電池模擬器作用是為了模擬電池的工作特性

　　在電池管理系統(tǒng)測試中，經常需要用到電池模擬器，這里做個簡單的介紹，后續(xù)針對特定問題慢慢展開敘述。動力電池作為電源，具有特殊的輸出特性，即具有輸出電壓隨著電流、溫度、SOC等因素變化的特性，并且具有能量雙向流動特性（即可以進行充電和放電），這是普通穩(wěn)壓電源不具備的特性。電池模擬器的作用是為了模擬電池的工作特性，屬于變輸出特性的直流電源，一般可以通過PWM整流來實現。整流電源經歷了不可控整流器（二極管整流）、相控整流器（晶閘整流器）、PWM整流器（可關斷功率開關）的發(fā)展。作為電池模擬器的關鍵技術之一，PWM整流器的研究主要集中在幾個方面：

　　PWM整流器建模和分析。PWM整流器數學模型的研究是進行PWM整流器控制系統(tǒng)設計的基礎，例如，時域模型、低頻等效電路模型、降階小信號模型等。

　　PWM整流器拓撲結構的研究。通常分為電壓型和電流型兩大類拓撲。電壓型拓撲特征是直流側采用電容進行電流儲能，結構簡單、損耗較低、控制方便；電流型拓撲的直流側一般采用電感進行儲能，需要較大的電感和交流側LC濾波。

　　電壓型PWM整流器的電流控制策略。電壓型的電流控制策略主要包括直接控制和間接控制。間接控制的優(yōu)點是控制簡單、缺點是電流動態(tài)響應較慢、對系統(tǒng)參數敏感，因此逐漸被直接控制取代。直接電流控制的快速電流相應和魯棒性較好，包括不同的控制方式，例如：固定開關頻率且采用電網電動勢前饋的SPWM控制、滯環(huán)電流控制和基于空間矢量的PWM控制。

　　PWM整流器系統(tǒng)控制策略。例如，無網側電流傳感器和無電網電動勢傳感器控制、電網不平衡條件下的控制、基于Lyapunov穩(wěn)定性理論的控制、基于無源控制理論的控制、基于自抗擾技術的控制、反饋線性化控制

　　建立一個好的電池模型，對于電池模擬器的研制十分重要，電池模型的準確與否，直接關系到電池模擬器對電池模擬的偏差大小。構建的鋰離子電池模型，需要了解鋰離子電池的各種參數與動態(tài)特征。由于電池模擬器只是模擬電池的輸入輸出信息（例如電池電壓、溫度等），并不關心電池內部復雜的電化學原理，因此只需要研究其內部特征（soc、內阻、ocv等）與外部特征（端電壓、壽命）的變化規(guī)律，建立能夠表達其變化規(guī)律的數學表達式。隨著電池建模和仿真的研究發(fā)展，出現了很多鋰離子電池的模型，例如：簡化的電化學模型、狀態(tài)空間模型（卡爾曼濾波、人工神經算法）、等效電路等。簡化的電化學模型用于電池內部反應過程研究，但是對于描述當前狀態(tài)下的電池外部特征存在困難；卡爾曼濾波模型對初始soc準確度要求不高，并且可以輸出變量的誤差界限，但是算法相對復雜；人工神經模型具有非線性特性和自學習能力，適用于電池的非線性特性，但是需要大量樣品數據和歷史數據來預測性能，而且神經網絡結構受溫度影響較大，需要重構、更新神經網絡結構。等效電路模型考慮了soc、溫度、極化、電壓、電流等多種因素，通過使用電阻、電容等基本電子元件構成的電路來描述電池工作特性，容易用數學公式來表示，在實際工程上得到了廣泛的研究和應用。