배터리 셀 시뮬레이터 BCS-LABCAR

실험용 가상 배터리

BMS(Battery Management System)테스트

전기차에서 리튬이온 배터리의 효율성, 신뢰

성 및 안전성은 배터리의 전자 제어장치인

BMS(Battery Management System)에 의해 결

정됩니다.

이타스 BCS-LABCAR의 특징

이타스의 배터리 셀 시뮬레이터인 BCS-LAB-

CAR는 BMS-LABCAR용 HiL 테스트 시스템

의 일부로서, BCS-LABCAR를 사용해 최대

200개의 배터리 셀을 테스트할 수 있습니다.

이타스는 파트너사인 comemso와 함께 BMS

의 완벽한 기능 테스트가 가능한 고정밀

BCS-LABCAR를 개발했습니다.

정밀도 높은 시스템

이타스 BCS-LABCAR를 사용하면 4ms 이내

에 각 배터리 셀을 0V 0.85V~8V 범위에서

셀 전압 0.5mV의 정확도로 시뮬레이션 할 수

있습니다. 각 배터리 셀에는 부하기가 있어 액

티브 및 패시브 밸런싱(배터리 셀 간의 전하평

형 달성)에 사용할 수 있으며, 로드는 ±2mA

의 정확도로 0A~2.5A의 전류를 끌어올 수 있

습니다. BCS-LABCAR는 BMS 연결 시 wiring

길이에 의해 발생할 수 있는 전압강하에 대한

자동 보상 기능을 보유하고 있습니다. DUAL

및 QUAD 모드에서는 소스전류 12A 및 싱크전

류 10A에 달하는 전류를 동일한 정확도로 사

용할 수 있습니다.

각 셀 출력에는 최대 오차가 ±10 μA 인 고정

밀 전류 측정 시스템이 포함됩니다. 이러한 특

장점을 바탕으로 BCS-LABCAR 사용자는

BMS 시동이 꺼진 상태에서도 배터리 셀별 밸

런싱 전류 및 암전류(전하손실)를 감지할 수

있습니다. 이를 통해 전체 배터리 모듈의 과방

전을 신속하게 분석할 수 있습니다. 배터리 셀

당 통합 쿨롱계수 측정을 통해 밸런싱 과정을

2•10-7 Coulomb (As)의 정확도로 측정할 수

있습니다.

요약

•배터리 셀에 대한 초정밀

시뮬레이션 (전압 및 전류)

•액티브 및 패시브 배터리

셀 밸런싱

•초정밀 전류 측정

•전류변화 분석을 위한

쿨롱계수 사용

•각 배터리의 전기적 오류

(역극성)를 통합 시뮬레이션

LABCAR HiL 시스템에서

자동차 전체를 시뮬레이션

하기 위해 배터리 및 자동차

모델과 통합

•고전류에 도달하기 위해

배터리 셀 병렬연결 가능

전압제어 조건에서 최대

3A의 명목전류를 커버

PC

ECU

BCS-LABCAR배터리 셀 시뮬레이터

배터리 컨디션

LABCAR-MODEL BAT시뮬레이션 모델온도

LABCAR-RTPC시뮬레이션 타겟

온도 시뮬레이션

BMS에서 온도 모니터링 및 제어는 매우 중요

합니다. BMS의 제어 알고리즘을 개발, 검증,

테스트 하려면 고정밀의 전자식 온도 시뮬레

이션이 필요합니다. 이를 위해 NTC/PTC 시

뮬 레 이 션 보 드 는 0W~8MW 범 위 의

NTC/PTC 리지스터 특징곡선을 오차범위 1

W 내에서 에뮬레이션 합니다. 또한 보다 높

은 해상도를 보여주는 제품도 제공가능합니

다. BCS-LABCAR는 전기 자동차 배터리의

온도 센서를 시뮬레이션하기 위한 목적으로

최대 1kV전압용으로 개발되었습니다.

고장 시뮬레이션

각 배터리 셀은 회로 단락, 케이블 단선, 역극

성 등의 고장 시뮬레이션 기능을 제공합니다.

또한 셀 별로 고장 시뮬레이션을 통해 다양한

외부전압을 주입할 수 있습니다. (예: Termi-

nal30 또는 Terminal31). 리튬 이온 배터리 제

어를 위해서는 전압 및 전류의 정밀한 제어가

매우 중요하므로, 배터리 셀 시뮬레이터에 대

한 캘리브레이션 서비스도 제공합니다. 이 시

스템은 사용자가 직접 쉽게 관리할 수 있습니

다.

고전류에서의 액티브 밸런싱

BMS에 의한 밸런싱 전류 (전하 평형)로 인해

에너지가 셀 에뮬레이션 전자장치에 축적되

며, 이로 인해 BCS-LABCAR의 온도 변동성

이 커집니다. BCS-LABCAR 컨트롤러는 이

러한 열 변동을 능동적으로 보완하며, BMS와

전기적으로 접촉하는 지점에서 정확한 전압

을 제어합니다. 그 결과 온도가 변화하는 전

체 범위에 걸쳐 동일한 수준의 정밀성을 확보

할 수 있습니다. 정밀성은 테스트의 현실성과

재생가능성을 달성하기 위한 선행 조건입니

다.

시뮬레이션 모델

BMS를 개발하려면 여러 기능테스트 및 검증

테스트를 거쳐야 합니다. 이를 위해서는 배터

리의 가장 작은 단위인 셀 단계에서 리튬이온

배터리 및 니켈메탈 하이브리드 배터리

(NiMH)를 신뢰성 있고 재생가능한 형태로 시

뮬레이션 할 수 있어야 합니다.

BCS-LABCAR는 BMS 의 HiL테스팅을 위한

BMS-LABCAR를 구성합니다. 이러한 테스트

환경에서, 이타스의 배터리 모델인 LAB-

CAR-MODEL-BAT 및 자동차 전체 시뮬레

이션 모델인 LABCAR-MODEL-VVTB (HiL

테스트용 가상차량 테스트벤치 시뮬레이션

모델) 등 다양한 모델이 결합 및 실행될 수 있

습니다.

이타스의 배터리 모델인 LABCAR-MODEL-

BAT는 Simulink2기반 배터리 모델로서, 모

든 필수 파라미터에 자유롭게 접근할 수 있습

니다. LABCAR-MODEL-BAT는 터미널전압

모듈, 온도 모듈 및 전압손실 모듈 등 3개의

기본모듈로 구성되어 있습니다. 터미널 전압

모듈은 동일한 회로에 기초하기 때문에 리튬

이온이 아닌 다른 형태의 배터리 기술도 시뮬

레이션 할 수 있습니다. 뿐만 아니라 모델이

시뮬레이션하는 셀의 숫자를 쉽게 변경할 수

있으며, 실시간 환경에서 여러 모델을 결합하

여 하나의 배터리를 만들 수 있습니다.

고전류에서의 액티브 밸런싱

[그림 1] 소규모 테스트 환경에 적합한

24셀 데스크톱 시스템

[그림 2] 온도센서 에뮬레이터 2개,

통합형 로드 및 브레이크아웃 박스가

포함된 4셀 모바일 시스템

...

A

V

A

C

+

-

0 Ω ...8 MΩ1 Ω +/-25ppm / °C

0...2.5 A** (0...5 A, 0...10 A)±2 mA

(U1; e.g., KL30, KL31)

±3 A-3 A ... +2 A: ± 2 µA +2 A ... 3 A:

±10 mA ±10 µA

±3 A • 50 ms ±2 • 10-7 As

CAN

0.85...8 V0...3 A ** (0...6 A, 0,...12 A)± 0.5 mV±2 mV4 ms1..10 ms

[그림 3] 셀 에뮬레이션 기능 개요 [그림 4] 19인치 33 HU 표준랙에 장착된

96 셀 시스템. 24채널 온도 센서 시뮬레이션

및 RTPC 시뮬레이션 타겟

저전압구역

최대 1000V의 고전압 구역

**DUAL/QUAD 모드

최대 200셀의 에뮬레이션

제어 장치

각 셀의 셀 공급 소스

각 셀의 내부 전기 로드

각 셀의 전기 오류 시뮬레이션

각 셀의 측정 시스템

각 셀의 측정 시스템

각 셀의 쿨롱계수 측정

온도 센서 시뮬레이션

범위:

분해능:

정확도:

전압 범위:명목 전류:DC 정확도:리플:스텝 응답 1V→4V:스텝 응답 4V→1V: 합선 프루프

명목 전류:정확도:합선 프루프

와이어 고장합선역극성외부 전압 공급

범위:정확도 범위:

범위:정확도:

범위:정확도:

(로드에 따라)

정확도 0.4%

ETA

S-PG

A/M

KC

2_A

KO

/07_

2016

ETAS Locations Worldwide

Germany

Stuttgart (Headquarter)

Brazil

São Bernardo do Campo

Canada

Kitchener

France

Saint-Ouen

India

Bangalore

Pune

Italy

Turin

Japan

Utsunomiya

Yokohama

Korea

Seongnam-si

P.R. China

Beijing

Changchun

Chongqing

Guangzhou

Shanghai

Wuhan

Sweden

Gothenburg

United Kingdom

Derby

York

USA

Ann Arbor

www.etas.com

기술 정보

고객 요청에 따라 다른 구성으로 제품제공이 가능합니다.

BCS-LABCAR에 대한 주문 및 자세한 정보는 http://www.etas.com/BCS-LABCAR에서 확인하시거나

이타스코리아(031-326-6200, sales.kr@etas.com)로 문의해 주십시오.

특징 특성 정확도/정밀도

CAN에서 셀 공급 범위 0V, 0.85V...5V, 3A 까지(6A DUAL모드, 12A QUAD 모드)

정확도 ±0.5mV, 분해능 250μV

CAN에서 전기 로드 0A … 2.5A, (5A, 10A)각 셀

정확도 ±2μA,분해능 100μA

전류 측정 ±10μA 범위 내 < ±10μA±2μA 범위 내 -3μA ... +2A< 0.4% 범위 내 +2A ... +3A

정확도 10μA

CAN에서 셀 공급 범위 3mA•50μs±10μA 범위 내 < ±10μA±2μA 범위 내 -3μA ... +2A< 0.4% 범위 내 +2A ... +3A

정확도 2•10-7As

주문 정보

주문명 약자 주문번호

BCS-LABCAR (배터리 셀 시뮬레이터), 96셀 시스템 LCSY_BCS_96 F-00K-109-625