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BMS-Prüfsystem und Battery Cell Simulator
Prüfen Sie, wie Ihr Batteriemanagementsystem Zellspannungen misst und auf Fehler reagiert. Der Battery Cell Simulator stellt kontrollierte Zellspannungen und Sensorsignale bereit. So können Sie Normalzustände und definierte Fehler wiederholen und die Reaktion des BMS prüfen.
Welche Zustände müssen Sie am BMS reproduzieren?
Grundlage und Geltungsbereich
Prüfen Sie die benötigten Betriebspunkte, Schnittstellen und Fehleroptionen anhand der Broschüre und der vereinbarten Konfiguration.
Textstand:
Prüfaufgabe mit dem comemso Application Engineering besprechen
Vom Modell zur elektrischen Realität
Eine wiederholbare Bedingung vorgeben. Die BMS-Reaktion messen.
Eine Testsequenz oder ein Batteriemodell gibt die Zell- und Sensorzustände vor. Der BCS bildet sie am realen BMS-Anschluss nach, sodass Sie Zeitverhalten, Diagnose und Schutzreaktion des Steuergeräts messen können. Die Leistung auf Packebene wird separat bereitgestellt.
- 1Definieren
SoC, SoH, Temperatur, Last und Fehlerzustand festlegen.
- 2Nachbilden
Den Zustand in Zellspannungen, Quellen- oder Senkenstrom und Sensorsignale umsetzen.
- 3Bewerten
BMS-Entscheidung, Zeitverhalten, Schutz und Wiederherstellung messen.
Zentrale Produktfunktionen
Ein BMS-Prüfsystem, das bei der Zelle ansetzt.
Nutzen Sie die freigegebenen Produktmodule, um die elektrischen Bedingungen nachzubilden, die ein BMS messen, ausgleichen, diagnostizieren und absichern muss.
Zellspannungssimulation
Stellen Sie jede virtuelle Zelle unabhängig zwischen 0,1 und 8 V ein. Erzeugen Sie nominale Batteriepacks, präzise Schwellenrampen und kontrollierte Ungleichgewichte, ohne auf das Laden oder Entladen echter Zellen zu warten.
Aktives und passives Balancing
Nutzen Sie Quellen- und Senkenvarianten, um den Stromfluss in beiden Balancing-Richtungen nachzubilden. Wählen Sie das Stromvermögen entsprechend der BMS-Topologie und dem Zellspannungsbereich.
Präzision unter Last prüfenIntegrierte Fehlereinprägung
Erzeugen Sie Leitungsunterbrechungen oder offene Stromkreise, Kurzschlüsse über simulierte Zellkanäle und Verpolung innerhalb der Zellsimulationselektronik. Der angelegte Fehler bleibt dem kontrollierten Kanal zugeordnet.
Fehlerumfang ansehenNTC- und PTC-Simulation
Ersetzen Sie reale Thermistoren durch galvanisch getrennte Temperatursensoremulation und ergänzen Sie definierte Sensorkurzschlüsse oder Leitungsunterbrechungen.
Leckstrom- und Ladungsmessung
Messen Sie Ruhe-, Leck- und Balancing-Ströme auf Zellebene. Eine optionale Stromabtastung mit hoher Rate unterstützt detaillierte Balancing-Analysen und die Ladungsintegration.
Batteriemodelle und HiL
Führen Sie statische Abläufe, integrierte Modelle oder dynamische MATLAB- und Simulink-Modelle aus. Verbinden Sie den BCS über dokumentierte Schnittstellen mit einem Echtzeit-PC und dem übergeordneten Prüfstand.
Batteriezellsimulation entdeckenAussagekräftige Nachweise auf Zellebene
Präzision muss auch während des BMS-Balancings belastbar bleiben.
Ein Spannungswert im Leerlauf reicht nicht aus. Die simulierte Zelle muss stabil bleiben, während das BMS Strom liefert oder aufnimmt. Andernfalls werden Schwellen-, Balancing- und Zustandsschätzungstests uneindeutig.
Der BCS verbindet geregelte Zellspannung mit Zellstrommessung. So bleiben der angelegte Zustand und die BMS-Reaktion unter realistischen Balancing-Bedingungen zuordenbar.
Die genauen Werte hängen vom gewählten Modul, Spannungsbereich und der Systemkonfiguration ab. Maßgeblich bleiben die freigegebene Systemspezifikation und das Angebot.
Kontrollierte Fehlereinprägung
Fehler innerhalb des simulierten Zellkanals einprägen.
Die Fehlererzeugung innerhalb der BCS-Elektronik hält die angelegte Bedingung kontrolliert und wiederholbar. Die BMS-Reaktion lässt sich von der Erkennung über die Schutzmaßnahme bis zur Wiederherstellung bewerten.
Offener Stromkreis und Leitungsunterbrechung
Prüfen Sie unterbrochene Messleitungen, Steckverbindungsfehler und die Diagnosereaktion.
Kurzschluss eines simulierten Zellkanals
Legen Sie einen kontrollierten Kurzschluss am simulierten Zellkanal an und bewerten Sie BMS-Diagnose, Schutzmaßnahme und Wiederherstellung.
Verpolung
Validieren Sie den Umgang mit falscher Verdrahtung, vertauschten Anschlüssen und Montagefehlern.
Erweiterte Systemfehler
Erweitern Sie die Prüfung um NTC/PTC-Fehler, Isolationswiderstandssimulation, Stromsensoremulation und projektspezifische Schaltfunktionen.
Erkennung der physischen Produktvariante
Wählen Sie das Gehäuse für Ihr Prüfsystem.
Das Gehäuse kennzeichnet die physische Baureihe. Zellzahl, Zellelektronik, Sensorsimulation, Fehler, Isolation, Automatisierung und Prüflingsschnittstelle bleiben konfigurationsabhängig.
BCS Flex 5 HE
Das kompakteste BCS Flex-Gehäuse für Tischaufbauten und gezielte Konfigurationen auf Zellebene.
BCS Flex 12 HE
Ein kompaktes Rack-Gehäuse für modulare Entwicklungssysteme und erweiterten Funktionsumfang.
BCS Flex 24 HE
Ein mobiles mittelgroßes Rack für mehr Kanäle und integrierte BMS-Prüffunktionen.
BCS Flex 38 HE
Die große Plattform für Hochvoltaufbauten, hohe Kanalzahlen und vollständige BMS-HiL-Konfigurationen.
Modularer Systemaufbau
Mit den benötigten Zellen beginnen. Zum vollständigen BMS-HiL erweitern.
Die Systemgröße wird gemeinsam mit Stromvermögen, Sensorsimulation, Fehlerfunktionen, Sicherheit, Automatisierung und physischer Prüflingsschnittstelle gewählt.
Kompaktes Tischsystem
Für die Entwicklung von AFE (analoger Messvorstufe), CMC (Zellmanagement-Controller) und BMS, für Algorithmenentwicklung, Startups und Forschungslabore.
- Tragbares Format
- Zell- und optionale Sensorsimulation
- Erweiterbare Architektur
Modulares Entwicklungssystem
Ein gängiger Bereich für BMS-Hardware- und Softwareentwicklung mit Balancing- und Fehlerprüfungen.
- Quellen- und Senkenoptionen
- Fault Simulation Unit
- Breakout- und Sicherheitskonzepte
Hochvolt- und End-of-Line-System
Systeme mit mehreren Racks bis 1.500 V für vollständige Batteriepacks, kontinuierliche Validierung und Produktionsprüfung.
- Automatisierung für den Langzeitbetrieb
- Klimakammer- und Multiplexeroptionen
- Kundenspezifische Schnittstellen
Optionen für vollständige Prüfstände
Sicherheitsintegration im BMS-HiL
Prüflingsaufnahme und simulierte Zellen teilen eine Freigabekette.
Wenn der Zugang zum BMS oder zu Zellüberwachungseinheiten kontrolliert werden muss, lässt sich der BCS Flex mit einem verriegelten Seitengehäuse oder integrierten Prüflingsschubladen auslegen. Der Prüfling wird auf einer Gewinderasterplatte montiert. Das Öffnen einer Zugangstür unterbricht die BMS-HiL-Verriegelung, schaltet das gesamte System ab und macht die BCS-Ausgänge spannungsfrei.
Kontrollierter Prüflingsbereich
BMS und CMUs werden auf einer Gewinderasterplatte im Seitengehäuse oder in einer integrierten Schublade montiert.
Gekoppelte Verriegelung
Die Zugangstür wird in die Freigabekette des gesamten BMS-HiL eingebunden und nicht als eigenständiger Schrankschalter behandelt.
Spannungsfreier Zugang
Beim Öffnen der Tür schaltet das System ab, und die BCS-Ausgänge werden spannungsfrei geschaltet.
Projektspezifische Entwicklung
Sicherheitsfunktionen, Steckverbinder, Prüflingsaufnahme und die erforderliche Risikobeurteilung werden für die gelieferte Konfiguration festgelegt.
Automatisierung und modellbasiertes Testen
Offene Schnittstellen für Ihre vorhandene Prüfumgebung.
Steuern Sie Zellwerte, Fehlerzustände und Messungen über dokumentierte Schnittstellen. Der Battery Cell Simulator kann als gezieltes Instrument auf Zellebene oder als abgestimmte Komponente eines vollständigen Hardware-in-the-Loop-Prüfstands arbeiten.
comemso comframe-Software
Konfigurierte Zellsignale mit der aufgezeichneten BMS-Reaktion verbinden.
Die comemso comframe-Oberfläche führt konfigurierte Prüfkanäle, Messwerte und Testsequenz in einem gemeinsamen Arbeitsbereich zusammen. Nutzen Sie die gewählten Softwarefunktionen, um wiederholbare Bedingungen vorzubereiten und die zugehörigen Messwerte für die Prüfung aufzubewahren.
Halten Sie angelegten Stimulus, BMS-Reaktion und Abnahmekriterien zusammen. Verfügbare Kanäle, Fehlerfunktionen und Automatisierungsschnittstellen hängen von der System- und Softwarekonfiguration ab.
Ein bestandener BMS-Test setzt auch einen intakten Prüfaufbau voraus.
Eine unterbrochene Verbindung zwischen BCS und Prüfling oder ein Fehler in einem Simulatorkanal kann ein Prüfergebnis beeinträchtigen. Der BCS-Controller erkennt unterstützte Verbindungs- und Kanalfehler und kennzeichnet das betroffene Modul über seine rote Fehleranzeige. Die Software kann Fehlerinformationen über die in der gewählten Konfiguration vorhandenen CAN-, Ethernet- oder EtherCAT-Schnittstellen auslesen.
Absichtlich eingeprägter Prüflingsfehler
Wählen Sie einen vom konfigurierten Simulator unterstützten Fehler, etwa eine Unterbrechung. Legen Sie Kanal und Anwendungsbedingungen sowie die erwartete BMS-Reaktion für die Prüfung fest.
Unbeabsichtigter Prüfsystemfehler
Ein Verbindungs- oder Kanalproblem im Prüfaufbau. Prüfen Sie die Diagnoseflags, bevor Sie den Lauf akzeptieren, und legen Sie fest, wie die Automatisierung mit einem ungültigen Ergebnis umgeht.
Ein eindeutiger Diagnosestatus ist eine Voraussetzung für belastbare Nachweise; er belegt nicht die Gültigkeit sämtlicher Aspekte eines Tests. Automatischer Stopp, Sperrung und Wiederholungsprüfung müssen bei der Integration festgelegt werden.
Spezifizieren Sie für den gewählten BCS-Aufbau die Genauigkeit am Prüflingsanschluss, Kabelkompensation, Betriebsbedingungen und Langzeitstabilität. Halten Sie den angelegten Zellstimulus, die Prüflingsreaktion und den Prüfsystemstatus fest, damit diese Bedingungen bei der Ergebnisbewertung nachvollziehbar bleiben.
Ihre Anforderungen an Zellen, Sensoren und Diagnose festlegen
Langfristiges Vertrauen in Messungen
Die BCS-Genauigkeit unter Kontrolle behalten.
Messgeräte verändern sich mit der Zeit. Der BCS unterstützt Feinjustierung im Softwareablauf und professionelle Rekalibrierung, um über den gesamten Systemlebenszyklus zuverlässige Ergebnisse auf Zellebene zu erhalten.
-
1
Feinjustierung
Korrigieren Sie kleine Zellspannungsabweichungen über den BCS-Softwareablauf.
-
2
Servicekalibrierung
Nutzen Sie den freigegebenen Serviceprozess bei comemso oder durch qualifiziertes Servicepersonal.
-
3
SmartCal
Automatisieren Sie Kalibrierung und Justierung mit einem geführten Ablauf, geeigneten Referenzgeräten und einem erzeugten Bericht.
Eine kompakte BMS-Plattform kann mit dem Unternehmen wachsen.
Ein BESS-Kunde erweiterte eine Entwicklungsplattform mit 24 Zellen auf zwei BMS-Prüfsysteme mit jeweils 132 Zellkanälen, 40 NTC-/PTC-Kanälen sowie Shunt- und RISO-Simulation.
Kundensystem: Hochvolt-BMS-Tests – System des Monats.
Testszenario: Eine Zellspannung fällt unter ihren Grenzwert
Beispielprüfung: Halten Sie die übrigen simulierten Zellen auf ihren Normalwerten und senken Sie einen Kanal über die definierte Steuergeräteschwelle hinweg ab. Vergleichen Sie die vom BMS gemeldete Spannung, seine Diagnosemeldung und Schutzreaktion. Ein Kanal ist ein unabhängig gesteuertes Zell- oder Sensorsignal, kein vollständiger Batteriepack.
Technische Ressourcen
Methode, Konfiguration und unterstützende Unterlagen prüfen.
Batteriezellsimulation im Detail
Zellüberwachung, Balancing, Präzision, Fehlereinprägung, Automatisierung und BMS-HiL-Auslegung.
BMS-Klima- und Temperaturtests
Umweltbedingungen, Kabeleinflüsse, Temperaturzyklen und Laborauslegung.
BroschüreBattery Cell Simulator
Aktuelle Produktarchitektur, Anwendungen, Module und Beispiele für Systemkonfigurationen.
KonfigurationDas vollständige System definieren
Prüflingsschnittstelle und Prüfumfang in eine Projektspezifikation überführen.
Kundenerfahrung
Kundenstimmen zu BMS-Tests
„Bei TI wissen wir, dass die richtigen Werkzeuge und die passende Unterstützung Innovation ermöglichen. Unser breites Portfolio an Bausteinen für Batteriemanagementsysteme hilft zusammen mit den bewährten Ergebnissen und der Genauigkeit des Battery Cell Simulator von comemso, die Entwicklungszeit zu verkürzen. comemso ermöglicht es, Ihr System auf Zellebene mit hoher Präzision zu testen und zu messen.“
„Hervorragendes technisches Wissen über comemso und die Kundenanwendung. Hohe Produktqualität und für die Forschung geeignet.“
„Die flexible Simulation realer Batteriebedingungen mit dem comemso BCS ermöglicht es uns, unterschiedliche reale Szenarien unserer Kunden aus den Bereichen Stromnetz, Automobil und Transport automatisch zu testen. So können wir sicherheitskritische Faktoren frühzeitig erkennen und beseitigen, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern.“
Häufig gestellte Fragen
Häufige Fragen zu BMS-Prüfsystemen und zum Battery Cell Simulator
Was ist ein Batteriezellsimulator und wie wird er als BMS-Prüfsystem eingesetzt?
Ein Batteriezellsimulator, auch Batteriezellemulator genannt, bildet einzelne Zellspannungssignale an den BMS-Eingängen nach. Ein konfigurierter comemso BCS kann Quellen- und Senkenverhalten, Messwertrücklesung, Temperatursensorsimulation und elektrische Fehlereinprägung kombinieren.
Damit können Entwickler die BMS-Reaktion auf definierte Normalzustände, Grenzfälle und Fehler überprüfen, ohne auf das Laden oder Entladen echter Zellen zu warten. Ein Zellsimulator prüft das Steuergeräteverhalten; er charakterisiert keine Batteriechemie.
Ist ein Batteriezellsimulator dasselbe wie ein Batteriepack-Simulator?
Nein. Ein Batteriezellsimulator emuliert in Reihe geschaltete Zellen und ihr Verhalten auf Zellebene unabhängig voneinander. Ein Batteriepack-Simulator bildet üblicherweise die gesamte Packspannung und den Packstrom nach. Beide können in einem vollständigen BMS-HiL-System kombiniert werden.
Wie viele Batteriezellen kann das comemso-System simulieren?
Die modulare Produktfamilie lässt sich mit 12 bis 300 simulierten Zellen konfigurieren, mit 0,1 bis 8 V pro Zelle und Gesamtspannungen in Reihenschaltung bis 1.500 V. Die endgültige Konfiguration hängt vom Prüfling, den Stromanforderungen und zusätzlichen Funktionen ab.
Lässt sich aktives und passives Zellbalancing testen?
Beim passiven Balancing liefert der simulierte Zellkanal Strom an den Entladewiderstand des BMS. Tests des aktiven Balancings können je nach Energieübertragungspfad Quellen- und Senkenbetrieb erfordern. Verfügbarer Strom und Betriebsbereich hängen vom gewählten Modul und der Konfiguration ab.
Welche elektrischen Fehler lassen sich einprägen?
Je nach Konfiguration umfasst der Funktionsumfang Leitungsunterbrechungen oder offene Stromkreise, einen Kurzschluss über einen simulierten Zellkanal und Verpolung. Vollständige Systeme können zusätzlich Temperatursensorfehler, Isolationswiderstandssimulation, Stromsensoremulation und projektspezifische Fehlerpfade bereitstellen.
Lässt sich ein BCS-Prüfstand in eine bestehende BMS-HiL- oder Automatisierungsumgebung integrieren und erweitern?
Ein konfigurierter BCS lässt sich über dokumentierte CAN-, Ethernet- oder EtherCAT-Schnittstellen integrieren. comframe unterstützt Einrichtung und manuelle Tests; die gewählte Schnittstelle und der Softwareumfang bestimmen die weitere Automatisierung.
Das verlinkte BESS-Projekt zeigt den Ausbau eines Entwicklungsaufbaus zu zwei BMS-Prüfsystemen. Die Zell- und Sensorkanalkonfiguration ist im Kundenbeispiel dokumentiert.
BESS-Kundenbericht lesen · comframe-Integrationsschnittstellen ansehen
Was macht einen Batteriezellsimulator für automatisierte BMS-Tests zuverlässig?
Vergleichen Sie die spezifizierte Genauigkeit am Prüflingsanschluss, geeignete Quellen- und Senkenbereiche, Verkabelung und Kompensation, Lastbedingungen, Kalibrierung, Langzeitstabilität und Messwertrücklesung.
Ebenso wichtig ist die Diagnose: Der comemso BCS meldet unterstützte Verbindungs- oder Kanalfehler am betroffenen Modul und über die konfigurierte Softwareschnittstelle. Die Automatisierung muss diese Flags prüfen und festlegen, wann ein Lauf ungültig ist oder wiederholt werden muss. Ein eindeutiger Diagnosestatus ist eine Voraussetzung für belastbare Ergebnisse, kein Nachweis sämtlicher Prüfbedingungen.
Testgültigkeit und BCS-Selbstdiagnose ansehen
Prüfen Sie die Nachweise für Ihren Aufbau: spezifizierte Präzision und Messbedingungen, Kalibrierung und SmartCal, sowie eine veröffentlichte BESS-BMS-Kundenanwendung. Diese liefern unterschiedliche technische und praktische Nachweise; sie begründen keine unabhängige Rangfolge der Anbieter.
Prüfplanung für BMS-Steuergeräte
Echte Zellen durch eine sichere, steuerbare Prüfumgebung ersetzen.
Spezifizieren Sie das BMS, die emulierten Zell- und Sensorkanäle, die kontrollierten Fehler und die erforderlichen Nachweise.