動(dòng)力電池綜合性能測試系統(tǒng)的開發(fā)研制
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這樣, 可以選擇蓄電池放電模型和進(jìn)行放電控制，通過軟件虛擬電動(dòng)車蓄電池實(shí)際放電工作狀態(tài)，蓄電池用電模式選擇模塊，提供標(biāo)準(zhǔn)模式、城市工況模式和實(shí)際運(yùn)行模式。
3.2.3 放電控制硬件
放電控制模塊完成放電控制。具有自動(dòng)和手動(dòng)控制兩種方式，實(shí)現(xiàn)在工控機(jī)或人工指令下的放電過程控制。
(1) 控制模塊采用先進(jìn)的ECU+CPLD 控制技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)可靠的特點(diǎn)。
(2) 傳感器部分包括溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器的信號(hào)采集及處理電路，采取了適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施，保證了信號(hào)的精度。
(3) 本系統(tǒng)通過RS232 接口實(shí)現(xiàn)了和上位機(jī)的通信，保證了放電過程指令的下達(dá)和過程參數(shù)的上傳。
3.3 數(shù)據(jù)檢測
為保證測試響應(yīng)時(shí)間和減少系統(tǒng)故障率，四個(gè)充放電回路的檢測在硬件上相互獨(dú)立，因此測試軟件可實(shí)時(shí)采集過程參數(shù)，進(jìn)行處理加工，反饋上位機(jī)。每個(gè)回路設(shè)置數(shù)據(jù)檢測模塊，采集相應(yīng)硬件線路上電池組或每一路電池單體模塊的溫度、電流、電壓、內(nèi)阻等信號(hào)。其中單個(gè)蓄電池的電壓、內(nèi)阻和溫度都采用巡檢方式。
具體如下：充電部分的電流、電壓信號(hào)取自原設(shè)備的電流電壓采樣信號(hào)；放電部分加裝電流傳感器；配置了溫度傳感器，以采集溫度信號(hào)，信號(hào)直接送與單片機(jī)進(jìn)行處理；
另外，電池內(nèi)阻的檢測有兩種方式：一是通過對電池的電壓、電流信號(hào)的采樣，用編制的程序和特定算法進(jìn)行計(jì)算而得出；二是通過蓄電池內(nèi)阻檢測儀進(jìn)行直接的測量得出。這兩種方式得出的結(jié)果可以進(jìn)行比較分析，并將數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行保存，以便以后的調(diào)用。
每組蓄電池的各種檢測信號(hào)由充電部分和放電部分的單片機(jī)進(jìn)行采樣，通過串口輸入到上位計(jì)算機(jī)，由上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行保存和處理。
下圖是數(shù)據(jù)檢測硬件結(jié)構(gòu)框圖。
數(shù)據(jù)檢測硬件結(jié)構(gòu)框圖
蓄電池綜合測試系統(tǒng)具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)顯示模塊，對于放電部分，在放電負(fù)載電阻箱的面板上加裝數(shù)據(jù)顯示模塊。實(shí)時(shí)顯示組電壓、電流、溫度（電池組平均溫度）、SOC、環(huán)境溫度。
單個(gè)蓄電池的數(shù)據(jù)顯示在上位工控機(jī)采用圖形和數(shù)據(jù)表結(jié)合的方式來顯示。
電池的故障診斷與報(bào)警。
3.5 控制軟件
開發(fā)的測試系統(tǒng)具備以下軟件功能：
系統(tǒng)能夠與蓄電池硬件控制部分通過串口方式進(jìn)行通信，接收測試數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，并且向下位機(jī)傳送各種控制命令，具有良好的用戶接口；可輸入編輯蓄電池充放電制度；控制充放電裝置按給定的制度進(jìn)行充放電，能同時(shí)對4 個(gè)充放電回路進(jìn)行管理；對處于測試狀態(tài)的蓄電池的參數(shù)進(jìn)行測試并顯示；具有管理被測蓄電池和測試數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫；故障測試并診斷、保護(hù)硬件；打印測試結(jié)果等。
4 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
(1) 輸入系統(tǒng)電壓380V、50Hz 交流電，總功率120kW；
(2) 系統(tǒng)共四路：2 路0~18V、1 路、0~150V，1 路100~400V；
(3) 可檢測充放電特性、容量、能量、電池殼體溫度、剩余電量SOC；
(4) 電池充放電電流（0~300A）±0.5%FS；
(5) 電池充放電電壓（0~400V）±0.5%FS；
(6) 充放電循環(huán)周期數(shù)：理論上無次數(shù)限制。
5 測試結(jié)果分析
經(jīng)實(shí)際使用證明，本系統(tǒng)性能穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)、充放電電流可達(dá)300A，電壓測試精度為0.5%，電流精度為0.5%，總電壓精度為1%，溫度精度為±0.5°C，系統(tǒng)使用溫度范圍為-10°C~60°C。完全滿足電動(dòng)汽車用大容量動(dòng)力電池和電池組的充放電性能檢測、容量檢測、能量測量和壽命實(shí)驗(yàn)，解決了電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池檢測的難題。
下圖是一個(gè)12V、55AH 單體模塊電池的充放電過程圖。
1 曾巍等. 電動(dòng)車用動(dòng)力電池檢測系統(tǒng). 電源技術(shù)，2001 NO.1
2 張培仁等. MCS-51 單片機(jī)原理與應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社，2003
3 王幸之等. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001(end)
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