電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電動(dòng)車輛充放電工況模擬系統(tǒng)，所述工況模擬系統(tǒng)包括：動(dòng)力電池，用于儲(chǔ)存電動(dòng)車輛所需要的電力。所述動(dòng)力電池為動(dòng)力電池包或部分動(dòng)力電池包；充放電單元，用于對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電。監(jiān)控設(shè)備，用于監(jiān)控動(dòng)力電池的充電或放電狀態(tài)，以及用于對(duì)動(dòng)力電池的充電或放電過程進(jìn)行控制，監(jiān)控設(shè)備還包括：檢測(cè)單元、控制單元和工況模擬指令生成單元。工況模擬指令生成單元，根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值；控制單元，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程；檢測(cè)單元，檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。
【專利說明】電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬系統(tǒng)和方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力應(yīng)用領(lǐng)域，并且更特別地，涉及一種電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，為應(yīng)對(duì)全球氣候問題和能源短缺的問題，世界各國(guó)都在積極發(fā)展清潔的可再生能源。傳統(tǒng)汽車進(jìn)一步加劇了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源短缺問題。為了克服傳統(tǒng)汽車對(duì)不可再生資源的依賴，各國(guó)都在大力發(fā)展以電力作為能源的電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車效率高、排放低，能夠從根本上減少對(duì)石油的依賴，增加可再生能源的利用，降低二氧化碳和污染物的排放，得到了廣泛的重視。世界各國(guó)紛紛投入巨額資金，開展電動(dòng)汽車技術(shù)研發(fā)，尤其是在核心的供電系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面，進(jìn)行了大量研究，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。
[0003]電動(dòng)汽車是指全部或部分由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車，目前主要有純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池電動(dòng)汽車以及外接充電式混合動(dòng)力汽車等。為了向電動(dòng)汽車提供電力，必須設(shè)置能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車提供動(dòng)力的動(dòng)力電池。在實(shí)際使用中，通常需要對(duì)動(dòng)力電池的性能進(jìn)行模擬從而獲得動(dòng)力電池的相關(guān)參數(shù)，因此需要對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充放電工況模擬或仿真。此外，動(dòng)力電池組在汽車的各種工況下循環(huán)進(jìn)行充放電，所以動(dòng)力電池組的充放電性能、循環(huán)使用壽命，電池組溫度變化、電池組容量變化等也會(huì)影響電池組的工作特性。電池組管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池組的總電流、總電壓、單組電池模塊電壓、電池組溫度，并能估算電池組容量，實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)給整車控制系統(tǒng)。電池組管理系統(tǒng)對(duì)混合動(dòng)力電池組的安全起著重要作用。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)電池組電壓、電流采樣精度不高,這導(dǎo)致對(duì)電池組的電池容量估算不精確；沒有檢測(cè)電池組溫度特性；與動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的通訊多采用串口通訊技術(shù)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸不可靠，抗干擾能力差。
[0004]因此需要提供一種電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬系統(tǒng)和方法，可以模擬電動(dòng)汽車對(duì)電池充放電過程，為 研發(fā)設(shè)計(jì)人員研究電動(dòng)汽車充放電提供相關(guān)數(shù)據(jù)和理論支持。動(dòng)力電池充放電的相關(guān)參數(shù)由電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬系統(tǒng)來完成。模擬采用流行、簡(jiǎn)單易用的畫面輸出和操作方式，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，通用數(shù)據(jù)庫訪問方式、多進(jìn)程、多線程模式，使系統(tǒng)具有高可靠性、方便的人機(jī)交互操作、高質(zhì)量的畫面顯示及靈活的可擴(kuò)展性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電動(dòng)車輛充放電工況模擬系統(tǒng)，所述工況模擬系統(tǒng)包括:動(dòng)力電池，用于儲(chǔ)存電動(dòng)車輛所需要的電力，所述動(dòng)力電池為動(dòng)力電池包或部分動(dòng)力電池包；充放電單元，用于對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電；監(jiān)控設(shè)備，用于監(jiān)控動(dòng)力電池的充電或放電狀態(tài)，以及用于對(duì)動(dòng)力電池的充電或放電過程進(jìn)行控制，所述監(jiān)控設(shè)備還包括:檢測(cè)單元、控制單元和工況模擬指令生成單元，其中工況模擬指令生成單元，根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值；控制單元，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程；以及檢測(cè)單元，檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地，利用顯示設(shè)備來顯示動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地，利用參數(shù)存儲(chǔ)設(shè)備來存儲(chǔ)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地，控制單元可以采用開環(huán)和閉環(huán)兩種方式控制對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種利用電動(dòng)車輛充放電工況模擬系統(tǒng)進(jìn)行工況模擬的方法，其中所述模擬系統(tǒng)包括:動(dòng)力電池，用于儲(chǔ)存電動(dòng)車輛所需要的電力，所述動(dòng)力電池為動(dòng)力電池包或部分動(dòng)力電池包；充放電單元，用于對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電；監(jiān)控設(shè)備，用于監(jiān)控動(dòng)力電池的充電或放電狀態(tài)，以及用于對(duì)動(dòng)力電池的充電或放電過程進(jìn)行控制，所述監(jiān)控設(shè)備還包括:控制單元和工況模擬指令生成單元，其特征在于，所述方法包括:步驟1:讀取充電和/或放電的工況設(shè)定參數(shù)；步驟2:工況模擬指令生成單元根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值；步驟3:控制單元根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程；步驟4:確定是否達(dá)到工況的結(jié)束條件，如果達(dá)到，進(jìn)入步驟5，否則返回步驟3 ;步驟5:確定是否完成所有工況，如果沒有完成，則獲取下一工況設(shè)定參數(shù)，回到步驟2 ;如果已經(jīng)完成，則結(jié)束。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種利用電動(dòng)車輛充放電工況模擬系統(tǒng)進(jìn)行工況模擬的方法，其中所述模擬系統(tǒng)包括:動(dòng)力電池，用于儲(chǔ)存電動(dòng)車輛所需要的電力，所述動(dòng)力電池為動(dòng)力電池包或部分動(dòng)力電池包；充放電單元，用于對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電；監(jiān)控設(shè)備，用于監(jiān)控動(dòng)力電池的充電或放電狀態(tài)，以及用于對(duì)動(dòng)力電池的充電或放電過程進(jìn)行控制，所述監(jiān)控設(shè)備還包括:檢測(cè)單元、控制單元和工況模擬指令生成單元，其特征在于，所述方法包括:步驟1，讀取與充電和/或放電階段相關(guān)的工況設(shè)定參數(shù)；步驟2，工況模擬指令生成單元根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成充電和/或放電的電壓、電流或功率的初始指令值；步驟3，控制單元根據(jù)所述初始指令值控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行一段時(shí)間的充電和/或放電試運(yùn)行；步驟4，檢測(cè)單元檢測(cè)動(dòng)力電池在試運(yùn)行期間的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，并將所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給工況模擬指令生成單元；步驟5，工況模擬指令生成單元根據(jù)所述初始指令值和實(shí)際運(yùn)行參數(shù)生成工況模擬修正值，步驟6，控制單元根據(jù)所述工況模擬修正值控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電；步驟7:確定是否達(dá)到當(dāng)前充電和/或放電階段的結(jié)束條件，如果達(dá)到，進(jìn)入步驟8，否則返回步驟6 ;步驟8，確定是否完成全部充電和/或放電階段，如果沒有完成，則進(jìn)入步驟9，獲取與下一充電和/或放電階段相關(guān)的工況設(shè)定參數(shù)，回到步驟2 ;如果已經(jīng)完成，則結(jié)束。
[0008]優(yōu)選地，其中所述充放電單元包括:至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊，以及至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊。優(yōu)選地，其中所述至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊串聯(lián)接有手動(dòng)開關(guān)和/或由所述監(jiān)控設(shè)備控制的遙控開關(guān)。優(yōu)選地，其中所述至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊和至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊的公共連接點(diǎn)連接至少一個(gè)電容器。其中至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊包括至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊，所述監(jiān)控設(shè)備能夠控制所述工況模擬系統(tǒng)運(yùn)行在如下狀態(tài):所述至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊處于不連接電網(wǎng)的狀態(tài)，同時(shí)所述至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊中至少一個(gè)分別運(yùn)行在充電或放電狀態(tài)；或者，所述至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊處于維持狀態(tài)，同時(shí)所述至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊中至少一個(gè)分別運(yùn)行在充電或放電狀態(tài)。優(yōu)選地，其中所述AC/DC雙向變流模塊和至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊設(shè)置有輸出直流電壓傳感器和輸出直流電流傳感器，其中所述檢測(cè)單元檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)具體為:利用所述輸出直流電壓傳感器和/或輸出直流電流傳感器來檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。
[0009]優(yōu)選地，所述工況包括基本工況，所述基本工況為以下內(nèi)容中的至少一個(gè):恒電壓充電，其工況參數(shù)包括充電電壓和截止條件；恒電流充電，其工況參數(shù)包括充電電流和截止條件；恒功率充電，其工況參數(shù)包括充電功率和截止條件；恒電壓、恒電流、恒功率分段充電，其工況參數(shù)包括分段的電壓、電流、功率參數(shù)，轉(zhuǎn)換條件和截止條件；按照電壓、電流和/或功率曲線充電，其工況參數(shù)包括充電電壓、電流和/或功率曲線和截止條件；恒電壓放電，其工況參數(shù)包括放電電壓和截止條件；恒電流放電，其工況參數(shù)包括放電電流和截止條件；恒功率放電，其工況參數(shù)包括放電功率和截止條件；恒電壓、恒電流、恒功率分段放電，其工況參數(shù)包括分段的電壓、電流、功率參數(shù)，轉(zhuǎn)換條件和截止條件；按照電壓、電流和/或功率曲線放電，其工況參數(shù)包括充電電壓、電流和/或功率曲線和截止條件；以及動(dòng)力電池靜置，其工況參數(shù)包括靜置時(shí)間。
[0010]優(yōu)選地，還設(shè)置有裝置柜體，所述裝置柜體中安裝有動(dòng)力電池直流電壓、動(dòng)力電池直流電流和/或充放電單元交流電壓的監(jiān)測(cè)儀表，其中所述動(dòng)力電池直流電流的監(jiān)測(cè)儀表具有正負(fù)量程，能夠監(jiān)測(cè)充電和/或放電時(shí)產(chǎn)生的正向和負(fù)向電流。優(yōu)選地，所述工況還包括:由基本工況按照組合次序和/或重復(fù)次數(shù)形成的組合工況。優(yōu)選地，所述工況模擬指令生成單元根據(jù)所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值計(jì)算修正量，以得到當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的修正指令值；并且控制單元，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的修正指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程。優(yōu)選地，所述監(jiān)控設(shè)備還包括工況數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)至少一個(gè)由基本工況序號(hào)標(biāo)識(shí)的基本工況數(shù)據(jù)，所述基本工況數(shù)據(jù)包括基本工況設(shè)定參數(shù)；和/或，工況數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)至少一個(gè)由組合工況序號(hào)標(biāo)識(shí)的組合工況數(shù)據(jù)，所述組合工況數(shù)據(jù)包含以下內(nèi)容中的至少一個(gè):基本工況序號(hào)、基本工況設(shè)定參數(shù)、組合次序或基本工況重復(fù)次數(shù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]通過結(jié)合附圖閱讀優(yōu)選示例性實(shí)施方式的下列詳細(xì)描述，可以更好地理解本發(fā)明的這些以及進(jìn)一步的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，其中:
[0012]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)車輛充放電系統(tǒng)的示意圖；
[0013]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的模擬系統(tǒng)的裝置柜體的示意圖；
[0015]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬方法的流程圖；以及
[0016]圖5不出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬方法的流程圖。
[0017]需要注意的是，這些附圖意在描述方法的一般特性、在特定示例性實(shí)施方式中使用的結(jié)構(gòu)和/或材料，并意在對(duì)下面提供的描述進(jìn)行補(bǔ)充。然而，這些附圖不是按比例的，并且也不是精確地反映任意給出的實(shí)施方式的精細(xì)結(jié)構(gòu)或性能特性，并且也不應(yīng)解釋為通過示例性實(shí)施方式對(duì)所包含的數(shù)值范圍或?qū)傩赃M(jìn)行定義或限定。在各個(gè)附圖中使用同樣或相同的附圖標(biāo)記意在指示存在同樣或相同的元素或特征。
【具體實(shí)施方式】
[0018]盡管示例性實(shí)施方式能夠進(jìn)行各種修改并采用替代形式，但是其實(shí)施方式作為實(shí)施例在附圖中給出，并將在這里進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，不應(yīng)將示例性實(shí)施方式限定為所公開的特定形式，相反，示例性實(shí)施方式意在涵蓋落入權(quán)利要去范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代物。在整個(gè)附圖的描述中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元素。
[0019]可以理解的是，盡管這里可能使用術(shù)語第一、第二等描述各種元素，但是這些元素不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)元素與另一元素相區(qū)別。例如，在不偏離示例性實(shí)施方式范圍的情況下，第一元素也可稱為第二元素，相似地，第二元素也可稱為第一元素。如在這里所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的列出項(xiàng)目的任意和全部組合?？梢岳斫獾氖?，當(dāng)涉及一個(gè)元素與另一元素“連接”或“耦合”時(shí)，其可以與其它元素直接地連接或耦合，或者可以存在介于其中間元素。相反，當(dāng)涉及一個(gè)元素與另一元素“直接連接”或“直接耦合”時(shí)，則沒介于其中間的元素。用于描述元素之間關(guān)系的其它詞應(yīng)以相同的方式進(jìn)行解釋(例如，“在…之間”與“直接在…之間”，“相鄰”與“直接相鄰”等)。 [0020]這里使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施方式，并不意在對(duì)示例性實(shí)施方式進(jìn)行限制。如在這里所使用的，單數(shù)形式“ 一 ”、“ 一個(gè)”和“所述”還意在包括復(fù)數(shù)形式，除非在上下文中明確地進(jìn)行指示。還可以進(jìn)一步理解的是，這里使用的術(shù)語“包含”、“由…組成”、“包括”和/或“含有”說明存在所規(guī)定的特征、整體、步驟、操作、元素和/或元件，但是不排斥存在或增加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元素、元件和/或其組合。
[0021]還需要說明的是，在一些可替換的實(shí)現(xiàn)方式中，所涉及的功能/動(dòng)作還可以按照?qǐng)D中未涉及的順序發(fā)生。例如，根據(jù)所涉及的功能/動(dòng)作，以連續(xù)方式示出的兩個(gè)圖實(shí)際上可以并發(fā)地執(zhí)行，或有時(shí)以相反的順序執(zhí)行。
[0022]除非特別限定，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)與示例性實(shí)施方式的所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同。還可以進(jìn)一步理解的是，諸如以通用字典限定的術(shù)語應(yīng)當(dāng)解釋為與它們?cè)谙嚓P(guān)領(lǐng)域的上下文中的含義相一致，并不解釋為理想化或過度正式的含義，除非在這里進(jìn)行特別限定。
[0023]示例性實(shí)施方式和相應(yīng)的詳細(xì)描述部分可根據(jù)軟件或算法，和對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)比特進(jìn)行操作的符號(hào)表示來呈現(xiàn)。這些說明和表示是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員向本領(lǐng)域其它普通技術(shù)人員有效表達(dá)他們工作主旨的一種方式。如同這里使用的術(shù)語，并如同其所通常使用的，將算法設(shè)想為導(dǎo)致期望結(jié)果的自相一致的步驟序列。該步驟是那些要求對(duì)物理量進(jìn)行物理操作的步驟。通常，盡管不是必須的，這些量采用能夠存儲(chǔ)、傳輸、組合、比較和進(jìn)行其他操作的光、電、或磁信號(hào)的形式。已經(jīng)證明有時(shí)(特別是對(duì)于通常使用的原因)將這些信號(hào)稱為比特、數(shù)值、元素、符號(hào)、字符、項(xiàng)、數(shù)字等是方便的。
[0024]在下列說明中，將根據(jù)動(dòng)作和操作(例如，以流程圖的形式)的符號(hào)表示描述解釋性的實(shí)施方式，其中操作可實(shí)現(xiàn)為程序模塊或包括例程、程序、對(duì)象、元件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的功能過程，其中程序模塊或功能過程執(zhí)行特定的工作或?qū)崿F(xiàn)特定的摘要數(shù)據(jù)類型，并可使用現(xiàn)有的硬件在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)元件上實(shí)現(xiàn)。這樣現(xiàn)存的硬件可包括一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(CPU)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)計(jì)算機(jī)等。
[0025]然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，與合適的物理量相關(guān)聯(lián)的所有這些術(shù)語以及相似術(shù)語僅僅是應(yīng)用于這些量的便利的標(biāo)簽。除非特別聲明，或者從討論中明顯得到，諸如“處理”、“計(jì)算”、“估計(jì)”、“確定”、“顯示”等的術(shù)語，涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或相似的電子計(jì)算設(shè)備的動(dòng)作和處理，以將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的寄存器和存儲(chǔ)器中表述為物理量、電子量的數(shù)據(jù)進(jìn)行操縱并轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器或寄存器或其他這樣的信息存儲(chǔ)器、傳輸或顯示設(shè)備中表示為物理量的其他相似的數(shù)據(jù)。
[0026]還需要說明的是，示例性實(shí)施方式的軟件實(shí)現(xiàn)方面典型地是在一些形式的程序存儲(chǔ)介質(zhì)上進(jìn)行編碼，或在一些類型的傳輸介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是磁(例如，軟盤或硬盤驅(qū)動(dòng)器)或光(例如，致密盤只讀存儲(chǔ)器，或“CD R0M”)，并可以是只讀或隨機(jī)存取的。相似地，傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光纖或本領(lǐng)域公知的其它合適的傳輸介質(zhì)。示例性實(shí)施方式不局限于任何指定實(shí)現(xiàn)的這些方面。
[0027]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)車輛充放電系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，電動(dòng)車輛充放電系統(tǒng)包括動(dòng)力電池和充放電單元。優(yōu)選地，動(dòng)力電池用于儲(chǔ)存電動(dòng)車輛所需要的電力。通常，所述動(dòng)力電池為動(dòng)力電池包或部分動(dòng)力電池包。優(yōu)選地，充放電單元用于對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，電動(dòng)車輛充放電系統(tǒng)通常不具備對(duì)充電和/或放電過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的監(jiān)測(cè)設(shè)備。由此，無法獲知充電和/或放電過程的詳細(xì)情況，無法對(duì)充電電池以及充電和/或放電過程進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在對(duì)一種用于為電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電進(jìn)行模擬的系統(tǒng)和方法，尤其是對(duì)電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電的工況進(jìn)行模擬的系統(tǒng)和方法。
[0028]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬系統(tǒng)的示意圖。如圖2所示，電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬系統(tǒng)包括:動(dòng)力電池、充放電單元以及監(jiān)控設(shè)備。優(yōu)選地，所述監(jiān)控設(shè)備進(jìn)一步包括:檢測(cè)單元、控制單元和工況模擬指令生成單元。所述模擬系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在基本工況或組合工況的情況下對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/放電過程的模擬，從而監(jiān)測(cè)并模擬控制動(dòng)力電池的充放電過程。其中，在充放電過程中獲得的參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)能夠有利地作為改進(jìn)動(dòng)力電池性能的基礎(chǔ)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述動(dòng)力電池用于儲(chǔ)存電動(dòng)車輛所需要的電力，并且所述動(dòng)力電池可以是動(dòng)力電池包或部分動(dòng)力電池包。其中，動(dòng)力電池為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電能，電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車輪和工作裝置。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)中的動(dòng)力電池的出線串聯(lián)有熔斷器，從而能夠在電壓過大或電流過大時(shí)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行保護(hù)。優(yōu)選地，動(dòng)力電池的相關(guān)參數(shù)包括以下中的至少一個(gè):a)電池容量:電池容量由電池放電電壓*放電電流*放電時(shí)間決定,在電池行業(yè)中一般以安時(shí)(Ah)標(biāo)示。b)充(放)電率:充(放)電率是將全部容量的電荷放(充)完所需要的時(shí)間,作為充(放)電時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)速度，一般用來說明放(充)電的速度是多少。比如說二小時(shí)率的放電，是指用0.5C的電流，在二個(gè)小時(shí)的時(shí)間將電池全部容量放完；20分鐘率表示用3C的電流在20分鐘內(nèi)將電池額定電量全部放完。在廠商的電池規(guī)格書上面，也常使用小時(shí)率來表示標(biāo)準(zhǔn)放電時(shí)間，只要根據(jù)額定容量來換算就能確定標(biāo)準(zhǔn)放電電流是多少。通常廠商提供的規(guī)格上額定容量是以溫度20°C、0.2C放電的條件來量測(cè)。c)標(biāo)稱電壓:電池剛出廠時(shí)，正負(fù)極之間的電勢(shì)差稱為電池的標(biāo)稱電壓。d)內(nèi)阻:是指電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力。充電電池的內(nèi)阻很小，一般要用專門儀器測(cè)試。充電態(tài)內(nèi)阻和放電態(tài)內(nèi)阻有差異，放電態(tài)內(nèi)阻稍大，而且不太穩(wěn)定。內(nèi)阻越大，消耗的能量越大，充電發(fā)熱越大。隨著電池使用次數(shù)的增多，內(nèi)阻會(huì)增大，質(zhì)量越差，內(nèi)阻增大越快。e)充電終止電壓:蓄電池充足電時(shí)，極板上的活性物質(zhì)已達(dá)到飽和狀態(tài)，再繼續(xù)充電，蓄電池的電壓也不會(huì)上升，此時(shí)的電壓稱為充電終止電壓。f)放電終止電壓:是指蓄電池放電時(shí)允許的最低電壓。g)循環(huán)壽命:電池可重復(fù)充放電的次數(shù)。壽命與容量成反比，與充放電條件密切相關(guān)，一般充電電流越大，壽命越短。h)荷電保持能力:通常指自放電率。與電池材料、生產(chǎn)工藝和儲(chǔ)存條件有關(guān)，一般溫度越高，自放電率越高。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述充放電單元用于對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電。優(yōu)選地，可以利用充放電單元在多個(gè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電。例如，在第一時(shí)間段內(nèi)充電，在第二時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行先充電后放電，在第三時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行放電以及在第四時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行先放電后充電等。優(yōu)選地，放電單元包括AC/DC雙向變流模塊，以及至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊。其中，所述至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊串聯(lián)接有手動(dòng)開關(guān)和/或由所述監(jiān)控設(shè)備控制的遙控開關(guān)。其中，所述AC/DC雙向變流模塊和至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊的公共連接點(diǎn)連接至少一個(gè)電容器。優(yōu)選地，所述AC/DC雙向變流模塊和至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊設(shè)有輸出直流電壓傳感器和輸出直流電流傳感器，其中利用所述輸出直流電壓傳感器和輸出直流電流傳感器來檢測(cè)檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電時(shí)的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地，將至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊限定為包括至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊。優(yōu)選地，在包括至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊的情況下，在所述監(jiān)控設(shè)備能夠控制所述工況模擬系統(tǒng)運(yùn)行在如下狀態(tài):
[0031](I)所述AC/DC雙向變流模塊處于不連接電網(wǎng)的狀態(tài)，并且同時(shí)所述至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊中至少一個(gè)分別運(yùn)行在充電或放電狀態(tài)。
[0032](2)所述AC/DC雙向變流模塊處于維持狀態(tài)，并且同時(shí)所述至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊中至少一個(gè)分別運(yùn)行在充電或放電狀態(tài)。其中在維持狀態(tài)中AC/DC雙向變流模塊主要維持電容器的電壓穩(wěn)定，即輸出功率為零或近似為零。
[0033]也就是說，要保證所述至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊中至少有一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊運(yùn)行在充電狀態(tài)，并且所述至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊至少有另一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊運(yùn)行在放電狀態(tài)。舉例說明，在具有5個(gè)DC/DC雙向斬波模塊(大于2個(gè))的情況下，有I個(gè)DC/DC雙向斬波模塊處于充電狀態(tài)，有4個(gè)DC/DC雙向斬波模塊處于充電狀態(tài)。沒有任何一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊處于充電狀態(tài)或放電狀態(tài)是不允許的，例如，上述5個(gè)DC/DC雙向斬波模塊的情況下，有5個(gè)DC/DC雙向斬波模塊處于充電狀態(tài)是不被允許的。
[0034]優(yōu)選地，充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電的方式包括以下內(nèi)容中的至少一個(gè):恒電壓充電；恒電流充電；恒功率充電；恒電壓、恒電流、恒功率分段充電；按照電壓、電流或功率曲線充電；恒電壓放電；恒電流放電；恒功率放電；恒電壓、恒電流、恒功率分段放電；按照電壓、電流或功率曲線放電。優(yōu)選地，還可以包括動(dòng)力電池靜置。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述監(jiān)控設(shè)備用于監(jiān)控動(dòng)力電池的充電或放電狀態(tài)，以及用于對(duì)動(dòng)力電池的充電或放電過程進(jìn)行控制。此外，監(jiān)控設(shè)備還會(huì)生成符合要求的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值，以根據(jù)指令進(jìn)行模擬。優(yōu)選地，所述符合要求例如是符合用戶要求、符合測(cè)試要求、符合動(dòng)力電池本身性能的要求等。所述監(jiān)控設(shè)備通過其內(nèi)部的元件來實(shí)現(xiàn)上述功能。優(yōu)選地，所述監(jiān)控設(shè)備還包括:檢測(cè)單元、控制單元和工況模擬指令生成單元。
[0036]優(yōu)選地，工況模擬指令生成單元根據(jù)根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值。優(yōu)選地，所述工況設(shè)定參數(shù)可以是由系統(tǒng)管理員或用戶預(yù)先設(shè)置的。優(yōu)選地，所述工況設(shè)定參數(shù)可以是在運(yùn)行模擬系統(tǒng)之前由用戶輸入的。優(yōu)選地，工況模擬指令生成單元可以根據(jù)當(dāng)前工況設(shè)定參數(shù)生成符合要求的充電和/或放電的電壓、電流或功率的初始指令值。優(yōu)選地，工況模擬指令生成單元根據(jù)所述初始指令值和實(shí)際運(yùn)行參數(shù)生成工況模擬修正值。優(yōu)選地，所述工況模擬指令生成單元根據(jù)所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值計(jì)算修正量，以得到當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的修正指令值。
[0037]其中，模擬系統(tǒng)(例如，監(jiān)控設(shè)備的控制單元)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程。例如，充電時(shí)的電壓、電流或功率，以及放電時(shí)的電壓、電流或功率。優(yōu)選地，所述控制單元可以根據(jù)所述初始指令值控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行一段時(shí)間的充電和/或放電試運(yùn)行。優(yōu)選地，所述控制單元可以根據(jù)所述工況模擬修正值控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電。優(yōu)選地，所述控制單元，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的修正指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程。
[0038]優(yōu)選地，其中所述工況是充放電單元對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電時(shí)的實(shí)際工作情況。優(yōu)選地，所述工況包括基本工況和組合工況。所述組合工況可以由一個(gè)或多個(gè)基本工況組成的。優(yōu)選地，所述基本工況對(duì)應(yīng)于充放電單元進(jìn)行充電和/或放電的模式，以下內(nèi)容中的至少一個(gè):恒電壓充電，其工況參數(shù)包括充電電壓和截止條件；恒電流充電，其工況參數(shù)包括充電電流和截止條件；恒功率充電，其工況參數(shù)包括充電功率和截止條件；恒電壓、恒電流、恒功率分段充電，其工況參數(shù)包括分段的電壓、電流、功率參數(shù)，轉(zhuǎn)換條件和截止條件；按照電壓、電流和/或功率曲線充電，其工況參數(shù)包括充電電壓、電流和/或功率曲線和截止條件；恒電壓放電，其工況參數(shù)包括放電電壓和截止條件；恒電流放電，其工況參數(shù)包括放電電流和截止條件；恒功率放電，其工況參數(shù)包括放電功率和截止條件；恒電壓、恒電流、恒功率分段放電，其工況參數(shù)包括分段的電壓、電流、功率參數(shù)，轉(zhuǎn)換條件和截止條件；按照電壓、電流和/或功率曲線放電，其工況參數(shù)包括充電電壓、電流和/或功率曲線和截止條件；以及動(dòng)力電池靜置，其工況參數(shù)包括靜置時(shí)間。優(yōu)選地，所述組合工況例如可以是，在第一時(shí)間段恒電壓充電；在第二時(shí)間段恒電壓、恒電流、恒功率分段充電；第三時(shí)間段按照電壓曲線放電；第四和第五階段重復(fù)按照電壓曲線放電等。
[0039]優(yōu)選地，工況模擬指令生成單元根據(jù)所述工況模擬初始值和動(dòng)力電池進(jìn)行充電或放電時(shí)的實(shí)際參數(shù)生成工況模擬修正值。其中根據(jù)所述工況模擬初始值和動(dòng)力電池進(jìn)行充電或放電時(shí)的實(shí)際參數(shù)生成工況模擬修正值包括:通過傳感器檢測(cè)得到動(dòng)力電池充電或放電的電壓和/或電流和/或功率的實(shí)際參數(shù)，基于所述實(shí)際參數(shù)和所述工況模擬初始值，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制策略生成工況模擬修正值。優(yōu)選地，控制單元可以根據(jù)所述工況模擬修正值對(duì)動(dòng)力電池開始充電或放電。優(yōu)選地，控制單元可以采用開環(huán)和閉環(huán)兩種方式控制充放電單元的充放電過程。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，控制單元根據(jù)符合要求的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電。優(yōu)選地，檢測(cè)單元檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地，所述檢測(cè)單元檢測(cè)動(dòng)力電池在試運(yùn)行期間的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，并將所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給工況模擬指令生成單元。優(yōu)選地，其中所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)可以包括:(1)充電機(jī)的交流電壓、充電機(jī)的交流電流、動(dòng)力電池的直流電壓、動(dòng)力電池的直流電流、動(dòng)力電池的SOC和/或動(dòng)力電池的溫度；(2)從外部電源進(jìn)行充電的充電時(shí)間、充電曲線和/或充電電量；(3)連接負(fù)載時(shí)的放電時(shí)間、放電曲線和/或放電電量；(4)連接充放電機(jī)時(shí)的充放電速度、充放電時(shí)間、充放電曲線和/或充放電電量。其中，動(dòng)力電池荷電狀態(tài)SOC (State of Charge)作為電池容量狀態(tài)的描述參數(shù)，其數(shù)值定義為電池的剩余容量占電池容量的比值。通常把一定溫度下電池充電到不能再吸收能量的狀態(tài)定義為荷電狀態(tài)100%，而將電池再不能放出能量的狀態(tài)定義為荷電狀態(tài)0%。充放電監(jiān)控設(shè)備存儲(chǔ)上述狀態(tài)數(shù)據(jù)并對(duì)至少一個(gè)動(dòng)力電池充放電單元進(jìn)行控制。優(yōu)選地，可以在各種非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)上述狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0041]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的模擬系統(tǒng)的裝置柜體的示意圖。如圖3所示，所述柜體用于容納動(dòng)力電池、充放電單元以及監(jiān)控設(shè)備。此外，柜體中還可以包括:傳感器、通信單元、輸入設(shè)備、顯示設(shè)備、動(dòng)力電池直流電壓監(jiān)測(cè)儀表、動(dòng)力電池直流電流監(jiān)測(cè)儀表、充放電單元交流電壓監(jiān)測(cè)儀表和/或電池管理系統(tǒng)。優(yōu)選地，動(dòng)力電池通常還配有動(dòng)力電池管理系統(tǒng)，在充放電過程中可以與充放電機(jī)通信，配合充放電機(jī)控制充放電過程。與動(dòng)力電池匹配的電池管理系統(tǒng)能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電、延長(zhǎng)電池的使用壽命、監(jiān)控電池的狀態(tài)，對(duì)電池在成組使用時(shí)的安全應(yīng)用以及壽命的延長(zhǎng)等方面都起著決定性的作用。通信單元使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模擬系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。用戶能夠?qū)⒖刂泼罱?jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給通信單元，通信單元將控制命令轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控設(shè)備。優(yōu)選地，用戶可以可以通過輸入設(shè)備預(yù)先輸入或在運(yùn)行模擬系統(tǒng)之前輸入工況模擬設(shè)定值。優(yōu)選地，顯示設(shè)備能夠顯示模擬系統(tǒng)的修相關(guān)信息，例如設(shè)定參數(shù)、運(yùn)行結(jié)果、運(yùn)行狀態(tài)。優(yōu)選地，可以利用觸摸屏來集成輸入設(shè)備和顯示設(shè)備的功能。
[0042]優(yōu)選地，柜體中安裝有動(dòng)力電池直流電壓、動(dòng)力電池直流電流和/或充放電單元交流電壓的監(jiān)測(cè)儀表，其中所述動(dòng)力電池直流電流的監(jiān)測(cè)儀表具有正負(fù)量程，能夠監(jiān)測(cè)充電和/或放電時(shí)產(chǎn)生的正向和負(fù)向電流。
[0043]優(yōu)選地，所述傳感器可以是聲音傳感器、煙霧傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器等。優(yōu)選地，所述電動(dòng)車輛充放電模擬系統(tǒng)還包括監(jiān)控面板，所述監(jiān)控面板通常位于柜體的前面板。但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，監(jiān)控面板并不限于在柜體的前面板，其通常可以被設(shè)置為易于對(duì)模擬系統(tǒng)進(jìn)行控制。所述監(jiān)控面板用于設(shè)置控制開關(guān)、狀態(tài)指示燈和/或監(jiān)測(cè)儀表。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)安裝了總電源開關(guān)，總電源開關(guān)斷開后能夠斷開柜體內(nèi)所有一次設(shè)備的電源。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)安裝了煙霧報(bào)警裝置和/或高溫報(bào)警裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柜體內(nèi)出現(xiàn)煙霧或高溫時(shí)進(jìn)行報(bào)警。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)的外電源接入位置并聯(lián)有避雷器，從而實(shí)現(xiàn)過電壓防護(hù)的效果。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，還可以設(shè)置存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)至少一個(gè)由基本工況序號(hào)標(biāo)識(shí)的基本工況數(shù)據(jù)，所述基本工況數(shù)據(jù)包括基本工況設(shè)定參數(shù)。優(yōu)選地，工況數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)至少一個(gè)由組合工況序號(hào)標(biāo)識(shí)的組合工況數(shù)據(jù)，所述組合工況數(shù)據(jù)包含以下內(nèi)容中的至少一個(gè):基本工況序號(hào)、基本工況設(shè)定參數(shù)、組合次序或基本工況重復(fù)次數(shù)。存儲(chǔ)單元諸如易失性和非易失性存儲(chǔ)器。其中易失性存儲(chǔ)器例如是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，以及非易失性存儲(chǔ)器例如是只讀存儲(chǔ)器(ROM)。
[0045]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬方法400的流程圖。如圖4所示，所述方法400在步驟401處開始，并且然后進(jìn)行到步驟402。在步驟402，讀取充電和/或放電的工況設(shè)定參數(shù)。此時(shí)的工況設(shè)定參數(shù)為最初的工況設(shè)定參數(shù)或初始設(shè)定參數(shù)。優(yōu)選地，此處可以是工況模擬的第一階段，當(dāng)?shù)谝浑A段完成后，如果還有其它階段，則會(huì)獲取與下一充電和/或放電階段相關(guān)的工況設(shè)定參數(shù)，并重復(fù)執(zhí)行。接著，進(jìn)行到步驟403，工況模擬指令生成單元根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值。優(yōu)選地，此時(shí)的工況設(shè)定參數(shù)可以是如上所述的最初的工況設(shè)定參數(shù)或初始設(shè)定參數(shù)，也可以是之后介紹的步驟407處獲取的與下一充電和/或放電階段相關(guān)的工況設(shè)定參數(shù)。然后，方法400進(jìn)入步驟404，控制單元根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程。方法400進(jìn)入步驟405，確定是否達(dá)到工況的結(jié)束條件，如果達(dá)到，即當(dāng)前充電和/或放電階段完成，則方法400進(jìn)入步驟406，否則返回步驟404。接著，方法400進(jìn)入步驟406，確定是否完成所有工況，如果沒有完成，則獲取下一工況設(shè)定參數(shù)。如果沒有完成，即本次模擬還有下一充電和/或放電階段，則方法400進(jìn)入步驟407，獲取與下一充電和/或放電階段相關(guān)的工況設(shè)定參數(shù)，且然后回到步驟403。如果已經(jīng)完成全部充電和/或放電階段，則進(jìn)行到步驟408，方法400結(jié)束。
[0046]圖5不出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛動(dòng)力電池充放電工況模擬方法500的流程圖。如圖5所示，所述方法500在步驟501處開始，并且然后進(jìn)行到步驟502。在步驟502，讀取與充電和/或放電階段相關(guān)的工況設(shè)定參數(shù)。此時(shí)的工況設(shè)定參數(shù)為最初的工況設(shè)定參數(shù)或初始設(shè)定參數(shù)。優(yōu)選地，此處可以是工況模擬的第一階段，當(dāng)?shù)谝浑A段完成后，如果還有其它階段，則會(huì)獲取與下一充電和/或放電階段相關(guān)的工況模擬設(shè)定值，并重復(fù)執(zhí)行。接著，進(jìn)行到步驟503，工況模擬指令生成單元根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成充電和/或放電的電壓、電流或功率的初始指令值。優(yōu)選地，此時(shí)的工況設(shè)定參數(shù)可以是如上所述的最初的工況設(shè)定參數(shù)或初始設(shè)定參數(shù)，也可以是之后介紹的步驟510處獲取的與下一充電和/或放電階段相關(guān)的工況設(shè)定參數(shù)。然后方法500進(jìn)行到步驟504:控制單元根據(jù)所述初始指令值控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行一段時(shí)間的充電和/或放電試運(yùn)行；步驟505:檢測(cè)單元檢測(cè)動(dòng)力電池在試運(yùn)行期間的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，并將所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給工況模擬指令生成單元；步驟506:工況模擬指令生成單元根據(jù)所述初始指令值和實(shí)際運(yùn)行參數(shù)生成工況模擬修正值，步驟507，控制單元根據(jù)所述工況模擬修正值控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電；步驟508:確定是否達(dá)到當(dāng)前充電和/或放電階段的結(jié)束條件，如果達(dá)到，進(jìn)入步驟509，否則返回步驟507 ;步驟509，確定是否完成全部充電和/或放電階段，如果沒有完成，則進(jìn)入步驟510，獲取與下一充電和/或放電階段相關(guān)的工況設(shè)定參數(shù)，回到步驟503 ;如果已經(jīng)完成，則進(jìn)行到步驟511，方法400結(jié)束。
[0047]已經(jīng)通過參考少量實(shí)施例主要地描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，正如附帶的專利權(quán)利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開的其他的實(shí)施例等同地落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0048]通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語都根據(jù)他們?cè)凇炯夹g(shù)領(lǐng)域】的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考“一個(gè)/所述/該[裝置、組件等]”都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確地說明。這里公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說明。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)車輛充放電工況模擬系統(tǒng),所述工況模擬系統(tǒng)包括: 動(dòng)力電池，用于儲(chǔ)存電動(dòng)車輛所需要的電力，所述動(dòng)力電池為動(dòng)力電池包或部分動(dòng)力電池包； 充放電單元，用于對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電； 監(jiān)控設(shè)備，用于監(jiān)控動(dòng)力電池的充電或放電狀態(tài)，以及用于對(duì)動(dòng)力電池的充電或放電過程進(jìn)行控制，所述監(jiān)控設(shè)備還包括:檢測(cè)單元、控制單元和工況模擬指令生成單元，其中工況模擬指令生成單元，根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值； 控制單元，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程；以及 檢測(cè)單元，檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況模擬系統(tǒng)，其中所述充放電單元包括:至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊，以及至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工況模擬系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊串聯(lián)接有手動(dòng)開關(guān)和/或由所述監(jiān)控設(shè)備控制的遙控開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工況模擬系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊和至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊的公共連接點(diǎn)連接至少一個(gè)電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工況模擬系統(tǒng)，其中至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊包括至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊，所述監(jiān)控設(shè)備能夠控制所述工況模擬系統(tǒng)運(yùn)行在如下狀態(tài):所述至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊處于不連接電網(wǎng)的狀態(tài)，同時(shí)所述至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊中至少一個(gè)分別運(yùn)行在充電或放電狀態(tài)；或者，所述至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊處于維持狀態(tài)，同時(shí)所述至少兩個(gè)DC/DC雙向斬波模塊中至少一個(gè)分別運(yùn)行在充電或放電狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工況模擬系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)AC/DC雙向變流模塊和至少一個(gè)DC/DC雙向斬波模塊設(shè)置有輸出直流電壓傳感器和輸出直流電流傳感器，其中所述檢測(cè)單元檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)具體為:利用所述輸出直流電壓傳感器和/或輸出直流電流傳感器來檢測(cè)動(dòng)力電池充電和/或放電過程中的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述工況包括基本工況，所述基本工況為以下內(nèi)容中的至少一個(gè): 恒電壓充電，其工況參數(shù)包括充電電壓和截止條件； 恒電流充電，其工況參數(shù)包括充電電流和截止條件； 恒功率充電，其工況參數(shù)包括充電功率和截止條件； 恒電壓、恒電流、恒功率分段充電，其工況參數(shù)包括分段的電壓、電流、功率參數(shù)，轉(zhuǎn)換條件和截止條件； 按照電壓、電流和/或功率曲線充電，其工況參數(shù)包括充電電壓、電流和/或功率曲線和截止條件； 恒電壓放電，其工況參數(shù)包括放電電壓和截止條件； 恒電流放電，其工況參數(shù)包括放電電流和截止條件；恒功率放電，其工況參數(shù)包括放電功率和截止條件； 恒電壓、恒電流、恒功率分段放電，其工況參數(shù)包括分段的電壓、電流、功率參數(shù)，轉(zhuǎn)換條件和截止條件； 按照電壓、電流和/或功率曲線放電，其工況參數(shù)包括充電電壓、電流和/或功率曲線和截止條件；以及 動(dòng)力電池靜置，其工況參數(shù)包括靜置時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況模擬系統(tǒng)，其特征在于，還設(shè)置有裝置柜體，所述裝置柜體中安裝有動(dòng)力電池直流電壓、動(dòng)力電池直流電流和/或充放電單元交流電壓的監(jiān)測(cè)儀表，其中所述動(dòng)力電池直流電流的監(jiān)測(cè)儀表具有正負(fù)量程，能夠監(jiān)測(cè)充電和/或放電時(shí)產(chǎn)生的正向和負(fù)向電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工況模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述工況還包括:由基本工況按照組合次序和/或重復(fù)次數(shù)形成的組合工況。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述工況模擬指令生成單元根據(jù)所述實(shí)際運(yùn)行參數(shù)和當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值計(jì)算修正量，以得到當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的修正指令值；并且控制單元，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的修正指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況模擬系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控設(shè)備還包括工況數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)至少 一個(gè)由基本工況序號(hào)標(biāo)識(shí)的基本工況數(shù)據(jù)，所述基本工況數(shù)據(jù)包括基本工況設(shè)定參數(shù)； 和/或，工況數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)至少一個(gè)由組合工況序號(hào)標(biāo)識(shí)的組合工況數(shù)據(jù)，所述組合工況數(shù)據(jù)包含以下內(nèi)容中的至少一個(gè):基本工況序號(hào)、基本工況設(shè)定參數(shù)、組合次序或基本工況重復(fù)次數(shù)。
12.—種利用電動(dòng)車輛充放電工況模擬系統(tǒng)進(jìn)行工況模擬的方法，其中所述模擬系統(tǒng)包括:動(dòng)力電池，用于儲(chǔ)存電動(dòng)車輛所需要的電力，所述動(dòng)力電池為動(dòng)力電池包或部分動(dòng)力電池包；充放電單元，用于對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電和/或放電；監(jiān)控設(shè)備，用于監(jiān)控動(dòng)力電池的充電或放電狀態(tài)，以及用于對(duì)動(dòng)力電池的充電或放電過程進(jìn)行控制，所述監(jiān)控設(shè)備還包括:控制單元和工況模擬指令生成單元，其特征在于，所述方法包括: 步驟1:讀取充電和/或放電的工況設(shè)定參數(shù)； 步驟2:工況模擬指令生成單元根據(jù)工況設(shè)定參數(shù)生成當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值； 步驟3:控制單元根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對(duì)動(dòng)力電池的充電和/或放電過程； 步驟4:確定是否達(dá)到工況的結(jié)束條件，如果達(dá)到，進(jìn)入步驟5，否則返回步驟3 ; 步驟5:確定是否完成所有工況，如果沒有完成，則獲取下一工況設(shè)定參數(shù)，回到步驟2 ;如果已經(jīng)完成，則結(jié)束。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工況模擬方法，其特征在于，所述工況包括基本工況，所述基本工況為以下內(nèi)容中的至少一個(gè): 恒電壓充電，其工況參數(shù)包括充電電壓和截止條件；恒電流充電，其工況參數(shù)包括充電電流和截止條件； 恒功率充電，其工況參數(shù)包括充電功率和截止條件； 恒電壓、恒電流、恒功率分段充電，其工況參數(shù)包括分段的電壓、電流、功率參數(shù)，轉(zhuǎn)換條件和截止條件； 按照電壓、電流和/或功率曲線充電，其工況參數(shù)包括充電電壓、電流和/或功率曲線和截止條件； 恒電壓放電，其工況參數(shù)包括放電電壓和截止條件； 恒電流放電，其工況參數(shù)包括放電電流和截止條件； 恒功率放電，其工況參數(shù)包括放電功率和截止條件； 恒電壓、恒電流、恒功率分段放電，其工況參數(shù)包括分段的電壓、電流、功率參數(shù)，轉(zhuǎn)換條件和截止條件； 按照電壓、電流和/或功率曲線放電，其工況參數(shù)包括充電電壓、電流和/或功率曲線和截止條件；以及 動(dòng)力電池靜置，其工況參數(shù)包括靜置時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工況模擬方法，其特征還在于，所述工況還包括:由基本工況按照組合次序和/或重復(fù)次數(shù)形成的組合工況。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工況模擬方法，其特征在于所述監(jiān)控設(shè)備還包括工況數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)至少一個(gè)由基本工況序號(hào)標(biāo)識(shí)的基本工況數(shù)據(jù)，所述基本工況數(shù)據(jù)包括基本工況設(shè)定參數(shù)； 和/或，工況數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)至少一個(gè)由組合工況序號(hào)標(biāo)識(shí)的組合工況數(shù)據(jù)，所述組合工況數(shù)據(jù)包含以下內(nèi)容中的至少一個(gè):基本工況序號(hào)、基本工況設(shè)定參數(shù)、組合次序或基本工況重復(fù)次數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103675686SQ201210352323
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】郭春林, 肖湘寧, 齊文波, 侯鵬鑫, 范鈺波 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)