[發明專利]電動車輛動力電池充放電工況模擬系統和方法

有效

• 申請號: 201210352323.8
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103675686B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 郭春林;肖湘寧;郭履正;徐軒;齊文波;侯鵬鑫;范鈺波
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 張瀟,楊曉光

技術領域

本發明涉及電力應用領域，并且更特別地，涉及一種電動車輛動力電池充放電工況模擬系統和方法。

背景技術

目前，為應對全球氣候問題和能源短缺的問題，世界各國都在積極發展清潔的可再生能源。傳統汽車進一步加劇了日益嚴重的環境污染和能源短缺問題。為了克服傳統汽車對不可再生資源的依賴，各國都在大力發展以電力作為能源的電動汽車。電動汽車效率高、排放低，能夠從根本上減少對石油的依賴，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。世界各國紛紛投入巨額資金，開展電動汽車技術研發，尤其是在核心的供電系統、驅動系統方面，進行了大量研究，取得了長足的進展。

電動汽車是指全部或部分由電機驅動的汽車，目前主要有純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車以及外接充電式混合動力汽車等。為了向電動汽車提供電力，必須設置能夠為電動汽車提供動力的動力電池。在實際使用中，通常需要對動力電池的性能進行模擬從而獲得動力電池的相關參數，因此需要對動力電池進行充放電工況模擬或仿真。此外，動力電池組在汽車的各種工況下循環進行充放電，所以動力電池組的充放電性能、循環使用壽命，電池組溫度變化、電池組容量變化等也會影響電池組的工作特性。電池組管理系統能夠實時監測電池組的總電流、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，實時傳送數據給整車控制系統。電池組管理系統對混合動力電池組的安全起著重要作用。在現有技術中，對電池組電壓、電流采樣精度不高，這導致對電池組的電池容量估算不精確；沒有檢測電池組溫度特性；與動力總成控制系統的通訊多采用串口通訊技術導致數據傳輸不可靠，抗干擾能力差。

因此需要提供一種電動車輛動力電池充放電工況模擬系統和方法，可以模擬電動汽車對電池充放電過程，為研發設計人員研究電動汽車充放電提供相關數據和理論支持。動力電池充放電的相關參數由電動車輛動力電池充放電工況模擬系統來完成。模擬采用流行、簡單易用的畫面輸出和操作方式，結構化設計，通用數據庫訪問方式、多進程、多線程模式，使系統具有高可靠性、方便的人機交互操作、高質量的畫面顯示及靈活的可擴展性。

發明內容

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供一種電動車輛充放電工況模擬系統，所述工況模擬系統包括：動力電池，用于儲存電動車輛所需要的電力，所述動力電池為動力電池包或部分動力電池包；充放電單元，用于對動力電池進行充電和/或放電；監控設備，用于監控動力電池的充電或放電狀態，以及用于對動力電池的充電或放電過程進行控制，所述監控設備還包括：檢測單元、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，根據工況設定參數生成當前時刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值；控制單元，根據當前時刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對動力電池的充電和/或放電過程；以及檢測單元，檢測動力電池充電和/或放電過程中的實際運行參數。優選地，利用顯示設備來顯示動力電池充電和/或放電過程中的實際運行參數。優選地，利用參數存儲設備來存儲動力電池充電和/或放電過程中的實際運行參數。優選地，控制單元可以采用開環和閉環兩種方式控制對動力電池的充電和/或放電過程。

根據本發明的另一方面，提供一種利用電動車輛充放電工況模擬系統進行工況模擬的方法，其中所述模擬系統包括：動力電池，用于儲存電動車輛所需要的電力，所述動力電池為動力電池包或部分動力電池包；充放電單元，用于對動力電池進行充電和/或放電；監控設備，用于監控動力電池的充電或放電狀態，以及用于對動力電池的充電或放電過程進行控制，所述監控設備還包括：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/或放電的工況設定參數；步驟2：工況模擬指令生成單元根據工況設定參數生成當前時刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值；步驟3：控制單元根據當前時刻的充電和/或放電的電壓、電流或功率的指令值來控制充放電單元對動力電池的充電和/或放電過程；步驟4：確定是否達到工況的結束條件，如果達到，進入步驟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，則獲取下一工況設定參數，回到步驟2；如果已經完成，則結束。