CN109581241B - 一种电池特征模拟方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池特征模拟方法及装置，装置包括与试验电池并联的模拟电阻，测量模拟电阻电流的电流传感器、测量试验电池电压的电压传感器、为电池加热的加热器、测量试验电池温度的电池温度传感器、控制加热器功率的可控功率电源、控制模拟电阻和可控功率电源的可编程控制单元。采用上述装置，电池特征模拟方法通过可编程控制单元、模拟电阻、可控功率电源和控制逻辑的合理配置和控制，可以实现内短路电池热电特性的精确模拟，这种方式不需要对电池内部结构进行改造，可控性和可重复性好，可应用于内短路检测算法开发与验证、电池包结构安全与可靠性测试等工作场景。

Description

一种电池特征模拟方法及装置

技术领域

本发明涉及电池安全技术，更具体的说，是涉及一种电池特征模拟方法及装置。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，车用动力电池的安全性问题日益突出。当电池内部存在生产缺陷、杂质、锂枝晶等情况，或者外部发生挤压、碰撞、刺穿等情况时，电池均有可能发生内短路，进而引发热失控并最终导致电池包起火、爆炸等严重安全事故。

为了尽可能减少电池内短路带来的危害，需要对内短路现象进行深入研究，以了解电池内短路时的热电特征。现有技术中存在一种内短路模拟方法，通过在电池内部引入杂质或内置触发装置的方法引发内短路，进而测量获取相关参数值。但这种方式需要对电池内部结构进行改造，具有不可控且重复性差的缺点，很难在电池包可靠性试验等场合应用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池特征模拟方法及装置，以实现可控性和可重复性好，以及可应用在电池包可靠性试验等场合的电池内短路测试。

一种电池特征模拟装置，包括模拟电阻、电流传感器、电压传感器、电池温度传感器、可控功率电源、加热器和可编程控制单元；

其中，所述模拟电阻和所述电流传感器依次串联在试验电池的正极与负极之间；所述电压传感器的两端分别与所述试验电池的正极与负极连接；所述电池温度传感器贴合设置在所述试验电池的表面；所述加热器贴合设置在所述试验电池的表面；所述可控功率电源与所述加热器连接；所述可编程控制单元分别与所述电流传感器、所述电压传感器、所述电池温度传感器和所述可控功率电源连接；

所述模拟电阻用于模拟所述试验电池的内短路电阻；所述可编程控制单元中存储有能够实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值，根据实时获取的电流值和电压值计算所述模拟电阻的实时产热功率，根据所述模拟电阻的实时产热功率控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值的程序。

可选的，所述模拟电阻为可调电阻，所述可调电阻与所述可编程控制单元连接，所述可编程控制单元中还存储有根据所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律控制所述可调电阻的阻值变化的程序。

可选的，还包括加热器温度传感器，所述加热器温度传感器贴合设置在所述加热器远离所述试验电池的一侧；所述可编程控制单元中还存储有能够实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值，并根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内的程序。

可选的，所述可编程控制单元中还存储有根据产热功率变化规律控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，根据用户选择确定电池特征模拟模式的程序。

可选的，还包括：负载模拟设备，所述负载模拟设备设置在所述试验电池的正极与负极之间。

一种电池特征模拟方法，应用于上述第一种电池特征模拟装置，所述方法包括：

实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值；

根据实时获取的电流值和电压值计算所述模拟电阻的实时产热功率；

根据所述模拟电阻的实时产热功率控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率；

记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值。

可选的，所述模拟电阻为可调电阻，所述可调电阻与所述可编程控制单元连接，所述方法还包括：

预先存储所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律；

根据所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律控制所述可调电阻的阻值变化。

可选的，所述电池特征模拟装置还包括加热器温度传感器，所述加热器温度传感器贴合设置在所述加热器远离所述试验电池的一侧，所述方法还包括：

实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值；

根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内；

记录每时每刻实时获取的加热器温度值。

可选的，还包括：

获取用户选择的电池特征模拟模式，在电池特征模拟模式为异常产热模式时，执行如下操作：

预先存储产热功率变化规律；

断开所述可调电阻与所述试验电池的连接；

根据产热功率变化规律控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率；

实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值，实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值；

根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内；

记录每时每刻实时获取的加热器温度值、电压值和电池温度值。

可选的，还包括：

获取用户选择的电池特征模拟模式，在电池特征模拟模式为外短路电特征模拟模式时，执行如下操作：

控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率为零；

控制所述可调电阻的阻值等于外短路阻值；

实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值；

记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值。

本发明实施例提供了一种电池特征模拟方法及装置，装置包括模拟电阻、电流传感器、电压传感器、电池温度传感器、可控功率电源、加热器和可编程控制单元，其中，模拟电阻和电流传感器依次串联在试验电池的正极与负极之间；电压传感器的两端分别与试验电池的正极与负极连接，电池温度传感器和加热器贴合设置在试验电池的表面，可控功率电源与加热器连接，可编程控制单元分别与电流传感器、电压传感器、电池温度传感器和可控功率电源连接。模拟电阻可用于模拟试验电池的内短路电阻，可编程控制单元中存储有相应程序，可以实时获取电流值和电压值，并计算出模拟电阻的实时产热功率，根据计算出的实时产热功率控制可控功率电源向加热器供电的功率，记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值，以了解试验电池的内短路热电特征。这种方式不需要对电池内部结构进行改造，可控性和可重复性好，可应用于内短路检测算法开发与验证、电池包结构安全与可靠性测试等工作场景。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的电池特征模拟装置的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的另一种电池特征模拟装置的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种电池特征模拟方法的流程图；

图4为本发明实施例公开的特定阻值内短路的模拟控制流程图；

图5为本发明实施例公开的特定阻值变化曲线的内短路的模拟控制流程图；

图6为本发明实施例公开的特定电压变化曲线的内短路的模拟控制流程图；

图7为本发明实施例公开的另一种电池特征模拟方法的流程图。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例公开的电池特征模拟装置的结构示意图，参见图1所示，电池特征模拟装置可以包括模拟电阻1、电流传感器2、电压传感器3、电池温度传感器4、可控功率电源5、加热器6和可编程控制单元7。

其中，模拟电阻1和电流传感器2依次串联在试验电池的正极与负极之间；电压传感器3的两端分别与试验电池的正极与负极连接；电池温度传感器4贴合设置在试验电池的表面；加热器6贴合设置在试验电池的表面；可控功率电源5与加热器6连接；可编程控制单元7分别与电流传感器2、电压传感器3、电池温度传感器4和可控功率电源5连接。

电流传感器2用于测量通过模拟电阻1的电流值；电压传感器3用于测量试验电池两端的电压；电池温度传感器4用于测量试验电池的温度；加热器6用于给试验电池加热；可控功率电源5用于给加热器6供电，以使加热器6产热。

为使电池温度传感器4测量的试验电池温度能够反映试验电池的真实温度，且试验电池的温度能够反映真实内短路电池的温度变化。在实际使用中，电池温度传感器4和加热器6应尽量靠近试验电池表面的中心贴合布置，同时两者之间应保持一定的间距。其中，电池温度传感器4和加热器6保持间距的目的是为了避免两者之间直接接触或距离过近导致试验电池温度测量不准确。

模拟电阻1可以用于模拟试验电池的内短路电阻；可编程控制单元7中存储有能够实时从电流传感器2获取电流值，实时从电压传感器3获取电压值，实时从电池温度传感器4获取电池温度值，根据实时获取的电流值和电压值计算模拟电阻1的实时产热功率，根据模拟电阻1的实时产热功率控制可控功率电源5向加热器6供电的功率，记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值的程序。在实际应用中，连接好电路后，电流从模拟电阻1中流过，用于模拟试验电池的电特征，并用可编程控制单元7中所记录的电流传感器2的电流值，以及电压传感器3的电压值表征。同时，可编程控制单元7计算电流值和电压值的乘积得到模拟电阻1的实时产热功率，并控制可控功率电源5以实时产热功率向加热器6供电，以模拟试验电池的热特征，并用可编程控制单元7中所记录的电池温度传感器2的电池温度值表征。

在一个具体的实现中，模拟电阻1可以为可调电阻，可调电阻与可编程控制单元7连接，可编程控制单元7中还存储有根据试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律控制可调电阻的阻值变化的程序。通过上述程序可以模拟试验电池的内短路演化过程。需要说明的是，在实际应用中，模拟电阻1并不一定是可调电阻。如在图1所示实施例的电池特征模拟装置用于模拟特定阻值下电池内短路时，模拟电阻1也可以为定值电阻，定值电阻的阻值等于所模拟的特定阻值即可。另外，即使模拟电阻1为可调电阻，可编程控制单元7也可以设定可调电阻的阻值等于所模拟的特定阻值，以实现对电池内短路的模拟。

在其他的实现方式中，电池特征模拟装置的结构可以参见图2，图2为本发明实施例公开的另一种电池特征模拟装置的结构示意图，如图2所示，除了模拟电阻1、电流传感器2、电压传感器3、电池温度传感器4、可控功率电源5、加热器6和可编程控制单元7外，还包括加热器温度传感器8，加热器温度传感器8贴合设置在加热器6远离试验电池的一侧(即不与试验电池贴合的一侧)；可编程控制单元7中还存储有能够实时从加热器温度传感器8获取加热器6的温度值，并根据实时从加热器温度传感器8获取的加热器温度值调整可控功率电源5向加热器6供电的功率，使加热器6的温度始终保持在安全工作温度范围内的程序。其中，加热器温度传感器8在实际应用中测量加热器6的温度值。加热器温度传感器8设置在加热器6远离试验电池的一侧的目的是为了避免试验电池温度对加热器温度的干扰。

可选地，可编程控制单元7中还可以存储有根据产热功率变化规律控制可控功率电源向加热器6供电的功率，根据用户选择确定电池特征模拟模式的程序。其中，电池特征模拟方式包括内短路模式和异常产热模式，在用户选则内短路模式时，执行内短路的模拟，以实现试验电池内短路的模拟；在用户选择异常产热模式时，根据产热功率变化规律控制可控功率电源5向加热器6供电的功率，即执行异常产热的模拟，以实现对试验电池异常产热过程的模拟。

当然，电池特征模拟方式也可以包括外短路电特征模拟模式，此时模拟电阻1应为可调电阻，可编程控制单元8还可以存储有控制可控功率电源5输出功率为0，并根据试验电池外短路时的外短路阻值设置可调电阻的阻值的程序。在用户选择外短路电特征模拟时，控制可控功率电源5输出功率为0，并设置可调电阻的阻值等于试验电池外短路时的外短路阻值，以实现对试验电池外短路过程的模拟。

此外，上述实施例公开的电池特征模拟装置对试验电池进行模拟时的负载工况没有限制，在进行电池特征模拟时，可以选择不对试验电池施加额外的负载工况，也可以根据实际需要，采用如充放电机等负载模拟设备，为试验电池加载特定的负载工况。因此，电池特征模拟装置还可以包括负载模拟设备，负载模拟设备设置在试验电池的正极与负极之间。

本发明公开的电池特征模拟装置的特点在于：通过可编程控制单元、模拟电阻、可控功率电源和控制逻辑的综合应用，可以实现内短路电池热电特征的精确模拟。其中，控制逻辑由可编程控制单元内所存储程序执行。在模拟电阻为定值电阻时，可实现特定阻值的内短路电池热电特征的精确模拟。在模拟电阻为可调电阻时，可实现试验电池内短路演化过程的模拟。具体表现为：(1)在自引发内短路的发展与演化过程中，内短路阻值是逐渐变化的。在已知试验电池内短路演化过程中短路阻值变化规律的前提下，通过可编程控制单元控制可调电阻，可以精确模拟真实试验电池内短路演化过程中的阻值变化；当无法直接获取试验电池内短路演化过程中短路阻值变化规律，但已知试验电池内短路演化过程中端电压变化规律的情况下，则可以通过可编程控制单元进行闭环反馈控制，通过调节可调电阻的阻值，使电池端电压符合已知端电压变化规律，从而也能实现对试验电池内短路时电特征的精确模拟。(2)内短路发生时会导致额外的电池产热，可编程控制单元可以根据电流传感器实时测量的电流值与电压传感器实时测量的电压值计算实时产热功率，并通过可控功率电源实时控制与电池贴合布置的加热器功率，从而实现对试验电池内短路时热特征的精确模拟。

上述本发明公开的实施例中详细描述了电池特征模拟装置，接下来，本发明还公开了一种电池特征模拟方法，可应用于上述实施例公开的电池特征模拟装置，下面给出具体的实施例进行详细说明。

图3为本发明实施例公开的一种电池特征模拟方法的流程图，参见图3所示，电池特征模拟方法可以包括：

步骤301：实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值。

在对试验电池发生内短路时的热特征和电特征进行特征模拟过程中，需要实时获取各项参数值，包括内短路电流，内短路电压、试验电池温度等参数。其中，内短路电流即电流传感器测量得到的电流值，内短路电压即电压传感器测量得到的电压值，试验电池温度为电池温度传感器测量得到的电池温度值。

步骤302：根据实时获取的电流值和电压值计算所述模拟电阻的实时产热功率。

具体地，在模拟过程中，电压传感器测量试验电池两端的电压值U_cell，电流传感器测量通过模拟电阻的电流值I_SC，可编程控制单元计算模拟电阻的实时产热功率P_SC，具体地，根据公式P_SC＝U_cell×I_SC确定模拟电阻的实时产热功率。

步骤303：根据所述模拟电阻的实时产热功率控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率。

可编程控制单元控制可控功率电源的功率值与模拟电阻的实时产热功率相同，模拟内短路过程中电池产热情况。

步骤304：记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值。

需要说明的是，对试验电池进行内短路模拟，可以是不同模式的内短路模拟，如基于特定阻值的内短路模拟、基于特定阻值变化曲线的内短路演化过程模拟和基于特定电压变化曲线的内短路演化过程模拟。

本实施例中，电池特征模拟方法通过可编程控制单元、模拟电阻、可控功率电源和控制逻辑的合理配置和控制，可以实现内短路电池热电特性的精确模拟，这种方式不需要对电池内部结构进行改造，可控性和可重复性好，可应用于内短路检测算法开发与验证、电池包结构安全与可靠性测试等工作场景。

在一个具体的实现中，模拟电阻为可调电阻，该可调电阻与可编程控制单元连接，则电池特征模拟方法还可以包括：预先存储所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律；根据所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律控制所述可调电阻的阻值变化。

在基于特定阻值的内短路模拟的一个具体实现中，可编程控制单元的具体控制过程可以参见图4，图4为本发明实施例公开的特定阻值内短路的模拟控制流程图，如图4所示，可以包括：

步骤401：所述可编程控制单元控制可调电阻的阻值为恒定电阻值。

其中，恒定电阻值可根据试验电池的类型和实际模拟需求确定，恒定电阻值即为特定阻值。

步骤402：根据电压传感器测量的电压值和电流传感器测量的电流值确定可调电阻的实时产热功率。

具体地，电压传感器测量试验电池两端的电压值U_cell，电流传感器测量通过可调电阻的电流值I_SC，可编程控制单元计算可调电阻的实时产热功率P_SC，根据公式P_SC＝U_cell×I_SC确定可调电阻的实时产热功率。

步骤403：所述可编程控制单元控制可控功率电源的功率值与所述可调电阻的实时产热功率相同。

这样，进行特定阻值的内短路模拟，后续通过实时记载模拟过程中的各个传感器的测量数值(包括电流值、电压值、电池温度值等)，了解特定阻值的内短路情况下的热电特性。需要说明的是，图4所示实施例为可编程控制单元控制可调电阻的阻值等于特定阻值。在实际应用中，在模拟电池特定阻值的内短路时，也可直接使用一个阻值等于特定阻值的定值电阻，此种情形下，模拟电阻无需与可编程控制单元连接。

图5为本发明实施例公开的特定阻值变化曲线的内短路的模拟控制流程图，如图5所示，模拟过程可以包括：

步骤501：所述可编程控制单元控制可调电阻的阻值按照第一规律变化。

根据实际内短路演化过程的短路阻值变化规律，通过可编程控制单元预先存储短路阻值随时间变化的数据，该数据即为按照第一规律变化的阻值的数据。模拟过程中，可编程控制单元按照预先存储的阻值随时间变化的数据控制可调电阻阻值的变化。

步骤502：根据电压传感器测量的电压值和电流传感器测量的电流值确定可调电阻的实时产热功率。

步骤503：所述可编程控制单元控制可控功率电源的功率值与所述可调电阻的实时产热功率相同。

这样，进行特定阻值变化曲线的内短路演化过程模拟，后续通过实时记载模拟过程中的各个传感器的测量数值(包括电流值、电压值、电池温度值等)，了解特定阻值变化曲线的内短路情况下的热电特性。

图6为本发明实施例公开的特定电压变化曲线的内短路的模拟控制流程图，如图6所示，模拟过程可以包括：

步骤601：所述可编程控制单元采用闭环反馈调节方式，控制调节可调电阻的阻值变化，使得电池电压按照第二规律变化。

根据实际内短路演化过程的端电压变化规律，通过可编程控制单元预先存储电池端电压随时间变化的数据，该数据即为按照第二规律变化的电池电压数据。模拟过程中，可编程控制单元通过闭环反馈调节方式，调节可调电阻阻值的大小，使电池端电压与预先存储的数据中的电压变化一致。

步骤602：根据电压传感器测量的电压值和电流传感器测量的电流值确定可调电阻的实时产热功率。

步骤603：所述可编程控制单元控制可控功率电源的功率值与所述可调电阻的实时产热功率相同。

这样，进行特定电压变化曲线的内短路演化过程模拟，后续通过实时记载模拟过程中的各个传感器的测量数值(包括电流值、电压值、电池温度值等)，了解特定电压变化曲线的内短路情况下的热电特性。

上述实施例中，电池特征模拟方法可通过可编程控制单元、模拟电阻、可控功率电源以及各种传感器组成了一个闭环控制系统，可以实现多种复杂模式的内短路热电特征模拟。不仅能够对恒定阻值的内短路进行模拟，还能根据实际内短路发生时内短路阻值或电池端电压的变化规律，对内短路演化过程中的热电特征变化进行模拟。

电池特征模拟装置还可以包括加热器温度传感器，所述加热器温度传感器可以贴合设置在所述加热器远离所述试验电池的一侧。这种情况下，电池特征模拟方法还可以包括：实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值；根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内；记录每时每刻实时获取的加热器温度值。

本实施例中，当实时测量的加热器温度将要超过安全工作温度时，可以控制可控功率电源的输出功率适当减小，使加热器温度始终保持在安全工作温度范围内，避免模拟装置的过热损坏。具体地，控制可控功率电源的输出功率适当减小时扥加热器温度值可根据标定或经验获得，输出功率如何减小也可通过标定或经验获得。

在不同的实施例中，电池特征模拟装置还可以用于外短路电特征模拟。图7为本发明实施例公开的另一种电池特征模拟方法的流程图，如图7所示，电池特征模拟方法可以包括：

步骤701：获取用户选择的电池特征模拟模式。

由于上面实施例公开的电池特征模拟装置可以进行多种模式的模拟，因此，在正式开始进行相关的模拟前，可以先确定用户想要进行的电池特征模拟模式。

步骤702：在电池特征模拟模式为异常产热模式时，预先存储产热功率变化规律。

电池特征模拟装置可以进行异常产热的模拟，为了保证模拟过程的顺利执行，需要预先在可编程控制单元中存储产热功率变化规律。其中，产热功率变化规律所描述的产热功率在实际应用中可以是一特定的变化规律，也可以是一恒定值。

步骤703：断开所述可调电阻与所述试验电池的连接。

在进行异常产热模拟前，需要排除其他影响因素，因此，本实施例中，在进行试验电池异常产热的模拟时，需要断开可调电阻的连接。

步骤704：根据产热功率变化规律控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率。

具体地，控制可控功率电源向加热器供电的功率变化与产热功率变化规律一致。

步骤705：实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值，实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值。

步骤706：根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内。

步骤707：记录每时每刻实时获取的加热器温度值、电压值和电池温度值。

本实施例中，在电池特征模拟装置可以进行多种模式的模拟情况下，如用户选择异常产热模式，则可编程控制单元执行图7所示实施例的各个步骤，实现对试验电池异常产热的模拟；如用户选择内短路模式，则可编程控制单元执行如图3至图6所示的电池特征模拟方法，用于模拟试验电池内短路时的热电特征。

进一步，在另外一个实施例中，电池特征模拟方法可以包括：获取用户选择的电池特征模拟模式，在电池特征模拟模式为外短路电特征模拟模式时，控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率为零；控制所述可调电阻的阻值等于外短路阻值；实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值；记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值。其中，外短路阻值可根据试验电池的类型和实际模拟需求确定。

另外，本发明各实施例中电池特征模拟方法对负载工况没有限制，在进行电池特征模拟时，可以选择不对试验电池施加额外的负载工况，也可以根据实际需要，采用如充放电机等负载模拟设备，为试验电池加载特定的负载工况。此时，电池特征模拟装置还可以包括负载模拟设备，负载模拟设备设置在试验电池的正极与负极之间，用户可根据需要调整负载模拟设备施加在试验电池两端的负载大小。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电池特征模拟装置，其特征在于，包括模拟电阻、电流传感器、电压传感器、电池温度传感器、可控功率电源、加热器和可编程控制单元；

其中，所述模拟电阻为可调电阻，所述模拟电阻和所述电流传感器依次串联在试验电池的正极与负极之间；所述电压传感器的两端分别与所述试验电池的正极与负极连接；所述电池温度传感器贴合设置在所述试验电池的表面；所述加热器贴合设置在所述试验电池的表面；所述可控功率电源与所述加热器连接；所述可编程控制单元分别与所述可调电阻、所述电流传感器、所述电压传感器、所述电池温度传感器和所述可控功率电源连接；

所述模拟电阻用于模拟所述试验电池的内短路电阻；所述可编程控制单元中存储有能够实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值，根据实时获取的电流值和电压值计算所述模拟电阻的实时产热功率，根据所述模拟电阻的实时产热功率控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值的程序，所述可编程控制单元中还存储有根据所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律控制所述可调电阻的阻值变化的程序。

2.根据权利要求1所述的电池特征模拟装置，其特征在于，还包括加热器温度传感器，所述加热器温度传感器贴合设置在所述加热器远离所述试验电池的一侧；所述可编程控制单元中还存储有能够实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值，并根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内的程序。

3.根据权利要求1所述的电池特征模拟装置，其特征在于，所述可编程控制单元中还存储有根据产热功率变化规律控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，根据用户选择确定电池特征模拟模式的程序。

4.根据权利要求1～3任一项所述的电池特征模拟装置，其特征在于，还包括：负载模拟设备，所述负载模拟设备设置在所述试验电池的正极与负极之间。

5.一种电池特征模拟方法，应用于如权利要求1所述的电池特征模拟装置，其特征在于，所述方法包括：

实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值；

根据实时获取的电流值和电压值计算所述模拟电阻的实时产热功率；

根据所述模拟电阻的实时产热功率控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率；

记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值。

6.根据权利要求5所述的电池特征模拟方法，其特征在于，所述模拟电阻为可调电阻，所述可调电阻与所述可编程控制单元连接，所述方法还包括：

预先存储所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律；

根据所述试验电池内短路演化过程中的端电压变化规律或者短路阻值变化规律控制所述可调电阻的阻值变化。

7.根据权利要求6所述的电池特征模拟方法，其特征在于，所述电池特征模拟装置还包括加热器温度传感器，所述加热器温度传感器贴合设置在所述加热器远离所述试验电池的一侧，所述方法还包括：

实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值；

根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内；

记录每时每刻实时获取的加热器温度值。

8.根据权利要求7所述的电池特征模拟方法，其特征在于，还包括：

获取用户选择的电池特征模拟模式，在电池特征模拟模式为异常产热模式时，执行如下操作：

预先存储产热功率变化规律；

断开所述可调电阻与所述试验电池的连接；

根据产热功率变化规律控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率；

实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值，实时从所述加热器温度传感器获取加热器温度值；

根据实时从所述加热器温度传感器获取的加热器温度值调整所述可控功率电源向所述加热器供电的功率，使所述加热器的温度始终保持在安全工作温度范围内；

记录每时每刻实时获取的加热器温度值、电压值和电池温度值。

9.根据权利要求6～8任一项所述的电池特征模拟方法，其特征在于，还包括：

获取用户选择的电池特征模拟模式，在电池特征模拟模式为外短路电特征模拟模式时，执行如下操作：

控制所述可控功率电源向所述加热器供电的功率为零；

控制所述可调电阻的阻值等于外短路阻值；

实时从所述电流传感器获取电流值，实时从所述电压传感器获取电压值，实时从所述电池温度传感器获取电池温度值；

记录每时每刻实时获取的电流值、电压值和电池温度值。

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