[发明专利]一种纯电动汽车车载电池外特性的模拟系统及方法

权利要求书

1.一种纯电动汽车车载电池外特性的模拟系统，其特征在于，包括控制计算机、至少一个温度模拟器和至少一个单体电池输出电压模拟器；

所述控制计算机包括含有网络接口和三个USB接口的通用计算机、一个USB/DO转换器和一个USB/SPI接口转换器，所述USB/SPI接口转换器、所述USB/DO转换器与所述通用计算机通过USB接口相连；

所述温度模拟器与所述控制计算机通过网络接口通信互连，所述USB/DO转换器的输出端与所述温度模拟器的输入端相连，所述温度模拟器用于模拟温度传感器测量单体电池表面温度时温度传感器的输出值，并以温度传感器输出值来表征温度传感器放置处的温度；

所述单体电池输出电压模拟器与所述控制计算机通过网络接口通信互连，所述USB/DO转换器的输出端与所述单体电池输出电压模拟器的输入端相连，所述单体电池输出电压模拟器用于模拟单体电池的输出电压，其中：

还包括一个分流电阻输出电压模拟器，所述分流电阻输出电压模拟器与所述控制计算机通过网络接口通信互连，所述USB/DO转换器的输出端与所述分流电阻输出电压模拟器的输入端相连，所述分流电阻输出电压模拟器用于模拟上述分流电阻两端的输出电压；

所述温度模拟器、所述单体电池输出电压模拟器、所述分流电阻输出电压模拟器结构相同；

所述温度模拟器包括：

单片计算机；

均衡状态检测电路，其输出端与所述单片计算机的模数输入端相连；

数字电位计，其SPI接口与所述单片计算机的SPI接口相连，

数字电位计A端选择电路，其多路选择控制电路S与所述单片计算机的输出端相连，所述数字电位计A端选择电路与所述数字电位计相连，选择连接正电压V+、空N、空N三路之一，

数字电位计B端选择电路，其多路选择控制电路S与所述单片计算机的输出端相连，所述数字电位计B端选择电路与所述数字电位计相连，选择连接负电压V-、空N、地G三路之一；

输出选择电路，其多路选择控制电路S与所述单片计算机的输出端相连，所述输出选择电路分别与所述数字电位计、所述均衡状态检测电路、数字输入输出调理电路相连；

数字输入输出调理电路，分别与所述单片计算机、所述输出选择电路通信互连，

参考电源模块，其输出端分别与所述数字电位计A端选择电路、所述数字电位计B端选择电路相连；

网络接口，与所述单片计算机相连，

网络地址设置装置，与所述单片计算机相连，

单体电池输出电压模拟器指示灯L1，其输入端与所述单片计算机的输出端相连，

分流电阻两端电压模拟器指示灯L2，其输入端与所述单片计算机的输出端相连，

温度传感器输出模拟器指示灯L3，其输入端与所述单片计算机的输出端相连，

数字输入模拟器指示灯L4，其输入端与所述单片计算机的输出端相连，

数字输出模拟器指示灯L5，其输入端与所述单片计算机的输出端相连，

当前数字输入/数字输出状态指示灯L6，其输入端与所述单片计算机的输出端相连，

充电和均衡状态指示灯L7，其输入端与所述单片计算机的输出端相连，

放电状态指示灯L8，其输入端与所述单片计算机的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车车载电池外特性的模拟系统，其特征在于，均衡状态检测电路的输出端与单片计算机的模数输入端相连，

所述均衡状态检测电路包括电流采样电阻R_B和均衡电流检测电路，所述电流采样电阻R_B与均衡电流检测电路相连。

3.根据权利要求2所述的一种纯电动汽车车载电池外特性的模拟系统，其特征在于，所述均衡电流检测电路包括二个输入匹配电阻R_IN、电流检测集成电路LT6102和输出电阻R_O，所述输入匹配电阻R_IN和输出电阻R_O与电流检测集成电路LT6102相连。

4.一种纯电动汽车车载电池外特性的模拟方法，采用权利要求1-3中任意一项所述纯电动汽车车载电池外特性的模拟系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：功能选择

若为初始化功能，则转入步骤2；若为模拟使能功能，则转入步骤11；若为模拟禁止功能，则转入步骤16；

步骤2：初始化功能选择

若为模拟器规划功能，则转入步骤3；若为配置模拟器功能，则转入步骤5；若为设置模拟命令功能，则转入步骤9；

步骤3：控制计算机根据测试需要为纯电动汽车车载电池外特性的模拟系统中的每个模拟器定义该模拟器的模拟功能；并根据定义的功能，或编辑各个单体电池在充电、均衡和放电状态下的输出电压模拟数据、或分流电阻两端电压在充电和放电状态下的电压模拟数据、或温度传感器输出在充电和放电状态下的输出模拟数据、或数字输入/数字输出端口在充电和放电状态下的输入输出模拟数据，然后进入步骤4；

步骤4：保存编辑的数据，并转入步骤1；

步骤5：控制计算机通过网络接口向一个模拟器发送功能设置命令、充电状态下的模拟数据、均衡状态下的模拟数据和放电状态下的模拟数据，进入步骤6；

步骤6：模拟器中的单片计算机接收控制计算机发来的功能设置命令后，将模拟器设置为单体电池输出电压模拟器或分流电阻输出电压模拟器或温度模拟器，并接收和存储控制计算机发来的模拟数据，然后进入步骤7；

步骤7：重复步骤5～步骤6，直至模拟系统中所有模拟器的功能和模拟数据均被正确设置，进入步骤8；

步骤8：控制计算机通过USB/SPI接口转换器与电池管理系统的测量单元1的SPI-A接口相连、纯电动汽车车载电池外特性的模拟系统连接一个待测试的测量单元，配置模拟器过程结束，转入步骤1；

步骤9：控制计算机向纯电动汽车车载电池外特性的模拟系统中的所有模拟器发出将要进行的模拟过程，即通过网络接口向所有模拟器发送模拟充电命令或模拟放电命令，然后进入步骤10；

步骤10：单片计算机接收控制计算机发来的模拟命令后，将模拟器设置为对应的充电状态或放电状态，转入步骤1；

步骤11：模拟使能

若为模拟充电过程，则转入步骤12，若为模拟放电过程，则转入步骤15；

步骤12：监测电池当前状态是否进入均衡状态，若电池当前状态为均衡状态，则转入步骤13，反之，转入步骤14；

步骤13：所有模拟器依据所存储的均衡状态下的模拟数据定时更新模拟器输出，转入步骤1；

步骤14：所有模拟器依据所存储的充电状态下的模拟数据定时更新模拟器输出，转入步骤1；

步骤15：所有模拟器依据所存储的放电状态下的模拟数据定时更新模拟器输出，转入步骤1；

步骤16：所有模拟器停止更新输出值，转入步骤1。