一种高压大功率动力电池测试设备制造技术

本发明专利技术公开了一种高压大功率动力电池测试设备，包括一台作为上位机使用的远程监控计算机和通过以太网与远程监控计算机连接的八台主柜，每台主柜内均设有相互并联的两路通道，每路通道均由工艺控制器以及通过CAN总线网络连接工艺控制器的充放电组件构成，充放电组件的输出端通过电力电缆并联在一起，每路通道输出1000V/125A/125KW，八个主柜并联以实现十六通道并联输出1000V/2000A/2MW；本发明专利技术采用紧凑的模块化以及各模块之间任意并联的设定，多支路并联的方式，实现设备大电流输出，单模块容量不低于125KW，设备总容量不低于2MW。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源设备
，具体涉及一种高压大功率高性能动力电池测试设备。
技术介绍
随着国家对环保的大力支持，各种蓄电池作为性能可靠、能循环利用的化学能源，在电力系统、交通运输，便携式电子产品等工业领域具有广泛的应用前景，正在爆发式增长。电池组容量日益提高，需要的测试仪容量也越来越大。高性能充放电测试仪需要进行大容量设计，包括提升设备的输出电压和输出电流能力。目前电池生产和使用单位都需要一些电力电子设备对电池特性进行做精确测试，以及能模拟电池特性，代替实际电池进行各种应用的初期研究以提高研究效率和降低研究成本。目前国内的电池测试仪，由于动态响应能力和电池数据记录速度上的不足，以及大容量设备上的设计缺陷，一般只能满足电池生产企业的简单出厂检验工作的需求。而在电池生产厂家工艺改进研究、电动汽车厂电池系统级性能分析研究、电池检测机构对电池测试认证等应用领域，由于国产产品达不到用户的实际要求，市场基本被国外品牌（美国必测、AV等）垄断。国外厂家在该领域的垄断，影响了国内测试仪厂家及相关配套企业的发展，同时对国内蓄电池生产企业、电动汽车生产企业、检测机构等新能源汽车行业相关各方带来沉重的经济负担。因此，我国迫切需要开发出在技术指标上达到国际领先水平的高性能电池测试仪，打破国外品牌的垄断，消除新能源汽车行业对进口设备的依赖，促进新能源汽车行业的发展。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的缺点和不足，提供了一种高压大功率高性能动力电池测试仪设备。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高压大功率动力电池测试设备，包括一台作为上位机使用的远程监控计算机和通过以太网与远程监控计算机连接的八台主柜，每台主柜内均设有相互并联的两路通道，每路通道均由工艺控制器以及通过CAN总线网络连接工艺控制器的充放电组件构成，充放电组件的输出端通过电力电缆并联在一起，每路通道输出1000V/125A/125KW，八个主柜并联以实现十六通道并联输出1000V/2000A/2MW。所述的一种高压大功率动力电池测试设备，每路通道均由整流部分和斩波部分连接而成，所述的整流部分包括一个由全控器件IGBT1、全控器件IGBT2和全控器件IGBT3组成的三相桥式整流电路，所述的斩波部分由全控器件IGBT4、全控器件IGBT5、电感L21、电感L22、滤波电容C41、滤波电容C42以及共模电感L3组成。所述的一种高压大功率动力电池测试设备，其整流部分经过变压器T1、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3滤波后，再经过全控器件IGBT1、全控器件IGBT 2和全控器件IGBT 3整流，所述的斩波部分通过全控器件IGBT 4和全控器件IGBT5，其分支电流分别流经电感L1和电感L2，最后通过共模电感L3移相T/2。所述的一种高压大功率动力电池测试设备，其工艺控制器通过双口RAM连接DSP控制器。本专利技术的有益效果是：通过优化主回路和结构设计以及改善控制策略的方法，消除高电压对设备器件的潜在危害，降低各种特殊情况下损坏设备的可能性，实现稳定输出高电压；采用紧凑的模块化以及各模块之间任意并联的设定，多支路并联的方式，实现设备大电流输出，单模块容量不低于125KW，设备总容量不低于2MW。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的功率组件原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参照图1所示，本专利技术公开了一种高压大功率动力电池测试设备，包括一台作为上位机使用、用于集中控制的远程监控计算机和通过以太网与远程监控计算机连接的八台主柜，每台主柜内均设有相互并联的两路通道，每路通道均由工艺控制器以及通过CAN总线网络连接工艺控制器的充放电组件构成，充放电组件的输出端通过电力电缆并联在一起，每路通道可以独立工作，也可以任意并联，通过内部CAN网络信号来协调主节点和各从节点之间的运行输出，每路通道输出1000V/125A/125KW，八个主柜并联以实现十六通道并联输出1000V/2000A/2MW，本专利技术主界面由上位机监控，上位机软件设计数据存储缓冲机制，实现10ms记录条件下海量数据存储的功能，每个工艺控制器通过以太网与上位机通讯，本设备电压可在20V到1000V调节，电流单通道-125A～125A，最大2000A，功率可以达到2MW级，最高电压1000V,最大电流2000A，最大功率2MW。本专利技术用于高压大功率高性能动力电池测试仪设备上时，可以第一路作为主节点、配置15个从节点，工艺设置2000A电流充电，每个节点平均分配125A。参照图2所示，本专利技术每路通道的功率组件均由整流部分和斩波部分连接而成，所述的整流部分包括一个由全控器件IGBT1、全控器件IGBT2和全控器件IGBT3组成的三相桥式整流电路，所述的斩波部分由全控器件IGBT4、全控器件IGBT5、电感L21、电感L22、滤波电容C41、滤波电容C42以及共模电感L3组成，所述的整流部分经过变压器T1、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3滤波后，再经过全控器件IGBT1、全控器件IGBT 2和全控器件IGBT 3整流，所述的斩波部分通过全控器件IGBT 4和全控器件IGBT5，其分支电流分别流经电感L1和电感L2，最后通过共模电感L3移相T/2，两个IGBT通过共模电感移相多重化控制，其电流纹波减小一半，等效频率提高一倍、噪音也大大降低。本专利技术采用功率前馈控制，电压前馈控制、智能PI控制，控制具备极高的动态响应能力，0-100%满量程设定：≤20ms，响应无超调，充放电转换时间：≤30ms；本专利技术改变原来大部分国内产品采用的控制和记录系统分离的技术方案，采用嵌入式的实时控制系统μcos-‖，提高控制核心的运算速度，使其既能进行设备的高速控制，也能进行参数的高速记录，减少了分离系统带来的通讯环节速率损失，实现产品大数据高速采集的能力，设计多级缓冲机制，能实现大数据实时快速存储以及读取。本专利技术具有对设备的工作参数以及测试对象的各类参数进行高速记录（10ms级）的能力，此外具有符合国际通用标准的与各厂家电池综合管理系统（BMS）进行数据交互，通讯对接的功能，采用先进的高频整流SVPWM方案，实现网测高功率因数（≥0.99）和低谐波含量（THD≤3%），绿色无污染。本专利技术通过提高控制核心的采集运算频率，提升控制算法的运算速度，工艺控制器直接通过双口RAM给底层DSP控制器下发指令，将控制周期降低到125us，最终实现20ms以内满电流输出，以及充放电装换时间30ms内。设备采用当前最先进的Vector开放性CAN协议，与现有汽车、工业自动化领域的应用进行国际化接轨，使用户导入国家标准DBC文件就可以进行BMS对接，实现了突出的可靠性、实时性和灵活性。上述实施例仅例示性说明本专利技术的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压大功率动力电池测试设备，其特征在于：包括一台作为上位机使用的远程监控计算机和通过以太网与远程监控计算机连接的八台主柜，每台主柜内均设有相互并联的两路通道，每路通道均由工艺控制器以及通过CAN总线网络连接工艺控制器的充放电组件构成，充放电组件的输出端通过电力电缆并联在一起，每路通道输出1000V/125A/125KW，八个主柜并联以实现十六通道并联输出1000V/2000A/2MW。

【技术特征摘要】
1.一种高压大功率动力电池测试设备，其特征在于：包括一台作为上位机使用的远程监控计算机和通过以太网与远程监控计算机连接的八台主柜，每台主柜内均设有相互并联的两路通道，每路通道均由工艺控制器以及通过CAN总线网络连接工艺控制器的充放电组件构成，充放电组件的输出端通过电力电缆并联在一起，每路通道输出1000V/125A/125KW，八个主柜并联以实现十六通道并联输出1000V/2000A/2MW。2.根据权利要求1所述的一种高压大功率动力电池测试设备，其特征在于，所述的每路通道均由整流部分和斩波部分连接而成，所述的整流部分包括一个由全控器件IGBT1、全控器件IGBT2和全控器件IGBT3组成的三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，石灵丹，阮会，匡鹏，项思源，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42