CN103580070A - 一种电动车辆充放电模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动车辆充放电模拟系统，所述系统包括：充放电监控设备和至少一个动力电池充放电单元，所述动力电池充放电单元包括：电动车辆充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统以及多投控制单元。充放电监控设备用于监控至少一个动力电池充放电单元以获得状态数据，存储上述状态数据并对至少一个动力电池充放电单元进行控制。电动车辆充电机，用于对动力电池进行充电，所述电动车辆充电机为车载充电机或非车载充电机。以及，多投控制单元，多投控制单元的一端连接到所述动力电池，多投控制单元的另一端能够在连接对象之间进行切换，连接对象为下述内容中的至少两个：电动车辆充电机、负载、充放电机或空档。

Description

一种电动车辆充放电模拟系统及方法

技术领域

本发明涉及电力应用领域，并且特别地，涉及一种电动车辆充放电模拟系统及方法。

背景技术

目前，为应对全球气候问题和能源短缺的问题，世界各国都在积极发展清洁的可再生能源。传统汽车进一步加剧了日益严重的环境污染和能源短缺问题。为了克服传统汽车对不可再生资源的依赖，各国都在大力发展以电力作为能源的电动汽车。电动汽车效率高、排放低，能够从根本上减少对石油的依赖，增加可再生能源的利用，降低二氧化碳和污染物的排放，得到了广泛的重视。世界各国纷纷投入巨额资金，开展电动汽车技术研发，尤其是在核心的供电系统、驱动系统方面，进行了大量研究，取得了长足的进展。

电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车，目前主要有纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车以及外接充电式混合动力汽车等。为了向电动汽车提供电力，必须设置能够为电动汽车提供动力的充电电池。动力电池组属于二次电池，由很多个单组电池模块串联而成，因此各个单组电池间的一致性是否良好会影响电池组的性能。此外，动力电池组在汽车的各种工况下循环进行充放电，所以动力电池组的充放电性能、循环使用寿命，电池组温度变化、电池组容量变化等也会影响电池组的工作特性。电池组管理系统能够实时监测电池组的总电流、总电压、单组电池模块电压、电池组温度，并能估算电池组容量，实时传送数据给整车控制系统。电池组管理系统对混合动力电池组的安全起着重要作用。在现有技术中，对电池组电压、电流采样精度不高，这导致对电池组的电池容量估算不精确；对单组电池间的一致性没有有效检测，没有检测电池组温度特性；与动力总成控制系统的通讯多采用串口通讯技术导致数据传输不可靠，抗干扰能力差。

因此需要提供一种充电设备的综合自动化集成和最终实现工具，可以模拟电动汽车对电池充放电过程，为研发设计人员研究电动汽车充放电提供实验平台，充电设备的信息的最终处理、显示和监测都由监控后台来完成。监控系统应当是一套多窗口多任务系统。采用流行、简单易用的画面输出和操作方式，结构化设计，通用数据库访问方式、多进程、多线程模式，使系统具有高可靠性、方便的人机交互操作、高质量的画面显示及灵活的可扩展性。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种电动车辆充放电模拟系统，所述系统包括：充放电监控设备和至少一个动力电池充放电单元，所述动力电池充放电单元包括：电动车辆充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统以及多投控制单元，其特征在于：

充放电监控设备，用于监控至少一个动力电池充放电单元以获得状态数据，存储上述状态数据并对至少一个动力电池充放电单元进行控制；

电动车辆充电机，用于对动力电池进行充电，所述电动车辆充电机为车载充电机或非车载充电机；以及

多投控制单元，多投控制单元的一端连接到所述动力电池，多投控制单元的另一端能够在连接对象之间进行切换，连接对象为下述内容中的至少两个：电动车辆充电机、负载、充放电机或空档。

优选地，所述系统还包括柜体和监控面板，所述柜体用于容纳所述动力电池充放电单元以及由充放电监控设备配置的传感器；所述监控面板用于设置控制开关、状态指示灯和/或监测仪表。

优选地，在所述监控面板上设置所述模拟系统的线路图，所述控制开关、状态指示灯和监测仪表在线路图中的位置与它们在所述模拟系统中实际接线位置一致。

优选地，所述监控面板位于柜体的前面板。

优选地，所述状态指示灯显示所述多投控制单元与电动车辆充电机、负载、充放电机或空挡的接通状态。

优选地，所述监测仪表包括：动力电池直流电压监测仪表、动力电池直流电流监测仪表和/或充电机交流电压监测仪表。

优选地，动力电池直流电压监测仪表和动力电池直流电流监测仪表的监测点为与动力电池直接连接的线路位置，所述动力电池直流电流监测仪表具有正负量程，能够监测充放电时产生的正向和负向电流。

优选地，所述监测仪表为指针式仪表；

优选地，在柜体上安装充电桩接口，充电桩接口能够连接外接充电桩，从而为使用车载充电机的动力电池充放电单元供电。

优选地，所述充放电监控设备监测的状态数据包括：充电机的交流电压、充电机的交流电流、动力电池的直流电压、动力电池的直流电流、动力电池的SOC和/或动力电池的温度。

优选地，所述系统中的动力电池的出线串联有熔断器。

优选地，所述车载充电机和非车载充电机中的每一个均具有独立开断的控制开关。

优选地，所述系统安装了总电源开关，总电源开关断开后能够断开柜体内所有一次设备的电源。

优选地，所述系统安装了烟雾报警装置和/或高温报警装置。

优选地，所述系统的外电源接入位置并联有避雷器。

优选地，所述系统可以实现以下功能中的至少一项：能够测试动力电池的充电曲线、放电曲线；测试和分析动力电池的模型和参数；测试充电机的负荷特性，谐波特性；测试对包括谐波、电压暂降、不平衡的电能质量扰动的耐受能力；测试充电桩的计费、计量功能；测试电池管理系统、充电机、充电桩之间的通讯功能；通过多次模拟试验测试动力电池的可用容量与充放电次数的关系，确定最大可充电次数。

优选地，当多个动力电池充放电单元中至少两个动力电池充放电单元的电动车辆充电机为车载充电机时，可以实现以下功能中的至少一项：模拟多辆电动车辆充电时的相互作用；模拟多辆电动车辆充电时谐波的传递方式，谐波影响与车辆数量、充电机类型、电池类型的关系；模拟控制方式对多辆电动车辆充电相互作用的影响；确定降低相互影响的控制策略。

优选地，当多个动力电池充放电单元中至少两个动力电池充放电单元的电动车辆充电机为非车载充电机时，可以实现以下功能中的至少一项：模拟多个充电模块充电时的相互影响；模拟多个充电模块充电时谐波的传递方式，谐波影响与充电模块数量、充电方式、电池类型的关系；模拟研究控制方式对多个充电模块充电相互作用的影响；确定降低相互影响的控制策略。

根据本发明的另一方面，提供一种使用电动车辆充放电模拟系统进行充放电模拟的方法，所述系统包括：充放电监控设备和至少一个动力电池充放电单元，所述动力电池充放电单元包括：充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统以及多投控制单元，其中所述电动车辆充电机为车载充电机或非车载充电机，其特征在于，所述方法包括：

使用充放电监控设备监控至少一个动力电池充放电单元以获得状态数据，存储上述状态数据并对至少一个动力电池充放电单元进行控制；

利用电动车辆充电机对动力电池进行充电；以及

将多投控制单元的一端连接到所述动力电池，并且将多投控制单元的另一端在连接对象之间进行切换，连接对象为下述内容的一个或多个：电动车辆充电机、负载、充放电机或空档。

附图说明

通过结合附图阅读优选示例性实施方式的下列详细描述，可以更好地理解本发明的这些以及进一步的特点和优势，其中：

图1示出了根据本发明实施方式的电动车辆充放电模拟系统的示意图；

图2示出了根据本发明实施方式的包括车载充电机的动力电池充放电单元的示意图；

图3示出了根据本发明实施方式的包括非车载充电机的动力电池充放电单元的示意图；以及

图4示出了根据本发明实施方式的电动车辆充放电模拟方法。

需要注意的是，这些附图意在描述方法的一般特性、在特定示例性实施方式中使用的结构和/或材料，并意在对下面提供的描述进行补充。然而，这些附图不是按比例的，并且也不是精确地反映任意给出的实施方式的精细结构或性能特性，并且也不应解释为通过示例性实施方式对所包含的数值范围或属性进行定义或限定。在各个附图中使用同样或相同的附图标记意在指示存在同样或相同的元素或特征。

具体实施方式

尽管示例性实施方式能够进行各种修改并采用替代形式，但是其实施方式作为实施例在附图中给出，并将在这里进行详细描述。然而，应当理解的是，不应将示例性实施方式限定为所公开的特定形式，相反，示例性实施方式意在涵盖落入权利要去范围内的所有修改、等同物和替代物。在整个附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元素。

可以理解的是，尽管这里可能使用术语第一、第二等描述各种元素，但是这些元素不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元素与另一元素相区别。例如，在不偏离示例性实施方式范围的情况下，第一元素也可称为第二元素，相似地，第二元素也可称为第一元素。如在这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项目的任意和全部组合。可以理解的是，当涉及一个元素与另一元素“连接”或“耦合”时，其可以与其它元素直接地连接或耦合，或者可以存在介于其中间元素。相反，当涉及一个元素与另一元素“直接连接”或“直接耦合”时，则没介于其中间的元素。用于描述元素之间关系的其它词应以相同的方式进行解释（例如，“在…之间”与“直接在…之间”，“相邻”与“直接相邻”等）。

这里使用的术语仅用于描述特定实施方式，并不意在对示例性实施方式进行限制。如在这里所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”还意在包括复数形式，除非在上下文中明确地进行指示。还可以进一步理解的是，这里使用的术语“包含”、“由…组成”、“包括”和/或“含有”说明存在所规定的特征、整体、步骤、操作、元素和/或元件，但是不排斥存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、元件和/或其组合。

还需要说明的是，在一些可替换的实现方式中，所涉及的功能/动作还可以按照图中未涉及的顺序发生。例如，根据所涉及的功能/动作，以连续方式示出的两个图实际上可以并发地执行，或有时以相反的顺序执行。

除非特别限定，这里使用的所有术语（包括技术和科学术语）与示例性实施方式的所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还可以进一步理解的是，诸如以通用字典限定的术语应当解释为与它们在相关领域的上下文中的含义相一致，并不解释为理想化或过度正式的含义，除非在这里进行特别限定。

示例性实施方式和相应的详细描述部分可根据软件或算法，和对计算机存储器中的数据比特进行操作的符号表示来呈现。这些说明和表示是本领域普通技术人员向本领域其它普通技术人员有效表达他们工作主旨的一种方式。如同这里使用的术语，并如同其所通常使用的，将算法设想为导致期望结果的自相一致的步骤序列。该步骤是那些要求对物理量进行物理操作的步骤。通常，尽管不是必须的，这些量采用能够存储、传输、组合、比较和进行其他操作的光、电、或磁信号的形式。已经证明有时（特别是对于通常使用的原因）将这些信号称为比特、数值、元素、符号、字符、项、数字等是方便的。

在下列说明中，将根据动作和操作（例如，以流程图的形式）的符号表示描述解释性的实施方式，其中操作可实现为程序模块或包括例程、程序、对象、元件、数据结构等的功能过程，其中程序模块或功能过程执行特定的工作或实现特定的摘要数据类型，并可使用现有的硬件在现有的网络元件上实现。这样现存的硬件可包括一个或多个中央处理单元（CPU）、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路、现场可编程门阵列（FPGA）计算机等。

然而，应当注意的是，与合适的物理量相关联的所有这些术语以及相似术语仅仅是应用于这些量的便利的标签。除非特别声明，或者从讨论中明显得到，诸如“处理”、“计算”、“估计”、“确定”、“显示”等的术语，涉及计算机系统或相似的电子计算设备的动作和处理，以将计算机系统的寄存器和存储器中表述为物理量、电子量的数据进行操纵并转换为计算机系统存储器或寄存器或其他这样的信息存储器、传输或显示设备中表示为物理量的其他相似的数据。

还需要说明的是，示例性实施方式的软件实现方面典型地是在一些形式的程序存储介质上进行编码，或在一些类型的传输介质上实现。计算机可读介质可以是磁（例如，软盘或硬盘驱动器）或光（例如，致密盘只读存储器，或“CD ROM”），并可以是只读或随机存取的。相似地，传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或本领域公知的其它合适的传输介质。示例性实施方式不局限于任何指定实现的这些方面。

图1示出了根据本发明实施方式的电动车辆充放电模拟系统的示意图。如图1所示，电动车辆充放电模拟系统包括：充放电监控设备和至少一个动力电池充放电单元。优选地，所述至少一个动力电池充放电单元中的每一个包括：电动车辆充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统以及多投控制单元。

根据本发明的优选实施方式，所述电动车辆充电机可以是车载充电机或非车载充电机。当所述电动车辆充电机为车载充电机时，所述动力电池充放电单元处于车载充电模式。优选地，所述车载充电模式用于模拟利用车载充电机对充电电池进行充电的情况，以及还可以用于模拟充电电池为负载供电、充电电池快速充电/放电的情况。目前，小型机动车辆通常采用车载充电机进行充电。例如，电动汽车利用车载充电机将来自充电桩或充电站的交流电转换为直流电，并利用转换得到的直流电为电动汽车内部的动力电池充电。当所述电动车辆充电机为非车载充电机时，所述动力电池充放电单元处于非车载充电模式。优选地，所述非车载充电模式用于模拟利用非车载充电机对充电电池进行充电的情况，以及还可以用于模拟充电电池为负载供电、充电电池快速充电/放电的情况。目前，大型机动车辆通常利用更换动力电池的方式来进行续航，而动力电池通常由充电站的充电机进行充电。一般地，由于充电站的充电机并没有放置在大型机动车辆上，因此将其称为“非车载充电机”。优选地，充电站利用非车载充电机对多个动力电池进行充电。当大型机动车辆的动力电池电力不足时，在充电站直接更换动力电池，以实现续航。优选地，所述车载充电机和非车载充电机中的每一个均具有独立开断的控制开关。由此，可以控制多个车载充电机或非车载充电机中的每一个的通断。

根据本发明的优选实施方式，动力电池为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将动力电池的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。优选地，所述系统中的动力电池的出线串联有熔断器，从而能够在电压过大或电流过大时对动力电池进行保护。优选地，动力电池的相关参数包括以下中的至少一个:

a）电池容量：电池容量由电池放电电压*放电电流*放电时间决定，在电池行业中一般以安时（Ah）标示。

b）充（放）电率：充（放）电率是将全部容量的电荷放（充）完所需要的时间，作为充（放）电时的标准速度，一般用来说明放（充）电的速度是多少。比如说二小时率的放电，是指用0.5C的电流，在二个小时的时间将电池全部容量放完；20分钟率表示用3C的电流在20分钟内将电池额定电量全部放完。在厂商的电池规格书上面，也常使用小时率来表示标准放电时间，只要根据额定容量来换算就能确定标准放电电流是多少。通常厂商提供的规格上额定容量是以温度20℃、0.2C放电的条件来量测。

c）标称电压：电池刚出厂时，正负极之间的电势差称为电池的标称电压。

d）内阻：是指电流流过电池内部所受到的阻力。充电电池的内阻很小，一般要用专门仪器测试。充电态内阻和放电态内阻有差异，放电态内阻稍大，而且不太稳定。内阻越大，消耗的能量越大，充电发热越大。随着电池使用次数的增多，内阻会增大，质量越差，内阻增大越快。

e）充电终止电压：蓄电池充足电时，极板上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，蓄电池的电压也不会上升，此时的电压称为充电终止电压。

f）放电终止电压：是指蓄电池放电时允许的最低电压。

g）循环寿命：电池可重复充放电的次数。寿命与容量成反比，与充放电条件密切相关，一般充电电流越大，寿命越短。

h）荷电保持能力：通常指自放电率。与电池材料、生产工艺和储存条件有关，一般温度越高，自放电率越高。

根据本发明的优选实施方式，与动力电池匹配的电池管理系统能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电、延长电池的使用寿命、监控电池的状态，对电池在成组使用时的安全应用以及寿命的延长等方面都起着决定性的作用。

根据本发明的优选实施方式，多投控制单元用于切换动力电池充放电单元的操作状态。所述操作状态包括：外部电源充电（车载充电式或非车载充电式）、负载运行、充放电模拟以及空载。优选地，多投控制单元的一端连接到所述动力电池，多投控制单元的另一端可以切换连接对象，切换对象为下述内容中的至少两个：电动车辆充电机、负载、充放电机或空档。例如，多投控制单元的另一端可以在电动车辆充电机和空挡之间切换，以及多投控制单元的另一端还可以电动车辆充电机、负载和空挡之间切换。当多投控制单元的另一端切换为连接电动车辆充电机时，动力电池充放电单元处于外部电源充电状态。其中，在这个状态中，动力电池充放电单元模拟真实的利用外部电源进行充电的过程。当多投控制单元的另一端切换为连接负载时，动力电池充放电单元处于负载运行状态。当多投控制单元的另一端切换为连接充放电机时，动力电池充放电单元处于充放电模拟状态。其中在充放电模拟模式中，可以根据系统设置或由人工输入来控制动力电池的充放电速度、充放电时间、充放电曲线和/或充放电电量。当多投控制单元的另一端切换为连接空档时，动力电池充放电单元处于空载状态，不与其它电气设备连接。

根据本发明的优选实施方式，所述充放电监控设备用于监测至少一个动力电池充放电单元以获得状态数据，其中所述状态数据包括至少一个动力电池充放电单元中每一个的状态数据。其中所述状态数据可以包括：（1）充电机的交流电压、充电机的交流电流、动力电池的直流电压、动力电池的直流电流、动力电池的SOC和/或动力电池的温度;（2）从外部电源进行充电的充电时间、充电曲线和/或充电电量；（3）连接负载时的放电时间、放电曲线和/或放电电量；（4）连接充放电机时的充放电速度、充放电时间、充放电曲线和/或充放电电量。其中，动力电池荷电状态SOC（State ofCharge）作为电池容量状态的描述参数，其数值定义为电池的剩余容量占电池容量的比值。通常把一定温度下电池充电到不能再吸收能量的状态定义为荷电状态100%，而将电池再不能放出能量的状态定义为荷电状态0%。充放电监控设备存储上述状态数据并对至少一个动力电池充放电单元进行控制。优选地，可以在各种非易失性存储器中存储上述状态数据。

根据本发明的优选实施方式，所述电动车辆充放电模拟系统还包括柜体，所述柜体用于容纳至少一个动力电池充放电单元、充放电监控设备以及充放电监控设备配置的传感器。优选地，所述传感器可以是声音传感器、烟雾传感器、湿度传感器、温度传感器等。优选地，所述电动车辆充放电模拟系统还包括监控面板，所述监控面板通常位于柜体的前面板。但所属领域的技术人员应当了解，监控面板并不限于在柜体的前面板，其通常可以被设置为易于对模拟系统进行控制。所述监控面板用于设置控制开关、状态指示灯和/或监测仪表。优选地，所述系统安装了总电源开关，总电源开关断开后能够断开柜体内所有一次设备的电源。优选地，所述系统安装了烟雾报警装置和/或高温报警装置，从而实现对柜体内出现烟雾或高温时进行报警。优选地，所述系统的外电源接入位置并联有避雷器，从而实现过电压防护的效果。

根据本发明的优选实施方式，在所述监控面板上设置所述模拟系统的线路图，所述控制开关、指示灯和监测仪表在线路图中的位置与它们在所述模拟系统中实际接线位置一致。换句话说，所述监控面板上设置的线路图中的控制开关、各个指示灯和各个监测仪表与柜体内实际单元所在的实际接线位置一致。优选地，所述控制开关用于在电动车辆充电机、负载、充放电机或空档之间进行切换。所述控制开关被设置在监控面板上，用于实现多投控制单元的功能，即在上述四个状态之间切换。

优选地，所述状态指示灯显示所述多投控制单元与电动车辆充电机、负载、充放电机或空挡的接通状态。当多投控制单元（换句话说，控制开关）与电动车辆充电机连接且接通时，指示电动车辆充电机的指示灯为点亮状态。优选地，所述监测仪表包括：动力电池直流电压监测仪表、动力电池直流电流监测仪表和/或充电机交流电压监测仪表。优选地，动力电池直流电压监测仪表和动力电池直流电流监测仪表的监测点为与动力电池直接连接的线路位置，所述动力电池直流电流监测仪表具有正负量程，能够监测充放电时产生的正向和负向电流。优选地，所述监测仪表为指针式仪表或数字式仪表。

根据本发明的优选实施方式，针对动力电池充放电单元的状态，所述电动车辆充放电模拟系统可以实现以下功能中的至少一项：能够测试动力电池的充电曲线、放电曲线；测试和分析动力电池的模型和参数；测试充电机的负荷特性，谐波特性；测试对包括谐波、电压暂降、不平衡的电能质量扰动的耐受能力；测试充电桩的计费、计量功能；测试电池管理系统、充电机、充电桩之间的通讯功能；通过多次模拟试验测试动力电池的可用容量与充放电次数的关系，确定最大可充电次数。

根据本发明的优选实施方式，当多个动力电池充放电单元中至少两个充放电单元的电动车辆充电机为车载充电机时，所述电动车辆充放电模拟系统可以实现以下功能中的至少一项：模拟多辆电动车辆充电时的相互作用；模拟多辆电动车辆充电时谐波的传递方式，谐波影响与车辆数量、充电机类型、电池类型的关系；模拟控制方式对多辆电动车辆充电相互作用的影响；确定降低相互影响的控制策略。

根据本发明的优选实施方式，当多个动力电池充放电单元中至少两个充放电单元的电动车辆充电机为非车载充电机时，所述电动车辆充放电模拟系统可以实现以下功能中的至少一项：模拟多个充电模块充电时的相互影响；模拟多个充电模块充电时谐波的传递方式，谐波影响与充电模块数量、充电方式、电池类型的关系；模拟研究控制方式对多个充电模块充电相互作用的影响；确定降低相互影响的控制策略。

图2示出了根据本发明实施方式的包括车载充电机的动力电池充放电单元的示意图。如图2所示，所述动力电池充放电单元包括：车载充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统、多投控制单元、负载、充放电机等。优选地，车载充电机的一端连接外部电源，例如交流电源。车载充电机将交流电转换为直流电，并将直流电输送给动力电池。此外，在车载充电机和外部电源之间还可以包括充电桩。通过在柜体上安装充电桩接口，车载充电机能够通过充电桩接口连接外接充电桩，从而为使用车载充电机的动力电池供电。优选地，利用与充电桩的连接，可以模拟利用充电桩对动力电池充电的过程。例如，可以监测充电时间、充电费用、充电曲线等参数。车载充电机的另一端连接多投控制单元。

优选地，多投控制单元的一端连接到所述动力电池，多投控制单元的另一端可以切换连接对象，切换对象为下述内容的至少两个：车载充电机、负载、充放电机或空档。此外，动力电池还与电池管理系统连接。

图3示出了根据本发明实施方式的包括非车载充电机的动力电池充放电单元的示意图。如图3所示，所述动力电池充放电单元包括：非车载充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统、多投控制单元、负载、充放电机等。优选地，非车载充电机的一端连接外部电源，例如交流电源。车载充电机将交流电转换为直流电，并将直流电输送给动力电池。非车载充电机的另一端连接多投控制单元。

优选地，多投控制单元的一端连接到所述动力电池，多投控制单元的另一端可以切换连接对象，切换对象为下述内容的至少两个：非车载充电机、负载、充放电机或空档。此外，动力电池还与电池管理系统连接。

图4示出了根据本发明实施方式的电动车辆充放电模拟方法。所述方法应用于电动车辆充放电模拟系统，所述系统包括充放电监控设备和至少一个动力电池充放电单元，所述动力电池充放电单元包括：充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统以及多投控制单元，其中所述电动车辆充电机为车载充电机或非车载充电机。

如图4所示，所述电动车辆充放电模拟方法具体包括：步骤401，使用充放电监控设备监测至少一个动力电池充放电单元以获得状态数据，存储上述状态数据并对至少一个动力电池充放电单元进行控制。步骤402，利用电动车辆充电机对动力电池进行充电。步骤402，将多投控制单元的一端连接到所述动力电池，并且将多投控制单元的另一端可以切换连接对象，切换对象为下述内容的至少两个：电动车辆充电机、负载、充放电机或空档。

Claims (19)

1.一种电动车辆充放电模拟系统，所述系统包括：充放电监控设备和至少一个动力电池充放电单元，所述动力电池充放电单元包括：电动车辆充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统以及多投控制单元，其特征在于：

充放电监控设备，用于监控至少一个动力电池充放电单元以获得状态数据，存储上述状态数据并对至少一个动力电池充放电单元进行控制；

电动车辆充电机，用于对动力电池进行充电，所述电动车辆充电机为车载充电机或非车载充电机；以及

多投控制单元，多投控制单元的一端连接到所述动力电池，多投控制单元的另一端能够在连接对象之间进行切换，连接对象为下述内容中的至少两个：电动车辆充电机、负载、充放电机或空档。

2.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述系统还包括柜体和监控面板，所述柜体用于容纳所述动力电池充放电单元以及由充放电监控设备配置的传感器；所述监控面板用于设置控制开关、状态指示灯和/或监测仪表。

3.根据权利要求2所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，在所述监控面板上设置所述模拟系统的线路图，所述控制开关、状态指示灯和监测仪表在线路图中的位置与它们在所述模拟系统中实际接线位置一致。

4.根据权利要求2所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于所述监控面板位于柜体的前面板。

5.根据权利要求2所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述状态指示灯显示所述多投控制单元与电动车辆充电机、负载、充放电机或空挡的接通状态。

6.根据权利要求2所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述监测仪表包括：动力电池直流电压监测仪表、动力电池直流电流监测仪 表和/或充电机交流电压监测仪表。

7.根据权利要求6所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，动力电池直流电压监测仪表和动力电池直流电流监测仪表的监测点为与动力电池直接连接的线路位置，所述动力电池直流电流监测仪表具有正负量程，能够监测充放电时产生的正向和负向电流。

8.根据权利要求2、6或7所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述监测仪表为指针式仪表。

9.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，在柜体上安装充电桩接口，充电桩接口能够连接外接充电桩，从而为使用车载充电机的动力电池充放电单元供电。

10.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述充放电监控设备监测的状态数据包括：充电机的交流电压、充电机的交流电流、动力电池的直流电压、动力电池的直流电流、动力电池的SOC和/或动力电池的温度。

11.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述系统中的动力电池的出线串联有熔断器。

12.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述车载充电机和非车载充电机中的每一个均具有独立开断的控制开关。

13.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述系统安装了总电源开关，总电源开关断开后能够断开柜体内所有一次设备的电源。

14.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述系统安装了烟雾报警装置和/或高温报警装置。

15.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述系统的外电源接入位置并联有避雷器。

16.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，所述系统可以实现以下功能中的至少一项：能够测试动力电池的充电曲线、放电曲线；测试和分析动力电池的模型和参数；测试充电机的负荷特性、 谐波特性；测试对包括谐波、电压暂降、不平衡的电能质量扰动的耐受能力；测试充电桩的计费、计量功能；测试电池管理系统、充电机、充电桩之间的通讯功能；通过多次模拟试验测试动力电池的可用容量与充放电次数的关系，确定最大可充电次数。

17.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，当多个动力电池充放电单元中至少两个动力电池充放电单元的电动车辆充电机为车载充电机时，可以实现以下功能中的至少一项：模拟多辆电动车辆充电时的相互作用；模拟多辆电动车辆充电时谐波的传递方式，谐波影响与车辆数量、充电机类型、电池类型的关系；模拟控制方式对多辆电动车辆充电相互作用的影响；确定降低相互影响的控制策略。

18.根据权利要求1所述的电动车辆充放电模拟系统，其特征在于，当多个动力电池充放电单元中至少两个动力电池充放电单元的电动车辆充电机为非车载充电机时，可以实现以下功能中的至少一项：模拟多个充电模块充电时的相互影响；模拟多个充电模块充电时谐波的传递方式，谐波影响与充电模块数量、充电方式、电池类型的关系；模拟研究控制方式对多个充电模块充电相互作用的影响；确定降低相互影响的控制策略。

19.一种使用电动车辆充放电模拟系统进行充放电模拟的方法，所述系统包括：充放电监控设备和至少一个动力电池充放电单元，所述动力电池充放电单元包括：充电机、动力电池、与动力电池匹配的电池管理系统以及多投控制单元，其中所述电动车辆充电机为车载充电机或非车载充电机，其特征在于，所述方法包括：

使用充放电监控设备监控至少一个动力电池充放电单元以获得状态数据，存储上述状态数据并对至少一个动力电池充放电单元进行控制；

利用电动车辆充电机对动力电池进行充电；以及

将多投控制单元的一端连接到所述动力电池，并且将多投控制单元的另一端在连接对象之间进行切换，连接对象为下述内容的一个或多个：电动车辆充电机、负载、充放电机或空档。 

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