[发明专利]基于嵌入式系统控制的蓄电池模拟器

说明书

技术领域

本发明属于一种采用上位机软件操作，嵌入式微处理器采用模拟量控制方式对电源，电子负载工作状态发出指令、可编程、高灵活性蓄电池模拟器（简称：蓄电池模拟器），属于光机电一体化-工业生产过程控制系统-新型控制技术和产品的前端研究。

背景技术

在应用方面替代真实各种蓄电池，极大的扩展了各种测试使用环境，不仅轻松搭建一对多测试系统或多对一测试系统，而且很大程度上节约测试成本，提高设备使用率，大大降低测试劳动强度，此类产品的应用遍及核能，太阳能，电池，消费类电子，LED，汽车，航空，航天等，突破国外技术垄断，填补了我国在蓄电池模拟器领域的空白。

发明内容

图1为项目总体技术方案

工作原理：蓄电池模拟器是由动态电子负载和开关电源并行工作，电子负载和电源由微处理器编程控制。基本工作流程，将蓄电池仿真数据表导入微处理器，微处理器根据测量得到的总电流、荷电状态（SOC）等数据，外推新的荷电状态(SOC)，计算出输出的端口电压，实现蓄电池的充放电仿真，并且做到5MS刷新。

附图2为蓄电池仿真数据表：蓄电池仿真数据表是由端口电压、输出电流、荷电状态（SOC）组成的二维表格，表格的列首为充放电电流值，表格行首为荷电状态（SOC），表格数据位端口电压。

可实现的功能

1.恒流充电、放电试验

1.1用于对单体电池或电池组进行恒流充电或者恒流放电

1.2在恒流放电测试项目中，放电电流保持恒定（此恒定电流值可人为设置），放电截至条件以最低放电电压为依据进行判断，同时也可人为设置放电时间作为放电截至条件（此处可分为两种模式进行处理，由用户进行灵活选择）

1.3在恒流充电测试项目中，分为恒流充电和恒压充电两部分，先进行恒流充电，当恒流充电达到上截至电压值时转为恒压充电。恒压放电结束条件为最小截至放电电流或者恒压充电时间长度。

1.4在恒流充放电试验部分需要可以设置的参数如下：

1）电池恒流充电电流值、

2）转换恒压充电时的电压值

3）充电结束条件（恒压下最小电流值或者恒压充电时间）

4）电池恒流放电电流值

5）电池恒流放电下截至电压值（恒流放电模式1）

6）恒流放电时间（恒流放电模式2）

7）在恒流充电和恒流放电之间需设定适当的静置时间(静置时间设定)

2.脉冲充放电试验

2.1用于对单体电池或电池组进行脉冲充电或者脉冲放电。

2.2在恒流脉冲放电项目中，可以对电池进行脉冲式放电，即放电一段时间然后停止放电，再进行放电一段时间，在停止，如此循环，直到电池电压达到下截至电压。

2.3在恒流脉冲充电项目中，可以对电池进行脉冲充电，形式与脉冲放电类似，但当恒流脉冲充电到上截至电压时，即转为恒压脉冲式充电，在恒压脉冲充电过程中，电流会不断减小，为了防止试验时间过长，当电流小于一定程度的时候，该恒压脉冲充电将转换为恒压充电，试验截至条件为电池的最小充电电流。

2.4在恒流脉冲充放电试验部分需要可以设置的参数如下：

1）电池脉冲放电电流值大小

2）电池脉冲放电下截至电压

3）电池脉冲放电时间间隔（包括放电平台时间间隔和停止放电时间间隔）

4）电池脉冲充电电流值大小

5）电池脉冲恒流充电转化为脉冲恒压充电的电压条件

6）电池脉冲恒流充电时间间隔（包括充电平台时间间隔和停止充电时间间隔）

7）电池脉冲恒压充电转化为恒压充电的电流条件值

8）试验结束时的最小电流值

9）在脉冲放电和脉冲充电试验之间需设置静置时间

2.5脉冲图形见附图3

3.单体电池或电池组充放电循环试验

1）可以设置充放电循环次数

2）可以设置循环停止条件：循环次数

4.循环工况测试：

可以进行各种循环工况的测试，即按照用户提供的工况数据曲线进行试验，采用调用对应格式的数据文件实现（如调用EXCEL文件，调用TXT文件等），提供的数据文件会以最小1s左右的为时间间隔进行变化。该部分分为两种工作模式进行工作，一种是功率模式，即提供的工况数据文件的单位是功率，一种是电流模式，即提供的工况数据文件的数据单位是电流。

5.保护报警功能：

1.软件方面：温度报警，电压报警和电流报警（过流，断路，短路之类的情况）

2.硬件方面：硬件单独支持可以设定最小电压，最大电流等硬件保护措施。（此部分为强制保护措施，独立于软件）。