一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器制造技术

本发明专利技术提供了一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，包括主控模块、电池特性模拟模块及采样模块，电池特性模拟模块对可调负载输出，电池特性模拟模块包括稳态特性模拟支路和至少一个暂态特性模拟支路，暂态特性模拟支路通过切换开关的控制接入或接出模拟回路，以模拟暂态时电池输出电压突变的情况；稳态特性模拟支路和暂态特性模拟支路均包括调压电路，主控模块通过控制调压电路调节稳态特性模拟支路和暂态特性模拟支路的输出电压。本发明专利技术可模拟暂态时电池输出电压突变时的放电特性，主控模块还可对可调负载进行调节，从而可模拟电池按照特定的负载变化规律的放电特性。电特性。电特性。

【技术实现步骤摘要】
一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器


[0001]本专利技术涉及电池模拟器
，具体涉及一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器。

技术介绍

[0002]电池作为一种常用电源在众多实验中使用，若直接使用电池原型进行研究，一方面购置、维护电池原型需要大量的费用，另一方面在进行极端工况的实验时会带来损坏的风险。用电池模拟器去准确模拟电池的输出特性，进而在实验中代替电池工作，可以解决上述问题从而大大降低研究成本并加快研究进度。市场上的电池模拟器已经有很多种，但是大都只能实现简单的稳态充放电功能，不能对投切大功率负荷时的暂态特性进行很好地模拟。例如，当负载突增时，电池会在极短的时间内有一个输出电压的暂降，这个时间为μs级甚至是ns级，现有的电池模拟器仅通过整流器和DC/DC变流器不能实现电池电压突变的模拟。
[0003]内容
[0004]本专利技术旨在解决
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器。
[0006]本专利技术提供的一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，包括主控模块、电池特性模拟模块及采样模块，主控模块通过控制信号调节电池特性模拟模块的输出电压，采样模块用于采集电池特性模拟模块的输出电压和输出电流并将其传输给主控模块，其特征在于：
[0007]电池特性模拟模块连接可调负载并对可调负载输出；
[0008]电池特性模拟模块包括稳态特性模拟支路和至少一个暂态特性模拟支路，暂态特性模拟支路通过切换开关的控制接入或接出模拟回路，以模拟暂态时电池输出电压突变的情况；
[0009]稳态特性模拟支路和暂态特性模拟支路均包括调压电路，主控模块通过控制调压电路调节稳态特性模拟支路和暂态特性模拟支路的输出电压。
[0010]优选地，可调负载由Buck变换器与固定负载串联组成。
[0011]优选地，切换开关包括H桥切换开关。
[0012]优选地，电池特性模拟模块还包括恒压输出支路。
[0013]优选地，稳态特性模拟支路、暂态特性模拟支路及恒压输出支路上均设置有隔离DC/DC变换器。
[0014]优选地，采样模块包括ADC采样装置，ADC采样装置的采样频率超过1MHz。
[0015]优选地，电池模拟器还包括交流电源，交流电源用于向电池特性模拟模块提供工作电压。
[0016]优选地，显示模块与主控模块电连接并显示电池模拟器的电性参数。
[0017]优选地，电池模拟器还包括上位机，上位机与主控模块电连接并向主控模块输入需要模拟的电池参数。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0019]本专利技术提供的可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，不仅可模拟电池稳态特性，还可通过主控模块控制暂态特性模拟支路切入和切出模拟回路，模拟暂态时电池输出电压突变时的放电特性；主控模块还可对可调负载进行调节，从而可模拟电池按照特定的负载变化规律的放电特性。本专利技术提供的可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，弥补了现有装置无法模拟电池电压突变时的放电特性的不足，提高了模拟的准确性。
附图说明
[0020]图1所示为一实施例中的电池模拟器的结构框图；
[0021]图2所示为一实施例中的电池特性模拟模块的电路图；
[0022]图3所示为一实施例中的H桥调压电路的电路图；
[0023]图4所示为一实施例中的H桥切换开关的电路图；
[0024]图5所示为一实施例中的隔离DC/DC变换器的电路图；
[0025]图6所示为一实施例中的可调负载的电路图；
[0026]图7所示为一实施例中的电池模拟器的控制流程图；
[0027]其中，附图标记说明如下：
[0028]1‑
主控模块；2
‑
电池特性模拟模块；3
‑
采样模块；4
‑
可调负载；5
‑
交流电源；6
‑
显示模块；7
‑
上位机。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本专利技术提供的一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0030]请参阅图1和图2，本实施例提供的一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，包括主控模块1、电池特性模拟模块2及采样模块3，所述主控模块1通过控制信号调节所述电池特性模拟模块2的输出电压，所述采样模块3用于采集所述电池特性模拟模块2的输出电压和输出电流并将其传输给所述主控模块1，其特征在于：
[0031]所述电池特性模拟模块2连接可调负载4并对可调负载4输出；
[0032]所述电池特性模拟模块2包括稳态特性模拟支路和至少一个暂态特性模拟支路，所述暂态特性模拟支路通过切换开关的控制接入或接出模拟回路，以模拟暂态时电池输出电压突变的情况；
[0033]所述稳态特性模拟支路和暂态特性模拟支路均包括调压电路，所述主控模块1通过控制所述调压电路调节所述稳态特性模拟支路和暂态特性模拟支路的输出电压。
[0034]在一实施例中，所述电池特性模拟模块2还包括恒压输出支路。所述恒压输出支路与稳态特性模拟支路共同构成负载在正常状态下的电压输出，并可通过改变稳态特性模拟
支路的输出电压模拟电池电量的变化。
[0035]在一实施例中，电池模拟器还包括交流电源5，所述交流电源5用于向所述电池特性模拟模块2提供工作电压。所述交流电源5经过一PFC模块接入375V直流电压输入，此直流电压会被继续转换成实验所需的电压。
[0036]在一实施例中，电池模拟器还包括显示模块6，所述显示模块6与所述主控模块1电连接并显示电池模拟器的电性参数。
[0037]在一实施例中，电池模拟器还包括上位机7，所述上位机7与所述主控模块1电连接并向所述主控模块1输入需要模拟的电池参数。所述上位机7还可以进行参数校准、升级及曲线绘制等操作。
[0038]在一实施例中，所述稳态特性模拟支路的调压电路包括H桥调压电路。请参阅图3，图3所示为所述H桥调压电路的电路图。当对角线上的一对开关元件导通，另一对断开，电流就会从一侧流向另一侧，驱动负载按照一定的方向运转1。当对角线上的另一对开关元件导通，原来的一对断开，电流就会反向流动，驱动负载按照相反的方向运转。当同侧的两个开关元件同时导通或断开，电流就会被切断，负载停止运转。当给其中一个开关元件输入PWM波形信号，另一个保持导通或断开状态，电流就会周期性地变化，从而改变负载的平均电压和转速。H桥调压电路具有结构简单、控制方便、能实现正反转和调速等优点。
[0039]在一实施例中，所述暂态特性模拟支路的调压电路包括Buck调压电路，所述Buck调压电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，至少包括主控模块、电池特性模拟模块及采样模块，所述主控模块通过控制信号调节所述电池特性模拟模块的输出电压，所述采样模块用于采集所述电池特性模拟模块的输出电压和输出电流并将其传输给所述主控模块，其特征在于：所述电池特性模拟模块连接可调负载并对可调负载输出；所述电池特性模拟模块包括稳态特性模拟支路和至少一个暂态特性模拟支路，所述暂态特性模拟支路通过切换开关的控制接入或接出模拟回路，以模拟暂态时电池输出电压突变的情况；所述稳态特性模拟支路和暂态特性模拟支路均包括调压电路，所述主控模块通过控制所述调压电路调节所述稳态特性模拟支路和暂态特性模拟支路的输出电压。2.如权利要求1所述的可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，其特征在于，所述可调负载由Buck变换器与固定负载串联组成。3.如权利要求1所述的可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，其特征在于，所述切换开关包括H桥切换开关。4.如权利要求1所述的可准确模拟电池稳态特性与暂态...

【专利技术属性】
技术研发人员：范旭红，赵日庚，王志刚，常枭珏，李志，崔志强，禹均耀，原志海，李巍，王嘉祺，赵祎平，成东鑫，史劲涛，石泽坤，陈晓军，
申请(专利权)人：山西建筑工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：