基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统及方法与流程

本发明涉及电池堆性能测试，更具体地说，本发明涉及基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统及方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车技术的快速发展，氢燃料电池汽车作为一种环保、高效的交通工具，受到广泛关注。然而，氢燃料电池汽车的性能和稳定性直接取决于其电池堆的性能，氢燃料电池汽车电池堆作为其核心部件，其性能直接影响到汽车的运行效率和使用寿命，因此，对电池堆进行性能测试和监控，对于保障氢燃料电池汽车的安全运行和性能优化具有重要意义。

2、传统的电池堆性能测试方法主要依赖于人工操作，人工操作存在流程繁琐，测试周期长，无法满足大规模、高效率的测试需求，且人工操作易导致数据采集和处理的误差，影响测试结果的准确性，同时传统的电池堆性能测试方法缺乏实时监控和报警机制，无法及时发现和处理电池堆工作过程中的异常情况，存在安全隐患。针对上述问题进行研究，发明了本装置。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统及方法，来解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，包括：测试模块、数据采集模块、上位机、安全监控模块和校准模块，其中测试模块与电池堆连接；

3、测试模块通过数据采集模块将电池堆性能数据传输至上位机，上位机对接收到的数据进行记录、存储、显示和分析，并输出控制信号，实现电池堆性能的自动化测试；

4、安全监控模块实时监控电池堆的工作状态，在发现异常情况时将触发报警机制，确保测试过程的安全性；

5、校准模块用于定期对测试模块进行校准，确保测试数据的准确性和可靠性。

6、可选地，测试模块包括温度控制单元、电压电流采集单元和压力采集单元，温度控制单元通过精确控制电池堆的温度，确保测试环境的稳定性，电压电流采集单元实时采集电池堆的电压、电流等性能参数，压力采集单元用于监测电池堆内部的压力变化。

7、可选地，温度控制单元包括温度控制系统、冷却系统和加热系统，温度控制单元通过热敏电阻传感器实时监测电池堆温度，利用pid控制算法计算温度差值并据此启动冷却系统或加热系统。

8、可选地，温度控制单元还包括超温保护系统，超温保护系统在接近温度临界值时切断电路，有效防止电池堆过热，确保测试过程的安全性。

9、可选地，电压电流采集单元包括电压采集和电流采集；

10、电压采集包括电压采集电路和微控制器，通过高精度电压跟随器减少信号损耗，经模拟线性光隔离电路和噪声抑制电路协同消除噪声干扰，调理后的电压信号经微控制器转换为数字值，实现实时电压采集；

11、电流采集包括电流传感器，通过电流传感器捕获电池堆的电流信号，经低噪声放大器和高性能滤波器处理后，再由信号转换器转为数字信号，最后由微控制器处理和校准，实现实时电流数据采集。

12、可选地，压力采集单元包括压力传感器、信号处理电路、微控制器和电源模块、接口，通过压力传感器感知电池堆内部压力变化，信号处理电路对信号进行放大、滤波和线性化处理，微控制器接收处理后的信号进行计算和判断，并通过接口与外部设备或系统连接，实现数据的传输和控制，实时监测和分析电池堆内部压力变化。

13、可选地，数据采集模块还包括数据库单元，数据库单元具备数据备份和恢复功能，能够确保历史性能数据、测试结果及相关信息的完整性和安全性，防止数据丢失或损坏。

14、可选地，数据采集模块还包括数据预处理单元，数据预处理单元用于对采集的电池堆性能数据进行清洗、整理和格式化，以提高数据质量和处理效率。

15、基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试方法，采用基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，包括以下步骤：

16、步骤1：将电池堆连接至测试模块，启动温度控制单元，使电池堆保持在测试温度范围内；

17、步骤2：启动电压电流采集单元和压力采集单元，实时采集电池堆的性能参数；

18、步骤3：数据采集模块将采集到的性能数据传输至上位机；

19、步骤4：上位机通过预设的测试算法对性能数据进行分析和评估，生成详细的测试报告；

20、步骤5：操作人员可以通过上位机实现对测试模块的远程控制和电池堆的实时监控。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1、本发明通过自动化测试、实时监控、数据采集、安全监控、校准机制等多方面的设计，有效提高了氢燃料电池汽车电池堆性能测试的效率、准确性和安全性，为电池堆的性能评估和优化提供了有力的技术支持，其中数据采集模块对采集的数据进行转换和格式化，确保了数据的准确性和一致性，为后续的数据分析和评估提供了可靠的基础，安全监控模块实时监控电池堆的工作状态，一旦发现异常情况，能够立即触发报警机制，及时通知用户进行处理，有效保障了测试过程的安全性，校准模块定期对测试模块进行校准，确保了测试数据的准确性和可靠性，避免了因设备误差导致的测试结果偏差；

23、2、本发明具有数据备份与恢复功能，数据采集模块中的数据库单元具备数据备份和恢复功能，有效防止了数据丢失或损坏，保证了历史性能数据和测试结果的完整性和安全性。

技术特征：

1.基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于，包括：测试模块、数据采集模块、上位机、安全监控模块和校准模块，其中测试模块与电池堆连接；

2.根据权利要求1所述的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于：所述测试模块包括温度控制单元、电压电流采集单元和压力采集单元，所述温度控制单元通过精确控制电池堆的温度，确保测试环境的稳定性，所述电压电流采集单元实时采集电池堆的电压、电流等性能参数，所述压力采集单元用于监测电池堆内部的压力变化。

3.根据权利要求2所述的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于：所述温度控制单元包括温度控制系统、冷却系统和加热系统，所述温度控制单元通过热敏电阻传感器实时监测电池堆温度，利用pid控制算法计算温度差值并据此启动冷却系统或加热系统。

4.根据权利要求2所述的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于：所述温度控制单元还包括超温保护系统，所述超温保护系统在接近温度临界值时切断电路，有效防止电池堆过热，确保测试过程的安全性。

5.根据权利要求2所述的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于：所述电压电流采集单元包括电压采集和电流采集；

6.根据权利要求2所述的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于：所述压力采集单元包括压力传感器、信号处理电路、微控制器和电源模块、接口，通过压力传感器感知电池堆内部压力变化，信号处理电路对信号进行放大、滤波和线性化处理，微控制器接收处理后的信号进行计算和判断，并通过接口与外部设备或系统连接，实现数据的传输和控制，实时监测和分析电池堆内部压力变化。

7.根据权利要求1所述的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于：所述数据采集模块还包括数据库单元，所述数据库单元具备数据备份和恢复功能，能够确保历史性能数据、测试结果及相关信息的完整性和安全性，防止数据丢失或损坏。

8.根据权利要求1所述的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于：所述数据采集模块还包括数据预处理单元，所述数据预处理单元用于对采集的电池堆性能数据进行清洗、整理和格式化，以提高数据质量和处理效率。

9.基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试方法，采用如权利要求1-8中任一项所述的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统及方法，涉及电池堆性能测试技术领域，包括测试模块、数据采集模块、上位机、安全监控模块和校准模块，其中测试模块与电池堆连接，测试模块通过数据采集模块将电池堆性能数据传输至上位机，安全监控模块实时监控电池堆的工作状态，校准模块用于定期对测试模块进行校准。本申请提供的基于上位机的氢燃料电池汽车电池堆性能自动测试系统及方法，通过自动化测试、实时监控、数据采集、安全监控、校准机制等多方面的设计，有效提高了氢燃料电池汽车电池堆性能测试的效率、准确性和安全性，为电池堆的性能评估和优化提供了有力的技术支持。技术研发人员：蒋加旋,王成尧,霍亮,张永超,潘永志,王朝云受保护的技术使用者：安徽明天氢能科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25