[发明专利]电池组模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池组模拟器。

背景技术

由于环保和能源两方面压力，传统汽车正逐步被混合动力车和电动车等新型汽车代替。在这些电动车或混合动力车上，通常装有高性能的动力电池组，其中电动车依靠该动力电池组告别汽油，实现真正的零排放，而混合动力车依靠该动力电池组将起步、加速、减速、刹车等各种工况下的排放降到最低，且最大限度的提高汽油的使用效率。在这种情况下，车上还需要装有电池管理模块，一方面用于了解动力电池组当前的电量和输入电流，根据这些信息协调车上的其他系统，完成各种控制；另一方面用于监控动力电池组中每节电池的电压、温度等信息，以采取相关措施延长动力电池组寿命及提高其充放电性能等。该电池管理模块功能的正常运行对于整车的安全及控制具有重要意义，因而在电池管理模块开发时要对设计的功能进行验证，且有必要考虑和测试该电池管理模块在动力电池组处于各种不同状况下时的性能。

测试电池管理模块功能最直接的方法是采用大量的真实锂电池做长期的充放电实验，来测试该电池管理模块在各种不同电池状况下的计算及控制是否正常，该过程如图1所示，动力电池组1连接负载/充电设备3，在充放电过程中输出电压信号，并通过电流传感器4和温度传感器5输出电流和温度信号，将这些输出信号提供给电池管理模块2用以测试该电池管理模块2的功能。这种方法存在明显的缺点：一是成本昂贵，耗时长，能源消耗大；二是在验证过温、过压等异常状态下的性能时，高能量的电池组有爆炸的可能，存在安全问题；三是很难验证一些特定情况下电池管理模块的功能，如在验证与电池容量相关的功能时，很难找到实验需要的不同老化程度的电池，即使找到符合条件的电池，在进行一段时间实验后其性能和老化程度也改变，很难进行重复性实验。

CN1773805A公开了一种智能电池模拟系统，包含具有嵌入式控制单元的移动装置、智能电池模拟装置以及主控电脑，其中智能电池模拟装置用来模拟真实智能电池，并电连接到该移动装置的嵌入式控制单元，该模拟系统中的智能电池模拟装置能够根据主控电脑提供的电池特性数据模拟电池的充放电电流，以验证移动装置的嵌入式控制单元的功能是否正常。但是该智能电池模拟装置仅能以数字信号的方式控制充放电电流的大小，实际上模拟的只是图1中连接动力电池组1的电池管理模块2输出的数字形式的电流数据，并不能真正模拟真实电池的特性信号，也不能动态模拟各个特性信号之间的相互关系，如随着电流的改变，该智能电池模拟装置的电压等数据并不发生改变，因而该智能电池模拟装置模拟出的电池特性并不能等效为真实的电池。

发明内容

本发明针对现有电池模拟装置仅能模拟电池电流数据、不能动态模拟电池特性信号的缺点，提供一种电池组模拟器，该模拟器能模拟电池电压、电流等特性信号并动态模拟其相互关系。

本发明提供一种电池组模拟器，包括通讯模块、控制模块和输出转换模块，通讯模块和输出转换模块分别与控制模块电连接，通讯模块用于接收电池组设定数据并将该数据传送到控制模块，其中，控制模块用于根据电池组设定数据得到电池组动态特性数据，并将该电池组动态特性数据输出至输出转换模块，所述输出转换模块用于将接收到的电池组动态特性数据转换成代表电池组动态特性的模拟信号输出。

所述电池组设定数据包括电池组的电流数据和单电池设定数据，该单电池设定数据包括每个单电池的标称容量、每个单电池的充放电循环次数、每个单电池的当前剩余电量和每个单电池的内阻；所述控制模块用于根据所述电池组设定数据，采用单电池的动态数学模型，得到每个单电池的电压数据，并将每个单电池的电压数据输出至输出转换模块；所述输出转换模块用于将接收到的每个单电池的电压数据转换成代表每个单电池的电压的模拟信号输出。