CN110133405A - 一种电动汽车充放电测试系统及方法 - Google Patents

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康利平
李继生
穆吉庆
马延俊
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Abstract

本发明涉及电动汽车检修,具体涉及一种电动汽车充放电测试系统及方法,该系统包括:光伏组件,其产生直流电;梯次利用蓄电池包,储存电能;充放电控制器,与光伏组件电连接,与梯次利用蓄电池包双向电连接;电动汽车,其电池包与充放电控制器电连接;充电时,梯次利用蓄电池包通过充放电控制器给电动汽车电池包充电;所述电动汽车电池包放电时,通过充放电控制器将电能储存到梯次利用蓄电池包;测试评估单元,分别与电动汽车、充放电控制器电连接,进行性能评估;通信协调控制充放电过程及储能,所述方法为依据该系统的测试方法。本发明实现了利用清洁能源检修电动汽车。

Description

一种电动汽车充放电测试系统及方法
技术领域
本发明涉及电动汽车检修,具体涉及一种电动汽车充放电测试系统及方法。
背景技术
近年来我国电动汽车产业,出现了高速增长。电动汽车保有量也在不断攀升, 这就必然带来了电动汽车运维市场的扩大和发展。在电动汽车运维过程中,由于 储能电池包的性能和运行状态对电动汽车整车性能状态有着至关重要的影响。因 此,在电动汽车整车运维过程中,需对电池包性能做出准确的评估。电池包关键 性能如SOC、SOH等性能评估,需要在电池包充放电过程中获得测试数据,按照 设计好的算法计算评估。
电动汽车在运维检修过程中,为了准确评估电动汽车性能,需做充放电测试,目前一般 检修方法采取以下两种方法。
方法1:充电过程为:从市电网取电,经AC-DC变换将交流电变为直流电,再经过DC-DC 变换和控制,向电动汽车(EV/HPEV)电池包充电。放电过程为:从EV/PHEV的电池包向专用 放电仪放电。充放电过程中,测试评估单元实时采集充、放电各种实时数据,并从EV/HPEV 的DBD接口获得电动汽车各单元故障信息,综合评估EV/HPEV的性能及故障定位。其工作原 理框图如图1所示。
具体工作过程为:市电网中交流电经过AC-DC变换为直流电,在经过DC-DC变换为充电所 要的直流电压、电流,并向电动汽车中动力电池包充电。放电开始,电动汽车中电池包通过 放电口向专用放电仪放电。充、放电参数及时长由测试评估单元通信控制。
方法2:充电过程为,从市电网取电,经AC-DC变换将交流电变为直流电,再经过DC-DC 变换和控制向电动汽车电池包充电。放电过程为:从EV电池包经过双向DC-DC、双向DC-AC 并入电网。充放电过程中,测试评估单元实时采集充、放电实时数据,并从EV/HPEV的OBD接口获得电动汽车各部分故障信息。评估EV/HPEV的性能及故障定位,其原理如框图2。
具体工作过程为:充电开始,市电网中交流电经双向AC-DC变换为直流电,再经过双向 DC-DC变换为充电所需电压、电流,向电动汽车中电池充电。放电开始,电动汽车中电池包 电能经过双向DC-DC变为双向AC-DC所需电压,经逆变换后送入市电网。充放电参数及时长 由测试评估单元通信控制,同时测试评估单元在充放电过程中实时采集各动力参数,完成对 电动汽车的性能评估和故障定位。
方法1:在放电过程中,经过放电仪的电能,全部耗散掉了,能源浪费严重。
方法2:虽然运维放电的电能量回馈到电网。但整个过程中,电能从交流电变换为直流, 再从直流电变换为交流,电能经过多次变换。其缺点是:1、受电能变换效率的影响,电能多 次变换,一部分电能在变换过程中损耗掉了。2、双向电能转换设备,设备投资较大。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷,针对电动汽车现有运维检修方法耗能和投资过大的缺点, 采用清洁能源太阳能发电,和梯次利用的动力电池包储能,提供一种节电、减少能耗的电动 汽车充放电测试系统及方法。
本发明的技术方案:一种电动汽车充放电测试系统,包括:
光伏组件,其产生直流电;
梯次利用蓄电池包,储存电能;
充放电控制器,与光伏组件电连接,与梯次利用蓄电池包双向电连接;
电动汽车,其电池包与充放电控制器电连接;充电时,梯次利用蓄电池包通过充放电控 制器给电动汽车电池包充电;所述电动汽车电池包放电时,通过充放电控制器将电能储存到 梯次利用蓄电池包;
测试评估单元,分别与电动汽车、充放电控制器电连接,进行性能评估;通信协调控制 充放电过程及储能。
进一步的,所述充放电控制器具有MPPT调节功能。
进一步的,所述测试评估单元,采集充放电过程的电压电流数据,从OBD口获得故障 信息,评估电动汽车性能并进行故障定位。
进一步的,还包括蓄电池逆变器,输入端连接充放电控制器,输出端连接电网;测试评 估单元通信控制所述蓄电池逆变器,系统闲置或梯次利用蓄电池包容量大于电动汽车电池包 容量时,测试评估单元通信控制蓄电池逆变器向电网输出电能。
本发明还提供一种电动汽车充放电测试方法,利用太阳能发电,梯次利用蓄电池包储能; 充电时,梯次利用蓄电池包给电动汽车电池包充电,放电时,梯次利用蓄电池储能。
进一步的,具体包括:
(1)光伏组件利用太阳能产生直流电,通过充放电控制器给梯次利用蓄电池包充电;
(2)充电时,梯次利用蓄电池包经过充放电控制器给电动汽车电池包充电;放电时,电 动汽车电池包放电,经过充放电控制器将电能储存在梯次利用蓄电池包中;
(3)充放电过程中,测试评估单元,实时采集电压电流数据,从OBD口获得故障信息, 评估电动汽车性能并进行故障定位;测试评估单元通信协调控制充放电过程及储能。
进一步的,系统闲置或梯次利用蓄电池包容量大于电动汽车电池包容量时,测试评估单 元通信控制蓄电池逆变器向电网输出电能。
本发明有益效果:
1、本发明实现了利用清洁能源检修电动汽车。
2、储能电池为梯次利用动力蓄电池,减少了环境污染,在行业内可实现无缝对接。
3、节约电能,降低了运维成本。
4、本发明可同时兼顾光伏上网发电,设备的拥有者可获发电收益。
附图说明
图1是现有方法1的工作原理框图;
图2是现有方法2的工作原理框图;
图3是本发明工作原理框图;
图4是本发明另一种工作原理框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不 用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可 以对本发明作各种修改或改动,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明涉及到的部分名词解释如下:
OBD口又叫做:车载自动诊断系统,它可以检测汽车运行过程中的发动机电控系统以及 车辆的其它功能模块的工作状况。利用汽车的OBD接口与电脑互联,就能实时查看汽车数 据、检测汽车故障,为汽车修理、开发汽车相关功能、改造汽车设备提供了便利。
充放电控制器用来控制光伏板给蓄电池充电,并且为电压灵敏设备提供负载控制电压的 装置。控制器的充电控制和负载控制电压完全可调,并可显示蓄电池电压、负载电压、太阳 能方阵电压、充电电流和负载电流。包括以下功能:
自检:当控制器受到自然因数影响或人为操作不当时。可以让控制器自检。让人知道控 制器是否完好。减少了很多不必须要的工时。为赢得工程质量和工期创造条件。
防反充保护:防止梯次利用蓄电池包里的电就对光伏组件放电(常说成反充)。以免电能 的浪费与损坏系统。
过充保护:当梯次利用蓄电池包充满后要停止充电,如果过多的充电就会使梯次利用蓄 电池包内部的化学成份产生其它反应,NI电池会结晶,从而直接影响容量和寿命。
过放保护:当梯次利用蓄电池包的电量不足时要停止对外放电,如果过深的放电也同样 会影响到梯次利用蓄电池包的容量及寿命。
恢复间隔:是为过充或过放保护所做的恢复间隔。以避免线电阻或电池的自恢复特点造 成负载的工作斗动。
温度补偿:监视梯次利用蓄电池包的温度,对充放值进很修正,让梯次利用蓄电池包工 作在理想状态。
实施例1
一种电动汽车充放电测试系统,包括:
光伏组件,其产生直流电;
梯次利用蓄电池包,储存电能;
充放电控制器,与光伏组件电连接,与梯次利用蓄电池包双向电连接,所述充放电控制 器具有MPPT调节功能;
电动汽车,其电池包与充放电控制器电连接;充电时,梯次利用蓄电池包通过充放电控 制器给电动汽车电池包充电;所述电动汽车电池包放电时,通过充放电控制器将电能储存到 梯次利用蓄电池包;
测试评估单元,分别与电动汽车、充放电控制器电连接;所述测试评估单元,采集充放 电过程的电压电流数据,从OBD口获得故障信息,评估电动汽车性能并进行故障定位。测试 评估单元通信协调控制充放电过程及储能。
本发明的测试评估单元,增加两大功能,第一,充、放电目标控制功能,对充放电方式、 要达到目标以通信方式传给充放电控制器。第二,电能调度功能,在本系统闲置或电动汽车 中电池包容量远远小于梯次利用储能电池包容量时,调度多余电能逆变并入电网。
测试评估单元对充放电控制,是基于人机对话设置被测对象后,机器自动生成给被测对 象充电方式和目标,放电也是自动生成。被测对象放电就等于给储能电池充电。
电能调度,就像微电网一样,当储能单元梯次利用蓄电池包能量充足,或判断长期不用, 则启动向电网送电。
还包括蓄电池逆变器,输入端连接充放电控制器,输出端连接电网;测试评估单元通信 控制所述蓄电池逆变器,系统闲置或梯次利用蓄电池包容量大于电动汽车电池包容量时,测 试评估单元通信控制蓄电池逆变器向电网输出电能。
实施例2
一种电动汽车充放电测试方法,利用太阳能发电,梯次利用蓄电池包储能;充电时,梯 次利用蓄电池包给电动汽车电池包充电,放电时,梯次利用蓄电池储能,具体包括:
(1)光伏组件利用太阳能产生直流电,通过充放电控制器给梯次利用蓄电池包充电;
(2)充电时,梯次利用蓄电池包经过充放电控制器给电动汽车电池包充电;放电时,电 动汽车电池包放电,经过充放电控制器将电能储存在梯次利用蓄电池包中;
(3)充放电过程中,测试评估单元,实时采集电压电流数据,从OBD口获得故障信息, 评估电动汽车性能并进行故障定位;测试评估单元通信协调控制充放电过程及储能。
(4)系统闲置或梯次利用蓄电池包容量大于电动汽车电池包容量时,测试评估单元通信 控制蓄电池逆变器向电网输出电能。
具体工作过程:光伏组件在太阳光的照射下,产生直流电,通过具有MPPT调节功能的 充放电控制器给梯次利用储电池包充电。在电动汽车(EV/PHEV)运维过程中,电动汽车电 池包需要充电时,梯次利用储电池包中储存的电能经过充放电控制器给电动汽车中电池包充 电。电动汽车中电池包放电时,经过充放电控制器储存在梯次利用储电池包中。
实际上,电动汽车中电池包放电时,将电储存梯次利用储电池包中,电动汽车需要充电 时,梯次利用储电池包中储存电能又充入电动汽车中电池包。太阳能发电所产生电能只二者 交互过程中损耗能量的补充。测试评估单元,在电动汽车中电池包充、放电过程中,实时采 集电压电流数据,并从OBD口获得故障信息,评估电动汽车性能并进行故障定位,同时,通 信协调控制充放电过程及储能。
在本系统闲置时,或者梯次利用蓄电池包容量大于被检修对象电动汽车中电池包容量,梯次 利用蓄电池包中存储有多余电能,这时测试评估单元通信控制蓄电池逆变器向电网输出电能, 等同于光伏上网发电。

Claims (7)

1.一种电动汽车充放电测试系统,其特征在于,包括:
光伏组件,其产生直流电;
梯次利用蓄电池包,储存电能;
充放电控制器,与光伏组件电连接,与梯次利用蓄电池包双向电连接;
电动汽车,其电池包与充放电控制器电连接;充电时,梯次利用蓄电池包通过充放电控制器给电动汽车电池包充电;所述电动汽车电池包放电时,通过充放电控制器将电能储存到梯次利用蓄电池包;
测试评估单元,分别与电动汽车、充放电控制器电连接,进行性能评估;通信协调控制充放电过程及储能。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充放电测试系统,其特征在于,所述充放电控制器具有MPPT调节功能。
3.根据权利要求1所述的电动汽车充放电测试系统,其特征在于,所述测试评估单元,采集充放电过程的电压电流数据,从OBD口获得故障信息,评估电动汽车性能并进行故障定位。
4.根据权利要求1所述的电动汽车充放电测试系统,其特征在于,还包括蓄电池逆变器,输入端连接充放电控制器,输出端连接电网;测试评估单元通信控制所述蓄电池逆变器,系统闲置或梯次利用蓄电池包容量大于电动汽车电池包容量时,测试评估单元通信控制蓄电池逆变器向电网输出电能。
5.一种电动汽车充放电测试方法,其特征在于,利用太阳能发电,梯次利用蓄电池包储能;充电时,梯次利用蓄电池包给电动汽车电池包充电,放电时,梯次利用蓄电池储能。
6.根据权利要求5所述的电动汽车充放电测试方法,其特征在于,包括:
(1)光伏组件利用太阳能产生直流电,通过充放电控制器给梯次利用蓄电池包充电;
(2)充电时,梯次利用蓄电池包经过充放电控制器给电动汽车电池包充电;放电时,电动汽车电池包放电,经过充放电控制器将电能储存在梯次利用蓄电池包中;
(3)充放电过程中,测试评估单元,实时采集电压电流数据,从OBD口获得故障信息,评估电动汽车性能并进行故障定位;测试评估单元通信协调控制充放电过程及储能。
7.根据权利要求6所述的电动汽车充放电测试方法,其特征在于,系统闲置或梯次利用蓄电池包容量大于电动汽车电池包容量时,测试评估单元通信控制蓄电池逆变器向电网输出电能。
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