一种车载电池管理系统工装模拟电池电路及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种模拟电池电路，具体为一种车载电池管理系统工装模拟电池电路及其实现方法。

背景技术

BMS(Battery Management Unit，电池管理单元)，是储能电池管理系统的关键组成部分。随着电动汽车行业的快速发展，电动汽车对电池管理系统的要求也越来越高，目前检测电池管理系统的工装一般采用以下两种方式进行检测：1、锂电池组检测，通过电池给BMS供电及固定的单体电压，优点是干扰小，可提供能量较大，支持BMS的充放电管理，缺点是成本高，电压不可大范围调节；2、电阻分压式检测，通过额外的电源为BMS供电及提供可调节的单体电压检测，优点是提供较宽的电压范围，缺点是不能提供充放电。

以上两种电池管理系统检测工装，均不能全面的验证电池管理系统的相应功能，而且检测工装的能耗高，效率低下。因此，申请人针对现有电池管理系统检测工装的缺陷，提出了一种车载电池管理系统工装模拟电池电路及其实现方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载电池管理系统工装模拟电池电路及其实现方法，其中模拟电池电路可以替代真实电池，使电池管理系统检测更加方便快捷，安全系数高，干扰小，同时还可以检测电池管理系统的精度以及充放电能力的优点，解决了现有电池管理系统检测工装均不能全面的验证电池管理系统的相应功能，而且检测工装的能耗高，效率低下的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车载电池管理系统工装模拟电池电路，包括若干个电池替换电路以及与若干个所述电池替换电路电性连接的BMS检测系统，每个所述电池替换电路均由隔离DC-DC电路、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、NPN扩流三极管Q1、模拟稳压芯片U1、开关K1和开关K2构成，其中电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关K1、NPN扩流三极管Q1和模拟稳压芯片U1组成可调线性稳压电路，二极管D1的阴极端与隔离DC-DC电路连接，阳极端与BMS检测系统连接，所述电阻R5和开关K2串联连接后与BMS检测系统连接。

优选的，若干个所述电池替换电路并联连接。

优选的，所述隔离DC-DC电路为双向隔离DC-DC电路，其包括变压器T1、供电电源BT、电容C1、电力电子开关器件Q2和电力电子开关器件Q3，所述电力电子开关器件Q2和电力电子开关器件Q3分别位于变压器T1的两端，所述供电电源BT的一端与变压器T1连接，另一端与电力电子开关器件Q2连接，所述电容C1的一端连接变压器T1和供电输入端Vin，另一端接地。

优选的，所述变压器T1为隔离变压器。

优选的，所述供电电源BT为线性供电电源。

优选的，所述模拟稳压芯片U1分别与电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关K1和NPN扩流三极管Q1电连接，所述电阻R4与开关K1串联后再与电阻R3并联，所述电阻R2与电阻R3串联连接，所述电阻R1的两端分别与NPN扩流三极管Q1的基极和集电极连接。

本发明还提供了一种车载电池管理系统工装模拟电池电路的实现方法，该模拟电池电路的实现方法包括以下步骤：当模拟电池电路工作时，电池替换电路为BMS检测系统供电、电压检测以及均衡放电，其中电池替换电路上的隔离DC-DC电路给BMS检测系统提供能量或反向能量，电阻R1为模拟稳压芯片U1提供初始电流，模拟稳压芯片U1分别控制电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关K1和NPN扩流三极管Q1的工作，当更改电阻R2、电阻R3、电阻R4和开关K1的等效抗阻时，可以调节NPN扩流三极管Q1的输出电压；

当BMS检测系统均衡放电时，控制开关K1导通，电阻R5作为泄放电阻，二极管D1把能量倒灌到隔离DC-DC电路，并向隔离DC-DC电路方向传递能量，实现BMS检测系统的充放电均衡。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明提供了一种车载电池管理系统工装模拟电池电路及其实现方法，其中模拟电池电路由多个电池替换电路和BMS检测系统构成，每个电池替换电路可以替换真实电池，使电池管理系统检测更加方便快捷，安全系数高，干扰小，同时还可以检测电池管理系统的精度以及充放电能力的优点，解决了现有电池管理系统检测工装均不能全面的验证电池管理系统的相应功能，而且检测工装的能耗高，效率低下的技术问题。

2、本发明中的隔离DC-DC电路为双向隔离DC-DC电路，隔离DC-DC电路给BMS检测系统提供能量或反向能量，使BMS检测系统更加安全可靠，通过控制电池替换电路上的开关K1导通，使得电阻R5作为泄放电阻，二极管D1把能量倒灌到隔离DC-DC电路，并向隔离DC-DC电路方向传递能量，实现BMS检测系统的充放电均衡，控制精度高，稳定性好。

3、本发明电池替换电路上的供电电源BT为线性供电电源，其输出的电源信号稳定，可以有效的提高电池管理系统检测工装检测的精度。

附图说明

图1为本发明的原理方框图；

图2为本发明电池替换电路的电路原理图；

图3为本发明隔离DC-DC电路的电路原理图。

图中的附图标记及名称如下：

1、电池替换电路；2、BMS检测系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种车载电池管理系统工装模拟电池电路，该模拟电池电路包括若干个电池替换电路1以及与若干个所述电池替换电路1电性连接的BMS检测系统2，若干个所述电池替换电路1并联连接后再与BMS检测系统2串联，其中BMS检测系统2为现有公知的技术，在申请号为CN202011475208.0的中国专利已经公示，这里不再进行赘述说明。

请参阅图2，图中的电池替换电路1由隔离DC-DC电路、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、NPN扩流三极管Q1、模拟稳压芯片U1、开关K1和开关K2构成，其中电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关K1、NPN扩流三极管Q1和模拟稳压芯片U1组成可调线性稳压电路，二极管D1的阴极端与隔离DC-DC电路连接，阳极端与BMS检测系统2连接，所述电阻R5和开关K2串联连接后与BMS检测系统2连接。

具体的，所述模拟稳压芯片U1分别与电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关K1和NPN扩流三极管Q1电连接，所述电阻R4与开关K1串联后再与电阻R3并联，所述电阻R2与电阻R3串联连接，所述电阻R1的两端分别与NPN扩流三极管Q1的基极和集电极连接。

需要说明的是在本实施例中模拟稳压芯片U1优选的型号为TL432ASF或MIC29302ADJ的芯片。

请参阅图3，所述的隔离DC-DC电路为双向隔离DC-DC电路，其包括变压器T1、供电电源BT、电容C1、电力电子开关器件Q2和电力电子开关器件Q3，所述电力电子开关器件Q2和电力电子开关器件Q3分别位于变压器T1的两端，所述供电电源BT的一端与变压器T1连接，另一端与电力电子开关器件Q2连接，所述电容C1的一端连接变压器T1和供电输入端Vin，另一端接地。

具体的，所述变压器T1为隔离变压器。

具体的，所述供电电源BT为线性供电电源，线性供电电源输出的电源信号稳定，可以有效的提高电池管理系统检测工装检测的精度。

本发明还提供了一种车载电池管理系统工装模拟电池电路的实现方法，该方法包括以下步骤：当模拟电池电路工作时，电池替换电路1为BMS检测系统2供电、电压检测以及均衡放电，其中电池替换电路1上的隔离DC-DC电路给BMS检测系统2提供能量或反向能量，电阻R1为模拟稳压芯片U1提供初始电流，模拟稳压芯片U1分别控制电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、开关K1和NPN扩流三极管Q1的工作，当更改电阻R2、电阻R3、电阻R4和开关K1的等效抗阻时，可以调节NPN扩流三极管Q1的输出电压；

当BMS检测系统2均衡放电时，控制开关K1导通，电阻R5作为泄放电阻，二极管D1把能量倒灌到隔离DC-Dc电路，并向隔离Dc-DC电路方向传递能量，实现BMS检测系统2的充放电均衡。

综上，本发明提供的一种车载电池管理系统工装模拟电池电路可以替代真实电池，使电池管理系统检测更加方便快捷，安全系数高，干扰小，同时还可以检测电池管理系统的精度以及充放电能力的优点，解决了现有电池管理系统检测工装均不能全面的验证电池管理系统的相应功能，而且检测工装的能耗高，效率低下的技术问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。