CN104714125A - 用于开发并且测试混合能量存储器的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于开发,优化和/或测试混合能量存储器的***。本发明还涉及用于开发,优化和/或测试混合能量存储器的方法。***包括测试布置和模拟装置。测试布置包括混合能量存储器的模拟器,其与行驶操作模拟器连接用于能量接收和/或能量释放,包括:第一能量存储模拟器,至少一个第二能量存储模拟器和功率电子单元。能量存储模拟器分别设计成通过改变能量存储器参数模拟能量存储器的不同类别和/或能量存储器的不同操作状态。控制设备设计成控制功率电子单元,其中控制设备可设计成执行不同控制方法。模拟装置设计成借助于控制设备的不同设备和/或不同能量存储器参数的测试布置模拟混合能量存储器的操作。

Description

用于开发并且测试混合能量存储器的***和方法
技术领域
本发明涉及用于开发，优化和/或测试混合能量存储器的***。本发明还涉及用于开发，优化和/或测试混合能量存储器的方法。
背景技术
在机动车的情况下越来越多地使用混合能量存储器***。“混合能量存储器”理解为具有优选不同特性的至少两个存储器的组合。混合能量存储器***具有该优点，这可以更好地设计并且优化行驶操作中的不同功率要求。如此在混合能量存储器中例如具有更高能量密度或者存储容量的存储器中可以与具有更高功率密度的存储器组合。具有更高能量密度或者存储容量的存储器实现电驱动汽车的大有效距离;相反具有更高功率密度的存储器通常接受短时高能量流，短时高能量流例如在回收过程的情况下在制动时产生。
在这种混合能量存储器***的开发的情况下存在该困难，通过选择对于行驶操作中的不同要求的适合的参数对其进行最优控制并且设计。
混合存储器的智能位于单独能量存储器之间的功率电子设备的控制中。通过控制装置决定，从哪个能量存储器提取由行驶操作接收的能量，并且在哪个能量存储器存储由行驶操作释放的能量。控制能量存储器之间的能量流的功率电子设备接着对应地由控制装置控制。功率电子设备的优选控制可以例如是，汽车的操作实现能量效率测试，和/或通过其寿命较小停止能量存储器的有效功率的损耗。
控制装置的布设通常根据使用的能量存储器和其布设以及根据汽车特定的行驶操作的要求，使得在许多汽车变化的情况下要求，对于不同变化分别确定控制混合能量存储器***的功率电子设备的最优布设。更糟的是，能量存储器的特性通常随着操作状态动态变化。例如还取决于充电的数量和类型并且放电过程的具有其老化状态的能量存储器的有效功率变化，其又由行驶操作要求并且能量流的控制的布设影响。
现实中为开发混合能量存储器***已知附加物，通过具有测试汽车的测试行驶研究功率电子设备的控制和对能量存储器***的影响。但是这种附加物非常高成本并且花时间一般测试不同布设。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供改进的可能性，以便于避免用于开发并且测试混合能量存储器***的常见的附加物的缺点。本发明的任务尤其为，提供用于开发，优化并且测试混合能量存储器***的***和方法，借助于它们可快速并且成本高效地确定混合能量存储器***的尽可能优化的布设。
这个任务通过具有独立权利要求的特征的用于开发，优化和/或测试混合能量存储器的***和方法来解决。本发明的有利实施形式和应用是从属权利要求的主题并且在下面的描述中部分参考附图详细描述。
根据本发明的一般观点***设置有测试布置，其中行驶操作的能量消耗和/或行驶操作的能量产生以及混合能量存储器的行为分别提高模拟器如此模仿，使得其可以以功率电子设备并且以真正的电流测试。
测试布置对此包括行驶操作模拟器，其设计成，模拟机动车的行驶操作的能量消耗和/或能量产生。行驶操作模拟器可以例如用控制的功率电子设备模拟，接着还称为DC源/沉降，其对应于行驶操作模型如此控制，使得DC源/沉降对应于行驶操作的能量消耗接收能量流或者电流并且对应于行驶操作的能量产生释放能量流或者电流。备选地行驶操作模拟器还可以通过相对负载机器操作的“真正”行驶驱动形成，例如在试验台上。在此负载机器如此设计，使得其通常模仿行驶操作的负载并且还可以如此操作，可以表示能量产生的过程，例如回收过程。
测试布置还包括混合能量存储器的模拟器，其与行驶操作模拟器相连用于能量接收和/或能量释放。混合能量存储器的模拟器因此设计成，为满足行驶操作模拟器的能量消耗释放能量或者电流并且接收由行驶操作模拟器产生的能量或者电流。
混合能量存储器的模拟器在此包括第一能量存储模拟器和至少一个第二能量存储模拟器用于模仿具有至少两个能量存储器的混合能量存储器***。此外设置功率电子单元，借助于功率电子单元能量可输送到第一和至少第二能量存储模拟器并且借助于功率电子单元能量从第一并且第二能量存储模拟器提取。
第一能量存储模拟器，至少一个第二能量存储模拟器和功率电子设备因此模仿混合能量存储器并且可以用真正的能量流或者电流操作并且测试。
本发明的尤其优点还在于，能量存储模拟器分别设计成，通过改变能量存储器参数模拟不同类别的能量存储器，即不同种类的能量存储器，并且不同操作状态的能量存储器。
对此能量存储器参数可以包括能量存储器的下列参数的至少一个:能量存储器的能量密度，功率密度，存储容量和/或充电状态(SoC)。通过改变这些参数可以模仿不同类别的能量存储器和/或不同操作状态，例如不同一类确定的能量存储器的老化状态。
此外设置控制设备，其设计成，如此控制功率电子单元，使得功率电子单元的控制设备规定，从哪个能量存储模拟器提供能量用于行驶操作模拟器和/或在哪个能量存储模拟器中存储行驶操作模拟器产生的能量。对此控制设备同样可设计成，例如通过改变控制参数或通常控制设备的布设执行不同控制方法。
***还包括模拟装置，其设计成，模拟对于控制设备的不同设备和/或不同能量存储器参数的测试布置的操作。
因此本发明的特别的优点在于，通过使用能量存储模拟器混合能量存储器***中不同能量存储器类别和/或能量存储器的不同操作状态的组合可以通过合适地参数化能量存储模拟器来模仿并且可以通过模拟通过使用真正的电流连同要优化的功率电子设备和控制设备进行测试。此外行驶操作模拟器可实现模仿行驶操作的不同负载要求，例如不同行驶阻力并且还有在控制测试环境中不同回收过程，以便于达到混合能量存储器的可比较的测试结果。此外可实现测试测试***，用于控制功率电子设备的不同控制方法，其方式为在控制装置中改变不同测试操作的设计的控制方法。
根据优选实施例第一能量存储模拟器和/或至少一个第二能量存储模拟器包括可控DC源/沉降。可以塑造给定电压特性和电流的可编程电压电流源在现有技术中已知。根据本发明的实施形式DC源/沉降的控制借助于存放的能量存储器模型实现。能量存储器模型模型化确定能量存储器的特性和行为。控制装置根据能量存储器模型实时控制DC源/沉降。
换句话说在这种能量存储器模拟的情况下形成DC源/沉降的功率电子设备由实时控制装置如此控制，使得该功率电子设备在其DC-接线端在电流和电压上如确定的能量存储器一样表现。对此测量在功率电子设备的DC-接线端上的电流和必要的话另外的量并且由控制装置作为所属模拟的能量存储器的存放的能量存储器模型的输入量使用。根据存放的能量存储器模型和测量的电流值和必要的话另外的测量量然后模拟的能量存储器对测量的模拟的充电或放电过程的反应可以以可控DC源/沉降上的DC-接线端电压的额定值的形式预先给出。以这种方式可以模拟不同存储器类型，即存储器类别，以及确定的存储器的不同布设。模拟的能量存储器的参数因此可简单并且快速改变。
可控DC源/沉降和具有存放的能量存储器模型的DC源/沉降的控制装置可以集成在结构单元中。
在本发明的范围中还存在该可能性，能量存储模拟器的功能性分布式布置。根据这个扩展方案形式的另外的有利变型设置计算机，其中混合能量存储器的模拟的能量存储器的能量存储器模型中央地存放并且计算机通过信号线路分别与可控DC源/沉降相连。
通过信号线路在相应DC源/沉降的DC-接线端上测量的电流值作为在计算机上存放的相应能量存储器模型的输入量传输。计算机然后对于每个DC源/沉降根据相应能量存储器模型确定DC-接线端电压的额定值并且通过到可控DC源/沉降的控制线路预先给出这个额定值。这具有该优点，通过中央计算机可以控制所有DC源/沉降。计算机是实时计算机，使得具有实时电流的能量流可以实时模拟。
计算机还可以同时使用，以便于在中央位置适配能量存储模拟器的参数化。在这个实施例中因此中央计算机是模拟的混合存储器的部分，因为在计算机中保存存储器模型并且计算机作为DC源/沉降的控制装置工作。
在具有其中分别存放中央能量存储模拟器的能量存储器模型的中央计算机的先前提及的实施变型中计算机还可以如此设计，以便于作为先前提及的模拟装置操作。因此计算机还设计成，借助于改变存放的能量存储器模型中的能量存储器参数借助于不同能量存储器参数的测试布置模拟混合能量存储器的操作。由此混合能量存储器的模拟和整个***的参数化和模拟可以从中央位置来控制。
根据另外的实施变型在中央计算机中还存放行驶操作模型，该行驶操作模型用于控制行驶操作模拟器的功率电子设备，以便于预定必须由混合能量存储器***操纵的行驶操作的能量消耗，或者预定行驶操作的能量产生，其中产生的能量由混合能量存储器***接收。
根据优选实施例第一能量存储模拟器设计成，模拟具有比第二能量存储模拟器更高能量密度并且更小功率密度的能量存储器。由此可以模仿最常用的类型的混合存储器***，以便于不但可存储高能量总量而且可以接收或者释放短期高能量流。
例如第一能量存储器可模拟可充电电池并且至少一个第二能量存储模拟器设计成，模拟功率存储器，优选超级电容器或双层电容器。
根据本发明的另一方面可以调节能量存储模拟器之间的能量流的功率电子设备在具有更高功率密度的能量存储模拟器和高伏特直流电压网(HV-直流电压网)之间布置。HV-直流电压网优选地如汽车的常见的整车电源与牵引能量存储器一起布设，即例如用数百伏特的大数量级的电压操作。
测试布置还可以包括另外能量源的模拟器。例如能量源可以包括燃料电池，具有发动机的内燃机和/或架空线路，例如用于公共汽车的架空线路，其从街道上供给。因此本发明的特别的优点在于，以模仿形式的其他能量源的集成是可能的，以便还测试布设的混合能量存储器***，其方式为附加能量源可用。
要强调，本发明不仅可能用于开发，优化和/或测试混合能量存储器，而且本发明思想还可应用，以便测试并且优化具有至少一个另外的能量源的由能量存储器组成任意的布置。在本描述的意义上能量源与能量存储器区别在于，能量源与能量存储器不同不能接收能量流用于存储。
根据先前描述的***的变型本发明还涉及用于开发并且测试能量存储器的***。***具有测试布置，该测试布置包括:行驶操作模拟器，其设计成，模拟机动车的行驶操作的能量消耗和/或能量产生;至少一个能量源模拟器，其设计成，模拟汽车的能量源的能量产生;能量存储模拟器，其与行驶操作模拟器和至少一个能量源相连用于能量接收和/或能量释放;以及功率电子单元，借助于功率电子单元能量可从能量存储模拟器和第一能量源输送到行驶操作模拟器并且借助于功率电子单元由行驶操作模拟器和至少一个能量源产生的能量可输送到能量存储模拟器。
在此能量存储模拟器和至少一个能量源分别可设计成，通过改变参数模拟能量存储器和/或能量源的不同类别和/或能量存储器和/或能量源的不同操作状态。
此外测试布置包括控制设备，其设计成，如此控制功率电子单元，功率电子单元的控制单元预定，行驶操作模拟器的能量需要是否通过能量存储模拟器和/或通过至少一个能量源提供和/或由行驶操作模拟器和/或由至少一个能量源产生的能量对能量存储模拟器输送。
此外***包括模拟装置，其设计成，模拟控制设备的不同设备的测试布置的操作和/或能量存储模拟器和/或至少一个能量源的不同参数化。
为了避免重复包括混合能量存储模拟器的***相关的前述方面也作为公开地适合用于并且要求保护具有仅一个能量存储模拟器的***的变型。
此外本发明涉及用于通过使用根据前述权利要求之一所述的***开发，优化和/或测试混合能量存储器的方法。
方法包括下列步骤:通过能量存储模拟器的能量存储器参数和/或控制设备的控制参数的第一选择确定测试布置的第一布设;并且通过操作第一布设的测试布置测试混合能量存储器，其中确定目标功能的值。第一布设可以优选为基础布设，基础布设中能量存储器或能量存储模拟器的操作参数和控制设备的控制参数以典型的方式确定，它们可以表示优化的适合的开始。但是开始值或开始布设还可以任意的选择。
在操作第一测试布设的情况下确定目标功能的第一值。目标功能可以根据优化目标选择。例如目标功能可以是应最大化的行驶操作的行程长度。优选目标功能是多标准的目标功能，因为混合能量存储器***应该经常基于不同要求优化。
在测试第一布设之后进行能量存储模拟器的能量存储器参数的改变和/或控制设备的布设的改变，例如通过改变控制设备的参数和/或功率电子设备的布设，以便通过在变化的布设中操作测试布置进行混合能量存储器的重新测试。
参数的改变并且测试布置的测试的进行如此长实现，直到目标功能达到期望值，例如最优值或直到达到中止标准，例如确定数量的测试轮。
概括地本发明实现快速并且成本高效地得到混合能量***的最优布设。例如可以通过改变控制设备的控制参数得到功率电子设备的最优控制。此外可以通过改变能量存储器参数优化在例如任意电池参数上的布置。如此可以测试例如具有由于老化过程改变操作参数的能量存储器。此外可能的是，得到对存储参数的期望要求。如此控制和功率电子设备的制造商可以得到能量存储器***的对于其控制/功率电子设备尤其有利的布设并且其在能量存储器制造商处预定。
附图说明
本发明的另外的细节和优点在下面参考所附附图描述。其示出:
图1是用于开发并且测试混合能量存储器的***的示意性框图;以及
图2是根据实施例的用于开发并且测试混合能量存储器的方法的流程图。
具体实施方式
图1示例性示出***的可能的实施例，用该***可以开放并且测试混合能量存储器。
在此设置行驶操作模拟器1，通过行驶操作模拟器模拟机动车的能量消耗和行驶操作的能量产生。行驶操作模拟器1例如设计成，模拟行驶阻力或通过附加用电器（例如空调）的能量消耗和行驶操作中的能量产生（例如通过回收过程）。能量消耗和/或能量产生通过DC源/沉降7形式的受控的功率电子设备表示。
在中央实时计算机6中对此存放相应行驶操作模型。在测试布置的操作中实时计算机6通过DC源/沉降7的控制线路8预定能量产生或者能量消耗的额定值，使得行驶操作模拟器的DC源/沉降7相应地产生线路11中的电流。
因此在图1中示出的实施例中具有存放的行驶操作模型的实时计算机6形成行驶操作模拟器1的功能性的部分。但是还存在该可能性，行驶操作模型和所属控制装置直接集成到结构单元中。
测试布置还包括混合能量存储器的模拟器，混合能量存储器的模拟器包括第一能量存储模拟器2和第二能量存储模拟器3以及功率电子单元4。混合能量存储器与行驶操作模拟器1通过电流线路11相连用于能量接收和/或能量解除。
能量存储模拟器2除可控DC源/沉降7以外包括模拟的第一能量存储器的能量存储器模型，能量存储器模型存放在实时计算机中。实时计算机6还用作控制装置，以便根据所属的能量存储器模型通过信号线路8控制能量存储模拟器2的DC源/沉降7。
对此测量在DC源/沉降7的DC-接线端上的电流并且必要的话另外的量。这个测量值用作存放的能量存储器模型的输入量。根据输入量具有第一能量存储器的能量存储器模型的实时计算机6计算对测量的充电和/或放电过程的真正的存储器的反应。然后接线端电压的相应行为作为DC源/沉降7的额定值预定。因此在这个实施例中是第一能量存储模拟器的功能性的部分，即能量存储器模型和控制装置，中央地在计算机6中形成。
已经提及，第一能量存储模拟器2的功能性可以结构地集成在组件中。
第二能量存储模拟器3以类似的方式设计用于具有可控DC源/沉降7的第一能量存储器2。在实时计算机6中又存放第二能量存储器的能量存储器模型，使得如前面对于第一能量存储模拟器所述，实时计算机6控制DC源/沉降7，使得DC源/沉降模仿第二能量存储器接收或者释放的能量流。
模拟器1，2和3从交流电压网12供给，交流电压网12在本实施例中是具有400伏特网电压的通常开放的AC网。网12用于，提供由模拟器1，2和3释放的能量或者电流并且接收由模拟器1，2和3接收的能量流或者电流，因为模拟器自身不供给能量。
用附图标记14标识的标记标识AC网的三相端子，而用附图标记13标识的标记连接DC网的两相端子(+/-)。
模拟器1，2和3连接到直流电压网10，直流电压网用混合汽车或E-汽车的整车电源的典型电压操作。典型地直流电压网10的电压位于若干百伏特的范围中，以便可以接收或提供在行驶操作中高功率。
混合能量存储器还包括功率电子设备4，功率电子设备控制两个模拟器2和3之间的能量流。功率电子设备4对应于实际中已知的功率电子设备，其布置用于用于控制两个混合存储器之间的能量流。在此功率电子设备4设计成，将能量输送到第一和第二能量存储模拟器并且从第一和第二能量存储模拟器提取能量。
功率电子设备4由控制装置5控制，控制装置通过控制线路9与功率电子设备4相连。因此功率电子设备4可以应由模仿能量存储器释放或接收的能量分布在能量存储模拟器上。如何控制能量流，取决于控制装置5上的附加输入数据。例如能量存储模拟器的SoC(=State of Charge=充电状态)是另外输入量。这可以直接由控制装置5借助于相应传感器(未示出)获得或通过数据总线发送到控制装置5。通过控制能量流混合能量存储器可以对于不同应用情况优化。
根据获得的能量流功率电子单元4的控制装置5预定，从哪个能量存储模拟器2，3提供能量用于行驶操作模拟器和/或在哪个能量存储模拟器2，3中输送由行驶操作模拟器1产生的能量。对此控制装置5通过控制线路9发送控制信号到功率电子单元4。根据控制信号操纵功率电子单元4中的功率开关。
功率电子单元4和控制单元5组成的布置还可以设计作为结构单元，其用虚线示出。
在本示例中通过第一模拟器2模拟具有更高能量密度的存储器，例如电池，并且通过第二能量存储器3模拟具有更高功率密度的能量存储器，例如双层电容器。
能量存储器的类别，例如是否模拟电池或超级电容器，并且存储器的具体布设（例如具体功率和能量密度，存储器的充电状态或反应时间）通过确定相应能量存储器参数来确定，该参数作为可调参数在能量存储器模型中塑造。
所述测试布置选择可以对于不同参数化测试。对此设置模拟装置，模拟装置模拟混合能量存储器2，3的操作借助于不同控制参数和/或不同能量存储器参数的测试布置。当前实时计算机6又作为模拟装置使用。
计算机6对于不同测试轮预定模拟的能量存储器的不同参数调整，以便对于每个参数调整监视并且分析根据控制装置5的控制在对通过行驶操作模拟器1塑造的行驶操作的能量消耗和/或能量产生的反应中能量存储模拟器2，3的行为。
这在下面根据图2示例性地解释。
在第一步骤S1中实现模拟基础布设，其中实现第一参数化。在此确定以第一布设的在能量存储器模型中能量存储器参数。
如果例如最优控制装置5应对于具有电池和双层电容器的混合存储器测试，则对于第一能量存储器2如此选择能量存储器参数能量密度并且功率密度，使得其模拟具有预定功率和能量密度的电池，并且对模拟器3如此选择，使得其模拟具有预定功率并且能量密度的双层电容器。
对于控制装置5的基础布设选择第一控制方法用于控制功率电子单元4，以便设计控制装置5用于第一操作。对此可以使用例如至今使用的控制方法作为开始点。
在步骤S2中传输在测试布置上能量存储器2，3和控制装置5的选择的参数化。对此参数化具有基础布设的参数的在实时计算机6中存放的能量存储器模型并且控制装置5设计成，执行选择的控制方法。
接着在步骤S3中实现布设的测试。对此实时计算机6开始行驶操作模拟器，行驶操作模拟器模拟行驶操作并且在此预定机动车的能量消耗和能量产生的典型的时间变化。基于由行驶操作模拟器产生的能量流控制装置根据在功率电子设备4上的存放的控制方法预定，通过两个能量存储模拟器2，3中的哪个操纵行驶操作模拟器1的能量需要。此外控制装置5在行驶操作模拟器1的能量进入的情况下决定，能量存储模拟器2，3的两个DC源/沉降7中的哪个应对功率电子设备4输送产生的能量。
根据存放的能量存储器模型能量存储模拟器2，3根据通过功率电子设备4的控制释放电流或接收电流。
实时计算机形式的模拟装置6在测试过程期间得到不同测量数据，需要该测量数据用于预定的目标功能的分析，根据其模拟装置判断通过控制单元5的控制的质量。
接着在步骤S5中实现测试布置的布设的改变。在此本发明的范围中存在该可能性，不但改变能量存储器的参数化，例如以便测试在不同的老化状态的情况下混合能量存储器的行为，而且控制装置5设计成，执行不同控制方法。
然后在步骤S6中对于测试布置的布设的变化的每个实现重新测试，如先前在步骤S4中对于基础布设所述。
控制参数的改变和功率电子设备的修改控制的测试可以如此长地重复，直到得到控制装置5的最优设备，例如其特征在于目标功能的最优值。备选地还可以预定预先确定的中止标准，例如确定数量的重复，在确定数量的重复之后步骤S5和S6中止并且在确定数量的重复之后可以分析具有不同布设的单独测试操作的结果。
测试方法，尤其是步骤S1到S6，可以以类似的方式还对于具有仅一个能量存储模拟器和至少一个能量源的修改的测试布置执行。
尽管本发明参考确定的实施例描述，同样应用本发明思想的多个变型和修改是可能的并且因此落入保护范围中。因此本发明应不限制在公开的确定的实施例上，而是本发明应包括落入所附权利要求书的范围中的所有实施例。
附图标记列表
1 行驶操作模拟器
2 第一能量存储模拟器
3 第二能量存储模拟器
4 功率电子单元
5 控制设备
7 可控DC源/沉降
8，9 控制线路
10 DC网
11 电流线路
12 AC网
13 2相端子DC网
14 3相端子AC网

Claims (13)

1.一种用于开发并且测试混合能量存储器的***，其具有
测试布置以及模拟装置;
其中所述测试布置包括:
(a)行驶操作模拟器(1)，其设计用于，模拟机动车的行驶操作的能量消耗和/或能量产生;
(b)混合能量存储器的模拟器，其与行驶操作模拟器连接用于能量接收和/或能量释放，包括:
第一能量存储模拟器(2)，
至少一个第二能量存储模拟器(3)，以及
功率电子单元(4)，借助于所述功率电子单元可输送能量到所述第一能量存储模拟器(2)和至少第二能量存储模拟器(3)并且借助于所述功率电子单元可从所述第一能量存储模拟器(2)和第二能量存储模拟器(3)提取能量;
其中所述能量存储模拟器(2，3)分别可设计成，通过能量存储器参数的变化模拟能量存储器的不同类别和/或能量存储器的不同操作状态;以及
(c)控制设备(5)，其设计成，如此控制所述功率电子单元(4)，使得所述功率电子单元(4)的控制单元(5)预定，从所述能量存储模拟器(2，3)的哪个提供用于行驶操作模拟器(1)的能量和/或对所述能量存储模拟器(2，3)的哪个输送由行驶操作模拟器(1)产生的能量;
其中所述控制设备(5)可设计成，执行不同控制方法;并且
其中所述模拟装置(6)设计成，借助于用于控制设备(5)的不同设备和/或不同能量存储器参数的所述测试布置模拟混合能量存储器的操作。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述能量存储器参数包括能量存储器的下列参数的至少一个:能量密度，功率密度，存储容量和充电状态(SoC)。
3.如权利要求1或2所述的***，其特征在于，实施第一能量存储模拟器和/或至少一个第二能量存储模拟器包括可控DC源/沉降(7)，能量存储器模型和控制装置，其中所述控制装置根据能量存储器模型控制DC源/沉降。
4.如权利要求3所述的***，其特征在于计算机(6)，其中存放用于混合能量存储器的模拟的能量存储器的能量存储器模型并且其通过信号线路(8)分别与能量存储模拟器(2，3)的DC源/沉降(7)相连，其中所述计算机(6)设计成，通过信号线路(8)将在DC源/沉降(7)的DC-接线端上测量的电流值作为分配的模拟的能量存储器的存放的能量存储器模型的输入量获得并且根据存放的能量存储器模型和测量的电流值模拟的能量存储器对测量的充电或放电过程的反应以可控DC源/沉降(7)上的DC-接线端电压的额定值的形式预先给定。
5.如权利要求4所述的***，其特征在于，计算机(6)还设计成，作为模拟装置(6)操作，其中借助于存放的能量存储器模型的能量存储器参数的变化借助于不同能量存储器参数的测试布置可模拟混合能量存储器的操作。
6.如上述权利要求之一所述的***，其特征在于，第一能量存储模拟器(2)设计成，模拟具有所述至少一个第二能量存储模拟器(3)更高能量密度和更小功率密度的能量存储器。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于，第一能量存储模拟器(2)设计成，模拟可充电电池，并且所述至少一个第二能量存储模拟器(3)设计成，模拟功率存储器，优选超级电容器或双层电容器。
8.如权利要求6或7所述的***，其特征在于，具有更高功率密度和直流电压网的能量存储模拟器(3)之间布置功率电子设备(4)，其中所述直流电压网用要测试的汽车环境的整车电源的电压操作。
9.如上述权利要求之一所述的***，其特征在于，所述行驶操作模拟器(1)
(a)通过控制的功率电子设备模拟，或
(b)通过相对负载机器操作的行驶驱动模拟。
10.如上述权利要求之一所述的***，其特征在于，测试布置还包括能量源的模拟器。
11.如权利要求10所述的***，其特征在于，所述能量源包括燃料电池，具有发动机的内燃机和/或架空线路。
12.一种用于开发并且测试能量存储器的***，具有
测试布置和模拟装置;
其中所述测试布置包括:
(a)行驶操作模拟器，其设计成，模拟机动车的行驶操作的能量消耗和/或能量产生;
(b)至少一个能量源模拟器，其设计成，模拟汽车的能量源的能量产生;
(c)能量存储模拟器，其与行驶操作模拟器和至少一个能量源相连用于能量接收和/或能量释放;以及
(d)功率电子单元，借助于功率电子单元可从能量存储模拟器和第一能量源为行驶操作模拟器输送能量并且借助于功率电子单元将由行驶操作模拟器和至少一个能量源产生的能量可对能量存储模拟器输送;
其中实施能量存储模拟器和至少一个能量源分别设计用于，通过参数的变化模拟能量存储器和/或能量源的不同类别和/或能量存储器和/或能量源的不同操作状态;并且
(e)控制设备，其设计成，如此控制功率电子单元深的功率电子单元的控制单元预定，行驶操作模拟器的能量需要是否通过能量存储模拟器和/或通过至少一个能量源提供和/或由行驶操作模拟器和/或由至少一个能量源产生的能量是否对能量存储模拟器输送;
其中所述模拟装置设计成，模拟控制设备的不同设备的测试布置的操作和/或能量存储模拟器和/或至少一个能量源的不同参数化。
13.用于开发并且测试能量存储器的方法，其具有根据上述权利要求1到11的其中之一的***，其中所述方法包括下列步骤:
(a)通过能量存储模拟器的能量存储器参数的第一选择和/或控制设备(S1)的第一设备确定测试布置的第一布设;
(b)通过操作以第一布设的测试布置测试混合能量存储器，其中确定目标功能的值(S3);
(c)通过改变能量存储模拟器的能量存储器参数和/或通过改变控制设备的设备重复确定测试布置的改变的布设并且重复测试测试布置的改变的布设直到目标功能的值达到预定值和/或达到中止标准(S4-S6)。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6652427B2 (ja) * 2016-03-29 2020-02-26 本田技研工業株式会社 電力供給システム及び輸送機器
DE102016005125A1 (de) 2016-04-28 2017-11-02 Audi Ag Verfahren zum Steuern einer Energiespeichereinrichtung eines Mild-Hybrid-Kraftfahrzeugs sowie Ladezustandssteuereinrichtung für ein Mild-Hybrid-Kraftfahrzeug
AT518850B1 (de) * 2016-07-13 2021-11-15 Avl List Gmbh Verfahren zur simulationsbasierten Analyse eines Kraftfahrzeugs
DE102018209643A1 (de) 2018-06-15 2019-12-19 Robert Bosch Gmbh Prüfanlage und Verfahren zum Betrieb einer Prüfanlage
CN110554684A (zh) * 2019-09-09 2019-12-10 斯科容泰(苏州)科技有限公司 一种高精度回馈负载
CN216145114U (zh) * 2021-08-27 2022-03-29 北京车和家信息技术有限公司 一种车载控制器的测试装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8612166B2 (en) * 2009-12-23 2013-12-17 Avl List Gmbh Test bed for electrical energy storage systems for vehicles

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