動力電池組測試平臺設計方案

　　1 前言

　　作為電動汽車的能量存儲部件， 電池的功率密度、儲電能力、安全性等不僅決定著電動車的行駛里程和行駛速度， 更關系到電動車的使用壽命及市場前景。目前， 電池在實際使用中普遍存在的問題是電荷量不足， 一次充電行駛里程難以滿足實用要求。

　　另外， 用可測得的電池參數對電池荷電狀態(tài)( SOC,S tate- O f- Charge)作出準確、可靠的估計， 也一直是電動汽車和電池研究人員關注并投入大量精力的研究課題。因此有必要建立動力電池測試平臺， 利用該平臺對電池相關參數進行全面、精確的測量， 實現電池性能試驗， 工況模擬和算法研究， 確定最合理的充放電方式及更為精確的SOC 估算方法， 從而合理的分配和使用電池有限的能量， 盡可能延長電池的使用壽命， 進一步降低電動汽車的整車成本。與以往的電池測試系統(tǒng)相比， 該測試平臺可全面監(jiān)測電池相關參數， 并加入充放電能量的計量， 可從能量的角度對電池的性能進行描述， 從能量狀態(tài)( SOE,Sta te- O f- Energy)的角度對電池的使用效率進行分析。系統(tǒng)硬件電路具有電池過電壓、欠電壓保護及均衡功能， 可對單體電池進行監(jiān)視和保護， 減小電池間的不一致性。在充放電設備與上位機之間建立通信， 控制充電機按照編程指令改變控制策略和輸出電流， 檢驗充放電電流大小、方式和環(huán)境條件對電池的電荷量及使用壽命的影響。

　　2 測試平臺結構

　　測試平臺的結構如圖1所示， 以單片機為核心的電池數據采集系統(tǒng)直接對電池組的單體電壓、總電壓、溫度、電流、充放電容量、充放電能量等信息進行精確測量， 并通過RS232總線將數據發(fā)送到上位機。由微型計算機構成的上位機監(jiān)控系統(tǒng)， 實時顯示并記錄接收到的測試數據， 對數據進行分析， 監(jiān)控測試系統(tǒng)工作狀態(tài)。另外可根據具體的實驗要求，控制充放電設備按照編程指令輸出電流， 模擬電池在某些特定條件下的使用情況。充放電設備實現電池組的充放電， 完成電池和電網之間能量的雙向流動， 與監(jiān)控PC 機通過CAN 通信， 可接收監(jiān)控PC機的編程控制指令。文中主要完成數據采集系統(tǒng)、上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設計并實現各部分之間的實時通訊。

　　圖1 平臺結構圖