本發(fā)明涉及電動車電池管理系統(tǒng)的實訓(xùn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電動汽車BMS技術(shù)是一門新技術(shù)，是現(xiàn)在電動汽車不可缺少的部分，高等工科院校的課程中僅對BMS有淺顯介紹。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，新能源汽車售后服務(wù)技術(shù)人員需求劇增，全國中高職職業(yè)院校抓住機遇，加快新能源汽車的專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)。新能源汽車專業(yè)的實訓(xùn)需要各種新能源汽車方面的實訓(xùn)臺架，電動汽車電池管理系統(tǒng)實驗臺用于新能源汽車專業(yè)電池方面的實訓(xùn)教學(xué)，有助于加深學(xué)生對于電池原理結(jié)構(gòu)，工作流程等方面的理解。

目前很多職業(yè)院校使用的電池管理系統(tǒng)實驗設(shè)備通常使用實車電池及管理系統(tǒng)實驗設(shè)備通常使用實車電池及其管理系統(tǒng)，使用儀表連接電池，顯示電池電壓、溫度等參數(shù)，然后將儀表固定在示教板上。

現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)臺架使用了實車電池，總電壓常超過600V，存在高壓安全隱患，大容量電池本身也存在穩(wěn)定性問題，同時由于充放電時間過長，不利于課堂教學(xué)；實車電池價格昂貴，院校投入壓力大，成本高。臺架脫離了實車環(huán)境，智能顯示電池參數(shù)，對電池工作過程不能很好的展現(xiàn)。

在中國專利CN204029185U，公開一種BMS實訓(xùn)平臺，包括實訓(xùn)臺架體，在實訓(xùn)臺架體的上方連接有實訓(xùn)臺看板，所述實訓(xùn)臺架體內(nèi)部靠近底部設(shè)置有電池倉，電池倉的前臂上設(shè)置倉門，電池組固定在電池組架上，在實訓(xùn)臺的看板上設(shè)置有電路刻線、顯示屏、充電接口、急停開關(guān)、故障孔和BMS組成的實訓(xùn)電路系統(tǒng)。該實訓(xùn)臺可以展現(xiàn)電動汽車使用過程中的充放電的監(jiān)視及匯報、汽車停止運行時外部充電的管理功能等。但上述方案中采用真實的汽車電池進行全車仿真模擬，不僅資金耗費大，而且比較容易危及到學(xué)生的人身安危。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提出一種安全性好，能夠進行全車仿真模擬的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，解決現(xiàn)有BMS實訓(xùn)臺架脫離實車環(huán)境，安全性能不高的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，包括：磷酸鐵鋰電池組、數(shù)控電池組、第一采集模塊、第二采集模塊、主控模塊、上位機、配電箱、充電機及負載；

所述磷酸鐵鋰電池組一端與第一采集模塊信號采樣端連接，另一端連接配電箱第一端子；所述第一采集模塊信號輸出端連接主控模塊；所述數(shù)控電池組與第二采集模塊信號采樣端連接；所述第二采集模塊信號輸出端連接主控模塊；所述主控模塊一端子經(jīng)充電機連接配電箱第二端子，配電箱負載輸出端連接負載；主控模塊還有一端子連接上位機。

其中，所述的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，所述磷酸鐵鋰電池組為12個12Ah電池串聯(lián)，所述數(shù)控電池組為12個串聯(lián)的數(shù)控電池。

其中，所述的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，所述配電箱包括繼電器，所述繼電器接收所述主控模塊發(fā)送的充放電控制信號。

其中，所述的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，所述充電機由CAN總線與主控模塊連接。

其中，所述的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，所述第一采集模塊及第二采集模塊由CAN總線與主控模塊連接。

本發(fā)明的有益效果為：

一、本系統(tǒng)使用兩組電池代替實車電池，磷酸鐵鋰電池組能夠為仿真系統(tǒng)提供真正的電池信息，仿真系統(tǒng)的充放電過程可直接在磷酸鐵鋰電池組上進行仿真模擬。但是磷酸鐵鋰電池組不能隨意出故障，因為有些故障是不可逆的，例如電池過放，表明電池損壞無法恢復(fù)，出于保護磷酸鐵鋰電池組的目的使用數(shù)控電池組代替磷酸鐵鋰電池模擬這些不可逆的過程。采用數(shù)控電池組可以達到真實的電池組的仿真目的，數(shù)控電池組可以從外部控制電壓輸出，將被處理的電壓信號傳遞給第二采集模塊，第二采集模塊傳遞數(shù)控電池組的電池信息給主控模塊，主控模塊用來檢測電池信息，主控模塊檢測到電壓信號不在正常范圍內(nèi)，就認為是電池出故障。同時數(shù)控電池組的電壓可控制恢復(fù)正常值，實現(xiàn)仿真系統(tǒng)故障恢復(fù)的目的。

二、本系統(tǒng)完全仿真模擬了實車電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包含了磷酸鐵鋰電池組和數(shù)控電池組結(jié)合模擬的實車電池，第一采集模塊、第二采集模塊及主控模塊組成的電池管理系統(tǒng)，充電機，負載、配電箱等部件，將整個電路固定在臺架上，使得學(xué)生可以很直觀的了解電路各個部件結(jié)構(gòu)。電路可以實現(xiàn)電池充電、放電功能，電池信息可以傳遞到上位機，實現(xiàn)電池狀態(tài)的實時監(jiān)控。這些功能實際演示了實車上電池的工作過程，可以完整展現(xiàn)電池的工作原理。

三、磷酸鐵鋰電池組和數(shù)控電池組結(jié)合模擬實車電池，該系統(tǒng)原來使用的是整套的整車電池，電池總壓有600V，現(xiàn)在使用了一組總壓為40V的真實鋰電池，節(jié)約了成本，同時降低了電池總電壓，沒有高壓隱患。整個仿真系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)和實車上電池電路結(jié)構(gòu)高度一致，同時使用了實車上廣泛采用的鋰電池和電池管理系統(tǒng)，使系統(tǒng)更加接近實車的真實電池電路，學(xué)生能夠?qū)嵻嚿想姵叵到y(tǒng)結(jié)構(gòu)有更深刻的認識。配備充電機和負載電路，能真實再現(xiàn)電池充放電過程，對于電池工作原理展現(xiàn)的更直觀，學(xué)生可以實際測量電池工作過程中的電流電壓，加深對電池工作過程的理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖所示的具體實施方式對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

參閱圖1所示，本發(fā)明一實施方式提供一種電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，包括：磷酸鐵鋰電池組、數(shù)控電池組、第一采集模塊、第二采集模塊、主控模塊、上位機、配電箱、充電機及負載；

所述磷酸鐵鋰電池組一端與第一采集模塊信號采樣端連接，另一端連接配電箱第一端子；所述第一采集模塊信號輸出端連接主控模塊；所述數(shù)控電池組與第二采集模塊信號采樣端連接；所述第二采集模塊信號輸出端連接主控模塊；所述主控模塊一端子經(jīng)充電機連接配電箱第二端子，配電箱負載輸出端連接負載；主控模塊還有一端子連接上位機。

所述系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰電池組及數(shù)控電池組組合代替實車電池，所述磷酸鐵鋰電池組能夠為整個系統(tǒng)提供真正的電池信息，充放電過程均可以在磷酸鐵鋰電池組上進行仿真模擬。通過連接負載實現(xiàn)電池組的放電，負載可以包括電阻、電燈、電機等用電設(shè)備。

第一采集模塊采集磷酸鐵鋰電池組的電壓、電流等電池信息，并將電池信息傳遞給主控模塊，主控模塊計算磷酸鐵鋰電池組的荷電狀態(tài)，判斷是否處于正常工作電壓范圍。主控模塊還通過充電機連接配電箱，進行充放電過程的控制。上位機解析主控數(shù)據(jù)流，從中分離出需要的數(shù)據(jù)，包括磷酸鐵鋰電池組的電壓、溫度、電池組荷電狀態(tài)、回路中電流大小，告警信息等，顯示在屏幕上。

由于磷酸鐵鋰電池組不能隨意出故障，有些故障時不可逆的，例如電池過放電過程，表明電池損壞無法恢復(fù)。出于對磷酸鐵鋰電池組的保護使用了數(shù)控電池組代替磷酸鐵鋰電池組，數(shù)控電池組可以模擬實車電池工作，數(shù)控電池組接收外部控制信號控制電壓輸出，將被處理的電壓信號傳遞給第二采集模塊，第二采集模塊將采集到的電壓信號傳遞給主控模塊，主控模塊檢測到電壓信號不在正常范圍內(nèi)就認為電池出現(xiàn)故障，如此實現(xiàn)了整個過放電的仿真模擬。同時數(shù)控電池組可控制恢復(fù)正常，實現(xiàn)故障恢復(fù)。

所述的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，所述磷酸鐵鋰電池組為12個12Ah電池串聯(lián)，所述數(shù)控電池組為12個串聯(lián)的數(shù)控電池。采用多個電池串聯(lián)的結(jié)構(gòu)可以對仿真系統(tǒng)電路中電池包進行單體拆裝，可以使用儀表測量電池工作過程中的電流、電壓，通過實際動手操作加深對電池結(jié)構(gòu)和電池工作過程的了解。

所述的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，所述配電箱包括繼電器，所述繼電器接收所述主控模塊發(fā)送的充放電控制信號。主控模塊通過控制繼電器來控制充放電過程。充電時，主控模塊檢測到磷酸鐵鋰電池組的荷電狀態(tài)已經(jīng)達到要求，則控制所述繼電器斷開停止充電。放電時，電流先經(jīng)過預(yù)充電阻，達到額定電壓，然后放電回路繼電器閉合，開始放電。

所述的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，所述充電機由CAN總線與主控模塊連接。所述的電動汽車電池管理仿真系統(tǒng)，所述第一采集模塊及第二采集模塊由CAN總線與主控模塊連接。采用CAN總線進行數(shù)據(jù)傳輸，其安全性、可靠性高，方便快捷、低成本。

本系統(tǒng)完全仿真模擬了實車電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包含了磷酸鐵鋰電池組和數(shù)控電池組結(jié)合模擬的實車電池，第一采集模塊、第二采集模塊及主控模塊組成的電池管理系統(tǒng)，充電機，負載、配電箱等部件，將整個電路固定在臺架上，使得學(xué)生可以很直觀的了解電路各個部件結(jié)構(gòu)。電路可以實現(xiàn)電池充電、放電功能，電池信息可以傳遞到上位機，實現(xiàn)電池狀態(tài)的實時監(jiān)控。這些功能實際演示了實車上電池的工作過程，可以完整展現(xiàn)電池的工作原理。

磷酸鐵鋰電池組和數(shù)控電池組結(jié)合模擬實車電池，該系統(tǒng)原來使用的是整套的整車電池，電池總壓有600V，現(xiàn)在使用了一組總壓為40V的真實鋰電池，節(jié)約了成本，同時降低了電池總電壓，沒有高壓隱患。整個仿真系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)和實車上電池電路結(jié)構(gòu)高度一致，同時使用了實車上廣泛采用的鋰電池和電池管理系統(tǒng)，使系統(tǒng)更加接近實車的真實電池電路，學(xué)生能夠?qū)嵻嚿想姵叵到y(tǒng)結(jié)構(gòu)有更深刻的認識。配備充電機和負載電路，能真實再現(xiàn)電池充放電過程，對于電池工作原理展現(xiàn)的更直觀，學(xué)生可以實際測量電池工作過程中的電流電壓，加深對電池工作過程的理解。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。