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专利名称：一种仿真试验中电池组替代装置及其方法
技术领域：
本发明涉及动力电池仿真试验，具体涉及一种仿真试验中电池组替代装置及其方法。
背景技术：
现在，电动汽车和混合动力汽车越来越多的采用将多个单体电池并串联后组成的电池组作为其储能单元替代或部分替代汽油和内燃机。为了使电动汽车和混合动力汽车接近、达到或超过传统汽车，须要通过电池管理系统对电池进行管理。而电池管理系统中智能控制程序正是当前发展的重要领域，其设计和优化都须要通过大量的仿真试验和试验获取实验数据，将带有电池管理系统的电池组直接连接于电动汽车(含混合动力汽车)进行试验，成本高、周期长、效率低，这在设计前期行不通。另一种方法，将电池组连接至电池仿真系统，模拟汽车实际运行的电池工作，通过仿真试验获取有用数据，成本相对低、效率相对较高，但是电池组一般容量大、放电/充电电流大，对试验设备要求高，成本高、效率差、占用空间大，同时也不灵活和节能环保。

发明内容
本发明需要解决的技术问题是，如何提供一种仿真试验中电池组替代装置及其方法，在满足电池仿真试验的基础上成本更低、效率更高且节能环保。本发明的第一个技术问题这样解决构建一种仿真试验中电池组替代方法，包括以下步骤
将η个组成被测电池组的同批次单体电池串接成电池�？椋�
将被测电池组的电池管理系统中电压采样电路的放大倍数调整至
t倍，并将电池�？榈墓β实缦咴诟玫绯毓芾硐低持械缌鞔�感器上同方向缠绕a圈，改造
后作为所述电池�？槎杂Φ牡绯毓芾砟？椋�
所述被测电池组包括a个并联模块、每个并联模块由b个单体电池串接而成，或者所述被测电池组包括b个串联�？�、每个串联�？橛蒩个单体电池并联而成，a、b、η为自然数。按照本发明提供的替代方法，所述电池�？榉诺缁虺涞绲缌魇牵�/‘，电压是=P ,
ab
11是被测电池组对应的等效放电或充电电流，V'是被测电池组对应的等效电压。按照本发明提供的替代方法，根据被测电池组的充放电模型=KSOCJ)获得
所述电池模块的充放电模型Ziy = I厶力，其中t是工作时间，SOC是被测电池
a a
组或所述电池模块的剩余电量。按照本发明提供的替代方法，所述改造还包括屏蔽掉所述电池管理系统中单体电池替代部分。本发明的另一个技术问题这样解决构建一种仿真试验中电池组替代装置，包括
电池�？椋�由η个组成被测电池组的同批次单体电池串接成；
电池管理�？椋�控制连接所述电池模块，由被测电池组的电池管理系统改造而成其电
压采样电路的放大倍数是原来的t倍，所述电池模块的功率电线在该电池管理系统中电流
η
传感器上同方向缠绕a圈；
所述被测电池组包括a个并联�？�、每个并联�？橛蒪个单体电池串接而成，或者所述被测电池组包括b个串联�？椤⒚扛龃�联�？橛蒩个单体电池并联而成，a、b、η为自然数。按照本发明提供的替代装置，η优选为2-9。本发明提供的仿真试验中电池组替代装置及其方法，采用η个组成被测电池组的同批次单体电池、改造的被测电池组电池管理系统和对应等效算法替代被测电池组，这样
对应的充放电�？榈亩疃üぷ鞯缌骺梢允窃�来的1倍，设备要求低、适应范围广，测试灵
a
活，进一步节能、高效、环保。


下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明 图1是一种本发明电池组替代装置应用系统连接结构示意图； 图2是图1中控制替代�？榈某浞诺缈刂瞥绦蛄鞒淌疽馔肌�
具体实施例方式下面，结合本发明电池组替代装置在SOC计算精度检测方面的具体应用说明本发明
如图1所示，这种具体应用是电池组SOC计算精度检测，该系统包括㈠电池模块、㈡电池管理�？�、曰温控装置、(四)放电�？�、⑴充电�？�、(六)控制检测模块和(七)上位机，其中 ㈠电池�？�
由选择组成被测电池组的同批次单体电池η个(n<10)串联组成，η值受到电池管理模块ECU电源电压以及电池组电压采样电路影响。η值越�。�则试验所需功率越�。� ㈡电池管理�？�
是将被测电池组的电池管理系统做如下修改后获得，所述被测电池组包括a个并联�？椋�每个并联�？橛蒪个单体电池串接而成，(所述被测电池组或者由b个�？榇�联组成，每个�？橛蒩个单体电池并联而成)
①屏蔽掉单体电池检测部分；
②将原有的电压采样电路的放大倍数乘以t倍；
η
例被测电池组电压为Vi，经原有电压采样电路后输出到微处理器AD接口的电压为Vo，则原有电压采样电路的放大倍数为& ；对采样电路修改后，当电池�？榈牡缪刮�！G
^ b
时，经新的电压采样电路后输出到微处理器AD接口的电压还是为Vo ；
③将电池�？榈墓β实缦咴诘绯毓芾硐低车牡缌鞔�感器上同方向缠绕a圈； ㈢温控装置
用于控制电池�？楹偷绯毓芾砟？榈幕肪澄露龋�以检测不同温度下电池管理系统对于电池组SOC计算的精度； _充电�？�
用于电池�？榈某涞纾�充电电流大小可通过通讯总线进行控制，和放电�？橐黄鹩靡阅Ｄ馐导势�车行驶工况下电池的充放电情况； 放电�？�
用于电池�？榈姆诺纾�放电电流大小可通过通讯总线进行控制，和充电模块一起用以模拟实际汽车行驶工况下电池的充放电情况； (六)控制检测�？�
进行充放电控制和获取电池管理�？榈男畔ⅲ� ㈦上位机
用于显示、存储、处理数据； 备注㈥控制检测�？楹廷肷衔换�可合并到一起。
进一步，该系统工作原理和具体SOC检测方法包括
101)通过模拟仿真或实际工况下测量得到电池组的充放电模型4=/(SOC,l)，在相
同的汽车循环行驶工况下，为了保证电池电量的平衡，不同的电池组SOC值可能会导致不同的电池组充放电电流；
102)确定电池�？榈某浞诺绲缌�=丄4=Kf(SOCJ),将其建立好模型输入到控制
a a
检测�？橹校�用以控制充电�？楹头诺缒？�(电池�？榉诺�4为正，充电4为负)；
103)在控制检测模块中设置总的模拟运行时间J电池组额定容量Cq,电池组标准放
电电流,电池组标准放电截止电压Cirt (即在室温下，电池组以标准放电电流放电至标准放电截止电压时，电池组SOC为0%)；
104)按照检测需求调节温控装置使电池�？榛肪澄露群愣ㄓ谄谕�值冗；
105)启动系统，开始检测流程；电池管理�？槌跏蓟�，根据协议输出电池�？榈缪�、电流、温度、SOC等信息，控制检测�？楦�据电池�？樾畔⒑湍诓拷�立的充放电模型对充电�？楹头诺缒？槭涑龀浞诺绲缌骺刂菩畔ⅲ�充电�？楦�据接收到的控制信息调节电源输出电池充电电流，放电�？楦�据接收到的控制信息调节负载输出电池放电电流；
106)当系统运行时间到达设置时间^后，控制检测�？榭刂瞥涞缒？楹头诺缒？橥Ｖ钩浞诺纾�记录此时电池管理�？槭涑龅腟OC值为c% ；
107)将温控装置关闭，静置电池一段时间，使其回复到室温；108)控制检测�？榭刂品诺缒？橐院懔鞣诺缰恋绯啬？榈缪刮猑,记录此恒
ab
流放电时间#，则恒流放电前电池模块的真实SOC值为^,电池管理�？槎許OC值计算误差为#400)% ；
cO
109)重复步骤10广108)，即可获得多组电池管理�？槎缘绯啬？镾OC值计算误差值， 取其中最大值为SOC值的计算精度，即等效为被测电池组电池管理系统在环境温度为T0，
电池组在循环工况下运行&情况下，对电池组SOC值的计算精度；
110)设置不同的环境温度和电池组工作时间，重复步骤10广109)，即可取得电池管理系统在不同温度和不同时间下的SOC值计算精度。在这个系统中，充放电控制由(六)控制检测�？槭迪郑�具体计算由(七)上位机实现，如图2所示，控制检测�？橹谐浞诺缈刂瞥绦蚓咛灏�括以下步骤
201)累积计时，记录本循环当前时间t；
202)接收获取电池管理�？槟诘绯啬？榈缌�/电压/SOC等数据；
203)判断t< 0 ,则进入下一步，否则进入步骤208)；
204)电池�？榈缪筕>最低限制电压Vmin，则进入下一步，否则进入步骤208)；
205)电池�？榈缪筕<最高限制电压Vmax，则进入下一步，否则进入步骤208)；
206)计算电池�？榈缌�/ =丄厶二；
a a
207)Im为正,则控制充电模块关闭，放电�？橐訸m恒流放电，否则控制放电�？楣�
闭，充电�？橐�-恒流放电，返回步骤201)；
208)本次充放电结束。最后，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
权利要求
1.一种仿真试验中电池组替代方法，其特征在于，包括以下步骤 将η个组成被测电池组的同批次单体电池串接成电池�？椋唤�被测电池组的电池管理系统中电压采样电路的放大倍数调整至1倍，并将电池模块的功率电线在该电池管理系统中电流传感器上同方向缠绕a圈，改造 η后作为所述电池�？槎杂Φ牡绯毓芾砟？椋凰�述被测电池组包括a个并联模块、每个并联模块由b个单体电池串接而成，或者所述被测电池组包括b个串联�？�、每个串联�？橛蒩个单体电池并联而成，a、b、n为自然数。
2.根据权利要求1所述替代方法，其特征在于，所述电池�？榉诺缁虺涞绲缌魇荌/'， 电压是=F,”是被测电池组对应的等效放电或充电电流，『是被测电池组对应的等效电 b ΓV压。
3.根据权利要求1或2所述替代方法，其特征在于，根据被测电池组的充放电模型 Jj = f{、S0Cj)获得所述电池�？榈某浞诺缒Ｐ�& =丨4,其中t是工作时间，SOC是被测电池组或所述电池�？榈氖Ｓ嗟缌�。
4.根据权利要求1所述替代方法，其特征在于，所述改造还包括屏蔽掉所述电池管理系统中单体电池替代部分。
5.一种仿真试验中电池组替代装置，其特征在于，还包括 电池�？椋�由η个组成被测电池组的同批次单体电池串接成；电池管理�？椋�控制连接所述电池�？椋�由被测电池组的电池管理系统改造而成其电压采样电路的放大倍数是原来的t倍，所述电池�？榈墓β实缦咴诟玫绯毓芾硐低持械缌� 传感器上同方向缠绕a圈；所述被测电池组包括a个并联�？椤⒚扛霾⒘��？橛蒪个单体电池串接而成，或者所述被测电池组包括b个串联�？�、每个串联�？橛蒩个单体电池并联而成，a、b、η为自然数。
6.根据权利要求5所述替代装置，其特征在于，η为2-9。
全文摘要
本发明涉及一种仿真试验中电池组替代装置及其方法，其中装置包括电池�？楹投杂Φ绯毓芾砟？榉椒ò�括将n个组成被测电池组的同批次单体电池串接成电池�？椋唤�被测电池组的电池管理系统中电压采样电路的放大倍数调整至倍，并将电池模块的功率电线在该电池管理系统中电流传感器上同方向缠绕a圈，改造后作为所述电池管理�？椋凰�述被测电池组包括a个并联模块、每个并联�？橛蒪个单体电池串接而成，或者所述被测电池组包括b个串联模块、每个串联�？橛蒩个单体电池并联而成，a、b、n为自然数。这种替代装置及其方法，结合对应等效算法能灵活、准确、简单、高效地替代在仿真试验中的被测电池组，设备要求低、适应范围广且节能环保。
文档编号G01R31/36GK102169166SQ20111003131
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者刘洋成, 洛志宏, 黎威 申请人:深圳市佳华利道新技术开发有限公司