一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器制造技术

本申请涉及一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，包括主控单元以及与主控单元电连接的电池特性测量单元和电池特性模拟单元；电池特性测量单元用于接收主控单元的控制命令，使电池按照特定的负载变化规律放电；主控单元用于采集电池按照特定的负载变化规律放电的电池端电压及放电电流，根据电池端电压及放电电流获得电压

【技术实现步骤摘要】
一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器


[0001]本申请涉及电池模拟器
，具体涉及一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器
。

技术介绍

[0002]电池作为一种常用电源在众多实验中使用，很多实验对电池的使用有大量需求且具有破坏性，使成本大幅增加，用电池模拟器去准确模拟电池的输出特性，进而在实验中代替电池工作，可以解决特殊工况下一块电池只能使用一次的问题，从而大大降低实验的成本
。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提出一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，以根据实验所需的电池电压变化过程对负载进行输出，降低实验的成本
。
[0004]为实现上述目的，本申请实施例提供一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，包括主控单元以及与所述主控单元电连接的电池特性测量单元和电池特性模拟单元；
[0005]所述电池特性测量单元用于接收所述主控单元的控制命令，使电池按照特定的负载变化规律放电；
[0006]所述主控单元用于采集电池按照特定的负载变化规律放电的电池端电压及放电电流，根据所述电池端电压及放电电流获得电压
‑
电流特性曲线；
[0007]所述电池模拟单元包括电池稳态特性模拟模块和电池暂态特性模拟模块，所述电池稳态特性模拟模块用于根据所述电压
‑
电流特性曲线模拟电池稳态特性，所述电池暂态特性模拟模块用于根据所述电压
‑
电流特性曲线模拟电池暂态特性<br/>。
[0008]在一些实施例中，所述电池特性测量单元包括电池
、buck
变换器
、
电阻负载
R
，所述
buck
变换器包括电容
C
i
、MOS
管
M1、MOS
管
M2、
电容
C0、
电感
L
，电池与电容
C
i
并联，
MOS
管
M1的第一端连接电容
C
i
的第一端
、MOS
管
M2的第一端
、
电感
L
的第一端，电感
L
的第二端连接电容
C0的第一端，
MOS
管
M2的第二端连接电容
C0的第二端，电阻负载
R
与电容
C0
并联
。
[0009]在一些实施例中，所述主控单元的控制策略采用电压电流双闭环控制，负载电压为外环，电感电流为内环，电压指令值根据电池特性曲线与负载电流算出，电压指令值经过
PI
运算得到电流指令值，该电流指令值与实际采样到的电感
L
的电感电流值做差后再经过
PI
运算得到占空比指令，所述占空比指令用于控制所述电池特性测量单元的
buck
变换器的占空比，使电池按照特定的负载变化规律放电
。
[0010]在一些实施例中，所述电池稳态特性模拟模块包括串联的单向隔离
DC/DC
变换器和
H
桥调压电路
。
[0011]在一些实施例中，所述电池暂态特性模拟模块包括串联的单向隔离
DC/DC
变换器
、buck
调压电路和
H
桥切换开关电路
。
[0012]本申请实施例通过使电池按照特定的负载变化规律放电，同时通过主控单元采集电池的端电压及放电电流，获得电压
‑
电流特性曲线，并设计了电池稳态特性模拟模块和电池暂态特性模拟模块，实现电池稳态特性模拟模块和电池暂态特性模拟模块可以根据电压
‑
电流特性曲线实现电池的稳态特性模拟和暂态特性模拟，根据实验所需的电池电压变化过程对负载进行输出，降低实验的成本
。
[0013]本申请实施例未详述的细节和优点在具体实施方式中详细说明
。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要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申请的一些实施例，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
。
[0015]图1为本申请实施例中一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器的框架结构图
。
[0016]图2为本申请实施例中电池特性测量单元的电路图
。
[0017]图3为本申请实施例中主控单元的电路图
。
[0018]图4为本申请实施例中电池模拟单元的电路图
。
[0019]图5为本申请实施例中隔离
DC/DC
变换器的电路图
。
[0020]图6为本申请实施例中
H
桥调压电路的电路图
。
[0021]图7为本申请实施例中
H
桥切换开关电路的电路图
。
具体实施方式
[0022]附图的详细说明意在作为本申请的当前实施例的说明，而非意在代表本申请能够得以实现的仅有形式
。
应理解的是，相同或等同的功能可以由意在包含于本申请的精神和范围之内的不同实施例完成
。
[0023]参阅图1，本实施例提供一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，包括主控单元以及与所述主控单元电连接的电池特性测量单元和电池特性模拟单元；
[0024]所述电池特性测量单元用于接收所述主控单元的控制命令，使电池按照特定的负载变化规律放电；
[0025]所述主控单元用于采集电池按照特定的负载变化规律放电的电池端电压及放电电流，根据所述电池端电压及放电电流获得电压
‑
电流特性曲线；
[0026]所述电池模拟单元包括电池稳态特性模拟模块和电池暂态特性模拟模块，所述电池稳态特性模拟模块用于根据所述电压
‑
电流特性曲线模拟电池稳态特性，所述电池暂态特性模拟模块用于根据所述电压
‑
电流特性曲线模拟电池暂态特性
。
[0027]本实施例通过使电池按照特定的负载变化规律放电，同时通过主控单元采集电池的端电压及放电电流，获得电压
‑
电流特性曲线，并设计了电池稳态特性模拟模块和电池暂态特性模拟模块，实现电池稳态特性模拟模块和电池暂态特性模拟模块可以根据电压
‑
电流特性曲线实现电池的稳态特性模拟和暂态特性模拟，根据实验所需的电池电压变化过程对负载进行输出，降低实验的成本
。
[0028]在一些实施例中，如图2所示，所述电池特性测量单元包括电池
、buck
变换器
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可准确模拟电池稳态特性与暂态特性的电池模拟器，其特征在于，包括主控单元以及与所述主控单元电连接的电池特性测量单元和电池特性模拟单元；所述电池特性测量单元用于接收所述主控单元的控制命令，使电池按照特定的负载变化规律放电；所述主控单元用于采集电池按照特定的负载变化规律放电的电池端电压及放电电流，根据所述电池端电压及放电电流获得电压
‑
电流特性曲线；所述电池模拟单元包括电池稳态特性模拟模块和电池暂态特性模拟模块，所述电池稳态特性模拟模块用于根据所述电压
‑
电流特性曲线模拟电池稳态特性，所述电池暂态特性模拟模块用于根据所述电压
‑
电流特性曲线模拟电池暂态特性
。2.
根据权利要求1所述的电池模拟器，其特征在于，所述电池特性测量单元包括电池
、buck
变换器
、
电阻负载
R
，所述
buck
变换器包括电容
C
i
、MOS
管
M1、MOS
管
M2、
电容
C0、
电感
L
，电池与电容
C
i
并联，
MOS
管
M1的第一端连接电容
C
i
的第一端
、MOS
管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静，刘子俊，赵宇明，徐柏正，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：