[實用新型]一種新能源動力電池仿真裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721081020.1
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN207409616U
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐啟春;趙軍;王伊鈿
• 申請（專利權(quán)）人: 北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48;H01M10/625;H01M10/633
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本實用新型公開了一種新能源動力電池仿真裝置，其完整集成了BMS測試所需的單體電池信號仿真、溫度信號仿真及絕緣信號仿真等功能，可靈活實現(xiàn)高壓電池組的電壓模擬、電池包溫度傳感器信號的模擬、高壓系統(tǒng)的絕緣電阻仿真，同時可通過內(nèi)置電子負(fù)載及高精度電流采集功能，實現(xiàn)BMS的主動及被動均衡測試；依托電池單體故障注入模塊，可實現(xiàn)包括：輸出短路、輸出開路、串聯(lián)在一起的通道間開路、采樣線開路、對低壓線路短路等電池單體電氣故障，實現(xiàn)BMS的故障診斷測試。此外，通過設(shè)備的緊湊型集成設(shè)計及散熱通風(fēng)設(shè)計，極大地減小了設(shè)備的體積，降低了設(shè)備使用的繁瑣程度，并保證了設(shè)備的良好的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及新能源動力電池功能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新能源動力電池仿真裝置。

背景技術(shù)

電動汽車的電池管理系統(tǒng)(Battery Management Systern，簡稱BMS)，是電動汽車三電系統(tǒng)中電池系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，是監(jiān)控電池系統(tǒng)運行及保護電池系統(tǒng)的關(guān)鍵核心部件。為提高BMS的產(chǎn)品性能及質(zhì)量，因此，針對BMS的工作電壓采集、單體電池電壓監(jiān)測、溫度監(jiān)測、SOC(state of charge，荷電狀態(tài)) 計算、電池均衡管理、電池?zé)崞胶狻⒏邏喊踩⒐收显\斷等一系列的測試十分關(guān)鍵。目前，對BMS的測試方案主要有如下兩種：(一)、采用真實電池包作為傳感器及負(fù)載，通過采集電池包單體電壓及電流、溫度信號及絕緣檢測傳感器信號，實現(xiàn)BMS控制器軟硬件功能的測試，測試的內(nèi)容以靜態(tài)的，基本的功能為主；(二)、采用可編程電池模擬電源，通過編程軟件分別設(shè)定各通道電壓、電流，通過計算機中安裝的電阻仿真板卡仿真電池包溫度及絕緣電阻，實現(xiàn)BMS的軟硬件功能的測試，測試的內(nèi)容是動態(tài)的，能夠進行較為全面的功能測試。

上述兩種技術(shù)方案分別存在如下問題：對于采用真實電池包進行BMS控制器測試時，存在以下問題：(1)電池組工作電壓、單體電池電壓、溫度等信號難以實現(xiàn)動態(tài)模擬；(2)極限工況模擬給測試人員帶來安全隱患，例如過壓、過流和過溫，有可能導(dǎo)致電池爆炸；(3)SOC估計算法驗證耗時長，真實的電池組充放電試驗耗時一周甚至更長的時間；(4)模擬特定工況難度大，例如均衡功能測試時，制造電池單體間細微荷電狀態(tài)差別，電池?zé)崞胶鉁y試時，制造單體和電池包間細微的溫度差別等。而采用可編程電池模擬電源及電阻仿真板卡的形式則存在如下問題：(1)由于不具備程控電子負(fù)載功能，難以進行主動均衡等重要算法的驗證；(2)采用可編程電池模擬電源進行測試，在單體電池數(shù)量較大的BMS測試中需要大量的程控電源進行級聯(lián)工作，易導(dǎo)致單體仿真通道中存在同步困難，系統(tǒng)成本過高的問題；(3)測試系統(tǒng)除了需要繼承可編程電源外，還要在計算機中集成溫度仿真板卡，導(dǎo)致系統(tǒng)架構(gòu)松散，搭建測試環(huán)境時費時費力，降低了測試的效率。

因此，提供一種集成了新能源汽車動力電池單體電壓電流信號模擬、電池包溫度信號及絕緣電阻信號模擬等模塊的電池仿真裝置，實現(xiàn)新能源汽車 BMS外圍信號的動態(tài)仿真，能夠滿足BMS控制器的電壓及電流采集監(jiān)控、電池主動&被動均衡、SOC估算、電池包溫度控制及絕緣安全監(jiān)測等功能測試的需求，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提出一種新能源動力電池仿真裝置，以實現(xiàn)新能源汽車BMS外圍信號的動態(tài)仿真，能夠滿足BMS控制器的電壓及電流采集監(jiān)控、電池主動&被動均衡、SOC估算、電池包溫度控制及絕緣安全監(jiān)測等功能測試的需求。

為達到上述目的，本實用新型提供了以下技術(shù)方案：

一種新能源動力電池仿真裝置，所述新能源動力電池仿真裝置通過電池管理系統(tǒng)BMS的控制器線束與被測BMS相連，用于被測BMS控制器的接入，通過通訊接口與上位機相連，由所述上位機的控制軟件控制仿真信號的輸出，所述新能源動力電池仿真裝置包括：電池單體仿真板、電池溫度仿真板、絕緣電阻仿真板、電池故障注入模塊、傳感器故障注入模塊以及電源模塊，其中：