本發(fā)明涉及電池測試，更具體地說，是涉及一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載。

背景技術(shù)：

1、電池產(chǎn)業(yè)在近年來的全球能源轉(zhuǎn)型與新能源汽車發(fā)展中扮演著越來越重要的角色。隨著全球范圍內(nèi)對減少溫室氣體排放與環(huán)境保護意識的提升，新能源汽車及其核心組件——動力電池受到了極大的關(guān)注與快速發(fā)展，該產(chǎn)業(yè)具有眾多市場需求，技術(shù)創(chuàng)新也得以快速發(fā)展。

2、在動力電池的相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品中，電子負載，英文名為electronic?load，一種通過控制內(nèi)部功率或晶體管的導(dǎo)通量來達到準確檢測負載電壓、精確調(diào)整負載電流功能的電子元器件，可在電池調(diào)試與測試中模擬實際工作條件下的負載情況。電子負載通過模擬不同的負載條件，以評估其放電特性與壽命，幫助測試與評估電池的穩(wěn)定性、效率與可靠性。電子負載的模擬過程能夠幫助優(yōu)化電池設(shè)計，提高電池性能，以確保電池在實際使用中能夠滿足性能要求。對于電池制造商來說，這些對于電池的開發(fā)與生產(chǎn)至關(guān)重要。

3、在電池的測試過程中，電子負載若能夠維持預(yù)設(shè)功率，測試條件即變得穩(wěn)定可控，這有助于在相同的負載條件下重復(fù)測試，從而提高測試結(jié)果的一致性與可比性，還能夠精確模擬電池在實際使用中的負載條件，比如電動汽車行駛時的能耗，從而確保測試結(jié)果更貼近現(xiàn)實使用場景。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了實現(xiàn)在電池測試中功率穩(wěn)定，本發(fā)明提供一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下所述：

3、一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，電子負載接入測試電網(wǎng)，

4、電子負載獲取測試電網(wǎng)實際電壓的頻率信息與相位信息，

5、電子負載根據(jù)頻率信息與相位信息計算獲得測試電網(wǎng)的實際電壓相位角，

6、電子負載預(yù)先設(shè)定針對不同需求預(yù)設(shè)多個預(yù)設(shè)功率因數(shù)及各自對應(yīng)的預(yù)設(shè)功率因數(shù)角、預(yù)設(shè)電流強度，

7、電子負載根據(jù)預(yù)設(shè)功率因數(shù)角、預(yù)設(shè)電流強度、實際電壓相位角計算獲得測試電網(wǎng)的目標電流強度，

8、電子負載監(jiān)控測試電網(wǎng)的實際電流強度，并根據(jù)目標電流強度、實際電流強度調(diào)整內(nèi)置的電力電子變換器，使得測試電網(wǎng)的實際電流強度趨近目標電流強度。

9、上述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，電子負載通過電壓傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器對測試電網(wǎng)的實際電壓信號進行采樣，并將采集的實際電壓信號存儲在電子負載的內(nèi)存中，

10、電子負載對存儲的實際電壓信號進行快速傅里葉變換，獲取測試電網(wǎng)的實際電壓的頻率信息，

11、電子負載通過鎖相環(huán)技術(shù)獲取測試電網(wǎng)的實際電壓的相位信息。

12、上述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，電子負載根據(jù)頻率信息與相位信息計算獲得測試電網(wǎng)的實際電壓相位角的計算公式為

13、

14、其中，θ為測試電網(wǎng)的實際電壓相位角，e為頻率信息，u為相位信息。

15、上述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，

16、當需求電子負載為阻性負載，設(shè)置預(yù)設(shè)功率因數(shù)為1，電子負載的電流波形在時間軸上與電子負載的電壓波并行；

17、當需求電子負載為容性負載，設(shè)置預(yù)設(shè)功率因數(shù)小于1，且電子負載的電流波形在時間軸上領(lǐng)先于電子負載的電壓波形；

18、當需求電子負載為感性負載，設(shè)置預(yù)設(shè)功率因數(shù)小1，且電子負載的電流波形在時間軸上滯后于電子負載的電壓波形。

19、上述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，預(yù)設(shè)功率因數(shù)及各自對應(yīng)的預(yù)設(shè)功率因數(shù)角的計算式為

20、φ＝arccos(t)，

21、其中，φ為預(yù)設(shè)功率因數(shù)角，t為預(yù)設(shè)功率因數(shù)。

22、上述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，電子負載根據(jù)預(yù)設(shè)功率因數(shù)角、預(yù)設(shè)電流強度、實際電壓相位角計算獲得測試電網(wǎng)的目標電流強度的計算式為

23、i＝im·cos(θ+φ)，

24、其中，i為測試電網(wǎng)的目標電流強度，im為預(yù)設(shè)電流強度，θ為測試電網(wǎng)的實際電壓相位角，φ為預(yù)設(shè)功率因數(shù)角。

25、上述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，電子負載根據(jù)目標電流強度、實際電流強度獲得誤差參數(shù)，并獲得此時電子負載的控制信號，使得此時的誤差參數(shù)與此時的電子負載控制信號形成一一映射關(guān)系，并為了縮減誤差參數(shù)的數(shù)值，通過pid控制公式調(diào)整控制信號。

26、上述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，電子負載根據(jù)目標電流強度、實際電流強度獲得誤差參數(shù)，并獲得此時電子負載的控制信號，使得此時的誤差參數(shù)與此時的電子負載控制信號形成一一映射關(guān)系，并為了縮減誤差參數(shù)的數(shù)值，通過pr控制公式調(diào)整控制信號。

27、上述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，電子負載包括：

28、輸入接口單元，連接待測電源或電池，并引入電源輸出；

29、電力電子變換器，根據(jù)設(shè)定的負載特性調(diào)整輸入電流，模擬不同的負載條件；

30、控制與調(diào)整單元，根據(jù)設(shè)定的負載特性，實時調(diào)節(jié)電力電子變換器的工作狀態(tài)，以確保實際負載符合設(shè)定值。

31、進一步的，電子負載還包括如下任意一個或多個部件：

32、顯示與操作界面，提供用戶與電子負載交互的界面，用于設(shè)定電子負載的特性與顯示電子負載的狀態(tài)；

33、冷卻與散熱系統(tǒng)，確保電子負載內(nèi)部溫度不過高，避免過熱損壞；

34、保護電路，防止電路出現(xiàn)異常情況，保護電子負載不受損壞；

35、存儲單元，存儲外部獲取數(shù)據(jù)與內(nèi)部計算所得數(shù)據(jù)。

36、根據(jù)上述方案的本發(fā)明，其有益效果在于，

37、1.本發(fā)明的電子負載是基于預(yù)設(shè)的功率因數(shù)進行調(diào)整的，故而能夠維持預(yù)設(shè)功率，使得測試條件變得穩(wěn)定可控，有助于在相同的負載條件下重復(fù)測試，從而提高測試結(jié)果的一致性和可比性。并且穩(wěn)定功率的測試條件，能夠精確模擬電池在實際使用中的負載條件，比如電動汽車行駛時的能耗，從而確保測試結(jié)果更貼近現(xiàn)實使用場景。

38、2.本發(fā)明的電子負載的調(diào)整是基于功率因數(shù)本身，因此可以模擬各種類型的負載條件，如感性負載、容性負載和純阻性負載，可以在同一臺設(shè)備上進行多種負載條件的測試，這種靈活性使得電子負載成為了一個多功能工具，適合多種測試需求，同時降低了測試成本。

39、3.本發(fā)明的電子負載直接對測試電網(wǎng)電壓進行相位同步與頻率跟蹤，確保了測試過程中電流相位的精確調(diào)整，以更好地模擬實際工作條件下的負載情況，提高測試結(jié)果的準確性與可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，電子負載接入測試電網(wǎng)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，電子負載通過電壓傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器對測試電網(wǎng)的實際電壓信號進行采樣，并將采集的實際電壓信號存儲在電子負載的內(nèi)存中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，電子負載根據(jù)頻率信息與相位信息計算獲得測試電網(wǎng)的實際電壓相位角的計算公式為

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，當需求電子負載為阻性負載，設(shè)置預(yù)設(shè)功率因數(shù)為1，電子負載的電流波形在時間軸上與電子負載的電壓波并行；

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，預(yù)設(shè)功率因數(shù)及各自對應(yīng)的預(yù)設(shè)功率因數(shù)角的計算式為φ＝arccos(t)，

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，電子負載根據(jù)預(yù)設(shè)功率因數(shù)角、預(yù)設(shè)電流強度、實際電壓相位角計算獲得測試電網(wǎng)的目標電流強度的計算式為

7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，電子負載根據(jù)目標電流強度、實際電流強度獲得誤差參數(shù)，并獲得此時電子負載的控制信號，使得此時的誤差參數(shù)與此時的電子負載控制信號形成一一映射關(guān)系，并為了縮減誤差參數(shù)的數(shù)值，通過pid控制公式調(diào)整控制信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，電子負載根據(jù)目標電流強度、實際電流強度獲得誤差參數(shù)，并獲得此時電子負載的控制信號，使得此時的誤差參數(shù)與此時的電子負載控制信號形成一一映射關(guān)系，并為了縮減誤差參數(shù)的數(shù)值，通過pr控制公式調(diào)整控制信號。

9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，電子負載包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，其特征在于，電子負載還包括如下任意一個或多個部件：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于功率因數(shù)調(diào)整的電子負載，電子負載接入測試電網(wǎng)，電子負載獲取測試電網(wǎng)實際電壓的頻率信息與相位信息，電子負載根據(jù)頻率信息與相位信息計算獲得測試電網(wǎng)的實際電壓相位角，電子負載預(yù)先設(shè)定針對不同需求預(yù)設(shè)多個預(yù)設(shè)功率因數(shù)及各自對應(yīng)的預(yù)設(shè)功率因數(shù)角、預(yù)設(shè)電流強度，電子負載根據(jù)預(yù)設(shè)功率因數(shù)角、預(yù)設(shè)電流強度、實際電壓相位角計算獲得測試電網(wǎng)的目標電流強度，電子負載監(jiān)控測試電網(wǎng)的實際電流強度，并根據(jù)目標電流強度、實際電流強度調(diào)整內(nèi)置的電力電子變換器，使得測試電網(wǎng)的實際電流強度趨近目標電流強度。本發(fā)明的電子負載能夠維持預(yù)設(shè)功率，使得測試條件變得穩(wěn)定可控，從而提高測試結(jié)果的一致性與可比性。

技術(shù)研發(fā)人員：唐玄,楊大榮,舒鍵,易鑫
受保護的技術(shù)使用者：深圳市費思泰克科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6