[發明專利]一種電動汽車動力電池能量消耗硬件在線仿真方法及裝置

在審

• 申請號: 201610069767.9
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105631163A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 李禮夫;韋毅;侯俊偉;許源沁;佘紅濤;龔定旺;孫利昌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種電動汽車動力電池能量消耗硬件在線仿真方法及裝置，尤其是一種基于行駛狀況和CAN總線的鋰離子動力電池組能量消耗硬件在線仿真方法及裝置，屬于動力電池技術領域。

背景技術

動力電池是新能源電動汽車的主要能量來源之一，因此電動汽車的續駛里程將直接由動力電池組的總能量決定。然而電池組在不同的行駛狀況下，所能放出的能量是不一樣的，因此不同狀況下電動汽車的續駛里程也不一樣。為此，本發明在己有的研究工作上，提出一種電動汽車動力電池能量消耗硬件在線仿真方法及裝置，從而計算電池組在不同行駛工況下的能量消耗，同時整個裝置采用汽車上常用的CAN總線技術，可以減少整個裝置接插件的數量和信號線約束的長度，并且網絡控制系統可以提高檢測的速度和精度，充分體現了電動汽車動力電池控制系統網絡化、集成化及節點智能化的發展趨勢。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種電動汽車動力電池能量消耗硬件在線仿真方法，可用于在線的模擬真實車輛在行駛狀況下的電池組工作狀態，并分析計算汽車動力電池組及各單體的能量消耗，具有動態、高效、快速的優點。

本發明的另一目的在于提出了一種電動汽車動力電池能量消耗硬件在線仿真裝置。

為了實現上述目的，本發明的第一方面的實施例公開了一種電動汽車動力電池能量消耗硬件在線仿真方法，包括以下步驟：采集電動汽車在各種行駛狀況下的電池組工作狀態數據，包括電流、電壓、溫度、輸出功率；根據所述行駛狀況得到的電池組工作狀態數據確定動力電池組充放電控制策略；根據電池組充放電策略對所需測量的電池組進行充放電，并記錄電池組工作狀態信息；電池組工作狀態信息通過CAN網絡傳遞給計算機；計算機根據電池組工作狀態信息計算待測電池組在不同行駛狀況下的能量消耗。

進一步地，所述采集電動汽車在各種行駛狀況下的電池組工作狀態數據，包括：

電動汽車在各種行駛狀況下的電池組工作狀態數據可以通過電動汽車實際道路行駛或者在底盤測功機上模擬典型行駛工況時，通過安裝于電動汽車上的數據監控系統獲取電動汽車運行數據，或是通過仿真軟件建立同款電動汽車整車模型進行工況仿真獲取。

進一步地，所述電動汽車包括串聯式、并聯式、混聯式或純電動的電動汽車。

進一步地，所述行駛狀況包括行駛工況、整車載荷、坡度和路面附著系數等。

進一步地，所述行駛工況可以是一段典型的汽車實車采集的行駛工況，也可以是NEDC、ECE等的仿真工況；

進一步地，所述電池組工作狀態數據應包括電動汽車在不同行駛狀況下電池組的電流、電壓、輸出功率、SOC和溫度變化等變化曲線；

進一步地，所述根據所述行駛狀況得到的電池組工作狀態數據確定動力電池充放電控制策略，包括：

首先需對動力電池組充滿電，然后根據所述動力電池充放電策略進行充放電，以模擬汽車實際行駛工況。

本發明的第二方面公開了一種電動汽車動力電池能量消耗硬件在線仿真裝置，包括：數據分析模塊、CAN網絡模塊、數據采集模塊、動力電池組模塊、充放電控制模塊，車輛動力學仿真模塊，其中：

所述數據分析模塊用于接收電池組工作狀態信號并通過分析和處理，計算電池組在該行駛狀況下的電能量消耗；

所述CAN網絡模塊用于接收和傳遞傳感器信號和車輛行駛狀態數據報文；

所述數據采集模塊用于采集電池組工作狀態數據，包括電池組及個單體電池的電壓、電流、輸出功率、SOC和溫度等信號；

所述動力電池組模塊由若干動力電池通過串并聯方式組成，是電動汽車主要的能量來源，可以是已經在電動汽車上使用了一段時間的電池組，也可以是成組后尚未使用的電池組；

所述充放電控制模塊，用于按照一定的充放電控制策略對電池組進行充放電控制；

所述車輛動力學仿真模塊用于計算車輛在各種道路工況下的車輛行駛狀態數據。

進一步地，所述數據分析模塊通過電池組工作狀態信息數據，結合內部的算法對電池組及各單體的電能量消耗進行計算。

進一步地，所述CAN網絡模塊包括CAN總線模塊和四個CAN收發器模塊。

進一步地，所述數據采集模塊包括數據采集電路和各種傳感器若干，動力電池組模塊的每塊單體電池都裝有相應的傳感器，用于采集各單體電池的工作狀態信息。

進一步地，所述充放電控制模塊由行駛工況數據處理模塊、充放電策略制定模塊和充放電執行機構組成；