CN107193312B - 一种单电芯模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单电芯模拟装置，包括电源正极、电源负级、电源转换芯片、隔离直流电压转换器、输出可调线性电压调节器（LDO）、微处理器、通信隔离芯片、反馈网络、CAN通讯收发器以及电芯模拟正极和电芯模拟负级。本发明的有益效果：本发明可以模拟电芯快速输出各种工况下的电压，而省去了电芯充放电的时间，提高了研发的工作效率和进度。

Description

一种单电芯模拟装置
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，具体来说，涉及一种单电芯模拟装置。
背景技术
在新能源汽车领域，电池包是电动汽车的动力来源，而电池包是由电芯集成而实现，因此，对电芯状态的监测是电池管理系统(BMS)的重要功能。在其研发过程中，通常使用电芯来作为BMS的负载。然而，由于电芯的物理特性，并不能在短时间内实现各种工况的转换，如最高电压到最低电压等，因此在工作效率和研发进度上有很大的牺牲。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种单电芯模拟装置，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种单电芯模拟装置，在电源正极与电源负级之间连接有电源转换芯片，所述电源转换芯片连接有隔离直流电压转换器，所述隔离直流电压转换器连接有LDO输出可调线性电压调节器，所述LDO输出可调线性电压调节器的输出正极连接模拟电芯正极，所述LDO输出可调线性电压调节器的输出负极连接模拟电芯负极；在所述电源转换芯片与所述LDO输出可调线性电压调节器之间分别连接有微处理器、通信隔离芯片和电压反馈网络，其中，所述微处理器的总线控制端口接所述通信隔离芯片的初级侧总线控制端口，所述通信隔离芯片的次级侧总线控制端口接所述电压反馈网络的总线控制端口，所述电压反馈网络的输出接所述LDO输出可调线性电压调节器的反馈输入端口。
进一步的，所述电源转换芯片的输入正极接电源正极，所述电源转换芯片的输入负极接电源负极，所述隔离直流电压转换器的输入正极接所述电源转换芯片的输出正极，所述隔离直流电压转换器的输入负极接所述电源转换芯片的输出负极，所述LDO输出可调线性电压调节器的输入正极接隔离直流电压转换器的输出正极，所述LDO输出可调线性电压调节器的输入负极接隔离直流电压转换器的输出负极。
优选的，所述电源转换芯片的输出正极接所述微处理器电源输入正极，所述电源转换芯片的输出负极接所述微处理器电源输入负极，所述电源转换芯片的输出正极接所述通信隔离芯片初级侧电源输入正极，所述电源转换芯片的输出负极接所述通信隔离芯片初级侧电源输入负极，所述隔离直流电压转换器的输出正极接所述通信隔离芯片次级侧电源输入正极，所述隔离直流电压转换器的输出负极接所述通信隔离芯片次级侧电源输入负极，所述隔离直流电压转换器的输出正极接所述电压反馈网络的电源输入正极，所述隔离直流电压转换器的输出负极接所述电压反馈网络的电源输入负极。
优选的，所述电源转换芯片的输出正极接CAN通讯收发器电源输入正极，所述电源转换芯片的输出负极接所述CAN通讯收发器电源输入负极，所述CAN通讯收发器的总线接口接所述微处理器的通讯总线接口，所述CAN通讯收发器通讯连接外部电气系统。
本发明的有益效果：本发明可以模拟电芯快速输出各种工况下的电压，而省去了电芯充放电的时间，提高了研发的工作效率和进度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种单电芯模拟装置的电路原理框图；
图2是根据本发明实施例所述的一种单电芯模拟装置的使用连接示意图；
图中：
1、电源转换芯片；2、隔离直流电压转换器；3、输出可调线性电压调节器；4、CAN通讯收发器；5、微处理器；6、通信隔离芯片；7、反馈网络；8、控制器；9、单电芯模拟装置；10、BMS系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种单电芯模拟装置，在电源正极与电源负级之间连接有电源转换芯片1，所述电源转换芯片1连接有隔离直流电压转换器2，所述隔离直流电压转换器2连接有LDO输出可调线性电压调节器3，所述LDO输出可调线性电压调节器3的输出正极连接模拟电芯正极，所述LDO输出可调线性电压调节器3的输出负极连接模拟电芯负极；在所述电源转换芯片1与所述LDO输出可调线性电压调节器3之间分别连接有微处理器5、通信隔离芯片6和电压反馈网络7，其中，所述微处理器5的总线控制端口接所述通信隔离芯片6的初级侧总线控制端口，所述通信隔离芯片6的次级侧总线控制端口接所述电压反馈网络7的总线控制端口，所述电压反馈网络7的输出接所述LDO输出可调线性电压调节器3的反馈输入端口。
在一具体实施例中，所述电源转换芯片1的输入正极接电源正极，所述电源转换芯片1的输入负极接电源负极，所述隔离直流电压转换器2的输入正极接所述电源转换芯片1的输出正极，所述隔离直流电压转换器2的输入负极接所述电源转换芯片1的输出负极，所述LDO输出可调线性电压调节器3的输入正极接隔离直流电压转换器2的输出正极，所述LDO输出可调线性电压调节器3的输入负极接隔离直流电压转换器2的输出负极。
在一具体实施例中，所述电源转换芯片1的输出正极接所述微处理器5的电源输入正极，所述电源转换芯片1的输出负极接所述微处理器5电源输入负极，所述电源转换芯片1的输出正极接所述通信隔离芯片6初级侧电源输入正极，所述电源转换芯片1的输出负极接所述通信隔离芯片6初级侧电源输入负极，所述隔离直流电压转换器2的输出正极接所述通信隔离芯片6次级侧电源输入正极，所述隔离直流电压转换器2的输出负极接所述通信隔离芯片6次级侧电源输入负极，所述隔离直流电压转换器2的输出正极接所述电压反馈网络7的电源输入正极，所述隔离直流电压转换器2的输出负极接所述电压反馈网络7的电源输入负极。
在一具体实施例中，所述电源转换芯片1的输出正极接CAN通讯收发器4电源输入正极，所述电源转换芯片1的输出负极接所述CAN通讯收发器4电源输入负极，所述CAN通讯收发器4的总线接口接所述微处理器5的通讯总线接口，所述CAN通讯收发器4通讯连接外部电气系统。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，如图2所示，单电芯模拟装置9的电源输入正、负极分别接外部供电系统的正、负极，CAN-H和CAN-L分别与外部其他CAN通讯控制器8的CAN-H和CAN-L相连，而电芯模拟输出正和电芯模拟输出负即可模拟单个电芯的正、负极。将电芯模拟输出正极接入到需要连接BMS系统10的电芯正极，将电芯模拟输出负极接入到需要连接BMS系统10的电芯负极，即可实现本装置的电芯模拟功能。
本发明的工作原理：当外部供电的正负极分别接到本装置的电源输入正负极时，该电压通过电源转换芯片输出一路稳定的电压，分别给隔离直流电压转换器、微处理器、CAN通讯收发器以及隔离通信芯片供电；隔离直流电压转换器输出一路隔离的电压，既给隔离通信芯片次级和反馈网络供电，又作为输出可调线性电压调节器LDO的输入电压,输出可调线性电压调节器LDO的输出电压即可模拟单个电芯的输出正极端；微处理器通过隔离通信芯片，用控制总线的方式控制反馈网络的输出电压，反馈网络的输出电压作为输出可调线性电压调节器LDO的反馈输入FB，从而调节输出可调线性电压调节器LDO输出电压的值；微处理器通过总线与CAN通讯收发器相连，CAN通讯收发器与外部其它电气系统相连，进行通讯。
综上所述，本发明可以模拟电芯快速输出各种工况下的电压，而省去了电芯充放电的时间，提高了研发的工作效率和进度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种单电芯模拟装置，其特征在于，在电源正极与电源负级之间连接有电源转换芯片(1)，所述电源转换芯片(1)连接有隔离直流电压转换器(2)，所述隔离直流电压转换器(2)连接有LDO输出可调线性电压调节器(3)，所述LDO输出可调线性电压调节器(3)的输出正极连接模拟电芯正极，所述LDO输出可调线性电压调节器(3)的输出负极连接模拟电芯负极；在所述电源转换芯片(1)与所述LDO输出可调线性电压调节器(3)之间分别连接有微处理器(5)、通信隔离芯片(6)和电压反馈网络(7)，其中，所述微处理器(5)的总线控制端口接所述通信隔离芯片(6)的初级侧总线控制端口，所述通信隔离芯片(6)的次级侧总线控制端口接所述电压反馈网络(7)的总线控制端口，所述电压反馈网络(7)的输出接所述LDO输出可调线性电压调节器(3)的反馈输入端口。
2.根据权利要求1所述的单电芯模拟装置，其特征在于，所述电源转换芯片(1)的输入正极接电源正极，所述电源转换芯片(1)的输入负极接电源负极，所述隔离直流电压转换器(2)的输入正极接所述电源转换芯片(1)的输出正极，所述隔离直流电压转换器(2)的输入负极接所述电源转换芯片(1)的输出负极，所述LDO输出可调线性电压调节器(3)的输入正极接隔离直流电压转换器(2)的输出正极，所述LDO输出可调线性电压调节器(3)的输入负极接隔离直流电压转换器(2)的输出负极。
3.根据权利要求2所述的单电芯模拟装置，其特征在于，所述电源转换芯片(1)的输出正极接所述微处理器(5)电源输入正极，所述电源转换芯片(1)的输出负极接所述微处理器(5)电源输入负极，所述电源转换芯片(1)的输出正极接所述通信隔离芯片(6)初级侧电源输入正极，所述电源转换芯片(1)的输出负极接所述通信隔离芯片(6)初级侧电源输入负极，所述隔离直流电压转换器(2)的输出正极接所述通信隔离芯片(6)次级侧电源输入正极，所述隔离直流电压转换器(2)的输出负极接所述通信隔离芯片(6)次级侧电源输入负极，所述隔离直流电压转换器(2)的输出正极接所述电压反馈网络(7)的电源输入正极，所述隔离直流电压转换器(2)的输出负极接所述电压反馈网络(7)的电源输入负极。
4.根据权利要求3所述的单电芯模拟装置，其特征在于，所述电源转换芯片(1)的输出正极接CAN通讯收发器(4)电源输入正极，所述电源转换芯片(1)的输出负极接所述CAN通讯收发器(4)电源输入负极，所述CAN通讯收发器(4)的总线接口接所述微处理器(5)的通讯总线接口，所述CAN通讯收发器(4)通讯连接外部电气系统。
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