基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于一種采用上位機軟件操作，嵌入式微處理器采用模擬量控制方式對電源，電子負載工作狀態發出指令、可編程、高靈活性蓄電池模擬器(簡稱:蓄電池模擬器)，屬于光機電一體化-工業生產過程控制系統-新型控制技術和產品的前端研究。
【背景技術】
[0002]在應用方面替代真實各種蓄電池，極大的擴展了各種測試使用環境，不僅輕松搭建一對多測試系統或多對一測試系統，而且很大程度上節約測試成本，提高設備使用率，大大降低測試勞動強度，此類產品的應用遍及核能，太陽能，電池，消費類電子，LED，汽車，航空，航天等，突破國外技術壟斷，填補了我國在蓄電池模擬器領域的空白。

【發明內容】

[0003]圖1為項目總體技術方案
工作原理:蓄電池模擬器是由動態電子負載和開關電源并行工作，電子負載和電源由微處理器編程控制。基本工作流程，將蓄電池仿真數據表導入微處理器，微處理器根據測量得到的總電流、荷電狀態(SOC)等數據，外推新的荷電狀態(SOC)，計算出輸出的端口電壓，實現蓄電池的充放電仿真，并且做到5MS刷新。
[0004]附圖2為蓄電池仿真數據表:蓄電池仿真數據表是由端口電壓、輸出電流、荷電狀態(SOC)組成的二維表格，表格的列首為充放電電流值，表格行首為荷電狀態(SOC)，表格數據位端口電壓。
[0005]可實現的功能
1.恒流充電、放電試驗
1.1用于對單體電池或電池組進行恒流充電或者恒流放電
1.2在恒流放電測試項目中，放電電流保持恒定(此恒定電流值可人為設置)，放電截至條件以最低放電電壓為依據進行判斷，同時也可人為設置放電時間作為放電截至條件(此處可分為兩種模式進行處理，由用戶進行靈活選擇)
1.3在恒流充電測試項目中，分為恒流充電和恒壓充電兩部分，先進行恒流充電，當恒流充電達到上截至電壓值時轉為恒壓充電。恒壓放電結束條件為最小截至放電電流或者恒壓充電時間長度。
[0006]1.4在恒流充放電試驗部分需要可以設置的參數如下:
1)電池恒流充電電流值、
2)轉換恒壓充電時的電壓值
3)充電結束條件(恒壓下最小電流值或者恒壓充電時間)
4)電池恒流放電電流值
5)電池恒流放電下截至電壓值(恒流放電模式I)
6)恒流放電時間(恒流放電模式2) 7)在恒流充電和恒流放電之間需設定適當的靜置時間(靜置時間設定)
2.脈沖充放電試驗
2.1用于對單體電池或電池組進行脈沖充電或者脈沖放電。
[0007]2.2在恒流脈沖放電項目中，可以對電池進行脈沖式放電，即放電一段時間然后停止放電，再進行放電一段時間，在停止，如此循環，直到電池電壓達到下截至電壓。
[0008]2.3在恒流脈沖充電項目中,可以對電池進行脈沖充電,形式與脈沖放電類似,但當恒流脈沖充電到上截至電壓時，即轉為恒壓脈沖式充電，在恒壓脈沖充電過程中，電流會不斷減小，為了防止試驗時間過長，當電流小于一定程度的時候，該恒壓脈沖充電將轉換為恒壓充電，試驗截至條件為電池的最小充電電流。
[0009]2.4在恒流脈沖充放電試驗部分需要可以設置的參數如下:
O電池脈沖放電電流值大小
2)電池脈沖放電下截至電壓
3)電池脈沖放電時間間隔(包括放電平臺時間間隔和停止放電時間間隔)
4)電池脈沖充電電流值大小
5)電池脈沖恒流充電轉化為脈沖恒壓充電的電壓條件
6 )電池脈沖恒流充電時間間隔(包括充電平臺時間間隔和停止充電時間間隔)
7)電池脈沖恒壓充電轉化為恒壓充電的電流條件值
8)試驗結束時的最小電流值
9 )在脈沖放電和脈沖充電試驗之間需設置靜置時間 2.5脈沖圖形見附圖3
3.單體電池或電池組充放電循環試驗
1)可以設置充放電循環次數
2)可以設置循環停止條件:循環次數
4.循環工況測試:
可以進行各種循環工況的測試，即按照用戶提供的工況數據曲線進行試驗，采用調用對應格式的數據文件實現(如調用EXCEL文件，調用TXT文件等)，提供的數據文件會以最小Is左右的為時間間隔進行變化。該部分分為兩種工作模式進行工作，一種是功率模式，即提供的工況數據文件的單位是功率，一種是電流模式，即提供的工況數據文件的數據單位是電流。
[0010]5.保護報警功能:
1.軟件方面:溫度報警，電壓報警和電流報警(過流，斷路，短路之類的情況)
2.硬件方面:硬件單獨支持可以設定最小電壓，最大電流等硬件保護措施。(此部分為強制保護措施，獨立于軟件)。
【主權項】
1.基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是當單機使用時，通過上位機內運行的專業軟件控制電源與電子負載的工作狀態，能夠模擬真實蓄電池的充電和放電特性。2.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是采用嵌入式微處理器控制整個系統運行。3.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是具有RS232串口與ffiEE 802.3af以太網網絡接口，CAN 口。4.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是可靈活組合不同功率等級的電源與電子負載。5.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是在相同功率的要求下，可靈活組合電壓范圍在0-1500V、電流范圍在0-5000A的電源與電子負載。6.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是模擬各種不同容量的蓄電池組合的充放電特性，并且可以模擬鎳氫電池、鎘鎳電池、鋰電池，鋅銀電池單體串并聯故障的蓄電池組。7.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是用戶可以直接在操作界面上設置充放電曲線中想實現的某幾個數值點，控制系統能夠自動采用擬合方式，實現輸出特性曲線，并且可以微調。8.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是能夠模擬真實的蓄電池進行放電和充電，放電/充電過程中蓄電池組模擬器可以無間隙調整放電/充電電流，且不受充電/放電電流改變的影響，保證蓄電池組模擬器輸出不斷電。9.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是蓄電池組模擬器系統可以在充電狀態和放電狀態之間自動切換，并且做到5MS刷新。10.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是在充電狀態和放電狀態之間自動切換的過程中，系統能夠保證的最小電壓過沖值為2V，恢復電壓時間 20ms ο11.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是蓄電池組模擬器系統能模擬儲能蓄電池工作期間(包括充放電狀態和閑置狀態)的容量、電壓等信號參數變化的規律，對外提供信號接口。12.根據權利要求1所述的基于嵌入式系統控制的蓄電池模擬器，其特征是控制器部分可單獨拆卸，并且與任意可編程控制的電源，可編程控制的電子負載組合使用。
【專利摘要】本發明是嵌入式系統控制的蓄電池模擬器。在應用方面代替真實各種蓄電池，節約測試成本，提高設備使用率，大大降低測試勞動強度。基本工作流程是將蓄電池仿真數據表格導入微處理器，微處理器根據測量得到的總電流、荷電狀態（SOC）等數據，外推新的荷電狀態(SOC)，計算出輸出的端口電壓，實現蓄電池的充放電仿真，并且做到5MS刷新。通過上位機內運行的專業軟件控制電源與電子負載工作狀態，能夠模擬真實蓄電池的充電和放電特性。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號】CN105223505
【申請號】CN201410302132
【發明人】不公告發明人
【申請人】北京瑞龍鴻威科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年6月30日