一种堆叠式电池模拟器的制作方法

本发明涉及测量电变量、供电或配电的电路装置或系统等，尤其涉及一种堆叠式电池模拟器。

背景技术：

1、在bms（电池管理系统：battery management system）产品测试中，锂电池有一定的危险性，在测试bms时容易发生短路的风险。为了安全测试bms的产品电气性能是否达标，通常会采用锂电池参数模拟技术，例如，模拟锂电池的电压和电流。现有技术中，锂电池参数的模拟电路主要采用简单的电阻分压来模拟电池串联，通过一个可调直流稳压电源（adjdc soure）提供电压输入，电压输入分成多个分支，每个分支包含一个电阻51r和一个电压表v，每个电阻51r和电压表v的分支相连接，并分别对应到不同的电池模拟点b1, b2, ...，bn-1,bn。电池模拟点b1, b2, ...，bn-1,bn通过一个公共的负极b-连接。每个电池模拟点都连接到bms，用于模拟每个电池单元的电压，并可以连接电流表a测试电流。虽然，现有锂电池参数的模拟电路也能实现电流电压等电池参数的模拟，但是这种等阻值分压的方式能效低，发热严重；不能对单一串的电压进行调节，调节总的输入电压，所有串的电压跟着变化，无法模拟电池电压不一致的情形；输出电流能力弱，不能测试bms的均衡功能；且需要可调直流稳压电源，可调直流稳压电源体积大，不方便携带。

2、综上所述，现有锂电池参数的模拟电路存在能效低，发热严重，不能对单一串的电压进行调节，无法模拟电池电压不一致的情形，输出电流能力弱，不能测试bms的均衡功能，可调直流稳压电源不方便携带等技术问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种堆叠式电池模拟器，以实现可使用体积更小，方便携带的固定稳压值的电源适配器，提供高效的电能转换，减少发热，提升负载能力，可单独调节每一串的电压跟其他串电压不一样，更真实模拟出实际电池的压差，可测试bms的压差保护、均衡功能、单串过压、单串欠压等。

2、本发明提供一种堆叠式电池模拟器，包括：

3、电源适配器，所述电源适配器输出预设电压供电；

4、n个隔离开关电源，与所述电源适配器电性连接，以使得所述n个隔离开关电源中的每个独立隔离开关电源分配到独立的所述预设电压；所述独立隔离开关电源对所述独立的所述预设电压进行降压处理后输出第一电压；

5、n个可调开关电源，所述n个可调开关电源中的每个独立可调开关电源对应串联一个所述独立隔离开关电源，以接收所述第一电压进行预设电压范围内的降压调节处理，输出第一范围电压；每个所述独立可调开关电源的输出都连接到一个对应的电池模拟输出点，以使得所述n个可调开关电源的输出对应电池模拟输出点b1,b2, ...，bn-1, bn；电池模拟输出点b1, b2, ...，bn-1,bn通过一个公共的负极b-连接，并共同与bms；n为大于等于2的正整数。

6、进一步，每个所述独立可调开关电源的输出都并联一个电压表和串联一个电流表，以用于判断所述bms的性能。

7、进一步，所述电源适配器输出的所述预设电压为12v。

8、进一步，所述隔离开关电源采用定电压的隔离dc-dc转换器；n个所述隔离dc-dc转换器与所述电源适配器电性连接，以使得n个所述隔离dc-dc转换器中的每个独立的隔离dc-dc转换器分配到独立的所述预设电压；所述独立的隔离dc-dc转换器对所述独立的所述预设电压进行降压处理后输出第一电压。

9、进一步，所述隔离dc-dc转换器在2w的功率条件下能提供5v、400ma的电流，以满足bms的均衡电流和功耗。

10、进一步，所述第一电压为5v。

11、进一步，所述可调开关电源采用可调节降压转换器adj buck；n个所述可调节降压转换器adj buck中的每个独立可调节降压转换器adj buck对应串联一个所述独立隔离开关电源，以接收所述第一电压进行预设电压范围内的降压调节处理，输出第一范围电压；每个所述独立可调节降压转换器adj buck的输出都连接到一个对应的电池模拟输出点，以使得n个所述可调节降压转换器adj buck的输出对应电池模拟输出点b1,b2, ...，bn-1, bn。

12、进一步，每个所述独立可调节降压转换器adj buck的输出都并联一个电压表和串联一个电流表，以用于判断所述bms的性能。

13、进一步，所述可调节降压转换器adj buck采用非隔离同步降压芯片来实现，通过可调电位器或dac来对所述非隔离同步降压芯片的反馈进行调节，实现输出电压的可调，模拟电池的电压变化。

14、进一步，所述第一范围电压为0-5v。

15、本发明与现有技术相比，其有益效果如下：

16、本发明提供一种堆叠式电池模拟器，包括电源适配器、n个隔离开关电源以及n个可调开关电源；所述电源适配器输出预设电压供电；n个隔离开关电源与所述电源适配器电性连接，以使得所述n个隔离开关电源中的每个独立隔离开关电源分配到独立的所述预设电压；所述独立隔离开关电源对所述独立的所述预设电压进行降压处理后输出第一电压；所述n个可调开关电源中的每个独立可调开关电源对应串联一个所述独立隔离开关电源，以接收所述第一电压进行预设电压范围内的降压调节处理，输出第一范围电压；每个所述独立可调开关电源的输出都连接到一个对应的电池模拟输出点，以使得所述n个可调开关电源的输出对应电池模拟输出点b1,b2, ...，bn-1, bn；电池模拟输出点b1, b2, ...，bn-1,bn通过一个公共的负极b-连接，并共同与bms；n为大于等于2的正整数。该堆叠式电池模拟器由于设备输入电压不需要进行调节，可使用固定稳压值的电源适配器，体积更小，方便携带；另外，隔离开关电源和可调开关电源提供了高效的电能转换，比起电阻分压方案的能效更高，发热更低，负载能力更强，而且每个可调开关电源模块处于恒压模式可以单独调节每一串的电压跟其他串电压不一样，更真实模拟出实际电池的压差，可测试bms的压差保护、均衡功能、单串过压、单串欠压等功能。

技术特征：

1.一种堆叠式电池模拟器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，每个所述独立可调开关电源的输出都并联一个电压表和串联一个电流表，以用于判断所述bms的性能。

3.如权利要求1所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，所述电源适配器输出的所述预设电压为12v。

4.如权利要求1所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，所述隔离开关电源采用定电压的隔离dc-dc转换器；n个所述隔离dc-dc转换器与所述电源适配器电性连接，以使得n个所述隔离dc-dc转换器中的每个独立的隔离dc-dc转换器分配到独立的所述预设电压；所述独立的隔离dc-dc转换器对所述独立的所述预设电压进行降压处理后输出第一电压。

5.如权利要求4所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，所述隔离dc-dc转换器在2w的功率条件下能提供5v、400ma的电流，以满足bms的均衡电流和功耗。

6.如权利要求3所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，所述第一电压为5v。

7.如权利要求2所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，所述可调开关电源采用可调节降压转换器adj buck；n个所述可调节降压转换器adj buck中的每个独立可调节降压转换器adj buck对应串联一个所述独立隔离开关电源，以接收所述第一电压进行预设电压范围内的降压调节处理，输出第一范围电压；每个所述独立可调节降压转换器adj buck的输出都连接到一个对应的电池模拟输出点，以使得n个所述可调节降压转换器adj buck的输出对应电池模拟输出点b1,b2, ...，bn-1, bn。

8.如权利要求7所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，每个所述独立可调节降压转换器adj buck的输出都并联一个电压表和串联一个电流表，以用于判断所述bms的性能。

9.如权利要求7所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，所述可调节降压转换器adjbuck采用非隔离同步降压芯片来实现，通过可调电位器或dac来对所述非隔离同步降压芯片的反馈进行调节，实现输出电压的可调，模拟电池的电压变化。

10.如权利要求7所述的堆叠式电池模拟器，其特征在于，所述第一范围电压为0-5v。

技术总结
本发明涉及测量电变量、供电或配电的电路装置或系统等技术领域，提供一种堆叠式电池模拟器，包括电源适配器、n个隔离开关电源以及n个可调开关电源；电源适配器给每一串的隔离开关电源供电，通过隔离开关电源和可调开关电源的配合降压，将输出电压限制在预设的输出范围，所有的可调的开关电源通过与隔离开关电源串联得到电压的叠加，模拟出电池的电压、电流效果，实现可使用体积更小，方便携带的固定稳压值的电源适配器，提供高效的电能转换，减少发热，提升负载能力，可单独调节每一串的电压跟其他串电压不一样，更真实模拟出实际电池的压差，可测试BMS的压差保护、均衡功能、单串过压、单串欠压等功能。

技术研发人员：冯丽莉,廖书鹏
受保护的技术使用者：深圳市华芯控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26