[發明專利]一種電池運行特性及故障模擬仿真運行平臺及其運行方法

在審

• 申請號: 202010930796.6
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112052593A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 史志超;荊龍;杜志勇;龔敏明;吳超;張維戈
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;中車株洲電力機車有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F13/42;G06F8/34
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種電池運行特性及故障模擬仿真平臺，其特征在于，包括同步運行的上位機和下位機，其中，下位機為擁有DA輸出功能的模擬電池板，所述模擬電池板為包括一個模擬電池模塊的單臺電池模擬器或包括多個模擬電池模塊的模擬電池系統；

上位機擁有基于LabVIEW平臺和MATLAB仿真平臺開發的模擬操作仿真平臺，可以與下位機模擬電池板進行信息交互及實時控制，實時顯示多個模擬電池模塊運行特性以及擬電池模塊網絡的連接關系，具有電路診斷和故障分析與模擬的功能。

2.根據權利要求1所述的模擬仿真平臺，其特征在于，所述下位機的電池模擬器的模擬電池模塊采用DSP芯片進行嵌入式編程，每一塊模擬電池模塊上都有一塊獨立的DSP控制芯片，在所述DSP控制芯片的最小系統外圍，每塊模擬電池模塊都配備了一個DA轉換模塊，一個通信模塊，兩個正負端子；

配備有繼電器，用來切換模擬電池器的正負端子的連接情況，其中，正負端子的功能存在復用：當模擬電池模塊向外輸出時作為AD的外部輸出端子，在采集外部連接關系的自檢功能時，作為檢測端子。

3.根據權利要求1所述的模擬仿真平臺，其特征在于，所述上位機的人機交互界面使用LabVIEW語言編寫，可根據所接收的下位機上傳的信息，用圖形界面展現整個模擬電池模塊網絡的運行特性，識別并存儲故障信息，在與MATLAB平臺互聯時導出信息，生成模擬仿真。

4.根據權利要求1所述的模擬仿真平臺，其特征在于，所述上位機通過LabVIEW語言編寫了上位機程序，并且使用G語言和控件設計了圖形化的操作界面。

5.根據權利要求1-4任一所述的模擬仿真平臺，其特征在于，上位機與下位機之間的通信采用了CAN總線通信。

6.根據權利要求5所述的模擬仿真平臺，其特征在于，針對所述CAN總線的數據幀，制定有控制協議，傳遞以下信息：

上位機初始化下位機的復位信息；

上位機調節下位機模擬電壓的數字信息；

上位機檢測下位機連接狀態的指令信息；

上位機控制下位機端口和繼電器動作的指令信息；

下位機返回連接狀態的數字矩陣信息；

下位機返回當前平臺運行狀態信息；

下位機返回上位機當前電壓信息。

7.根據權利要求6所述的模擬仿真平臺，其特征在于，所述控制協議的波特率為250k，采用主從通訊方式，上位機為主機，電池模擬板為從機，采用廣播方式，從機接受所有總線上的數據幀，并根據數據幀中的地址信息判斷是否響應該指令，響應指令后向主機回復響應結果。

8.一種根據權利要求1-7任一所述的模擬仿真平臺的運行方法，包括以下步驟：

步驟一：自動檢測電池模擬器中各模擬電池模塊間的連接關系，并將連接關系回傳至上位機；

步驟二：根據上位機電池仿真軟件的運算結果，實現模擬電池輸出電壓的變化模擬。