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EV 개발 프로세스 검증 단계에서는 시뮬레이션 시스템 (Hardware in the Loop Simulation, 이하 HILS) 이 활용되고 있습니다 .

배터리 팩의 개개의 셀을 감시하는 BMS (Battery Management System) 가 없는 상태에서 검증하는 경우나 EV 주행 환경을 모의해 각 셀의 충방

전 제어를 검증할 때는 배터리의 실제 기기와 시뮬레이션을 조합한 검증이 이루어집니다 . 이러한 검증에서는 각 셀의 전압이나 온도 측정 메이저사이트 순위 넷마블를

실시간으로 고속으로 시뮬레이션 시스템에 반영하는 것이 요구됩니다 .

이 기사에서는 메이저사이트 순위 넷마블 로거로 배터리의 각 셀 전압과 온도를 측정하여 취득한 메이저사이트 순위 넷마블를 HILS 와 연계시키는 활용 사례를 소개합니다 .

이 측정에서 요구되는 메이저사이트 순위 넷마블 로거의 성능

배터리 셀의 충방전 시 전압 변화를 상세하게 파악하기 위해서는 ms 단위의 짧은 주기로 메이저사이트 순위 넷마블를 취득하고 제어해야 합니다 . HILS 와 같은 실시

간성이 요구되는 제어 시뮬레이션에서는 방대한 셀의 측정 메이저사이트 순위 넷마블를 고속으로 시스템에 도입할 필요가 있습니다 . 따라서 메이저사이트 순위 넷마블 로거는 고속 샘플

링으로 측정한 다채널 메이저사이트 순위 넷마블를 저지연으로 고속 출력하는 성능이 요구됩니다 . 또한 고전압 배터리 팩을 측정할 경우 안전하게 시험하기 위한 절연

성능이 필수적입니다 . 이 측정에 사용하는 메이저사이트 순위 넷마블 로거에는 다음과 같은 3 가지 성능이 요구됩니다 .

· 고속 샘플링으로 측정한 메이저사이트 순위 넷마블를 실시간 출력할 수 있음

· 높은 절연 성능을 갖추고 있음

· 고전압 배터리 측정에 대응할 수 있는 채널 수

HILS 와의 연계에 최적인 메이저사이트 순위 넷마블 로거

HIOKI 메이저사이트 순위 넷마블 로거 LR8102 는 실제 배터리를 충방전할 때 제어 시뮬레이션에 최적인 측정기입니다 . 전압 · 온도 모듈 M7100 과 조합하여 계측 시

스템을 구성합니다 . 배터리의 각 셀의 전압과 온도를 측정하고 측정한 메이저사이트 순위 넷마블를 고속으로 실시간 시뮬레이션 시스템에 출력합니다 . ( 샘플링 속도는

측정하는 파라미터나 사용 채널 수에 따라 제한이 있습니다 .

메이저사이트 순위 넷마블 로거 LR8102 와 전압 · 온도 모듈 M7100 이 HILS 와의 연계에 최적인 이유는 다음 세 가지입니다 .

1. 고속 샘플링으로 측정한 메이저사이트 순위 넷마블를 실시간 출력할 수 있다 : 최고 샘플링 속도 5ms

LR8102 는 UDP (User Datagram Protocol)로 방대한 셀 메이저사이트 순위 넷마블를 샘플링마다 실시간으로 출력할 수 있습니다 .

일반적인 메이저사이트 순위 넷마블 로거 측정과 메이저사이트 순위 넷마블 출력 타이밍

일반적으로 메이저사이트 순위 넷마블 로거에서 취득한 메이저사이트 순위 넷마블를 상위 시스템으로 전송하기 위해서는 통신 커맨드를 통해 메이저사이트 순위 넷마블를 주고받습니다 . 하나의 메이저사이트 순위 넷마블를

가져오는 데는 수십 ms 에서 수백 ms 의 시간이 걸립니다 . 수 ms 오더 샘플링으로 측정한 메이저사이트 순위 넷마블를 상위 시스템이 수취하는 타이밍은 실제 측정

한 타이밍과 큰 차이가 생깁니다 . 그림 1 은 일반적인 메이저사이트 순위 넷마블 로거 측정과 메이저사이트 순위 넷마블 출력 타이밍을 보여줍니다 . 전압값은 t7 보다 전에 임계치를 초과

하지만 t9 타이밍까지 해당 메이저사이트 순위 넷마블를 얻을 수 없습니다 . 또한 수 ms 의 측정 메이저사이트 순위 넷마블를 결손 없이 상위 시스템이 취득하려면 여러 메이저사이트 순위 넷마블를 한 번에

취득해야 합니다. 그러나, 실시간으로 메이저사이트 순위 넷마블를 취득해 연산 결과를 피드백하는 HILS 에서는 여러 메이저사이트 순위 넷마블를 한꺼번에 가져와도 최신 메이저사이트 순위 넷마블만 사

용할 수 있게 됩니다 .

HIOKI 메이저사이트 순위 넷마블 로거 LR8102 에 의한 고속 실시간 메이저사이트 순위 넷마블 출력

메이저사이트 순위 넷마블 로거 LR8102 는 측정 데이터를 샘플링마다 실시간으로 UDP로 출력할 수 있습니다 . 각 모듈에서 측정한 데이터는 새로운 설계의 고속 차동

통신으로 연결된 메이저사이트 순위 넷마블 로거 본체에 수집합니다 . 메이저사이트 순위 넷마블 로거의secondary기에서 primary기로의 메이저사이트 순위 넷마블 전송에는 광섬유를 사용한 고속 통신을 채용

하고 있습니다 . 모든 측정 메이저사이트 순위 넷마블는 5ms 이내에primary기로 집약됩니다 . 집약된 메이저사이트 순위 넷마블는 Real-time OS 로 LAN 출력됩니다. 이렇게 측정에서 출력

까지를 충분한 대역폭을 가진 실시간 처리 가능한 하드 구성으로 함으로써 측정 메이저사이트 순위 넷마블 취득 타이밍의 저지연을 실현합니다. 메이저사이트 순위 넷마블 로거에서 시스템

으로 UDP 로 고속 실시간 메이저사이트 순위 넷마블를 출력함으로써 측정한 메이저사이트 순위 넷마블를 HILS 제어 루프에 연계시킬 수 있습니다 .

그림 2 의 그래프는 LR8102 의 UDP 출력 통신 주기의 실증 시험 결과를 보여줍니다 . 5ms 마다 측정 메이저사이트 순위 넷마블를 UDP 출력하여 지연을 관측했습니다 .

14 만회가 넘는 플롯을 반복해도 통신주기는 5ms ± 600 μs 이내로 매우 안정적임을 알 수 있습니다 . 주기 안정성이 높기 때문에 시뮬레이션 시스

템에 메이저사이트 순위 넷마블를 고속 출력해도 안정적인 측정 메이저사이트 순위 넷마블를 얻을 수 있습니다 .

( 그래프는 1 패킷을 스위칭 HUB 경유로 수신한 결과입니다 .)

2. 높은 절연 성능 : DC1500V CAT II

고전압 배터리 팩의 셀 전압을 안전하게 측정하기 위해서는 높은 절연 성능이 필수적입니다 . 예를 들어 , 총 전압 800V 의 배터리 팩의 셀 전압을 측

정하려면 모듈간 전압 800V 및 대지간 전압 800V 의 절연 성능이 필요합니다 . 전압・온도 모듈 M7100 은 ENIEC 61010 안전 규격에 준거한 DC

1500V CAT II 의 절연 성능으로 고전압 시스템을 안전하게 측정할 수 있습니다 .

3. 고전압 배터리 측정에 대응할 수 있는 채널 수 : 800ch(5ms 샘플링 시 )

고전압 배터리 팩의 셀 전압과 온도를 측정하기 위해서는 다채널 측정이 필요합니다 . 예를 들어 셀 전압을 4V 라고 했을 때 , 총 전압 800V 의 배터

리 팩을 구성하는 셀의 수는 200 개입니다 . 그 모든 셀의 전압과 온도를 측정하려면 400ch 가 필요합니다 . EV 개발 현장에서는 실험 레벨에서는

1000V 를 넘는 배터리도 시험 제작하고 있어 향후 더욱 다채널이 필요할 것으로 전망됩니다 .

메이저사이트 순위 넷마블 로거 LR8102 는 메이저사이트 순위 넷마블 로거 본체와 측정 모듈을 조합하여 입력 채널 수를 자유롭게 확장할 수 있습니다 . 그림 3 과 같이 M7100 을 10 대 연

결한 LR8102 를 광접속 케이블로 10 대 샘플링 동기화하면 최대 800ch 를 5ms 샘플링으로 측정할 수 있는 시스템을 구성할 수 있습니다 . M7100

으로 측정한 메이저사이트 순위 넷마블는 연결한 LR8102 로 수집하며 , 모든 메이저사이트 순위 넷마블는 5ms 이내에primary기로 집약됩니다 . 집약된 메이저사이트 순위 넷마블는primary기의 메이저사이트 순위 넷마블 출

력 전용 LAN2 포트에서 실시간 고속 출력됩니다 .

주 ) 한 대의 M7100 사용 채널 수가 8ch 이내이면서 모든 채널의 레인지가 전압레인지일 경우 5ms 샘플링으로 측정할 수 있습니다 .

　　온도 측정은 10ms 샘플링부터 측정할 수 있습니다 .

시스템 예

여기서는 메이저사이트 순위 넷마블 로거 LR8102 와 전압 및 온도 모듈 M7100 을 최대 수로 사용한 경우의 시스템 예를 소개합니다 . LR8102 는 최대 10 대까지 동기

화할 수 있습니다 . LR8102 에 M7100 을 각 10 대 연결하면 최대 100 대의 M7100 을 사용한 계측 시스템을 구성할 수 있습니다 . M7100 에서 측

정하는 파라미터는 자유롭게 조합할 수 있습니다 . 이 예에서는 100 대의 M7100 중 70 대를 전압 측정 , 30 대를 온도 측정에 사용합니다 .

그림 4 와 같이 10 대의 LR8102 를 광접속 케이블로 연결하여 샘플링 동기화합니다 . LR8102 각각에 전압・온도 모듈 M7100 을 10 대 연결합니

다 . 이 계측 시스템으로 전압 (560ch, 5ms 샘플링 ) 과 온도 (450ch, 10ms 샘플링 ) 를 한 번에 측정할 수 있습니다 . 모든 메이저사이트 순위 넷마블는 5ms 이내에 첫

째기기에 집약되며 데이터 출력 전용 LAN2 포트에서 실시간 고속 출력됩니다 . 이와 같이 LR8102 와 계측 모듈로 다채널 계측 시스템을 구성하면 ,

1500V 의 대규모 배터리 시스템의 충방전 시험에서 HILS 와 제휴하는 것도 가능합니다 .

주）한 대의 M7100 사용 채널 수가 8ch 이내이면서 모든 채널의 레인지가 전압레인지일 경우 5ms 샘플링으로 측정할 수 있습니다 .

　　온도 측정은 10ms 샘플링부터 측정할 수 있습니다 .

정리

HILS 와 같은 실시간성이 요구되는 제어 시뮬레이션에 메이저사이트 순위 넷마블 로거를 통합하려면 메이저사이트 순위 넷마블 로거의 샘플링 속도와 메이저사이트 순위 넷마블 출력 속도가 매우 중요합니

다 . 또한 고전압 배터리 팩을 측정할 경우에는 다채널 측정이 가능하고 높은 절연 성능을 갖추고 있어야 합니다 . HIOKI 메이저사이트 순위 넷마블 로거 LR8102 와 계

측 모듈 M7100 을 조합한 시스템으로 최고 샘플링 5ms 로 안전하고 정확하게 메이저사이트 순위 넷마블를 취득하여 해당 메이저사이트 순위 넷마블를 실시간 고속 출력할 수 있습니다 .

HILS 와의 원활한 제휴를 서포트해서 EV 개발에 공헌합니다 . 덧붙여 이 제품에 부속하는 DVD 에는 수신하는 시스템의 샘플 프로그램이 수록되어

있습니다 . 이 샘플 프로그램을 실행하면 LR8102 의 측정값을 UDP 로 수신하여 출력 형식별로 물리량으로 변환하여 파일에 보존하므로 UDP 의 동

작을 바로 체험해 볼 수 있습니다 .

이 제품에 대해서 자세한 것은 HIOKI 웹 사이트의 제품 페이지를 참조해 주세요 .

데모기의 요청이나 측정에 관한 상담은 HIOKI 담당자에게 연락해주세요 .