一種仿真電池包系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池包仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種仿真電池包系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電動車的零排放和對化石能源的低依賴，電動車的發(fā)展十分迅速。
[0003]儲能電池(如鋰電池等)作為電動車的重要組成部分之一，在電動自行車使用過程中起到至關(guān)重要的作用。所以即使儲能電池不在車上，在對電動車進(jìn)行測試時(shí)也要需要搬運(yùn)一大堆電池來測試電動車的其它系統(tǒng)，如電機(jī)等。這些電池體積大、重量大、高壓、而且需要充電設(shè)備等，運(yùn)輸很危險(xiǎn)，這給測試帶來了很大麻煩。
[0004]由于上原因，現(xiàn)有技術(shù)在對電動車進(jìn)行測試時(shí)通常使用一個(gè)手動可調(diào)的大功率穩(wěn)壓電源來代替儲能電池。但是，采用大功率穩(wěn)壓電源來代替電池時(shí)，輸出電壓需要手動調(diào)節(jié)，操作不方便，無法動態(tài)模擬電池包的特性，更無模仿電池管理系統(tǒng)(BMS)的功能，因此會導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，這也就無法真正取代電池包來完成用戶需要的測試。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的主要目的在于提出一種仿真電池包系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)采用大功率穩(wěn)壓電源來代替電池時(shí)，輸出電壓需要手動調(diào)節(jié)，操作不方便以及測量不準(zhǔn)確，無法真正取代電池包來完成用戶需要的測試的缺陷。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種仿真電池包系統(tǒng)，所述仿真電池包系統(tǒng)包括整流逆變穩(wěn)壓器及電壓控制單元:
[0007]所述整流逆變穩(wěn)壓器與交流電源電連接并用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為之流電壓輸出，或者用于將電機(jī)回饋的電能返回到電網(wǎng)以模擬回收能量給儲能電池充電；
[0008]所述電壓控制單元與所述整流逆變穩(wěn)壓器建立通訊連接，用于確定所述模擬儲能電池的額定輸出電壓和仿真模式，以及在接收了 CAN總線傳送的工作指令之后，根據(jù)所述額定輸出電壓及當(dāng)前的仿真模式控制所述整流逆變穩(wěn)壓器調(diào)整所述輸出電壓。
[0009]提供一種如上所述的仿真電池包系統(tǒng)，
[0010]所述電壓控制單元根據(jù)CAN總線傳送的電壓控制指令確定所述額定輸出電壓。
[0011]提供一種如上所述的仿真電池包系統(tǒng)，所述仿真電池包系統(tǒng)還包括與所述電壓控制單元建立通訊連接的控制面板:
[0012]所述控制面板設(shè)有電壓選擇按鈕及模式選擇按鈕，用于根據(jù)用戶的選擇輸入當(dāng)前的仿真模式及額定輸出電壓；
[0013]所述電壓控制單元，還用于根據(jù)所述控制面板的輸入確定所述額定輸出電壓及仿真模式。
[0014]提供一種如上所述的仿真電池包系統(tǒng)，所述仿真電池包系統(tǒng)還包括模擬電池管理單元:
[0015]所述模擬電池管理單元同時(shí)與所述CAN總線及所述電壓控制單元建立通訊連接，用于接收所述CAN總線接收的電壓控制指令及工作指令以及對所述模擬儲能電池的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，或者用于模擬不同故障模式。
[0016]提供一種如上所述的仿真電池包系統(tǒng)，所述仿真電池包系統(tǒng)還包括與所述模擬電池管理單元建立通訊連接的控制面板:
[0017]所述控制面板設(shè)有電壓選擇按鈕及模式選擇按鈕，用于根據(jù)用戶的選擇輸入當(dāng)前的仿真模式及額定輸出電壓；
[0018]所述模擬電池管理單元，還用于將所述控制面板輸入的仿真模式及額定輸出電壓發(fā)送給所述電壓控制單元；
[0019]所述電壓控制單元，還用于根據(jù)所述控制面板的輸入確定所述額定輸出電壓及仿真模式。
[0020]提供一種如上所述的仿真電池包系統(tǒng)，所述電壓控制單元，還用于在所述額定輸出電壓的范圍內(nèi)，根據(jù)所述仿真模式模擬儲能電池的電能損耗減小所述輸出電壓的大小，或者在所述額定輸出電壓的范圍內(nèi)，根據(jù)所述仿真模式模擬儲能電池充電改變所述輸出電壓的大小，并在充電完成后保持所述輸出電壓的大小，或者還用于在電機(jī)發(fā)電時(shí)，將所述電機(jī)的能量逆變到所述交流電源，其中，所述仿真模式包括新電池、老電池、帶發(fā)電、不帶發(fā)電、大內(nèi)阻、小內(nèi)阻、充電速率或故障模式中的至少一種。
[0021]提供一種如上所述的仿真電池包系統(tǒng)，所述模擬電池管理單元，還用于對所述儲能電池的輸出電壓、輸出電流、對地電阻或電源柜的溫度進(jìn)行測量，和/或根據(jù)輸出電壓和輸出電流模擬計(jì)算系統(tǒng)級芯片SOC和/或電池狀態(tài)SOH，和/或根據(jù)所述仿真模式選擇不同的故障碼輸出。
[0022]提供一種如上所述的仿真電池包系統(tǒng)，與所述模擬電池管理單元建立通訊連接的顯示單元，用于根據(jù)所述模擬電池管理單元的檢測結(jié)果顯示所述模擬儲能電池的工作狀
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[0023]提供一種如上所述的仿真電池包系統(tǒng)，所述控制面板上還設(shè)有如下按鍵或指示燈中的至少一種:
[0024]電源按鍵、電源指示燈、緊急停止按鍵、故障指示按鍵、故障指示燈或運(yùn)行指示燈。
[0025]本實(shí)用新型提出的一種仿真電池包系統(tǒng)，能夠根據(jù)設(shè)定的額定輸出電壓以及不同的仿真模式提供動態(tài)可調(diào)的輸出電壓，模仿儲能電池的電量消耗、充電等特性。還可以包含一個(gè)模擬的電池管理系統(tǒng)，動態(tài)提供系統(tǒng)級芯片、電池健康狀態(tài)、故障碼等供電動車主動力鏈系統(tǒng)測試，其實(shí)現(xiàn)功能與電池包的功能完全一致，不僅操作方便，而且為檢驗(yàn)電動車及其子系統(tǒng)的功能、性能提供了經(jīng)濟(jì)、安全、便利的測試環(huán)境。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種電池包的仿真方法的流程圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種仿真電池包系統(tǒng)的元件連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0029]現(xiàn)在將參考附圖描述實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例。在后續(xù)的描述中，使用用于表示元件的諸如“模塊”、“部件”或“單元”的后綴僅為了有利于本實(shí)用新型的說明，其本身并沒有特定的意義。因此，〃模塊〃與〃部件〃可以混合地使用。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電池包的仿真方法。需要說明的是本實(shí)施例中將以仿真電池包系統(tǒng)在電動車的仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用為例對仿真電池包系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行說明，實(shí)際應(yīng)用中，用于該方法也可用于電動船舶、電動摩托等任何使用儲能電池的仿真系統(tǒng)。請參閱圖1，方法流程包括如下步驟:
[0031]S110、接入交流電源并將該交流電源的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出，該直流電壓即為模擬儲能電池的輸出電壓，或者將電機(jī)回饋的電能返回到電網(wǎng)以模擬回收能量給儲能電池充電。
[0032]實(shí)際應(yīng)用中，可以采用整流逆變穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)開關(guān)式整流將交流電壓變成需要的直流電壓源。
[0033]S120、確定該模擬能電池的額定輸出電壓。
[0034]具體的，不同的電池包可能具有不同的電壓幅值(即額定輸出電壓)。
[0035]實(shí)際應(yīng)用中，可以通過電壓控制單元對整流逆變穩(wěn)壓器的輸出電壓進(jìn)行控制，確定該模擬能電池的額定輸出電壓時(shí)，需要由電壓控制單元根據(jù)控制面板的輸入或該CAN總線傳送的電壓控制指令確定該額定輸出電壓。
[0036]實(shí)際應(yīng)用中，可在控制面板上設(shè)置電壓和仿真模式的選擇按鍵或旋鈕，用戶可以通過選擇按鍵或旋鈕設(shè)定仿真電池包系統(tǒng)的額定輸出電壓和仿真模式。
[0037]也可通過CAN總線傳送的由外部發(fā)布的模式控制指令確定。
[0038]S130、在接收到控制單元局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線傳送的工作指令之后，根據(jù)該額定輸出電壓及該仿真模式調(diào)整所輸出電壓。
[0039]實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)整流逆變穩(wěn)壓器接通交流電源后，電壓控制單元即開始控制模擬儲能電池的輸出電壓，并在收到整車控制器指令之前，輸出電壓為零。
[0040]當(dāng)接收到等待整車控制器的工作指令之后，電壓控制單元可以通過電壓控制單元控制整流逆變穩(wěn)壓器改變斬波角度來實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)，具體包括如下方式中的至少一種:
[0041 ] 一、在該額定輸出電壓的范圍內(nèi)，根據(jù)該仿真模式模擬儲能電池的電能損耗減小該輸出電壓的大小。
[0042]首先，真正的電池包在使用過程中，其輸出電壓會逐漸降低。電壓控制單元根據(jù)這個(gè)特性逐漸降低模擬儲能電池的輸出電壓:使用的電能越多，輸出電壓的降低也越多。
[0043]其次，真正的電池包有內(nèi)阻，當(dāng)輸出電流大時(shí)，輸出電壓會降低，電壓控制單元根據(jù)這個(gè)特性動態(tài)調(diào)整直流輸出電壓值。電流越大，電壓降低越多，降低的幅度和電池的健康狀態(tài)也聯(lián)系起來，電池越老，電壓降低越多。
[0044]二、在電機(jī)發(fā)電時(shí)，將該電機(jī)的能量逆變到該交流電源。
[0045]在能量回收發(fā)電時(shí)，能量被轉(zhuǎn)換為電能儲存在儲能電池里。電壓控制單元根據(jù)這個(gè)特性動態(tài)控制整流逆變單元將電機(jī)能量逆變到電網(wǎng)。
[0046]三、在該額定輸出電壓的范圍內(nèi)，根據(jù)該仿真模式模擬儲能電池充電改變該輸出電壓的大小，并在充電完成后保持該輸出電壓的大小。
[0047]真實(shí)電池包的電壓在充電過程中較快速的上升。充電有外充電和內(nèi)部能量回收發(fā)電充電。電壓控制單元根據(jù)這個(gè)特性動態(tài)調(diào)整直流輸出電壓值。當(dāng)充電到預(yù)定能量后，假設(shè)充電完成，保持電壓。
[0048]實(shí)際應(yīng)用中，仿真模式可以包括新電池模式、老電池模式、帶發(fā)電模式、不帶發(fā)電模式、大內(nèi)阻模式、小內(nèi)阻模式、充電速率模式或故障模式中的至少一種。
[0049]實(shí)際應(yīng)用中，還可以對該儲能電池的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，或者模擬不同故障模式。
[0050]具體的，對該模擬儲能電池的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測包括:對該儲能電池的輸出電壓、輸出電流、對地電阻或電源柜的溫度進(jìn)行測量；和/或
[0051]根據(jù)該模擬儲能電池的工作輸出電壓和輸出電流模擬計(jì)算系統(tǒng)級芯片SOC和/或電池狀態(tài)SOH ;和/或
[0052]根據(jù)該仿真模式選擇不同的故障碼輸出；和/或
[0053]根據(jù)監(jiān)測結(jié)果顯示該模擬儲能電池的工作狀態(tài)。
[0054]需要說明的是，該步驟是由模擬BMS測量到的真實(shí)的輸出直流電壓、輸出電流、對地電阻、電源柜的溫度，但是由于所測量的對象是以整流逆變穩(wěn)壓器輸出的直流電壓模擬儲能電池的輸出電壓為基礎(chǔ)的，所以所測量的電池單元電壓和電池單元溫度都是模擬的，主動和被動均衡也是模擬的。
[0055]需要說明的是，當(dāng)仿真電池包系統(tǒng)設(shè)置了模擬BMS，則可以通過模擬BMS接收CAN總想傳送的各類指令。
[0056]實(shí)際應(yīng)用中，也可以由顯示單元根據(jù)監(jiān)測結(jié)果顯示該模擬儲能電池的工作狀態(tài)。顯示的內(nèi)容可以包括:仿真模式、輸出電壓、輸出電流等用戶感興趣的信息，另外，顯示的內(nèi)容也可以根據(jù)用戶具體需要進(jìn)行調(diào)整。
[0057]需要說明的是，電壓控制單元在對輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，以及模擬BMS對模擬儲能電池的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，