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專利名稱：電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試裝置及其測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)車性能測(cè)試領(lǐng)域，特別是一種電動(dòng)車行駛中電池性能測(cè)試裝置及測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車行駛過程所包含的工況比較復(fù)雜，起步加速，不同路況下的穩(wěn)定行駛、超車加速、上坡、載重、制動(dòng)等，不同工況下的電池放電電流都不同，而且在不斷變化。電池在反復(fù)放電和充電后，容量會(huì)逐漸下降，當(dāng)電池容量下降到一定程度時(shí)則報(bào)廢。電池的容量衰減特性和電池的使用情況密切相關(guān)，大電流放電會(huì)降低電池的壽命，而小電流放電則會(huì)有利于延長(zhǎng)電池的壽命。標(biāo)準(zhǔn)的電池放電特性測(cè)試方法，采取定電流放電或分階段放電的方法，不能真實(shí)反映出電動(dòng)車電池的實(shí)際使用情況，在預(yù)測(cè)電動(dòng)車電池的實(shí)際使用性能方面具有較大誤差。在輕型電動(dòng)車(電動(dòng)摩托車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)三輪車等)行業(yè)，電池實(shí)際使用情況和廠家的測(cè)試結(jié)果相差較大。以電動(dòng)摩托車的鉛酸電池為例，按照電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，電池的循環(huán)壽命為200次以上，而在有的摩托車型號(hào)上，壽命不足100次。車輛性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)工況是以車速為控制目標(biāo)的，車速與電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系不直接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試裝置，它可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試工作，測(cè)試出電池的實(shí)際使用性能。本發(fā)明的該目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括有電流傳感器、車速傳感器和采集模塊；采集模塊用于采集待測(cè)電池的電壓信號(hào)，為電流傳感器提供工作電源，并接收電流傳感器采集到的電流信號(hào)和車速傳感器采集到的車速信號(hào)。進(jìn)一步，所述裝置還包括有用于測(cè)試環(huán)境溫度的溫度傳感器，采集模塊接收溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，所述采集模塊包括有電源、電源電路、電流傳感器電源、存儲(chǔ)器和主控電路，電源通過電源電路分別為主控電路和電流傳感器電源提供工作電源，電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電源，主控電路的數(shù)據(jù)輸出端與存儲(chǔ)器相連，主控電路的指令輸出端與電流傳感器電源相連，主控電路分別接收電流傳感器采集的電流信號(hào)、待測(cè)電池的電壓信號(hào)、車速傳感器采集的車速信號(hào)和溫度傳感器采集的溫度信號(hào)。本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供一種電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試方法，它可以在試驗(yàn)室內(nèi)完成電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試工作，測(cè)試出電池的實(shí)際使用性能，節(jié)省測(cè)試過程中所耗費(fèi)的人力物力。本發(fā)明的該目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，電池性能測(cè)試包括有續(xù)行里程測(cè)試和電池容量特性測(cè)試。進(jìn)一步，所述續(xù)行 里程測(cè)試的具體步驟如下:I)將充滿電的待測(cè)電池設(shè)置在電動(dòng)車上，駕駛電動(dòng)車在路面上行駛放電，主控電路控制電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電流，使電流傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電流變化數(shù)據(jù)，車速傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的車速變化數(shù)據(jù)，主控電路接收電流變化數(shù)據(jù)和車速變化數(shù)據(jù)，生成電流變化曲線和車速變化曲線，記錄行駛過程中的環(huán)境溫度；2)將步驟I)中所述待測(cè)電池充滿電后接上電子負(fù)載，電子負(fù)載與上位機(jī)連接，上位機(jī)通過控制電子負(fù)載使待測(cè)電池的放電變化曲線與步驟I)中測(cè)得的電流變化曲線相一致，對(duì)待測(cè)電池進(jìn)行循環(huán)放電測(cè)試，直到電池欠壓，在放電過程中，計(jì)算機(jī)通過通訊線讀取電子負(fù)載箱采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，記錄整個(gè)放電過程的電流變化曲線和電壓變化曲線，測(cè)試過程中，保持電池所處溫度與步驟I)中的環(huán)境溫度的平均值接近；3)根據(jù)步驟I)和步驟2)中采集的電流變化曲線，對(duì)電流進(jìn)行積分，得到待測(cè)電池的總放電量，對(duì)步驟I)中的車速變化曲線進(jìn)行積分，得到步驟I)測(cè)試過程中的電動(dòng)車行駛里程數(shù)，再根據(jù)電池的總放電量量，計(jì)算電動(dòng)車行駛的總里程數(shù)。進(jìn)一步，所述電池容量特性測(cè)試的具體步驟如下:A)將充滿電的待測(cè)電池設(shè)置在電動(dòng)車上，駕駛電動(dòng)車在路面上行駛放電，主控電路控制電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電流，使電流傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電流變化數(shù)據(jù)，電壓傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電池電壓變化數(shù)據(jù)，主控電路接收電流變化數(shù)據(jù)和電池電壓變化數(shù)據(jù)，生成電流變化曲線和電池電壓變化曲線，記錄行駛過程中的環(huán)境溫度；B)將步驟A)中所述待測(cè)電池充滿電后接上電子負(fù)載，上位機(jī)通過控制電子負(fù)載使待測(cè)電池的放電變化曲線與步驟A)中測(cè)得的電流變化曲線相一致，對(duì)待測(cè)電池進(jìn)行循環(huán)充電放電測(cè)試，直到電池再次充滿電后的放電量下降至預(yù)設(shè)值，計(jì)算機(jī)通過通訊線讀取電子負(fù)載箱采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，記錄整個(gè)放電過程的電流變化曲線和電壓變化曲線，測(cè)試過程中，保持電池所處溫度與步驟I)中的環(huán)境溫度接近；C)根據(jù)步驟A)和步驟B )中待測(cè)電池的每次放電的電流變化曲線和電壓變化曲線計(jì)算出電池每次放電的放電容量，再根據(jù)待測(cè)電池每次放電的放電容量和待測(cè)電池充電次數(shù)繪制放電容量-充電次數(shù)變化曲線圖。進(jìn)一步，主控電路采集電流傳感器數(shù)據(jù)之前，先控制電流傳感器電源為電流傳感器供電，在主控電路采集電流傳感器數(shù)據(jù)完成的同時(shí)，控制電流傳感器電源停止供電。進(jìn)一步，在續(xù)行里程和電池容量特性測(cè)試過程中溫度傳感器采集測(cè)試的環(huán)境溫度，并傳送至主控電路，生成電池容量特性測(cè)試過程的環(huán)境溫度變化曲線圖，通過在不同的溫度下進(jìn)行測(cè)試，得到溫度對(duì)續(xù)行里程和電池容量特性的影響。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明所述裝置通過傳感器采集電動(dòng)車行駛過程的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)和車速數(shù)據(jù),主控電路接收并分析傳感器所采集到的數(shù)據(jù),得出電動(dòng)車行駛過程中電池的實(shí)際性能，主控電路可以控制為電流傳感器供電的時(shí)間和自身接收電流傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間，在接收到電流傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí)，還能有效降低測(cè)試過程中所消耗的電量；本發(fā)明所述方法只需在路測(cè)時(shí)完成一次電池的放電測(cè)試，其余測(cè)試工作均可以在試驗(yàn)室中將待測(cè)電池接入負(fù)載就可以完成，降低了電池性能測(cè)試過程中所耗費(fèi)的人力和物力。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。


本發(fā)明的

如下。圖1為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為主控電路及電流傳感器采集信號(hào)的原理圖；圖3為本發(fā)明所述方法接上負(fù)載后的測(cè)試原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試裝置包括有電流傳感器、車速傳感器和采集模塊；采集模塊用于采集待測(cè)電池的電壓信號(hào)，為電流傳感器提供工作電源，并接收電流傳感器采集到的電流信號(hào)和車速傳感器采集到的車速信號(hào)。裝置還包括有用于測(cè)試環(huán)境溫度的溫度傳感器，采集模塊接收溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)。采集模塊包括有電源、電源電路、電流傳感器電源、存儲(chǔ)器和主控電路，電源通過電源電路分別為主控電路和電流傳感器電源提供工作電源，電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電源，主控電路的數(shù)據(jù)輸出端與存儲(chǔ)器相連，主控電路的指令輸出端與電流傳感器電源相連，主控電路分別接收電流傳感器采集的電流信號(hào)、待測(cè)電池的電壓信號(hào)、車速傳感器采集的車速信號(hào)和溫度傳感器采集的溫度信號(hào)。采集模塊可以將采集到的原始數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，再將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦中進(jìn)行分析處理，采集模塊也可以進(jìn)行對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到電池性能測(cè)試結(jié)果，再將測(cè)試結(jié)果和傳感器采集到的原始數(shù)據(jù)一起儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。主控電路還設(shè)置有操作接口，測(cè)試人員可以通過測(cè)試接口設(shè)置電流傳感器電源的工作頻率和主控電路的信號(hào)接收頻率。電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試方法，包括有續(xù)行里程測(cè)試和電池容量特性測(cè)試。續(xù)行里程測(cè)試的具體步驟如下:I)將充滿電的待測(cè)電池設(shè)置在電動(dòng)車上，駕駛電動(dòng)車在路面上行駛放電，主控電路控制電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電流，使電流傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電流變化數(shù)據(jù)，車速傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的車速變化數(shù)據(jù)，主控電路接收電流變化數(shù)據(jù)和車速變化數(shù)據(jù)，生成電流變化曲線和車速變化曲線，記錄行駛過程中的環(huán)境溫度；2)將步驟I)中所述待測(cè)電池充滿電后接上電子負(fù)載，電子負(fù)載與上位機(jī)連接，上位機(jī)通過控制電子負(fù)載使待測(cè)電池的放電變化曲線與步驟I)中測(cè)得的電流變化曲線相一致，對(duì)待測(cè)電池進(jìn)行循環(huán)放電測(cè)試，直到電池欠壓，在放電過程中，計(jì)算機(jī)通過通訊線讀取電子負(fù)載箱采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，記錄整個(gè)放電過程的電流變化曲線和電壓變化曲線，測(cè)試過程中，保持電池所處溫度與步驟I)中的環(huán)境溫度的平均值接近；3)根據(jù)步驟I)和步驟2)中采集的電流變化曲線，對(duì)電流進(jìn)行積分，得到待測(cè)電池的總放電量，對(duì)步驟I)中的車速變化曲線進(jìn)行積分，得到步驟I)測(cè)試過程中的電動(dòng)車行駛里程數(shù)，再根據(jù)電池的總放電量量，計(jì)算電動(dòng)車行駛的總里程數(shù)。電池容量特性測(cè)試的具體步驟如下:A)將充滿電的待測(cè)電池設(shè)置在電動(dòng)車上，駕駛電動(dòng)車在路面上行駛放電，主控電路控制電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電流，使電流傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電流變化數(shù)據(jù)，電壓傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電池電壓變化數(shù)據(jù)，主控電路接收電流變化數(shù)據(jù)和電池電壓變化數(shù)據(jù)，生成電流變化曲線和電池電壓變化曲線，記錄行駛過程中的環(huán)境溫度；B)將步驟A)中所述待測(cè)電池充滿電后接上電子負(fù)載，上位機(jī)通過控制電子負(fù)載使待測(cè)電池的放電變化曲線與步驟A)中測(cè)得的電流變化曲線相一致，對(duì)待測(cè)電池進(jìn)行循環(huán)充電放電測(cè)試，直到電池再次充滿電后的放電量下降至預(yù)設(shè)值，計(jì)算機(jī)通過通訊線讀取電子負(fù)載箱采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，記錄整個(gè)放電過程的電流變化曲線和電壓變化曲線，測(cè)試過程中，保持電池所處溫度與步驟I)中的環(huán)境溫度接近；C)根據(jù)步驟A)和步驟B)中待測(cè)電池的每次放電的電流變化曲線和電壓變化曲線計(jì)算出電池每次放電的放電容量，再根據(jù)待測(cè)電池每次放電的放電容量和待測(cè)電池充電次數(shù)繪制放電容量-充電次數(shù)變化曲線圖。放電的總能量，單位是伏安時(shí)，即V.A.H，能量是功率的積分，功率是電壓和電流的乘積；主主控電路采集電流傳感器數(shù)據(jù)之前，先控制電流傳感器電源為電流傳感器供電，在主控電路采集電流傳感器數(shù)據(jù)完成的同時(shí)，控制電流傳感器電源停止供電。在主控電路接收數(shù)據(jù)前一段時(shí)間，如10ms，控制電流傳感器電源工作，電流傳感器電源為電流傳感器供電，以使傳感器輸出信號(hào)穩(wěn)定，然后主控電路接收電流信號(hào)，接收完成后立即控制電流傳感器電源停止供電，以降低功耗。例如:主控電路的信號(hào)接收頻率為10Hz，即IOOms接收一次，那么電流傳感器實(shí)際只有10%的時(shí)間處于供電狀態(tài)，如圖2所示。在續(xù)行里程和電池容量特性測(cè)試過程中溫度傳感器采集測(cè)試的環(huán)境溫度，并傳送至主控電路，生成電池容量特性測(cè)試過程的環(huán)境溫度變化曲線圖，通過在不同的溫度下進(jìn)行測(cè)試，得到溫度對(duì)續(xù)行里程和電池容量特性的影響。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試裝置，其特征在于:所述裝置包括有電流傳感器、車速傳感器和采集模塊；采集模塊用于采集待測(cè)電池的電壓信號(hào)，為電流傳感器提供工作電源，并接收電流傳感器采集到的電流信號(hào)和車速傳感器采集到的車速信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試裝置，其特征在于:所述裝置還包括有用于測(cè)試環(huán)境溫度的溫度傳感器，采集模塊接收溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試裝置，其特征在于:所述采集模塊包括有電源、電源電路、電流傳感器電源、存儲(chǔ)器和主控電路，電源通過電源電路分別為主控電路和電流傳感器電源提供工作電源，電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電源，主控電路的數(shù)據(jù)輸出端與存儲(chǔ)器相連，主控電路的指令輸出端與電流傳感器電源相連，主控電路分別接收電流傳感器采集的電流信號(hào)、待測(cè)電池的電壓信號(hào)、車速傳感器采集的車速信號(hào)和溫度傳感器采集的溫度信號(hào)。
4.利用如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試裝置進(jìn)行電池性能測(cè)試的方法，其特征在于:所述電池性能測(cè)試包括有續(xù)行里程測(cè)試和電池容量特性測(cè)試。
5.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試方法，其特征在于，所述續(xù)行里程測(cè)試的具體步驟如下: 1)將充滿電的待測(cè)電池設(shè)置在電動(dòng)車上，駕駛電動(dòng)車在路面上行駛放電，主控電路控制電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電流，使電流傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電流變化數(shù)據(jù)，車速傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的車速變化數(shù)據(jù)，主控電路接收電流變化數(shù)據(jù)和車速變化數(shù)據(jù)，生成電流變化曲線和車速變化曲線，記錄行駛過程中的環(huán)境溫度； 2)將步驟I)中所述待測(cè)電池充滿電后接上電子負(fù)載，電子負(fù)載與上位機(jī)連接，上位機(jī)通過控制電子負(fù)載使待測(cè)電池的放電變化曲線與步驟I)中測(cè)得的電流變化曲線相一致，對(duì)待測(cè)電池進(jìn)行循環(huán)放電測(cè)試，直到電池欠壓，在放電過程中，計(jì)算機(jī)通過通訊線讀取電子負(fù)載箱采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，記錄整個(gè)放電過程的電流變化曲線和電壓變化曲線，測(cè)試過程中，保持電池所處溫度與步驟I)中的環(huán)境溫度的平均值接近； 3)根據(jù)步驟I)和步驟2)中采集的電流變化曲線，對(duì)電流進(jìn)行積分，得到待測(cè)電池的總放電量，對(duì)步驟I)中的車速變化曲線進(jìn)行積分，得到步驟I)測(cè)試過程中的電動(dòng)車行駛里程數(shù)，再根據(jù)電池的總放電量量，計(jì)算電動(dòng)車行駛的總里程數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試方法，其特征在于，所述電池容量特性測(cè)試的具體步驟如下: A)將充滿電的待測(cè)電池設(shè)置在電動(dòng)車上，駕駛電動(dòng)車在路面上行駛放電，主控電路控制電流傳感器電源為電流傳感器提供工作電流，使電流傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電流變化數(shù)據(jù)，電壓傳感器采集電動(dòng)車行駛過程中的電池電壓變化數(shù)據(jù)，主控電路接收電流變化數(shù)據(jù)和電池電壓變化數(shù)據(jù)，生成電流變化曲線和電池電壓變化曲線，記錄行駛過程中的環(huán)境溫度； B)將步驟A)中所述待測(cè)電池充滿電后接上電子負(fù)載，上位機(jī)通過控制電子負(fù)載使待測(cè)電池的放電變化曲線與步驟A)中測(cè)得的電流變化曲線相一致，對(duì)待測(cè)電池進(jìn)行循環(huán)充電放電測(cè)試，直到電池再次充滿電后的放電量下降至預(yù)設(shè)值，計(jì)算機(jī)通過通訊線讀取電子負(fù)載箱采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，記錄整個(gè)放電過程的電流變化曲線和電壓變化曲線，測(cè)試過程中，保持電池所處溫度與步驟I)中的環(huán)境溫 度接近；C)根據(jù)步驟A)和步驟B)中待測(cè)電池的每次放電的電流變化曲線和電壓變化曲線計(jì)算出電池每次放電的放電容量，再根據(jù)待測(cè)電池每次放電的放電容量和待測(cè)電池充電次數(shù)繪制放電容量-充電次數(shù)變化曲線圖。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試方法，其特征在于:主控電路采集電流傳感器數(shù)據(jù)之前，先控制電流傳感器電源為電流傳感器供電，在主控電路采集電流傳感器數(shù)據(jù)完成的同時(shí)，控制電流傳感器電源停止供電。
8.如權(quán)利要求5或6所述的電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試方法，其特征在于:在續(xù)行里程和電池容量特性測(cè)試過程中溫度傳感器采集測(cè)試的環(huán)境溫度，并傳送至主控電路，生成電池容量特性測(cè)試過程的環(huán)境溫度變化曲線圖，通過在不同的溫度下進(jìn)行測(cè)試，得到溫度對(duì)續(xù)行里程和電池容量特性的影 響。
全文摘要
電動(dòng)車行駛過程電池性能測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，涉及電動(dòng)車性能測(cè)試領(lǐng)域。本發(fā)明所述裝置通過傳感器采集電動(dòng)車行駛過程的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)和車速數(shù)據(jù)，主控電路接收并分析傳感器所采集到的數(shù)據(jù)，得出電動(dòng)車行駛過程中電池的實(shí)際性能，主控電路可以控制為電流傳感器供電的時(shí)間和自身接收電流傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間，在接收到電流傳感器數(shù)據(jù)的同時(shí)，還能有效降低測(cè)試過程中所消耗的電量；本發(fā)明所述方法只需在路測(cè)時(shí)完成一次電池的放電測(cè)試，其余測(cè)試工作均可以在試驗(yàn)室中將待測(cè)電池接入負(fù)載就可以完成，降低了電池性能測(cè)試過程中所耗費(fèi)的人力和物力。
文檔編號(hào)G01R31/36GK103197254SQ20131010508
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者郝允志, 薛榮生, 周黔, 林毓培 申請(qǐng)人:西南大學(xué)