具有可变电流容量的电池模拟器的制造方法_2

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),这意味着需要模拟将控制器的连接器插入活动电池的效果。在插入时,存在大峰值电流被牵引出的趋势,以对控制器电路的前端电容器进行充电。由于这里的模拟器处于电流容量模式,因此模拟器使用其能量存储器(电容C2)来在模块中获得高的真实峰值电流。在一些示例中,这能够再次创建可能的失败条件。
[0031]图2示出电池模拟系统更详细的示意图。模式电路107包括开关SI和电容器C2。模拟输出电路被示出为包括电容Cl。开关SI由开关控制器105控制。开关SI有两个状态(断开(非导通)状态和闭合(导通)状态)。电容Cl是模拟输出电路103的未修改的电路的相对低的等效电容,模拟输出电路103利用断开状态下的开关SI来满足高dV/dt性能指标。控制器105控制SI在闭合状态下,从而将电容器C2添加到电路,这允许满足高电流容量性能指标。在闭合状态下,电容器C2与电容Cl和输出端并联。将认识到,可在输出端对多个电子元件进行开关,以控制针对由电子控制模块表示的负载的输出信号。
[0032]图3示出可在电池模拟器的输出端模拟的电池参数301。这些电池参数301可包括内阻303、电流305和电压307。电池的内阻303可包括离子电阻、电子电阻和/或动力学电阻。这些电池参数可由电池制造商提供或者在针对将由电池模拟器100模拟的特定电池的其他测试期间被确定。
[0033]图4示出电池模拟方法400,在一些示例中,可使用电池模拟器100来执行电池模拟方法400。在401,开关控制开始设置电池模拟器的输出的状态,以将输出信号提供给被测试装置(例如,电池控制电路、ECM或BECM)。在403,确定被测试装置的操作模式。在一示例中,电池模拟器接收指示被测试装置的测试模式的信号。在405,确定测试模式是否应具有高电流容量。在一示例中,每个被模拟的电池单元或电流源的高电流模式大约为5.0安培。如果确定测试模式应具有高电流容量,则在407模式电路被设置为高电流模式。在一示例中,开关闭合,使得附加电路被添加到电池模拟器的输出端。在输出端,开关可以与电容电连接。电容可以是单个电容器或具有包含电容器或多个电容器的附加元件的电子网络。在一示例中,测试所需的电流的临界值超过阈值(例如,大于4安培、大于4.5安培或者大于或等于5安培),则开关闭合,以使附加电容施加到输出端。在405,如果测试不要求高电流容量,则流程转到步骤409。在409,模式电路被设置在非高电流状态。在一示例中,开关断开,附加电路不被连接到电池模拟器的输出端。开关或模式电路的默认状态具有不在任何可感知程度上影响在输出端的电池模拟器信号的输出的附加电路。在一示例中,响应于对于小于阈值的电流的需求,使用开关控制断开开关以从输出端移除附加电容,或保持输出端的附加电容。在411,开关控制结束。
[0034]图5描述电动车辆502(例如,插电式混合动力电动车辆)的示例,电动车辆502可具有在被测试时与电池模拟器100交互的ECM。插电式混合动力电动车辆502可包括机械地连接到混合动力变速器506的一个或更多个电动马达504。此外,混合动力变速器506机械地连接到引擎508 (例如,内燃机)。混合动力变速器506还可机械地连接到驱动轴510,驱动轴510机械地连接到车轮512。当引擎508启动时,电动马达504可提供推进能力。当引擎508关闭时,电动马达504可提供减速能力。电动马达504可被构造为发电机,并可通过回收通常会在摩擦制动系统中作为热量而损失的能量,来提供燃料经济效益。由于混合动力电动车辆502在特定条件下可以以电动模式进行操作,因此电动马达504还可降低污染物排放。
[0035]牵引电池或车辆电池组514存储可由电动马达504使用的能量。车辆电池组514通常提供高电压DC输出。电池组514电连接到电力电子模块516,电力电子模块516可包括在此描述的ECM。电力电子模块516还可电连接到电动马达504,并提供在电池组514和电动马达504之间双向传输能量的能力。例如,典型的电池组514可提供DC电压,而在电动马达504可能需要三相AC电流来运行。电力电子模块516可例如通过使用逆变器模块来将DC电压转换为电动马达504所需要的三相AC电流。在再生模式下,电力电子模块516也使用逆变器模块或其他电路来将用作发电机的电动马达504的三相AC电流转换成电池组514所需要的DC电压。在此描述的方法同样适用于纯电动车辆或使用电池组的任意其他装置或车辆。电池组514可由电池模拟器100建模和模拟。
[0036]除了提供用于推进的能量之外,电池组514可以为其他车辆电气系统提供能量。典型的系统可包括将电池组514的高电压DC输出转换成与其他车辆负载兼容的低电压DC供应的DC/DC转换器模块518。诸如压缩机和电加热器的其他高电压负载可直接连接到电池组514的电压总线。在典型的车辆中,低电压系统可电连接到12V电池520。所有的电动车辆可具有除了引擎508之外的相似的构造。
[0037]电池组514可通过外部电源526再充电。外部电源526可通过经由充电端口 524进行电连接来将AC或DC电力提供给车辆502。充电端口 524可以是被构造为将电力从外部电源526传输到车辆502的任意类型的端口。充电端口 524可以电连接到电力转换模块522。电力转换模块可调节来自外部电源526的电力,以将合适的电压和电流电平提供给电池组514。在一些应用中,外部电源526可被构造为将合适的电压和电流电平提供给电池组514,并且电力转换模块522可以不是必需的。在一些应用中,电力转换模块522的功能可存在于外部电源526中。车辆引擎、变速器、电动马达、电池、电力转换和电力电子模块可由动力系统控制模块(PCM) 528控制。在一示例中,ECM可以是PCM 528的一部分。电池模拟器100可以在电池组514连接到充电端口 524时对电池组514进行建模,并可从充电端口524接收电荷。
[0038]除了示出插电式混合动力电动车辆之外,如果移除引擎508,则图5还可示出电池电动车辆(BEV)。同样地,如果移除部件522、524和526,则图5可示出传统的混合动力电动车辆(HEV)或混联式混合动力电动车辆。图5还示出高电压系统,高电压系统包括电动马达、电力电子模块516、DC/DC转换器模块518、电力转换模块522和电池组514。高电压系统和电池组包括高电压部件,高电压部件包括母线(bus bar)、高电压连接器、高电压线和电路中断装置。
[0039]电池组中的单个电池单元可由各种化学成分构造。典型的电池组化学成分可包括但不限于铅酸、镍铬(NiCd)、镍合金氢化物(NIHM)、锂离子或锂离子聚合物。图6示出N个电池单元模块602的简单串联构造的典型电池组600。电池单元模块602可包括电并联的单个电池单元或多个电池单元。这些电池单元可由电池模拟器100建模。然而,电池组可由串联或并联的任意数量的单独电池单元和电池单元模块或其组合组成。典型系统可具有一个或更多个控制器(诸如监视和控制电池组600的性能的电池能量控制模块(BCM) 608)。BCM 608可监视数个电池组水平特性(诸如由电流传感器606检测的电池组电流、电池组电压610和电池组温度612)。在一些布置中,电流传感器606的性能对于建立可靠的电池监控系统而言是重要的。电流传感器的精度对于估计电池的充电状态和容量而言是有益的。电流传感器可使用基于物理原理的各种方法来检测电流,所述方法包括霍尔效应IC传感器、变压器或电流钳、电压与流过的电流成正比的电阻器、使用干涉仪测量由磁场产生的光的相位变化的光纤光学设备或洛可夫斯基线圈。在电池单元充电或放电使得流入电池单元或流出电池单元的电流超过阈值的情况下,电池控制模块可通过使用电路中断装置(CID)(诸如保险丝或电路断路器)来断开电池单元的连接。BCM 608可以是连接到电池模拟器100以测试BCM的操作的装置。
[0040]除了电池组水平特性之外,可能需要测量和监视电池单元水平特性。例如,可测量每个电池单元的端电压、电流和温度。系统可使用传感器模块604来测量一个或更多个电池单元模块602的特性。所述特性可包括电池单元电压、温度、使用年限、充放电周期等。典型地,传感器模块将测量电池单元电压。电池单元电压可以是单个电池的电压或电并联或串联的电池组的电压。电池组600可使用多达N。个传感器模块604来测量所有电池单元602的特性。每个传感器模块604可将测量结果传输到ECM 608,以进行进一步处
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