專利名稱：一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動汽車的電池管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
面對能源不足和環(huán)境污染的巨大壓力，電動汽車越來越受人們的青睞。電動汽車以電代油，能夠?qū)崿F(xiàn)“零排放”，噪音低，是解決能源和環(huán)境問題的重要手段。隨著石油資源的緊張和電池技術(shù)的發(fā)展，電動汽車在性能和經(jīng)濟性方面已經(jīng)接近甚至優(yōu)于傳統(tǒng)燃油汽車，并開始在世界范圍內(nèi)逐漸推廣應(yīng)用。現(xiàn)在的電動汽車主要使用鋰離子電池存儲電能。電池在工作中，必須使用電池管理系統(tǒng)對電池進行工作狀態(tài)檢測和管控。由于實際的電池模組體積龐大且具有危險性，不便于電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)試。故模擬出電池模組的特性供電池管理系統(tǒng)工作，是一種安全高效的方法?，F(xiàn)有的電池模擬系統(tǒng)主要有用容量較小的電池單體串聯(lián)和高電壓使用電阻分壓成各個節(jié)點的方法。使用小電池串聯(lián)，存在電池電壓無法控制的問題，導致無法檢測驗證電池管理系統(tǒng)的相關(guān)功能；使用電阻分壓，則各個節(jié)點無法在不相互影響的情況下輸出較大的電流。因此，研制出一款能夠克服上述問題的電池模擬系統(tǒng)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了鋰離子電池模擬系統(tǒng)中，電池節(jié)點電壓精確調(diào)整與輸出較大電流兩項功能不能同時進行的技術(shù)缺陷。一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，包括至少一個電池組模擬模塊，每個模塊包括依次連接的5個部分:外部電源處理部分，電源轉(zhuǎn)換部分，輸出控制部分，輸出保護部分，輸出節(jié)點部分；
所述外部電源處理部分包含輸入保護電路和內(nèi)部電源接口，其中輸入保護電路設(shè)有外部電源輸入接口，內(nèi)部電源接口將輸入保護電路處理后的電源在模塊與模塊之間傳遞；所述電源轉(zhuǎn)換部分，將電源轉(zhuǎn)換為一路或多路直流電；
所述輸出控制部分，控制隔離后的直流電的電壓；
所述輸出節(jié)點部分，將每個輸出控制部分輸出的信號串聯(lián)，模擬鋰離子電池組串聯(lián)。作為本發(fā)明的進一步改進，所述輸入保護電路設(shè)有抵抗輸入浪涌模塊和抵抗靜電危害模塊。作為本發(fā)明的進一步改進，所述電源轉(zhuǎn)換部分，將電源轉(zhuǎn)換為一路或多路直流電時，各路直流電與電源之間相互電隔離，各路直流電之間相互電隔離。作為本發(fā)明的進一步改進，輸出控制部分設(shè)有手動或自動調(diào)節(jié)器，使輸出電壓在OV到直流電的輸出電壓之間連續(xù)可調(diào)，供后續(xù)電路使用。作為本發(fā)明的進一步改進，輸出控制部分設(shè)有輸出濾波功能模塊，將輸出的紋波降低至電池管理系統(tǒng)的需求范圍內(nèi)。
作為本發(fā)明的進一步改進，輸出保護部分，包含輸出過流保護模塊、反壓保護模塊。作為本發(fā)明的進一步改進，輸出節(jié)點部分電路中設(shè)有開關(guān)控制器件，模擬采樣線斷開連接的狀態(tài)。作為本發(fā)明的進一步改進，輸出節(jié)點部分的末端，設(shè)有測試接口，供該節(jié)點的電壓、電流測量。作為本發(fā)明的進一步改進，輸出節(jié)點部分每個節(jié)點的末端設(shè)有連接器，通過線束連接供電池管理系統(tǒng)工作。與現(xiàn)有的技術(shù)方案相比，本發(fā)明解決了電池節(jié)點電壓特性不易模擬的技術(shù)難題，并在此基礎(chǔ)上，增加了保護措施，防止了一些因不正當?shù)牟僮饕鸬娘L險及危害。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明所述的“鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)”包含但不限用于“電池管理系統(tǒng)”的研發(fā)、測試。本發(fā)明所述的“鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)”，包括若干個“電池組模擬模塊”(以下簡稱“模塊”)，若干個“模塊”組成為一整體工作。所述“模塊”，包括5個部分:
(1)外部電源處理部分
(2)電源轉(zhuǎn)換部分
(3)輸出控制部分
(4)輸出保護部分
(5)輸出節(jié)點部分
所述“外部電源處理部分”包含:輸入保護電路、內(nèi)部電源接口。其中“輸入保護電路”具有外部電源輸入接口，可將外部直流電源接入系統(tǒng)內(nèi)部。同時，“輸入保護電路”具有抵抗輸入浪涌，靜電等外部危害的能力，可有效防止外部電源異常對系統(tǒng)造成的損壞?！皟?nèi)部電源接口 ”可將“輸入保護電路”處理后的電源在“模塊”與“模塊”之間傳遞，達到多個“模塊”只需要一個外部電源即可工作的效果。所述“電源轉(zhuǎn)換部分”，將電源轉(zhuǎn)換為一路或多路直流電，且滿足:各路直流電與電源之間相互電隔離；各路直流電之間相互電隔離?！半娫崔D(zhuǎn)換部分”轉(zhuǎn)換出的直流電具有足夠的輸出電流，以滿足電池管理系統(tǒng)的各項需求，如電壓采集，均衡測試等。所述“輸出控制部分”，可將上述隔離后的直流電的電壓進行控制。通過調(diào)整“輸出控制部分”電路中手動(或自動)調(diào)節(jié)器，使輸出電壓在OV到直流電的輸出電壓之間連續(xù)可調(diào)，供后續(xù)電路使用?！拜敵隹刂撇糠帧本哂休敵鰹V波功能?？蓪⑤敵龅募y波降低至電池管理系統(tǒng)的需求范圍內(nèi)?！拜敵霰Ｗo部分”，包含輸出過流保護，反壓保護等功能。可有效防止接入錯誤的負載等錯誤的使用而造成系統(tǒng)損壞。所述“輸出節(jié)點部分”，將每個上述“輸出控制部分”的輸出的信號串聯(lián)，模擬鋰離子電池組串聯(lián)?！拜敵龉?jié)點部分”電路中具有開關(guān)控制器件，可模擬采樣線斷開連接的狀態(tài)?！拜敵龉?jié)點部分”的末端，留有測試接口，供該節(jié)點的電壓、電流測量?！拜敵龉?jié)點部分”每個節(jié)點的末端具有連接器，通過線束連接供電池管理系統(tǒng)工作。本發(fā)明根據(jù)所需要模擬節(jié)點的數(shù)量不同而選擇不同數(shù)量的“模塊”。需要使用多個“模塊”時，即可拼接可使用板對線的線束將不同的“模塊”連接，也通過板對板連接器方式進行連接，兩者具有相同的功能。使用該系統(tǒng)時，先跟據(jù)所需模擬的電池節(jié)點數(shù)，確定“模塊”的使用數(shù)量(“模塊”數(shù)量=需要模擬的節(jié)點數(shù)+每個“模塊”集成的節(jié)點數(shù)，如結(jié)果有小數(shù)的，結(jié)果應(yīng)取整再加I)。如需要模擬24個電池節(jié)點，每個“模塊”含有5個節(jié)點，計算方法為:24+ 5=4.8,4.8取整再+1，結(jié)果為5，故模擬24個節(jié)點應(yīng)使用5個模塊，多出的電池節(jié)點不接入電池管理系統(tǒng)。然后將各個模塊按照圖示，“內(nèi)部電源接口 ”與“輸出節(jié)點部分”分別首尾相連，將各個“模塊”拼接為一個整體。將任一模塊的外部電源輸入接口接入24V直流電，接通所有節(jié)點的開關(guān)控制器件，整個系統(tǒng)便可工作。此時24個輸出節(jié)點均可測得輸出電壓，該電壓在OV到5V范圍之間。確保各個“節(jié)點”輸出電壓正常后，即可將各個節(jié)點按需求通過連接器線束連入電池管理系統(tǒng)，供其采集信號。根據(jù)測試需求，調(diào)節(jié)“輸出控制部分”的旋鈕，此時對應(yīng)輸出節(jié)點的電壓可在OV至5V之間調(diào)整，輸出電壓波動< ±0.01V。測試均衡功能時，開啟電池管理系統(tǒng)的均衡功能，本發(fā)明對應(yīng)的輸出節(jié)點即可輸出相應(yīng)的均衡電流，某一個“節(jié)點”或幾個“節(jié)點”電流輸出時，其他“節(jié)點”不會有波動。測試斷線檢測功能時，操作對應(yīng)輸出節(jié)點的控制電路的手動(或自動)開關(guān)，即可切斷該節(jié)點的輸出回路，從而模擬斷線的效果。若輸出電流超過最大設(shè)定值如1A，系統(tǒng)會自動切斷該路的輸出回路，自我保護。如果由于誤操作或其他原因?qū)е赂邏捍胼敵龉?jié)點，則輸出節(jié)點能夠自動阻塞高壓倒灌，保護系統(tǒng)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:包括至少一個電池組模擬模塊，每個模塊包括依次連接的5個部分:外部電源處理部分，電源轉(zhuǎn)換部分，輸出控制部分，輸出保護部分，輸出節(jié)點部分； 所述外部電源處理部分包含輸入保護電路和內(nèi)部電源接口，其中輸入保護電路設(shè)有外部電源輸入接口，內(nèi)部電源接口將輸入保護電路處理后的電源在模塊與模塊之間傳遞； 所述電源轉(zhuǎn)換部分，將電源轉(zhuǎn)換為一路或多路直流電； 所述輸出控制部分，控制隔離后的直流電的電壓； 所述輸出節(jié)點部分，將每個輸出控制部分輸出的信號串聯(lián)，模擬鋰離子電池組串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述輸入保護電路設(shè)有抵抗輸入浪涌模塊和抵抗靜電危害模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:所述電源轉(zhuǎn)換部分，將電源轉(zhuǎn)換為一路或多路直流電時，各路直流電與電源之間相互電隔離，各路直流電之間相互電隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:輸出控制部分設(shè)有手動或自動調(diào)節(jié)器，使輸出電壓在OV到直流電的輸出電壓之間連續(xù)可調(diào)，供后續(xù)電路使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:輸出控制部分設(shè)有輸出濾波功能模塊，將輸出的紋波降低至電池管理系統(tǒng)的需求范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:輸出保護部分，包含輸出過流保護模塊、反壓保護模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:輸出節(jié)點部分電路中設(shè)有開關(guān)控制器件，模擬采樣線斷開連接的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:輸出節(jié)點部分的末端，設(shè)有測試接口，供該節(jié)點的電壓、電流測量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，其特征在于:輸出節(jié)點部分每個節(jié)點的末端設(shè)有連接器，通過線束連接供電池管理系統(tǒng)工作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋰離子電池模組模擬系統(tǒng)，包括至少一個電池組模擬模塊，每個模塊包括依次連接的5個部分外部電源處理部分，電源轉(zhuǎn)換部分，輸出控制部分，輸出保護部分，輸出節(jié)點部分；外部電源處理部分包含輸入保護電路和內(nèi)部電源接口，其中輸入保護電路設(shè)有外部電源輸入接口，內(nèi)部電源接口將輸入保護電路處理后的電源在模塊與模塊之間傳遞；電源轉(zhuǎn)換部分，將電源轉(zhuǎn)換為一路或多路直流電；輸出控制部分，控制隔離后的直流電的電壓；輸出節(jié)點部分，將每個輸出控制部分輸出的信號串聯(lián)，模擬鋰離子電池組串聯(lián)。本發(fā)明解決了電池節(jié)點電壓特性不易模擬的技術(shù)難題，并在此基礎(chǔ)上，增加了保護措施，防止了一些因不正當?shù)牟僮饕鸬娘L險及危害。
文檔編號H02M7/04GK103117665SQ20131006192
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者鄭致遠 申請人:深圳市航盛電子股份有限公司