[发明专利]一种模块化模拟电池系统

说明书

本发明专利涉及模拟电池领域，公开了一种模块化模拟电池系统，可综合模拟电池状态，用于电池管理系统的研发和测试。模块化模拟电池系统同时支持多个模拟电池模块；模拟电池模块提供电池管理系统所需的模拟信号，分为电阻分压式模拟电池模块和高精度板卡模拟电池模块两种，两种模拟电池模块的数目比例可灵活配置；高精度板卡模拟电池模块可通过上位机软件精确控制各路模拟信号，支持各通道间差异化的电压信号并且每通道均可提供驱动电流，可实现电池管理系统关键性的均衡功能的测试。

技术领域

本发明专利涉及模拟电池领域，公开了一种模块化模拟电池系统，可综合模拟电池状态，用于电池管理系统的研发和测试。

背景技术

电池成组技术，是目前电池为实现应用而常用的一种技术。

成组技术是将多个电池单体通过串联或并联的方式连接成为一个电池模组，再由多个电池模组通过串联或并联的方式连接为一个电池包。

成组技术可以克服电池单体的缺陷。电池单体在电压、功率和容量等方面均较有限。而多个电池单体组合为电池包后，汇聚了全部单体电池的能量，通过组合效应，在电压、功率和容量等各项指标上，能够满足各方面的应用要求。

电池包的应用范围广泛，其中最具前景的领域包括新能源汽车和储能系统等。

电池管理系统是电池包中的核心零部件。

电池管理系统的主要功能有：对电池包状态进行监测，包括充放电电流，电池单体的温度和电压等；估算电池的荷电状态(即State of Charge，SOC),健康状态(即State ofHealth,SOH)等关键参数；均衡不同电压或不同容量的电池单体间的电荷，帮助电池包发挥最大作用，避免能量浪费；控制高压继电器,对电池能量的输入输出进行管控；对电池包的故障进行诊断和处理,采取应急措施，保障电池包和使用者的安全。

电池管理系统对于电池包性能的发挥，对于电池包安全的保证都起到了至关重要的作用。

电池管理系统需要完备的测试，验证其达到了既定的设计功能，保证其在使用过程中能够适时的发挥作用。

模拟电池系统就是为电池管理系统的测试验证而研发。其主要作用是：模拟实际电池的内外在特性，包括电池的电压信号和温度信号等；模拟电池使用过程中的一些故障，包括超出正常范围、检测线开路等问题。验证电池管理系统采集功能及其精度以及故障检测和处理措施。模拟电池系统可在开发过程中代替实际电池，为电池管理系统产品研发提供便利，并克服电池的危险性，保障开发人员的安全。

现有电池管理系统主要通过电阻分压式模拟电池系统或实际电池进行测试。

在电阻分压式模拟电池系统中，模拟的电池单体电压信号，即对应于电池管理系统各个通道的输入信号，是由供电电源经电阻电路分压而来。

电阻分压式模拟电池系统的优点是：电路系统简单，成本较低。

电阻分压式模拟电池系统的缺陷是：模拟的电池单体电压由电源电压和电阻比例固定，单体电压在测试过程中只能通过调节供电电源来统一调整，无法提供差异化的电压信号，更无法测试电池管理系统关键性的均衡功能。使用这种测试设备，造成的结果是无法保证电池管理系统在研发、实验室测试、样件检测等各个环节测试的完备性，最终产品可能有一定的质量隐患。

实际电池的优势是：实际电池是电池管理系统的最终使用对象，其输出的信号完整真实，可以实现测试的充分性。