一种电池模拟器及其电压校准方法、氢燃料电池测试系统与流程

1.本公开涉及氢燃料电池测试技术领域，具体而言，涉及一种电池模拟器及其电压校准方法、氢燃料电池测试系统。


背景技术：

2.目前，与使用燃料的车辆不同，氢能源汽车等电动车辆将多个氢燃料电池单元串联起来构成燃料电池并将其作为主要动力源。通常而言，电动车辆可以通过氢燃料电池电压监测器(cell voltage monitor，cvm)管理各个电池单元的充电情况，还可以与整车电驱动系统进行联调测试。
3.然而，当使用实体燃料电池来评估电池电压或者进行联调测试时，将存在各种各样的问题，如实验室建设难度大、费用高、安全性低、操作灵活度差等。因而，可以使用氢燃料电池模拟器实现上述评估及测试过程。
4.相关技术中大多在出厂前对电池模拟器进行电压标定，然而，现有的单系数标定方案无法确保电池模拟器的电压输出精度，进而无法满足后续进行评估及测试的相关需求。


技术实现要素：

5.本公开实施例至少提供一种电池模拟器及其电压校准方法、氢燃料电池测试系统，以提升电池模拟器的电压输出精度。
6.第一方面，本公开实施例提供了一种电池模拟器的电压校准方法，包括：
7.响应于电池模拟器针对目标电压的输出操作，确定所述目标电压所在设定电压输出区间；
8.基于各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系，确定所述目标电压所在设定电压输出区间对应的目标标定系数值；
9.基于所述目标标定系数值，控制所述电池模拟器按照校准后的所述目标电压进行输出。
10.在一种可能的实施方式中，按照如下步骤确定各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系：
11.确定所述电池模拟器需要输出的设定电压阈值范围；
12.从所述设定电压阈值范围内选取多个设定电压关键值；
13.基于所述多个设定电压关键值将所述设定电压阈值范围划分为多个设定电压输出区间；
14.针对所述多个设定电压输出区间中的每个所述设定电压输出区间，确定所述设定电压输出区间对应的标定系数值。
15.在一种可能的实施方式中，所述从所述设定电压阈值范围内选取多个设定电压关键值，包括：
16.获取针对所述电池模拟器的各个电压输出精度值；
17.从所述设定电压阈值范围内，确定产生非线性的电压输出精度变化所对应的设定电压值；
18.将确定的所述设定电压值作为所述设定电压关键值。
19.在一种可能的实施方式中，所述确定产生非线性的电压输出精度变化所对应的设定电压值，包括：
20.响应于产生非线性的第一电压输出精度变化，确定对应的第一设定电压值；
21.响应于产生非线性的第二电压输出精度变化，确定对应的第二设定电压值；所述第二电压输出精度变化的幅度大于所述第一电压输出精度变化的幅度，所述第二设定电压值的个数大于所述第一设定电压值的个数。
22.在一种可能的实施方式中，所述确定所述设定电压输出区间对应的标定系数值，包括：
23.针对所述多个设定电压输出区间中的每个所述设定电压输出区间，确定在所述设定电压输出区间下所述电池模拟器的实际输出电压；
24.基于所述设定电压输出区间、所述设定电压输出区间下所述电池模拟器的实际输出电压以及需要输出的电压之间的对应关系，确定所述设定电压输出区间对应的标定系数值。
25.在一种可能的实施方式中，所述控制所述电池模拟器按照校准后的所述目标电压进行输出，包括：
26.获取基于pi函数确定的电压差值；所述电压差值由设定输出的所述目标电压以及在所述目标电压下所述电池模拟器的实际输出电压之间的差值来确定；
27.基于所述电压差值与所述目标标定系数值之间的乘积运算，确定所述电池模拟器的输出控制信号值；
28.基于所述输出控制信号值控制所述电池模拟器按照校准后的所述目标电压进行输出。
29.在一种可能的实施方式中，所述控制所述电池模拟器按照校准后的所述目标电压进行输出，包括：
30.响应于氢燃料电池测试系统包括的测试设备的测试请求，确定所述测试请求下所述电池模拟器需要输出的目标电压；
31.控制所述电池模拟器按照需要输出的所述目标电压进行输出。
32.第二方面，本公开还提供了一种电池模拟器，应用于第一方面及其各种实施方式中任一项所述的电池模拟器的电压校准方法。
33.第三方面，本公开还提供了一种氢燃料电池测试系统，包括第二方面所述的电池模拟器。
34.在一种可能的实施方式中，还包括测试设备；所述电池模拟器与所述测试设备电性连接；
35.所述测试设备，用于基于所述电池模拟器模拟输出的目标电压进行测试。
36.在一种可能的实施方式中，所述电池模拟器包括多个电池模拟单元，每个电池模拟单元用于模拟氢燃料电池中的一个电池单元的电压输出。
37.采用上述电池模拟器及其电压校准方法、氢燃料电池测试系统，其电压校准方法响应于电池模拟器针对目标电压的输出操作，可以确定目标电压所在设定电压输出区间并确定该设定电压输出区间所对应的目标标定系数值，而后基于目标标定系数值，控制电池模拟器按照目标电压进行输出。本公开采用多段标定实现电压控制，也即，基于不同的设定电压输出区间可以对应有不同的标定系数值，采用不同的标定系数值所对应控制输出的目标电压的校准精度更高，这样，在后续进行电池评估测试或者其他测试的情况下，将同步提升测试的准确度。
38.本公开的其他优点将配合以下的说明和附图进行更详细的解说。
39.应当理解，上述说明仅是本公开技术方案的概述，以便能够更清楚地了解本公开的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施。为了让本公开的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举例说明本公开的具体实施方式。
附图说明
40.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。而且在整个附图中，用相同的标号表示相同的部件。在附图中：
41.图1示出了现有的单系数标定方案下的电压输出精度变化图；
42.图2示出了本公开实施例所提供的一种电池模拟器的电压校准方法的流程图；
43.图3示出了本公开实施例所提供的一种电池模拟器的电压校准方法的应用示意图；
44.图4示出了本公开实施例所提供的多段标定方案下的电压输出精度变化图；
45.图5示出了本公开实施例所提供的一种电池模拟器的电压校准装置的示意图；
46.图6示出了本公开实施例所提供的一种氢燃料电池测试系统的模块示意图；
47.图7示出了本公开实施例所提供的一种氢燃料电池测试系统的应用示意图。
具体实施方式
48.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
49.在本公开实施方式的描述中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。
50.除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
51.术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个这一特征。在本公开实施方式的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
52.经研究发现，相关技术中大多在出厂前对氢燃料电池模拟器进行电压标定，且大多采用单系数标定方案。具体而言，该方案可以在电池模拟器的微控制器中放置一个pi函数，并乘以系数k以匹配输出控制信号。由于部件的公差，系数k将在出厂前被标定，以确保每个产品的输出精度。具体可以按照如下公式：
53.cv＝k*pi(err)
54.err＝vo-vs
55.其中，vo表示电池模拟器实际的输出电压，vs表示针对电池模拟器的设定电压，k表示校准(标定)系数，cv表示输出控制信号值。
56.在实际应用中，由于部件的公差，针对电池模拟器所需输出的设定电压与其实际的输出电压往往不一致，这里基于系数k的校准操作，可以将电池模拟器的输出校准在设定电压。与此同时，这里的校准操作往往是在电池模拟器出厂前完成，在用户利用电池模拟器进行相关测试时，其所实际输出的电压原则上应用于设定电压保持一直。
57.然而，由于存在部件公差，采用单系数校准方案将存在较大的精度差，特别是在较小电压输出范围(如0-1.5v)这一电压输出范围段精度很差，最高误差可达0.035v，具体可参见图1所示例的一种电压输出精度变化图，该变化图中的横轴指向设定电压，纵轴指向电压输出误差，由图可知的是，在小电压输出范围内电压输出精度变化较大，如果将小电压输出范围与其他电压输出范围均采用同一系数进行标定，将必然导致如图所示的精度较差的问题，如果为了满足小电压输出范围而调整系数，又无法满足其他电压输出范围的校准需求。
58.可见，现有的单系数标定方案无法确保电池模拟器的电压输出精度，进而无法满足后续进行评估及测试的相关需求。
59.为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开提供了至少一种基于多段标定的电池模拟器的电压控制方案，以使得各电压输出范围内均能达到较高的校准精度，从而满足包括电池评估测试的各种应用测试的需求。
60.为便于对本实施例进行理解，首先对本公开实施例所公开的一种电池模拟器的电压校准方法进行详细介绍，本公开实施例所提供的电压校准方法的执行主体一般为具有一定计算能力的电子设备，该电子设备例如可以是终端设备或其它处理设备，终端设备可以为用户设备(user equipment，ue)、移动设备、用户终端、个人数字助理(personal digital assistant，pda)、手持设备等。考虑到本公开主要可以应用于氢燃料电池测试领域，因而，这里可以采用电池模拟器这一处理设备，该电池模拟器可以通过模拟电池向cvm施加电压(v)，还可以通过模拟电池向其它设备施加电压以完成测试，接下来多采用电池模拟器作为执行主体进行示例说明。
61.在一些可能的实现方式中，该电压校准方法可以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。
62.参见图2所示，为本公开实施例提供的电池模拟器的电压校准方法的流程图，所述
方法包括步骤s201～s203，其中：
63.s201：响应于电池模拟器针对目标电压的输出操作，确定目标电压所在设定电压输出区间；
64.s202：基于各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系，确定目标电压所在设定电压输出区间对应的目标标定系数值；
65.s203：基于目标标定系数值，控制电池模拟器按照校准后的目标电压进行输出。
66.为了便于理解本公开实施例提供的有关电池模拟器的电压校准方法，接下来首先对该电压校准方法的应用场景进行具体介绍。本公开实施例提供的电压校准方法主要可以应用于氢燃料电池测试环境中。这里的氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。在氢燃料电池系统中，有许多设备测试时需要借助氢燃料电池模拟器，该电池模拟器作为一种电子设备，用来模拟氢燃料电池的输出而不需要接入氢和氧，这将极大的降低对实验室建设的难度。
67.现有技术方案中大多采用单系数标定的电压控制输出方式，这难以保证电池模拟器在各个电压范围内的输出精度，特别是在需要串联多个电池模拟单元实现氢燃料电池的模拟输出的情况下，使得整个氢燃料电池的输出精度差更进一步放大，从而非常不利于后期的测试。
68.正是为了解决上述问题，本公开提供了一种基于多段标定实现的电压控制方案，以提高电池模拟器的输出精度。
69.这里，在确定电池模拟器需要针对目标电压进行输出的情况下，首先可以确定目标电压所在设定电压输出区间。由于每个设定电压输出区间均对应有对应的标定系数值，这样，在确定目标电压所在设定电压输出区间的情况下，即可以确定与目标电压对应的目标标定系数值，基于目标标定系数值即可以控制电池模拟器按照目标电压进行输出。
70.在实际应用中，响应于上位机或者电池模拟器自身的校准需求，可以确定电池模拟器针对目标电压的输出操作。
71.在实际的氢燃料电池测试环境中，可以响应于氢燃料电池测试系统包括的测试设备的测试请求，确定测试请求下电池模拟器需要输出的校准后的目标电压，而后实现有关电池模拟器的电压控制，即可以响应测试请求，并可以确定测试结果，例如，在确定是针对cvm的电池电量测试时，可以基于测试结果确定电池的健康度；再如，在确定是进行故障状态的测试时，可以基于测试结果确定是否能够捕捉到故障。
72.这里的测试设备可以是cvm，还可以是其他应用测试设备，本公开实施例对此不做具体限制。在实际应用中，除了可以是响应于测试设备的测试需求，还可以是电池模拟器自身针对各个目标电压的输出控制。
73.在确定目标电压所在设定电压输出区间的情况下，即可以基于各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系，确定目标电压对应的目标标定系数值。
74.其中，上述对应关系可以是预先建立的，针对每个设定电压输出区间可以确定一个对应的标定系数值。这样，一旦确定目标电压所在设定电压输出区间，即可将对应的标定系数值作为目标标定系数值，继而针对目标电压进行在对应的设定电压输出区间内的系数校准，使得校准后的输出电压更为逼近设定电压，输出精度得以显著提升。
75.考虑到有关对应关系的建立对于后续进行系数校准的关键作用，接下来将重点说
明建立对应关系的过程，具体可以通过如下步骤来实现：
76.步骤一、确定电池模拟器需要输出的设定电压阈值范围；
77.步骤二、从设定电压阈值范围内选取多个设定电压关键值；
78.步骤三、基于多个设定电压关键值将设定电压阈值范围划分为多个设定电压输出区间；
79.步骤四、针对多个设定电压输出区间中的每个设定电压输出区间，确定设定电压输出区间对应的标定系数值。
80.这里，首先可以确定电池模拟器需要输出的设定电压阈值范围，而后将设定电压阈值范围划分为多个设定电压输出区间，进而确定针对每个设定电压输出区间的标定系数值。基于各个设定电压输出区间所分别确定的标定系数值即可得到上述对应关系。
81.在进行多个设定电压输出区间进行划分之前，需要先从设定电压阈值范围内选取多个设定电压关键值，将设定电压关键值作为设定电压输出区间的上限值和/或下限值，进而可以确定各个设定电压输出区间。
82.在实际选取设定电压关键值的过程中，可以结合电压输出精度变化情况以及关键值个数来确定。一方面，这里可以按照如下步骤选取设定电压关键值：
83.步骤一、获取针对电池模拟器的各个电压输出精度值；
84.步骤二、从设定电压阈值范围内，确定产生非线性的电压输出精度变化所对应的设定电压值；
85.步骤三、将确定的设定电压值作为设定电压关键值。
86.考虑到部件公差对于电压输出精度变化的影响，这里可以将精度变化处对应的设定电压值作为设定电压关键值，以尽可能的降低部件公差所带来的精度影响。
87.此外，又考虑到越是小电压输出范围越是产生更大的精度差，而越是大电压输出范围越是对精度差的影响越弱，基于此，这里可以在小电压范围采用更细粒度的区间划分，在大电压范围采用更粗粒度的区间划分，以在提升校准精度的前提下，尽可能的通过减少划分区间的个数来降低校准计算量。
88.这里，响应于产生非线性的第一电压输出精度变化，确定对应的第一设定电压值；响应于产生非线性的第二电压输出精度变化，确定对应的第二设定电压值；第二电压输出精度变化的幅度大于第一电压输出精度变化的幅度，第二设定电压值的个数大于第一设定电压值的个数。
89.在实际应用中，电池模拟器在模拟一个电池单元的电压输出时，所对应的设定电压阈值范围可以处在(0-4v)。在这个范围内，如图1所示的电压输出精度值随设定电压值的变化图，1v之后其电压输出精度变化(即第一电压输出精度变化)较小，此时，可以对应设置较少个数的第一设定电压值，也即，所对应划分的区间数量较少；1v之前其电压输出精度变化(即第二电压输出精度变化)较大，此时，可以对应设置更多个数的第一设定电压值，也即，所对应划分的区间数量更多。
90.需要说明的是，有关(0-4v)这一设定电压阈值范围仅为一个具体的示例，在实际应用中，结合不同的应用所确定的设定电压阈值范围也不同。此外，有关所划分的设定电压关键值及其对应的设定电压输出区间的个数也不做具体的限定，在实际应用中，可以结合不同的应用来确定。
91.为了便于进一步理解上述区间划分及对应标定系数值的确定过程，接下来可以结合一个具体示例来说明。
92.这里，仍然在电池模拟器中的微控制器中放置pi函数为例，在不同的输出区间乘以不同的系数k，以匹配输出控制信号。在以(0-4v)这一设定电压阈值范围进行示例中，具体可以按照如下分段函数公式划分为六个设定电压输出区间：
[0093][0094]
其中，vo表示电池模拟器实际的输出电压，vs表示针对电池模拟器的设定电压，k表示校准(标定)系数，cv表示输出控制信号值。
[0095]
可知的是，在(0.01-1v)这近1v的电压范围内，由于所对应的电压输出精度变化的幅度较大，此时对应划分为三个电压区间；在(1-2v)这1v的电压范围内，由于所对应的电压输出精度变化的幅度不算大，此时对应划分为一个电压区间即可满足校准需求。
[0096]
如图3所示，为本公开实施例提供的电压校准方法在应用于一个电池单元(cell)的电压模拟输出的情况下，所适配的(k1～k6)等六个标定系数的应用示意图，其中芯片a1对应微控制器，通过微控制器可以确定对应的六个标定系数值，进而可以控制一个cell的电压输出(output)，这样所输出的电压时经过校准后的电压，输出精度更高。
[0097]
在实际确定每个设定电压输出区间对应的标定系数值时，可以按照如下步骤来实现：
[0098]
步骤一、针对多个设定电压输出区间中的每个设定电压输出区间，确定在设定电压输出区间下电池模拟器的实际输出电压；
[0099]
步骤二、基于设定电压输出区间、设定电压输出区间下电池模拟器的实际输出电压以及需要输出的电压之间的对应关系，确定设定电压输出区间对应的标定系数值。
[0100]
这里，基于设定电压输出区间、设定电压输出区间下电池模拟器的实际输出电压以及需要输出的电压之间的对应关系，可以将各电压输入到上述分段函数中，进而确定出每个设定电压输出区间所对应的标定系数值。
[0101]
从理论而言，可以是针对区间确定对应的标定系数值，还可以是在区间足够小，例如仅包括一个设定电压值的情况下，为每个设定电压值确定一个对应的标定系数值，但考虑到标定系数越多，一定程度所对应的校准复杂度也就越高，这里优选采用针对一定划分区间来确定标定系数值。
[0102]
在实际控制电池模拟器输出电压时，可以按照如下步骤来实现：
[0103]
步骤一、获取基于pi函数确定的电压差值；电压差值由设定输出的目标电压以及在目标电压下电池模拟器的实际输出电压之间的差值来确定；
[0104]
步骤二、基于电压差值与目标标定系数值之间的乘积运算，确定电池模拟器的输出控制信号值；
[0105]
步骤三、基于输出控制信号值控制电池模拟器按照目标电压进行输出。
[0106]
这里，仍以划分为六个设定电压输出区间进行示例说明。在确定设定输出一个目标电压的情况下，可以确定该目标电压与电池模拟器的实际输出电压之间的差值，也即确定出目标电压所对应的err值，并从目标电压所在区间确定出对应的目标标定系数值，将目标标定系数值与err值代入上述分段函数值，即可确定出电池模拟器的输出控制信号值，从而可以控制电池模拟器是按照校准后的目标电压进行输出，由于采用对应区间的标定系数进行标定，使得校准电压更为准确，进一步使得后续的测试结果的准确性更高。
[0107]
在实际应用中，本公开实施例提供的电压校准方法在不同的电压输出区间采用不同的标定系数，并在出厂前进行校准，从而能够显著提高输出精度，如图4所示为采用上述电压校准方法进行校准后所对应的输出电压误差与设定电压之间的关系图，在整个输出范围内基本线性，误差最大只有0.004v，最大误差由传统的单系数标定方法的0.035v缩到0.005v。
[0108]
在本说明书的描述中，参考术语“一些可能的实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。
[0109]
关于本公开实施方式的方法流程图，将某些操作描述为以一定顺序执行的不同的步骤。这样的流程图属于说明性的而非限制性的。可以将在本文中所描述的某些步骤分组在一起并且在单个操作中执行、可以将某些步骤分割成多个子步骤、并且可以以不同于在本文中所示出的顺序来执行某些步骤。可以由任何电路结构和/或有形机制(例如，由在计算机设备上运行的软件、硬件(例如，处理器或芯片实现的逻辑功能)等、和/或其任何组合)以任何方式来实现在流程图中所示出的各个步骤。
[0110]
本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
[0111]
基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了与电池模拟器的电压校准方法对应的电池模拟器的电压校准装置，由于本公开实施例中的装置解决问题的原理与本公开实施例上述电压校准方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
[0112]
参照图5所示，为本公开实施例提供的一种电池模拟器的电压校准装置的示意图，装置包括：响应模块501、确定模块502、控制模块503；其中，
[0113]
响应模块501，用于响应于电池模拟器针对目标电压的输出操作，确定目标电压所在设定电压输出区间；
[0114]
确定模块502，用于基于各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系，确定目标电压所在设定电压输出区间对应的目标标定系数值；
[0115]
控制模块503，用于基于目标标定系数值，控制电池模拟器按照目标电压进行输出。
[0116]
采用上述电池模拟器的电压校准装置，其电压校准方法响应于电池模拟器针对目标电压的输出操作，可以确定目标电压所在设定电压输出区间并确定该设定电压输出区间所对应的目标标定系数值，而后基于目标标定系数值，控制电池模拟器按照目标电压进行输出。本公开采用多段标定实现电压控制，也即，基于不同的设定电压输出区间可以对应有不同的标定系数值，采用不同的标定系数值所对应控制输出的目标电压的校准精度更高，这样，在后续进行电池评估测试或者其他测试的情况下，将同步提升测试的准确度。
[0117]
在一种可能的实施方式中，确定模块502，用于按照如下步骤确定各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系：
[0118]
确定电池模拟器需要输出的设定电压阈值范围；
[0119]
从设定电压阈值范围内选取多个设定电压关键值；
[0120]
基于多个设定电压关键值将设定电压阈值范围划分为多个设定电压输出区间；
[0121]
针对多个设定电压输出区间中的每个设定电压输出区间，确定设定电压输出区间对应的标定系数值。
[0122]
在一种可能的实施方式中，确定模块502，用于按照如下步骤从设定电压阈值范围内选取多个设定电压关键值：
[0123]
获取针对电池模拟器的各个电压输出精度值；
[0124]
从设定电压阈值范围内，确定产生非线性的电压输出精度变化所对应的设定电压值；
[0125]
将确定的设定电压值作为设定电压关键值。
[0126]
在一种可能的实施方式中，确定模块502，用于按照如下步骤确定产生非线性的电压输出精度变化所对应的设定电压值：
[0127]
响应于产生非线性的第一电压输出精度变化，确定对应的第一设定电压值；
[0128]
响应于产生非线性的第二电压输出精度变化，确定对应的第二设定电压值；第二电压输出精度变化的幅度大于第一电压输出精度变化的幅度，第二设定电压值的个数大于第一设定电压值的个数。
[0129]
在一种可能的实施方式中，确定模块502，用于按照如下步骤确定设定电压输出区间对应的标定系数值：
[0130]
针对多个设定电压输出区间中的每个设定电压输出区间，确定在设定电压输出区间下电池模拟器的实际输出电压；
[0131]
基于设定电压输出区间、设定电压输出区间下电池模拟器的实际输出电压以及需要输出的电压之间的对应关系，确定设定电压输出区间对应的标定系数值。
[0132]
在一种可能的实施方式中，控制模块503，用于按照如下步骤控制电池模拟器按照目标电压进行输出：
[0133]
获取基于pi函数确定的电压差值；电压差值由设定输出的目标电压以及在目标电压下电池模拟器的实际输出电压之间的差值来确定；
[0134]
基于电压差值与目标标定系数值之间的乘积运算，确定电池模拟器的输出控制信号值；
[0135]
基于输出控制信号值控制电池模拟器按照目标电压进行输出。
[0136]
在一种可能的实施方式中，控制模块503，用于按照如下步骤控制电池模拟器按照
目标电压进行输出：
[0137]
响应于氢燃料电池测试系统包括的测试设备的测试请求，确定测试请求下电池模拟器需要输出的目标电压；
[0138]
控制电池模拟器按照需要输出的目标电压进行输出。
[0139]
需要说明的是，本公开实施方式中的装置可以实现前述方法的实施方式的各个过程，并达到相同的效果和功能，这里不再赘述。
[0140]
本公开实施例还提供了一种电池模拟器，该电池模拟器通过应用上述电压校准方法实现电压区间的分段标定，提升了校准精度。
[0141]
基于此，本公开实施例还提供了一种氢燃料电池测试系统，如图6所示，该系统包括电池模拟器601以及与电池模拟器601电性连接的测试设备602，电池模拟器601及测试设备602可以通过总线603进行通信。
[0142]
测试设备602，可以基于电池模拟器601模拟输出的目标电压进行测试，例如可以进行电池电量的测试，再如，可以进行故障状态的测试等等。
[0143]
此外，这里的电池模拟器601可以包括多个电池模拟单元，每个电池模拟单元对应一个电池单元，这样，每个电池模拟单元用于模拟氢燃料电池中的一个电池单元的电压输出，继而通过各个电池模拟单元的串联实现了针对整个氢燃料电池的模拟输出，无需接入氢和氧，即能够进行测试，降低了各项成本以及操作复杂度，实用性得以显著提升。
[0144]
在实际应用中，有关电池模拟单元的个数可以依赖于具体所需要模拟的氢燃料电池来确定，串联的电池模拟单元越多，所对应氢燃料电池模拟输出的电压也就越大。这里，可以基于cvm监测每个电池模拟单元的电量，从而确保各个电池模拟单元的健康度达到预设状态。
[0145]
如图7所示，为示例的一种氢燃料电池测试系统，该测试系统中的氢燃料电池模拟器由36个电池模拟单元(如cell1、cell2
……
cell36所示)构成。各个cell依次串联，且均连接在控制器局域网总线(controller area network，can)上。cvm能够对应捕捉各个cell的电压输出，并利用对应的ad转换器确定电池电量，上位机(micro)则可以进一步实现电池健康度评估。
[0146]
其中，有关各个cell的电压控制可以是基于液晶显示器(liquid crystal display，lcd)&控制器(controllor)连同实现的，例如，在lcd输入所需的目标电压，并通过controllor下达校准指令以使得各个cell输出的均为校准后的精度较高的电压，这样cvm所对应的健康度评估结果也更为准确。
[0147]
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例中的电池模拟器的电压校准方法的步骤。其中，该存储介质可以是易失性或非易失的计算机可读取存储介质。
[0148]
本公开实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品承载有程序代码，程序代码包括的指令可用于执行上述方法实施例中的电池模拟器的电压校准方法的步骤，具体可参见上述方法实施例，在此不再赘述。
[0149]
其中，上述计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一个可选实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一个可选实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(software development kit，sdk)
等等。
[0150]
本公开中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。尤其，对于装置、设备和计算机可读存储介质实施方式而言，由于其基本相似于方法实施方式，所以其描述进行了简化，相关之处可参见方法实施方式的部分说明即可。
[0151]
本公开实施方式提供的装置、设备和计算机可读存储介质与方法是一一对应的，因此，装置、设备和计算机可读存储介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述装置、设备和计算机可读存储介质的有益技术效果。
[0152]
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施方式可提供为方法、装置(设备或系统)、或计算机可读存储介质。因此，本公开可采用完全硬件实施方式、完全软件实施方式、或结合软件和硬件方面的实施方式的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机可读存储介质的形式。
[0153]
本公开是参照根据本公开实施方式的方法、装置(设备或系统)、和计算机可读存储介质的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0154]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0155]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0156]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0157]
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
[0158]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、
数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
[0159]
虽然已经参考若干具体实施方式描述了本公开的精神和原理，但是应该理解，本公开并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

技术特征：
1.一种电池模拟器的电压校准方法，其特征在于，包括：响应于电池模拟器针对目标电压的输出操作，确定所述目标电压所在设定电压输出区间；基于各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系，确定所述目标电压所在设定电压输出区间对应的目标标定系数值；基于所述目标标定系数值，控制所述电池模拟器按照校准后的所述目标电压进行输出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下步骤确定各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系：确定所述电池模拟器需要输出的设定电压阈值范围；从所述设定电压阈值范围内选取多个设定电压关键值；基于所述多个设定电压关键值将所述设定电压阈值范围划分为多个设定电压输出区间；针对所述多个设定电压输出区间中的每个所述设定电压输出区间，确定所述设定电压输出区间对应的标定系数值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述设定电压阈值范围内选取多个设定电压关键值，包括：获取针对所述电池模拟器的各个电压输出精度值；从所述设定电压阈值范围内，确定产生非线性的电压输出精度变化所对应的设定电压值；将确定的所述设定电压值作为所述设定电压关键值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定产生非线性的电压输出精度变化所对应的设定电压值，包括：响应于产生非线性的第一电压输出精度变化，确定对应的第一设定电压值；响应于产生非线性的第二电压输出精度变化，确定对应的第二设定电压值；所述第二电压输出精度变化的幅度大于所述第一电压输出精度变化的幅度，所述第二设定电压值的个数大于所述第一设定电压值的个数。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述设定电压输出区间对应的标定系数值，包括：针对所述多个设定电压输出区间中的每个所述设定电压输出区间，确定在所述设定电压输出区间下所述电池模拟器的实际输出电压；基于所述设定电压输出区间、所述设定电压输出区间下所述电池模拟器的实际输出电压以及需要输出的电压之间的对应关系，确定所述设定电压输出区间对应的标定系数值。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述电池模拟器按照校准后的所述目标电压进行输出，包括：获取基于pi函数确定的电压差值；所述电压差值由设定输出的所述目标电压以及在所述目标电压下所述电池模拟器的实际输出电压之间的差值来确定；基于所述电压差值与所述目标标定系数值之间的乘积运算，确定所述电池模拟器的输出控制信号值；
基于所述输出控制信号值控制所述电池模拟器按照校准后的所述目标电压进行输出。7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述电池模拟器按照校准后的所述目标电压进行输出，包括：响应于氢燃料电池测试系统包括的测试设备的测试请求，确定所述测试请求下所述电池模拟器需要输出的目标电压；控制所述电池模拟器按照需要输出的所述目标电压进行输出。8.一种电池模拟器，其特征在于，应用于权利要求1至7中任一项所述的电池模拟器的电压校准方法。9.一种氢燃料电池测试系统，其特征在于，包括权利要求8所述的电池模拟器。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括测试设备；所述电池模拟器与所述测试设备电性连接；所述测试设备，用于基于所述电池模拟器模拟输出的目标电压进行测试。11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述电池模拟器包括多个电池模拟单元，每个电池模拟单元用于模拟氢燃料电池中的一个电池单元的电压输出。

技术总结
本公开提供了一种电池模拟器及其电压校准方法、氢燃料电池测试系统，其中，该方法包括：响应于电池模拟器针对目标电压的输出操作，确定目标电压所在设定电压输出区间；基于各个设定电压输出区间与各个标定系数值之间的对应关系，确定目标电压所在设定电压输出区间对应的目标标定系数值；基于目标标定系数值，控制电池模拟器按照校准后的目标电压进行输出。本公开采用多段标定实现电压控制，也即，基于不同的设定电压输出区间可以对应有不同的标定系数值，采用不同的标定系数值所对应控制输出的目标电压的校准精度更高，这样，在后续进行电池评估测试或者其他测试的情况下，将同步提升测试的准确度。同步提升测试的准确度。同步提升测试的准确度。


技术研发人员：闫涛 何晓瑞
受保护的技术使用者：康明斯燃油系统（武汉）有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/13