用于蓄能器的測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于蓄能器的測試裝置以及涉及這樣的測試裝置在測試和成形系統(tǒng)中的應用，該蓄能器包括至少一個具有多個蓄能器單元的蓄能器模塊，該測試裝置包括在輸入側與電源連接的交流-直流變換器。
【背景技術】
[0002]目前的電池測試儀大都利用低效的線性充電控制器工作并且將所有的放電能量轉化成熱量。由此，產生用于高功率的冷卻系統(tǒng)的高成本并且在制造和測試蓄電池(例如用于成形、質量檢測、持久測驗、仿真等)時產生高的能源成本。
[0003]偶爾也將進行能量反饋的開關變換器用于電池測試儀，這些開關變換器是耗費的、昂貴的并且具有低的效率，因為這些開關變換器必須提供非常高的電壓比、例如從3V提高到400V。例如WO 97/07385A2描述一種用于測試蓄電池的開關變換器，其中，一定數(shù)量的雙向直流-直流轉換器連接到交流-直流轉換器上。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，給出一種高效、經濟并且同時可靈活使用或配置的測試裝置。
[0005]按照本發(fā)明，所述目的通過如下方式實現(xiàn)，即，交流-直流變換器在輸出側與至少一個絕緣型雙向模塊-直流-直流變換器連接，其中，絕緣型雙向模塊-直流-直流變換器的輸出端與多個并聯(lián)連接的電池單體-直流-直流變換器連接并且電池單體-直流-直流變換器的輸出端作為測試裝置的輸出端向外引導。由測試裝置借助絕緣型直流-直流變換器構成的這種分級構造可以將測試裝置極其靈活地配置，以此尤其可以是差別很大的擴充級。從各個蓄能器單元到各個蓄能器模塊和整個蓄能器都可以以此來測試和成形，而不必改變測試裝置的內部構造。配置的改變在此可以非常簡單地經由可控的開關來進行。
[0006]眾所周知，變換器的效率原則上隨著功率更高和電壓電平更高而更好。在測試裝置的上述分級構造中，交流-直流變換器具有大約92%的效率，模塊-直流-直流變換器具有大約85%的效率并且電池單體-直流-直流變換器具有大約75%的效率。因此嘗試，用于測試和仿真的能量被盡可能地以最高的變換器級(交流-直流變換器)來提供，這基于上述的構造是可能的。對于許多測試情形、尤其在作為用于蓄電池的測試和仿真系統(tǒng)來使用時，所有的蓄能器單元(例如蓄電池的電池單體)在長時間內被以相同的額定值測試。例如，在一個充電周期中，所有的蓄能器單元可以在差不多整個CC-階段(恒定電流)被最高的變換器級(交流-直流變換器)供電。僅在過渡到CV-階段(恒定電壓)時模塊-直流-直流變換器或者電池單體-直流-直流變換器才必須參與。因此在通常超過50 %的測試時間上得到大約92%-75%= 17%的效率優(yōu)勢。因此，按照本發(fā)明的測試裝置也允許能夠以盡可能好的效率工作。
[0007]為了測試或成形，蓄能器模塊的蓄能器單元簡單地與電池單體-直流-直流變換器的輸出端連接。因此，蓄能器單元可以在電池單體-直流-直流變換器的層級上加載可預設的充電電流。
[0008]當模塊-直流-直流變換器的輸出端與配屬的串聯(lián)連接的電池單體-直流-直流變換器的串聯(lián)連接的輸出端連接時，在使用單向的電池單體-直流-直流變換器的情況下也可以放電。對此可以對所有的蓄能器單元通過如下方式放電，即，將所有的電池單體-直流-直流變換器切換到停用狀態(tài)。不過也可以對各個蓄能器單元通過如下方式加載任意的負載電流，即，將電池單體-直流-直流變換器的電流疊加于配屬的模塊-直流-直流變換器的電流。
[0009]當多個模塊-直流-直流變換器并聯(lián)地連接到交流-直流變換器的輸出端上并且每個模塊-直流-直流變換器與多個并聯(lián)連接的電池單體-直流-直流變換器連接時，能夠測試和成形更大的蓄能器。因此能夠測試和成形蓄能器的任意的擴充級和配置，這提高了測試裝置的靈活性。
[0010]如果模塊-直流-直流變換器的輸出端可以經由開關串聯(lián)連接，那么包括多個互相連接的蓄能器模塊的蓄能器也可以作為一個整體以高的效率測試或成形。
[0011]通過將模塊-直流-直流變換器的輸出端經由開關向外引導，也可以將測試裝置在模塊層級上接通，例如作為蓄電池管理系統(tǒng)的輸入端或者以便將各個蓄能器模塊作為一個整體來測試或成形。
[0012]如果交流-直流變換器的輸出端經由開關作為測試裝置的輸出端向外引導，那么測試裝置也可以在蓄能器層級上接通，例如作為用于蓄電池管理系統(tǒng)的輸入端或者以便將各個蓄能器作為一個整體來測試或成形。
[0013]如果多個電池單體-直流-直流變換器的輸出端可以經由開關串聯(lián)連接和/或串聯(lián)連接的電池單體-直流-直流變換器的輸出端經由開關作為測試裝置的輸出端向外引導，那么測試裝置的靈活性可以進一步提高。
【附圖說明】
[0014]接下來參照圖1至3詳細闡述本發(fā)明，這些圖示例性地、示意性地并且非局限性示出本發(fā)明的有利的設計方案。其中:
[0015]圖1示出按照本發(fā)明的測試裝置和
[0016]圖2和圖3示出將測試裝置用于測試或成形蓄電池的電池單體的應用。
【具體實施方式】
[0017]按照本發(fā)明的用于電蓄能器的測試裝置I包括在輸入側的雙向交流-直流變換器2，該交流-直流變換器可以經由輸入端接口 4與電源3 (例如400V交流電源)連接。一定數(shù)量的(至少一個)模塊-直流-直流變換器..5?并聯(lián)連接在交流-直流變換器2的直流輸出端(例如400V直流輸出端)上。模塊-直流-直流-變換器5”..5?實施為市售的絕緣型雙向直流-直流變換器。模塊-直流-直流變換器..5n將交流-直流變換器2的高壓-直流-輸出轉化成相當于蓄能器模塊(例如蓄電池模塊或者燃料電池模塊)的電壓范圍的直流-電壓，例如是12V或48V直流，所述蓄能器模塊包括多個蓄能器單元、例如是蓄電池的電池單體(battery cell)或者燃料電池電池。模塊-直流-直流變換器51...5n的輸出端也可以經由開關SM串聯(lián)連接，這之所以是可能的，是因為模塊-直流-直流變換器..5n設計成絕緣型直流-直流變換器。
[0018]在模塊-直流-直流變換器..5n的輸出端上并聯(lián)連接有一定數(shù)量的(至少一個)電池單體-直流-直流變換器6n...6??電池單體-直流-直流變換器6n...6?實施為市售的絕緣型直流-直流變換器。然而，電池單體-直流-直流變換器6n...6M在此也可以實施為雙向直流-直流變換器。電池單體-直流-直流變換器6n...6M將配屬的模塊-直流-直流變換器..5n的直流-輸出轉化成相當于蓄能器模塊的蓄能器單元的電壓范圍的直流-電壓、例如在蓄電池模塊的電池單體的情況下是0.5V至5.5V直流。電池單體-直流-直流變換器6n...的輸出端也可以經由開關SZ串聯(lián)連接，這之所以是可能的，是因為電池單體-直流-直流變換器6n...6?實施為絕緣型直流-直流變換器。
[0019]交流-直流變換器2的輸出端AE+、AE_可以在蓄能器層級上并且模塊-直流-直流變換器..5?的輸出端A M1+、AM1_...AsfaJP電池單體-直流-直流變換器6 n...6?的輸出端A1+、A1-...Ax+、Ax_可以在蓄能器模塊層級上作為測試裝置I的輸出端向外引導并且可以電接通。同樣優(yōu)選可串聯(lián)連接的電池單體-直流-直流變換器6n...6?的第一和最后的輸出端AZ1+、AZ1_...AZx+、AZx_的每一個輸出端(如在圖1中所不)向外引導。
[0020]交流-直流變換器2的輸出端AE+、AE_可以經由開關SI激活。模塊-直流-直流變換器..5?的輸出端AM1+、AM1_...Afc+、Afc_可以通過開關S2激活?？纱?lián)連接的電池單體-直流-直流變換器6lm...6_的輸出端AZ1+、AZ1_...AZx+、AZx_、也就是說串聯(lián)連接的電池單體-直流-直流變換器6n...6?的第一和最后的輸出端基本上可以通過開關S3激活。
[0021]在滿配置中，按照本發(fā)明的測試裝置I例如具有一個交流-直流變換器2，在該交流-直流變換器上連接有八個模塊-直流-直流變換器..58，在這八個模塊-直流-直流變換器上分別連接有十二個電池單體-直流-直流變換器6n...6812。因此，以此可以測試或成形高達96個蓄能器單元或者8個蓄能器模塊，每個蓄能器模塊包括12個蓄能器單元。當然也可考慮其它的擴充級。
[0022]交流-直流變換器2、模塊-直流-直流變換器..5?和電池單體-直流-直流變換器6n...6?在此由控制單元10按照要求來控制，該控制單元也可以集成在測試裝置I中?？刂茊卧?0同樣可以控制開關S1、S2、S3、SM、SZ的斷開/閉合。為了清楚起見，控制單元10到測試裝置I的各個部件的控制線路20在圖1中未示出或者僅作略提。
[0023]接下來根據(jù)以用于電蓄能器的測試和成形系統(tǒng)的形式的具體的實施例詳細闡述按照本發(fā)明的