CN201576080U - 动力电池性能综合测试装置 - Google Patents

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汪保国
金彩虹
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Abstract

一种电池测试技术领域的动力电池性能综合测试装置，包括：两台输出轴相连接的电机、储能电池、充电器、两台变频器、综合控制器、功率放大器、振动台和高低温箱，其中：第一电机的电源端与储能电池相连接，充电器的输出端与储能电池的输入端相连接，第二电机的电源端与被测电池相连接，第一电机和第二电机的控制端分别与第一变频器和第二变频器的输出端相连接，综合控制器的输出端分别与功率放大器、高低温箱、第一变频器和第二变频器相连接，振动台的控制端与功率放大器的输出端相连接。本实用新型实现电源系统在使用中的震动冲击环境并模拟气候变化，能够实现车辆运行时的负载仿真试验以及电池状态和电池组的管理。

Description

动力电池性能综合测试装置
技术领域
本实用新型涉及的是一种电池测试技术领域的装置，具体是一种动力电池性能综合测试装置。
背景技术
近年来，世界石油市场价格波动剧烈，各国政府纷纷调整本国的能源战略，加之汽车尾气排放造成了城市空气的严重污染，世界上正在兴起一场电动车的研究开发热潮。世界主要汽车生产商如丰田、本田、日产、通用、福特、奔驰等纷纷与电池生产商合作，投入了大量资金和人力，在技术上不断取得突破。1997年丰田率先推出Prius HEV(Hybrid Electric Vehicel)实现了电动汽车商品化。
HEV混合电动车是指在传统汽油发动机的基础上，增加蓄电池和电动机，作为汽车行驶的辅助动力，能使汽车产生最佳的燃油效率。目前最优秀的混合动力系统能节省50％的燃料，有害气体排放下降80％，制动能量还可再回收约30％的能量，无须单独充电，若同时采用降噪技术的发动机与电动机的静音优势相配合，还能显著降低传统汽车带来的噪音污染。
HEV具有节能和减小污染的优点，已列入国家中长期发展规划和“863”重大专项，其产业化日益临近。电池组及其管理系统为HEV提供辅助动力并回收下坡和刹车的能量，是极为重要的关键部件。目前能够对动力电池性能进行测试的进口设备有Digatron的EVT测试系统、Arbin的EVTS测试系统和Maccor的Series4000等，但它们都不能满足荷电态(SOC：State ofCharge)估算、电池组健康状态(SOH：State of Healthy)评价及全面模拟实际工况的要求。
经过对现有技术的检索发现，申请号为“200720052122.0”的实用新型专利“一种高精度电池检测设备”，包括单片机、A/D转换器、仪用放大器、多路模拟开关和多路电池检测通道，每路电池检测通道控制电池的电压、电流检测和恒流恒压输出。单片机通过D/A转换器分别为各路恒压控制器和恒流控制器提供恒定电压和电流的给定信号，并且根据采样值反馈调节恒流恒压，保证恒流和恒压精度。
但是该技术在检测动力电池时，很难满足大电流充放电的要求。另外，该技术没有能够结合动力电池的实际运行工况(一般是用来驱动电动机)来对电池进行检测，因而所测得的电池性能跟动力电池在实际使用过程中的性能有一定差别，并不能准确反映电池在实际使用过程中的性能参数。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种动力电池性能综合测试装置，实现电源系统在使用中的震动冲击环境并模拟气候变化，用来实现对被测电池在冬季、夏季及不同地区使用中环境温度影响的仿真，同时本实用新型能够实现车辆运行时的负载仿真试验以及电池状态和电池组的管理。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：两台输出轴相连接的电机、储能电池、充电器、两台变频器、综合控制器、功率放大器、振动台和高低温箱，其中：被测电池置于振动台上并与振动台一同设置于高低温箱中，第一电机的电源端与储能电池相连接，充电器的输出端与储能电池的输入端相连接，第二电机的电源端与被测电池相连接，第一电机和第二电机的控制端分别与第一变频器和第二变频器的输出端相连接，综合控制器的输出端分别与功率放大器、高低温箱、第一变频器和第二变频器相连接，振动台的控制端与功率放大器的输出端相连接。
所述的储能电池为若干串联的蓄电池组。
所述的高低温箱为智能标准型高低温箱，温度范围-40℃～+90℃；
所述的振动台的振动位移为0～51mm，额定频率981m/s2；
本实用新型检测变频器和被测电池之间的直流电流，当对被测电池进行充电时，变频器将储能电池的直流电转化为交流电，驱动电机带动电机发电，经过变频器，将电机产生的交流电转化为直流电，对被测电池进行充电，
当被测电池进行放电时，变频器将被测电池的直流电转化为交流电，驱动电机带动电机发电，经过变频器，将电机产生的交流电转化为直流电，储存到储能电池中，并根据高低温箱的所控温度，回路中电流大小和振动台的振动频率，得出动力电池在不同工况条件下的放电容量、功率特性以及循环寿命等结果。
本实用新型与现有技术相比可以实现路况信息、气温变化和机车负载三维一体的模拟，重现动力电池的实际工作环境，使得评价结果更加科学合理。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为计算机控制系统框图。
图3为恒流充电程序流程图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：输出轴相连接的第一电机1和第二电机2、第一变频器3、第二变频器4、被测电池5、储能电池6、综合控制器7、充电器8、高低温箱9、振动台10、功率放大器11、电池管理器12和数据采集器13，其中：被测电池5置于振动台10上并与振动台10一同设置于高低温箱9中，第一电机1的电源端与储能电池6相连接，充电器8的输出端与储能电池6的输入端相连接，第二电机2的电源端与被测电池5相连接，第一电机1和第二电机2的控制端分别与第一变频器3和第二变频器4的输出端相连接，综合控制器7的输出端分别与功率放大器11、高低温箱9、第一变频器3和第二变频器4相连接，振动台10的控制端与功率放大器11的输出端相连接。
所述的第一电机1和第二电机2的额定功率为250KW；
所述的储能电池6为串联的蓄电池组；
所述的充电器8的浮充电压570V，电流0-10A；
所述的高低温箱9的温控范围-40℃～+90℃；
所述的振动台10的振动位移为0～51mm，额定频率98lm/s2；
所述的被测电池5的测试端上分别设有电池管理器12和数据采集器13，进行单体电池的电压、温度信号进行采集，并根据单体电池的状态判断其健康与否，并做出相应的处理方式。
当本实施例进行当对被测电池进行充电时，变频器将储能电池的直流电转化为交流电，驱动电机带动电机发电，经过变频器，将电机产生的交流电转化为直流电，对被测电池进行充电；
当被测电池进行放电时，变频器将被测电池的直流电转化为交流电，驱动电机带动电机发电，经过变频器，将电机产生的交流电转化为直流电，储存到储能电池中，并根据高低温箱的所控温度，回路中电流大小和振动台的振动频率，得出动力电池在不同工况条件下的放电容量、功率特性以及循环寿命等结果。

Claims (7)

1.一种动力电池性能综合测试装置，其特征在于，包括：两台输出轴相连接的电机、储能电池、充电器、两台变频器、综合控制器、功率放大器、振动台和高低温箱，其中：被测电池置于振动台上并与振动台一同设置于高低温箱中第一电机的电源端与储能电池相连接，充电器的输出端与储能电池的输入端相连接，第二电机的电源端与被测电池相连接，第一电机和第二电机的控制端分别与第一变频器和第二变频器的输出端相连接，综合控制器的输出端分别与功率放大器、高低温箱、第一变频器和第二变频器相连接，振动台的控制端与功率放大器的输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的动力电池性能综合测试装置，其特征是，所述的储能电池为若干串联的蓄电池组。
3.根据权利要求1所述的动力电池性能综合测试装置，其特征是，所述的第一电机和第二电机的额定功率为250KW。
4.根据权利要求1所述的动力电池性能综合测试装置，其特征是，所述的储能电池为串联的蓄电池组。
5.根据权利要求1所述的动力电池性能综合测试装置，其特征是，所述的充电器的浮充电压570V，电流0-10A。
6.根据权利要求1所述的动力电池性能综合测试装置，其特征是，所述的高低温箱的温控范围-40℃～+90℃。
7.根据权利要求1所述的动力电池性能综合测试装置，其特征是，所述的振动台的振动位移为0～51mm，额定频率981m/s2。
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