本发明专利技术公开了一种蓄电池模拟供电装置，包括高频开关整流器和中央控制器；中央控制器包括整流模块均压/均流控制电路、输出电压/电流闭环控制电路、模拟信号转换电路、RS232/485通信转换电路、CAN总线通信转换电路、微处理器信号调理电路、信号模拟运算电路和显示电路；高频开关整流器与整流模块均压/均流控制电路连接，整流模块均压/均流控制电路与输出电压/电流闭环控制电路连接，输出电压/电流闭环控制电路与信号模拟运算电路连接；信号模拟运算电路分别与模拟信号转换电路、微处理器信号调理电路和显示电路连接；微处理器信号调理电路分别与RS232/485通信转换电路和CAN总线通信转换电路连接。本发明专利技术使用方便，测试数据一致性和重复性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种用于车用电器测试用的蓄电池模拟供电装置。作为机动运输车辆，涉及驾驶者、乘员、道路车辆和行人的安全，内燃汽车、新能源汽车(混合动力和纯电动)、电动搬运车辆等的运行安全和可靠性极为重要，这需要对车载零部件，包括车载电机、电磁开关、驱动电控、电池组、电池管理系统BMS等汽车电器，进行严格的生产质量监测和控制，需要对电器零部件做全面、深入和系统的电气指标性能的测试、试验和老化。作为一种电化学电源，铅酸电池、锂电池、镍镉电池、镍氢电池、超级电容等车载电池组，由于固有的电化学特性，其新旧程度、电压和容量大小、制造厂家、充放电深度、环境温度等因素影响，电池组呈现的端电压、供电电流、实际内阻、持续供电能力等参数离散性较大。直接用电池用于测试，即使辅助计算机做测试数据记录，由于供电条件的时变性，测试数据重复性差、前后数据无法比对。测试工作量大、效率低。目前已有采用直流电源做模拟测试，当前电池模拟技术状况是1)采用可控硅工频整流电源，系统响应速度慢，不能很好适应高速运转的汽车电机测试需要，数据采集和运算失真度大；2)借助计算机系统做模拟测试的，未能实现手动和通信两种方式的兼容设定和显示，尤其是未能实现内阻模式、恒功率模式的全硬件化直接设定和数字化显示，测试不方便、显示不直观，在恒内阻、恒功率模拟运转时，均基于软件方式做数据采集和运算，时滞性较大、抗干扰性差、运算误差比较大；3)采用计算机通信方式、辅助电池模拟测试，现有装置中没有同时采用上位机 RS232/485和驱动电控/电池管理系统BMS的CAN总线通信的两种数据设定、采集和传输方式；4)现有的电池模拟测试装置，仅采用恒压恒流控制方式，技术上均未同时实现恒电压U、恒电流I、恒功率P (P = UX I)、恒内阻R(U = Utl-I XR、R = AU/ Δ I)和仿真模式等五种输出模式，不能全面满足测试和试验的需要。本专利技术要解决的技术问题是提供一种蓄电池模拟供电装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，蓄电池模拟供电装置，包括高频开关整流器和中央控制器；中央控制器包括整流模块均压/均流控制电路、输出电压/ 电流闭环控制电路、模拟信号转换电路、RS232/485通信转换电路、CAN总线通信转换电路、 微处理器信号调理电路、信号模拟运算电路和显示电路；高频开关整流器与整流模块均压 /均流控制电路连接，整流模块均压/均流控制电路与输出电压/电流闭环控制电路连接，输出电压/电流闭环控制电路与信号模拟运算电路连接；信号模拟运算电路分别与模拟信号转换电路、微处理器信号调理电路以及显示电路连接；微处理器信号调理电路分别与RS232/485通信转换电路和CAN总线通信转换电路连接。作为优选，高频开关整流器由1个或复数个并联的高频开关整流模块组成，各个高频开关整流模块分别与整流模块均压/均流控制电路连接。作为优选，输出电压/电流闭环控制电路和整流模块均压/均流控制电路，将输出电压或电流闭环反馈控制形成的综合信号，通过多路隔离光耦分配成多路的电压/电流给定信号，分别送至各个高频开关整流模块。作为优选，信号模拟运算电路包括第1模拟乘法器、第2模拟乘法器和第1运算放大器、第2运算放大器、第3运算放大器和第4运算放大器；所述第1模拟乘法器的输出端与第1运算放大器反相输入端连接，第1运算放大器接成反相放大电路，第1运算放大器的输出端通过电阻与第2运算放大器正相输入端连接，第2运算放大器接成同相放大电路，第3运算放大器与第2模拟乘法器构成除法运算电路，第3运算放大器的输出端通过电阻连接到第4运算放大器反相输入端，第4运算放大器接成反相放大电路，第4运算放大器输出端经过二极管负极到正极，再经过开关或继电器无源触点连接到第2运算放大器的输出端。作为优选，高频开关整流器输入端与交流市电连接；输出端为直流输出。作为优选，直流输出包括恒电压、恒电流、恒功率、恒内阻和仿真模式输出。作为优选，模拟信号转换电路的输入端包括两路输入，其中一路与手动设定信号输入端连接；另一路与可编程控制器PLC设定信号的输入端连接。作为优选，手动设定信号包括恒电压、恒电流、恒功率和恒内阻，其中恒电压、恒电流、恒功率、恒内阻均可单独设定。作为优选，可编程控制器PLC设定信号包括恒电压、恒电流、恒功率和恒内阻，其中恒电压、恒电流、恒功率、恒内阻均可单独设定。作为优选，RS232/485通信转换电路用于与上位机连接；所述CAN总线通信转换电路用于与汽车驱动电控或电池管理系统BMS连接。本专利技术的五种输出模式的解释如下所谓恒压输出模式，即内阻为零，电池模拟电源的输出电压不随输出电流大小而变化，直至输出电流达到上限保护值，输出电压才下降，以保护模拟电源和连接负载。所谓恒流输出模式，即电池模拟电源的输出电流不随输出电压大小而变化，直至输出电压达到上限保护值，输出电流才下降，以保护模拟电源和连接负载。所谓恒内阻输出模式，U = U0-I XR, R = AU/ΛΙ，即根据输出电流大小，电池模拟电源不断实时调整输出电压大小，从而实现恒内阻输出，直至输出电流达到上限保护值。所谓恒功率输出模式，P = UXI，即电池模拟电源先运行于恒压或恒内阻模式，随着输出电流的增大，输出功率不断增加，当达到设定功率时，依据公式P = UXI约束关系，根据输出电流大小，不断实时调整输出电压大小，从而实现恒功率输出，直至输出电流达到上限保护值。所谓仿真输出模式，即模拟负载在不断变化中。本质上是电池模拟电源动态运行于恒内阻输出模式，事先通过计算机连续地设定不同的电压和内阻值，形成一个拟合曲线，将此拟合曲线信号送给电池模拟电源，做仿真输出模式的相应控制。图2为上述模拟电源的五种输出模式的输出特性图，其中，直线U3-A-B为恒压模式，直线I2-F-D-C-B为恒流模式，直线U3-D为恒内阻模式，曲线A-C为恒功率模式，曲线 U3-E-F为仿真模式。本专利技术的有益效果是1、采用全硬件模拟电路的信号模拟运算电路仅接收外部设定信号，并进行加、减、 乘、除、反向、比例合成运算。较之计算机通过软件方式同时做参数设定和合成运算，系统响应速度快、精度高、抗干扰能力强。2、恒电压、恒电流、恒功率和恒内阻设定信号，通过手动或通信方式，四个参数均可独立、同时、直接设定，并可数字化直接显示。无需通过运算、或间接设定和显示。3、可实现恒电压、恒电流、恒功率、恒内阻和仿真模式输出等五种模拟状态输出， 以满足测试和试验需要。4、在接受上位机RS232/485等通信方式设定参数同时，可将运行数据、使能、关键节点状态量通过CAN总线向汽车驱动电控或电池管理系统BMS发送。通过计算机，实现测试过程自动化，测试快速高效、数据传输和存储调用便利。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明图1是本专利技术蓄电池模拟供电装置实施例的结构示意图。图2是本专利技术蓄电池模拟供电装置实施例的模拟电源输出特性图。图3是本专利技术蓄电池模拟供电装置实施例的信号模拟运算电路原理图。图4是本专利技术蓄电池模拟供电装置实施例的输出电压闭环及整流模块均流控制电路原理图。图5是本专利技术蓄电池模拟供电装置实施例的输出电流闭环及整流模块均压控制电路原理图。实施例1 本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王传新，蒲道杰，王昌峰，周军，郝隆，傅志元，
申请(专利权)人：合肥东耀电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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