基于双向交错并联变换器的电池模拟器研究

动力锂离子电池测试既要考虑安全性、便捷性,也要考虑测试时间和硬件成本等因素。在保证测试精度前提下,将非线性电池模型与电力电子开关器件相结合,基于三阶RC等效电路模型,采用交错并联Buck-boost变换器作为电池模拟器的主电路拓扑,实现对真实动力电池的替代测试。首先分析了电池等效电路模型及其参数辨识原理。其次研究了电池模拟器工作原理和双向交错并联Buck-boost变换器控制策略,并设计了控制器参数。最后搭建了电池模拟器试验平台,试验结果表明该电池模拟器可以较高精度地实现对电池伏安外特性的模拟,可以满足对动力锂离子电池的测试需求。

基于混合控制算法的太阳电池模拟器研究

以传统逐点差值比较法实现工作点跟踪的太阳电池模拟器为研究对象,通过对逐点差值比较法的实验研究,结合二分法在工作点跟踪中能快速逼近工作点的优势,提出一种混合控制算法实现快速准确地逼近工作点。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证了混合控制算法的可行性和电路的合理性。结果表明:当模拟器负载发生较大变化时,所采用的混合控制算法能够准确地逼近工作点,缩短了控制模块计算时间,并能根据负载所处不同特性曲线区间,选择合适的计算变量,提升太阳电池模拟器工作的稳定性。

基于混合控制策略的光伏电池模拟器

根据光伏电池输出特性数学模型,对光伏电池模拟器的动态调节过程进行了详细理论分析,指出由于光伏电池的电流-电压输出具有非线性特性,单纯的输出电压控制或输出电流控制难以实现对光伏电池输出特性的全段模拟。由此提出一种光伏电池模拟器的混合控制策略,将光伏电池输出特性划分为三部分,基于TMS320LF2407 DSP控制单元完成采样、计算和PWM输出,实现对光伏电池模拟器输出的电流电压混合控制。文章最后通过一个2kW的光伏电池模拟器样机,实现了对光伏电池阵列在不同光强、温度和负荷下的输出特性的模拟,通过分别连接并网逆变器和可变电阻性负载的测试,表明了该混合控制策略的有效性及良好的动态性能。

一种高精度电池模拟器的设计与实现

为了解决电池保护板检测装置中电池电压的给定与检测问题,设计了一种基于STM32的高精度的电池模拟器。该电池模拟器以STM32为主控制器,由电压产生模块、电池组模拟模块、电压反馈模块组成。对电池模拟器的工作原理、控制方案给予了说明。实际测试表明,该电池模拟器具有单节电压任意调节、可模拟多串电池的串联、扩展性强等特点,满足了电池保护板测试装置的需要,具有良好的稳定性。

基于TMS320F28335的太阳电池模拟器的设计和研究

提出了一种基于DSP控制器TMS320F28335和双传感器采集技术的太阳电池模拟器的设计方法。采用电流控制技术,利用DSP控制器输出不同占空比的PWM来控制半桥变换电路,调节模拟器的输出电流,使模拟器的工作点逐渐逼近太阳电池I-V特性的工作点,通过Matlab仿真得出模拟器输出I-V关系曲线能够反应真实的太阳电池的特性。表明本系统可以用来代替真实的太阳电池,用于太阳电池的开发和光伏系统的研究中。

用于卫星电源控制器测试的蓄电池模拟器设计

提出一种基于卫星测试用电源和电子负载的蓄电池模拟器实现方法,采用接口电路和合理的上位机软件来控制系统充放电状态和蓄电池特性设置。控制软件由系统功能控制模块、仪器通讯采集与控制模块、模拟与计算模块、数据存储模块、人机界面五个模块构成,共同完成蓄电池模拟器的遥测遥控、采样、保护和计算等功能。提出一种电源和电子负载的设置方案,使得蓄电池模拟器在充放电状态之间可以平滑切换。通过硬件开关,可完成蓄电池输出电压近端控制和远端控制的切换。通过软件,蓄电池模拟器既可工作在恒定模式,又可工作在曲线模式。提出的蓄电池模拟器方案,既提高了效率和保护点测试时的准确度,又能满足蓄电池Taper充电功能的测试需求,同时也降低了开发成本。最后,通过仿真和实验验证了该方案的可行性。

基于直流-直流变换器的高精度电池模拟器设计

动力电池及其相关设备的生产、测试和研发过程中,需要用到电池模拟器;传统的电池模拟器存在输出功率小和输出精度低的缺点;本文介绍了一种基于直流-直流变换器和线性稳压技术的电池模拟器;通过隔离型多路输出变换器实现各个电池单元的隔离供电,通过直流-直流变换器实现输出电压的预调整,应用线性稳压电路,降低输出电压纹波,提高了输出电压的精度,并设计了试验样机,进行了试验验证,获得较好的模拟效果。

基于TMS320F28335的光伏电池模拟器设计

提出了一种基于DSP控制的数字式光伏电池模拟器的设计方法,这种模拟器可在太阳能电池阵列容量一定时,通过高性能控制芯片TMS320F28335来完成对系统数据的采集、分析、处理和实时控制,实验表明,该模拟器可以完整复现太阳能电池阵列的I-V特性。

基于MSP430的数字式太阳电池模拟器的研制

通过对太阳电池板U-I特性的分析研究,对测量数据三次曲面内插,建立了太阳电池板U-I特性在不同时间和条件下的动态模型。研制中采用了MSP430单片机作为模拟器的主控制芯片,用Cuk斩波电路作为主电路拓扑,用MFC工具搭建上位机软件。实验结果显示,该模拟器可以在短时间内模拟太阳电池板一天内的U-I特性变化,具有良好的动态响应能力。该模拟器可以在实验室环境下模拟实际光伏电池阵列输出U-I特性,使用方便、操作简单、具有很强的实用性。

电池模拟器技术综述

随着电池行业的日益扩张,电池的测试也越来越被重视。而电池模拟器作为研究电池性能的主要手段,有着无法比拟的优势。本文对电池模拟器的原理、类型进行了总结,分析了电池模拟器的缺点和不足,给出了电池模拟器未来的研究方向及发展趋势。

用于井下电机车储能电池模拟器的自适应模糊PI控制

为了解决煤矿井下电机车电池组充放电过程缓慢而造成电池组相关试验效率低和过程复杂的问题,采用全桥整流器结构的电池模拟器,模拟电池组充放电过程中的输出电压与电流等外在特性。为了保证电池模拟器在充放电过程的不同阶段、充放电模式切换以及负载突变等情况下,其外在特性尤其是输出直流电压仍能够保持稳定并且更加接近直流电压源的特性,提出了采用自适应模糊PI控制策略提高电池模拟器的动态性能和稳定性。

基于滑模控制的电池模拟器仿真与研究

以电流可逆斩波电路为基础,通过滑模控制方法 构建了Buck-Boost变换器,实现了一个拓扑结构电流双向流动的电池模拟器,以此来模拟电池充放电过程。通过控电压的方式进行调节,当电容电压大于电池电压时为电池充电形成Buck电路,当电容电压小于电池电压时电池放电形成Boost电路。通过将滑模控制与传统的PI控制相比较,验证了在负载波动时滑模控制的调节时间优于PI控制,有着更好的鲁棒性、动态性能。在理论分析的基础上,通过仿真软件得到了实验结果。

一种可用于BMS功能验证的动力锂电池模拟器设计

基于Matlab&Simulink的Simscape模块,建立了电池二阶等效电路模型,并进行了参数辨识和模型验证,完成了硬件电路和软件设计,从而构建了一种新的动力锂电池模拟器.仿真和测试结果表明:在对电池模型进行参数辨识时,增加荷电状态在0至0.10区间的间隔点,可进一步提高电池模型精度;在HPPC循环放电工况下,电压最大误差不超过0.07 V;在动态运行工况下,电压最大误差不超过0.12 V;在不同的荷电状态下,动力锂电池模拟器电压输出最大误差为1.9 mV,相对误差为0.53‰,验证了所设计的动力锂电池模拟器具有较高的精度,可用于电池管理系统的功能验证.

基于STM32的电池模拟器的设计与实现

为解决电池保护板测试装置中电池测试的问题,设计了一种基于STM32的电池模拟器。该电池模拟器以STM32为主控制器,由通信模块、电压产生模块、ADC模块等几部分组成。对电池模拟器的工作原理、控制功能和方案设计给予了说明。实际测试表明,该电池模拟器具有单节电压任意可调、可模拟多串电池的串联和抗干扰能力强等特点。满足了基本的电池保护板测试系统的需要,具有良好的稳定性。

一种参数化电池模拟器模型及参数辨识方法

在电驱动系统测试实验中使用真实电池存在实验成本高、实验周期长以及难以适应极端测试工况等问题,因此采用电池模拟器替代真实电池已成为电驱动系统测试技术发展的重要趋势。建立参数化电池模型一直是制约电池模拟器发展的主要原因之一。本文提出一种参数化电池模拟器模型及参数辨识方法,在此基础上,获取电池模型参数与电池外部电气端口特性之间的关系,能够为电池模拟器电力电子装置的设计提供重要的参考依据。实验结果表明,本文提出的锂离子电池模型能够准确反映电池工作特性,对于电池模拟器的设计具有重要意义。

一种带有追踪定位功能的光伏电池模拟器设计

为使光伏系统性能测试时不受环境因素影响,现提出一种带有追踪定位功能的光伏电池模拟器的实现方法。该方法通过上位机LabVIEW和下位机可编程电源实现,可模拟实验需要的各种温度和光照条件,实现“全天候”正常工作的能力。可随时提取负载状态,使其输出电压追踪光伏电池伏安特性曲线,并可在曲线上实现最大功率点和负载静态工作点的定位追踪。该方法可在线观测并可灵活变更参数,创新地采用先构建特性曲线再插值求工作点的方法实现追踪定位,成本低廉且方便高效,为光伏发电系统的各项理论验证和特性测试提供了实验基础。

光伏发电系统的光伏电池模拟器设计

为使光伏系统提供高质量电能,设计了一种能够满足太阳能电池特性的特殊电源,称为光伏电池模拟器。由于光伏电池输出电流-电压具有非线性特性,传统的PID控制算法对非线性系统的控制效果比较差,不能满足光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)速度越来越快的需求,由此提出了一种基于模糊PID控制算法的光伏电池模拟器。模拟器是基于BUCK直流变换电路,TMS320F2812控制单元完成信号采样、数据计算和PWM输出。最后通过一个120W光伏阵列模拟器,对光伏电池的静态性能和负载突变时的动态性能进行分析,通过对比PID、模糊PID二种算法的控制效果,结果显示实验波形与理论分析一致,验证了模糊PID算法在光伏阵列模拟器中具有更好的控制效果。

关于光伏发电快速电池模拟器设计

在光伏发电系统优化设计中,为节省研发成本,提高设计效率,一般会采用光伏电池模拟器代替光伏电池进行相关实验。由于光伏电池数学模型是一个超越方程,运算过程特别复杂,而且输出具有非线性特性。传统的PID算法很难达到理想的控制效果,因此提出了一种采用光伏电池简化模型和模糊PID算法的快速光伏电池模拟器,采用BUCK-BOOST直流变换电路,TMS320F2812控制单元完成信号采样、数据计算和PWM输出。最后通过MATLAB和光伏电池模拟器样机对光伏电池在负载突变时的动态性能进行仿真和实验分析,实验结果与理论分析一致,验证了光伏电池简化模型和模糊PID算法的模拟器具有动态响应速度快、超调量小的优势,能很好的满足应用研究需求。

基于STM32的单体电池模拟器及其组模块设计

目前对电池管理系统(BMS,Battery Management System)的性能测试主要依赖于真实的动力电池组,具有存在安全隐患、耗时长、难以模拟复杂工况等弊端。为了实现对电池管理系统的高效智能测试,提出了一种以单体电池模拟器为核心的测试系统,设计了一款以STM32单片机为核心的单体电池模拟器,可以模拟真实电池的输出状态和充放电特性,将多个单体电池模拟器进行模块化设计为模拟电池组,可以在实际测试中代替真实的动力电池组,从而实现对BMS的自动化测试。

一种新型LabVIEW光伏电池模拟器

设计了一种新型的光伏电池模拟器用于模拟光伏电池的输出I-V特性,该光伏电池模拟器可代替光伏电池用于系统开发以及最大功率点跟踪（MPPT）算法的研究。用LabVIEW控制可编程电源,采用逐点差值比较算法,实现了一种新型的光伏电池模拟器,该光伏电池模拟器可以实时输出拟合光伏电池输出特性的I-V曲线。对比实体电池,该光伏电池模拟器的输出误差为4%,输出I-V曲线与理论I-V曲线的拟合度为98.5%,在不同负载以及温度和光照强度下的输出准确,可以测试MPPT效率。实验结果表明,该光伏电池模拟器可作为研究光伏电池工作状体和MPPT算法的可靠工具。