本发明涉及电池模拟器，具体涉及一种电池模拟器开关系统及其控制方法。
背景技术：
1、随着新能源汽车的发展，电池模拟器成为新能源汽车三电系统测试的必要设备。电池模拟器主要是模拟动力电池，实现相关测试。电池模拟器电气系统的稳定性和可靠性直接影响到电池模拟器本身和实验被测对象的安全性和可靠性。
2、电池模拟器因电压高电流大功率等级高而电气系统控制复杂、安全性、稳定性差。电池模拟器内部电气控制单元较多，控制相对复杂，一套优秀的开关控制系统可以很大程度提升电池模拟器的功能和性能。诸如电池模拟器维修时强电不能独立控制和剥离，维修、测试过程危险性大。电池模拟器输入、输出启动过程冲击大，久而久之对自身和其他设备造成危害的问题。电池模拟器风机不能调速，效率低、噪声大的问题。电池模拟器电压高电流大功率等级高，目前的直流接触器存在通电流能力弱、触电易黏连的缺陷。
3、针对以上问题探索一种电池模拟器开关系统和控制方案，具有一定的研究价值和实用价值。
技术实现思路
1、本发明目的是提供一种电池模拟器开关系统及其控制方法，能够实现维修时强弱电剥离，输入、输出启动过程无冲击，散热风机多档位调速，静置状态母线放电等效果。
2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
3、一种电池模拟器开关系统，包括：输入启动冲击与维修开关组，输出启动冲击与停机放电开关组，风机调速开关组，电池模拟器强电系统，电池模拟器弱电系统；
4、输入启动冲击与维修开关组与市电连接，电池模拟器强电系统与输入启动冲击与维修开关组连接，输出启动冲击与停机放电开关组与电池模拟器强电系统连接，风机调速开关组分别与输入启动冲击与维修开关组、电池模拟器弱电系统连接。
5、进一步的，输入启动冲击与维修开关组包括放电保护开关、交流接触器k1和软启交流接触器k2；
6、输出启动冲击与停机放电开关组包括输出交流接触器k3和输出软启交流接触器k4；
7、风机调速开关组包括自耦变压器，一个或多个交流接触器，n台风机fan1、fan2……fann；
8、电池模拟器强电系统包含acdc和dcdc两部分，acdc用于将市电转换为直流母线udc，dcdc部分用于将直流母线udc转化为电池模拟器输出uo；
9、电池模拟器弱电系统包括多个控制继电器。
10、进一步的，输入启动冲击与维修开关组包括：上电空气断路器ji，交流接触器k1，维修空气断路器j2，软启交流接触器k2，软启电阻ra、rb、rc；
11、三相市电分别与上电空气断路器ji输入端子1、3、5连接，上电空气断路器ji输出端子2、4、6分别与交流接触器k1输入端子1、3、5连接，上电空气断路器ji输出端子2、4、6还分别与维修空气断路器j2输入端子1、3、5连接，维修空气断路器j2输入端子7与市电的零线n相连，维修空气断路器j2输出端子8与交流接触器k1和k2的控制端子a1相连，交流接触器k1的控制端子a2与控制信号c1相连，交流接触器k2的控制端子a2与控制信号c2相连，维修空气断路器j2的输出端子2、4、6与软启交流接触器k2的输入端子1、3、5相连，软启交流接触器k2的输出端子2、4、6与软启电阻ra、rb、rc一端连接，软启电阻ra、rb、rc的另一端分别与交流接触器k1输出端子2、4、6相连后与电池模拟器强电系统连接；
12、控制信号c1、c2分别受电池模拟器弱电系统中的继电器x1、x2控制。
13、进一步的，输出启动冲击与停机放电开关组包括：输出交流接触器k3，输出软启交流接触器k4，输出软启电阻r2，放电保护开关k9，放电电阻r3；
14、电池模拟器强电系统输出端uo+与输出交流接触器k3、输出软启交流接触器k4的输入端子1均相连，输出交流接触器k3的输入端子3和5短接，输出端子2、4短接，输出端子6与输出软启电阻r2一端、放电电阻r3一端、电机模拟器输出正极dc+连接于一点，输出软启电阻r2另一端与输出软启交流接触器k4输出端子6相连，输出软启交流接触器k4的输入端子3和5短接，输出端子2、4短接，放电电阻r3另一端与放电保护开关k9上端连接，放电保护开关k9下端与电机模拟器输出负极dc-连接，输出交流接触器k3、输出软启交流接触器k4的控制端子a2都与市电零线n连接，输出交流接触器k3的控制端子a1连接控制信号c3，输出软启交流接触器k4的控制端子a1连接控制信号c4，控制信号c3、c4分别受电池模拟器弱电系统中的继电器x3、x4控制。
15、进一步的，风机调速开关组包括：自耦变压器at，交流接触器k5、k6、k7，n台风机fan1、fan2……fann；
16、自耦变压器at的首端0与市电零线n相连，自耦变压器末段hi与上电空气断路器ji的输出端子2相连；交流接触器k5、k6、k7的输入端子3均与各自的输入端子5短接，输出端子2与各自的输入端子4短接，控制端子a2与市电零线n相连，输出端子6连结于一点后与风机fan1、fan2……fann的上端相连；交流接触器k5的输入端子1与自耦变压器末段hi相连，交流接触器k6的输入端子1与自耦变压器第二抽头me相连，交流接触器k7的输入端子1与自耦变压器第一抽头lo相连；风机fan1、fan2……fann的下端均与自耦变压器首端0相连；交流接触器k5的控制端子a1与控制信号c5相连，交流接触器k6的控制端子a1与控制信号c6相连，交流接触器k7的控制端子a1与控制信号c7相连，控制信号c5、c6、c7分别受电池模拟器弱电系统中的继电器x5、x6、x7控制。
17、进一步的，还包括静置放电开关，与电池模拟器弱电系统、电池模拟器强电系统连接；
18、静置放电开关k8为常闭直流接触器，静置放电开关k8端子1连接电池模拟器强电系统母线正极udc+，另一端连接放电电阻r1一端，放电电阻r1另一端连接电池模拟器强电系统母线负极udc-，静置放电开关两个控制端分别连接控制信号c8和电池模拟器弱电系统地gnd，控制信号c8受电池模拟器弱电系统中的继电器x8控制。
19、进一步的，放电保护开关k9为igbt或者mosfet开关管。
20、一种电池模拟器开关系统控制方法，用于控制上述电池模拟器开关系统，包括正常运行时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑、维修时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑、输出启动冲击与停机放电关组控制逻辑、风机调速开关组控制逻辑：
21、正常运行时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑为：
22、输入启动过程中，市电在t0时刻先经过软启交流接触器k2和软启电阻ra、rb、rc，给电池模拟器强电系统母线电容预充电，经过软启时间，母线电容达到预充电电压；t1时刻交流接触器k1吸合，市电流经交流接触器k1；t2时刻软启交流接触器k2断开，将软启电阻ra、rb、rc从市电和电池模拟器强电系统之间脱离；
23、维修时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑为：
24、断开交流接触器k1、软启交流接触器k2与市电零线，从而使市电与电池模拟器强电系统断开，只在弱电供电下对电池模拟器进行安全测试维修；
25、输出启动冲击与停机放电关组控制逻辑为：
26、无异常报警时，t0时刻电池模拟器输出启动，软启交流接触器k4闭合，经过输出软启时间，t1时刻交流接触器k3闭合，t2时刻软启交流接触器k4断开，直至t3时刻电池模拟器输出停止；存在异常报警时，t0时刻电池模拟器输出启动，输出软启交流接触器k4闭合，经过输出软启时间，t1时刻输出交流接触器k3闭合，t1’时刻系统异常报警，输出交流触器k3和输出软启交流接触器k4断开，放电保护开关闭合；
27、风机调速开关组控制逻辑为：
28、温度上升但低于t0时，交流接触器k5、k6、k7断开，风机不转；
29、温度上升到t0时，交流接触器k7闭合，自耦变压器第一抽头lo给风机供电，风机低档风速运转；
30、温度继续上升到t1时，交流接触器k7断开，经过安全时间td后，交流接触器k6闭合，自耦变压器第二抽头me给风机供电，风机中档风速运转；
31、温度继续上升到t2时，交流接触器k6断开，经过安全时间td后，交流接触器k5闭合，自耦变压器末端hi给风机供电，风机高档风速运转；
32、温度下降但高于t2时，交流接触器k5闭合，自耦变压器末端hi给风机供电，风机高档风速运转；
33、温度下降到t2时，交流接触器k5断开，经过安全时间td后，交流接触器k6闭合，自耦变压器第二抽头me给风机供电，风机中档风速运转；
34、温度下降到t1时，交流接触器k6断开，经过安全时间td后，交流接触器k7闭合，自耦变压器第一抽头lo给风机供电，风机低档风速运转；
35、温度继续下降到t0时，交流接触器k7断开，风机停止运转；
36、其中，t0为风机低档温度阈值，t1为风机中档温度阈值，t2为风机高档温度阈值，t0<t1<t2。
37、进一步的，正常运行时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑中，维修空气断路器j2手动闭合并保持常闭，上电空气断路器ji手动闭合系统工作，手动断开系统停止工作；t0时刻，上电空气断路器ji手动闭合，软启交流接触器k2闭合，进入软启动时间；t3时刻手动断开上电空气断路器ji；
38、维修时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑中，手动断开维修空气断路器j2，使交流接触器k1、软启交流接触器k2的控制端子a1与市电零线n断开。
39、进一步的，还包括静置放电逻辑：
40、静置放电开关k8为常闭直流接触器，上电空气断路器ji手动闭合后，电池模拟器弱电系统控制接触器x8控制k8断开，上电空气断路器ji手动断开后，静置放电开关k8自动闭合，母线电容通过k8和放电电阻r1放电，静置条件下模拟器内部不存在残余电量。
41、本发明的优点在于：提供了一种电池模拟器开关系统及其控制方法，有效解决了电池模拟器因电压高电流大功率等级高而电气系统控制复杂、安全性、稳定性差的问题，成功将交流接触器用于高压大电流直流场合，避开了直流接触器通电流能力弱、触电易黏连的缺点，并且提高了电池模拟器整体的稳定性和可靠性。
1.一种电池模拟器开关系统，其特征在于，包括：输入启动冲击与维修开关组，输出启动冲击与停机放电开关组，风机调速开关组，电池模拟器强电系统，电池模拟器弱电系统；
2.根据权利要求1所述电池模拟器开关系统，其特征在于，所述输入启动冲击与维修开关组包括放电保护开关、交流接触器k1和软启交流接触器k2；
3.根据权利要求1所述电池模拟器开关系统，其特征在于，所述输入启动冲击与维修开关组包括：上电空气断路器ji，交流接触器k1，维修空气断路器j2，软启交流接触器k2，软启电阻ra、rb、rc；
4.根据权利要求1所述电池模拟器开关系统，其特征在于，所述输出启动冲击与停机放电开关组包括：输出交流接触器k3，输出软启交流接触器k4，输出软启电阻r2，放电保护开关k9，放电电阻r3；
5.根据权利要求3所述电池模拟器开关系统，其特征在于，所述风机调速开关组包括：自耦变压器at，交流接触器k5、k6、k7，n台风机fan1、fan2……fann；
6.根据权利要求1所述电池模拟器开关系统，其特征在于，还包括静置放电开关，与电池模拟器弱电系统、电池模拟器强电系统连接；
7.根据权利要求4所述电池模拟器开关系统，其特征在于，放电保护开关k9为igbt或者mosfet开关管。
8.一种电池模拟器开关系统控制方法，用于控制权利要求1-7任一所述电池模拟器开关系统，其特征在于，包括正常运行时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑、维修时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑、输出启动冲击与停机放电关组控制逻辑、风机调速开关组控制逻辑：
9.根据权利要求8所述电池模拟器开关系统控制方法，其特征在于，正常运行时输入启动冲击与维修开关组控制逻辑中，维修空气断路器j2手动闭合并保持常闭，上电空气断路器ji手动闭合系统工作，手动断开系统停止工作；t0时刻，上电空气断路器ji手动闭合，软启交流接触器k2闭合，进入软启动时间；t3时刻手动断开上电空气断路器ji；
10.根据权利要求8所述电池模拟器开关系统控制方法，其特征在于，还包括静置放电逻辑：
