La solution de test des batteries fondée sur des cartes en châssis au standard PXI/PXIe du britannique Pickering Interface, un fournisseur de solutions modulaires de commutation et de simulation de signaux, a été conçue pour simplifier et accélérer les tests de BMS (Battery Management System).

Proposées dans un format compact à un seul emplacement (slot), les cartes référencées 41-754 (PXI) et 43-754 (PXIe) sont des simulateurs de batterie à 2 ou 4 canaux, capables de fournir jusqu’à 8 volts et 5 ampères par voie. Les voies sont entièrement isolées de la masse et entre elles, permettant leur connexion en série pour simuler des batteries dans une architecture empilée.

Selon Pickering, avec jusqu’à quatre voies isolées, ces modules permettent aux utilisateurs d’émuler des cellules ou des modules de batterie, aussi bien dans des ensembles basse tension que haute tension. La technologie associe une capacité de courant élevée et une relecture de mesure précise dans une plate-forme compacte, adaptée aux applications exigeantes dans les véhicules électriques, le stockage d’énergie et au-delà.

Grâce à son format PXI conforme aux standards industriels, le simulateur s’intègre dans des systèmes de test modulaires existants, procurant une architecture évolutive, des modules supplémentaires pouvant être ajoutés si une tension plus élevée est nécessaire.

Pickering indique que cette approche modulaire permet également l’intégration avec d’autres instruments PXI/PXIe (y compris des modules tiers), tels que des unités d’insertion de défauts ou des simulateurs de thermocouples, pour des tests de défaillance et de réponse thermique.

Ainsi, les développeurs de systèmes BMS peuvent utiliser le module pour simuler des défauts tels que le déséquilibre ou le vieillissement des cellules, de même que les effets de température, et dans le même temps de tester en toute sécurité des conditions extrêmes comme la surcharge ou les courts-circuits.

Tous les voies étant entièrement isolés (1000 V voie-vers-masse et 750 V voie-vers-voie), le module peut in fine être utilisé comme une pile représentative de celles présentes dans les systèmes réels de propulsion des véhicules électriques à batterie.

Chaque voie peut simuler jusqu’à 16 cellules en parallèle, tout en fournissant le courant d’équilibrage requis de 300 mA par cellule, ce qui se traduit, selon Pickering, par des cycles de développement plus rapides, une sécurité accrue grâce à une tension de conformité réduite.

On sait que les tests avec de vraies batteries dans des conditions déséquilibrées ou extrêmes peuvent être dangereux en raison des hautes tensions et du risque d’emballement thermique. A ce niveau, un simulateur de batterie comme celui proposé par Pickering élimine ces risques en émulant les cellules sans stockage d’énergie, offrant ainsi une alternative sûre pour les scénarios de test à haut risque.

Contrairement aux configurations traditionnelles reposant sur la charge et la décharge de batteries physiques, le simulateur de batterie de Pickering permet aux ingénieurs de basculer instantanément entre différentes conditions de test. Ce qui réduit le temps de test tout en garantissant des résultats cohérents et répétables, et ce sans attendre que des batteries physiques se chargent ou se déchargent.

Au-delà, contrairement aux cellules réelles qui se dégradent avec le temps, le simulateur assure en outre des conditions constantes et reproductibles, idéales pour comparer de manière fiable les résultats de tests sur plusieurs sessions.

Dans les applications de développement logiciel et d’équilibrage de cellules, le simulateur de batterie 5A permet aussi de mettre en place des configurations en boucle ouverte à faible tension de conformité sur les postes de travail des ingénieurs, pouvant être étendues à des applications en boucle fermée dans des systèmes temps réel.

Ces tests de type HIL (Hardware-in-the-Loop) ouvrent la voie à une simulation de modèles de batteries en association avec des systèmes de contrôle embarqués incluant des tests en temps réel d’algorithmes tels que l’état de charge, l’état de santé ou encore la dégradation des cellules. Enfin, les développeurs de systèmes de stockage d’énergie et d’énergies renouvelables peuvent utiliser le simulateur de batterie 5 A pour simuler des batteries de stockage résidentiel, tester des systèmes de stockage à l’échelle du réseau et évaluer leur conformité ainsi que leur sécurité.

Les secteurs de l’aéronautique et de la défense, des aéronefs électriques, des drones et des véhicules militaires sont ici visés par cette solution, puisqu’ils ont tous besoins d’une émulation de batterie fiable pour tester ces systèmes critiques en termes de sécurité.

Dans l’industrie, les chariots élévateurs électriques, les véhicules miniers, la robotique ou encore la propulsion marine exigent également des solutions de test permettant l’intégration du BMS avec des batteries industrielles haute puissance.