车用电池系统试验研究系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车用电池系统的试验研究系统，它由车用电池负载系统、车用电池系统、车用电池测试系统三个个子系统组成；车用电池负载系统，用于对车用电池系统中的电池进行充放电；车用电池系统，和车用电池负载系统配合实现电池的充电或者放电；车用电池测试系统是用来对车用电池系统的数据进行采集和监控的。本发明专利技术实现了对车用电池系统的各项基本性能进行测试考核的试验研究功能，它具备了对电池充放电过程进行精确控制的能力，同时还具备电池荷电状态(SOC)的估算，电池系统效率测定，电池系统内阻测定，电池系统寿命测试等功能。并可方便的测试每一个电池单体的性能参数，并且快速方便记录数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车用电池系统试验研究系统，该系统涉及于车用动力电池的性能测试。
技术介绍
电动汽车是一种新能源汽车，由于它与传统的内燃机车辆相比较，具有节能、环保、和运行安静的优良工作特性成为当前新一代汽车研发技术中的热点。车用电池是电动汽车的动力，是组成电动汽车的关键部件之一。车用电池的工作性能对于电动汽车的影响非常大，因此车用电池性能测试是电池应用中的关键技术之一。车用电池系统有别于一般电子器件(笔记本电脑、数码摄像机、数码照相机、MP 3 等)的电池系统，一般来讲，普通的电子器件用电池系统采用单个电池单体作为其核心，电池的工况一般都是比较稳定的，工作电流比较小，工作电压稳定，电池发热量有限，电池的性能对于电子产品的性能影响并不显著。对于车用电池来讲，为了满足车辆的功率、能量需求，电池通常容量比较大，电池单体的体积较大；并且由于要驱动电机工作，电池的电压将会达到300V以上，车用电池通常采用电池单体串联组成电池组，电池的体积远大于普通电子产品用的电池。电动汽车运行的过程中，随着车辆的启停、加速、制动等工况的切换，电池的工作状态经常会发生变化，电流变化率大而且变化频繁，电池的荷电状态(SOC)也会随着充电过程和放电过程的进行而发生变化。整车的很多控制策略都是和电池的工作状态息息相关的，准确掌握电池的工作特性对于车辆开发有重要意义。电动汽车相比于普通内燃机汽车，其劣势就在于电池的续航里程和电池寿命，因此，电池性能对于电动汽车的整体性能有着非常大的影响。车用电池系统试验在整个电动车动力系统开发的过程中是很重要的一个环节。能否准确测量和掌握电池工作参数，直接关系到电动车整车控制策略能否高效且准确，进而影响整车动力性能，续驶里程等。车用电池系统的试验是应该在整车试验之前进行的，其周期影响到整车动力系统的开发周期，电池系统的实验研究系统需要能够快速评定电池的工作性能。一般的电池试验系统只有电池充放电仪，电池数据记录保存不方便，并且充放电仪一般只能监测电池总体参数，对于单体参数不能完全监测，这样的试验研究系统在电池试验过程中不是很方便，使得试验周期变得很长。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种车用电池系统的试验研究系统，使它能够用于车用电池的各项试验；为电动车车用电池应用研发提供必须的物质条件和技术手段支持。即本专利技术所提出的这一试验研究系统，要能够用于车用电池的各项基本参数测试并帮助电池生产商进行电池研发改进，能够进行电池充放电效率测试，能够研究电池的各项基本参数随工作状态的变化趋势，能够进行电池工况测试并评估电池寿命。为达到上述目的，本专利技术的车用电池系统试验研究系统，它由车用电池负载系统、车用电池系统、车用电池测试系统三个个子系统组成；车用电池负载系统，用于对车用电池系统中的电池进行充放电，能对电池在车上的运行工况进行模拟并直接控制车用电池系统的工作情况；车用电池系统，和车用电池负载系统配合实现电池的充电或者放电；车用电池测试系统是用来对车用电池系统的数据进行采集和监控的。其中，所述的充放电的形式包括下述之一或组合电池不同倍率恒流充放电、电池不同电压强度的恒压充放电、电池不同电流变化率的充放电、电池不同电压上升率或下降率的充放电、电池工况循环充放电。其中，所述的车用电池负载系统包括Arbin电池充放电试验台和MITS Pro控制系统；车用电池负载系统中的Arbin电池充放电试验台与车用电池系统中电池正负极通过动力线具有电气相连；车用电池系统的电池单体与车用电池测试系统的数据采集从板之间通过数据采集线具有电气连接。其中，车用电池测试系统包含四个组成部分传感器、数据采集从板、数据处理以及控制主板和采集系统计算机；(1)传感器和数据采集从板之间具有电气连接，传输数据为从传感器到数据采集从板单向传输；(2)数据采集从板与数据处理以及控制主板之间通过CAN总线具有电气连接，传输数据为从数据采集从板到数据处理以及控制主板单向传输；(3)数据处理以及控制主板和采集系统计算机之间具有电气连接，传输数据为从数据处理以及控制主板到采集系统计算机单向传输；所述的传感器至少包括单体电压传感器、单体温度传感器，总电压传感器、总电流传感器、室温及ECU温度传感器；单体温度传感器被安插在电池单体间的风道中；电流传感器安装在电池箱上部，穿过串接在动力线上的铜排。本专利技术实现了对车用电池系统的各项基本性能进行测试考核的实验研究功能，具有很高的创新性。它具备了对电池充放电过程进行精确控制的能力，同时还具备电池荷电状态(SOC)的估算，电池系统效率测定，电池系统内阻测定，电池系统寿命测试等功能。特别地，该系统可以方便的测试每一个电池单体的性能参数，并且快速方便记录数据。在实际的使用过程中，显示出了优良的性能。附图说明图1是车用电池系统试验研究系统的系统功能结构框图。图2是车用电池系统试验研究系统的组成结构图。图3是车用电池测试系统原理框图。具体实施方式本专利技术涉及的车用电池试验研究系统可以分为三个子系统车用电池系统、车用电池测试系统、车用电池负载系统。车用电池系统试验研究系统是基于Arbin电池充放电试验系统构建而成的，这一电池充放电试验系统包括硬件和软件两部分。硬件设备为Arbin电池充放电试验台，软件部分为MITS Pro控制系统，利用这个系统控制电池充放电试验台的运行，就可以在这一试验台上实现以下功能电池不同倍率恒流充放电、电池不同电压强度的恒压充放电、电池不同电流变化率的充放电、电池不同电压上升率或下降率的充放电、电池工况循环充放电等。这些功能的实现对于研究电池的性能特点至关重要。以上，Arbin电池充放电试验台和MITS Pro控制系统构成了车用电池负载系统。通常车用电池是由单体电池串联成组而成的，此外，除了主体的电池组外，还需要包括相关的电器连接部件，继电器、急停开关、碰撞开关等。车用电池系统是试验的研究对象，但是试验研究系统却也包含了车用电池系统。 这是由于在试验过程中要保证电池的连接正常并且保护试验人员的操作安全，试验电池必须包含一些必要地外部附属部件。电池组以及外围的继电器、急停开关、碰撞开关、动力连接端子等构成了试验研究系统的主要研究对象一车用电池系统。另外，试验研究系统还包含一个用于信号、数据采集以及记录的系统。信号、数据采集系统主要用来采集试验过程中的各种有用的信号量，并且对这些信号进行处理、监视和记录。这一系统的主要构成包括 各种电量传感器、信号采集板、数据监视记录系统。该系统在本专利技术中被称为车用电池测试系统。整个系统中，车用电池系统是作为试验研究的对象的。车用电池系统和车用电池负载系统之间是通过动力导线连接的；在充电试验的时候，车用电池负载系统输出电力给车用电池，在放电试验的时候，能量流反向，由车用电池提供电力输出给负载系统。由Arbin 电池充放电试验台及MITS Pro控制系统组成的负载系统，不仅可以作为负载系统模拟电池在实际工作中的电流和电压需求，也能够监视电池的工作状况。因此，在试验研究系统中， 它也担当一部分测试任务。车用电池测试系统和车用电池系统之间通讯通过CAN总线，该系统是实验研究系统中的重要组成部分。各子系统的情况车用电池负载系统主要包括Arbin电池充放电试验台和MITS Pro控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高大威，卢青春，金振华，曹建华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：