­ных бата­рей могут быть безо­пасно смо­делиро­ваны с обес­пе­чением вос­про­из­во­димости резуль­та­тов, что поз­во­ляет оце­нить пове­дение ИУ при работе в таких усло­ви­ях.

Зап­рограм­ми­рован­ное нап­ря­жение под­держи­вает воз­можность очень мед­ленного изме­нения, что поз­во­ляет смо­делиро­вать уве­личение нап­ря­жения в про­цессе зарядки бата­реи.

На рисунке 3 пока­зана ими­тация бата­реи с исполь­зо­ванием заряд­ного устрой­ства при малой ско­рости нарас­та­ния сиг­нала для моде­лирова­ния повы­шения нап­ря­жения в ходе заряд­ки.

В рас­смот­ренном при­мере заряд­ное устрой­ство выпол­няет пери­оди­чес­кую про­верку на пред­мет соот­ветс­твия безо­пас­ному уровню заряда бата­реи путем сни­жения заряд­ного тока, что выра­жа­ется в нез­на­читель­ном умень­ше­нии нап­ря­жения на клем­мах. Паде­ние нап­ря­жения про­пор­ци­онально уровню тока, выра­батыва­емого заряд­ным устрой­ством, наряду с зап­рограм­ми­рован­ным пос­ле­дователь­ным соп­ро­тив­ле­ни­ем. Этот метод поз­во­ляет ими­тировать как новые (низ­кое соп­ро­тив­ле­ние), так и ста­рые (бо­лее высо­кое соп­ро­тив­ле­ние) акку­мулятор­ные бата­реи с про­вер­кой алго­рит­мов работы заряд­ного устрой­ства.

Заряд­ные устрой­ства могут под­держи­вать нес­колько режи­мов регу­лировки тока. В рас­смот­ренном при­мере пока­зан пере­ход заряд­ного устрой­ства с пос­то­янного тока на пос­то­янное нап­ря­жение.

Изме­нение нап­ря­жения выпол­ня­ется под пол­ным управ­ле­нием заряд­ного устрой­ства и не тре­бует переп­рограм­ми­рования сыми­тирован­ной бата­реи.

Ими­тация обес­пе­чивает уско­рен­ное полу­чение дос­то­вер­ных резуль­та­тов испы­тания и поз­во­ляет про­водить безо­пас­ные испы­тания сило­вых элек­трон­ных устрой­ств, обычно тре­бу­ющих исполь­зо­вания реаль­ной бата­реи. Для полу­чения допол­ни­тель­ной инфор­ма­ции о том, как отказ от исполь­зо­вания реаль­ных акку­мулято­ров, при­меня­емых в име­ющихся испы­татель­ных уста­нов­ках, повы­шает безо­пас­ность испы­тания и улуч­шает вос­про­из­во­димость резуль­та­тов, обра­титесь в ком­па­нию NH Research.