在电动汽车开发历程的验证阶段会用到模拟系统（Hardware in the Loop Simulation，以下简称 HILS）。在没有电池治理系统（BMS）监控电池包单个电芯的情形下，或是在通过模拟电动汽车的驾驶情形来磨练每个电芯的充放电控制时，都市团结电池实体和模拟系统举行检测。这种检测要求将每个电芯的电压和温度丈量数据高速并实时地传输至模拟系统。 本文以使用数据收罗仪丈量每个电芯的电压和温度并将获取的数据与 HILS 相团结为例举行先容。

为了准确掌握电池电芯充放电历程中电压转变的微观细节，必须在毫秒（ms）级此外极短时间段内完成数据收罗事情。而当我们面临要求极高实时性的控制仿真HILS系统时，则需要在系统中快速收罗大量电芯的丈量数据。因此，数据收罗仪必须具备在多通道运作情形下的高精度采样能力，以及低延迟的高速输出功效。在丈量高压电池电芯时，我们还必须对电芯实验绝缘测试，以确保测试历程的清静性。

用于这些丈量的数据收罗仪需要具备以下三项性能要求：

?能实时输出高速采样丈量的数据

?具备高绝缘性

?可支持电池丈量的通道数目

HIOKI 的数据收罗仪 LR8102 是对实体电池举行充放电控制模拟的理想之选。它与电压·温度？ M7100 组合成一个丈量系统, 可以丈量电池每个电芯的电压和温度，并将丈量数据高速输出到实时模拟系统。 (采样速率受丈量参数和所用通道数目的限制）。

数据收罗仪 LR8102 和电压·温度？ M7100 是与 HILS 搭配的理想选择，缘故原由有以下3个。

1. 能实时输出高速采样丈量的数据：最高采样速率 5 ms

对于数目重大的电芯数据， LR8102 可以通过 UDP（User Datagram Protocol）实时输出每次采样。

一样平常数据收罗仪的丈量和数据输出时序

一样平常而言，数据收罗仪所获取的数据通过通讯指令上传至上位系统。每个数据获取的历程可能需要泯灭数十或数百毫秒（ms）。上位系统吸收数毫秒（ms）级采样数据的时间，可能会与着实际丈量时间发生较大误差。图1 展示了典型的数据收罗仪在丈量与数据输出方面的时序。电压值在t7前便已超出阈值，然而直到t9之前，却无法获取数据。为确保上位系统在不损失数据的条件下获取至0.1ms的丈量数据，必须在统一时间内获取多个数据。然而，在实时获取数据、反馈盘算效果的HILS情形中，即便同时获取多个数据，也只能接纳其中最新天生的数据。

数据收罗仪 LR8102 可通过 UDP 实时输出每次采样的丈量数据。 通过新设计的高速差分通讯，每个？檎闪康氖荻际斜煌绲剿连的数据收罗仪主机中。 副仪器与主仪器之间的数据传输接纳高速光纤通讯。 所有丈量数据会在 5 ms 内汇总到主仪器。 汇总的数据使用Real-time OS系统通过LAN输出。云云，从丈量源头至输出环节的硬件设置可以提供富足的带宽以实验实时处置赏罚，进而到达对丈量数据收罗时间的低延迟要求，从而实现丈量数据收罗时间的低延迟。数据收罗仪通过 UDP 向系统输出高速实时数据，可将丈量数据毗连到 HILS控制路。

图 2 显示了对 LR8102 的 UDP 输出通讯周期的演示测试效果：通过 UDP 每 5 ms输出一次丈量数据，并视察延迟情形。发现纵然经由凌驾 14万次重复绘制，在 5 ms ± 600 μs的规模内通讯周期也很是稳固。 因周期内稳固性高，纵然在数据高速输出到模拟系统的情形下，也能确保稳固地获取丈量数据。(图中显示的是通过交流 HUB 吸收一个数据包的效果。）

2. 高绝缘性能：DC1500 V CAT II

高绝缘性能对于清静丈量高压电池包中的电芯电压至关主要。 例如，丈量总电压为 800 V 的电池包的电芯电压，要求？橛肽？橹涞木敌阅艿酱 800 V，？橛氪蟮刂涞木敌阅艿酱 800 V。 凭证 EN IEC 61010 清静尺度，电压?温度？ M7100 的绝缘性能到达1500 V DC CAT II，可以对高压系统举行清静丈量。

3. 可支持高压电池丈量的通道数：800 ch（5 ms 采样时）

要丈量高压电池包中电芯的电压和温度，需要举行多通道丈量。 例如，若是电芯的电压为 4 V，那么总电压为 800 V 的电池包就有 200个电芯。 在电动汽车开发中，现在已在实验层面上制造出了电压凌驾 1000 V 的电池，预计未来将需要更多的通道。

数据收罗仪LR8102 的输入通道数目可通过将主机与丈量？橄嗤沤岬姆绞骄傩凶杂衫┱。 如图 3 所示，10 台 LR8102 各自与 10 个M7100 相连可通过光纤毗连举行采样同步，从而组成一个最多可丈量 800 ch、采样率为 5 ms 的系统， 所有数据在 5 ms 内汇总到主仪器。 汇总数据通过主仪器的数据输出专用 LAN2 端口高速实时输出。

注：当一个 M7100 使用的通道数小于即是 8 个且所有通道的量程均为电压量程时，可使用 5 ms 采样举行丈量。温度丈量可从 10 ms 采样最先。

以下先容数据收罗仪LR8102和电压·温度模块M7100最大使用数目的系统示例：最多可同步毗连 10 台 LR8102；若是每台 LR8102 毗连 10个 M7100，则最多可构建一套毗连 100 个 M7100 的丈量系统。 M7100 所丈量的参数可以自由组合。 在本示例中，100 个 M7100 中的 70个用于电压丈量，30 个用于温度丈量。

如图 4 所示，10台 LR8102 通过光纤毗连，以实现同步采样；每台LR8102 毗连10个 M7100 电压·温度模块。 通过这个丈量系统，可以同时丈量电压（560 ch，5 ms 采样）和温度（450 ch，10 ms 采样）。 所有数据都市在 5 ms内汇总到主机上，并通过数据输出专用 LAN2端口高速实时输出。 通过这种方式，LR8102 和丈量？榭勺槌梢惶锥嗤ǖ勒闪肯低，与 HILS 配合使用，可用于1500 V 电池系统举行充放电测试。

注：当 1个 M7100 使用的通道数小于即是 8 个且所有通道的量程均为电压量程时，可使用 5 ms 采样举行丈量。温度丈量可从 10 ms 采样最先。

数据收罗仪的采样和数据输出速率对于将数据收罗仪集成到 HILS 等要求实时性的控制模拟系统中很是主要。而且，在丈量高压电池包的情形下，要求仪用具备多通道以及可靠的绝缘性能。HIOKI 的 LR8102 数据收罗仪与 M7100 丈量？橄嗤沤，可实现清静、准确的数据收罗，采样率高达 5 ms，并可举行实时高速数据输出。 支持与 HILS 的适配集成，有助于电动汽车的开发。 本产物附带的 DVD 光盘包罗一个用于吸收系统的示例法式。 运行该示例法式可通过 UDP 吸收 LR8102 的丈量值，将其转换为种种输特殊式的物理量并生涯到文件中，这样您就可以连忙试用 UDP 的操作了。

如需相识本文先容产物的更多信息，请会见产物页面。或致电我司，预约产物演示或咨询相关应用。