【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种用于机车的动力电池测试装置、方法和机车。
技术介绍
1、随着科技的发展，混合动力机车已经成为一种广泛使用的交通工具。这种机车的特点在于其同时使用电能和化石燃料作为动力源，从而提高了能效和环保性能。然而，要确保这种机车的正常运行和优异性能，对其动力电池性能进行准确的检测和评价是至关重要的。混合动力机车动力电池性能的现有检测方法主要包括以下几个参数：1、电池充放电参数：这是最常用的电池性能检测方法。通过定期对电池进行充放电试验，可以了解电池的充放电速度、容量以及寿命等基本性能。2、电池的静态参数：通过测量电池的静态参数，如容量、内阻等，可以了解电池的健康状态和性能。3电池温度检测：电池在充放电过程中会产生热量，通过对电池温度的检测，可以了解电池的工作状态。
2、现有技术cn 218512591 u公开了一种电池组故障检测方法、装置及车辆，该技术提供了一种基于多传感器的动力电池安全与性能检测系统，在动力电池安全与性能检测系统在保障动力电池在线正常工作的前提下，通过采集电池的电压、电流、内阻、绝缘电阻、温度等参数，利用多元线性回归方法实现对动力电池安全性监测与容量性能评估。但是该技术主要适用于注水泵动力电池检测，主要依托于地面试验测试设备，难以应用于能够随时检测混动机车动力电池的真实性能状态，以随时判断动力电池性能是否能够满足机车运用的场景。
3、现有技术cn 116243172 a提供了一种锂电池可靠性状态快速检测方法，充分利用电池使用数据，提取与电池健康状态(soh)高度相关的
4、现有技术(卢少亮.矿用电机车电池管理系统研究与设计[d]西安科技大学.)公开了一种矿用电机车电池管理系统设计及实现，包含硬件电路设计和系统软件设计。硬件部分包括：控制芯片的选型、电源模块设计、电压采样设计、电流采样设计、温度采样设计、开关器件设计、蓄电池组充放电路设计等。系统软件设计主要包括：主程序、数据采样、充电均衡、放电控制、soc估算等。最后，分别进行了电压采样测试、电流采样测试、电池组充电均衡测试和电池组放电控制测试。但是该技术依然依托于地面试验测试设备，难以应用于能够随时检测混动机车动力电池的真实性能状态，以随时判断动力电池性能是否能够满足机车运用的场景。
5、综上所述，现有技术大部分均需要依托于地面试验测试设备，鲜有方案能够随时检测混动机车动力电池的真实性能状态，以随时判断动力电池性能是否能够满足机车运用要求，亟需开发相关技术满足机车中的电池的检测。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：针对当前的动力电池性能检测存在的缺陷，提供保持动力电池的实际装车与机车其他系统集成后，机车真实状态下，随时检测动力电池系统性能的检测方法，解决了当前技术下，动力电池性能检测必须在检测试验台单独进行，而且无法测试与机车匹配后真实性能的问题，为动力电池的性能测试提供方法，测试结果能够为机车动力电池的检修维护提供依据。
2、为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术第一方面提供一种机车的动力电池测试装置，所述装置包括：控制单元、充电单元、动力电池、放电单元、信号采集单元和人机交互界面组成，其中，所述控制单元包括机车既有的车载控制系统，所述充电单元利用机车能源为动力电池提供电能，所述放电单元包括电能消耗部件和/或电网，所述信号采集单元能对信号进行采集，所述控制单元对信号进行分析计算得出结果，并将结果发送至人机交互界面展示。
4、进一步的，所述机车包括电电混合动力机车、氢燃料混合动力机车或油电混合动力机车。
5、进一步的，所述电能消耗部件包括制动电阻和/或外部负载装置。
6、进一步的，所述放电单元包括受电弓-主断路器-四象限整流装置组成的放电系统、动力电池放电装置与制动电阻组成的放电系统或动力电池放电装置与外部负载装置组成的放电系统。
7、进一步的，所述机车的充电单元包括：受电弓和主断组成的高压系统、氢燃料发电机或柴油发电机组。
8、进一步的，当机车具备受电弓和主断的高压系统时，动力电池释放的电能释放于电网；当机车具备制动电阻时，动力电池释放的电能释放于制动电阻；当机车具备外部负载接口，并配备外部负载装置时，动力电池释放的电能释放于外部负载装置。
9、进一步的，当机车为电电混合动力机车，并具备受电弓和主断组成的高压系统时，充电单元通过电网向动力电池充电；当机车为氢燃料混合动力机车时，充电单元通过氢燃料发电机向动力电池充电；当机车为油电混合动力机车时，充电单元通过柴油发电机组向动力电池充电。
10、进一步的，所述信号采集单元包括传感器和与传感器连接或通信的配套电路，传感器包括电池电压传感器、电池电流传感器和电池温度传感器，其中电池电压传感器和电池电流传感器设置在动力电池与机车连接处，温度传感器设置在动力电池内部。
11、优选的，电池电压传感器和电池电流传感器设置在动力电池与机车直流母线连接处。
12、本专利技术第二方面还提供了一种采用第一方面所述的测试装置的对机车的动力电池测试的方法，所述方法包括如下步骤：
13、s1.测试动力电池放电功率，并与设计放电功率比较，当动力电池放电功率≥设计充电功率时，为测试通过，进行后续检测，否则在人机交互界面上显示测试未通过，并且不进行其它检测，否则为测试通过；
14、s2.测试动力电池充电功率，并与设计充电功率比较，当动力电池充电功率≥设计放电功率时，为测试通过，进行后续检测，否则在人机交互界面上显示测试未通过，并且不进行其它检测，否则为测试通过；
15、s3.动力电池按照额定功率放电直至电量耗尽，并计算，得到动力电池放电总量；
16、s4.动力电池按照额定功率充电直至电量充满，并计算，得到动力电池充电总量；
17、s5.计算充放电总量转化比；
18、s6.测试动力电池持续工作性能，将动力电池按照额定功率充电至电量充满，再按照额定功率放电至电量耗尽，循环n个周期，在这n个周期中：
19、s601.收本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机车的动力电池测试装置，其特征在于，所述装置包括：控制单元、充电单元、动力电池、放电单元、信号采集单元和人机交互界面组成，其中，所述控制单元包括机车既有的车载控制系统，所述充电单元利用机车能源为动力电池提供电能，所述放电单元包括电能消耗部件和/或电网，所述信号采集单元能对信号进行采集，所述控制单元对信号进行分析计算得出结果，并将结果发送至人机交互界面展示。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述机车包括电电混合动力机车、氢燃料混合动力机车或油电混合动力机车。
3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述电能消耗部件包括制动电阻和/或外部负载装置。
4.如权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述放电单元包括受电弓-主断路器-四象限整流装置组成的放电系统、动力电池放电装置与制动电阻组成的放电系统或动力电池放电装置与外部负载装置组成的放电系统。
5.如权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述机车的充电单元包括：受电弓和主断组成的高压系统、氢燃料发电机或柴油发电机组。
6.如权利要求5所述的测试装置，其
7.如权利要求6所述的测试装置，其特征在于，当机车为电电混合动力机车，并具备受电弓和主断组成的高压系统时，充电单元通过电网向动力电池充电；当机车为氢燃料混合动力机车时，充电单元通过氢燃料发电机向动力电池充电；当机车为油电混合动力机车时，充电单元通过柴油发电机组向动力电池充电。
8.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述信号采集单元包括传感器和与传感器连接或通信的配套电路，传感器包括电池电压传感器、电池电流传感器和电池温度传感器，其中电池电压传感器和电池电流传感器设置在动力电池与机车连接处，温度传感器设置在动力电池内部。
9.一种采用权利要求1～8任一项所述的测试装置的对机车的动力电池测试的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述S1步骤包括：
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述S2步骤包括：
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述S3步骤包括：
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述S4步骤包括：
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述S5步骤包括：将权利要求13计算的动力电池放电总电量WI和权利要求14所述的方法计算的动力电池的充电总电量WO进行计算，所述计算为WO/WI，将二者的比值显示WO/WI在人机交互界面上。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述S6步骤包括：控制单元控制充电单元对动力电池按额定充电功率进行充电；电量充满后，控制单元控制充电单元和放电单元进行充放电转换，在放电单元的作用下对动力电池转为按额定功率放电；当电池电量耗尽后再次立即转为充电，如此循环n个周期，整个过程中，信号采集单元将动力电池全部节点温度发送至控制单元；测试过程中，若出现单体最高电压UMax高于设计电压上限USpeH，或单体最低电压UMin低于设计电压下限USpeL，或动力电池出现电池最高节点温度TMax高于设计温度上限TSpe的情况，判定为测试失败，否则即判断测试通过；控制单元对数据进行筛选和处理，筛选出整个试验过程中检测到的最高单体电压UMax、最低单体电压UMin、最高节点温度TMax、最低节点温度TMin、并计算节点平均温度TAvg、最高与最低单体电压的电压差UD、最高与最低温度节点的温度差TD、同时计算试验全过程中，单个温度节点的最大温升TR；控制单元将如上筛选处理后的电压值、温度值及其所在的节点位置发送至人机交互界面进行显示。
16.一种包含权利要求1～8中任一项所述的动力电池测试装置的机车。
...【技术特征摘要】
1.一种机车的动力电池测试装置，其特征在于，所述装置包括：控制单元、充电单元、动力电池、放电单元、信号采集单元和人机交互界面组成，其中，所述控制单元包括机车既有的车载控制系统，所述充电单元利用机车能源为动力电池提供电能，所述放电单元包括电能消耗部件和/或电网，所述信号采集单元能对信号进行采集，所述控制单元对信号进行分析计算得出结果，并将结果发送至人机交互界面展示。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述机车包括电电混合动力机车、氢燃料混合动力机车或油电混合动力机车。
3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述电能消耗部件包括制动电阻和/或外部负载装置。
4.如权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述放电单元包括受电弓-主断路器-四象限整流装置组成的放电系统、动力电池放电装置与制动电阻组成的放电系统或动力电池放电装置与外部负载装置组成的放电系统。
5.如权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述机车的充电单元包括：受电弓和主断组成的高压系统、氢燃料发电机或柴油发电机组。
6.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于，当机车具备受电弓和主断的高压系统时，动力电池释放的电能释放于电网；当机车具备制动电阻时，动力电池释放的电能释放于制动电阻；当机车具备外部负载接口，并配备外部负载装置时，动力电池释放的电能释放于外部负载装置。
7.如权利要求6所述的测试装置，其特征在于，当机车为电电混合动力机车，并具备受电弓和主断组成的高压系统时，充电单元通过电网向动力电池充电；当机车为氢燃料混合动力机车时，充电单元通过氢燃料发电机向动力电池充电；当机车为油电混合动力机车时，充电单元通过柴油发电机组向动力电池充电。
8.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述信号采集单元包括传感器和与传感器连接或通信的配套电路，传感器包括电池电压传感器、电池电流传感器和电池温度传感器，其中电池电压传感器和电池电流传感器设置在动力电池与机车...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昭宇，孙一凡，徐朝林，霍斯日古楞，张倚天，王志强，李哲，吕世伟，贾祥伟，
申请(专利权)人：中车大连机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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