CN102411310A - 一种汽车动力电池的模拟方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源汽车动力电池的模拟方法和装置，属于新能源汽车领域，可用于整车控制器、电池管理***、以及电机控制器的试验验证以及设计改进。所述方法包括：由计算机发出电压、电流、电池温度等模拟指令，由动力电池模拟器输出相应的单体电压、总电压、电流、电池温度。所述装置包括：动力电池模拟器、计算机以及运行于计算机之上的软件、CAN(Controller area network)通信接口。动力电池模拟器包括温度子板、电压子板、电流子板、微控制器(MCU)。MCU用于控制温度子板的温度输出，电压子板的电压输出以及电流子板的电流输出，同时协调各子板之间的工作以及接收由CAN通信接口来的命令消息并做出相应的动作；计算机软件包括读取固定格式的整车工况数据以及手工编辑的数据；CAN通信接口用于动力电池模拟器与计算机之间的通讯。本发明模拟动力电池，避免了动力电池组包装包，节约了成本，提高了控制器开发的效率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，具体涉及一种模拟动力电池的方法和装置。
背景技术
无论是混合动力车或者是纯电动车，高压动力电池作为动力源是其核心组成部分而对高压动力电池的管理，使其安全有效地充放电，并与整车其他控制器协调工作，保证了混合动力车或纯电动车工作的稳定性更是重重之重。目前全世界范围在大力发展新能源，缩短开发周期，才能让自己的产品抢占先机。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：目前的新能源汽车(包含动力电池部件)控制器的开发过程，大都使用实物动力电池。控制器直接接到实物动力电池上，进行控制器开发验证以及循环工况试验，成本高，开发效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车动力电池的模拟方法和装置，属于新能源汽车领域，可用于整车控制器、电池管理***、以及电机控制器的试验验证以及设计改进。所述方法包括：由计算机发出电压、电流、电池温度等模拟指令，由动力电池模拟器输出相应的单体电压、总电压、电流、单体电池温度。所述装置包括：动力电池模拟器、计算机以及运行于计算机之上的软件、CAN(Controller area network)通信接口。动力电池模拟器包括温度子板、电压子板、电流子板、微控制器(MCU)。MCU用于控制温度子板的温度输出，电压子板的电压输出以及电流子板的电流输出，同时协调各子板之间的工作以及接收由CAN通信接口来的命令消息并做出相应的动作；计算机软件包括读取固定格式的整车工况数据以及手工编辑的数据；CAN通信接口用于动力电池模拟器与计算机之间的通讯。
具体技术方案如下：
一种汽车动力电池的模拟方法，采用如下步骤：
(1)计算机软件读取固定格式的工况信息；
(2)计算机软件通过CAN通信接口发送模拟指令给动力电池模拟器；
(3)由动力电池模拟器根据指令模拟和输出相应的电池电压、电流和电池温度。
进一步地，步骤(1)包括：所述计算机软件使用高级语言C#开发，其中，软件模拟数据解析模块读取固定格式的excel文件，解析出电流、电压、温度以及对应的时长；并通过通信协议解析模块把所读取的信息打包成协议格式；CAN消息发送与读取模块负责协议的发送与接收。
进一步地，步骤(2)中CAN通信接口是通信硬件执行机构，其用于发送模拟指令给动力电池模拟器。
进一步地，步骤(3)包括：动力电池模拟器MCU从CAN通信接口接到消息后，按照协议解析消息，得出模拟的电压、电流、温度值，分别控制电压子板、温度子板和电流子板产生相应的电压、温度和电流模拟量。
进一步地，步骤(1)中所述工况信息包括电压、电流、温度以及持续的模拟时间信息，通信协议解析模块把模拟数据解析模块读取的信息按协议格式化成动力电池模拟器能解析的CAN消息；CAN消息发送与读取模块负责发送通信协议解析模块格式化的数据。
进一步地，步骤(3)中包括如下步骤：
(3-1)动力电池模拟器CAN通信模块按照协议解析由CAN通信接口发来的CAN消息，动力电池模拟器MCU根据CAN通信模块解析的电压点个数以及对应电压数值，通过译码器打开电压子板中电压模块，并控制电压模块的输出相应的电压；
(3-2)动力电池模拟器MCU根据CAN通信模块解析的温度点个数以及对应温度数值，通过译码器打开温度子板中的温度模块，并控制温度子板的温度模块输出温度模拟量；
(3-3)在电流模拟上，动力电池模拟器MCU根据CAN通信模块解析的电流值，控制电流子板输出电流模拟量。
上述汽车动力电池的模拟方法的模拟装置，包括动力电池模拟器、计算机以及运行于计算机之上的模拟软件、CAN通信接口，其中，所述模拟软件用于读取整车工况数据，并与动力电池模拟器通信；所述CAN通信接口，用于连接模拟软件和动力电池模拟器；所述动力电池模拟器，用于产出动力电池相应的电压、电流、温度等特性。
进一步地，所述动力电池模拟器负责与CAN通信接口通信，按照协议解析CAN消息，并根据解析的结果分别控制电压子板、温度子板、电流子板产生相应的电压、温度、电流，其包括温度子板、电压子板、电流子板和微控制器，其用于控制温度子板的温度输出，电压子板的电压输出以及电流子板的电流输出，同时协调各子板之间的工作以及接收由CAN通信接口来的命令消息并做出相应的动作。
进一步地，所述计算机软件包括模拟数据解析模块、通信协议解析模块和CAN消息发送与读取模块，其用于读取固定格式的整车工况数据以及手工编辑的数据，软件模拟数据解析模块读取固定格式的excel文件，解析出电流、电压、温度以及对应的时长；通过通信协议解析模块把所读取的信息打包成协议格式；CAN消息发送与读取模块负责协议的发送与接收。
与目前现有技术相比，本发明使用该模拟动力电池***，进行控制器开发验证以及循环工况试验，成本低，开发效率高。
附图说明
图1是本发明实施例1中提供的动力电池模拟***的装置示意图；
图2是本发明实施例1中提供的动力电池模拟***的模拟软件示意图；
图3是本发明实施例1中提供的动力电池模拟***的动力电池模拟器图；
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
实施例1：
参见图1，本发明实施例提供了一种动力电池模拟方法，该方法流程具体如下：
步骤101：使用高级语言开发的运行与计算机上的软件101(图一)，1011(图二)读取固定格式的工况信息，包括电压、电流、温度以及持续的模拟时间信息，1012(图二)把1011读取的信息按协议格式化成动力电池模拟器能解析的CAN消息；1013负责发送1012格式化的数据。
步骤102：计算机软件通过CAN通信接口102发送模拟指令给动力电池模拟器103；
步骤103：动力电池模拟器CAN通信模块1033(图三)按照协议解析由102发来的CAN消息，MCU1031根据CAN通信模块1033解析的电压点个数Vn以及对应电压数值Vn，通过译码器1034打开电压子板1036中电压模块1036a到1036n，并控制电压模块1036a到1036n的输出相应的电压Vn；同样，MCU1031根据CAN通信模块1033解析的温度点个数Tn以及对应温度数值Tn，通过译码器1035打开温度子板1037中的温度模块1037a到1037n，并控制温度子板1037的温度模块1037a到1037n输出温度模拟量Tn；在电流模拟上，MCU1031根据CAN通信模块1033解析的电流值C，控制电流子板1032输出电流模拟量C。
本发明实施例提供的方法，通过计算机软件灵活模拟动力电池的特性数值，再通过CAN通信发给动力电池模拟器执行模拟，避免了动力电池的组包装包等繁琐的费时费力的工作，对混合动力车以及纯电动车车载控制器开发以及相关测试工作效率的提高具有重大意义。
实施例2：
为了提高控制器开发效率，降低开发成本，缩短开发周期。本发明实施案例提供了一种模拟动力电池的方法和装置。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种模拟动力电池的方法，所述方法包括：
使用高级语言开发的运行与计算机上的软件，读取固定格式的工况信息；
计算机软件通过CAN通信接口发送模拟指令给动力电池模拟器；
动力电池模拟器根据指令模拟动力电池电压、电流、温度。
其中，使用高级语言开发的运行与计算机上的软件，读取固定格式的工况信息，具体包括：
计算机软件使用高级语言C#开发，软件模拟数据解析模块读取固定格式的excel文件，解析出电流、电压、温度以及对应的时长；通过通信协议解析模块把所读取的信息打包成协议格式；CAN消息发送与读取模块负责协议的发送与接收。
进一步地，CAN通信接口发送模拟指令给动力电池模拟器，CAN通信接口是通信硬件执行机构。
另外，所述方法还包括：
动力电池模拟器根据指令模拟动力电池电压、电流、温度，具体包括：
动力电池模拟器MCU从通信接口接到消息后，按照协议解析消息，得出模拟的电压、电流、温度值，分别控制电压子板、温度子板和电流子板产生相应的电压、温度和电流模拟量。
另一方面，提供了一种动力电池模拟装置，所述装置包括：
模拟软件，用于读取整车工况数据，并与动力电池模拟器通信；
CAN通信接口，用于连接模拟软件和动力电池模拟器；
动力电池模拟器，用于产出动力电池相应的电压、电流、温度等特性；
其中，模拟软件具体包括：
模拟数据解析模块、通信协议解析模块、CAN消息发送与读取模块。
软件模拟数据解析模块读取固定格式的excel文件，解析出电流、电压、温度以及对应的时长；通过通信协议解析模块把所读取的信息打包成协议格式；CAN消息发送与读取模块负责协议的发送与接收。
动力电池模拟器，用于产出动力电池相应的电压、电流、温度等特性。
进一步地，动力电池模拟器具体包括：
MCU负责与CAN通信接口通信，按照协议解析CAN消息，并根据解析的结果分别控制电压子板、温度子板、电流子板产生相应的电压、温度模拟量、电流模拟量。电压子板由多个电压模块组成，每个电压模块能产出最大5伏最小0V的电压，本***最大支持112个电压模块，温度子板由多个温度模块组成，每个温度模块能产出最低-40度最高60度的温度模拟量(产出的温度并非真实的温度，而是一个模拟量)，本***最大支持112个温度模块。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过模拟动力电池的特性，节约了成本，提高了开发效率。
以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如：计算机中的硬盘、光盘或软盘。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种汽车动力电池的模拟方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)计算机软件读取固定格式的工况信息；
(2)计算机软件通过CAN通信接口发送模拟指令给动力电池模拟器；
(3)由动力电池模拟器根据指令模拟和输出相应的电池电压、电流和电池温度。
2.如权利要求1所述的汽车动力电池的模拟方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：所述计算机软件使用高级语言C#开发，其中，软件模拟数据解析模块读取固定格式的excel文件，解析出电流、电压、温度以及对应的时长；并通过通信协议解析模块把所读取的信息打包成协议格式；CAN消息发送与读取模块负责协议的发送与接收。
3.如权利要求1或2所述的汽车动力电池的模拟方法，其特征在于，步骤(2)中CAN通信接口是通信硬件执行机构，其用于发送模拟指令给动力电池模拟器。
4.如权利要求1-3中任一项所述的汽车动力电池的模拟方法，其特征在于，步骤(3)进一步包括：动力电池模拟器MCU从CAN通信接口接到消息后，按照协议解析消息，得出模拟的电压、电流、温度值，分别控制电压子板、温度子板和电流子板产生相应的电压、温度和电流模拟量。
5.如权利要求1-4中任一项所述的汽车动力电池的模拟方法，其特征在于，步骤(1)中所述工况信息包括电压、电流、温度以及持续的模拟时间信息，通信协议解析模块把模拟数据解析模块读取的信息按协议格式化成动力电池模拟器能解析的CAN消息；CAN消息发送与读取模块负责发送通信协议解析模块格式化的数据。
6.如权利要求1-5中任一项所述的汽车动力电池的模拟方法，其特征在于，步骤(3)中进一步包括如下步骤：
(3-1)动力电池模拟器CAN通信模块按照协议解析由CAN通信接口发来的CAN消息，动力电池模拟器MCU根据CAN通信模块解析的电压点个数以及对应电压数值，通过译码器打开电压子板中电压模块，并控制电压模块的输出相应的电压；
(3-2)动力电池模拟器MCU根据CAN通信模块解析的温度点个数以及对应温度数值，通过译码器打开温度子板中的温度模块到，并控制温度子板的温度模块输出温度模拟量；
(3-3)在电流模拟上，动力电池模拟器MCU根据CAN通信模块解析的电流值，控制电流子板输出电流模拟量。
7.如权利要求1-6所述汽车动力电池的模拟方法的模拟装置，其特征在于，包括动力电池模拟器、计算机以及运行于计算机之上的模拟软件、CAN通信接口，其中，所述模拟软件用于读取整车工况数据，并与动力电池模拟器通信；所述CAN通信接口，用于连接模拟软件和动力电池模拟器；所述动力电池模拟器，用于产出动力电池相应的电压、电流、温度等特性。
8.如权利要求7所述汽车动力电池的模拟方法的模拟装置，其特征在于，所述动力电池模拟器负责与CAN通信接口通信，按照协议解析CAN消息，并根据解析的结果分别控制电压子板、温度子板、电流子板产生相应的电压、温度、电流，其包括温度子板、电压子板、电流子板和微控制器，其用于控制温度子板的温度输出，电压子板的电压输出以及电流子板的电流输出，同时协调各子板之间的工作以及接收由CAN通信接口来的命令消息并做出相应的动作。
9.如权利要求7或8所述汽车动力电池的模拟方法的模拟装置，其特征在于，所述计算机软件包括模拟数据解析模块、通信协议解析模块和CAN消息发送与读取模块，其用于读取固定格式的整车工况数据以及手工编辑的数据，软件模拟数据解析模块读取固定格式的excel文件，解析出电流、电压、温度以及对应的时长；通过通信协议解析模块把所读取的信息打包成协议格式；CAN消息发送与读取模块负责协议的发送与接收。
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