本发明专利技术针对非车载充电机现场检测用充电负载体积大、重量重而受车辆装载空间、载重以及地下车库限高等外在因素限制的问题，提出了一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置，包括处理器、CAN通信模块、电源模块、人机交互模块以及轻量化充电负载模块。可根据检测需要在线设置电池的类型、规格、温度以及电压等参数，用于模拟不同类型、规格以及参数的动力电池包。采用车载动力电池包级联直流变换器构成轻量化充电负载，同时具备恒压、恒流、恒功率以及恒电阻模式并具有在额定范围内连续调节的能力，在满足充电负载轻量化的同时，实现对非车载充电机的自主测试。实现对非车载充电机的自主测试。
【技术实现步骤摘要】
一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置
[0001]本专利技术属于电动汽车充电设备现场检测领域，具体涉及一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置。
技术介绍
[0002]随着全球能源危机的不断加剧和环境问题的日益突出，与传统汽车相比，电动汽车在节能减排方面存在的巨大优势受到各国政府和汽车企业的重视，电动汽车充电基础设施的建设应运而生。电动汽车充电基础设施的运行状态不仅会影响其自身可靠性，还会影响动力电池的使用寿命，因此，对电动汽车充电设备的性能进行测试至关重要。目前，用于电动汽车充电设备性能测试的负载可分为动力电池包和电子负载。云南电力试验研究院研究设计了一种非车载充电机试验测试平台。北京交通大学研究人员开发了基于计算机的“电气性能测试系统”实现充电机电气性能的自动测试。基于组态王软件的非车载充电机自动化检测平台，可以进行安全功能、输出特性以及绝缘性能等试验。可对交流充电桩的电性能及互操作性进行系统测试的电动汽车充电设施自动检测平台。对直流充电机的电性能及互操作性进行系统测试的电动汽车直流充电机自动检测平台。用于充电桩的电参数检测和通信兼容性测试的电动汽车直流充电桩自动检测系统。上述几种测试方法主体硬件平台可分为交流输入控制、直流负载控制和测量三部分组成，其控制测量方法相对简单，主要测试不同输出功率下充电设备的特性，直流负载控制只能简单地模拟动力电池的固定充电特性曲线，没有建立系统、动态的动力电池模型，与实际动力电池的特性相差甚远，并且电子负载的工作原理是通过内部功率场效应管或功率晶体管耗散功率来直接消耗电能，需要配备大的散热器，导致电子负载自身体积大和重量重，当应用于非车载充电机现场移动检测时，受装载车辆空间、载重或地下车库限高等外在因素的限制，制约了电子负载在非车载充电机现场测试中的实际应用。H.Bai等在插入式电动汽车充电机的设计工作中，使用320V/44Ah锂电池组作为充电负载搭建测试平台来验证所设计的大功率充电机的性能。Y.Lu等在测试其所开发2.4kW车载充电机时，使用12V/200Ah的铅酸电池作为试验充电负载来测试充电机的性能。如此，规格参数单一的动力电池包作为充电负载用于现场测试时适应性差，难以满足不同规格、型号的非车载充电机现场测试的需要，在正常的充电过程中，动力电池包的极端参数，例如：单体温度过高，单体电压过高，一般不会出现，难以测试非车载充电机的应急反应和保护的能力。另外，动力电池组的荷电状态和电压是由电池实际储能所决定，测试中不能自主调整荷电状态和电压，因此，整个测试过程是被动的，测试过程耗时长，效率低，测试范围和测试项目有限，无法实现对非车载充电机的自主测试。因此，研制一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于，克服现有电动汽车非车载充电机现场检测用充电负载存在的不足，提出一种轻量化电动汽车电池模拟装置，可根据检测需要在线设置电池的类型、规格、温度以及电压等参数，用于模拟不同类型、规格以及参数的动力电池包。采用车载动力电池包级联直流变换器构成轻量化充电负载，同时具备恒压、恒流、恒功率以及恒电阻模式并具有在额定范围内连续调节的能力，在满足充电负载轻量化的同时，实现对非车载充电机的自主测试。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置，包括处理器、CAN通信模块、电源模块、人机交互模块以及轻量化充电负载模块。
[0005]所述CAN通信模块分别与所述处理器及被测非车载充电机连接，所述电源模块与所述处理器连接；
[0006]所述处理器，用于通过所述CAN通信模块与所述被测非车载充电机进行通信，并根据所设置的电池参数和测量的充电电流或电压来构建动力电池充电模型，通过动力电池模型荷电状态和电池电动势在线估计，实时调节充电负载的参数以模拟动力电池充电响应，模拟不同类型、规格以及参数的动力电池包。
[0007]优选地，该模拟装置还包括用于显示电池模型充电状态信息的人机交互模块；
[0008]所述人机交互模块与所述处理器连接。
[0009]优选地，该模拟装置还包括用于在线设置电池的类型、规格、温度以及电压等参数的设置装置；
[0010]所述设置装置与所述处理器连接。
[0011]优选地，该模拟装置还包括用于测量电池的充电电流以及充电电压的测量模块；
[0012]所述测量模块与所述处理器连接。
[0013]优选地，所述测量模块为功率分析仪。
[0014]优选地，该模拟装置还包括轻量化充电负载模块；
[0015]所述轻量化充电负载模块与所述处理器连接。
[0016]优选地，所述轻量化充电负载模块由车辆的车载动力电池包级联直流变换器构成，减小负载的重量和体积。
[0017]优选地，所述直流变换器是由升压变换器和降压变换器两级级联构成并且采用三相交错并联结构。
[0018]优选地，所述轻量化充电负载具备恒压、恒流、恒功率以及恒电阻四种工作模式并具有在额定范围内连续调节的能力。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或技术方案，下面将对实施例或技术方案描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0020]图1为本专利技术为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟
装置的动力电池动态电路模型；
[0022]图3为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的恒流充电计算流程图；
[0023]图4为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的轻量化可调充电负载的主拓扑结构；
[0024]图5为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的轻量化可调充电负载工作在恒压模式下的控制系统结构图；
[0025]图6为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的轻量化可调充电负载工作在恒流模式下的控制系统结构图；
[0026]图7为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的轻量化可调充电负载以恒压源输入，工作在恒功率模式下的控制系统结构图；
[0027]图8为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的轻量化可调充电负载工作在以恒流源输入，工作在恒功率模式下的控制系统结构图；
[0028]图9为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的轻量化可调充电负载工作在以恒压源输入，工作在恒电阻模式下的控制系统结构图；
[0029]图10为本专利技术提供的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置的轻量化可调充电负载工作在以恒流源输入，工作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置，其特征在于，包括处理器、CAN通信模块、电源模块；所述CAN通信模块分别与所述处理器及被测非车载充电机连接，所述电源模块与所述处理器连接；所述处理器，用于通过所述CAN通信模块与所述被测非车载充电机进行通信，并根据所设置的电池参数和测量的充电电流或电压来构建动力电池充电模型，通过动力电池模型荷电状态和电池电动势在线估计，实时调节充电负载的参数以模拟动力电池充电响应，模拟不同类型、规格以及参数的动力电池包。2.根据权利要求1所述的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括用于显示电池模型充电状态信息的人机交互模块；所述人机交互模块与所述处理器连接。3.根据权利要求2所述的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置，其特征在于，该模拟装置还包括用于在线设置电池的类型、规格、温度以及电压等参数的设置装置；所述设置装置与所述处理器连接。4.根据权利要求1所述的一种用于非车载充电机现场检测的轻量化电动汽车电池模拟装置，其特征在于，该模拟装置还包括用于测量电池的充电电流以及充电电压的测量模块；所述测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜湘武，王玲，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：
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