本發明涉及電動車電池管理系統的實訓設備技術領域，尤其涉及一種電動汽車電池管理仿真系統。

背景技術：

電動汽車BMS技術是一門新技術，是現在電動汽車不可缺少的部分，高等工科院校的課程中僅對BMS有淺顯介紹。隨著新能源汽車產業的快速發展，新能源汽車售后服務技術人員需求劇增，全國中高職職業院校抓住機遇，加快新能源汽車的專業建設及人才培養。新能源汽車專業的實訓需要各種新能源汽車方面的實訓臺架，電動汽車電池管理系統實驗臺用于新能源汽車專業電池方面的實訓教學，有助于加深學生對于電池原理結構，工作流程等方面的理解。

目前很多職業院校使用的電池管理系統實驗設備通常使用實車電池及管理系統實驗設備通常使用實車電池及其管理系統，使用儀表連接電池，顯示電池電壓、溫度等參數，然后將儀表固定在示教板上。

現有的電池管理系統臺架使用了實車電池，總電壓常超過600V，存在高壓安全隱患，大容量電池本身也存在穩定性問題，同時由于充放電時間過長，不利于課堂教學；實車電池價格昂貴，院校投入壓力大，成本高。臺架脫離了實車環境，智能顯示電池參數，對電池工作過程不能很好的展現。

在中國專利CN204029185U，公開一種BMS實訓平臺，包括實訓臺架體，在實訓臺架體的上方連接有實訓臺看板，所述實訓臺架體內部靠近底部設置有電池倉，電池倉的前臂上設置倉門，電池組固定在電池組架上，在實訓臺的看板上設置有電路刻線、顯示屏、充電接口、急停開關、故障孔和BMS組成的實訓電路系統。該實訓臺可以展現電動汽車使用過程中的充放電的監視及匯報、汽車停止運行時外部充電的管理功能等。但上述方案中采用真實的汽車電池進行全車仿真模擬，不僅資金耗費大，而且比較容易危及到學生的人身安危。

技術實現要素：

本發明的目的在于，提出一種安全性好，能夠進行全車仿真模擬的電動汽車電池管理仿真系統，解決現有BMS實訓臺架脫離實車環境，安全性能不高的問題。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種電動汽車電池管理仿真系統，包括：磷酸鐵鋰電池組、數控電池組、第一采集模塊、第二采集模塊、主控模塊、上位機、配電箱、充電機及負載；

所述磷酸鐵鋰電池組一端與第一采集模塊信號采樣端連接，另一端連接配電箱第一端子；所述第一采集模塊信號輸出端連接主控模塊；所述數控電池組與第二采集模塊信號采樣端連接；所述第二采集模塊信號輸出端連接主控模塊；所述主控模塊一端子經充電機連接配電箱第二端子，配電箱負載輸出端連接負載；主控模塊還有一端子連接上位機。

其中，所述的電動汽車電池管理仿真系統，所述磷酸鐵鋰電池組為12個12Ah電池串聯，所述數控電池組為12個串聯的數控電池。

其中，所述的電動汽車電池管理仿真系統，所述配電箱包括繼電器，所述繼電器接收所述主控模塊發送的充放電控制信號。

其中，所述的電動汽車電池管理仿真系統，所述充電機由CAN總線與主控模塊連接。

其中，所述的電動汽車電池管理仿真系統，所述第一采集模塊及第二采集模塊由CAN總線與主控模塊連接。

本發明的有益效果為：

一、本系統使用兩組電池代替實車電池，磷酸鐵鋰電池組能夠為仿真系統提供真正的電池信息，仿真系統的充放電過程可直接在磷酸鐵鋰電池組上進行仿真模擬。但是磷酸鐵鋰電池組不能隨意出故障，因為有些故障是不可逆的，例如電池過放，表明電池損壞無法恢復，出于保護磷酸鐵鋰電池組的目的使用數控電池組代替磷酸鐵鋰電池模擬這些不可逆的過程。采用數控電池組可以達到真實的電池組的仿真目的，數控電池組可以從外部控制電壓輸出，將被處理的電壓信號傳遞給第二采集模塊，第二采集模塊傳遞數控電池組的電池信息給主控模塊，主控模塊用來檢測電池信息，主控模塊檢測到電壓信號不在正常范圍內，就認為是電池出故障。同時數控電池組的電壓可控制恢復正常值，實現仿真系統故障恢復的目的。

二、本系統完全仿真模擬了實車電池管理系統結構，包含了磷酸鐵鋰電池組和數控電池組結合模擬的實車電池，第一采集模塊、第二采集模塊及主控模塊組成的電池管理系統，充電機，負載、配電箱等部件，將整個電路固定在臺架上，使得學生可以很直觀的了解電路各個部件結構。電路可以實現電池充電、放電功能，電池信息可以傳遞到上位機，實現電池狀態的實時監控。這些功能實際演示了實車上電池的工作過程，可以完整展現電池的工作原理。

三、磷酸鐵鋰電池組和數控電池組結合模擬實車電池，該系統原來使用的是整套的整車電池，電池總壓有600V，現在使用了一組總壓為40V的真實鋰電池，節約了成本，同時降低了電池總電壓，沒有高壓隱患。整個仿真系統的電路結構和實車上電池電路結構高度一致，同時使用了實車上廣泛采用的鋰電池和電池管理系統，使系統更加接近實車的真實電池電路，學生能夠對實車上電池系統結構有更深刻的認識。配備充電機和負載電路，能真實再現電池充放電過程，對于電池工作原理展現的更直觀，學生可以實際測量電池工作過程中的電流電壓，加深對電池工作過程的理解。

附圖說明

圖1為本發明電動汽車電池管理仿真系統的結構框圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護范圍內。

參閱圖1所示，本發明一實施方式提供一種電動汽車電池管理仿真系統，包括：磷酸鐵鋰電池組、數控電池組、第一采集模塊、第二采集模塊、主控模塊、上位機、配電箱、充電機及負載；

所述磷酸鐵鋰電池組一端與第一采集模塊信號采樣端連接，另一端連接配電箱第一端子；所述第一采集模塊信號輸出端連接主控模塊；所述數控電池組與第二采集模塊信號采樣端連接；所述第二采集模塊信號輸出端連接主控模塊；所述主控模塊一端子經充電機連接配電箱第二端子，配電箱負載輸出端連接負載；主控模塊還有一端子連接上位機。

所述系統采用磷酸鐵鋰電池組及數控電池組組合代替實車電池，所述磷酸鐵鋰電池組能夠為整個系統提供真正的電池信息，充放電過程均可以在磷酸鐵鋰電池組上進行仿真模擬。通過連接負載實現電池組的放電，負載可以包括電阻、電燈、電機等用電設備。

第一采集模塊采集磷酸鐵鋰電池組的電壓、電流等電池信息，并將電池信息傳遞給主控模塊，主控模塊計算磷酸鐵鋰電池組的荷電狀態，判斷是否處于正常工作電壓范圍。主控模塊還通過充電機連接配電箱，進行充放電過程的控制。上位機解析主控數據流，從中分離出需要的數據，包括磷酸鐵鋰電池組的電壓、溫度、電池組荷電狀態、回路中電流大小，告警信息等，顯示在屏幕上。

由于磷酸鐵鋰電池組不能隨意出故障，有些故障時不可逆的，例如電池過放電過程，表明電池損壞無法恢復。出于對磷酸鐵鋰電池組的保護使用了數控電池組代替磷酸鐵鋰電池組，數控電池組可以模擬實車電池工作，數控電池組接收外部控制信號控制電壓輸出，將被處理的電壓信號傳遞給第二采集模塊，第二采集模塊將采集到的電壓信號傳遞給主控模塊，主控模塊檢測到電壓信號不在正常范圍內就認為電池出現故障，如此實現了整個過放電的仿真模擬。同時數控電池組可控制恢復正常，實現故障恢復。

所述的電動汽車電池管理仿真系統，所述磷酸鐵鋰電池組為12個12Ah電池串聯，所述數控電池組為12個串聯的數控電池。采用多個電池串聯的結構可以對仿真系統電路中電池包進行單體拆裝，可以使用儀表測量電池工作過程中的電流、電壓，通過實際動手操作加深對電池結構和電池工作過程的了解。

所述的電動汽車電池管理仿真系統，所述配電箱包括繼電器，所述繼電器接收所述主控模塊發送的充放電控制信號。主控模塊通過控制繼電器來控制充放電過程。充電時，主控模塊檢測到磷酸鐵鋰電池組的荷電狀態已經達到要求，則控制所述繼電器斷開停止充電。放電時，電流先經過預充電阻，達到額定電壓，然后放電回路繼電器閉合，開始放電。

所述的電動汽車電池管理仿真系統，所述充電機由CAN總線與主控模塊連接。所述的電動汽車電池管理仿真系統，所述第一采集模塊及第二采集模塊由CAN總線與主控模塊連接。采用CAN總線進行數據傳輸，其安全性、可靠性高，方便快捷、低成本。

本系統完全仿真模擬了實車電池管理系統結構，包含了磷酸鐵鋰電池組和數控電池組結合模擬的實車電池，第一采集模塊、第二采集模塊及主控模塊組成的電池管理系統，充電機，負載、配電箱等部件，將整個電路固定在臺架上，使得學生可以很直觀的了解電路各個部件結構。電路可以實現電池充電、放電功能，電池信息可以傳遞到上位機，實現電池狀態的實時監控。這些功能實際演示了實車上電池的工作過程，可以完整展現電池的工作原理。

磷酸鐵鋰電池組和數控電池組結合模擬實車電池，該系統原來使用的是整套的整車電池，電池總壓有600V，現在使用了一組總壓為40V的真實鋰電池，節約了成本，同時降低了電池總電壓，沒有高壓隱患。整個仿真系統的電路結構和實車上電池電路結構高度一致，同時使用了實車上廣泛采用的鋰電池和電池管理系統，使系統更加接近實車的真實電池電路，學生能夠對實車上電池系統結構有更深刻的認識。配備充電機和負載電路，能真實再現電池充放電過程，對于電池工作原理展現的更直觀，學生可以實際測量電池工作過程中的電流電壓，加深對電池工作過程的理解。

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。