RT22 | Système de vérification et de test HIL reconfigurable en boucle fermée pour système BMS multi-pack

Je vais présenter un système HIL (Hardware-in-the-Loop) de gestion de batterie (BMS) en boucle fermée, reconfigurable par programmation, basé sur la solution CMDE (Cell Monitoring Device Emulation) d’OPAL-RT. Traditionnellement, les systèmes HIL de gestion de batterie utilisent des émulateurs de cellules coûteux, connectés en série pour reproduire les modules et les barres omnibus du bloc-batterie. La reconfiguration de ces émulateurs de cellules pour créer une nouvelle architecture de bloc-batterie prend beaucoup de temps et est source d’erreurs de câblage. C’est pourquoi on utilise généralement un système HIL dédié au BMS pour chaque architecture de bloc-batterie. Une autre limite de l’approche basée sur les émulateurs de cellules réside dans le fait que la tension de la pile peut atteindre plusieurs centaines de volts, ce qui nécessite la mise en place de mesures de sécurité supplémentaires pour assurer l’isolation par rapport aux composants basse tension. J’ai donc conçu une configuration HIL multipack à l’aide de la solution CMDE d’OPAL-RT. Chaque pack peut comporter de 2 à 16 dispositifs AFE (Analog Front End) selon l’application. La solution CMDE offre toutes les fonctionnalités de plusieurs dispositifs AFE, y compris celle des résistances d’équilibrage. Un modèle de circuit équivalent à deux branches RC est utilisé pour représenter le comportement électrique en boucle fermée des cellules individuelles. Il est modélisé dans MATLAB Simulink et compilé pour la cible NI Veristand RealTime. Le modèle peut fonctionner aussi bien en boucle ouverte qu’en boucle fermée, répondant ainsi à divers besoins de test. Le comportement thermique est également modélisé dans MATLAB et paramétré à partir des données de test issues des cellules utilisées. Ce système HIL dispose de 4 alimentations haute tension programmables pour simuler les tensions du pack, de la liaison, de la précharge et de la station de charge dans diverses configurations en boucle ouverte et fermée. Les autres composants du système HIL sont les suivants : Émulateur de résistance d’isolement Émulateur de capteur de courant shunt haute précision Charge électrique (E-Load) pour simuler une défaillance à courant élevé au niveau des bobines de contacteurs