[发明专利]基于能量回馈无阶梯可编程模拟蓄电池的系统与方法

说明书

本发明提供了一种基于能量回馈无阶梯可编程模拟蓄电池的系统，包括蓄电池能量模块、蓄电池模拟模块和人机交互模块，所述人机交互模块与所述蓄电池模拟模块连接，所述蓄电池模拟模块与所述蓄电池能量模块连接，所述蓄电池模拟模块接蓄电池负载，所述蓄电池能量模块接电网，当系统模拟电池放电时，蓄电池能量模块将电网交流电转为高压直流电为蓄电池模拟模块提供放电能量；当系统模拟电池充电时，蓄电池模拟模块将能量传送给蓄电池能量模块，蓄电池能量模块将直流源逆变成三相交流电回馈到电网。本发明提供的一种基于能量回馈无阶梯可编程模拟蓄电池的方法。本发明的有益效果是：可以实现全电流范围内无阶梯的进行蓄电池充放电曲线的模拟。

技术领域

本发明涉及模拟蓄电池的方法，尤其涉及一种基于能量回馈无阶梯可编程模拟蓄电池的系统与方法。

背景技术

随着蓄电池尤其是锂电池在电动汽车、卫星等领域应用越来越广泛，且在其中的应用容量不断增大，需要的充放电流越来越大。在这些新的应用场合，采用真实的锂电池来进行开发测试变得越来越困难，效率越来越低，费用越来越高。目前，在这些开发测试中，一般直接采用真实的蓄电池、直流源替代蓄电池和小容量的蓄电池模拟器进行开发测试。

在这些开发测试过程中，无论是采用真实电池或者是直流电压源进行开发测试都存在不少问题。

在越来越多的蓄电池应用场合中，蓄电池的容量不断增大，直接采用真实蓄电池进行开发测试，不仅变得越来越困难，效率越来越低，费用越来越高，而且还十分的不安全。

采用直流电压源替代真实蓄电池进行开发测试，由于直流电压源并没有蓄电池的特性，只能把蓄电池当作恒压源进行测试，不能够模拟蓄电池的充放电曲线测试，而且大部分只能模拟蓄电池放电。如果需要模拟蓄电池充电还要在电压源上并上一个直流负载，大大增加测试的难度，也不能进行充分的测试，无法完整的模拟蓄电池的特性。

目前蓄电池模拟器大都是容量小，提供充放电电流小，而且模拟充电时通过自身来消耗充电电能。随着新场合蓄电池应用的容量不断增大，这些小容量的蓄电池模拟器只能通过串联并联进行扩容，提供更大的充电放电电流。这样在模拟充电时，模拟容量越大的蓄电池，功耗就变得越大，造成测试费用变得越来越高，测试环境越来越恶劣。目前的蓄电池模拟器大都是将蓄电池仿真数据表格（端口电压、输出电流和SOC组成的二维表格）进行模拟蓄电池的特性，这种方式受制于仿真表格的点数，不能全电流范围内无阶梯的进行蓄电池充放电曲线的模拟。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于能量回馈无阶梯可编程模拟蓄电池的系统与方法。

本发明提供了一种基于能量回馈无阶梯可编程模拟蓄电池的系统，包括蓄电池能量模块、蓄电池模拟模块和人机交互模块，所述人机交互模块与所述蓄电池模拟模块连接，所述蓄电池模拟模块与所述蓄电池能量模块连接，所述蓄电池模拟模块接蓄电池负载，所述蓄电池能量模块接电网，当系统模拟电池放电时，蓄电池能量模块将电网交流电转为高压直流电为蓄电池模拟模块提供放电能量；当系统模拟电池充电时，蓄电池模拟模块将能量传送给蓄电池能量模块，蓄电池能量模块将直流源逆变成三相交流电回馈到电网。

作为本发明的进一步改进，所述蓄电池能量模块包括模型计算单元、控制单元、通讯单元和双向DCDC变换器，所述通讯单元与所述模型计算单元的输入端连接，所述模型计算单元的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述双向DCDC变换器的输入端连接，所述模型计算单元负责蓄电池模型的实时计算，所述控制单元根据所述模型计算单元计算出的蓄电池参数来产生控制所述双向DCDC变换器的驱动信号，所述双向DCDC变换器根据所述控制单元的驱动信号模拟蓄电池特性，所述通讯单元分别与所述人机交互模块、蓄电池能量模块进行通信。

作为本发明的进一步改进，所述蓄电池能量模块包括双向三相三电平逆变器，所述双向三相三电平逆变器提供能量给所述蓄电池模拟模块和吸收所述蓄电池模拟模块传递过来的能量。