[发明专利]一种馈网型大功率电池测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种馈网型大功率电池测试装置，属于电池技术领域。

背景技术

目前，随着电池技术的发展，动力电池在能量密度、功率密度和循环寿命等方面有了很大提高。然而在实践过程中发现，动力电池串并联成组后出现单体电池不一致，使得整组电池的使用寿命和动态特性远不及单体电池，也无法满足电动汽车、储能系统等应用场合的要求。因此，伴随着电动汽车的规模化发展，如何对动力电池进行分选成组以及成组测试，综合评价成组电池的电气性能成为亟待解决的关键问题。动力电池组测试装置主要包括动力电池组功率输出设备和电池数据检测装置以及相应的软件系统。目前用于动力电池组测试的国产设备技术不完善，性能指标难以满足测试要求，因此动力电池组测试设备主要生产商集中在欧美地区，采购价格高、生产周期长、维修困难、严重阻碍了动力电池组的测试和评估；同时现有动力电池测试监控系统软件开放性差，缺乏复杂算法的控制。

现有动力电池测试系统只是针对不同电压等级设计的硬件设备，后台软件只包含简单的监控功能，开放性差；而且现有的动力电池测试设备有些不包括回馈电网功能，造成测试过程中的能量浪费。而当前现有的国内大功率开关型动力电池测试设备技术落后，动态响应速度慢，能量密度和转换效率较低，其动力电池测试监控软件只包含简单的监控功能，无法嵌入集成电池组的复杂测试和流程控制算法；后台软件开放性差，无法满足高级用户复杂测试功能。因此，现有动力电池测试装置不包含动力电池组的功能测试，即不包含电池管理系统的功能测试、高压器件的功能测试等，难以适应电动汽车规模化发展后电池组(包)的检测需求。

目前，在电动汽车初步规模化发展的条件下，动力电池包的功能检测对电动车辆的可靠运行意义重大。现在，动力电池包的功能检测主要是出厂检测，由电池厂或电池包生产厂负责。然而电子器件的稳定性在运行一段时间后可能发生变化，易出现故障状态，而电子器件的失效直接决定了动力电池运行的安全性。目前实际运行的电动汽车电池包系统多次出现电池管理系统检测精度下降、保护功能失效以及包内高压器件误动作或不动作等故障现象，造成动力电池包的在故障或无监控的条件下运行，存在严重的安全隐患。

由于动力电池包的输出特性与组成电池包的单体电池相关，而单体电池的特性与电池的老化状态相关，因此动力电池包的输出特性随着运行时间的增加逐渐变差。由实践经验得出，当电动汽车运行一段时间后，动力电池的容量特性、倍率特性等输出特性与初始状态截然不同，因而车辆的动力性能如续驶里程、加速性能等也会发生变化。因此，需要对动力电池包的输出特性进行定期检测，以便获得电池当前的实际状态和性能参数，为车辆提供真实可信的数据。

因此，迫切需要开发出能够依据用户自己设定的控制流程完成动力电池组功能检测、输出性能测试的硬件测试平台。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的馈网型大功率电池测试装置，其能够完成对集成动力电池高性能充放电测试及其监控软件的动力电池组测试，能够实现动力电池测试过程中电池能量与电网能量的双向流动，为动力电池的功能测试和评估提供了完整的硬件平台。

本发明包括：搭载了具备电池诊断评估功能和用户高级编程能力的高开放性智能电池测试程序和数据库管理软件的监控服务器、协议网关设备、具备能量双向流动的主电路拓扑结构的充放电机、具备高同步性的电池数据采集模块、位于电池箱中的电池管理系统(BMS)、动力电池包；所述监控服务器分别通过LAN总线与协议网关设备连接，所述协议网关设备通过CAN总线分别与充放电机和电池数据采集模块连接；所述协议网关设备通过CAN总线与电池管理系统连接，所述电池管理系统和电池数据采集模块分别通过采样总线与动力电池包连接；所述充放电机与动力电池包通过动力总线连接。

本发明的网络总线分为动力总线、采样总线和数据通讯总线，所述数据通讯总线包括LAN总线和CAN总线两种；所述动力总线主要用于电池充放电电流的输出，为动力电池提供能量输入和有源负载；所述采样总线用于将电池模拟信息接入电池标准测试设备以保证电池电量的采集；所述数据通讯总线用于负责整个充放电测试过程中电池数据的汇总、监控系统控制指令的发出以及电池管理系统数据的接收。

所述监控服务器负责采集电池电量信息、对电池管理系统进行功能测试和检测精度测试、电池箱电气系统功能测试流程控制、动力电池特征参数测试算法控制以及电池数据库系统管理。当多个电池测试装置并行使用时，各电池测试装置可以通过LAN网络进行级联控制，在一个监控网络下工作。同时与网络交换机连接，实现远程访问、网络存储等功能。