动力电池综合性能测试系统的开发研制

作者：时间：2013-01-22来源：网络收藏

这样, 可以选择蓄电池放电模型和进行放电控制，通过软件虚拟电动车蓄电池实际放电工作状态，蓄电池用电模式选择模块，提供标准模式、城市工况模式和实际运行模式。

3.2.3 放电控制硬件

放电控制模块完成放电控制。具有自动和手动控制两种方式，实现在工控机或人工指令下的放电过程控制。

(1) 控制模块采用先进的ECU+CPLD 控制技术，具有结构简单，系统可靠的特点。
(2) 传感器部分包括温度传感器、电流传感器、电压传感器的信号采集及处理电路，采取了适当的抗干扰措施，保证了信号的精度。
(3) 本系统通过RS232 接口实现了和上位机的通信，保证了放电过程指令的下达和过程参数的上传。

3.3 数据检测

为保证测试响应时间和减少系统故障率，四个充放电回路的检测在硬件上相互独立，因此测试软件可实时采集过程参数，进行处理加工，反馈上位机。每个回路设置数据检测模块，采集相应硬件线路上电池组或每一路电池单体模块的温度、电流、电压、内阻等信号。其中单个蓄电池的电压、内阻和温度都采用巡检方式。

具体如下：充电部分的电流、电压信号取自原设备的电流电压采样信号；放电部分加装电流传感器；配置了温度传感器，以采集温度信号，信号直接送与单片机进行处理；

另外，电池内阻的检测有两种方式：一是通过对电池的电压、电流信号的采样，用编制的程序和特定算法进行计算而得出；二是通过蓄电池内阻检测仪进行直接的测量得出。这两种方式得出的结果可以进行比较分析，并将数据存入系统数据库中进行保存，以便以后的调用。

每组蓄电池的各种检测信号由充电部分和放电部分的单片机进行采样，通过串口输入到上位计算机，由上位计算机进行保存和处理。

下图是数据检测硬件结构框图。

数据检测硬件结构框图

3.4 数据显示

蓄电池综合测试系统具有独立的数据显示模块，对于放电部分，在放电负载电阻箱的面板上加装数据显示模块。实时显示组电压、电流、温度（电池组平均温度）、SOC、环境温度。

单个蓄电池的数据显示在上位工控机采用图形和数据表结合的方式来显示。

电池的故障诊断与报警。

3.5 控制软件

开发的测试系统具备以下软件功能：

系统能够与蓄电池硬件控制部分通过串口方式进行通信，接收测试数据存入数据库，并且向下位机传送各种控制命令，具有良好的用户接口；可输入编辑蓄电池充放电制度；控制充放电装置按给定的制度进行充放电，能同时对4 个充放电回路进行管理；对处于测试状态的蓄电池的参数进行测试并显示；具有管理被测蓄电池和测试数据的数据库；故障测试并诊断、保护硬件；打印测试结果等。

4 系统技术指标

(1) 输入系统电压380V、50Hz 交流电，总功率120kW；
(2) 系统共四路：2 路0~18V、1 路、0~150V，1 路100~400V；
(3) 可检测充放电特性、容量、能量、电池壳体温度、剩余电量SOC；
(4) 电池充放电电流（0~300A）±0.5%FS；
(5) 电池充放电电压（0~400V）±0.5%FS；
(6) 充放电循环周期数：理论上无次数限制。

5 测试结果分析

经实际使用证明，本系统性能稳定、实用性强、充放电电流可达300A，电压测试精度为0.5%，电流精度为0.5%，总电压精度为1%，温度精度为±0.5°C，系统使用温度范围为-10°C~60°C。完全满足电动汽车用大容量动力电池和电池组的充放电性能检测、容量检测、能量测量和寿命实验，解决了电动汽车用动力电池检测的难题。

下图是一个12V、55AH 单体模块电池的充放电过程图。